CN1447515A - 旋转磁极控制物体往复运动并获取动能的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种旋转磁极控制物体往复运动并获取动能的方法及其装置，在沿预定轨迹运动的被控物体(3)上设置有永磁铁(31)，该被控物体连接负载；在物体(3)的一侧固定设置一个在对合的磁轭(1)中孔(11)内旋转并变换永磁磁极的旋转磁铁(2)；当驱动轴(21)带动旋转磁铁(2)旋转时，旋转磁铁(2)的N极或S极交替面对被控物体(3)；利用磁性物体同性相斥、异性相吸的原理，将被控物体(3)推离或吸引靠近旋转磁铁(2)；使被控物体(3)产生往复运动。本发明利用磁性材料的特点，节约能源，可以实现输入较小的能量获得较大的输出能量。

Description

旋转磁极控制物体往复运动并获取动能的方法及其装置
技术领域  本发明涉及机械动力装置，特别涉及一种利用磁极变换来控制物体方往复运动并获取动能的方法。
背景技术  目前控制物体往复运动、并使其获得动能的方法，一般有以下几种方式：1.以机械方式控制物体的往复运动，如用丝杠机构、摆杆机构以及齿轮、齿条机构等等，这几种控制方式都需要一种较大的动力来驱动上述机构。2.以液压、气压方式控制物体的往复运动，如液压缸、气压缸等等，这几种方式除需要比较复杂的辅助系统外，同样需要较大的动力支持。3.以电控方式控制物体的往复运动，如电磁方式，这种方式需要提供非常强的电力来控制被控物体的运动。4.以热能控制物体的往复运动，如发动机等等，这种方式效率不高，能源浪费严重。
发明内容  本发明的目的在于避免上述现有技术的不足，提供一种耗能少的控制物体往复运动并获取动能的方法。
本发明是采用如下方法，这种旋转磁极控制物体往复运动并获取动能的方法，首先在沿预定轨迹运动的被控物体上设置有永磁铁，该被控物体连接负载；然后在物体的一侧固定设置一个在对合的磁轭中孔内旋转并变换永磁磁极的旋转磁铁；当驱动轴带动旋转磁铁旋转时，旋转磁铁的N极或S极交替面对被控物体；利用磁性物体同性相斥、异性相吸的原理，将被控物体推离或吸引靠近旋转磁铁；旋转旋转磁铁不断驱动被控物体作往复运动，同时使物体获得动能。当旋转磁铁的极性与被控物体表面上永磁铁的极性相同时，被控物体在磁铁排斥力的作用下远离磁轭；当旋转磁铁的极性与被控物体表面上永磁铁的极性相反时，被控物体在磁铁吸引力的作用下而接近磁轭，这样就实现了控制物体往复运动并获取动能的目的。
作为实现上述方法的装置，其包括磁轭，旋转磁铁在该磁轭中孔内绕驱动轴转动，被控物体在与磁轭对应的表面上固定有永磁铁，使该旋转磁铁的N极或S极交替面对位于磁轭周边并可沿某一方向作往复运动的被控物体，所述被控物体在面对磁轭的表面上固定有永磁铁，当驱动轴带动旋转磁铁旋转时产生的交变磁场的磁力驱动被控物体产生往复运动。
本发明能够尽可能的利用磁性材料的特点，节约能源，可以实现输入较小的能量获得较大的输出能量。本发明所述的方法及其装置，不但可以应用在动力机械上，还可以应用在交通工具的制动装置上以及电力控制元件上。
附图说明
图1是本发明的示意图。
图2是本发明旋转永磁铁式的示意图。
具体实施方式  下面结合附图进一步详细说明本发明的实施例。
由图1和图2中可看出，一种旋转磁极控制物体往复运动并获取动能的方法，首先在沿预定轨迹运动的被控物体3上设置有永磁铁31，该被控物体连接负载；然后在物体3的一侧固定设置一个在对合的磁轭1中孔11内旋转并变换永磁磁极的旋转磁铁2；当驱动轴21带动旋转磁铁2旋转时，旋转磁铁2的N极或S极交替面对被控物体3；利用磁性物体同性相斥、异性相吸的原理，将被控物体3推离或吸引靠近旋转磁铁2；旋转旋转磁铁2不断驱动被控物体3作往复运动，同时使被控物体3获得动能。当旋转磁铁2的极性与被控物体3表面上永磁铁31的极性相同时，被控物体3在磁铁排斥力的作用下远离磁轭1；当旋转磁铁2的极性与被控物体3表面上永磁铁31的极性相反时，被控物体3在磁铁吸引力的作用下而接近磁轭1，这样就实现了控制物体3往复运动并获取动能的目的。可以根据需要而设置被控物体数量，将被控物体3围绕设置在磁轭1的周围，组成多个驱动控制机构。为了可以减少驱动驱动轴21转动的输入力矩，可以将被控物体3表面上固定的永磁铁31表面极性设计为相同极性。此时，当其中一个被控物体3是处于排斥旋转磁铁2的状态时，另外一个被控物体3是处于吸引旋转磁铁2的状态，能够达到力的平衡，减少输入扭矩。被控物体3上设置的永磁铁31可以是固定磁极的永磁铁，也可以是设置在磁轭32内、可旋转变换磁极的旋转磁铁311，通过控制旋转磁铁311与旋转磁铁2的磁极相同或相异，使被控物体3产生往复运动。
由图1和图2中可看出，作为实现上述方法的装置，其包括磁轭1，旋转磁铁2在该磁轭中孔11内绕驱动轴21转动，被控物体3在与磁轭1对应的表面上固定有永磁铁31，使该旋转磁铁的N极或S极交替面对位于磁轭1周边并可沿某一方向作往复运动的被控物体3，所述被控物体3在面对磁轭1的表面上固定有永磁铁31，当驱动轴21带动旋转磁铁2旋转时产生的交变磁场的磁力驱动被控物体3产生往复运动。
由图1中可看出，可以根据需要而设置被控物体数量，将被控物体3围绕设置在磁轭1的周围，组成多个驱动控制机构。为了可以减少驱动驱动轴21转动的输入力矩，可以将被控物体3表面上固定的永磁铁31表面极性设计为相同极性。此时，当其中一个被控物体3是处于排斥旋转磁铁2的状态时，另外一个被控物体3是处于吸引旋转磁铁2的状态，能够达到力的平衡，减少输入扭矩。由图1中可看出，所述磁轭1由若干片矽钢片叠加而成。
由图1中可看出，所述被控物体3上设置的永磁铁31可以设置为固定磁极的永磁铁。
由图2中可看出，所述被控物体3上设置的永磁铁31可以是设置在磁轭32内、可旋转变换磁极的旋转磁铁311，通过控制旋转磁铁311与旋转磁铁2的磁极相同或相异，使被控物体3产生往复运动，并可有效地消除磁阻尼。

Claims (11)

1.一种旋转磁极控制物体往复运动并获取动能的方法，其特征在于：首先在沿预定轨迹运动的被控物体(3)上设置有永磁铁(31)，该被控物体连接负载；然后在物体(3)的一侧固定设置一个在对合的磁轭(1)中孔(11)内旋转并变换永磁磁极的旋转磁铁(2)；当驱动轴(21)带动旋转磁铁(2)旋转时，旋转磁铁(2)的N极或S极交替面对被控物体(3)；利用磁性物体同性相斥、异性相吸的原理，将被控物体(3)推离或吸引靠近旋转磁铁(2)；旋转旋转磁铁(2)不断驱动被控物体(3)作往复运动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：围绕磁轭(1)的周围设置至少两个被控物体(3)，组成多个驱动控制机构；旋转磁铁(2)在不同旋转角度下，分别控制不同被控物体(3)的往复运动。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述被控物体(3)表面上固定的永磁铁(31)，其表面极性是相同极性；用以平衡旋转磁铁(2)旋转时所受的力。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述被控物体(3)上设置的永磁铁(31)是固定磁极的永磁铁。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述被控物体(3)上设置的永磁铁(31)是设置在磁轭(32)内、可旋转变换磁极的旋转磁铁(311)，通过控制旋转磁铁(311)与旋转磁铁(2)的磁极相同或相异，使被控物体(3)产生往复运动。
6.一种旋转磁极控制物体往复运动并获取动能的装置，其特征在于：包括磁轭(1)，旋转磁铁(2)在该磁轭中孔(11)内绕驱动轴(21)旋转，使该旋转磁铁的N极或S极交替面对位于磁轭(1)周边并可沿某一方向作往复运动的被控物体(3)，所述被控物体(3)在面对磁轭(1)的表面上固定有永磁铁(31)，当驱动轴(21)带动旋转磁铁(2)旋转时产生的交变磁场的磁力驱动被控物体(3)产生往复运动。
7.根据权利要求6所述的旋转磁极控制物体往复运动并获取动能的装置，其特征在于：围绕磁轭(1)的周围设置至少两个被控物体(3)。
8.根据权利要求7所述的旋转磁极控制物体往复运动并获取动能的装置，其特征在于：所述被控物体(3)表面上固定的永磁铁(31)，其表面极性是相同极性。
9.根据权利要求6或7所述的旋转磁极控制物体往复运动并获取动能的装置，其特征在于：所述被控物体(3)上设置的永磁铁(31)是固定磁极的永磁铁。
10.根据权利要求6或7所述的旋转磁极控制物体往复运动并获取动能的装置，其特征在于：所述被控物体(3)上设置的永磁铁(31)是设置在磁轭(32)内、可旋转变换磁极的旋转磁铁(311)，通过控制旋转磁铁(311)与旋转磁铁(2)的磁极相同或相异，使被控物体(3)产生往复运动。
11.根据权利要求6或7所述的旋转磁极控制物体往复运动并获取动能的装置，其特征在于：所述磁轭(1)选用由若干片不会产生剩磁的矽钢片叠加而成。
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