CN210156197U - 一种组合磁体、永磁体磁能转化装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种组合磁体、永磁体磁能转化装置，包括：若干个固定永磁体和若干个固定电磁体；所述固定永磁体和所述固定电磁体依次交替排列，且所述固定永磁体和所述固定电磁体的异磁极端拼接。本申请的组合磁体利用磁体的磁感应强度两极强，中间弱的分布规律，通过固定电磁体通电使得固定电磁体及其相邻的固定永磁体，组合成一个“新的”磁体单元，同时固定永磁体与固定电磁体相连的磁极点发生了偏移，“新的”磁体单元对外的磁能作用力相比于固定永磁体也发生变化，无须设计额外的驱动部件即实现了改变固定永磁体对外的作用力的效果，解决了现有的永磁体磁能应用装置的结构过于复杂的技术问题。

Description

一种组合磁体、永磁体磁能转化装置

技术领域

本申请涉及动力机械领域，尤其涉及一种组合磁体、永磁体磁能转化装置。

背景技术

永磁体是指能够长期保持其磁性的磁体，而且永磁体的磁能在对外做功的过程中并不会损耗其自身的能量，是一种可永久使用的理想能量，在多个领域得到了广泛的应用。

然而，永磁体与电磁体不同，永磁体的磁极方向以及对外的磁作用力是固定不变的，如果要改变永磁体对被驱动部件的作用力效果，还需要设计额外的驱动部件，通过外力作用改变永磁体的空间位置或磁极的朝向的方式实现，大大增加了应用永磁体磁能的装置整体结构的复杂度，导致现有的永磁体磁能应用装置的结构过于复杂的技术问题。

实用新型内容

本申请提供了一种组合磁体、永磁体磁能转化装置，用于解决现有的永磁体磁能应用装置的结构过于复杂的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种组合磁体，包括：若干个固定永磁体和若干个固定电磁体；

所述固定永磁体和所述固定电磁体依次交替排列，且所述固定永磁体和所述固定电磁体的异磁极端拼接。

本申请第二方面提供了一种永磁体磁能转化装置，包括：固定磁体和活动磁体；

所述固定磁体具体为：本申请第一方面提供的组合磁体；

所述活动磁体包括：活动永磁体和运动轨迹引导机构；

所述活动永磁体沿所述运动轨迹引导机构限定的轨迹移动，并与所述固定永磁体磁感应连接；

所述活动永磁体的一个磁极始终朝向所述固定磁体。

优选地，所述运动轨迹引导机构还设置有若干个位置检测点，用于检测活动永磁体的位置信息。

优选地，所述位置检测点具体设置在所述活动永磁体的不利磁能作用区域内；

所述不利磁能作用区域为所述活动永磁体受到的磁能阻力的预设区域。

优选地，所述活动永磁体受到的磁能阻力包括所述固定永磁体对所述活动永磁体产生的磁力。

优选地，还包括：控制模块；

所述控制模块用于接收各个所述位置检测点测得的所述活动永磁体的位置信息以及控制各个所述固定电磁体通电或断电。

优选地，所述活动永磁体的运动轨迹与所述固定磁体平行。

优选地，所述固定磁体为开环直线结构。

优选地，所述固定磁体为闭合圆环结构。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请提供了一种组合磁体，包括：若干个固定永磁体和若干个固定电磁体；所述固定永磁体和所述固定电磁体依次交替排列，且所述固定永磁体和所述固定电磁体的异磁极端拼接。

本申请的组合磁体利用磁体的磁感应强度两极强，中间弱的分布规律，通过固定电磁体通电使得固定电磁体及其相邻的固定永磁体，组合成一个“新的”磁体单元，同时固定永磁体与固定电磁体相连的磁极点发生了偏移，“新的”磁体单元对外的磁能作用力相比于固定永磁体也发生变化，无须设计额外的驱动部件即实现了改变固定永磁体对外的作用力的效果，解决了现有的永磁体磁能应用装置的结构过于复杂的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种永磁体磁能转化装置的第一个结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种永磁体磁能转化装置的第二个结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种永磁体磁能转化装置的控制方法的第一个流程示意图；

图4为本申请实施例提供的一种组合磁体的第一个结构示意图；

其中，附图标记如下：

1、固定磁体；11、固定永磁体；12、固定电磁体；2、活动磁体；21、活动永磁体；22、运动轨迹引导机构；3、控制模块。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种组合磁体、永磁体磁能转化装置，用于解决现有的永磁体永磁能转化机械能的方式的电能消耗率过高的技术问题。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请利用磁体的磁感应强度的分布规律为两极强，中间弱的基本特性，以及两个相互吸附的磁体，其磁场的分布相当于一个整体磁体的磁场分布，其连接部对外的作用力远小于两磁极对外的作用力的特性，设计了本申请的一种永磁体磁能转化装置。下面为本申请提供的一种永磁体磁能转化装置的第一个实施例的详细说明。

请参阅图4，本申请实施例提供了一种组合磁体，包括：若干个固定永磁体11和若干个固定电磁体12；

固定永磁体11和固定电磁体12依次交替排列，且固定永磁体11和固定电磁体12的异磁极端拼接。

需要说明的是，电磁体在未通电的是不存在磁极，而本实施例的固定电磁体12的磁极均为电磁体通电时产生的磁极，而且通电后的电磁体与永磁体的磁极方向应保持一致，如N-S(固定永磁体11)、N-S(固定电磁体12)、N-S(固定永磁体11)…

当电磁体为断电状态时，与该电磁体相邻的永磁体为分离状态的两个独立磁体，每个永磁体都有两个磁极，而当电磁体通电使得在电磁体的两端产生相应的磁极，此时该电磁体及其相邻的永磁体，三者相互结合后相当于一个“新的”磁体单元，而这个磁体单元仅存在一个N级和一个S级。

本申请实施例的组合磁体利用磁体的磁感应强度两极强，中间弱的分布规律，通过固定电磁体12通电使得固定电磁体12及其相邻的固定永磁体11，组合成一个“新的”磁体单元，同时固定永磁体11与固定电磁体12相连的磁极点发生了偏移，“新的”磁体单元对外的磁能作用力相比于固定永磁体11也发生变化，无须设计额外的驱动部件即实现了改变固定永磁体11对外的作用力的效果，解决了现有的永磁体磁能应用装置的结构过于复杂的技术问题。

请参阅图1和图2，本申请实施例提供了一种永磁体磁能转化装置，包括：固定磁体1和活动磁体2；

固定磁体1具体为：本申请第一个实施例提供的组合磁体；

活动磁体2包括：活动永磁体21和运动轨迹引导机构22。

活动永磁体21沿运动轨迹引导机构22限定的轨迹移动，并与固定永磁体11磁感应连接，且运动轨迹引导机构22与固定磁体1相对固定。

活动永磁体21的一个磁极始终朝向固定磁体1。

更具体地，运动轨迹引导机构22还设置有若干个位置检测点，用于检测活动永磁体21的位置信息。

更具体地，位置检测点具体设置在活动永磁体21的不利磁能作用区域内；

不利磁能作用区域为活动永磁体21受到的阻力大于一定阈值的预设区域，其中，活动永磁体21受到的阻力包括固定永磁体11对活动永磁体21产生的磁力。

需要说明的是，磁体的不利磁能作用区域是根据活动永磁体21与固定永磁体11之间的位置关系以及活动永磁体21的运动方向通过对活动永磁体21的受力分析得到的，若活动永磁体21在某段区域受到的作用力方向与运动方向相反，且作用力大于一定的阈值，则判定此段区域为活动永磁体21的不利磁能作用区域，即不利于活动永磁体21沿当前运动方向继续运动的磁能作用区域。

一般情况下，若固定磁体1中的各个磁体的磁极、活动永磁体21的磁极以及活动永磁体21的运动方向均未发生变化时，其不利磁能作用区域也不会发生改变。

另外，对于活动永磁体21是否位于不利磁能作用区域的判断，可以在各个位置检测点设置霍尔管、干簧管或红外传感器等传感设备进行检测，在此不再赘述。

本实施例通过电磁体改变磁体单元的磁极与活动永磁体21的相对位置，实现磁能注意力角度(运动方向分量)的改变实现控制永磁体模块之间的相互作用力从而获得动能。

具体地，请参阅图1所示的结构，假设图1结构中的活动永磁体21的运动方向为从左至右，在电磁体未通电的情况下，活动永磁体21在下一时刻的运动将会被固定永磁体11的S极的吸引力所阻碍，即该活动永磁体21即将进入预设的不利磁能作用区域内。

当检测到活动永磁体21进入到预设的不利运动方向的磁能作用区域的那一刻，对活动永磁体所在的不利运动方向的磁能作用区域内的固定电磁体12通电，使得通电磁体单元的磁极端点向磁通路相通的邻近固定永磁体11的同极端“位移”，此时图1中左侧的三个磁体(两个固定永磁体11和一个固定电磁体12)形成“新的”磁体单元，使得活动永磁体21可以在左侧N极的排斥力作用下运动，从而令到活动永磁体21受到的作用磁力方向发生改变，也就是活动永磁体21从处于“不利运动方向的磁能作用区域”，变为处于“有利运动方向的磁能作用区域”，活动永磁体21在固定永磁体11磁能作用下按运动轨迹引导机构22设定的轨迹运动。

更具体地，还包括：控制模块3；

控制模块3用于接收各个位置检测点测得的活动永磁体21的位置信息以及控制各个固定电磁体12通电或断电。

需要说明的是，本实施例的控制模块3可以采用PC上位机或单片机等设备实现，在此不再赘述。

更具体地，活动永磁体21的运动轨迹与固定磁体1平行。

更具体地，固定磁体1为直线结构

需要说明的是，当固定磁体1的磁体结构和活动永磁体21运动轨迹可以设置为开环的直线结构时，即如图1所示的结构，在这种结构下，活动永磁体21在磁体单元(或多个磁体单元)的磁能作用下，活动永磁体21模块实现沿着运动轨迹引导机构22设定运动轨迹，获得永磁体模块能实现“区段”运动(如直线电机)。如果固定磁体1的末端磁体单元是排斥作用，活动永磁体21模块将实现沿着运动轨迹引导机构22设定运动轨迹，实现“弹射”运动(如电磁弹射应用)。

更具体地，固定磁体1为闭合圆环结构。

需要说明的是，当固定磁体1的磁体结构和活动永磁体21运动轨迹还可以设置为闭环结构，具体为如图2所示的闭合的圆环结构，以固定磁体1为定子，以活动永磁体21为转子，使得活动永磁体21在固定磁体1的连续周期性循环的磁能作用下，活动永磁体21模块实现沿着运动轨迹引导机构22设定运动轨迹，实现闭合循环运动(如电动机)。

需要说明的是，本实施例在运动轨迹引导机构22上活动永磁体21的装配数量可以为大于或等于1，活动永磁体21个数越多，其能够产生磁能作用点越多；而且活动永磁体21个数大于1时，活动永磁体21更容易通过当前固定永磁体11的不利用的方向磁能作用区域。

本申请利用磁体组合时的磁极偏移的现象，采用电磁体连接永磁体的结构，当活动永磁体21移动至不利磁能作用区域时，则对固定电磁体12进行通电让电磁体产生磁极，使得固定电磁体12和与其相邻的固定永磁体11构成一个新的磁体结构，同时使固定永磁体11原本的磁极点延伸到新磁体结构的两端，从而令到磁体间的作用磁力方向发生改变，活动永磁体21受到的同极排斥作用磁力与运动轨迹方向的夹角由小于90度改变为大于90度，活动永磁体21受到的异极吸引作用磁力与运动轨迹方向的夹角由大于、等于90度改变为小于90度；也就是活动永磁体21从处于“不利运动方向的磁能作用区域”，变为处于“有利运动方向的磁能作用区域”，活动永磁体21在固定永磁体11磁能作用下按运动轨迹引导机构22限定的轨迹运动。而且活动永磁体21所受到的作用力仍由固定永磁体11提供，与固定电磁体12磁能大小无关，解决了现有的永磁体永磁能转化机械能的方式的电能消耗率过高的技术问题。

需要说明的是，固定永磁体11之间的间距，即固定电磁体12的长度应尽量不大于活动永磁体所产生的运动距离，活动永磁体的运动距离是活动永磁体所位于的不利运动方向磁能作用区域的最大阻力位置到下一个不利运动方向磁能作用区域的最大阻力位置的距离。

以上为本申请提供的一种永磁体磁能转化装置的详细说明，下面为本申请提供的一种永磁体磁能转化装置的控制方法的详细说明。

请参阅图3，本申请提供了一种永磁体磁能转化装置的控制方法，应用于如本申请第一个实施例提供的永磁体磁能转化装置，包括：

步骤301、获取活动永磁体当前的位置信息；

步骤302、当活动永磁体位于不利磁能作用区域内时，对不利磁能作用区域所对应的电磁体进行通电；

步骤303、当活动永磁体脱离不利磁能作用区域时，停止对电磁体通电。

更具体地，还包括：返回步骤301，直至接收到终止指令时，则锁定活动永磁体，使其停止运动。

以上，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种组合磁体，其特征在于，包括：若干个固定永磁体和若干个固定电磁体；

所述固定永磁体和所述固定电磁体依次交替排列，且所述固定永磁体和所述固定电磁体的异磁极端拼接。

2.一种永磁体磁能转化装置，其特征在于，包括：固定磁体和活动磁体；

所述固定磁体具体为：如权利要求1所述的组合磁体；

所述活动磁体包括：活动永磁体和运动轨迹引导机构；

所述活动永磁体沿所述运动轨迹引导机构限定的轨迹移动，并与所述固定永磁体磁感应连接；

所述活动永磁体的一个磁极始终朝向所述固定磁体。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述运动轨迹引导机构还设置有若干个位置检测点，用于检测活动永磁体的位置信息。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述位置检测点具体设置在所述活动永磁体的不利磁能作用区域内；

所述不利磁能作用区域为所述活动永磁体受到的磁能阻力的预设区域。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述活动永磁体受到的磁能阻力包括所述固定永磁体对所述活动永磁体产生的磁力。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：控制模块；

所述控制模块用于接收各个所述位置检测点测得的所述活动永磁体的位置信息以及控制各个所述固定电磁体通电或断电。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述活动永磁体的运动轨迹与所述固定磁体平行。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述固定磁体为开环直线结构。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述固定磁体为闭合圆环结构。

Images