TWI809833B - 磁性耦合方法以及磁性耦合攪動及其裝置 - Google Patents
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Abstract
一種動態的磁耦合方法，它使用旋轉中一帶動磁性件的一磁極端和一定距離內的一攪拌件的相異磁極端之間的磁引力，及帶動磁性件自身的運動速度，二者相乘的能量轉換所得的扭力來運動此攪拌件；可以多種方式變化的各帶動磁耦組態，使攪拌件在其所處的容器中產生相應的旋轉或其它規律的反覆動作，以遂行容器中同或異相液、氣、固態物體的混和或運動；以攪拌件所處的平面為參考平面，帶動磁性件則在其下方且一般與之垂直的平面上旋轉。此動態磁性耦合運轉機制特有的水平向安置的動力轉軸，不但容許裝置的扁平化，也使單組的攪拌件運轉機制在同軸上可輕易的放大至多組，且仍使用同一動力源。
Description
本發明係涉及一種耦合組件以及耦合運轉裝置，特別係一種磁性耦合組件以及藉由磁性耦合方式來進行耦合的運轉裝置。
習用的正、負極或南、北極磁耦合運動組件，像是桌上型磁攪拌子攪拌機或是攪拌反應器使用的磁耦攪拌件，都是在一定空間距離內，使用一對一恆定的靜態南、北極吸附磁耦合來遂行其運轉帶動功能；如果磁耦攪拌件兩端恆定的一對一吸附耦合不再，其隔空運轉的帶動功能自然也就喪失。當兩端恆定的一對一吸附耦合時，攪拌磁性件完全依附帶動磁性件的運動軌跡來運動，是沒有任何其它選擇的。其帶動磁性件與攪拌磁性件一下一上隔空堆疊在兩個平行運動面上，再靠一個轉軸或馬達來帶動這一組磁耦攪拌件；當需要多組或多軸帶動時，就得一一並列安裝，或使用更複雜的平行傳動機構來完成，成本、體積、重量和噪音負擔就會同比增加；雙層堆疊的安裝也增加機盒扁平化的困難。電磁類耦合裝置
使用馬達原理結構或可解決扁平化的問題，但在現代高通量和迷你化平行多點實驗的要求下，對源於基礎物理力學的簡易、耐用、經濟多功能磁耦合運轉方法和裝置還是有需要的。
一種動態的磁耦合方法，它使用旋轉中一帶動磁性件的一磁極端和一定距離內的一攪拌件的相異磁極端之間的磁引力，及帶動磁性件自身的運動速度，二者相乘的能量轉換(磁吸引力X磁耦線性速度=磁耦合動能)所得的扭力來運動此攪拌件；可以多種方式變化的帶動磁耦組態，使攪拌件在其所處的容器中產生相應的旋轉或其它規律的反覆動作，以遂行容器中同或異相液、氣、固態物體的混和或運動；以攪拌件停放的平面為參考平面，帶動磁性件則在其下方且與之垂直的平面上旋轉。此動態磁性耦合運轉機制特有的水平向安置的動力轉軸，不但容許裝置的扁平化，也使單組的攪拌件運轉機制在同軸上可輕易的放大至多組，且仍使用同一動力源。與習用的靜態兩端恆定的南、北磁極隔空一對一吸附式耦合明顯不同的是動態隔空耦合的兩端是在反覆合、分的恆動狀態下作用，可以多種方式重設的帶動磁耦組態，有選擇的使攪拌件在其所處的容器中產生多種相應的反覆旋轉或運動。
10:磁性耦合攪拌裝置
100:磁性耦合組件
110:轉軸
120:磁性件
120P:帶動平面
130:攪拌件
200:殼體
201:容置空間
300:馬達
301:驅動轉軸
本發明可藉由詳細說明並配合圖示而得到清楚的了解。要強調的是，按照業界的標準做法，各種幾何特徵未必按比例繪製，也不會侷限其實施形狀，而僅用於說明之目的。事實上，為了能夠清楚的顯示，各種特徵的尺寸可能會因此任意地放大或者縮小。
第1A圖為本發明磁性耦合攪拌裝置的立體示意圖，其中包括單一轉軸以及單一磁性帶動件；第1B圖以及第1C圖為第1A圖的側視示意圖，其中磁性帶動件轉動至不同位置；第1D圖為本發明磁性耦合攪拌裝置的立體示意圖，其中包括一對轉軸以及四對磁性帶動件；第1E圖以及第1F圖為對應第1D圖的左、右轉軸側視示意圖；第2A圖為本發明動態磁耦合方法在正方形四向對角線平面上反覆耦合一攪拌件並旋轉之的實施例的俯視示意圖；第2B圖為本發明動態磁耦合方法在正方形四向對角線平面上反覆耦合一攪拌件並旋轉之的實施例的側視示意圖；第2C圖為本發明動態磁耦合方法在正方形四向對角線平面上反覆耦合一攪拌件並旋轉之的實施例中一對平行水平轉軸和其上四對磁性帶動件設定安排的俯視及立體示意圖；第3A圖為本發明動態磁耦合方法在正方形四向對角線平面上反覆耦合一攪拌件並旋轉之的第2A圖實施例中一對平行水平
轉軸和其上四對磁性帶動件設定安排俯視示意圖；第3B圖為本發明動態磁耦合方法在正方形四向對角線平面上反覆耦合一攪拌件並旋轉之的第2A圖實施例中一對平行水平轉軸和其上四對磁性帶動件設定安排的側視示意圖；第4A圖為本發明動態磁耦合方法在正方形四向對角線平面上反覆耦合一攪拌件並旋轉之的第2A圖實施例中一對平行水平轉軸和其上四對磁性帶動件在前後相鄰耦合點間過渡時段的位置的俯視示意圖；第4B圖為本發明動態磁耦合方法在正方形四向對角線平面上反覆耦合一攪拌件並旋轉之的第2A圖實施例中一對平行水平轉軸和其上四對磁性帶動件在前後相鄰四個耦合點間過渡時段的位置的俯視示意圖；第5圖為本發明動態磁耦合方法在正方形四向對角線平面上反覆耦合一攪拌件並旋轉之的第2A圖實施例的平行多點放大實施的俯視示意圖；第6圖為本發明動態磁耦合方法在具直角的平行四邊形兩對角線平面上兩對對角間反覆耦合一攪拌件並使之連續搖擺運動之的另一實施例中一對平行水平轉軸和其上四對磁性帶動件設定安排的俯視及立體示意圖；第7圖為本發明動態磁耦合方法在具直角的平行四邊形對邊兩對鄰角平面上反覆耦合一攪拌件並使之連續往復運動之的另一
實施例中一對平行水平轉軸和其上四對磁性帶動件設定安排的俯視及立體示意圖；第8圖為本發明動態磁耦合方法在單一水平轉軸和其上一對磁性帶動件反覆耦合一攪拌件的兩磁耦端並旋轉之的又一實施例的俯視及立體示意圖；第9圖為本發明動態磁耦合方法在單一水平轉軸和其上單一磁性帶動件反覆耦合一攪拌件的單一特定磁耦端並旋轉之的再一實施例的俯視及立體示意圖；第10圖為本發明動態磁耦合方法在具直角的平行四邊形平面一對角線端兩點上反覆耦合一攪拌件並旋轉之的實施例中一對平行水平轉軸和其上兩對磁性帶動件設定安排的俯視及立體示意圖。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特地以一系列實施例，並配合上述所附圖式來作說明。必需要說明的是，本發明提供了許多可應用之發明概念，在此所揭露之特定實施例，僅是用於說明達成與運用本發明之特定方式，而不可用以侷限本發明之範圍。
本發明所述的一種動態的磁耦合方法，它使用旋轉中一帶動磁性件的一磁極端和一定距離內的一導磁或磁性攪拌件的
相異磁極端之間的磁引力，及帶動磁性件自身的運動速度，二者相乘的能量轉換(磁吸引力與磁耦線性速度之乘積可視為磁耦合動能)所得的扭力來運動攪拌件；它可以多種方式變化的帶動磁耦組態，使攪拌件在其所處的容器中產生相應的旋轉或其它規律的反覆動作，以遂行容器中同或異相液、氣、固態物體的混和或運動。以攪拌件停放的平面為參考平面，帶動磁性件則在其下方且一般與之接近垂直的平面上旋轉。
以上所謂的旋轉或其它規律的反覆動作，或遂行容器中同或異相液、氣、固態物體的混和或運動，在強調，除了習用的一定方向的旋轉攪拌或混拌運動外，本發明的磁耦合方法耦合的攪拌件也能另外做出運動力場或運動方向往復(reciprocating)的來回運動，例如甩鞭效應(whiplash effect)的反覆搖擺運動，及滾木式(log roll)的反覆往復運動，為磁性攪拌件的功能及應用開啟了新方向。
首先，請先參考第1A圖。第1A圖為本發明一磁性耦合攪拌裝置10的立體示意圖。磁性耦合攪拌裝置10包含一磁性耦合組件100、一殼體200、一馬達300。殼體200具有一容置空間201。馬達300係容置於容置空間201內，且馬達300之設置位置不限於此。馬達300具有一驅動轉軸301。在第1A圖所示的實施例中，磁性耦合組件100包括單一轉軸110、單一磁性帶動件(可稱為「磁耦帶動件」或簡稱為「磁性件」)120、一攪拌件130。
在一些實施例中，轉軸110可包括鐵性材料，例如，轉軸110可為親磁鐵質轉軸以利磁性件120的吸附安置。轉軸110可被馬達300之驅動轉軸301驅動以旋轉。
磁性件120設置於轉軸110上。在一些實施例中，磁性件120可為任何形狀或安排的相應磁化物件，但特別指柱形、柱向磁化、柱端固定、大小及磁場密度相當者，亦可為多個同形磁性件堆疊而成。磁性件120可為一般種類永久磁鐵，像是釹鐵硼或釤鈷類強力磁鐵，鋁鎳鈷合金磁鐵，陶瓷磁鐵或氧化鐵磁鐵皆適用，且其磁吸力皆大於或等於攪拌件130的磁吸力。
攪拌件130設置於磁性件120上方，且在有效磁場作用的一定距離內。在一些實施例中，攪拌件130可為磁攪拌件。例如，攪拌件130可為一棒狀體、一柱狀體或一膠囊狀體。例如，攪拌件130的體形以能優化磁性件120的運動能量轉換的圓棒形呈現，其質量和磁場向兩端等量靠近，且有中央支點環，或中央腰身細窄以減少運行摩擦阻力。詳細來說，攪拌件130可為兩端磁化，且可被動態跑動磁場在單一空間點上藉耦合磁場的引、拋力推動，是以攪拌件130可以是一自由移動或是一運動軸心被侷限之軸向磁化物件。
轉軸110可提供磁性件120進行轉動所需的一轉動運動能。而且，在一磁性耦合點上，磁性件120與鄰近的攪拌件130之間可產生一耦合磁吸力。磁性件120與攪拌件130之間的耦合磁吸
力來自相異磁極。換句話說，耦合磁吸力來自磁性件120之N磁極與攪拌件130之S磁極或磁性件120之S磁極與攪拌件130之N磁極。
轉動運動能以及耦合磁吸力可被轉換為攪拌件130之一攪拌運動能，使得攪拌件130可用以攪拌各種液體、汽液混合體或固液混合體等。詳細來說，藉磁性件120自身的運動速度及磁性件120與攪拌件130之間的磁吸力二者相乘的運動能量，以及點對點的動態跑動式磁耦合，將磁性件120運動能量，藉一動態磁耦「拋擲」動作，轉換成攪拌件130在耦合另端的運動扭力及速度，使攪拌件130在其所處的容器中產生相應的旋轉或其它規律的反覆運動，以遂行容器中同相或異相液、氣、固態物體的混和或推動。磁性件120包括一磁極端。磁極端用於產生耦合磁吸力。在一些實施例中，磁極端為相對遠離轉軸110的一端。例如，在第2B圖所示的實施例中，左上的磁性件120的磁極端為S極、左下的磁性件120的磁極端為N極、右上的磁性件120的磁極端為N極、右下的磁性件120的磁極端為S極。
在一些實施例中，有效的動態跑動式磁耦合要件是磁性件120與攪拌件130有相同的運動頻率或轉速，因此，磁性件120與攪拌件130各自的長度或兩端磁耦的距離相近與否，動態磁耦「拋擲」動作的線速度向量角的開與合，決定運動能量成功轉換的運轉覆蓋度。
在如第1A圖所示的實施例中，磁性件120圍繞轉軸
110在一帶動平面120P上轉動，攪拌件130藉由攪拌運動能在一運動平面(例如，平行於殼體200之頂表面的平面)上運動。帶動平面與運動平面可能以任意的一角度相交，這取決於磁性件120之數量以及配置。基於點對點的動態跑動式磁耦合特性，帶動平面與運動平面可能以一固定的角度安置及運作。在一些實施例中，帶動平面與運動平面相交的角度為90度。
接下來，除了第1A圖以外，請一併參考第1B圖至第1F圖。第1B圖以及第1C圖為第1A圖的側視示意圖，其中磁性件120轉動至不同位置。第1D圖為本發明磁性耦合攪拌裝置10的立體示意圖，其中包括一對轉軸110以及四對磁性件120。第1E圖以及第1F圖為第1D圖左、右轉軸的側視示意圖。
換句話說，磁性耦合攪拌裝置10可包括一或多個轉軸110以及一或多個磁性件120，且不限於附圖所示的實施例。透過轉軸110之轉動速度、轉軸110之轉動方向、磁性件120之數量、磁性件120之排列方式、磁性耦合點之數量等，可使得與磁性件120磁性耦合的攪拌件130進行相同方向旋轉、來回轉動、來回往復運動等。
在一些實施例中，磁性耦合攪拌裝置10僅具有單一磁性耦合點，在此單一磁性耦合點上，僅具有單一磁性件120與攪拌件130磁性耦合。在另一些單一磁性耦合點實施例中，磁性件120之數量為一對，且以相異的磁極安置於對稱的兩端來運轉攪拌件
130，也就是說，磁性件120之N磁極與磁性件120之S磁極都在帶動平面120P(可參考第1A圖)上，但有180度的相位角度差。在一些實施例中，磁性件120之數量為四對，包括一第一對磁性件、一第二對磁性件、一第三對磁性件、一第四對磁性件。而且，第一對磁性件、第二對磁性件、第三對磁性件、第四對磁性件之每一者之兩個磁性件可能以相同或相異的磁極安置於對稱的兩端，使得磁性耦合攪拌裝置10具有四個磁性耦合點，此四個磁性耦合點可構成一想像四邊形。在一些實施例中，想像四邊形為一具直角的平行四邊形，例如，長方形或正方形。
其中，轉軸之數量為兩個，包括一第一轉軸以及平行於第一轉軸的一第二轉軸且第一轉軸以及第二轉軸反向但同步旋轉。
第一對磁性件以及第二對磁性件圍繞第一轉軸旋轉，而第三對磁性件以及第四對磁性件圍繞第二轉軸旋轉，即，第一對磁性件以及第二對磁性件位於同一轉軸，而第三對磁性件以及第四對磁性件位於另一轉軸。其中，第一對磁性件與第三對磁性件位於想像四邊形的一對角線的兩端點上，而第二對磁性件與第四對磁性件位於想像四邊形之另一對角線的兩端點上，即，第一對磁性件以及第三對磁性件位於同一對角線上，而第二對磁性件以及第四對磁性件位於另一對角線上。在對應實施例中的想像四方形一些為正方形，也有一些為長方形。
在一些實施例中，位於同一轉軸上的第一對磁性件之排列方向與第二對磁性件之排列方向之一角度差為90度，即，第一對磁性件之中心軸連線與第二對磁性件之中心軸連線呈90度。在一些實施例中，第一對磁性件之排列方向平行於第二對磁性件之排列方向，即，第一對磁性件之中心軸連線平行於第二對磁性件之中心軸連線。位於另一轉軸上的第三對磁性件之排列方向與第四對磁性件之排列方向在不同實施例中亦有同樣的安排。
在一些實施例中，位於對角線上的第一對磁性件之排列方向與第三對磁性件之排列方向之一角度差為90度，即，第一對磁性件之中心軸連線與第三對磁性件之中心軸連線呈90度。在一些實施例中，第一對磁性件之排列方向平行於第三對磁性件之排列方向，即，第一對磁性件之中心軸連線平行於第三對磁性件之中心軸連線。位於另一對角線上的第二對磁性件之排列方向與第四對磁性件之排列方向在不同實施例中亦有同樣的安排。
在一些實施例中，一對角線上平行的第一對磁性件與第三對磁性件，或另一對角線上平行的第二對磁性件與第四對磁性件，亦可各自單獨以兩個磁性耦合點運作；各對角線上的磁性件120之組合可以如前為單一或一對之安排。此部分可視為前述單一轉軸實施例或是雙平行轉軸實施例之變化。
接下來，請參考第2A圖至第10圖，以了解轉軸110之轉動速度、轉軸110之轉動方向、磁性件120之數量、磁性件120
之排列方式如何帶動與磁性件120磁性耦合的攪拌件130進行相同方向旋轉、來回轉動、來回往復等運動。磁性件120之排列方式可包括不同的變化，例如，在同一磁性耦合點上的一對磁性件120可能以相同或相異磁極彼此面對、分別在不同磁性耦合點上的一對磁性件120之排列方向與另一對磁性件120之排列方向可能相同或具有一角度差、分別在不同磁性耦合點上且具有相同排列方向的一對磁性件120之磁極順序與另一對磁性件120之磁極順序可能為同向或反向。以第2C圖為例，下方立體圖左邊的一對磁性件120以及右邊的一對磁性件120皆沿著鉛直方向排列，其中左邊的一對磁性件120之磁極以N極朝上(即，N極為其用於產生耦合磁吸力的磁極端)、S極朝下(即，S極為其用於產生耦合磁吸力的磁極端)(在鉛直方向上可表示為[N-S])，而右邊的一對磁性件120之磁極以S極朝上(即，S極為其用於產生耦合磁吸力的磁極端)、N極朝下(即，N極為其用於產生耦合磁吸力的磁極端)(在鉛直方向上可表示為[S-N])，可視為磁極順序之反向。又，以第2C圖為例，上方的一對磁性件120以及下方的一對磁性件120皆沿著水平方向排列，上方的一對磁性件120之磁極以S極朝左(即，S極為其用於產生耦合磁吸力的磁極端)、N極朝右(即，N極為其用於產生耦合磁吸力的磁極端)(在水平方向上由左至右可表示為[S-N])，而下方的一對磁性件120之磁極以S極朝左(即，S極為其用於產生耦合磁吸力的磁極端)、N極朝右(即，N極為其用於產生耦合磁吸力的磁極端)(在水平方向上由左至
右可表示為[S-N])，可視為磁極順序之同向。為了清楚說明，在圖中僅標示磁性件120的磁極組態，應理解的是，攪拌件130的N/S磁極各別與磁性件120的S/N磁極耦合，有時是兩相異磁極端同步輪番耦合，有時又是單一磁極端個別輪番耦合。
一相對完整的動態磁耦合實施例，是在一想像的邊長d的正方形四角或D長度的4向對角線及其平面上，以每1/4轉的跨步，使用4組預先設定好組態的磁性件120，反覆耦合推動一長度相近的攪拌件130的兩極，並能以正、反向旋轉之。第2A圖以t1、t2、t3、t4代表攪拌件130每轉一圈的4個1/4轉的跨步時段順序，各圓圈中的N和S代表磁性帶動件磁極組態，及各相應時段攪拌件130在4向對角線上的位置；圖上磁性攪拌件的N/S磁極各別與磁性帶動件的S/N磁極耦合，但為清楚計而未標示。第2B圖則為第2A圖時段t1動態磁耦合的剖面側視圖，在平面p上的容器中，被帶動的攪拌件130，在有效磁場作用的一定距離內，依其下方一想像的正方形D長對角線兩端上四角4組預先設定好組態的動態磁性件120順時針方向旋轉。四組磁性件120兩兩並列在兩平行水平轉軸上，其位置正在想像的邊長d的正方形四角的垂直投射點上；所以兩平行轉軸間和各軸上的兩組磁性件120間的間距是為第2A圖和第3A圖上所標示的長度d。
第2A圖各時段的正方框的上下對邊是為兩平行轉軸的中心線，而左右對邊則標示各轉軸上兩組磁性件120的中心線
連線。依第2A圖中t1、t2、t3、t4的時序，4向對角線兩端位置上反覆的動態耦合，端賴第2A圖各時段的正方框上相鄰的磁性件120採相互垂直或一90度相差的設定，它們清楚的顯示在第2A圖、其剖面側視第2B圖加上以立體呈現的第2C圖上。第2B圖剖面因有45度的角度差使得兩水平平行轉軸重疊，而無法看到轉軸上另外兩組正在水平角度的磁性件120。為了在想像的正方形四角及其平面上有正確的動態「跑動」磁耦合時序以旋轉被帶動的攪拌件130，4對8端的磁性帶動組件得先有正確的磁極組態設定，再被兩平行、同步但對向(想像的正方形的上方)或背向(想像的正方形的下方)而行的轉軸帶動如圖上圈狀箭頭所示。
第2B圖、第3A圖、第3B圖上，對向而行的兩平行帶動轉軸110所生的動態旋轉對角線耦合磁場，給予攪拌件130反覆的順時針旋轉動作；反之若兩轉軸110背向而行，則為逆時針的旋轉攪拌動作。
第2A圖中4向對角線兩端位置上隨跑動磁場耦合的攪拌件130，依t1、t2、t3、t4的時序，每步90度的反覆旋轉步進動作，需要依賴一送及一接兩個動能的相互作用。第4A圖將t1、t2間90度的步進再進一步的分割使攪拌件130停格在45度的位置，而位在四角的各磁性件120則仍停格在t1位置，以方便標示動態磁引力場用以耦合及禁錮攪拌件130的各個作用力。第4B圖則將一圈t1、t2、t3、t4連續4個90度的步進的相應4對磁性件120的N/S磁
極及其45度停格過渡位置以t1+、t2+、t3+、t4+全部標示出來；其中攪拌件130位置則仍停格在t1、t2、t3、t4的各相應位置。在第4A圖、4B中，攪拌件130一端的S極清楚的在一出一進的兩個N極120帶動磁場的磁性耦合及禁錮中，同時，其另端的N極也在一出一進的兩個S極帶動磁場的磁性耦合及禁錮中，所以在一定距離內的有效耦合作用磁場中，攪拌件130將隨磁性件120組合運動的方向運動。這一出一進的兩個N極120帶動磁場和一出一進的兩個S極120帶動磁場對單一攪拌件130的磁性耦合及禁錮機制也明顯有助於一對或兩個相同、相鄰且平行安置的攪拌件130的磁性耦合及禁錮。
本件雙平行、反向轉軸的實施範例尚須指出動態磁耦合時序中特有的、共事的磁力耦合向量分工。第2C圖中攪拌件130兩端磁極自時序t1開始順時針方向旋轉一圈至t4的過程中，四角上相鄰的跑動耦合點會持續、反覆的給予兩種磁場耦合向量分工作用，來穩定攪拌件反覆、持續的快速耦合與旋轉。以t2開始的攪拌件130的S極為例，與右下角轉動件120的N極耦合前，先受到它順著其攪拌方向而來的吸、甩推力加速，接著是t3左下角轉動件120的N極反向而來的吸、阻力減速，同樣作用同時也發生在攪拌件130的N極；這一切在t4、t1又再重複一次，也就是說一圈兩次兩軸上對向轉動的磁帶動件120間特有的「拋」和「接」磁力耦合向量的共事與分工，以緩解本發明動態跑動耦合方法特有、對向而來加速
的動能轉換。至於它們之間的t1到t2和t3到t4時段，攪拌件的兩端磁極各自都在相同的轉軸110上，依前段第4B圖所述的雙N和雙S的t1+和t3+過渡時段的另一種磁性耦合及禁錮作用來滿足四角上相鄰的跑動耦合點上持續的磁場動態耦合與共事，致使攪拌件反覆持續的快速耦合與穩定旋轉。帶動轉軸每轉一圈，攪拌件也旋轉一圈，兩者隨時一一對應。當兩帶動轉軸反轉或背向而行時，上述異軸磁性件間的「拋」和「接」磁力耦合向量的共事與分工，即轉變成同軸磁性件間的「拋」和「接」磁力耦合向量的共事與分工，其磁吸作用力的向量角不同，適用的動態耦合磁場與磁攪拌件也不同。
為簡化物理結構與方便磁鐵120固定，帶動件轉軸110以採磁感應力強的鐵或鋼質、作用段剖面為正方形的棒狀素材，如第3B圖所示。磁性件120則使用永久磁鐵或釹鐵硼類稀土族磁鐵，形狀以方便堆疊、吸附、各種厚度、垂直表面方向磁化的圓柱狀磁鐵為佳。磁性件120的尺寸可以自參考攪拌件130的尺寸開始：轉軸上帶動磁耦截面不小於攪拌件截面，而帶動磁耦截面不大於轉軸截面；二軸的間距則須參考帶動磁耦的高度且容許它們互不妨礙的運轉通行，而帶動磁耦的高度又再參考攪拌件130兩極的間距或其長度，其考量在二者轉動所生的扭力能夠匹配與共事。
尤其需要指出的，以上攪拌件130的長短和大小，實際是埋設於攪拌件130兩端的磁石或磁耦實體的間距長短，而非其外觀上可以量測的長短和大小，因為這裡包含了許多無磁性的塑
料包覆材質。所以，在以下披露的實施範例中，使用了多種長度和形狀的市售磁性攪拌子，來測試並確認本發明的實用性。
此動態磁性耦合運轉機制發明特有的水平向安置的動力轉軸110，不但容許裝置的扁平化，也使單組的攪拌件130耦合及運轉機制在同軸上可輕易的複製、擴充、放大至多組，且仍使用同一動力源。俯視示意第5圖上方二平行轉軸上安置有依本發明動態磁耦合方法及第3A圖、第3B圖實施例放大的4組平行磁耦合攪拌位置點，下方二平行轉軸組合上再另外複製4組，如果需要還可以繼續橫向或直向複製更多。轉軸它們之間可以借助軸承、齒輪、皮帶或其它傳動方式，使用單一動力源如一個馬達，來帶動多個轉軸，並藉齒輪傳動在各組轉軸上設定不同的轉速比；每一組轉軸當然也可以使用個別的動力源來帶動。
即，可在每一親磁鐵質轉軸上多組複製轉軸上的帶動磁性件120或磁性件120組合列陣，使在同一單或雙軸帶動下進行同樣數目的多個攪拌件130的運轉，此帶動機構亦可藉更多齒輪及機械傳動至並列、多行、相鄰的轉軸上的帶動磁性件120或磁性件120組合列陣。
如上所述，本發明的動態跑動磁場耦合方法在實施上有其諸多特色。以下將以磁性攪拌子帶動實驗及數據說明其實用表現，並以更多實施例說明其多功能、多表現的可行性。前面所謂「相鄰的跑動耦合點上持續的逆、順向的磁場耦合動量共事作用」
是本發明的動態跑動磁場耦合的關鍵，也就是說順向磁耦「拋出」的攪拌子一端如果不能被逆向磁耦「接住」，那攪拌子就會跳脫「一定距離內的有效耦合作用磁場」的作用而各處遊走、跳動、翻滾，而喪失其反覆旋轉功能；而不被「接住」的原因有二：「拋出」的力道過大或過小。本實施例(第2A圖)的動態耦合每轉一圈，各跑動耦合點上的磁場就變更四次如[N-X-S-X]-[X-N-X-S]-[S-X-N-X]-[X-S-X-N](X表示空白)，每一邊或相鄰兩耦合點上的組合也變更四次如第2A圖靠上端或第2C圖轉軸110的[N-X]-[X-N]-[S-X]-[X-S]，所以本發明動態耦合的機會也存在於想像具直角的平行四邊形(此範例為正方形)四向對角線平面上的外圍區域。所以不同於習用靜態兩點定位耦合，如果「一定距離內的有效耦合作用磁場」存在，跳脫攪拌子就會有在耦合區域外耦合運轉的機會，甚至有可能在經過外圍「調教」後自行回歸至耦合區域內耦合運轉。
以上跑動磁耦多點的「拋」、「接」動作，在慢速運轉時，攪拌子在目視時會呈現分解的反覆「拋」、「接」不連續耦合動作，這不同於它在習用靜態兩點定位吸附式耦合的慢速旋轉，吸附於帶動磁耦的攪拌子的運動會是連續而不會是分解的動作。與習用的靜態兩端恆定的南、北磁極隔空「一對一」吸附式耦合明顯不同的是動態隔空耦合的兩端是在反覆合、分並恆動的狀態下作用。
以下提供五組實施範例，作為簡單說明：
實施範例1-雙軸四點每1/4圈耦合的反覆旋轉運動(第2A圖至第4B圖)：
平行軸距取20mm進行實驗，6mm圓柱白鐵轉軸兩端以自潤軸承在鋁質固定座上依水平向固定。二平行軸上各安裝8mm見方、中心6mm直徑圓孔的鐵質四方塊兩個，其上有止付螺絲來固定在軸上耦合位置，也就是20mm邊長的大致上為正方形的想像四邊形四角的定位點上，再依圖示將5mm高、直徑5或8mm的市售圓柱形釹鐵硼磁石吸附其上；如此設定的每組帶動磁耦對的高度或旋轉直徑為5+8+5=18mm。轉軸之一以12V直流馬達帶動，再以兩軸上同款的正齒輪去帶動另一軸，使其與馬達軸同步但反向而行。為測試不同的轉速範圍，實驗使用7W35-165、13W130-440
及13W210-1080rpm(每分鐘轉速)三種馬達，並以6段輸出穩壓器將各馬達再分割成6個轉速。測試參數包括攪拌子類型、攪拌子尺寸、容器類型、攪拌速度、耦合空間距離、實驗正方形邊長。
攪拌子類型係截面為三角形、圓形、八面、四方形的棒狀攪拌子，其中又分有或沒有中央支點環；另外還有長橢圓形的棒狀攪拌子。攪拌子尺寸係15到60mm長度，7到14mm直徑或高的各式棒狀攪拌子。容器類型係與攪拌子大小匹配的50到600mL實驗室用玻璃燒杯，及一2000mL的大型塑膠透明燒杯，燒杯選用以內徑不小於棒狀攪拌子長度的兩倍為原則，內容物為20℃室溫自來水。
攪拌速度係三種馬達的6段轉速測試各為(1)低速35/60、80/105、125/165rpm、(2)中速132/186、225/273、324/440rpm、和(3)高速210/370、530/680、820/1080rpm；每個轉速段上測試的表現以三級分記錄，Y：成功持續旋轉，Y/N：部分成功(持續三轉以上但無法定位)，N：失敗，是為以下測試分析報告的依據。(本說明書中所有的馬達轉速值皆為約略值，皆容許10%的內、外誤差。)
耦合空間距離係垂直轉動磁耦上方平台留置5mm固定空隙(第2B圖中平面p下的空間距離)，平面p上置1-3片各4mm厚的透明壓克力板以提供9/13/17mm三個不同的耦合空間距離。
實驗正方形邊長d為20mm對角耦合距D為28mm
的條件下，15-40mm長(L)的磁攪拌子在所有的轉速都能以本發明的動態磁耦合方法帶動。大的8mm直徑(Di)磁石的表現又明顯比小的5mmDi的磁石佳。較短攪拌子在35-165rpm低轉速及較長攪拌子在130-440rpm中轉速的耦合性能相對較佳。但當換用350-1080rpm高速馬達帶動時，所有15-40mm長的圓柱形及八角柱形攪拌子，不論有沒有中央支點環，都能在轉速全域以本發明的動態磁耦合方法成功帶動；低端的轉速下，較大垂直間距的磁耦合產生的較低扭力或「拋」力使能有更好的耦合；在高端或甚至更高的轉速時，情況則相反。
所以，可以依混拌需要調整的垂直磁耦間距，用來提升磁耦合效能也是本動態磁耦合方法發明的特色。進一步的使用電腦模擬計算，譬如調整垂直間距以使磁攪拌子兩極的線性速度，能與帶動磁耦的線性速度匹配或與其對應耦合磁極同步，就更能提升本發明的磁耦合效能與應用。當改變直流電供電極性令馬達反轉時，背向同步運轉的兩平行水平轉軸藉本發明的動態磁耦合立即改磁攪拌子為反方向旋轉運動。
實施範例2-雙軸四點每1/4圈耦合的反覆非旋轉運動(第6圖及第7圖)：
範例1正方形四角上反覆的動態步進式耦合，經過四對帶動磁耦相位及其上兩端磁極的重設後，本發明的動態磁耦合方法能在一想像具直角的平行四邊形上，藉兩對角線兩對端點或兩
軸上面對面兩對端點上以反覆的同步耦合，產生旋轉以外的反覆規律動作，如第6圖及第7圖所示：第6圖，兩對角線上帶動磁耦對的耦合採90度的時相差，異相的兩對N與S極分別設定在異軸、但異側的交叉位置；如此，當兩軸相向同步運轉時，依t1、t2、t3、t4步進時序，每運轉一圈，被跑動磁場耦合的磁攪拌子(其磁極在圖中以淺色N、S標示)就會如圖有兩個來回的搖擺運動，而發揮容器中混拌、運動的甩鞭(whiplash)功效；第7圖，以兩轉軸上各自的兩磁耦對構成動態耦合帶動磁耦，故其磁耦距為d，兩軸上帶動磁耦對的耦合亦採90度的時相差，異相的兩對N與S極則分別設定在同軸、同側的對面位置；如此，當兩軸相向同步運轉時，依t1、t2、t3、t4步進時序，每運轉一圈，被跑動磁場耦合的磁攪拌子(其磁極在圖中以淺色N、S標示)就會如圖有兩個來回的往復運動，而發揮容器中混拌、運動的滾木式(log roll)功效。這兩圖的磁耦列陣，前者藉跑動的磁耦產生連續反覆的搖擺(flapping)運動，而後者，連續反覆的往復(reciprocating)運動。使用實施範例1相同裝置，經過帶動磁石重設和13W直流60-220rpm低速馬達的實測，第6圖的裝置如預期的、反覆的與馬達同步搖擺運動一38mmL/8mm高(H)八角形、有中央支點環的棒狀攪拌子；第7圖的裝置亦如預期的、反覆的與馬達同步往復運動一尺寸相近的、光滑圓柱形、無中央支點環的棒狀攪拌子。其運動幅度亦可隨對應磁耦的垂直間距，亦即其耦合動能轉換大小，的調整而改變，而不受想像具直角的平
行四邊形邊長或軸距d的限制。
這個範例的施作重點有三：一是同軸上帶動磁耦的間距大小可隨攪拌件的長短調整以求最好的耦合帶動效果，再就是有效降低了旋轉攪拌件的運動剪力，三則是新的反覆運動方式擴大了攪拌件的應用。同理，如果「一定距離內的有效耦合作用磁場」存在，即便在容器中懸掛的攪拌件裝置，依然能如第6圖及第7圖所示連續反覆運動。經過耦合空間距離的調整，攪拌子連續反覆的往復運動幅度也不局限於雙軸間距d。
進一步實施範例將強調本發明的動態磁耦合方法的多樣性，自雙軸4點的對角線或單邊跑動耦合，也可再簡化、演變成單軸、單點的耦合。本範例(第8圖)在單軸、單耦合點上設定僅一對帶動磁耦120，其兩端180度分離的N、S磁極依時序每轉半圈，會和遭其跑動磁場耦合、拋轉的攪拌件130的相異磁極耦合一次，如果動態耦合的條件容許這個一圈兩次的跑動磁耦合同步進行，被帶動的磁攪拌子就能在與帶動平面近乎垂直的平面上反覆的旋轉運動。如此，也使單組的攪拌件130耦合及運轉機制在同軸上可更輕易的複製、擴充、放大至多組，並仍使用同一動力源。因為單點耦合、帶動的原因，攪拌件130的耦合位置會有兩個自由度，各位於帶動磁耦軸向的兩側，依耦合面向的不同，如方框內插圖，攪拌件130可以有兩個相反的旋轉方向。所以，不同於習用靜態兩點定位耦合，如果「一定距離內的有效耦合作用磁場」存在，跳脫攪拌子
就會有在原耦合區域外耦合運轉的機會，甚至在外圍磁場「調教」後能自行另覓耦合區域繼續其旋轉運動，或回歸至原耦合區域內耦合運轉。
同理，如將單軸、單點的耦合再進一步簡化，將前範例(第8圖)在單軸、單耦合點上設定的一對帶動磁耦使用的兩端180度分離的N、S磁極去掉一端，如此僅使用單一N或S磁極，每轉一圈通過單耦合點一次，也就是每轉一圈會和遭其跑動磁場耦合、拋轉的磁攪拌子的相異磁極耦合一次，如果動態耦合的條件容許這個一圈一次的跑動磁耦合重複同步進行，被帶動的磁攪拌子就能在與帶動平面近乎垂直的平面上反覆的旋轉運動，如第9圖所示。如此，也使單組的攪拌件130耦合及運轉機制在同軸上可更輕易的複製、擴充、放大至多組，並仍使用同一動力源。同樣因為單點耦合、帶動的原因，攪拌件130的耦合位置會有兩個自由度，各位於帶動磁耦軸向的兩側，依耦合面向的不同，如方框內插圖，攪拌件130可以有兩個相反的旋轉方向。所以，不同於習用靜態兩點定位耦合，如果「一定距離內的有效耦合作用磁場」存在，跳脫攪拌子就會有在原耦合區域外耦合運轉的機會，甚至在外圍磁場「調教」後能自行另覓耦合區域繼續其旋轉運動，或回歸至原耦合區域內耦合運轉。這當然也和容器大小、形狀、流體性狀有關連，像是相對於攪拌子尺寸過小的燒杯，就不會有足夠攪拌子旋轉的區域外耦合磁場空間。
實施範例3-單軸單點每半圈耦合的反覆旋轉運動(第8圖)：
本範例測試實驗參數包括攪拌子類型、攪拌子尺寸、容器類型、帶動磁石、攪拌速度、耦合空間距離。
攪拌子類型係截面為圓形、八面的棒狀攪拌子，後者有中央支點環；另外還有長橢圓形的棒狀攪拌子。攪拌子尺寸係15-40mmL，7-9mm直徑(Di)或高(H)的上述棒狀攪拌子，特別是27mmL/8.5mmDi和40mmL/9.0mmDi兩種光滑、圓柱形棒狀攪拌子。容器類型係與攪拌子大小匹配的100、400(高形)和600mL實驗室用玻璃燒杯，其選用以內徑不小於棒狀攪拌子長度的兩倍為原則，內容物為20℃室溫自來水。帶動磁石係除範例1和範例2用的兩種5mm高、直徑5或8mm的市售圓柱形釹鐵硼磁石外，還測試了更高8mmDi/10mmH和更寬12mmDi/5mmH的兩種市售圓柱形釹鐵硼磁石。
攪拌速度係三種馬達的6段轉速測試各為(1)更換的13W直流馬達，低速60/90、110/135、165/220rpm、(2)中速132/186、225/273、324/440rpm、和(3)高速300/450、540/675、810/1100rpm；每個轉速段上測試的表現以三級分記錄，Y：成功持續旋轉，Y/N：部分成功(持續三轉以上但無法定位)，N：失敗，是為以下測試分析報告的依據。
耦合空間距離係垂直轉動磁耦上方平台留置5mm
固定空隙(第2B圖中平面p下的空間距離)(使用12mmDi/5mmH和8mmDi/10mmH磁石時則增至7mm)，平面p上置1-3片各4mm厚的透明壓克力板以提供9/13/17mm(或使用10mmH磁石時則增至11/15/19mm)三個不同的耦合空間距離。
8mmDi/5mmH的帶動磁石對15-30mmL長度的磁攪拌子在130-800rpm或更高的轉速能有效耦合，尤其是對較短的攪拌子或是有中央支點環的攪拌子；更長的9.0mmDi/40mmL光滑圓柱形攪拌子在130-450rpm轉速也能有效耦合。更大、更重或更小、更輕的攪拌子也能有效耦合，但其最高轉速就更低了。這個降速也包括換用12mmDi/5mmH更廣面的帶動磁石，但此時9.0mmDi/40mmL長和8.5mmDi/27mmL短攪拌子之間最高轉速的差別卻沒其它磁石那樣明顯。
如果「一定距離內的有效耦合作用磁場」存在，實驗中跳脫的攪拌子就會有在原耦合區域外耦合運轉的機會，也經常在外圍跑動磁場的「調教」後能自行覓得本範例反向的耦合區域繼續其旋轉運動，或回歸至原耦合區域內耦合運轉。隨著轉速或旋轉慣性的加或減，攪拌件130的轉動軸心位置也會在帶動轉軸110的垂直方向向前或向後對應的轉移。更短的磁攪拌子，如15mmL/8mmH八面棒狀有中央支點環的攪拌子，或19mmL/7mmH長橢圓形攪拌子，在高於1000rpm轉速下仍然穩定的滾動耦合旋轉，彰顯出本發明的動態磁耦合方法在單軸帶動應用的另一面向：耦合的攪拌件
130可以在單點上直立旋轉。
實施範例4-單軸單點每圈耦合的反覆旋轉運動(第9圖)：
本範例測試裝置與範例3同，除了只使用單一N或S帶動磁極，故每轉一圈僅通過單耦合點一次。單一磁石120吸附在鐵質轉軸110上的異磁極端仍會有殘留磁場，但因磁力線擴散與距離變遠，其可能的作用耦合力磁場相對可以忽視。實驗參數包括攪拌子類型、攪拌子尺寸、容器類型、帶動磁石、攪拌速度、耦合空間距離。
攪拌子類型係截面為圓形、八面的棒狀攪拌子，後者有中央支點環。攪拌子尺寸係27mmL/8.5mmDi和40mmL/9.0mmDi兩個光滑、圓柱形棒狀攪拌子；另外兩個大小近似的28mmL/8mmH和41mmL/8mmH有中央支點環的八面的棒狀攪拌子。容器類型係600mL實驗室用玻璃燒杯，內容物為450mL 20℃室溫自來水。帶動磁石係一圈一次的跑動耦合，為能有更強的磁場推力，實驗採用廣面的12mmDi/5mmH市售圓柱形釹鐵硼磁石；較窄面的8mmDi/5mmH和8mmDi/10mmH磁石也用來比較；攪拌速度係三種13W直流馬達的6段轉速測試各為(1)低速60/90、110/135、165/220rpm、(2)中速132/186、225/273、324/440rpm、和(3)高速300/450、540/675、
810/1100rpm；每個轉速段上測試的表現以三級分記錄，Y：成功持續旋轉，Y/N：部分成功(持續三轉以上但無法定位)，N：失敗，是為以下測試分析報告的依據。
耦合空間距離係垂直轉動磁耦與上方平台間留置7mm固定空隙(第2B圖中平面p下的空間距離)，平台則為1-3片各4mm厚的透明壓克力板以提供11/15/19mm三個不同的耦合空間距離。
即便使用較大磁石，一圈一次有效耦合的轉速仍然明顯低於範例3一圈兩次有效耦合的轉速：40mmL的光滑、圓柱形棒狀攪拌子約在100-250rpm，而較短的27mmL光滑、圓柱形棒狀攪拌子也只到300rpm。較短的27mmL攪拌子需要較近的耦合空間距離，長的40mmL攪拌子則需要較遠的耦合空間距離，或較低的轉速或線性動能以配合其較長的力距，以免扭力過強。
有中央支點環的八面的棒狀攪拌子，其旋轉所須扭力應該比沒有支點環的攪拌子低，也就是說比較容易旋轉，然其實驗結果確不盡然。短的28mmL攪拌子的有效耦合的轉速的確較佳，約為60-450rpm；但長的41mmL攪拌子卻掉到只有60-190rpm。與沒有支點環的攪拌子不同的是，兩個不同長度的有中央支點環的棒狀攪拌子，因為其比較容易旋轉的結構，較遠的耦合空間距離或較弱的耦合扭力才更滿足持續有效的耦合與轉速。
測試較窄面的兩種高度8mmDi磁石，以為能有更
準確和集中的跑動耦合動能，而能有更高的有效耦合轉速，但實驗結果卻仍未支持這個想法。
單帶動軸、單點的動態耦合的上二範例顯示，每轉一圈「踢」一次的範例4雖也能帶動攪拌子進行持續有效的耦合與旋轉，但較之每轉一圈「踢」兩次的範例3，目前表現明顯不足。另外，短而胖的磁攪拌子，像橫躺著的長/高比例接近2，如15mmL/8mmH八面棒狀有中央支點環的攪拌子，或19mmL/7mmH長橢圓形攪拌子，在高於1000rpm轉速下仍然穩定的滾動耦合旋轉，彰顯出本發明的動態磁耦合方法在單軸帶動應用的另一面向：耦合的短耦攪拌子可以在單點上近乎直立旋轉。所以，如此單組的攪拌件130使用本發明動態的耦合及運轉機制，在同一個水平轉軸上可更輕易的複製、擴充、放大至多組，並仍使用同一動力源。如範例3與範例4單組的攪拌件130，無論它是大或小、長或短，都可在轉軸上使用兩個或更多緊鄰、並列、且同極性的帶動磁石120來強化其扭力、穩度與轉速適用範圍。也因為是單點對單點的動態耦合，如果「一定距離內的有效耦合作用磁場」存在，攪拌件130無論其尺寸也可能以任何角度反覆的旋轉運動，而不局限其於水平或垂直兩個旋轉面。如果是固定在支架上具一特定角度旋轉平面旋轉的攪拌件，以上單軸、單點的動態磁耦合方法也完全適用；如果它的長/高比例超過2，前述水平安置的轉軸亦可改為垂直或其它角度安置，而讓原垂直面上跑動的帶動磁耦能在更合適的工
作平面上運轉。
此外，以上單軸、單點的動態耦合的二成功範例也點出本發明的動態跑動式磁力耦合方法的另個明顯的綜合或中間結構：就是界於單軸、單點帶動和雙軸、四點帶動之間，結合兩組單軸單點帶動，也就是藉雙軸上四點所成一想像具直角的平行四邊形的一對角線的兩端點上磁性帶動件的同步「接」、「拋」動作，也就是範例1(第2A圖)的1/4圈t1/t2/t3/t4四步步進，簡化成1/2圈的t1/t3或t2/t4二步步進運轉，或是範例3(第8圖)的加倍體如第10圖所示。不同於範例1的是，兩不同對角線的各一對磁耦合端點的同步耦合磁吸力及動能轉換，會帶動上方的攪拌件以不同的方向旋轉。
實施範例5-雙軸兩對角點每半圈耦合的反覆旋轉運動(第10圖)：
本範例測試在與範例3表現進行對比，實驗參數包括攪拌子類型、攪拌子尺寸、容器類型、帶動磁石、攪拌速度、耦合空間距離。
攪拌子類型選取圓形、八面的棒狀攪拌子，後者有中央支點環。攪拌子尺寸係25-50mmL，8-10mm直徑(Di)或高(H)的上述棒狀攪拌子，特別是27mmL/8.5mmDi和40mmL/9.0mmDi兩種光滑、圓柱形棒狀攪拌子，25mmL/8mmDi和38mmL/8mmDi兩種有中央支點環的八面的棒狀攪拌子。容器類型選用600mL實驗室用玻璃燒杯，內容物為20℃室溫自來水。帶動磁石僅以範例1、
範例2、範例3用的5mm高、直徑8mm的市售圓柱形釹鐵硼磁石4顆進行比對。攪拌速度也僅以13W直流馬達，高速300/450、540/675、810/1100rpm款進行比對。耦合空間距離同樣使用1-3片各4mm厚的透明壓克力板以提供9/13/17mm三個不同的耦合空間距離。除平行軸距d取20mm，軸上邊長20mm的想像正方形四角的定位點，本範例另外使用放大的40mm的軸上邊長，以想像長方形四角的定位點進行兩對角點每半圈耦合的實驗。
想像正方形的兩對角點跑動耦合對25-40mmL的四種磁攪拌子在全域轉速(300-1100rpm)都能有效耦合，耦合空間距離決定運轉速度的上限與下限；較之範例3的單點耦合帶動，這個結果顯現大幅度的改進，甚至與範例1的四點耦合帶動也不相上下。以想像40mmx20mm長方形進行更長對角線耦合距變換的測試，使用10mmDi/50mmL有中央支點環的八面的棒狀攪拌子，其有效耦合轉速自範例1的440相應提升到在675rpm；但較短的25mmL/8mmDi和38mmL/8mmDi兩種有中央支點環的八面的棒狀攪拌子，因為過長的耦合距，其有效耦合轉速也降到675rpm或更低。此處再次顯現的是，本發明之磁帶動組件的組態可隨磁性攪拌件物理性狀變換設定的新穎性與進步性。
以上幾個簡易的實施範例，使用市售不同大小、形狀的磁攪拌子和稀土族柱片狀磁石，顯示本發明的動態跑動式磁力耦合方法，不但能做到習用靜態吸附式磁力耦合的流體混拌、推進
的旋轉運動，節省空間、動力、成本及生熱，簡單的多組攪拌延伸放大，更能通過軸上吸附的多組帶動磁耦的磁極組態安排設定，做出其它的反覆非旋轉的運行動作或匹配不同長度磁攪拌子的耦距變換。以上所謂的「旋轉或其它規律的反覆動作」或「遂行容器中同或異相液、氣、固態物體的混和或運動」是強調除了習用的一定方向的旋轉攪拌或混拌運動外，本發明的磁耦合方法耦合的攪拌件更能另外做出運動力場或運動方向往復(reciprocating)的來回運動，例如甩鞭效應(whiplash effect)的反覆搖擺運動，及滾木式(log roll)的反覆往復運動，為磁性攪拌件的功能及應用開啟了新方向。進一步依學理的更數字化的設計及電腦模擬，例如，精確匹配的磁場和帶動及被動扭力，可調的耦合空間距離，本發明的動態跑動式磁力耦合方法，無論專一或多功的應用，都不止於以上的幾個範例。
110:轉軸
120:磁性件
130:攪拌件
Claims (15)
- 一種磁性耦合方法，包括：在一磁性耦合點上，將一磁性件與鄰近的一攪拌件之間的一耦合磁吸力以及該磁性件本身之一轉動運動能轉換為該攪拌件之一運動能，且該轉動運動能以及該運動能以相同規律產生；其中該磁性件具有用於產生該耦合磁吸力的一單一磁極端，該攪拌件具一N磁極端以及一S磁極端，且該耦合磁吸力來自該磁性件之該單一磁極端與該攪拌件之與該磁性件之該單一磁極端相異的該N磁極端或該S磁極端；其中該磁性件之與該單一磁極端相異的另一磁極端連接於一轉軸，該磁性件圍繞該轉軸在與該轉軸垂直的一帶動平面上轉動，該攪拌件隨著該耦合磁吸力的輪番耦合吸引以及該運動能的輪番轉換推動，在一運動平面上得以同步且反覆運動，且該帶動平面與該運動平面相交。
- 如請求項1所述之方法，其中該帶動平面與該運動平面以固定的一角度相交，且該角度為90度。
- 如請求項1所述之方法，其中該磁性件之數量為複數個，並在該轉軸上相鄰的排列，且該等磁性件之數量與該等磁性件所產生的該耦合磁吸力以及該轉動運動能呈比例。
- 如請求項1所述之方法，其中該磁性件之數量為一對，該對磁性件位於該磁性耦合點上，該對磁性件包括兩相異磁極 端，且該兩相異磁極端有180度的相位角度差，其中當該對磁性件圍繞該轉軸旋轉時，該攪拌件的該N磁極端以及該S磁極端於該磁性耦合點上每1/2圈受到該耦合磁吸力的輪番耦合吸引以及該運動能的輪番轉換推動，以進行一相同方向之反覆旋轉運動。
- 如請求項1所述之方法，其中該磁性耦合點之數量為二個，並排列在一想像四邊形的一對角線的兩端點上，其中該磁性件之數量為二個，包括一第一磁性件以及一磁極端相異的一第二磁性件，其中該轉軸之數量為兩個，包括一第一轉軸以及平行於該第一轉軸的一第二轉軸，其中該第一磁性件圍繞該第一轉軸旋轉，該第二磁性件圍繞該第二轉軸旋轉，其中當該二個磁性件分別圍繞該第一轉軸與該第二轉軸進行同步但反向旋轉時，該攪拌件的該N磁極端以及該S磁極端每一圈受到該對角線的該兩端點上的該耦合磁吸力的輪番耦合吸引以及該運動能的輪番轉換推動，以進行一相同方向之反覆旋轉運動。
- 如請求項1所述之方法，其中該磁性耦合點之數量為二個，並排列在一想像四邊形的一對角線的兩端點上，其中該磁性件之數量為二對，包括一第一對磁性件以及一第二對磁性件，且該對角線的該兩端點上的該第一對磁性件以及該第二對磁性件之兩個磁極端各安置以相異的磁極，且有180度的相位角度差，其中該第一對磁性件以及該第二對磁性件之排列方向互相平行，其中該轉軸之數量為兩個，包括一第一轉軸以及平行於該第一轉軸的一第二轉 軸，其中當該第一對磁性件以及該第二對磁性件分別圍繞該第一轉軸與該第二轉軸進行同步但反向旋轉時，該攪拌件的該N磁極端以及該S磁極端每1/2圈受到該對角線的該兩端點上的該耦合磁吸力的輪番耦合吸引以及該運動能的輪番轉換推動，以進行一相同方向之反覆旋轉運動。
- 如請求項1所述之方法，其中該磁性耦合點之數量為四個，並排列成一想像四邊形，該想像四邊形為一具直角的平行四邊形，其中該磁性件之數量為四對，包括一第一對磁性件、一第二對磁性件、一第三對磁性件、一第四對磁性件，且該第一對磁性件、該第二對磁性件、該第三對磁性件、該第四對磁性件之每一者之兩個磁極端各安置以相異的磁極，且該四對磁性件之每一者之該兩個相異磁極端皆具180度的相位角度差，其中該第一對磁性件與該第三對磁性件位於該想像四邊形的一對角線的兩端點上，該第二對磁性件與該第四對磁性件位於該想像四邊形之另一對角線的兩端點上，其中該第一對磁性件與該第二對磁性件具有90度的一角度差，該第三對磁性件與該第四對磁性件具有90度的一角度差，其中該第一對磁性件平行於該第三對磁性件，其中該轉軸之數量為兩個，包括一第一轉軸以及平行於該第一轉軸的一第二轉軸，其中當該第一對磁性件以及該第二對磁性件圍繞該第一轉軸旋轉且該第三對磁性件以及該第四對磁性件圍繞該第二轉軸進行同步但反向旋轉時，該攪拌件的該N磁極端以及該S磁極端每1/4圈受到各該四向對角線的該兩 端點上的該耦合磁吸力的輪番耦合吸引以及該運動能的輪番轉換推動，以進行一相同方向之反覆旋轉運動。
- 如請求項1所述之方法，其中該磁性耦合點之數量為四個，並排列成一想像四邊形，該想像四邊形為一具直角的平行四邊形，其中該磁性件之數量為四對，包括一第一對磁性件、一第二對磁性件、一第三對磁性件、一第四對磁性件，且該第一對磁性件、該第二對磁性件、該第三對磁性件、該第四對磁性件之每一者之兩個磁極端各安置以相同的磁極，且該四對磁性件之每一者之該兩個相同磁極端皆具180度的相位角度差，其中該第一對磁性件與該第三對磁性件位於該想像四邊形的一對角線的兩端點上，該第二對磁性件與該第四對磁性件位於該想像四邊形之另一對角線的兩端點上，其中該第一對磁性件與該第四對磁性件具有相同的磁極端且具有90度的一角度差，該第二對磁性件與該第三對磁性件具有相同磁極端且具有90度的一角度差，該第一對磁性件平行於該第三對磁性件，其中該第一對磁性件之該磁極端相異於該第三對磁性件之該磁極端，該第四對磁性件之該磁極端相異於該第二對磁性件之該磁極端，其中該轉軸之數量為兩個，包括一第一轉軸以及平行於該第一轉軸的一第二轉軸，其中當該第一對磁性件以及該第二對磁性件圍繞該第一轉軸旋轉且該第三對磁性件以及該第四對磁性件圍繞該第二轉軸進行同步但對向旋轉時，該攪拌件的該N磁極端以及該S磁極端每1/4圈受到各該對角線的該兩端點上的耦合磁吸力的輪番耦合 吸引以及該運動能的輪番轉換推動，以進行一來回之反覆擺動運動。
- 如請求項1所述之方法，其中該磁性耦合點之數量為四個，並排列成一想像四邊形，該想像四邊形為一具直角的平行四邊形，其中該磁性件之數量為四對，包括一第一對磁性件、一第二對磁性件、一第三對磁性件、一第四對磁性件，且該第一對磁性件、該第二對磁性件、該第三對磁性件、該第四對磁性件之每一者之兩個磁極端各安置以相同的磁極，且該四對磁性件之每一者之該兩個相同磁極端皆具180度的相位角度差，其中該第一對磁性件與該第三對磁性件位於該想像四邊形的一對角線上，該第二對磁性件與該第四對磁性件位於該想像四邊形之另一對角線上，其中該第一對磁性件平行於該第二對磁性件，該第三對磁性件平行於該第四對磁性件，且該第一對磁性件與該第三對磁性件具有90度的一角度差，其中該第一對磁性件之該磁極端相異於該第二對磁性件之該磁極端，該第四對磁性件之該磁極端相異於該第三對磁性件之該磁極端，該第四對磁性件之該磁極端相同於該第一對磁性件之該磁極端，其中該轉軸之數量為兩個，包括一第一轉軸以及平行於該第一轉軸的一第二轉軸，其中當該第一對磁性件以及該第二對磁性件圍繞該第一轉軸旋轉且該第三對磁性件以及該第四對磁性件圍繞該第二轉軸進行同步但對向旋轉時，該攪拌件的該N磁極端以及該S磁極端每1/4圈受到各該轉軸上的該耦合磁吸力的輪番耦合吸引以及該運動能的輪番轉換推動，以進行該兩轉軸間一來回之反覆往復運動。
- 如請求項5至請求項9任一項所述之方法，其中該想像四邊形四角位置上的各該同步磁性耦合點上兩磁性件之間的間距之配置以使得該耦合磁吸力以及該轉動運動能轉換足以驅動該攪拌件運動。
- 如請求項5至請求項9任一項所述之方法，其中該第一轉軸與該第二轉軸上的各該磁性件組的排列部位皆有同樣平行對稱的正方形剖面，以利識別該第一轉軸與該第二轉軸進行四個90度相同步但反向的旋轉動作，以及各該對應磁性件組相位的正確安置。
- 如請求項1所述之方法，其中該磁性件為包括釹鐵硼或釤鈷類磁鐵、鋁鎳鈷合金磁鐵、陶瓷磁鐵或氧化鐵磁鐵材質之一者或多者的永久磁鐵，且為柱形或由複數個具有相同形狀的磁性件堆疊而成，且該磁性件所產生之磁吸力大於等於該攪拌件所產生之磁吸力。
- 如請求項1所述之方法，其中該攪拌件為兩端且軸向磁化的棒狀或其他形狀的攪拌子。
- 一種磁性耦合攪動裝置，包括：一殼體，具有一承載面；一動力源，固接於該殼體，該動力源具有一驅動轉軸；以及一磁性耦合組件，包括：一對平行轉軸，該對平行轉軸係被該驅動轉軸及相應的一傳 動機構驅動得以同步但對向旋轉；一磁性件組合，依一想像四邊形的四角位置排列，該想像四邊形為具直角的平行四邊形，該磁性件組合面對面設置於該對平行轉軸上，並各自圍繞相應的該轉軸旋轉，該四角位置上各該磁性件的360度旋轉平面再以90度分割成每一角四個磁極組態面或相位，包括共16個N磁極端或S磁極端或無磁極端組態面，以提供該四角位置上每轉90度不同的反覆磁性耦合步進動作安排，其中該想像四邊形的軸上邊長能容納兩相異磁極端同步耦合時所需之端距，且該對平行轉軸之間的距離能容納兩相異磁極端同步耦合時所須之端距及磁性耦合組件的轉動通行；以及一攪拌件，其係依軸向磁化，其一端具有一N磁極端且另一端具有一S磁極端，該攪拌件係放置於一容器內之一內容物內，以攪動該內容物；其中，在該想像四邊形的該四角位置上，轉動中的該磁性件組合之該共16個N磁極端或S磁極端或無磁極端之組態面上，隨時經過1到8個磁性件依其N磁極端或S磁極端的相對應安排，在單點、雙點或四點上每一圈、半圈或1/4圈輪番耦合該攪拌件的該N磁極端以及該S磁極端，以將轉動中的該磁性件組合的一耦合磁吸力與一轉動運動能轉換為該攪拌件之一運動能，使得該攪拌件藉由該耦合磁吸力的輪番耦合吸引以及該運動能的輪番轉換推動而在一運動平面上進行一反覆的規律運動，以攪拌或推動該內容物； 其中該反覆的規律運動包括至少一定方向的旋轉、來回的搖擺、來回的往復運動。
- 如請求項14所述之裝置，其中該磁性件組合之數量為複數個，在該對平行轉軸上延伸安置，且圍繞該對平行轉軸轉動，該攪拌件及對應容器之數量為相同複數個，且該等攪拌件分別對應該等磁性件組合之組態，在該運動平面上進行相同複數個反覆的規律運動，以攪拌或推動該等容器之該內容物。
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