專利名稱：一種具有識別能力的磁吸引裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及磁吸引裝置技術領域，具體是一種具有識別能力的磁吸引裝置，可用
于生物或化學反應的模擬。
背景技術：
眾所周知，磁鐵有南北兩極，南極與北極互相吸引。電荷有正負兩種，帶正電荷的物體與帶負電荷的物體互相吸引。它們之間共同的特點就是只有兩種互相吸引的客體，而且同一種類的不同客體之間互相吸引的性質是完全一樣的，即它們之間的作用力沒有識別能力。 很多學科如生物學、化學中有很多現(xiàn)象說明世界上存在多種具有識別能力的相互作用關系，如生命遺傳物質DNA中的堿基對A與T， C與G的識別性配對現(xiàn)象，使得遺傳物質能夠以A、C、G、T四種堿基為基礎進行準確的編碼和復制；化學中不同構象大分子之間的化學反應，構象不對就不能進行反應。如果要對這些具有識別能力的作用力關系進行深入的研究，就需要一種直觀的方式對這些作用力進行模擬。而直到目前還沒見到在這些領域進行有識別能力的模擬裝置或方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是設計一種具有識別能力的磁吸引裝置，該裝置可以以結構類似的形式被復制若干個后組成一個系統(tǒng)。每個裝置都有用于互相識別的標記，每個裝置作為系統(tǒng)的一個單元而存在，當兩個單元互相靠近時，雙方可以根據(jù)對方的標記確定是否吸引對方。 本發(fā)明的技術解決方案是在磁吸引裝置有若干個可與其它裝置發(fā)生作用的作用面，每個作用面的內(nèi)側設置有相應的識別模塊、標記模塊和磁吸引模塊。標記模塊由若干個緊貼作用面內(nèi)側的小磁鐵陣列，識別模塊由n(n > 1)個可被磁鐵吸引而發(fā)生位移的小鐵片陣列、開關和邏輯電路組成，邏輯電路內(nèi)部存有一個n位二進制數(shù)字，每個小鐵片連接一個開關的簧片。所述磁吸引模塊由可轉動的強磁體和附屬裝置組成，所述附屬裝置由電源、轉動鎖緊裝置和定位彈簧構成；當該一個磁吸引裝置的作用面與一目標面(即另一裝置的作用面)靠近時，該作用面識別模塊的一部分小鐵片會被目標面對應置上的小磁鐵吸引而發(fā)生位移，此時與小鐵片連接的簧片也會發(fā)生位移，從而使開關發(fā)生動作將數(shù)字信號"0"、"1"輸入到邏輯電路，邏輯電路將輸入的數(shù)字信息與內(nèi)部的數(shù)字信息相比較，如果相同則將輸出端置為高電平；該作用面的標記模塊也會以同樣的方式使目標面識別模塊的邏輯電路輸出變?yōu)楦唠娖健．斪R別模塊的邏輯電路輸出為高電平時，強磁體的鎖緊裝置松開，強磁體可以在外磁場作用下自由旋轉，從而使該作用面與目標面的兩個強磁體的不同磁極相對，實現(xiàn)互相吸引的功能。 應用本發(fā)明的裝置的識別吸引能力可以模擬生物學中的有自組裝現(xiàn)象，比如DNA中的四種基本堿基對A、C、G、T就可以用四個這樣的磁吸引裝置進行模擬；也可以用來模擬
3化學中的不同構象大分子之間的化學反應。另外，該裝置也可以作為智能型玩具的組件，開 發(fā)兒童的智力。


圖1為本發(fā)明磁吸引裝置一個作用面的構成示意圖 圖2為本發(fā)明兩個磁吸引裝置相互作用時相對位置示意圖 圖3為磁吸引裝置作用原理示意圖 圖4為使用該裝置模擬核苷酸分子的示意圖 圖5為使用該裝置作為智能型積木的示意圖
具體實施例方式
如圖1-圖3所示。圖中的附圖標記1為標記模塊中的小磁鐵，2為強磁體，3為識 別模塊中的小鐵片，4為強磁體的定位彈簧，5為開關定位彈簧。本發(fā)明的每一個磁吸引裝 置有若干個可與其它裝置發(fā)生作用的作用面，每個作用面由識別模塊、標記模塊和磁吸引 模塊構成。識別模塊緊貼作用面內(nèi)側，由n(n > 1)個可被磁鐵吸引而發(fā)生位移的小鐵片陣 列3、開關和一個邏輯電路組成，每個小鐵片連接一個開關的簧片5。標記模塊由若干個小 磁鐵構成的磁鐵陣列1組成，小磁鐵1的位置與小鐵片3的位置相對應。磁吸引模塊由一 個可沿自己中心轉動的強磁體2和附屬裝置組成，附屬裝置有電源、轉動鎖緊裝置、定位彈 簧4等，小鐵片陣列的n個小鐵片呈一定分布，用來檢測目標面(即另一裝置的作用面)的 相應位置上有沒有小磁鐵；如果有，小鐵片3就會被小磁鐵1吸引產(chǎn)生位移并使相應的開關 閉合。將開關閉合用數(shù)字"1"表示，開關斷開用數(shù)字"0"表示，圖3所示的邏輯電路接收到 的數(shù)字信號則是"111101"，如果邏輯電路內(nèi)部的數(shù)字也是"111101"，邏輯電路就會將輸出 端置為高電平，使轉動鎖緊裝置松開，使強磁體自由旋轉，與此同時，該作用面的標記模塊 也會使目標面的強磁體自由旋轉，這時兩個強磁體將會在自身磁場相互作用下旋轉并將不 同磁極對接，然后牢牢吸引在一起。[從而將作用面和目標面吸在一起，如圖2所示，如果作 用面的標記與目標面邏輯電路中的數(shù)字不符，則邏輯電路不會動作，鎖緊裝置鎖緊，強磁體 無法自由旋轉，從而也無法將兩個作用面牢牢吸引在一起。當兩個面被強制分離時，強磁體 會在定位彈簧作用下回到原來位置，小鐵片也會在定位彈簧作用下斷開所有開關并使邏輯 電路輸出低電平，然后使鎖緊裝置將強磁體鎖緊。每個裝置都可以有若干個這個的作用面 使不同裝置之間可以進行復雜多樣的組合。 DNA中核苷酸分子之間的鍵合配對依賴于氫鍵的形成，而氫鍵的形成是兩個核苷 酸分子以合適的方位接近時形成的，方位不對是不會形成氫鍵的，也不會鍵合。本發(fā)明所述 的電子裝置的識別性吸引是以作用面為單位的，作用面不匹配或接近的方位不對也不會發(fā) 生吸引，因此可以用本裝置的一個作用面去模擬兩個核苷酸分子以合適的方位接近時氫鍵 的形成，從而可以更深入的研究生命遺傳物質進行生物遺傳的具體機制。圖4為使用該裝 置模擬核苷酸分子的示意圖，其中6為堿基，7為戊糖，8為磷酸鏈，9為模擬堿基之間用氫 鍵鍵合的作用面，10、11為模擬磷酸鏈上的磷酸二酯鍵，圖左為DNA分子鏈正在開鏈的示意 圖，圖右為核苷酸分子模擬裝置的結構圖。每個核苷酸分子僅用三個作用面就可進行模擬。
本裝置也可作為開發(fā)兒童智力的玩具使用。圖5為使用該裝置作為智能型積木的
4示意圖。每個裝置有6個作用面，相對的兩個面標記模塊相同并涂成一樣的顏色，三組作用 面分布涂成藍色、綠色和紅色。使用此裝置作為積木的基本單位就可以組合出各種形態(tài)各 異的"建筑"了。這種積木彼此之間不需要任何連接裝置，拆卸簡單，重新組合也簡單，適合 于年齡較小的兒童使用。
權利要求
一種具有識別能力的磁吸引裝置，其特征在于該裝置具有若干個識別性磁吸引功能的作用面，每個作用面有相應的標記模塊、識別模塊和磁吸引模塊，也可以沒有界限分明的作用面，僅有用于識別性磁吸引的標記模塊、識別模塊和磁吸引模塊，所述標記模塊由緊貼作用面內(nèi)側的小磁鐵陣列(1)組成，識別模塊由小鐵片陣列(3)、開關和邏輯電路組成，小鐵片陣列(3)的位置與小磁鐵陣列(1)的位置相對應，每個小鐵片連接一個開關的簧片(5)，所述邏輯電路內(nèi)部存有一個n位二進制數(shù)字；所述磁吸引模塊由可轉動的強磁體(2)和附屬裝置組成，附屬裝置由電源、轉動鎖緊裝置和定位彈簧構成；當該作用面與目標面即另一裝置的作用面靠近時，該作用面的部分小鐵片被目標面的小磁鐵吸引而發(fā)生位移，此時與小鐵片連接的開關簧片(5)也發(fā)生位移從而使開關發(fā)生動作將數(shù)字信號“0”、“1”輸入到邏輯電路，邏輯電路將輸入的數(shù)字信息與內(nèi)部的數(shù)字信息相比較，如果相同則將輸出端置為高電平，該作用面的標記模塊也會以同樣的方式使目標面識別模塊的邏輯電路輸出變?yōu)楦唠娖?，當識別模塊的邏輯電路輸出為高電平時，強磁體(2)的鎖緊裝置松開，強磁體在外磁場作用下自由旋轉，從而使該作用面與目標面的兩個強磁體的不同磁極相對，實現(xiàn)作用面與目標面互相吸引的功能。
2. 根據(jù)權利要求1所述的具有識別能力的磁吸引裝置，其特征在于根據(jù)各裝置邏輯 電路內(nèi)存二進制數(shù)字，作用面與目標面上的小鐵片陣列(3)與小磁鐵陣列(1)的數(shù)量可以 相同，也可以不相同，用以產(chǎn)生相互識別的數(shù)字信號。
3. 根據(jù)權利要求1所述的具有識別能力的磁吸引裝置，其特征在于每個磁吸引裝置 作為系統(tǒng)的一個單元，都有用于互相識別的標記，當兩個單元互相靠近時，雙方根據(jù)對方的 標記確定是否吸引對方。
4. 根據(jù)權利要求1或3所述的具有識別能力的磁吸引裝置，其特征在于該裝置以結構類似的形式被復制若干個后組成一個內(nèi)部關系復雜的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有識別能力的磁吸引裝置，該裝置可以以結構類似的形式被復制若干個后組成一個系統(tǒng)。每個裝置都有用于互相識別的標記，每個裝置作為系統(tǒng)的一個單元而存在，當兩個單元互相靠近時，雙方可以根據(jù)對方的標記來確定是否吸引對方。該裝置有若干個可與其它裝置發(fā)生作用的作用面，每個作用面的內(nèi)側有相應的識別模塊、標記模塊和磁吸引模塊。該裝置可以用來模擬生物學中的自組裝現(xiàn)象，比如DNA中的四種基本堿基對A、C、G、T就可用四種這樣的電子裝置進行模擬；也可以用來模擬化學中的不同構象大分子之間的化學反應。另外，該裝置也可以作為智能型玩具的組件，開發(fā)兒童的智力。
文檔編號H01F7/04GK101719409SQ20091021927
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權日2009年12月24日
發(fā)明者郭超 申請人:西安航天化學動力廠