專利名稱：磁能轉(zhuǎn)換為動能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁能動力機械技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種磁能轉(zhuǎn)換為動能 的方法。
背景技術(shù)：
目前，無論發(fā)電機還是電動機，都必須通過電勵磁，尚沒有將永磁 體的磁能直接轉(zhuǎn)換為動能并加以利用。既然磁能可單獨存在，那么此方法 及裝置就是對單純的磁能實現(xiàn)向動能轉(zhuǎn)換的新思路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種磁能轉(zhuǎn)換為動能的方法，利用磁體之間的引 力和斥力，將磁能轉(zhuǎn)換成動能。
本發(fā)明的技術(shù)方案是在機架上固定數(shù)個定磁鐵層；每個定磁鐵層由 數(shù)量相同的數(shù)塊定磁鐵組成，且定磁鐵磁極沿N—S—N—S的順序依次排 列；同層定磁鐵間的距離等于定磁鐵N極至S極的長度，每二個定磁鐵之間， 形成一個與定磁鐵的磁場大小相等、方向相反的磁場，每個定磁鐵層形成 一個定磁場鏈，定磁場鏈中的磁場數(shù)量是單層定磁鐵數(shù)量的二倍；相鄰二 個定磁鐵層的定磁鐵位置相互對應(yīng)，磁極相反；主軸垂直穿過各定磁鐵層 的中心，通過軸承固定在機架上；每二個定磁鐵層之間的主軸上通過連接 裝置及軸承安裝有間距相等的數(shù)塊動磁鐵，動磁鐵數(shù)量少于單層定磁鐵層 產(chǎn)生的磁場數(shù)量，使動磁鐵只能圍繞主軸平行于定磁鐵層運動，并且保證 動磁鐵運動時，當(dāng)其中一塊動磁鐵運動到定磁鐵層的任一磁極位置時，其它動磁鐵位于定磁鐵層中的非磁極處;每塊動磁鐵兩側(cè)分別連接機械輔助 裝置；通過機械輔助裝置使運動在定磁場鏈中非磁極位置的動磁鐵保持磁 極分別指向二個定磁場鏈，并在磁場的作用下做功；當(dāng)任一動磁鐵運動到
定磁場鏈中的各磁極位置時，由位于非磁極位置的動磁鐵做功于該動磁 鐵，推動其脫離磁極位置，同時在機械輔助裝置的帶動下使動磁鐵磁極做
180度旋轉(zhuǎn)，并為下一個運動到定磁場鏈磁極處的動磁鐵提供推力；這樣， 數(shù)塊動磁鐵在磁場的作用下帶動主軸轉(zhuǎn)動，輸出動力。
工作原理是在一個磁場中，放入一塊磁鐵J (如圖l)，使磁鐵只能 做水平運動，不能旋轉(zhuǎn)和上下運動；由于同性相斥、異性相吸，此時磁場 對磁鐵J的作用力可分解為水平和上下二個分力，而磁鐵J不能做上下運 動，在水平分力的作用下，磁鐵J只能沿水平方向運動；當(dāng)磁鐵J中心到達 磁場的磁極時，磁場對磁鐵J的作用力為上下方向，水平方向分力消失， 磁鐵J會停止運動；此時使磁鐵J旋轉(zhuǎn)180度，并使磁鐵J中心偏離磁極，就 會再次出現(xiàn)水平方向的分力。在磁鐵J的運動方向上加入一個新的磁場， 使二個磁場間的距離與原磁場長度相等，則二磁場間就會形成一個與原磁 場大小相等、方向相反的磁場，延伸這樣的磁場，這塊磁鐵J就會在這些 相連的磁場中，重復(fù)在原磁場中的運動。
技術(shù)方案中，在二個定磁場鏈之間的動磁鐵(如圖2)，運動時保證其 中一塊動磁鐵運動到定磁場鏈的一個磁極位置時，其它動磁鐵位于定磁場 鏈中的非磁極處。當(dāng)動磁鐵K運動在定磁場鏈的非磁極位置時，其N極及S 極分別指向二個定磁場鏈，由于同性相斥異性相吸，此時定磁場鏈對動磁 鐵K產(chǎn)生的作用力可分解為平行于定磁場鏈和垂直于定磁場鏈方向的二個分力；因為動磁鐵K被限制只能平行于定磁鐵層運動，所以在平行于定磁 場鏈方向的分力作用下，動磁鐵K向定磁場鏈中的磁極位置運動，并在運
動中保持動磁鐵K指向；當(dāng)動磁鐵K運動到定磁場鏈的磁極時，定磁場鏈對
動磁鐵K的作用力只有垂直于動磁場鏈方向的吸引力，此時，磁鐵L及其它
動磁鐵一定位于定磁場鏈內(nèi)的非磁極處做功，提供平行于定磁場鏈的分 力，推動磁極處的動磁鐵K離開該處，同時在機械輔助裝置的帶動下，使 動磁鐵K經(jīng)過磁極的同時旋轉(zhuǎn)180度，再次獲得平行于定磁場鏈的分力，并 為下一個運動到定磁場鏈磁極處的動磁鐵L提供推力。
本發(fā)明的優(yōu)點是充分利用永磁體自身的特性，通過磁場間的相互作 用，將磁能轉(zhuǎn)換產(chǎn)生動能。


圖1為本發(fā)明磁能轉(zhuǎn)換為動能的原理圖 圖2為本發(fā)明的動磁鐵在定磁場鏈中運動示意圖 圖3為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖 圖4為本發(fā)明的機械輔助裝置結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式
圖中1主軸、2定磁鐵層、3支臂、4動磁鐵、5齒條、6蝸輪、7蝸 桿、A齒輪、B齒輪、C齒輪、D齒輪、E齒輪、F齒輪、G齒輪。 實施例1
從圖l——圖4可知，本實用新型磁能轉(zhuǎn)換為動能的裝置由機架、主 軸l、定磁鐵層2、支臂3、動磁鐵4、機械輔助裝置組成；八塊定磁鐵組成 二個定磁鐵層2，固定在機架上；每層四塊定磁鐵的磁極沿N—S—N--S的順序依次排列成環(huán)形；同層中定磁鐵間的距離等于定磁鐵N極至S極的長 度，則每二個定磁鐵之間，就會產(chǎn)生了一個與定磁鐵的磁場大小相等、方
向相反的磁場，每個定磁鐵層2都會形成由八個的磁場組成的定磁場鏈； 二個定磁鐵層2的定磁鐵相互對應(yīng)，且磁極相反；主軸l垂直穿過二個定磁 鐵層2的中心，通過軸承固定在機架上；二個定磁鐵層之間的主軸上固定
有三個支臂3，支臂3之間的角度為120度，支臂3的端部通過軸承安裝有動 磁鐵4;機械輔助裝置由齒條5、蝸輪6、蝸桿7、及裝配在齒輪架上的加速 齒輪組組成，齒輪架固定在支臂上，加速齒輪組由A、 B、 C、 D、 E、 F、 G 齒輪組成；A齒輪安裝在蝸桿7上，B和C齒輪同軸裝配，D和E齒輪同軸裝配， F和G齒輪同軸裝配；A齒輪與B齒輪嚙合，C齒輪與D齒輪嚙合，E齒輪與F 齒輪為l:l傳動的錐齒輪并相互嚙合；動磁鐵4兩側(cè)各裝有一個蝸輪6，分 別與蝸桿7嚙合；齒條5圍繞定磁鐵層2固定在機架上，齒條5上均勻分布有 與單層定磁鐵磁極數(shù)量相同的齒牙段。三塊動磁鐵4在磁場的作用下，平 行于定磁場層2運動；當(dāng)任一動磁鐵4運動到定磁場鏈的磁極處時，齒條5 上的齒牙段與加速齒輪組中的G齒輪嚙合，此時另二塊動磁鐵4均位于定磁 場鏈的非磁極處做功，推動磁極處的動磁鐵4繼續(xù)運動；在加速齒輪組、 蝸輪6及蝸桿7的帶動下，動磁鐵4的N—S極旋轉(zhuǎn)180度并離開定磁場鏈的 磁極，G齒輪與齒牙段脫離后停止轉(zhuǎn)動，由于蝸輪6與蝸桿7的自鎖功能， 使動磁鐵4保持磁極指向。離開磁極的動磁鐵4再次獲得平行于定磁場層2 的分力，為下一個經(jīng)過磁極的動磁鐵4提供動力。三塊動磁鐵4帶動主軸1 轉(zhuǎn)動，輸出動力。
如圖4所示的機械輔助裝置，蝸輪6、蝸桿7、加速齒輪組總減速比為8:1;即當(dāng)G齒輪沿齒條5行進4圈時，帶動F齒輪和E齒輪旋轉(zhuǎn)4圈， 蝸輪6旋轉(zhuǎn)半圈。齒輪組運動過程E齒輪旋轉(zhuǎn)4圈，則D齒輪也旋轉(zhuǎn)4 圈，設(shè)D齒輪齒數(shù)為X，則D齒輪與C齒輪通過嚙合所走過的齒數(shù)為4X 個，設(shè)C齒輪的齒數(shù)為Y個，則C所轉(zhuǎn)圈數(shù)為4X/Y， B齒輪所轉(zhuǎn)圈數(shù)也為 4X/Y，設(shè)B齒輪有Z個齒，則B齒輪與A齒輪通過嚙合所走過的齒數(shù)為 4XZ/Y;蝸輪6齒數(shù)為40個，蝸輪6旋轉(zhuǎn)半圈，則蝸桿7旋轉(zhuǎn)20圈，A 齒輪也旋轉(zhuǎn)20圈，設(shè)A齒輪齒數(shù)為a，則 20a=4XZ/Y (表達式1);
轉(zhuǎn)化表達式l，可以得出
XZ/Ya二20/4 (表達式2)，
根據(jù)齒輪組總傳動比的公式，^各個齒輪傳動比之乘積(i/總4/1 Xi/2Xi/3……)；又根據(jù)齒輪傳動比公式i-從動輪齒數(shù)/主動輪齒數(shù)， 轉(zhuǎn)化表達式2，可得
Ya/XZ=4/20 (表達式3)。
根據(jù)齒輪組總傳動比公式，此齒輪組的總傳動比為40X4/20=8: 1。
由于對動磁鐵4所施的力被二組齒輪組傳遞，因此，非磁極處的動磁 鐵4所提供的動力，通過二組齒輪組同時作用在磁極處的動磁鐵上，即此 時作用在磁極處動磁鐵上有2個被放大8倍的同方向的動力。
根據(jù)動力輸出的要求，可增加定磁鐵層2及動磁鐵的層數(shù)。
權(quán)利要求
1、一種磁能轉(zhuǎn)換為動能的方法，其特征是在機架上固定數(shù)個定磁鐵層；每個定磁鐵層由數(shù)量相同的數(shù)塊定磁鐵組成，且定磁鐵磁極沿N-S-N-S的順序依次排列；同層定磁鐵間的距離等于定磁鐵N極至S極的長度，每二個定磁鐵之間，形成一個與定磁鐵的磁場大小相等、方向相反的磁場，每個定磁鐵層形成一個定磁場鏈，定磁場鏈中的磁場數(shù)量是單層定磁鐵數(shù)量的二倍；相鄰二個定磁鐵層的定磁鐵位置相互對應(yīng)，磁極相反；主軸垂直穿過各定磁鐵層的中心，通過軸承固定在機架上；每二個定磁鐵層之間的主軸上通過連接裝置及軸承安裝有間距相等的數(shù)塊動磁鐵，動磁鐵數(shù)量少于單層定磁鐵層產(chǎn)生的磁場數(shù)量，使動磁鐵只能圍繞主軸平行于定磁鐵層運動，并且保證動磁鐵運動時，當(dāng)其中一塊動磁鐵運動到定磁鐵層的任一磁極位置時，其它動磁鐵位于定磁鐵層中的非磁極處；每塊動磁鐵兩側(cè)分別連接機械輔助裝置；通過機械輔助裝置使運動在定磁場鏈中非磁極位置的動磁鐵保持磁極分別指向二個定磁場鏈，并在磁場的作用下做功；當(dāng)任一動磁鐵運動到定磁場鏈中的各磁極位置時，由位于非磁極位置的動磁鐵做功于該動磁鐵，推動其脫離磁極位置，同時在機械輔助裝置的帶動下使動磁鐵磁極做180度旋轉(zhuǎn)；并為下一個運動到定磁場鏈磁極處的動磁鐵提供推力；這樣，數(shù)塊動磁鐵在磁場的作用下帶動主軸轉(zhuǎn)動，輸出動力。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種磁能轉(zhuǎn)換為動能的方法，其特征是所 述的連接裝置是固定在主軸(1)上的數(shù)個支臂(3)，支臂(3)間角度相
3、如權(quán)利要求l所述的一種磁能轉(zhuǎn)換為動能的方法，其特征是所 述的機械輔助裝置由齒條(5)、蝸輪(6)、蝸桿(7)及裝配在齒輪架上的加速齒輪組組成，齒輪架固定在支臂上，蝸輪(6)、蝸桿(7)、加速齒 輪組的總傳動比為8:1;加速齒輪組由A、 B、 C、 D、 E、 F、 G齒輪組成； A齒輪安裝在蝸桿(7)上，B和C齒輪同軸裝配，D和E齒輪同軸裝配， F和G齒輪同軸裝配；A齒輪與B齒輪嚙合，C齒輪與D齒輪嚙合，E齒輪 與F齒輪為l:l傳動的錐齒輪并相互嚙合；動磁鐵(4)兩側(cè)各裝有一個 蝸輪(6)，分別與蝸桿(7)嚙合；齒條(5)圍繞定磁鐵層(2)固定在 機架上，齒條(5)上均勻分布有與單層定磁鐵磁極數(shù)量相同的齒牙段。
全文摘要
本發(fā)明涉及磁能動力機械技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種磁能轉(zhuǎn)換為動能的方法。目前，尚沒有將永磁體的磁能直接轉(zhuǎn)換為動能并加以利用。本發(fā)明的技術(shù)方案是機架上固定有數(shù)個定磁鐵層；每個定磁鐵層由數(shù)塊定磁鐵沿N-S-N-S的順序排列組成；相鄰定磁鐵層的定磁鐵相互對應(yīng)，且磁極相反；主軸垂直穿過各定磁鐵層的中心固定在機架上；每二個定磁鐵層之間的主軸上通過連接裝置及軸承安裝有數(shù)塊動磁鐵，保證其中一塊動磁鐵運動到定磁鐵層的任一磁極位置時，其它動磁鐵位于定磁鐵層中的非磁極處做功，帶動主軸轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的優(yōu)點是充分利用永磁體自身的特性，通過磁場間的相互作用，將磁能轉(zhuǎn)換產(chǎn)生動能。
文檔編號H02N11/00GK101582666SQ20091011980
公開日2009年11月18日 申請日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者石育民 申請人:石育民