专利名称：磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及转动支撑结构，尤其涉及磁力与轴承组合的车轮磁浮支撑结构以及发电机、电动机等带有轴承支撑的机械性转动磁浮支撑结构。上述的磁力与轴承组合的车轮磁浮支撑结构适用于自行车、三轮车、助动车、汽车、火车等。
背景技术：
现有技术中，由轴承构成的转动支撑结构在各种车辆和机械装置中应用非常广泛。而轴承产生的摩擦力以及自身磨损所带来的问题也是人们要解决的问题。其中带有轴承的车轮支撑结构就是典型的代表之一。
车辆作为人们的带步工具，已经成为人们生活中不可缺少的部分。普通车辆的车轴均采用滚珠轴承传动装置。尽管轴承摩擦相对于其他摩擦而言不大，但在轴承磨损后或者在恶劣的环境情况下轴承磨损得厉害的时候，这种磨损就会导致摩擦力越来越大，影响轴承的转动速度。现有车辆中，车轴与车轮之间的摩擦力大小是个关键问题，以往很多人都在研究如何减小车轮在行使过程中与车轴之间的摩擦问题。因此能够减小车轴与车轮之间的摩擦是很有意义的事情。
车辆由于载重，所以车轮与车轴的接触处摩擦力主要是重力方向上的摩擦力。所以，如何减小车轮与车轴的接触处摩擦力，是本发明所要解决的主要问题。根据摩擦力＝力×摩擦系数，要减轻摩擦力，最有效的方法就是减少轴承上所受到的力。
发明内容
本实用新型目的是提供一种能够减小轴承摩擦力的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，以解决现有转动支撑结构在工作中轴承转动摩擦的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，包括轴、轴承以及支撑体，轴通过轴承支承在支撑体上，轴与支撑体两者中，一个为转动件，另一个为固定件，转动件与固定件之间设有磁力装置，该磁力装置由转动磁铁和固定磁铁组成，所述的转动磁铁为环形，以轴心线为中心固定在转动件上；所述的固定磁铁与固定件固定连接，转动磁铁与固定磁铁间隔设置，而且两者之间产生的磁力方向与重力方向相反。
上述技术方案中的有关内容解释如下1、所述的支撑体为转动件，轴为固定件；固定磁铁固定在轴的重力方向的上部、下部或者上部和下部同时固定，所述的上部的固定磁铁位于转动磁铁内部时与转动磁铁相对一面的极性相反，所述的上部的固定磁铁位于转动磁铁外部时与转动磁铁相对一面的极性相同；所述的下部的固定磁铁位于转动磁铁内部时与相邻的转动磁铁相对一面的极性相同，所述的下部的固定磁铁位于转动磁铁外部时与相邻的转动磁铁相对一面的极性相反。这样转动磁铁对固定磁铁产生了与重力方向相反的磁力。
2、所述的支撑体为转动件，轴为固定件；转动磁铁固定在支撑体中凹陷部分与轴平行的一边，固定磁铁插入支撑体中间凹陷部分，与转动磁铁相间隔。
3、所述的支撑体为转动件，轴为固定件；转动磁铁由两组环形磁铁组成，远离车轴的为外部的转动磁铁，靠近车轴的为内部的转动磁铁，所述的固定磁铁置于外部的转动磁铁和内部的转动磁铁中间，并间隔排列；所述的外部的转动磁铁与上部的固定磁铁相对一面的极性相反，这样外部的转动磁铁对上部的固定磁铁产生一个向上的引力，内部的转动磁铁与上部的固定磁铁相对的一面极性相同，这样内部的转动磁铁对上部的固定磁铁产生一个向上的斥力；所述的外部的转动磁铁与下部的固定磁铁相对一面的极性相同，这样外部的转动磁铁对下部的固定磁铁产生一个向上的斥力，内部的转动磁铁与下部的固定磁铁相对的一面极性相反，这样内部的转动磁铁对下部的固定磁铁产生一个向上的引力。因此，转动磁铁对固定磁铁产生了一个向上的合力，因为固定磁铁与车轴固定，这样转动磁铁就对车轴产生上了一个向上的磁力，进而减少了车轴所承受重量产生的摩擦力。
4、所述的轴的轴向上安装有滑轨，固定磁铁安置在滑轨上，并可沿着滑轨轴向移动。通过固定磁铁在滑轨上的滑动而改变固定磁铁与转动磁铁的作用面积，进而改变固定磁铁与转动磁铁之间的作用力。根据车辆所承载的重量改变固定磁铁与转动磁铁之间的作用力，使车辆所承受的重力与向上的磁力的大小相平衡。滑轨上可以标有刻度，刻度的数值即为固定磁铁与转动磁铁之间的磁力大小，这样更加便于根据承载的重量调整磁力大小。
5、在固定磁铁的一侧安装一个滑杆，滑杆与车辆的弹簧钢板通过杠杆机构连接，当弹簧钢板受到压力时杠杆机构带动滑杆滑动，滑杆进一步牵引固定磁铁沿着滑轨滑动，从而改变固定磁铁相对转动磁铁的位置。这样就可随着承重的大小自动调节固定磁铁与转动磁铁之间的作用面积，进而调节固定磁铁与转动磁铁之间的磁力大小。
6、所述的轴为转动件，支撑体为固定件；转动磁铁固定在轴上，随着轴一起转动，固定磁铁固定在支撑件上，间隔置于轴的重力方向的上部、下部或者上部和下部同时固定，所述的上部的固定磁铁与转动磁铁相对一面的极性相反，所述的下部固定磁铁与转动磁铁相对一面的极性相同。
7、所述的磁铁由一组磁块组成，或者由整块磁铁构成。
8、所述的磁铁为永久磁铁或充磁体。
9、所述的磁力装置安装在转动支撑结构的一侧或者安装在转动支撑结构的两侧。
10、当所述的支撑体为转动件，轴为固定件时，该结构主要适用于各种车辆，此时支撑体为车轮；当轴为转动件，支撑体为固定件时，该结构主要适用于发电机和电动机，此时支撑体为其固定座。
本实用新型的工作原理是利用辅助磁力装置来减少轴与轴承之间的转动磨擦。具体是将磁力装置与现有轴承组合在一起，在支撑体与轴之间形成一个组合的转动磁浮支撑装置，承受了一部分作用在轴承上的力。根据极性相同的磁铁相互排斥，极性不同的磁铁相互吸引的原理，在支撑体和轴上安装转动磁铁和固定磁铁，转动磁铁与固定磁铁相互之间产生的合力的方向与重力的方向相反。根据受力分析摩擦力＝力×摩擦系数，减轻了轴重力方向所受的力，则摩擦力就会得到大幅的下降，由于磁力装置上承受的力所产生的磨擦小于同样的力作用在转动轴承上，所以它的综合效果可以使轴与轴承之间的摩擦力减小，从而实现本实用新型的目的。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果1、本实用新型所采用的磁力装置结构简单，易于安装，可以直接对现有的转动支撑结构进行改进，比如车辆、电动机、发电机等。
2、本实用新型所采用的磁力装置减少了轴与轴承之间的摩擦力，减轻了轴承的磨损，提高了使用寿命和轴承的转动速度，对于自行车而言行使起来更加省力，对于助动车、机动车辆、发电机及电动机而言则节省了大量能源。
附图1为磁力装置安装在车轮一侧的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构的主视图；附图2为附图1的左视图；附图3为对应附图1的磁力分布示意图；附图4为磁力装置安装在车轮两侧的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构的主视图；附图5为附图4的左视图；附图6为对应附图4的磁力分布示意图；附图7为转动磁铁固定在支撑件中凹陷的辐条上的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构的主视图；附图8为附图7的左视图；附图9为对应附图7的磁力分布示意图；附图10为有两组转动磁铁的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构的主视图；附图11为附图10的左视图；附图12为对应附图10的磁力分布示意图。
附图13为带有滑轨的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构的主视图；附图14为弹簧钢板未受力时的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构的主视图；附图15为弹簧钢板受力时的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构的主视图；附图16为磁力装置安装在发电机上的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构的示意图。
以上附图中1、支撑体；2、轴；3、辐条；4、轴承；5、转动磁铁；6、固定磁铁；7、支架；8、滑轨；9、滑杆；10、弹簧钢板；11、杠杆机构具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例1一种磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，将该结构用于车轮，具体结构如附图1～3所示，包括轴2、轴承4和支撑体1，支撑体1为转动件，此时支撑体1为车轮，轴2为固定件，此时的轴2为车轴，沿轴2径向设有磁力装置，该磁力装置安装在车轮即支撑体1的一侧，由转动磁铁5和固定磁铁6组成，所述的转动磁铁5为环形，以轴2为中心固定在支撑体1上的辐条3上，随车轮一起转动；所述的固定磁铁6通过支架7固定在轴2上，位于轴2的上面，转动磁铁5的下面；固定磁铁6与转动磁铁5相对一面的极性相反。
实施例2一种磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，将该结构用于车轮，具体结构如附图4～6所示，包括轴2、轴承4和支撑体1，支撑体1为转动件，此时支撑体1为车轮，轴2为固定件，此时的轴2为车轴，沿轴2径向设有磁力装置，该磁力装置安装在车轮即支撑体1的两侧，由一组转动磁铁5和两组固定磁铁6组成，所述的转动磁铁5为环形，以轴2为中心固定在支撑体1上的辐条3上，随车轮一起转动；所述的固定磁铁6在轴2的上面和下面同时安装，并通过支架7固定在轴2上；上部的固定磁铁6与转动磁铁5相对一面的极性相反；所述的下部的固定磁铁6与相邻的转动磁铁5相对一面的极性相同。
实施例3一种磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，将该结构用于车轮，具体结构如附图7～9所示，包括轴2、轴承4和支撑体1，支撑体1为转动件，此时支撑体1为车轮，轴2为固定件，此时的轴2为车轴，沿轴2径向设有磁力装置，该磁力装置安装在车轮即支撑体1的一侧，由一组转动磁铁5和两组固定磁铁6组成，所述的转动磁铁5为环形，以轴2为中心固定在支撑体1上凹陷的辐条3上，随车轮一起转动；所述的固定磁铁6一组安装在轴2的上面，另一组安装在轴2的下面；所述的两组固定磁铁6均插入辐条的凹陷处，并通过支架7固定在车2上；上部的固定磁铁6与转动磁铁5相对一面的极性相反；所述的下部的固定磁铁6与相邻的转动磁铁5相对一面的极性相同。
实施例4一种磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，将该结构用于车轮，具体结构如附图10～12所示，包括轴2、轴承4和支撑体1，支撑体1为转动件，此时支撑体1为车轮，轴2为固定件，此时的轴2为车轴，沿轴2径向设有磁力装置，该磁力装置安装在车轮即支撑体1的一侧，由两组转动磁铁5和两组固定磁铁6组成，所述的转动磁铁5为环形，以轴2为中心固定在支撑体1凹陷的辐条3的凹陷处的上下两边，随车轮一起转动，远离轴2的为外部的转动磁铁5，靠近轴2的为内部的转动磁铁5；所述的固定磁铁6一组安装在轴2的上面，另一组安装在轴2的下面；所述的两组固定磁铁6均插入辐条的凹陷处，并通过支架7固定在轴2上；所述的外部的转动磁铁5与上部的固定磁铁6相对一面的极性相反，内部的转动磁铁5与上部的固定磁铁6相对的一面极性相同，所述的外部的转动磁铁5与下部的固定磁铁6相对一面的极性相同，内部的转动磁铁5与下部的固定磁铁6相对的一面极性相反。
实施例5一种磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，将该结构用于车轮，具体结构如附图13所示，包括轴2、轴承4和支撑体1，支撑体1为转动件，此时支撑体1为车轮，轴2为固定件，此时的轴为车轴，沿轴2径向设有磁力装置，该磁力装置安装在车轮即支撑体1的一侧，由两组转动磁铁5和两组固定磁铁6组成，所述的转动磁铁5为环形，以轴2为中心固定在支撑体1凹陷的辐条3的凹陷处的上下两边，随车轮一起转动，远离轴2的为外部的转动磁铁5，靠近轴2的为内部的转动磁铁5；所述的两组固定磁铁6分别安装在轴2的上面和下面，均插入辐条的凹陷处，并通过支架7固定在轴2上的滑轨8上；所述的外部的转动磁铁5与上部的固定磁铁6相对一面的极性相反，内部的转动磁铁5与上部的固定磁铁6相对的一面极性相同，所述的外部的转动磁铁5与下部的固定磁铁6相对一面的极性相同，内部的转动磁铁5与下部的固定磁铁6相对的一面极性相反。所述的固定磁铁6安置在滑轨8上，并可沿着滑轨8轴向移动；用以调节与转动磁铁5之间的作用力大小。
实施例6一种磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，将该结构用于车轮，具体结构如附图14和附图15所示，包括轴2、轴承4和支撑体1，支撑体1为转动件，此时支撑体1为车轮，轴2为固定件，此时的轴2为车轴，沿轴2径向设有磁力装置，该磁力装置安装在车轮即支撑体1的一侧，由两组转动磁铁5和两组固定磁铁6组成，所述的转动磁铁5为环形，以轴2为中心固定在支撑体1凹陷的辐条3的凹陷处的上下两边，随车轮一起转动，远离轴2的为外部的转动磁铁5，靠近轴2的为内部的转动磁铁5；所述的两组固定磁铁6分别安装在轴2的上面和下面，均插入辐条的凹陷处，并通过支架7固定在轴2上的滑轨8上；所述的外部的转动磁铁5与上部的固定磁铁6相对一面的极性相反，内部的转动磁铁5与上部的固定磁铁6相对的一面极性相同，所述的外部的转动磁铁5与下部的固定磁铁6相对一面的极性相同，内部的转动磁铁5与下部的固定磁铁6相对的一面极性相反。所述的固定磁铁6安置在滑轨8上，并可沿着滑轨8轴向移动；在固定磁铁6的一侧安装一个滑杆9，滑杆9与车辆的弹簧钢板10通过杠杆机构11连接，当弹簧钢板10受到压力时杠杆机构11带动滑杆9滑动，滑杆9进一步牵引固定磁铁6沿着滑轨8滑动，从而改变固定磁铁6相对转动磁铁5的位置。这样就可随着承重的大小自动调节固定磁铁6与转动磁铁5之间的作用面积，进而调节固定磁铁6与转动磁铁5之间的磁力大小。
实施例7一种磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，将该结构用于发电机，具体结构如附图16所示，包括轴2、轴承4和支撑体1，支撑体1为固定件，此时支撑体1为发电机或者是电动机的固定座，轴2为转动件，此时的轴2为发电机或者是电动机的转轴，沿轴2径向设有磁力装置，由一组转动磁铁5和两组固定磁铁6组成，转动磁铁5固定在轴2上，随着轴2一起转动，固定磁铁6在轴2的重力方向的上部和下部同时间隔固定在支撑件1上，所述的上部的固定磁铁6与转动磁铁5相对一面的极性相反，所述的下部固定磁铁6与转动磁铁5相对一面的极性相同。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，包括轴、轴承以及支撑体，轴通过轴承支承在支撑体上，轴与支撑体两者中，一个为转动件，另一个为固定件，其特征在于转动件与固定件之间设有磁力装置，该磁力装置由转动磁铁和固定磁铁组成，所述的转动磁铁为环形，以轴心线为中心固定在转动件上；所述的固定磁铁与固定件固定连接，转动磁铁与固定磁铁间隔设置，而且两者之间产生的磁力方向与重力方向相反。
2.根据权利要求1所述的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，其特征在于所述的支撑体为转动件，轴为固定件；固定磁铁固定在轴的重力方向的上部、下部或者上部和下部同时固定，所述的上部的固定磁铁位于转动磁铁内部时与转动磁铁相对一面的极性相反，所述的上部的固定磁铁位于转动磁铁外部时与转动磁铁相对一面的极性相同；所述的下部的固定磁铁位于转动磁铁内部时与相邻的转动磁铁相对一面的极性相同，所述的下部的固定磁铁位于转动磁铁外部时与相邻的转动磁铁相对一面的极性相反。
3.根据权利要求1所述的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，其特征在于所述的支撑体为转动件，轴为固定件；转动磁铁固定在支撑体中凹陷部分与轴平行的一边，固定磁铁插入支撑体中间凹陷部分，与转动磁铁相间隔。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，其特征在于所述的支撑体为转动件，轴为固定件；转动磁铁由两组环形磁铁组成，远离轴的为外部的转动磁铁，靠近轴的为内部的转动磁铁，所述的固定磁铁置于外部的转动磁铁和内部的转动磁铁中间，并间隔排列；所述的外部的转动磁铁与上部的固定磁铁相对一面的极性相反，内部的转动磁铁与上部的固定磁铁相对的一面极性相同；所述的外部的转动磁铁与下部的固定磁铁相对一面的极性相同，内部的转动磁铁与下部的固定磁铁相对的一面极性相反。
5.根据权利要求4所述的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，其特征在于所述的轴的轴向上安装有滑轨，固定磁铁安置在滑轨上，并可沿着滑轨轴向移动。
6.根据权利要求5所述的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，其特征在于在固定磁铁的一侧安装一个滑杆，滑杆与车辆的弹簧钢板通过杠杆机构连接，当弹簧钢板受到压力时杠杆机构带动滑杆滑动，滑杆进一步牵引固定磁铁沿着滑轨滑动，从而改变固定磁铁相对转动磁铁的位置。
7.根据权利要求1所述的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，其特征在于所述的轴为转动件，支撑体为固定件；转动磁铁固定在轴上，随着轴一起转动，固定磁铁固定在支撑件上，间隔置于轴的重力方向的上部、下部或者上部和下部同时固定，所述的上部的固定磁铁与转动磁铁相对一面的极性相反，所述的下部固定磁铁与转动磁铁相对一面的极性相同。
8.根据权利要求1所述的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，其特征在于所述的磁铁由一组磁块组成，或者由整块磁铁构成。
9.根据权利要求8所述的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，其特征在于所述的磁铁为永久磁铁或充磁体。
10.根据权利要求1所述的磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，其特征在于所述的磁力装置安装在转动支撑结构的一侧或者安装在转动支撑结构的两侧。
专利摘要本实用新型涉及一种磁力与轴承组合的转动磁浮支撑结构，包括轴、轴承以及支撑体，轴通过轴承支承在支撑体上，轴与支撑体两者中，一个为转动件，另一个为固定件，转动件与固定件之间设有磁力装置，该磁力装置由转动磁铁和固定磁铁组成，所述的转动磁铁为环形，以轴心线为中心固定在转动件上；所述的固定磁铁与固定件固定连接，转动磁铁与固定磁铁间隔设置，而且两者之间产生的磁力方向与重力方向相反。该磁力装置结构简单，易于安装，可以直接对现有的车辆进行改进，减少了车轴与滚珠之间的摩擦力，减轻了轴承的磨损，提高了轴承的转动速度，对于自行车而言行使起来更加省力，对于助动车及机动车辆而言则节省了大量能源。
文档编号F16C32/04GK2786356SQ20052007061
公开日2006年6月7日 申请日期2005年4月6日 优先权日2005年4月6日
发明者王继杰 申请人:王继杰