磁驱动系统和方法_3

文档序号:9583454阅读:来源:国知局
旋转组件41接合的磁性部件传送的磁场椭圆,以及在3个振荡阶段处它们的压缩阶段,为清楚起见未示出力矢量。
[0067]振荡组件43磁性部件25在振荡组件43的任何振荡过程中传送具有一个短轴15的振荡磁场2,该短轴居中位于北极与南极之间,并且穿过该场横向延伸,从而限定平衡位置。另外,振荡磁场2具有一个长轴16,该长轴居中位于短轴的极限点之间,并且纵向延伸至该场的最末端。旋转组件41已经接合磁性部件24,这些磁性部件在旋转组件41的旋转过程中传送或发射类似地具有短轴13和长轴14的一个旋转磁场6。振荡磁场2的振荡导致短轴13和15彼此偏移一个短距离,以便诱导这些磁场的不平衡力。
[0068]短轴13和15的偏移方向确定旋转方向以及合力矢量22的方向。振荡磁场2和旋转磁场6被定向处于排斥关系,如通过北极和南极标志以及场方向箭头23所示。相应的振荡磁场2和旋转磁场6通过振荡器力矢量17压缩在一起,该振荡器力矢量大致地在输入力矢量18和19的长度上将这些场挤压到彼此中。这些场的压缩使能量致密,这诱导这些场大体平行于它们的长轴14和16扩展,从而诱导不平衡力矢量20和21。产生投射振荡磁场2的振荡器磁性部件25被侧向约束,这提供对于由这些场的扩展诱导的力的一个固定反作用力,并且引导力矢量20和21以便使该旋转组件旋转。振荡场2和旋转磁场6朝向平衡位置的纵向扩展由这些场的压缩和被约束的振荡器组件的该固定反作用力引导。
[0069]通过比较图2与图4进一步阐明力矢量20和21。参考图4的标有“结束第一振荡冲程”的视图,每个场的压缩体积VI和V2同时扩展以便驱逐旋转磁场6。振荡磁场2的扩展反作用于其侧向约束件,从而诱导力矢量21,该力矢量在图2的合成矢量22的方向上驱逐旋转磁场6。同时,旋转场6的扩展反作用于受约束的振荡磁场2,从而诱导力矢量20,该力矢量在图2的合成力矢量22的方向上驱逐旋转磁场6。
[0070]因此,形成磁耦合的每个相应磁场的能量通过到平衡位置最直接的路径被引导至接合的旋转组件,该路径是通过这些场的长轴的方式。另外,图2示出多个力矢量26,这些力矢量被示出以便展示所诱导的磁场扩展与压缩力矢量19同时发生。力矢量19和26的同时作用是一个重要特征,该特征有利于提供平滑、混合的极连续性以及由所披露的装置和方法的设备产生的磁耦合。
[0071]图3示出穿过大体椭圆体的旋转磁场6的两个截面图。这些截面中的一个示出如先前在图2中讨论的具有压缩力矢量19和纵向扩展力矢量20的旋转磁场6。另一个截面图示出旋转磁场6的扩展力矢量的强度、形状以及方向的改变。这些改变通过将磁场159选择性地压缩到旋转磁场6中来获得,这改变该场的平衡位置且产生强烈凸出区域160。平衡位置的变化改变了纵向扩展矢量20的方向,从而导致它变成如所示的被引导偏离该纵向轴线大约30度的一个新的力矢量161。磁场的强化和引导力矢量的能力在本披露装置的极连续性设备中是有用组成部分。图4是由振荡组件的振荡导致的振荡磁场2在所形成的磁親合中相对于旋转磁场6的3个振荡位置的磁场图。
[0072]图4通过图1来阐明,该图1也示出振荡磁场2和旋转磁场6。如先前所讨论的,振荡磁场2和旋转磁场6被示出处于以压缩方式接合的磁耦合中。图4的3个视图各自具有一个振荡磁场2、一个旋转磁场6、短轴13和15、以及长轴14和16。起始振荡视图不出如图2所描述的引导磁场扩展力矢量的标记为VI和V2的压缩体积。极偏移位置示出关于短轴大约相等的压缩磁场体积V3。极偏移位置清楚地示出极连续性设备中的磁极整合。
[0073]图1不出在10度振荡和90度旋转处的极偏移位置。结束第一振荡冲程视图在图1中示出为在20度振荡和180度旋转处。这个视图示出相对于起始振荡视图反转的压缩体积VI和V2。因此,振荡组件43在不同极域中交替地压缩处于其相应耦合中的椭圆体状磁场的体积,这引导场扩展力矢量以便诱导平滑、混合的极连续性以及该旋转组件的连续的360度旋转。
[0074]图5为类似于图2的力矢量图,除了图5模式利用上下振荡组件43以及接合的磁性部件的搭配。图5示出结合作用以便诱导合力矢量36且向旋转组件41提供动力的7个椭圆体状磁场。具有被适配成诱导可在所披露装置的极连续性设备中采用的磁耦合的扩展的场的磁性部件的形状、大小、以及数量的任何适合的组合可被采用。
[0075]图5示出具有一个上旋转磁场6以及一个下场27的一个中间磁性部件24,这些场在合力矢量36的方向上被推进。上振荡组件43具有两个磁性部件37,这些磁性部件具有场38,这些场与场6通过振荡力矢量39以压缩方式振荡到大约矢量40的深度。场38和传送旋转磁场6的压缩诱导扩展矢量20,该扩展矢量反作用于侧向约束的磁性部件37的场,并且有助于在合成矢量36的方向上推进可操作地接合的旋转组件。下振荡组件43具有磁性部件32,该磁性部件具有场34,该场与场27通过振荡力矢量33以压缩方式振荡到大约矢量28和30的深度。
[0076]压缩场34诱导扩展矢量31,该扩展矢量反作用于侧向约束的磁性部件32,并且在合成矢量36的方向上推进场27。压缩场27诱导扩展矢量29,该扩展矢量反作用于侧向约束的场34,并且在合成矢量36的方向上推进场27。每个磁场扩展力矢量因此有助于推进该旋转组件。因此,通过该披露装置的极连续性设备中的磁性部件的形状和大小的搭配,磁场压缩和诱导的扩展在多个方向取向中同时使用。图6为通过图7的截面正视图阐明的该披露装置的一个旋转组件的顶视图。
[0077]图6和7特别适用于通过所披露的磁耦合来电磁推进旋转组件41。然而,这个模式适用于永久磁性部件或每个的组合。一个开关连接或断开到电磁部件的电流,以便以选择的间隔激活或去激活磁场,以诱导极连续性和一个旋转组件的连续旋转。当电磁场以类似于图2和4的场关系的方式重叠时被激活,这些电磁场产生力矢量和扩展。相反地,电磁场被去激活以便以类似于从振荡获取间隙的方式在这些场之间提供用于旋转的间隙。
[0078]在图6和7中,与永久磁场结合的电磁场被定位成在与图2所示的输入力矢量18和19以及图4的场相同的方向上和大约相同的深度上彼此重叠。图7示出以距离P与场63重叠的电磁场180。这些电磁场被选择性地激活,以便诱导这些场的扩展,其后它们被去激活,以便在场之间提供间隙,用于使该旋转组件旋转。图7的电磁场63和180的重叠距离P阐明约束旋转的在场之间的干扰。通过以适当间隔通过振荡在约束场上方的场去激活这些电磁场或通过转动彼此歪斜的场用于间隙来获得间隙。
[0079]图6具有也在图7中示出的8个电磁部件46。每个电磁部件46被支撑在中心附接至一个中空输出轴45的一个中空管状臂47上。每个电磁部件46通过一个制动螺钉50和夹板49支撑,邻近一个垂直支架48。每个旋转电磁部件配备有电路线51,这些电路线被路由通过其支撑在上面的中空臂47,并且通过中空轴45到一个弹簧加载的电触点58上,该电触点优选拧入轴45的壁中并且焊接就位以便抵抗振动。每个电触点58的尖端被适配用于在弹簧压力下在导电环59的内径上滑动。导电环59通过非导电的隔离器71彼此电隔离。每个导电环59被适配用于接收电路60,该电路被路由至一个选择性开关61,该开关通过一个导体和插头62被供应电流。导电环59和隔离器71被附连至框架54。电磁体46、中空臂47、中空轴45以及电触点58在轴承55和56以及止推轴承57上旋转。该旋转组件配备有多个电传感器52,这些电传感器通过电路51、60、184、185、以及69与一个固定电传感器53、选择性开关61、上电磁部件181以及下永磁体致动器68协同通信。传感器52和53传送电磁场或永久磁场相对于彼此的取向,并且选择性地激活电流以流动通过电路至环59、触点58、以及电磁部件,以便激活或去激活电磁场或致动在该披露装置的一个极连接性设备中的一个振荡器组件。
[0080]图7的右上部分示出一个固定臂182,该固定臂支撑电磁部件181与旋转组件磁性部件46处于适当的取向,以便产生如先前描述的极连续性。传感器52和53发信号通知选择性开关61连接或断开通过电路69的电流,这激活或去激活电磁场180并且以适当间隔引发输入力矢量183。一个上电磁部件181在图7中示出;然而,相对于该极连续性设备中的旋转组件场可定位多个。
[0081]图7的左上部分示出具有一个支撑臂64的一个振荡器组件,该支撑臂64围绕枢轴65移动,并且由一个电动线性致动器68、螺线管、气压缸或液压缸提供动力。臂64支撑提供磁场67的一个永磁体66。传感器52和53发信号通知开关61将电流连接至致动器68,该致动器68以适当间隔将磁场67振荡到旋转组件磁场63中,并且引发输入力矢量70。不平衡的力70诱导这些场纵向扩展,这有助于使该旋转组件旋转。包括64、65、66、以及68的一个上振荡器组件在图7中示出;然而,相对于在该披露装置的极连续性设备中的旋转组件场定位具有永久或电磁部件的多个。
[0082]图8和9为分别在线8-8和9_9处截取的截面正视图,示出该旋转组件的磁性部件46和场63。图8示出在该场的短轴左侧上的输入力矢量71,该输入力矢量诱导促成合成矢量75的扩展矢量72,该合成矢量使该旋转组件从顶部看逆时针旋转。图9示出在该场的短轴右侧上的输入力矢量73,该输入力矢量诱导促成合成矢量76的扩展矢量74,该合成矢量与矢量75 —起工作以便使该旋转组件从顶部看逆时针旋转。
[0083]图10为在极连续性设备中与一个振荡器组件接合的一个旋转组件的一个优选模式的截面侧正视图。该旋转组件通过在图10的线11-11处截取的图11进一步阐明。图11示出4个磁性部件77,这些磁性部件以共同极性或吸引极性的方式成对堆叠用于增加磁场的强度,这些对在相对于彼此大约90度的两个位置处并且被定位离一个中心取向的输出轴85大体相同的距离。优选具有铜或黄铜材料的两个非磁性平衡物79被定位与相对于彼此大约90度的磁性部件77相对,并且被定位离轴85与磁体77大体相同的距离。平衡物79和磁体77形成一个正方形配置,该正方形配置以轴85为中心且围绕该轴处于旋转平衡。一个正方形是优选的;然而,广泛范围的几何形状,如圆形、三角形、矩形、长方形、或规则的凸面或复杂的多边形在该披露装置的极连续性设备中是起作用的。
[0084]每个磁体77和平衡物79被支撑在一个管80内并且利用优选具有非磁性材料的螺钉81夹持在其中。4个管80各自安装在通过一个连接板84附接至输出轴85的一个水平臂82和一个垂直壁83的最末端附近。臂82和83以轴85为中心且围绕该轴平衡,并且向外延伸以便支撑管80。输出轴85被适配成在由框架构件87支撑的轴承86中纵向滑动。轴承86或框架87任选地被适配用于该旋转组件的纵向调节。
[0085]输出轴85直接连接到一个有用的装置如一个栗或发电机88上,或该连接是许多常用联接件(如带、链、或齿轮驱动传输)中的一个。轴85在其端部邻接抵靠一个线性致动器175的输出端,该线性致动器在操作过程中相对于该振荡器组件纵向滑动该旋转组件,以便调节在被示作RA的旋转组件磁场与被示作0A的振荡器组件磁场之间的压缩程度。线性致动器175任选地是安装在一个支撑板、一个气压缸、或一个液压缸
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