磁驱动系统和方法_4

文档序号:9583454阅读:来源:国知局
中的一个螺纹螺钉。在操作过程中调节在这些磁场之间的距离调控在该两个组件之间的磁力,并且是该披露装置的极连续性设备中的一个期望特征。
[0086]磁场自然延伸基本上超过它们所来源的磁性部件的物理边界。通过安装具有处于各种压缩和扩展程度的延伸场的磁性部件,这些场被成形、强化、以及有利地改变,从而形成类似于齿轮齿和间隙的增强接合的高强度突出部、凸起以及伸长,并且进一步增加该旋转组件的速度和转矩。通过永磁体和电磁体或每个的组合来获得磁场强化。
[0087]在图11的配置中还示出一个磁场强度区域78,该区域通过将磁体77的场安装在一起且在它们的相交的相邻拐角处于压缩中而形成。另外示出以当前模式工作良好的由铜形成的平衡物79。然而,应当指出的是,尽管图11的所描绘配置示出以极性堆叠的磁体77和平衡物79的这种模式,近期实验已经表明,除了是铜或黄铜或其他非铁金属之外,平衡物79也可由磁体形成、也以极性堆叠,但所处的极性与相对侧上的磁体77的堆叠极性的极性相反。实验已经表明这种配置提供一种更平滑的磁耦合,其中这些堆叠磁体77投射与齿轮上的齿相似地起作用的一个场,并且被定位替代平衡物79的相对堆叠的磁体以类似于齿轮上的齿之间的凹部的方式在磁耦合中起作用。
[0088]图13示出一个高强度磁场区域78A,该区域是图11的磁场区域78的强度的进一步改变。高强度区域18A通过以吸引或排斥极性邻近磁体77安装附加的磁性部件109和110来产生,以便改变形状、增加压缩、以及放大每个磁场的强度。
[0089]图10的振荡器组件通过图12进一步阐明,该图12是在线12_12处从图10截取的截面图。该振荡器组件由多个磁性部件89、90、以及91组成,这些磁性部件以压缩方式彼此相邻地堆叠和挤压在一起以便强化磁场强度。磁性部件89、90、以及91以压缩方式保持在一个外壳95中,这防止这些磁体从该设备破裂出来。这些磁性部件与隔件92和93 —起被定位在外壳95内用于最大强度。外壳95围绕枢轴94顺时针振荡大约20度且逆时针振荡大约20度,从而大体相等地接合这些磁场。振荡将两个组件的磁场压缩在一起,从而产生诱导图2和4中描述的扩展力矢量的输入力矢量。图10和11的平衡物79提供一个非磁性区域,该区域允许在磁场之间的间隙,以用于该旋转组件的自由移动。参考图1、10以及11,20度的顺时针振荡诱导180度的旋转,并且随后的20度的逆时针振荡诱导该旋转组件在相同方向上的第二个180度的移动。图1示出一个振荡压缩冲程,该冲程诱导磁场扩展并且推进典型的是图10和11中所示模式的旋转组件。图1、10以及11是磁性部件的优选安排;然而,如用磁体替代平衡物79或通过机构和电气装置收缩磁体的其他安排在该披露装置的极连续性设备的范围内。
[0090]图10的振荡器通过一个典型的滑块曲柄机构驱动,该机构由支撑在安装在框架100上的一个轴承97内的一个联接件96组成。联接件96通过一个带肩螺钉将外壳95连接至一个旋转构件98。该旋转构件驱动外壳95围绕枢轴94振荡,类似于一个标准的滑块曲柄设备。一个苏格兰轭、凸轮、或一个线性致动器机构是任选的。旋转构件98被支撑在安装在框架100中的两个轴承99上。旋转构件98优选地通过一个可变速电动马达101驱动,该电动马达通过一个带103以及滑轮102和104联接至构件98。
[0091]一个发电机88安装在该极连续性设备的输出轴85上并且连接至一个开关106,该开关协同地连线至马达101且通过线107和插头108连线至一个电源。开关106通过107和108将马达101连接至一个电源或连接至发生器88的电力输出端。另外,一个发电机或其他设备105直接安装或联接至旋转构件98。
[0092]图14是示出多个振荡器组件的磁场与一个旋转组件的场的接合的截面侧正视图。两个旋转组件磁性部件114被示出安装在保持器116中,这些保持器由管113支撑,在平面图中类似于图6所示的管47。管113中心支撑在于一个轴承112中旋转的一个枢转轴111上。该旋转组件的磁性部件提供磁场117,这些磁场117由6个振荡器组件的磁场接合。每个振荡器组件具有一个振荡臂123、至少一个磁性部件124、以及一个振荡驱动125,该振荡驱动是一个线性致动器、螺线管、气缸、凸轮、滑块曲柄等。振荡器组件磁场2以如图2和4中所示的关系包封旋转组件场6,其中这些场的压缩振荡或场之间的往复压缩提供输入力矢量126,该输入力矢量诱导推进该旋转组件的场的纵向扩展。往复压缩线性地挤压和收缩这些磁场以便诱导这些场的纵向扩展。每个振荡器组件的驱动125以有序的顺序激活,以便促进该旋转组件的旋转运动。处于顺序压缩和扩展的多个磁场的接合增加该旋转组件的转矩,这是图14的极连续性设备的一个优点。
[0093]管121加载有弹簧122,以便示出该披露装置的极连续性设备中的磁性部件的另一个收缩和前进模式。在场扩展完成后,弹簧122将磁性部件114和场117延伸至压缩冲程的起始处。
[0094]图15是磁性部件的一个模式的截面侧正视图,该模式产生可采用用于连续的往复线性运动的磁耦合,而不是如其它模式中所指出的那样传送力以便产生旋转运动。如图所示,该往复组件包括一个往复磁性部件137,该往复磁性部件保持在一个保持器138中,该保持器支撑在附接至具有辊141的一个滑架140的一个柱139上。滑架140被引导在具有一个狭槽143以及端部止挡件156和157的一个容器(containment) 142中。振荡磁性部件127提供场130,并且被保持在具有侧向约束件129的一个保持器128中。振荡磁场130和往复磁场145分别被定位处于与图2和4所描述的类似的关系。振荡力矢量135压缩场130和145,从而产生输入力矢量147和148,这些输入力矢量诱导扩展矢量146和149,这些扩展矢量在力矢量154的方向上平移被示出为滑架140和输出杆144的往复部件,直到该滑架到达端部止挡件157,完成向前冲程。
[0095]用于使该平移反向的装置可通过一个弹簧或其他偏置装置或通过定位在前向平移的端部处的一个第二振荡组件来提供,以便使移动的方向反向并且使滑架140返回到邻近端部止挡件156的起始位置。该第二振荡组件由磁性部件131组成,该磁性部件提供场134并且被保持在具有侧向约束件133的保持器132中。振荡磁场134和往复磁场145分别类似于场130和场145定位,除了每个场的相反极域用于如图所示在相反方向上诱导这些场的扩展和运动。在适当的操作顺序下,振荡力矢量136压缩场134和145,从而产生输入力矢量151和152,这些输入力矢量诱导扩展矢量150和153,这些扩展矢量在力矢量155的方向上推进滑架140和输出杆144,直到该滑架到达邻近端部止挡件156的起始位置,完成返回冲程。在多个方向取向上的另外的磁性部件和磁场被装配,以便在该披露装置的极连续性设备中诱导各种长度和区段的往复线性运动。另外,用这些磁场的压缩振荡(类似于图2和4)、或线性挤压和收缩这些场的往复压缩来诱导往复线性运动。
[0096]线性运动用于在一个极连续性设备中将一个磁性部件组件的磁场压缩到一个旋转组件的磁场中。该线性运动通过一个线性致动器、螺线管、气缸等提供。单个线性运动致动器从一个磁场极域移动至相邻的极域,从而压缩和释放磁场以便如图2和4中所述产生输入力矢量并且诱导场扩展。任选地,类似于该披露装置的振荡组件和旋转组件的磁场的相互作用,两个线性运动致动器在相邻极域中协同压缩和释放磁场。
[0097]多个旋转组件与该披露装置的对应的振荡组件一起协同联接至一个共同轴,以用于输出转矩的进一步增加。附图的图16和17分别为本发明的一个设备的平面图和正视图,示出被接合用于增加的输出转矩、最小摩擦损失、以及顺序的磁场扩展的多组旋转和振荡组件。如可以看出的,图16和17示出在具有旋转脚211的一个框架210中的组件。
[0098]图16和17示出与一个第一振荡组件204接合的一个第一旋转组件200,该第一振荡组件联接至与一个第二振荡组件205接合的一个第二旋转组件201。第一组组件包括一个旋转组件200,该旋转组件具有来自磁体202的至少一个磁场,该至少一个磁场以一个压缩的不平衡关系与振荡组件204的磁场接合。旋转组件200和201的前视图类似于附图的图11。非磁性平衡物示出为203。
[0099]第二组组件包括一个旋转组件201,该旋转组件具有以一个压缩的不平衡关系与振荡组件205的磁场接合的至少一个磁场。
[0100]第一旋转组件200和第二旋转组件201分别安装在由轴承209支撑的一个共同输出轴208上。第一振荡组件204和第二振荡组件205分别各自由锚定在上支架和下支架207中的上销和下销206枢转地支撑。
[0101]在第一旋转组件和第一振荡组件的磁场之间的该压缩的不平衡关系诱导在这两个组件之间的磁场扩展,从而在力矢量#1的方向上压迫旋转组件200和输出轴208。类似地,在第二旋转组件和第二振荡组件的磁场之间的该压缩的不平衡关系诱导磁场扩展,从而在力矢量#2的方向上压迫第二旋转组件201和输出轴208。
[0102]第一组组件和第二组组件的磁场是等效的。因此,力矢量#1和#2彼此偏移,从而导致输出轴208的纵向平衡,而无需使用产生摩擦损失的止推轴承或轴端部止挡件。以此方式,磁场扩展的纵向力包含在输出轴208内,从而提供增加的输出转矩。
[0103]此外,在旋转组件与振荡组件之间的磁场的增加的压缩导致这些磁场的椭圆体形状的能量渗透更深,从而诱导增加的磁场扩展和更大的旋转输出转矩。
[0104]矛盾的是,在如类似于图16和17安排的没有磁场的零件之间的增加的压缩导致更大的摩擦损失和减少的输出转矩。
[0105]图16示出两个联接件215,这两个联接件各自连接到这些振荡组件中的一个上,用于将围绕枢转销206的振荡运动通过耦合216、凸轮从动件214、气缸凸轮213以及输入轴212传递至振荡组件204和205。
[0106]本发明中的顺序磁场扩展有利于均匀的输出转矩,很像内燃发动机的活塞点火次序的作用。图16示出本发明中的磁场的该压缩的不平衡关系的一种顺序安排,该安排顺序地诱导磁场的扩展。第一组旋转和振荡组件200、202、以及204被示出处于在提供磁场的部件之间的间隙的大小比第二组旋转和振荡组件201、202以及205更大的一个压缩阶段。因此,磁场扩展在输出轴208的每个旋转过程中渐进地发生,从而有助于均匀的转矩。
[0107]另外,通过将第一和第二旋转组件定向成彼此稍微不对准来获得本发明中的顺序磁场扩展。通过使第一和第二振荡组件相对于它们相应的旋转组件的取向交错来获得类似的结果。
[0108]通过安装至该轴的一个标准飞轮来增强输出轴208的均匀旋转。该飞轮在这些图解中未示出。
[0109]图18示出操作性地接合在一个壳体250内的该装置的一个有利模式的透视图。示出旋转组件41,该旋转组件使用壳体250可操作地支撑并且具有旋转磁性部件24,该旋转磁性部件可操作地定位成靠近与振荡组件43接合的振荡磁性部件25。
[0110]图19示出图18的装置的另一个透视图,其中将壳体250和一些
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