多磁变换器的制作方法

专利名称：多磁变换器的制作方法
技术领域：
本发明的背景本发明的领域本发明涉及动态磁系统，更具体地说，涉及在其中应用磁体的线性运动产生电能的系统。
相关技术的叙述穿过一个导电线圈移动一个磁体将在线圈中感应出电流。如果磁体来回作往复运动，则对于每一次相继的往复，线圈中的电流方向将发生倒转，于是就产生了AC电流。
已经发明了几种利用穿过一个或多个线圈的往复的磁体运动的发电系统。例如，在专利5347185号的各个实施例中，定位一个，两个或三个稀土磁体相对于一个或多个线圈作线性来回运动。磁体可以固定而线圈如由于波浪作用相对于磁体上下运动，线圈可以固定而磁体如由于气体压力相对于线圈运动，或线圈外壳可由于由一个往复运动构件的携带而被摇动或振动，所有这一切都引起了在线圈中运动的磁体的往复运动。在一个实施例中，四个磁体被设置成相继在两极方向上位置相对，两个端磁体被固定而中间两个磁体活动以沿一个管的各个部分来回运动。两个中间磁体由一个中间线圈的载体互相分离，该载体大约有任何一个中间磁体的两倍的宽度。
在专利5818132号中，一个实施例揭示了三个以两极互相面对的方向悬挂在一个垂直管中的运动的磁体和一对端磁体，沿管的外侧相隔多个线圈。为了最大程度地减小运动的磁体和管之间的摩擦，管的取向为垂直的位置并上下运动以使磁体相对于线圈运动，因此在线圈中产生电流。但是，垂直的取向和磁体的运动发生干扰，磁体必须克服重力相对于管运动。管运动到磁体运动的耦合以及相应的电能的输出因此而减小。
本发明的概述本发明提供了一种动态多磁体系统，该系统能提高磁体的支撑结构和给予磁体本身的运动之间的耦合。这使支撑结构的取向符合磁体在主要为水平方向上的运动，因此大大提高了装置对所施加的运动的灵敏性。
这些改进通过在多个磁体和一个支撑结构之间设置额外的低摩擦支承而实现，这些磁体被设置成在两极方向上互相面对。磁体从水平静止位置位移的临界角小于1度，并可以做到小于10分。该支承最好是一种铁磁流体，该铁磁流体建立了磁体和封装外壳之间小于约0.02的静摩擦系数。铁磁流体最好有小于10厘泊的粘度，并且在一个实施例中还包括一种混合异链烷烃酸的轻矿物油介质。
多磁体具有使其能主动响应所施加的支撑结构运动的众多不同类型的多振荡模式，而不是和单磁体系统相关的单振荡模式。这样，能响应随机和或半随机的运动发电，即使该运动很平缓。可以使用偶数的沿公共轴线运动的运动磁体，相继的磁体仅由其相对的磁极性而保持分离。
动态的磁系统可以用来通过向设备实时供电或向设备的相关电池充电而驱动多个操作系统，诸如闪光灯，蜂窝电话，环境传感器和警急发射机。
本发明进一步致力于相对于具有圆形轴线的支撑结构运动的一个或多个磁体的应用。这些磁体响应支撑结构的运动以两极相对的取向沿该轴线运动。当处在一个浮在水面上的波浪供电的设备或悬挂在空中的风力供电的设备中时，主要为水平的取向可得到高灵敏度。
通过下文参考附图进行的详尽叙述，在本技术领域熟练的人员将能清楚地理解本发明的这些及其他的特征和优点。
附图的简短叙述

图1，2和3是分别说明本发明对环境传感器，警急发射机和闪光灯应用的示意图；图4是根据本发明供电的蜂窝电话的局部剖视平面图；图5和6分别是相应波浪和空气运动的根据本发明的发电机的简化的透视图；图7a和7b分别为异相和同相激励的单磁体系统中磁体速度相对时间的计算曲线图；图8a和8b分别为单磁体和双磁体系统的作为时间的函数的磁体速度的计算曲线图；和图9a和9b分别为从单磁体和双磁体系统产生的电压输出的测量曲线图。
本发明的详尽叙述本发明提供了比先有技术在振荡磁体系统中可提供的技术更有效的和更灵活的发电技术。电能够通过磁体支撑结构离开水平平面的很轻微的运动和/或在水平平面中的运动有效地产生。例如，当磁体的支撑结构被握在使用者的手中或在上衣的口袋中时，行走的运动或其他诸如转弯，轻跳，鞠躬，或甚至骑乘的正常运动都成为一种经受振动的载体，并能容易地发出有用的电量，而由波浪或风的作用引起的轻微的离开水平的运动也能被用来发电。可以想象几乎是无限数量的促动源，包括安装在汽车上或机器上。
本发明利用了相对于一个公共支撑结构运动的多个磁体。并不限于5818132号专利的多磁体系统要求的三磁体，而可以利用几乎是任何数量的磁体，包括偶数。实际上，双磁体系统比三磁体系统更有效，因为在双磁体系统中为磁体运动留下更多的空间。5818132号专利的多磁体系统垂直取向的要求也取消了，允许磁体对支撑结构的运动要灵敏得多的水平运动。
图1说明了本发明对环境传感器的应用。在该实施例中，两个运动磁体2和4沿采取管形非磁封装外壳6形式的支撑结构的轴线运动。磁体互相两极相对，其面对端为相同的磁极性。这样，当磁体互相接近时，磁体互相排斥。另外的固定磁体8和10定位于封装外壳的相对两端，和其各自最近的运动磁体2和4磁极相对。互相面对的运动磁体和端面磁体的两端也是相同的磁极性。
已经发现，对于和封装外壳的轻微碰撞或轻微离开水平的封装外壳的运动，如果磁体和封装外壳之间的摩擦系数小于0.02，磁体2和4都能沿封装外壳6滑动，但更高的摩擦系数将不发生磁体的运动。为了得到该低水平的摩擦，最好将铁磁流体支承用作磁体和封装外壳之间的界面。铁磁流体是精细分裂的通常具有约30埃到150埃尺寸范围的磁体或有磁性微粒的分散体并被分散在液体载体中。磁性微粒通常被覆盖表面活剂或分散剂。表面活剂保证磁性微粒间的固定不变的距离，克服由范德瓦尔斯l力以及磁相互作用引起的吸引力，同时也在被覆盖微粒的外层提供和液体载体以及周围环境的化学品相协调的化学组成。被用作磁性微粒的铁氧体和三价氧化铁向铁磁流体提供了若干物理和化学性能，包括饱和磁化强度，粘度，磁稳定性和化学稳定性。
Ferrotec(USA)Corporation of Nashua，New Hampshire提供几种类型的铁磁流体。涉及铁磁流体的制备的专利概述是，而铁磁流体在滑动磁发电机中的应用在题为“Electrical Generator with Ferrofluid Bearings(具有铁磁流体的发电机)”，由申请人Jeffray T.Cheung和Hao Xin在和本发明同一天申请的共同待批的专利申请10/078724号中讨论，该专利申请也被转让予本发明的受让人Innovative Technology Licensing，LLC。该共同待批的申请的内容通过引用而结合在本文中。
铁磁流体和磁体的特征互相相关。如果磁体有相对低的磁场，就应使用相对高磁化强度的铁磁流体。磁体磁场通常取500-4000高斯的范围，铁磁流体的磁化强度范围为50-400高斯。
铁磁流体的摩擦系数粗略地相关于其粘度(用厘泊测量(cp))，但不是直接相关。例如，粘度为300cp的铁磁流体已经被发现具有约0.015的静摩擦系数，来自Ferrotec(USA)Corporation的EFH1铁磁流体有6cp数量级的粘度和约0.002的静摩擦系数，但有5cp粘度的水基铁磁流体已经被发现具有约0.01的静摩擦系数。对于某些低粘度组成的更高的摩擦系数已经被归因于和水基溶剂相关的表面张力。
用于本发明的优选铁磁流体具有基本小于5cp的粘度，实际上小于2cp，并达到0.0008-0.0012范围的超低静摩擦系数。当装置轴线离开水平倾斜仅约0.07度时，这样的摩擦系数对于装置中开始滑动的磁体已经足够灵敏。这种以及其他适当的铁磁流体组成在题为“Mechanical Translator with Ultra Low FrictionFerrofluid Bearings(具有超低摩擦铁磁流体支承的机械平移器)”，由申请人Jeffray T.Cheung在和本发明同一天申请的共同待批的专利申请10/078132系列号中讨论，该共同待批的专利申请也被转让予本发明的受让人InnovativeTechnology Licensing，LLC，该申请的内容特此通过引用而结合在本文中。该组成包括一份Ferrotec(USA)Corporation的EFH1轻矿物油铁磁流体混合两到四份异链烷烃酸，搅动24小时的混合物。异链烷烃酸的适当的来源为来自Exxon MobilChemical Corp.的Isopar G和Isopar M。
也可以使用未稀释的EFH1铁磁流体。未稀释的EFH1组成有比稀释的组成更大的重量支承能力，但对于大多数应用而言，稀释该组成仍保持充分的重量支承能力。也可以使用静摩擦系数达约0.02的其他铁磁流体，诸如Ferrotec(USA)Corporat ion的EMG805型，一种静摩擦系数约0.01以及粘度约5cp的水基铁磁流体，因为用0.01的静摩擦系数可得到的功率输出仍能达到零摩擦系统的75％。当前，EMG805组成比EFH1组成贵得多，但负荷支承能力却稍低。总之，适当的铁磁流体将产生从水平静态位置位移的小于1度的临界角以开始磁体运动，用上述混合物，该临界角可以小于10分。
转回到图1，在封装外壳6中的铁磁流体被自然地吸往磁体2和4的磁极以分别形成围绕磁体2和4的端磁极的珠12，14和16，18。这提供了超低摩擦的润滑，使磁体相对于封装外壳自由地滑动。磁体将响应封装外壳离开水平的倾斜、封装外壳的水平移动或更复杂的合成运动而滑动。当运动磁体接近其各自的端磁体时，运动磁体的动能将转化为势能，而当其被排斥离开端磁体时，又转化回动能。
通常为铜的导电线圈20围绕封装外壳的磁体2和4在其端磁体8和10之间的滑动路径中横越的那部分卷绕。引起磁体滑动的封装外壳的运动在线圈20中因为磁力线切割线圈而产生电流。端磁体8和10的排斥效应限制了滑动磁体2和4的运动，但带有缓冲效应，防止运动磁体撞击坚硬的端磁体。因为磁排斥力以1/d4变化，此处d是两个磁体之间的距离，当滑动磁体接近端磁体时，排斥力增加得非常迅速。
磁体2和4以及封装外壳6中的每一个都最好有大致圆形的截面。各元件的尺寸经选择最好在铁磁流体珠12，14，16，18和封装外壳的上壁之间留下间隙，从而防止空气堆积在滑动磁体的一侧而在另一侧形成部分真空，否则这将促进或阻碍磁体的运动。或者，如果希望磁体(及其铁磁流体珠)占据封装外壳的全部内截面区域，则可以在磁体上穿孔以使空气在其相对的两侧之间流动。
给予封装外壳6的运动使磁体2和4来回往复移动或振动。根据特定的应用，封装外壳的运动可以是单轴向的运动、沿纵轴的往复运动、绕中心轴的枢轴转动、转动或其他更复杂的运动形式。如下文的详尽叙述，磁体有多种振荡的模式，使其比单磁体系统的情况更能接受将封装外壳的不同类型的运动耦合进磁体。这使该系统对于周期性的封装外壳的运动能更有用，对于封装外壳的随机的或准随机的运动也一样。
在图1显示的实施例中，线圈20中由磁体运动感应的电流由桥路22整流并用于为操作系统24供电，该操作系统包括一环境传感器26，该传感器由电池28供电，用于检测诸如温度、压力、气体、辐射等的一个或多个环境条件。为了在远程位置上建立传感器，可设置一个发射器30发射有关被检测条件的信息，该发射器同样由电池28供电工作。或者，传感器26可实时工作，直接从线圈20或桥路22的输出供电而取消电池28。
本发明有很多应用，其中几种在本文中说明。图2说明本发明的警急发射器中的应用，共有的元件将用与图1相同的参考数字标示。在该实施例中，一对分离的线圈32和34被绕在封装外壳6的各自的一半上。这比图1的单线圈的实施例更有效，因为两个磁体2，4将频繁地在封装外壳的相对的两半出现并经常以相反的方向运动。对于图1的单线圈实施例，当磁体以相反的方向运动时在线圈中感应相反的电流，这样将减小全部的电能输出。另一方面在图2的实施例中，两个分离线圈的使用使每个线圈中的电流绝对值累积而不必考虑两个磁体的运动方向。在图2中这通过将线圈32和34连接到各自的全波桥式整流电路36和38实现，整流电路的输出分别向电池40和42充电。电池可如图所示串联，如果需要可以并联，以向包括警急发射器44的操作系统供电。
图3说明本发明被应用到手持闪光灯的情况。如上所述的发电机46被设置在闪光灯外壳48内，在一端灯泡被置于灯泡触点52上并通过一块透明板54发光，该透明板可用螺栓卸下以触及灯泡。如上述的其他实施例，发电机46提供AC输出，该输出被桥路56整流，该桥路向在电路中和灯泡触点52连接的一个或多个电池充电。还有，如果需要实时闪光灯操作，电池可以省去。
图4说明本发明在可以被放在使用者上衣口袋内的蜂窝电话60中的应用；为了简化的目的，绕在磁体封装外壳6上的线圈不再显示。
磁体封装外壳6被支撑在蜂窝电话60内，因此当电话被直立地放在使用者上衣口袋内或挂在带扣上时，封装外壳基本取水平的取向。应用本发明实现的运动灵敏度使0.4瓦数量级的功率输出很容易通过伴随正常行走的运动达到，其中当前典型的蜂窝电话只消耗平均约0.2瓦的功率。因此，蜂窝电话等设备构成了本发明的一个重要的应用。
图5说明由波浪作用操作的一个发电机。对于警急发射机，水下电缆增音站的供电或需要用其他办法得不到的电源的其他海事应用是很有用的。在所说明的实施例中，发电机以一种浮在水面62上的浮力圈61的形式设置。该圈是管状的，并容纳至少一个，最好多个运动磁体，这些磁体中磁体64和66以及部分磁体68可在所显示的局部剖视图上看到。如上所述，相邻的运动磁体互相磁极相对，磁体上的铁磁流体支承提供和管状封装外壳的超低摩擦的接触。圈内可设置相对大量的运动磁体并使其自由运动。利用正常的波浪作用，在很多时间内，大多数或全部磁体可趋于以相同的方向运动，这样可绕该圈设置一单个的连续线圈。但是，如果需要将每个运动磁体都主要和一个单拾取线圈联系起来，使不同磁体相反的运动方向不从累积的功率输出中减去，可通过固定在任何一侧都和运动磁体磁极相对的诸如70和72的磁体而如图5所示将圈的内部分段。分离的线圈(未显示)可围绕在每个管段的各自一半上，使不同的磁体少有可能在同一个线圈中产生相反的电流。和整流电路相联合，可设置电池和操作系统(未显示)，相关的设备由响应磁体运动而产生的电信号操作。在所说明的实施例中，圈被分成四段，每段两个磁体。
图6说明了一种和图5的圈形海事发电机相似的风动力设备，但是悬挂在空中并由风驱动来发电。支撑结构74包括一个在空中悬挂该设备的悬挂系统76，该设备在悬挂中能被风吹动。还可添加风向标或其他装饰品以增加发电机的迎风面并使其对风更灵敏。当封装外壳在风的作用下摇摆时，圈中容纳的磁体通过圈的内部运动以产生电的输出。
本发明还有很多其他的用途，包括手提的，便携的或其他受运动支配的设备。例如，一个本文所述的发电机可以安装在汽车或其他车辆的车轴上以从车辆运动中捕获震动并用于为埋设在车胎中的空气压力传感器发电。压力信息可被传递到驾驶员显示器以提供低压力或高压力情况的警报。
图7a和7b说明了单磁体系统的一些局限，该图显示了单磁体系统对所施加的分别对于系统的初始磁体运动为异相(图7a)和同相(图7b)的转化力的经计算的响应。该系统被假设具有1Hz的自然的或谐振的频率，和封装外壳内的磁体响应封装外壳的单轴运动感应的振荡频率相关。为了这些计算的目的，假设一个带有无衰减磁体响应的无摩擦系统。
在图7a中，假设磁体处在封装外壳的中心并沿施加到该封装外壳的冲力相反的方向(异相)运动，而在图7b中，假设磁体最初处在中心但沿和施加的冲力相同的方向(同相)运动。曲线显示磁体响应施加到封装外壳的单平移运动而前后振荡时的计算的速度。可以发现，同相试验的峰值速度大致两倍于异相试验的，对于同相的情况将产生相应更大的电输出。这些计算说明了一种表征一个单磁体系统的单模振荡。该磁体将只有一个主要的单振荡模式，带有对于其他输入的显著减小的响应。这样，当系统响应诸如由行走运动或波浪/风力作用产生的随机的或准随机的输入，或响应对于最初的磁体运动为异相的周期性输入工作时，其有效的发电能力受到严重局限。
图8a和8b说明本多磁体系统响应自然频率上非周期性的或对于最初磁体运动为异相的封装外壳的运动产生有用的输出的大得多的能力。图8a说明了带有1Hz自然频率的单磁体系统对于同相脉冲的响应，再次假设磁体及其封装外壳之间的零摩擦。可以看到，磁体仅以一个基本的自然频率振荡，以及所说明的响应是最佳的。减小的磁体运动产生于单自然频率以外的频率上的输入，以及产生于异相的输入。
图8b描绘了诸如图1或2中显示的双磁体系统中的两个磁体中的一个磁体的经计算的响应。和单磁体系统相比，双磁体系统中的每个磁体都有多种工作模式，如在每个二分之一周期内的几个峰值速度指出的那样。这些振荡的多模式向车辆提供了将施加的输入耦合到磁体的运动中去的方式。对于变化中的输入，比单磁体系统单振荡模式显著更有可能的是，在任何给定时间的输入将处在多磁体系统的多种工作模式中的一种模式或接近于一种模式。这样，在随机的，准随机的或大范围频率的情况下，对于每一次匹配单磁体系统的振荡模式，向多磁体系统的输入将匹配一个或另一个振荡模式几次。结果是大大增强将输入的力耦合到磁体的运动中去。
图9a和9b比较了具有10Hz自然频率的单磁体系统和多磁体系统的经测量的电压输出。图9a显示了单磁体系统在其10Hz谐振频率下来回振动时的结果。一个总厚度约2.5cm直径约0.95cm的四磁体组和一个2000圈的线圈一起使用。峰值电压输出稍大于4伏，带有0.1秒的周期和0.291瓦的功率输出。因为施加到封装外壳上的振动和系统的自然频率匹配，这是一个最好的条件。
图9b显示了双磁体系统的测量结果，磁体和图9a有相同的直径，但厚度为其一半，还有一个绕封装外壳的中心1600圈的单线圈。所产生的峰值电压也稍大于4伏，但频率更大，产生0.335瓦的功率输出。如果图9a的2000圈的线圈用于图9b的系统，则产生的功率将更大，因为所产生的功率基本和线圈圈数成比例。使用如图2的两个线圈可进一步增加功率输出，如果输入对于最初的磁体运动不是同相的并且在单磁体的自然频率上，将使超过单磁体系统输出的增加量甚至达到更大。
这样，本发明提供了一种动态的磁体系统，该系统对比先前的系统大得多的输入范围有强烈的响应，并能在先前的系统不能适应的应用中产生有用数量的电能。虽然本发明的具体实施例得到显示和说明，但本技术领域的熟练的人员将可以实现多种变化以及做出其他的实施例。例如，可以比所说明的系统应用更大数量的磁体，或可使用不同的比所述的特定组成有更超低摩擦的润滑剂。还有，替代将磁体置于外壳内和将线圈绕在外壳的外面，这些元件可以反过来，线圈在外壳的里面而环形的磁体在外面。相应地，本发明将仅根据附后的权利要求受到限制。
权利要求
1.一种动态磁体系统，包括一个支撑结构，多个采取磁极相对的取向以相对于所述支撑结构运动的磁体，和所述磁体和所述支撑结构之间提供低摩擦界面的铁磁流体支承。
2.如权利要求1所述的动态磁体系统，其特征在于，所述铁磁流体支承在所述磁体和所述支撑结构之间建立小于约0.02的静摩擦系数。
3.如权利要求2所述的动态磁体系统，其特征在于，所述铁磁流体具有小于10厘泊的粘度。
4.如权利要求2所述的动态磁体系统，其特征在于，所述铁磁流体包括一种混合异链烷烃酸的轻矿物油介质。
5.如权利要求1所述的动态磁体系统，进一步包括一个相对于所述支撑结构和磁体取向的导体，这样所述磁体的运动在所述导体中感应电流。
6.如权利要求5所述的动态磁体系统，其特征在于，所述导体包括至少一个绕在所述支撑结构上的线圈，所述支撑结构为非导体。
7.如权利要求5所述的动态磁体系统，进一步包括一个由所述电流供电的操作系统。
8.如权利要求1所述的动态磁体系统，进一步包括一对限制所述运动磁体的运动的端磁体，所述端磁体采取和各自最接近的运动磁体磁极相对的取向。
9.如权利要求1所述的动态磁体系统，其特征在于，所述磁体具有相对于所述支撑结构的多种振荡模式。
10.如权利要求1所述的动态磁体系统，其特征在于，所述支撑结构确定了所述磁体的取向，使其在主要为水平的方向上运动。
11.一种动态磁体系统，包括一个支撑结构，和多个采取磁极相对的取向以相对于所述支撑结构运动的磁体，其中所述系统具有所述磁体从水平静止位置位移的小于1度的临界角。
12.如权利要求11所述的动态磁体系统，其特征在于，其中所述临界角小于10分。
13.如权利要求11所述的动态磁体系统，其特征在于，所述磁体具有相对于所述支撑结构的多种振荡模式。
14.一种能量获取装置，包括一个支撑结构，多个采取磁极相对的取向以相对于所述支撑结构以多种振荡模式振荡的磁体，在所述磁体和所述支撑结构之间建立小于0.02的静摩擦系数的各自的支承，和一个相对于所述支撑结构和磁体取向的导体，这样所述磁体的响应所述支撑结构的运动的振荡在所述导体中感应电信号。
15.如权利要求14所述的能量获取装置，其特征在于，所述导体包括至少一个绕在所述支撑结构上的线圈，所述支撑结构为非导体。
16.如权利要求14所述的能量获取装置，其特征在于，所述支承包括一种铁磁流体。
17.如权利要求16所述的能量获取装置，其特征在于，所述铁磁流体具有小于10厘泊的粘度。
18.如权利要求16所述的能量获取装置，其特征在于，所述铁磁流体包括一种混合异链烷烃酸的轻矿物油介质。
19.如权利要求14所述的能量获取装置，进一步包括一对限制所述振荡磁体的运动的端磁体，所述端磁体采取和各自最接近的振荡磁体磁极相对的取向。
20.如权利要求14所述的能量获取装置，其特征在于，所述支撑结构确定了所述磁体的取向，使其在主要为水平的方向上运动。
21.如权利要求14所述的能量获取装置，进一步包括一个由所述电流供电的操作系统。
22.一种能量获取装置，包括一个支撑结构，多个在所述封装外壳中采取磁极相对的取向以相对于所述支撑结构以多种振荡模式振荡的磁体，和一个相对于所述支撑结构和磁体取向的导体，这样所述磁体的响应所述支撑结构的运动的振荡在所述导体中感应电信号，其中所述能量获取装置具有所述磁体从水平静止位置位移的小于1度的临界角。
23.如权利要求22所述的能量获取装置，其特征在于，其中所述临界角小于10分。
24.一种动态磁体系统，包括一个支撑结构，和偶数个采取磁极相对的取向以相对于所述支撑结构沿一个公共轴线个别运动的磁体。
25.如权利要求24所述的动态磁体系统，进一步包括一对限制所述运动磁体的运动的沿所述轴线的端磁体，所述端磁体采取和各自最接近的运动磁体磁极相对的取向。
26.如权利要求24所述的动态磁体系统，进一步包括一个相对于所述支撑结构和磁体取向的导体，这样所述磁体的运动在所述导体中感应电信号。
27.如权利要求26所述的动态磁体系统，其特征在于，所述导体包括至少一个绕在所述支撑结构上的线圈，所述支撑结构为非导体。
28.如权利要求26所述的动态磁体系统，进一步包括一个由所述信号供电的操作系统。
29.如权利要求24所述的动态磁体系统，其特征在于，所述支撑结构确定了所述磁体的取向，使其在主要为水平的方向上运动。
30.如权利要求24所述的动态磁体系统，进一步包括在所述磁体和所述支撑结构之间建立小于约0.02的静摩擦系数的超低摩擦支承。
31.如权利要求30所述的动态磁体系统，其特征在于，所述支承包括一种铁磁流体。
32.如权利要求31所述的动态磁体系统，其特征在于，所述铁磁流体具有小于10厘泊的粘度。
33.如权利要求31所述的动态磁体系统，其特征在于，所述铁磁流体包括一种混合异链烷烃酸的轻矿物油介质。
34.如权利要求24所述的动态磁体系统，其特征在于，所述磁体具有相对于所述支撑结构的多种振荡模式。
35.如权利要求24所述的动态磁体系统，其特征在于，其中所述系统具有所述磁体从水平静止位置位移的小于1度的临界角。
36.一种动态磁体系统，包括一个支撑结构，多个采取磁极相对的取向以相对于所述支撑结构运动的磁体，和在所述磁体和所述支撑结构之间建立小于约0.02的超低静摩擦系数的各个支承，所述支撑结构确定了所述磁体的取向，使其在主要为水平的方向上运动。
37.如权利要求36所述的动态磁体系统，其特征在于，所述磁体具有相对于所述支撑结构的多种振荡模式。
38.如权利要求36所述的动态磁体系统，其特征在于，所述支承包括一种铁磁流体。
39.如权利要求38所述的动态磁体系统，其特征在于，所述铁磁流体具有小于10厘泊的粘度。
40.如权利要求38所述的动态磁体系统，其特征在于，所述铁磁流体包括一种混合异链烷烃酸的轻矿物油介质。
41.如权利要求36所述的动态磁体系统，进一步包括一个相对于所述支撑结构和磁体取向的导体，这样所述磁体的运动在所述导体中感应电信号。
42.如权利要求41所述的动态磁体系统，其特征在于，所述导体包括至少一个绕在所述支撑结构上的线圈，所述支撑结构为非导体。
43.如权利要求41所述的动态磁体系统，进一步包括一个由所述信号供电的操作系统。
44.如权利要求36所述的动态磁体系统，进一步包括一对限制所述运动磁体的运动的端磁体，所述端磁体采取和各自最接近的运动磁体磁极相对的取向。
45.一种动态磁体系统，包括一个支撑结构，多个采取磁极相对的取向以相对于所述支撑结构运动的磁体，所述支撑结构确定了所述磁体的取向，使其在主要为水平的方向上运动其中所述系统具有所述磁体从水平静止位置位移的小于1度的临界角。
46.如权利要求45所述的动态磁体系统，其特征在于，其中所述临界角小于10分。
47.如权利要求45所述的动态磁体系统，其特征在于，所述磁体具有相对于所述支撑结构的多种振荡模式。
48.如权利要求45所述的动态磁体系统，进一步包括一个相对于所述支撑结构和磁体取向的导体，这样所述磁体的运动在所述导体中感应电信号。
49.如权利要求48所述的动态磁体系统，进一步包括一个由所述信号供电的操作系统。
50.一种动态磁体系统，包括一个具有环形轴线的支撑结构，和至少一个采取磁极相对取向以响应所述支撑结构的运动沿所述轴线运动的磁体。
51.如权利要求50所述的动态磁体系统，进一步包括在所述磁体和所述支撑结构之间建立小于约0.02的静摩擦系数的各个支承。
52.如权利要求51所述的动态磁体系统，其特征在于，所述支承包括一种铁磁流体。
53.如权利要求52所述的动态磁体系统，其特征在于，所述铁磁流体具有小于10厘泊的粘度。
54.如权利要求52所述的动态磁体系统，其特征在于，所述铁磁流体包括一种混合异链烷烃酸的轻矿物油介质。
55.如权利要求50所述的动态磁体系统，其特征在于，所述支撑结构确定了所述磁体的取向，使其在主要为水平的方向上运动。
56.如权利要求50所述的动态磁体系统，进一步包括一个相对于所述支撑结构和磁体取向的导体，这样所述磁体的运动在所述导体中感应电流。
57.如权利要求56所述的动态磁体系统，其特征在于，所述导体包括至少一个绕在所述支撑结构上的线圈，所述支撑结构为非导体。
58.如权利要求56所述的动态磁体系统，进一步包括一个由所述电流供电的操作系统。
59.如权利要求50所述的动态磁体系统，其特征在于，其中所述系统具有所述磁体从水平静止位置位移的小于1度的临界角。
60.如权利要求59所述的动态磁体系统，其特征在于，其中所述临界角小于10分。
全文摘要
一种尤其在发电领域有用的动态磁体系统应用了互相之间采取磁极相对的取向并具有从水平静止位置的位移小于1度的临界角的多个磁体(2，4)以在一个或多个周围线圈(20)中感应电信号。该磁体互相作用以产生多种振荡模式以及产生比用单磁体系统所能获得的响应所施加的输入的更大的范围。磁体的润滑剂最好是一种在磁体及其支撑结构之间建立小于约0.02的静摩擦系数的粘度小于10厘泊的铁磁流体。该磁体的取向使其能在主要为水平的方向上运动，并且该磁体适合于包括环形的多种不同种类的支撑结构。
文档编号H02K35/02GK1647352SQ03808759
公开日2005年7月27日 申请日期2003年2月18日 优先权日2002年2月19日
发明者张大建, 辛皓 申请人:洛克威尔科学许可有限公司