改进型铁磁发动机的制作方法

专利名称：改进型铁磁发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发动机，尤其是铁等软磁性物质和永磁体的发动机。
背景技术：
铁磁发动机是一种永久磁体和铁等软磁性物质相互有机组合的动能输出装 置。目前有关磁能的发动机还处于研发阶段，实质性的关键技术尚未突破，输 出动力不够高效。
目前技术当中有突破点的就是个别磁能发动机都采用了磁屏蔽装置，和 各自多个发动机的连锁技术。但在磁屏蔽的结构方面和尤其是磁屏蔽运动方式 及磁屏蔽在运动中免受磁阻力和磁力干扰的问题上还尚未突破，好多还采用电 力控制装置。这决定着铁磁发动机的动力输出性能。
本实用新型是一种自行设计结构，研制的一种具有高效磁动力输出的铁磁 发动机。在突破上述缺点的基础上，并且具有特殊起停和转速控制的功能，还 有一系列先进性的技术改造。
检索结果表明目前尚没有(磁屏蔽运动系统)真正自由运动的方式、以及
抗千扰的合理屏蔽方式的高效磁发动机的报道。 发明内容
本实用新型的目的旨在设计一种将永久磁体和铁等软磁性物质相互有机 组合、具有适用于在多种姿势、运动状态、和复杂负载中的高效动力输出的铁 磁发动机，可解决目前各种磁能发动机功率低，不能投入生产应用的问题。
技术方案是为解决上述问题，本实用新型所述的种铁磁发动机，由壳 体和内置于壳体的发动机组成，所述发动机由动力输出系统、运转控制系统、 反力调节系统和减振系统组成，其特征在于所述壳体上设有起停旋钮；所述 动力输出系统包括飞轮和活塞，所述飞轮上设有连接轴，并在主轴上安装有传
动轮in;所述飞轮主轴通过连杆经连接轴与活塞相连；且其传动轮m的左上方 和右下方分别设有固定在机体上的小磁体ni和小磁体w;所述运转控制系统包
括谐振弹簧、质量块、U型屏蔽块、带挡板I且带活动挡板I的控制架I 、带开 口的控制架II及相互平行的活塞滑道I和活塞滑道II;驱使系统I或驱使系统
n或驱使系统ni;所述活塞置于活塞滑道i、活塞滑道n之间；所述控制架i 上设有两个挡板I，挡板I之间安装有活塞滑道II,其两侧均分别设置有一个
起驱动作用的固定永磁体i和一个抗磁力干扰的固定永磁体n，其两侧端部设
6有固定在机体上的控制架复位弹簧I ;所述固定永磁体I被u型屏蔽块所包裹， 其中一个u型屏蔽块的一侧设有u型屏蔽块附体，该附体与起停旋钮相对应； 所述固定永磁体II的一侧设有蓄能平衡弹簧；所述每个u型屏蔽块的下方连有 一个t型连接板，该连接板之间通过平衡杆固定转轴将平衡杆与连接板的轴连 接在 -起，且其横向板的上下两侧均连有固定在机体上的谐振弹簧，且其横向 板的上下侧通过细绳经定滑轮与质量块相连；所述带开口的控制架II上设有两 个活动挡板II，该活动挡板II下方设有一个固定在机体上的小磁体V并与活动 挡板I相对应，其开口部分与固定在反作用力运动永磁铁上的小长条相对应；
所述带开口的控制架ii其两侧端部连有固定在机体上的复位弹簧n，并且该控
制架置于一组滑道里；所述反作用力运动永磁铁与所述连接板相连；所述驱使 系统I包括传动轮I、传动轮n、齿轮啮合机构；所述传动轮I、传动轮n依
次通过传动带与所述传动轮m相连；所述传动轮I、传动轮n上均设有连着能
量控制弹簧的转动杆，并通过细绳I与u型屏蔽块相连；所述齿轮啮合机构包
括与控制架I相对的控制架III，该控制架III下方设有一对齿条I ，其两侧端部 分别设有小铁头，并且与小铁头相对应的位置设有固定在机体上的小磁体I;
所述齿条I上设有通过轴连接的齿轮I和传动轮IV;所述传动轮IV的轴上设有 小齿轮，并通过皮带与小传动轮相连；所述小传动轮通过互相垂直的传动杆I
与传动杆i另一端的转轮相连;所述驱使系统n包括与控制架I相对的控制架V 和位于控制架v下方的控制架v i;所述控制架v的下部带有齿条in，上部设 有两个挡板in，并将活塞夹持在两个挡板m之间；所述齿条m的下方设有齿轮 ni和齿轮iv，且齿轮in中心设有小齿轮，其小齿轮与齿轮iv相啮合；所述齿轮 iv中心设有小传动轮，其小传动轮通过传动带与其下方的转轮相连；所述转轮
上绕有小绳，且小绳与置于滑道间的滑动小磁体I相连；所述控制架VI上部
设有两个分别与固定永磁体ii靠近的挡板n，下部中间位置设有两个平行的长 挡板，且长挡板的端头通过细绳n与滑动小磁体i相连；滑道的下方有置于连 接板附体上的小磁体n，与滑动小磁体i相对应；所述驱使系统m包括置于滑 道里的控制架vn、滑动小磁体i;所述控制架vn位于活塞滑道n的下方， 其两侧端部分别设有小铁头，并且与小铁头相对应的位置设有固定在机体上的
小磁体vi，上部设有两个与固定永磁体II靠近的挡板IV，下部中间位置设有
两个平行的l型挡板，且l型挡板的端头与置于滑道间的滑动小磁体i相连；
所述反力调节系统包括固定隔板、反作用力固定永磁铁和反作用力运动永磁铁；所述固定隔板两侧分别设有两个固定小块，在每两个固定小块之间设有反作用 力调节弹簧；所述反作用力固定永磁铁位于固定隔板的下方，并与位于固定隔
板的上方的所述反作用力运动永磁铁相对应；所述减振系统由T型连接板的横 向板通过三段以上轴杆链与固定体相连构成。 所述转动杆通过轻细杆与U型屏蔽块相连。
所述反作用力固定永磁铁和反作用力运动永磁体中的任意一个为软磁体。 所述活塞滑道I上方设有永磁体I ，该永磁体I与所述活塞相连，其两侧 与所述固定软磁体相对应的位置分别设有一个固定于机体上的永磁体II 。 所述U型屏蔽块的一端设有连接有铁块的连接件。
所述U型屏蔽块由固定带插口的固定屏蔽块和活动屏蔽块组成，所述活动 屏蔽块插入固定屏蔽块的插口内。
所述固定永磁体II采用固定软磁体。
所述发动机还包括速度控制系统，该系统包括新平衡位置建立系统和位于 控制架I和控制架III之间的控制架IV及限定杆前进系统；所述控制架IV的两端 设有控制架复位弹簧，中部依次设有碰撞杆I和L型细杆，且两者之间设有带 小铁球的T型传动杆II，该传动杆II横杆与设在机体上的位置控制齿相吻合； 所述小铁球位于T型结构的交汇处，其两侧分别设有一个小弱磁铁，且其中一 个小弱磁铁与设在机体上的小滑道I处于位置控制齿和传动杆II之间；所述与L 型细杆相对的传动杆II的一侧依次设有碰撞杆II和L型碰撞杆；所述L型碰撞 杆与一端设有固定在机体上的传动棒复位弹簧的传动棒I相连，该传动棒I中 与复位弹簧相反的另一端设有带活动头的小传动棒，并处于设在机体上的小滑 道II之间；所述碰撞杆II与一端设有固定在机体上的传动棒复位弹簧的传动棒
ii相连，该传动棒ii处于设在机体上的小滑道ni之间，且其中一侧的小滑道m
下方设有限定杆附体；所述限定杆前进系统包括一端设有弹簧活动头的距离限 定杆、套有轴套的小齿轮和套有轴套的大齿轮；所述距离限定杆的一侧与限定 杆附体相连，同时在该侧与限定杆附体相对的距离限定杆的一端设有齿条II;
所述齿条n设有与其相啮合的齿轮n，该齿轮n与套有轴套、其上设有小齿轮
的丝杆相连；所述大齿轮上设有手柄，并处在与小齿轮啮合的位置；所述新平
衡位置建立系统包括定滑轮i 、定滑轮ii、定滑轮in、定滑轮iv、定滑轮v、 定滑轮vi、定滑轮vn、定滑轮vm、滑动小磁体n、小铁头；所述滑动小 磁体n的上部通过细绳in依次经过定滑轮vn、定滑轮v、定滑轮m、定滑轮 iv与距离限定杆的横向杆上侧相连；所述滑动小磁体n的下部通过细绳依次经 过定滑轮vm、定滑轮v i 、定滑轮n、定滑轮i与距离限定杆的横向杆下侧
8相连；所述滑动小磁体II置于U型屏蔽块附体上方的小滑道III内，并与U型屏 蔽块附体上的小铁头相对应。
运转思想第一，要有一个变化的力场。任何一个发动机的正常工作都要 满足这一点，如蒸汽机、内燃机、电动机、汽轮机。这是发动机工作的必要条 件。在铁磁发动机中的做法，具体表现为采用磁屏蔽材料对永磁体进行半包围， 由磁屏蔽材料相对永磁体的运动来控制永磁体的磁路使永磁体周围的磁场发生 变化，进而产生一个变化的力场对其他物体做功。它所依据的就是磁路最低原 理，也就是在特定物质下磁场尽可能走最低的路程而形成闭合曲线。不论采用 任何方式，只要破坏原有最短的磁路都要付出能量的代价。磁屏蔽材料包括运 动部分和不运动的部分，或直接是全部运动的整体构成。本发明典型的做法是 采用U形屏蔽块16对固定永磁体13的磁场进行合理有效的屏蔽，尽可能在最 大程度上节约固定永磁体13的磁场空间。另加它在运动时的运动距离较短等优 点在铁磁发动机中发挥磁屏蔽的作用，使固定永磁体13的磁场在其四周发生变 化，从而对软磁体活塞、永磁体活塞、永磁合成体活塞、旋转永磁体起引力、 斥力、旋转力的作用和失去引力、斥力、旋转力的作用。U形屏蔽块16可以分 割为运动部分和不运动部分来优化铁磁发动机的性能，几种结构如图6。 (a)是 为了降低U型屏蔽块16运动完所留气隙磁阻的结构，(b)是相同屏蔽能力下为 了减小U型屏蔽块16运动距离的一种结构；第二，解决产生变化力场所需要 的能量。由于磁屏蔽材料以相对永磁体的运动来产生变化的力场需要克服包括 对物体做功的固定永磁体13与磁屏蔽材料之间的作用力，这个作用力最终的总 体表现往往是阻碍它们之间的相对运动，并且这个作用力和发动机输出的动力 大小相当，理论和实际上都要大于发动机输出的动力。这就决定着铁磁发动机 不靠外力是不能运转的。因此，需要采用一个合理的技术手段解决这个问题。 这个技术手段的描述为 一个物体系统(整体运动系统)受与其相互作用的多 个力，这多个力在各自的作用范围中有规律的变化，在整个系统运动的位移上 共同(协调)起作用，组成一个几乎绝对自由的运动系统。也就是宏观力学协 调性原理。数学表达式为Fl(o—s)+F2(o—s)+F3(o—s)+…+Fn(o—s)"0。 S代表物体 系统运动的距离。做这样的自由系统首先要弄清楚多个力在空间上的相互作用 规律。它们表现为宏观可协调性。这多个力为磁力、弹力、等各种性质的力。 在铁磁发动机中主要是磁力、弹力、可以是液压力。利用其每一种力在各自的 空间上的分布来使物体系统在运动范围内达到基本自由。绝对自由的运动系统 显然是自然界中找不到的，但是人们可以通过利用这种规律的手段来达到心目 中的"自由系统"，如木块在光滑的桌面上滑动。在本发明实施例中典型的做法 就是采用了反作用力运动永磁体29和反作用力固定永磁体42及反作用力调节弹簧44共同产生一个合力来抵消固定永磁体13对U形屏蔽块16的吸引力加(固 定软磁体14或固定永磁体14)对二者的作用力，这个合力尽可能与固定永磁体 13对U形屏蔽块16的吸引力加(固定软磁体14或固定永磁体14)对二者的作 用力大小相等方向相反，从而使对固定永磁体13的磁场起屏蔽作用而形成的(整 体运动系统)在整个运动距离中所受的合外力基本为0。数学表达式为Fl(o— S2)+F2(o—S2)+F3(si—S2) "0。 Fl(o—S2)为固定永磁体13对U形屏蔽块16的吸引 力加(固定软磁体14或固定永磁体14)对二者的作用力，F2(0—S2)为反作用力 运动永磁体29和反作用力同定永磁体42间的作用力，F3(si—S2)为压縮反作用力 调节弹簧44的作用力。函数曲线如图7。因此(整体运动系统)的运动不需要 外力来提供能量。这样的自由系统可以通过选取反作用力运动永磁体29和反作 用力固定永磁体42的数量、磁场强度大小与尺寸大小及反作用力调节弹簧44 的数量、长度和弹性系数及相互作用的空间距离和排列状况来实现。反作用力 运动永磁体29和反作用力固定永磁体42其中之一可以由软磁材料代替。反作 用力调节弹簧44可以是拉伸性的，其一头与一定长度不可拉伸的软性材料相连 接，软性材料的另一端固定，另一头与反作用力运动永磁体29相连接。(整体 运动系统)由连接板25、 U形屏蔽块16、反作用力运动永磁体29连接构成。(整 体运动系统)的定义是为解决产生变化力场所需要的能而形成的物体系统。(整 体运动系统)的组合形式比较灵活，因为组成它的形式越灵活就越可以实现合 外力为O，在图中的基础上再通过距离、排列方式、尺寸等加以微调和修正，还 是大体上依照图7的规律修正；第三，在正常工作时不能对产生变化力场的因 素有影响。这一技术要点概括为为使产生变化力场的因素不受任何磁相互作 用如活塞对其产生阻力干扰的装置是固定软磁体或固定永磁体14。这是铁磁发 动机工作的必要条件。就是采用固定软磁体或固定永磁体14来消除软磁体活塞 3、永磁体活塞3、永磁合成体活塞、旋转永磁体对(整体运动系统)的干扰。 也就是消除它们对产生变化力场的因素也就是对(屏蔽材料或运动着的永磁体) 起强烈的干扰作用。固定软磁体14或固定永磁体14的磁极与固定永磁体13的 磁极相对，固定排列。这样的做法为什么能够完全消除各种活塞及旋转永磁体 对磁屏蔽材料运动(如对U形屏蔽块16的运动)的干扰作用，在理论上不做细 微的推导和证明，因为这样的结论直接由试验得山。在铁磁发动机中它和场的 叠加定理一道为了使固定永磁块13对各种活塞做功。也就是它只有在场的叠加 定理的范畴下它的作用才有意义；第四，在不作调整下，每次产生变化力场的 强度耍恒定，这由磁性材料本身的特性决定。
自然规律及作用机理磁路最低原理、宏观力学协调性原理、状态不变定
理、场的叠加定理、功能力线理论。这是铁磁发动机运转的核心和理论基础。(1) 磁路最低原理在总能量状态下并且不受外力迫使时，磁场走最短的 路径形成闭合曲线，任何破坏原有最低磁路的方式都要付出能量的代价。
(2) 宏观力学协调性原理 一个物体系统受与其相互作用的多个力，这多 个力在各自作用范围内有规律地变化，在整个系统运动的位移上共同协调起作 用，从而组成一个几乎绝对自由的运动系统，其数学表达式为Fl(。i+F2(。i+F3(。 —s)+…+Fn((—s)"0。 S代表物体系统运动的距离(参见图7)。
(3) 状态不变定理控制磁场变化的控制体与所控区域内的一系列磁场分
布有一定的力学函数关系，这个力学函数关系无论在何种磁相互作用的情况下 都不发生变化。
在铁磁发动机中控制体从位移O—S或从S—O运动的过程中(参见图7)， 每一个位置状态Si相应的磁场分布Oi是一定的，或在作用方向上的强度不变， 其中i=l、 2、 3……n。
状态不变定理可以分为两类，即控制区状态不变和运动区状态不变，其中 控制区是指固定永磁体与固定软磁体的磁极面之间的区域，运动区是指固定永 磁体的磁极面以外的区域。
当控制区状态不变时，由于控制体(如U型屏蔽块)在从0—S2的运动过 程中，相当丁由匀强磁场向非匀强磁场迈进，从而导致F1逐渐增大；同时由于 作用于控制体的磁场强度又在逐渐减小，因此在快到S2的附近Fl又有所下降， 最后在S2的位置上固定永磁体用一小束磁力线来维持F1，其余磁力线用来做功。 通常从0—S2或从S2—0对应的一系列磁场分布是不发生变化的，但是当活塞 或其余物体与固定永磁体I发生相互作用时，这种对应的力学函数关系就会发 生严重变化，破坏了原有的对应关系，致使宏观力学协调性的做法失去了意义， 因此在其磁极对面需要设置固定软磁体或固定永磁体来保护控制区状态不变， 这样当活塞与固定永磁体I发生相互作用时，使固定永磁体I的磁场在其磁极 面发生的偏折延伸到固定软磁体或固定永磁体II的横截面以外，从而保证了控 制区的磁场分布在作用方向上的强度不发生变化。
当运动区状态不变时，由于磁体相互作用时，磁极正面磁感线发生了极大 的变化，如发生极大的偏折，而侧面磁感线的曲率几乎不变或发生微小的变化 △S，这正如两个同性电荷排斥时，正面电场线发生了巨大的偏折，而背面电场
线的变化很小一样，因此在固定软磁体或固定永磁体n存在的状况下，当永磁 体活塞跟固定永磁体发生相互作用时，固定永磁体I磁极正对面以外区域的磁场几何曲线的曲率发生微小的变化，即曲率或增大或减小。通常我们定义为磁 感线的方向为小磁针的受力方向，即磁场曲线的切线方向。当控制体在运动区 受力时，控制体为软磁材料，控制体内的每一个原子磁矩，也就是里面每一个 磁畴相当于一个小磁针，它在运动区磁场的受力方向就是磁场的切线方向。显 然这样的受力与磁场曲线的导数有关，由于磁场几何曲线的曲率发生微小的变 化，而几何曲线的导数也是发生更微小的变化，因此控制体在运动区运动的受 力规律无论在固定永磁体与其它物体发生相互作用还是不发生相互作用时都不 发生变化。但是，这一规律仅适用于铁等软磁材料。当控制体为永磁体时，这 样微小的变化就会对永磁体的运动产生一定的干扰。
(4) 场的叠加定理空间某点的场强等于各个场源在该点处场强的矢量和
B，即B,fBi+B2+B3+…B。。叠加定理是状态不变的做法有意义的保证。
(5) 功能力线理论通过一维变化场控制另一维场的变化， 一维场容易控
制，另一维场却很难改变，改变了却又不影响控制它的那一维场。
(6) 等距同效原理两块相同的永磁体同时作用于位于它们中间的永磁体，
如果它们各自与中间相互作用的永磁体的距离相同，则此时的作用效果与它们
各自单独与中间的永磁体作用的效果相同；反之，则受力效果不相同。这是铁
磁发动机能够连锁的原因。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点
1、 由于本实用新型中的U型屏蔽块可以对固定永磁体所产生的磁场进行合 理有效地屏蔽，同时由于其运动距离较短，运动方式简单，因此降低了控制要 求并节约了磁场空间。
2、 由于本实用新型中的反力调节系统可以节约铁磁发动机控制自身运转所
需耍的动力，因此可以完成高效动力输出。
3、 由于本实用新型中在U型屏蔽块附近设置了一个固定永磁体或固定软磁
体，因此使得铁磁发动机具有了抗磁力干扰延伸磁场的功能。
4、 由于本实用新型屮采用了谐振弹簧，因此可以进一步降低铁磁发动机控 制自身运转所需要的动力。(整体运动系统)运动所需要的力近似为F=，
需要的能量为E-^欲使铁磁发动机机平稳的运转，(整体运动系统)运动的
时间要非常短，因此控制它的运动需要较大的能量。为了避免这个障碍，可以 把(整体运动系统)做成一个简谐振子，让它来做简谐振动。但这个简谐振动
12是不连续的，每次做1/2全振动。时间为T/2。周期T=27l、/^~T 。也
就是弹簧质量系统，由驱使系统1或驱使系统2或驱使系统3作为激励力来起 阻尼补偿的作用。优点是l.缓冲了 (整体运动系统)做往返运动的碰撞；2.减 小了铁磁发动机控制(整体运动系统)运动的作用力；3.縮短了 (整体运动系统) 的运动时间。
5、 由于本实用新型中采用了小长条和控制架相配合的快速锁定功能，因此 可以保证U型屏蔽块运动到位，并将其快速锁定。
6、 由于本实用新型采用了驱使系统II使得铁磁发动机的控制不受其转速和 所带负载及转向的影响，适用于小型铁磁发动机。
7、 由于本实用新型采用了滑轮质量块模型，使铁磁发动机不受重力场及其 运动状态的影响。
8、 由于本实用新型采用了轴杆链减震系统，利用力的合成原理和轴杆链间 运动的无撞击及其相互的轴面承受较大力的现象来消除共振。且比其他约束物 体运动距离的方式具有易操作性并不受摩擦的影响。
9、 由于本实用新型采用的速度控制系统适用于大型铁磁发动机的加减速。
10、 由于本实用新型中设置了齿轮啮合机构，是保证U型屏蔽块快速运动 到位的硬措施。
11、 本实用新型用途广泛，既可用来发电，也可代替地面各种交通工具的 发动机。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明。


图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型带齿轮啮合机构的结构示意图。
图3为本实用新型驱使系统II的结构示意图。
图4为本实用新型驱使系统in的结构示意图。
图5为本实用新型带速度控制系统的结构示意图。 图6为本实用新型的U型屏蔽块的结构示意图。 图7为本实用新型的反力调节系统曲线图。
图中l一起停旋钮；2—飞轮；3—活塞；4—连杆；5—传动轮I ; 6—传 动轮II; 7—活动挡板I; 8—控制架I; 9一控制架II; 10—活塞滑道I ; ll一 活塞滑道II; 12—挡板I; 13—固定永磁体I; 14一固定永磁体II; 15—控制架复位弹簧I; 16—U型屏蔽块；17—U型屏蔽块附体；18—蓄能平衡弹簧；19 —传动带；20—能量控制弹簧；21—连接轴；22—传动轮III; 23—转动杆；24 一细绳I; 25—T型连接板；26—平衡杆固定转轴；27—平衡杆；28—小长条；
29—反作用力运动永磁铁；30—谐振弹簧；31—滑道；32—活动挡板II; 33—
复位弹簧II; 34—控制架III; 35—齿条I; 36—小磁体I ; 37_齿轮I ; 38— 传动轮IV; 39—小传动轮；40—传动杆I; 41 —固定隔板；42—反作用力固定
永磁铁；43—固定小块；44—反作用力调节弹簧；45—控制架IV; 46—碰撞杆
I; 47—L型细杆；48—小铁球；49—T型传动杆II ; 50—位置控制齿；51—小
弱磁铁；52—小滑道I; 53—碰撞杆n; 54—L型碰撞杆；55—传动棒I ; 56 一小滑道II; 57—传动棒II; 58—小滑道III; 59—限定杆附体；60_距离限 定杆；61—小齿轮；62—大齿轮；63—齿条II ; 64—齿轮II ; 65—丝杆；66—
手柄；67—永磁体I; 68—永磁休II; 69—铁块；70—连接件；71—固定屏蔽
块；72—活动屏蔽块；73—定滑轮I; 74—质量块；75—细绳；76—控制架V; 77—控制架VI; 78—挡板II; 79—齿轮m; 80—齿轮IV; 81—转轮；82—长 挡板；83—滑动小磁体I; 84—小磁体II; 85—连接板附体；86—小绳；87— 细绳II; 88—滑道;89—控制架VII; 90—L型挡板;91—挡板III; 92—挡板IV; 93—定滑轮I; 94—定滑轮II; 95—定滑轮III; 96—定滑轮IV; 97—定滑轮V; 98—定滑轮VI; 99—定滑轮vn; IOO—定滑轮VIII; ioi—滑动小磁体n;
102—小滑道III; 103—细绳m; 104—细绳IV; 105—小铁头;106—固定体;107 —轴杆；108—小磁体III; 109—小磁体IV; 110—小磁体V; lll小磁体VI;
112—齿条ni。
具体实施方式
一种铁磁发动机(参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7)，由壳体
和内置于壳体的发动机组成。
壳体上设有起停旋钮l，该发动机由动力输出系统、运转控制系统、反力调 节系统组成。
通过以限制(整体运动系统)的运动的方式来使铁磁发动机停止转动。锁定时 应将起停旋钮的头部插入锁定孔，锁定孔可以在在u型屏蔽块上，或在其附体
上。锁定孔的结构是在其运动的直线上，在锁定孔的两侧各设置一个可压縮的
弹簧。这样即可快速停止，又可避免撞击和振动。如图中U型屏蔽块附体17所
示，锁定孔应当设定在整体运动系统偏离平衡位置的地方。起停旋钮的头部设 置一转轮。动力输出系统包括飞轮2和铁块或永磁铁活塞3。飞轮2上设有连接轴21， 并在主轴上安装有传动轮III22;飞轮2主轴通过连杆4经连接轴21与活塞3相 连，且其传动轮I1122的左上方和右下方分别设有固定在机体上的小磁体III和小 磁体IV。连接轴21带软磁材料，小磁体III和小磁体IV的作用是避免铁磁发动机 发生倒转。
运转控制系统包括谐振弹簧30、质量块74、 U型屏蔽块16、带活动挡板I 7的控制架I 8、带开口的控制架I19及相互平行的活塞滑道I 10和活塞滑道II
ii;驱使系统i、驱使系统n或驱使系统in;所述活塞3置于活塞滑道IIO、
活塞滑道II11之间；所述控制架I8上设有两个挡板I 12，挡板I12之间安装
有活塞滑道nii，其两侧均分别设置有固定永磁体i 13和固定永磁体ni4，其
两侧端部设有固定在机体上的控制架复位弹簧I 15;所述固定永磁体I 13被U 型屏蔽块16所包裹，其中一个U型屏蔽块16的一侧设有U型屏蔽块附体17， 该附体17与起停旋钮1相对应；所述固定永磁体II 14的一侧设有蓄能平衡弹簧 18;所述每个U型屏蔽块16的下方连有一个T型连接板25，该连接板25之间 通过平衡杆固定转轴26将平衡杆27与连接板25的轴连接在一起，且其横向板 的上下两侧均连有固定在机体上的谐振弹簧30;且其横向板的上下侧通过细绳 75经定滑轮73与质量块74相连；所述带开口的控制架I19上设有活动挡板II 32，该挡板1132下方设有一个固定在机体上的小磁体V110并与活动挡板I 7相 对应，其开口部分与固定在反作用力运动永磁铁29上的小长条28相对应；所 述带开口的控制架I19其两侧端部连有固定在机体上的复位弹簧I133并置于一 组滑道31里；所述反作用力运动永磁铁29与所述连接板25相连；所述驱使系 统I包括传动轮I5、传动轮I16、齿轮啮合机构；所述传动轮I5、传动轮I16 依次通过传动带19与所述传动轮I1122相连；所述传动轮I5、传动轮II6上均 设有连着能量控制弹簧20的转动杆23，并通过细绳I 24与U型屏蔽块16相连； 其中转动杆23可以由在其传动轮I 5或传动轮I16上竖起一小柱代替。控制架 119上其开口部分的边沿设置与开口部分高度一样直径极小的转辊。小磁体 V110与活动挡板I7是模拟悬挂物体在重力场中下垂的效应来使活动挡板I7 复位，活动挡板I7采用软磁材料。
齿轮啮合机构包括与控制架I 8相对的控制架I1134，该控制架ni34下方设 有一对齿条I35，其两侧端部分别设有小铁头，并且与小铁头相对应的位置设 有固定在机体上的小磁体36。齿条I 35上设有通过轴连接的齿轮I 37和传动轮IV38;传动轮IV38的轴上设有小齿轮，并通过皮带与小传动轮39相连；小传动 轮39通过互相垂直的传动杆I 40与传动杆I 40另一端的转轮相连。皮带传动 可以由齿轮组代替。
驱使系统II包括与控制架I 8相对的控制架V76和位于控制架V76下方的 控制架V I 77;所述控制架V76的下部带有齿条I11112，上部设有两个挡板I1191，
并将活塞3夹持在两个挡板ni91之间；所述齿条ini12的下方设有齿轮ni79和
齿轮IV80，且齿轮I1179中心设有小齿轮，其小齿轮与齿轮IV80相啮合；所述齿 轮IV80中心设有小传动轮，其小传动轮通过传动带与其下方的转轮81相连；所 述转轮81上绕有小绳86，且小绳86与置于滑道88间的滑动小磁体I 83相连； 所述控制架77V I上部设有两个与固定永磁体I114靠近的挡板I178，下部中间 位置设有两个平行的长挡板82，且长挡板82的端头通过细绳I187与滑动小磁 体I 83相连；滑道88的下方有置于连接板附体85上的小磁体I184，与滑动小 磁体183相对应。驱使系统II利用了两个小磁体磁极面正对时为吸引或排斥， 磁极面错开时为排斥或吸引的规律。
驱使系统III包括置于滑道112里的控制架V1189、滑动小磁体I83;所述 控制架VII89位于活塞滑道I111的下方，其两侧端部分别设有小铁头，并且与 小铁头相对应的位置设有固定在机体上的小磁体V I 111，上部设有两个与固定 永磁体II14靠近的挡板IV92，下部中间位置设有两个平行的L型挡板90，且L 型挡板90的端头与置于滑道88间的滑动小磁体I 83相连。
反力调节系统包括固定隔板41、反作用力固定永磁铁42和反作用力运动永 磁铁29。固定隔板41两侧分别设有两个固定小块43，在每两个固定小块43之 间设有反作用力调节弹簧44;反作用力固定永磁铁42位于固定隔板41的下方， 并与位于固定隔板的上方的所述反作用力运动永磁铁相对应。
减振系统由T型连接板25的横向板通过三段以上轴杆107链与固定体106 相连构成。三段以上轴杆107链也可由软绳代替。
其中反作用力固定永磁铁42和反作用力运动永磁体29屮的任意一个可以 采用软磁体。
在活塞滑道I 10上方还可以设有永磁体I 67，该永磁体I 67与活塞3相连， 其两侧与固定软磁体14相对应的位置分别设有一个固定于机体上的永磁体II 68。
上述U型屏蔽块16 (参见图7)可以设计成一端设有连接有铁块69的连接 件70的屏蔽块；也可以设计成由固定带插口的固定屏蔽块71和活动屏蔽块72
16组成的屏蔽块，该活动屏蔽块72插入固定屏蔽块71的插口内。
发动机还可以包括速度控制系统(参见图5)，该系统包括位于控制架I8 和控制架III34之间的控制架IV45及限定杆前进系统、新平衡位置建立系统。该 速度控制系统适用于不宜用传统方法控制转速的大型铁磁发动机当中。
控制架IV45的两端设有控制架复位弹簧，中部依次设有碰撞杆I 46和L型 细杆47，且两者之间设有带小铁球48的T型传动杆IH9，该传动杆IH9横杆 与设在机体上的位置控制齿50相连；小铁球48位于T型结构的交汇处，其两 侧分别设有一个小弱磁铁51，且其中一个小弱磁铁51与设在机体上的小滑道I 52处于位置控制齿50和传动杆IH9之间；与L型细杆47相对的传动杆I149的 一侧依次设有碰撞杆II53和L型碰撞杆54; L型碰撞杆54与一端设有固定在机 体上的传动棒复位弹簧的传动棒I 55相连，该传动棒I 55中与复位弹簧相反的 另一端设有带活动头的小传动棒，并处于设在机体上的小滑道I156之间；碰撞 杆1153与一端设有固定在机体上的传动棒复位弹簧的传动棒I157相连，该传动 棒1157处于设在机体上的小滑道I1158之间，且其中一侧的小滑道I1158下方设有 限定杆附体59。
限定杆前进系统包括一端设有弹簧活动头的距离限定杆60、套有轴套的小 齿轮61和套有轴套的大齿轮62。距离限定杆60的一侧与限定杆附体59相连， 同时在该侧与限定杆附体59相对的距离限定杆60的一端设有齿条II63;齿条 1163设有与其相啮合的齿轮I164，该齿轮II64与套有轴套、其上设有小齿轮61 的丝杆65相连；大齿轮62上设有手柄66，并处在与小齿轮61啮合的位置。
新平衡位置建立系统包括定滑轮I 93、定滑轮I194、定滑轮I1195、定滑轮 IV96、定滑轮V97、定滑轮VI98、定滑轮VI199、定滑轮VIIIlOO、滑动小磁
体nioi、小铁头105;所述滑动小磁体nioi的上部通过细绳mi03依次经过定
滑轮VI199、定滑轮V97、定滑轮I1195、定滑轮W96与距离限定杆60的横向杆 上侧相连；所述滑动小磁体II101的下部通过细绳104依次经过定滑轮vmioo、 定滑轮VI98、定滑轮I194、定滑轮I93与距离限定杆60的横向杆下侧相连；
其中定滑轮vn99、定滑轮vmioo位于滑动小磁体nioi的上下侧，定滑轮
V97、定滑轮V I 98分别位于定滑轮VII99、定滑轮VIII100的左侧，定滑轮W 96、定滑轮I93位于距离限定干60的横向杆上下侧，定滑轮I1195、定滑轮I194 分别位于定滑轮IV96、定滑轮I 93的左侧；所述滑动小磁体IIIOI置于U型屏 蔽块附体17上方的小滑道mi02内，并与U型屏蔽块附体17上的小铁头105相
对应。小铁头io5可以为小磁体，它与滑动小磁体nioi之间的作用力与距离限
定杆60运动的距离近似为线性关系。使用时，可以将多个铁磁发动机在垂直于U型屏蔽块运动的方向上连锁成 直线或圆环状；还可以将多个铁磁发动机在平行于U型屏蔽块运动的方向上连
锁成直线；同时将垂直于U型屏蔽块运动的方向上连锁起来，形成铁磁发动机 矩阵或方阵的阵列。
铁磁发动机的一个(整体运动系统)可以由两个活塞公用，也就是利用等 距同效的性质将铁磁发动机安直线连锁起来。这样，连起来两个活塞用三个(整 体运动系统)，N个活塞用N+1个(整体运动系统)。这样，避免了N个活塞用 2N个(整体运动系统)。这样做的目的可以在同等能量下节省材料。如表格l
整体运 动系统 数234567N+l
活塞数12346N
二者之 比21.51.331.251.2U6极限1
当活塞数大于6时，相当于由原来的一个活塞控制2个(整体运动系统) 的运动变为一个活塞控制1个(整体运动系统)的运动，从而使铁磁发动机自 身的能量消耗进一步减小。
控制架I 8与控制架I1134 —侧的挡板I 12和挡板I132在平面上投影之间的 距离为两倍小长条28的横向长度。
18
权利要求1、一种铁磁发动机，由壳体和内置于壳体的发动机组成，所述发动机由动力输出系统、运转控制系统、反力调节系统和减振系统组成，其特征在于所述壳体上设有起停旋钮(1)；所述动力输出系统包括飞轮(2)和活塞(3)，所述飞轮(2)上设有连接轴(21)，并在主轴上安装有传动轮III(22)；所述飞轮(2)主轴通过连杆(4)经连接轴(21)与活塞(3)相连；且其传动轮III(22)的左上方和右下方分别设有固定在机体上的小磁体III(108)和小磁体IV(109)；所述运转控制系统包括谐振弹簧(30)、质量块(74)、U型屏蔽块(16)、带活动挡板I(7)的控制架I(8)、带开口的控制架II(9)及相互平行的活塞滑道I(10)和活塞滑道II(11)；驱使系统I、驱使系统II或驱使系统III；所述活塞(3)置于活塞滑道I(10)、活塞滑道II(11)之间；所述控制架I(8)上设有两个挡板I(12)，挡板I(12)之间安装有活塞滑道II(11)，其两侧均分别设置有固定永磁体I(13)和固定永磁体II(14)，其两侧端部设有固定在机体上的控制架复位弹簧I(15)；所述固定永磁体I(13)被U型屏蔽块(16)所包裹，其中一个U型屏蔽块(16)的一侧设有U型屏蔽块附体(17)，该附体(17)与起停旋钮(1)相对应；所述固定永磁体II(14)的一侧设有蓄能平衡弹簧(18)；所述每个U型屏蔽块(16)的下方连有一个T型连接板(25)，该连接板(25)之间通过平衡杆固定转轴(26)将平衡杆(27)与连接板(25)的轴连接在一起，且其横向板的上下两侧均连有固定在机体上的谐振弹簧(30)；且其横向板的上下侧通过细绳(75)经定滑轮(73)与质量块(74)相连；所述带开口的控制架II(9)上设有活动挡板II(32)，该挡板II(32)下方设有一个固定在机体上的小磁体V(110)并与活动挡板I(7)相对应，其开口部分与固定在反作用力运动永磁铁(29)上的小长条(28)相对应；所述带开口的控制架II(9)其两侧端部连有固定在机体上的复位弹簧II(33)且该控制架置于一组滑道(31)里；所述反作用力运动永磁铁(29)与所述连接板(25)相连；所述驱使系统I包括传动轮I(5)、传动轮II(6)、齿轮啮合机构；所述传动轮I(5)、传动轮II(6)依次通过传动带(19)与所述传动轮III(22)相连；所述传动轮I(5)、传动轮II(6)上均设有连着能量控制弹簧(20)的转动杆(23)，并通过细绳I(24)与U型屏蔽块(16)相连；所述齿轮啮合机构包括与控制架I(8)相对的控制架III(34)，该控制架III(34)下方设有一对齿条I(35)，其两侧端部分别设有小铁头，并且与小铁头相对应的位置设有固定在机体上的小磁体I(36)；所述齿条I(35)上设有通过轴连接的齿轮I(37)和传动轮IV(38)；所述传动轮IV(38)的轴上设有小齿轮，并通过传动带与小传动轮(39)相连；所述小传动轮(39)通过互相垂直的传动杆I(40)与传动杆I(40)另一端的转轮相连；所述驱使系统II包括与控制架I(8)相对的控制架V(76)和位于控制架V(76)下方的控制架V I(77)；所述控制架V(76)的下部带有齿条III(112)，上部设有两个挡板III(91)，并将活塞(3)夹持在两个挡板III(91)之间；所述齿条III(112)的下方设有齿轮III(79)和齿轮IV(80)，且齿轮III(79)中心设有小齿轮，其小齿轮与齿轮IV(80)相啮合；所述齿轮IV(80)中心设有小传动轮，其小传动轮通过传动带与其下方的转轮(81)相连；所述转轮(81)上绕有小绳(86)，且小绳(86)与置于滑道(88)间的滑动小磁体I(83)相连；所述控制架(77)V I上部设有两个与固定永磁体II(14)靠近的挡板II(78)，下部中间位置设有两个平行的长挡板(82)，且长挡板(82)的端头通过细绳II(87)与滑动小磁体I(83)相连；滑道(88)的下方有置于连接板附体(85)上的小磁体II(84)，与滑动小磁体I(83)相对应；所述驱使系统III包括置于滑道(112)里的控制架V II(89)、滑动小磁体I(83)；所述控制架V II(89)位于活塞滑道II(11)的下方，其两侧端部分别设有小铁头，并且与小铁头相对应的位置设有固定在机体上的小磁体V I(111)，上部设有两个与固定永磁体II(14)靠近的挡板IV(92)，下部中间位置设有两个平行的L型挡板(90)，且L型挡板(90)的端头与置于滑道(88)间的滑动小磁体I(83)相连；所述反力调节系统包括固定隔板(41)、反作用力固定永磁铁(42)和反作用力运动永磁铁(29)；所述固定隔板(41)两侧分别设有两个固定小块(43)，在每两个固定小块(43)之间设有反作用力调节弹簧(44)；所述反作用力固定永磁铁(42)位于固定隔板(41)的下方，并与位于固定隔板(41)的上方的所述反作用力运动永磁铁(29)相对应；所述减振系统由T型连接板(25)的横向板通过三段以上轴杆(107)链与固定体(106)相连构成。
2、 如权利要求1所述的铁磁发动机，其特征在于所述转动杆(23)通过 轻细杆与U型屏蔽块(16)相连。
3、 如权利要求1所述的铁磁发动机，其特征在于所述活塞滑道I (10) 上方设有永磁体I (67)，该永磁体I (67)与所述活塞(3)相连，其两侧与 所述固定软磁体(14)相对应的位置分别设有一个固定于机体上的永磁体II(68)。
4、 如权利要求1所述的铁磁发动机，其特征在于所述U型屏蔽块(16)的一端设有连接有铁块(69)的连接件(70)。
5、 如权利要求1所述的铁磁发动机，其特征在于所述U型屏蔽块(16) 由固定带插口的固定屏蔽块(71)和活动屏蔽块(72)组成，所述活动屏蔽块(72)插入固定屏蔽块(71)的插口内。
6、 如权利要求1所述的铁磁发动机，其特征在于所述固定永磁体(14) 采用固定软磁体。
7、 如权利要求1、 2、 3、 4、 5、 6或7所述的铁磁发动机，其特征在于 所述发动机还包括速度控制系统，该系统包括新平衡位置建立系统和位于控制 架I (8)和控制架III (34)之间的控制架IV (45)及限定杆前进系统；所述控 制架IV (45)的两端设有控制架复位弹簧，中部依次设有碰撞杆I (46)和L 型细杆(47)，且两者之间设有带小铁球(48)的T型传动杆II (49)，该传动 杆II (49)横杆与设在机体上的位置控制齿(50)相连；所述小铁球(48)位 于T型结构的交汇处，其两侧分别设有一个小弱磁铁(51)，且其中一个小弱磁 铁(51)与设在机体上的小滑道I (52)处于位置控制齿(50)和传动杆n (49) 之间；所述与L型细杆(47)相对的传动杆II (49)的一侧依次设有碰撞杆II(53)和L型碰撞杆(54);所述L型碰撞杆(54)与一端设有固定在机体上的 传动棒复位弹簧的传动棒I (55)相连，该传动棒I (55)中与复位弹簧相反 的另一端设有带活动头的小传动棒，并处于设在机体上的小滑道II (56)之间； 所述碰撞杆II (53)与一端设有固定在机体上的传动棒复位弹簧的传动棒n (57) 相连，该传动棒II (57)处于设在机体上的小滑道m (58)之间，且其中一侧 的小滑道m (58)下方设有限定杆附体(59);所述限定杆前进系统包括一端设 有弹簧活动头的距离限定杆(60)、套有轴套的小齿轮(61)和套有轴套的大齿 轮(62);所述距离限定杆(60)的一侧与限定杆附体(59)相连，同时在该侧 与限定杆附体(59)相对的距离限定杆(60)的一端设有齿条II (63);所述齿 条II (63)设有与其相啮合的齿轮II (64)，该齿轮II (64)与套有轴套、其上 设有小齿轮(61)的丝杆(65)相连；所述大齿轮(62)上设有手柄(66)，并 处在与小齿轮(61)啮合的位置；所述新平衡位置建立系统包括定滑轮I (93)、 定滑轮II (94)、定滑轮III (95)、定滑轮IV (96)、定滑轮V (97)、定滑轮VI (98)、定滑轮VII (99)、定滑轮VIII (100)、滑动小磁体II (101)、小铁头ao5);所述滑动小磁体n (ioi)的上部通过细绳ni (103)依次经过定滑轮VII (99)、定滑轮V (97)、定滑轮III (95)、定滑轮IV (96)与距离限定杆 (60)的横向杆上侧相连；所述滑动小磁体II (101)的下部通过细绳(104)依次经过定滑轮VIII (100)、定滑轮V I (98)、定滑轮II (94)、定滑轮I (93) 与距离限定杆(60)的横向杆下侧相连；所述滑动小磁体II (101)置于U型屏 蔽块附体(17)上方的小滑道III (102)内，并与U型屏蔽块附体(17)上的小 铁头(105)相对应。
专利摘要本实用新型涉及一种铁磁发动机，由壳体和内置于壳体的发动机组成。主要解决目前能源短缺和化石燃料污染环境的问题。该发动机由动力输出系统、运转控制系统、反力调节系统和减震系统组成，其中动力输出系统包括飞轮和铁块或永磁体活塞；运转控制系统包括谐振弹簧、质量块、U型屏蔽块、带挡板I且带活动挡板I的控制架I、带开口的控制架II及相互平行的活塞滑道I和活塞滑道II；驱使系统I；反力调节系统包括固定隔板和反作用力固定永磁铁。同时该发动机还包括速度控制系统，各系统相互连接，通过互相作用产生动能，使本实用新型实现高效的动力输出。
文档编号H02N11/00GK201393187SQ20092000568
公开日2010年1月27日 申请日期2009年4月5日 优先权日2009年4月5日
发明者元 吴 申请人:元 吴