专利名称：双作用交错耦合式磁能发生装置及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能源、动力系统，特别是一种集发电和动力输出功能于一体的双 作用交错耦合式磁能发生装置及其应用。
背景技术：
1821年法拉第发现通电导线能绕永久磁铁旋转，发明了永磁电机。1857年英国的 惠斯通用电磁铁代替永久磁铁，发明了电励磁方式，开创了电励磁电机的新纪元。但以上电 机都只是能量转换的工具。现有技术本人申请号为20101023拟64. 2的“双作用磁能发生装置及其应用”，是 一种集发电功能和动力输出功能于一体的磁能发生装置及其应用，其磁桥及感应绕组设置 在单段转子磁环或摆子磁铁的S磁极和N磁极之间，感应绕组产生的电流为非正弦电流。本发明采用双段交错耦合磁能发生装置，磁桥及感应绕组设在两段交错耦合的转 子磁环或两段摆子磁铁之间，磁桥的两端分别与一段磁铁的S极和另一段磁铁的N极连接， 感应绕组能产生正弦或接近正弦的电流，发电效果更佳。
发明内容
本发明是这样实现的一种双作用交错耦合式磁能发生装置，主要包括转子磁环 (1、1· 1)、磁桥(2)、摆子磁铁(3,3. 1)、摇柄(4)、感应绕组(5)、摇轴(6)、转子轭(7)、转轴 (8)、机壳(9)、接线盒(10)、电动机(11、12J6)、端盖(14)和轴承(15)，其特征是转子磁 环由两段空间上错开一极的8极或8极以上的磁环组成，一段磁环的S磁极与另一段磁环 的N磁极空间上对齐，反之亦然；摇轴有4条或4条以上，每条摇轴上设有两个摇柄，每个摇 柄上设有一个摆子磁铁；两个同轴的摆子磁铁的磁极方向相反，其中，一个摆子磁铁的S极 与一段转子磁环相对，另一个摆子磁铁的N极与另一段转子磁环相对；两段转子磁环的磁 对极数量是4的倍数，摇轴的数量是2的倍数，两段转子磁环的磁对极数量是摇轴数量的2 倍；一段转子磁环周围的摆子磁铁的数量与另一段转子磁环周围的摆子磁铁的数量相同， 摆子磁铁对称或平均分布在转子磁环的周围；在同一段转子磁环周围的摆子磁铁中，有一 半摆子磁铁的S极对着转子磁环，另一半摆子磁铁的N极对着转子磁环；一段转子磁环的S 极与另一段在空间上与之对齐的转子磁环的N极之间和/或两段同轴的摆子磁铁之间设有 磁桥，磁桥上设有感应绕组；转子磁环固定在转子轭上，或者，转子磁环通过转子磁桥固定 在转子轭上，转子轭固定在转轴上；转轴和摇轴通过轴承定位于端盖；接线盒设在机壳或 端盖上；电动机与转轴的输入端联接，或者，电动机的传动轴与转轴共轴。双作用交错耦合式磁能发生装置是一种可同时产生电能和动能的装置，其基本原 理是转子由电动机带动，转子转动时，转子磁环相对于摆子磁铁是一个交变磁场，摆子磁 铁与转子磁环交替产生吸力和斥力，一方面，转子磁环作用于摆子磁铁的磁力转换成摇柄 往复摆动的动力，通过摇轴向外输出机械往复回转运动的动力，另一方面，设在两段转子磁 环和/或两段摆子磁铁之间的磁桥的磁通量发生交替变化，设在磁桥上的感应绕组感应到电动势且产生电流。由于摆子磁铁作用于转子磁环的吸力和斥力是对称抵消的，理论上电 动机只需克服磨擦阻力就可以带动转子转动，而且在磁能转换成动能和电能的过程中，磁 能并没有损失或损失很少，因此，双作用交错耦合式磁能发生装置输出的动能与电能之和 远远大于电动机所需消耗的能量与磁损之和。一段磁环的磁极数量是8极或8极以上，而且是4的倍数，如8极、12极、16极、20 极等等。8极的磁环相当于磁环有4个S极向外、4个N极向外和4个S极向内、4个N极向 内，12极的磁环相当于磁环有6个S极向外、6个N极向外和6个S极向内、6个N极向内， 余此类推。一段转子磁环的S极与另一段转子磁环的N极用磁桥连接，用磁桥相连的两段 转子磁环的S极与N极可表述为磁对极，两段转子磁环的磁对极数量是4的倍数，两段8极 磁环有8对磁极，两段12极磁环有12对磁极，两段16极磁环16对磁极，余此类推。两段 转子磁环之间的磁桥的数量与两段转子磁环之间的磁对极数量相同，两段8极磁环之间设 有8个磁桥，两段12极磁环之间设有12个磁桥，两段16极磁环之间设有16个磁桥，余此 类推。摇轴的数量是2的倍数，如4条、6条、8条、10条等等。摇轴对称或平均分布在转子 磁环的周围。两段磁环的磁对极数量是摇轴数量的2倍，因此8极磁环与4条摇轴匹配，12 极磁环与6条摇轴匹配，16极磁环与8条摇轴匹配，余此类推。每条摇轴上设有两个(段) 摆子磁铁，因此两段8极磁环与8个摆子磁铁相对，其中，一段转子磁环的周围平均分布有 4个摆子磁铁。两段12极磁环与12个摆子磁铁相对，其中，一段转子磁环的周围平均分布 有6个摆子磁铁；两段16极磁环与16个摆子磁铁相对，其中，一段转子磁环的周围平均分 布有8个摆子磁铁，余此类推。在一段转子磁环周围的摆子磁铁中，有一半的摆子磁铁S极 对着转子磁环，另一半的摆子磁铁的N极对着转子磁环一段8极转子磁环周围的4个摆子 磁铁中，有2个摆子磁铁的S极对着转子磁环，有2个摆子磁铁的N极对着转子磁环，一段 12极转子磁环周围的6个摆子磁铁中，有3个摆子磁铁的S极对着转子磁环，有3个摆子磁 铁的N极对着转子磁环，余此类推。所述摆子磁铁为永久磁铁(3)或电磁铁(3. 1)，转子磁环是永磁体磁环(1)或电磁 铁磁环(1.1)或混励式磁环。摆子磁铁和转子磁环的磁极方向为径向或切向或轴向。同一段转子磁环周围的摆子磁铁的磁极既可以S极与N极相间排列，也可以参照 步进电机磁铁磁极的排列组合方式，按一定的规则排列组合。同一段转子磁环周围的摆子 磁铁的S极与N极的排列组合方式有S-N-S-N或S-S-N-N或S-S-S-N-N-N或S-S-N-S-N-N 或S-S-N-S-N-N-S-N等多种方式。以上排列组合方式的摆子磁铁作用于转子磁环的吸力和 斥力，理论上也可以相互对称抵消。摇轴的回转方向同样有多种组成方式，应根据需要确定 摆子磁铁的磁极的排列组合方式和摇轴回转方向的排列组合方式。摆子电磁铁由摆子铁芯和摆子绕组组成，摆子铁芯用硅钢片叠压而成。接入摆子 绕组的电流是直流电，摆子电磁铁产生的磁场是恒定磁场。永磁体磁环是由8块或8块以上S极和N极相间排列的磁钢组成的8极或8极以 上的磁环，磁环的磁极数量是4的倍数，如8极、12极、16极等，磁钢的数量是4的倍数，如8 块、12块、16块等。或者，利用充模或压模的方法制造一个完整的磁环，然后在一个特制的 夹具中进行充磁，采用该方法加工出的8极或8极以上的磁环。电磁铁磁环是由8个或8个以上电磁铁组成的、磁极设定为S极与N极相间排列的8极或8极以上的磁环，磁环的磁极数量是4的倍数，如8极、12极、16极等。电磁铁由 铁芯和励磁绕组组成，铁芯一般由硅钢片叠压而成，励磁绕组为绕线型绕组或鼠笼型绕组。 接入电磁铁磁环励磁绕组的电流是直流电，电磁铁磁环产生的磁场是恒定磁场。磁环的各 个励磁绕组可以用串联或并联的方法接线。混励式磁环是由电磁铁与磁钢组成的S极和N极相间排列的8极或8极以上的磁 环，磁环中的磁钢与电磁铁相间而设，磁环的磁极数量是4的倍数。接入电磁铁的电流是直 流电，电磁铁产生的磁场是恒定磁场。磁桥作为两段转子磁环和/或两段摆子磁铁的主要磁通路，架设在两段磁环和/ 或两段摆子磁铁之间。转子磁桥的一端与一段转子磁环的S极连接，转子磁桥的另一端与 另一段在空间上与之对齐的转子磁环的N极连接；摆子磁桥的一端与一段摆子磁铁的S极 连接，摆子磁桥的另一端与另一段同轴的摆子磁铁的N极连接。转子磁桥的数量与两段转 子磁环的磁对极数量或一段转子磁环的磁极数量相同。摆子磁桥的数量与摇轴的数量相 同。设在磁桥上的感应绕组为绕线型绕组。磁桥用导磁性材料制成，一般用硅钢片叠压而 成。由于架设在两段电磁铁磁环之间的磁桥也是用导磁材料制成的，因此转子磁桥的两端 可作为电磁铁磁环的铁芯，转子磁桥的两端亦是电磁铁磁环的一部分。双作用交错耦合式磁能发生装置为双作用交错耦合式永磁能发生装置或双作用 交错耦合式电磁能发生装置或双作用交错耦合式混合励磁磁能发生装置。双作用交错耦合 式永磁能发生装置的摆子磁铁是永久磁铁，转子磁环是永磁体磁环；双作用交错耦合式电 磁能发生装置的摆子磁铁是电磁铁，转子磁环是电磁铁磁环；双作用交错耦合式混合励磁 磁能发生装置的摆子磁铁为永久磁铁、转子磁环为电磁铁磁环或混励式磁环，或者，摆子磁 铁为电磁铁、转子磁环为永磁体磁环或混励式磁环。与普通的电机一样，电磁铁接入直流电和感应绕组输出电流需要有接线盒接线， 如果电磁铁的电源不是直流电，则需要用整流二极管或可控单向硅转换成直流电再接入电 磁铁。设在转子上的感应绕组产生的电流可通过集电环和电刷传送到接线盒，设在摆子磁 铁上的感应绕组产生的电流可直接通过导线传送到接线盒。磁能发生装置为向外输出的电 流为直流电或交流电。电动机(11、1幻设置在机壳内，与磁能发生装置的主体部分共用转轴和机壳，或 者，电动机06)设置在机壳外，与转轴的输入端联接。电动机的电源由蓄电池(XT)或外部 电源提供，或者，在转轴上设置人力启动杆(20)，磁能发生装置启动后产生的电能输送给电 动机。与普通的电机一样，磁能发生装置的电磁铁和感应绕组在工作的过程中会产生热 能，需要加设风扇或液体冷却装置，或者，在机壳上设散热片。双作用交错耦合式磁能发生装置产生的多个往复回转运动动力通过多条摇轴向 外输出，或者，利用联动齿轮(19)和/或椭轮09)将多条摇轴的往复回转运动动力集中于 其中一条摇轴或其中一个联动齿轮向外输出。由于联动齿轮往复回转的角度较小(约20 度左右)，因此联动齿轮与输出轴之间可通过摆角调节齿轮组08)传递动力，以放大并设 定摇轴输出的往复回转运动动力的运动角度。摆角调节齿轮组由一个或一个以上的齿轮组 成，摆角调节齿轮组力传递的过程是一个增速减矩的过程。由于联动齿轮和摆角调节齿轮 组齿轮只做有限角度的往复回转运动，因此联动齿轮、摆角调节齿轮组齿轮或部分摆角调
6节齿轮组齿轮可以用不完全齿轮替代。联动齿轮设在摇轴上，联动齿轮数与摇轴的数量相同，也是偶数。当一段转子磁环 周围的摆子磁铁按S极和N极相间的方式排列时，则相邻的摆子磁铁的摆动(旋转)方向 相反、相邻的联动齿轮的旋转(摆动)的方向相反，相邻的联动齿轮相互啮合。由于摇轴 和联动齿轮的数量是偶数，因此多个摇轴往复回转的动力可以集中于联动齿轮中的一个齿 轮或集中于其中一条摇轴输出。当摆子磁铁的S极与N极的排列组合方式中有S-S或N-N 时，则部分相邻的联动齿轮的回转方向相同、部分相邻的联动齿轮的回转方向相反，在回转 方向相同的两个联动齿轮之间加入一个椭轮、在回转方向相反的两个联动齿轮之间加入两 个椭轮，也可以实现将所有联动齿轮往复回转运动的动力集中于其中一个联动齿轮或集中 于其中一条摇轴输出。当磁能发生装置的尺寸较大时，为了减小联动齿轮的尺寸，可以在相 邻的联动齿轮之间加入椭轮，若两个相邻的联动齿轮的旋转方向相反，则两个相邻的联动 齿轮之间的椭轮的数量为偶数，若两个相邻的联动齿轮的旋转方向相同，则两个相邻的联 动齿轮之间的椭轮的数量为奇数。双作用交错耦合式磁能发生装置产生的机械往复回转运动动力通过摆动泵(16、 16. 1)转换成流体直流循环运动动力，再通过流体马达(17)转换成机械旋转运动动力输 出，或者，通过棘爪棘轮机构(22、2；3)和超越离合器04)转换成机械旋转运动动力输出。所述流体为液体或气体，所述摆动泵为液压泵或气压泵，所述流体马达为液压马 达或气压马达。摆动泵包括能将一个机械往复回转运动动力转换成流体直流循环运动动力的叶 片式或齿轮齿条活塞式或双齿轮双齿条活塞式或柱塞式或双螺旋式或回转式摆动泵和能 将4个或4个以上机械往复回转运动动力转换成流体直流循环运动动力的联动式或叶片式 或齿轮齿条活塞式或双齿轮双齿条活塞式或柱塞式或双螺旋式或回转式摆动泵。其中，联 动式摆动泵为齿轮齿条联动活塞式摆动泵(16)或齿轮齿条拨叉联动活塞式摆动泵或拨叉 联动活塞式摆动泵或齿轮联动叶片式摆动泵或齿轮联动螺旋式摆动泵或齿轮联动回转活 塞式摆动泵或齿轮联动柱塞式摆动泵。摆动泵的出入口端设有三通阀，或者，摆动泵的出口 和入口分开设置，在摆动泵的出口和入口内设置有单向阀。摆动泵内设有缓冲装置，以防止 摆动件与缸体相互碰撞，同时亦限制了摆子磁铁的摆动范围。缓冲装置是利用摆动件移动 到接近终点时，将摆动件和缸体之间的一部分流体封住，迫使流体从小孔或缝隙中挤出，从 而产生很大的阻力，使工作部件制动，避免摆动件和缸体的相互碰撞。流体传动马达的种类很多，基本形式有齿轮式、螺杆式、叶片式和柱塞式等，包括 径向柱塞马达、轴向柱塞马达、斜轴式柱塞马达、双斜盘式柱塞马达、连杆式马达、摆缸式马 达、滚柱式马达、轴向球塞式马达、螺杆式马达、叶片马达、摆线马达等等。棘爪棘轮机构由棘齿轮03)与一个棘爪机构02)或多个棘爪机构组成，是一种 能将一个或多个机械往复回转运动动力转换成机械间歇旋转运动动力的啮合式棘轮机构 或摩擦式棘轮机构；啮合式棘轮机构为外棘齿或内棘齿棘轮机构，齿形为三角形齿或矩形 齿；啮合式棘轮机构为单动式或双动式棘轮机构；摩擦式棘轮机构为偏心楔块式棘轮机构 或滚子楔紧式棘轮机构。由一个棘轮和多个棘爪机构组成的棘轮机构可以实现将多个机械 往复运动的动力转换成机械间歇旋转运动的动力。超越离合器的作用是将间歇性的旋转运 动转换成持续的旋转运动。
由于摆子磁铁只做往复回转运动，而且摆子磁铁与转子磁环的距离不能过大，必 须对摆子磁铁的摆动范围予以限制，以防止摆子磁铁与转子磁环相互碰撞。当双作用交错 耦合式磁能发生装置产生的机械往复回转运动的动力通过流体传动系统转换成机械旋转 运动动力输出时，可以利用摆动泵内的缓冲装置限制摆子磁铁的摆动范围。当磁能发生装 置产生的机械回转运动动力通过棘爪棘轮机构和超越离合器转换成机械旋转运动动力输 出时，需要在摇轴与棘爪棘轮机构之间设置缓冲限位器，利用缓冲限位器限制棘爪和摆子 磁铁的摆动范围。缓冲限位器包括齿轮式磁力缓冲限位器、杠杆式磁力缓冲限位器、液压缓 冲限位器、弹璜橡胶缓冲限位器等。电动机设置在发电机的机壳内，与发电机的主体部分共用转轴和机壳，或者，电动 机设置在发电机的机壳外，与转轴的输入端联接。电动机的电源由蓄电池(18)或外部电源 提供，或者，在转轴上设置人力启动杆(17)，磁能发电机启动后产生的电能输送给电动机。与普通的发电机一样，电励磁及电能的输出需要有接线盒。与普通的发电机一样， 磁能发电机的电磁铁和感应绕组在工作的过程中会产生热能，发电机需要加设风扇或液体 冷却装置，或者，在机壳上设散热片。与普通发电机一样，磁能发电机的电励磁需要用整流 二极管或单向可控硅整流，将交流电转换成直流电输出也需要用整流二极管或单向可控硅 整流。磁能发电机为输出直流电或交流电的单相或三相发电机。单相与三相交流发电机 的区别在于接线方法的不同。
图1、图2为本发明第一实施例结构示意图。图3、图4为本发明第二实施例结构示意图。图5、图6为本发明第三实施例结构示意图。图7、图8、图9为本发明第四实施例结构示意图。图10、图11为本发明第五实施例结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。第一实施例参见图1电机轴向整体结构示意图、图2电机主体结构三维图，一种双作用交错 耦合式永磁能发生装置，主要包括转子永磁体磁环(1)、磁桥O)、摆子永久磁铁(3)、摇 柄(4)、感应绕组(5)、摇轴(6)、转子轭(7)、转轴(8)、机壳(9)、接线盒(10)、电动机定子 (11)、电子动机转子(12)、风扇(13)、端盖(14)和轴承(15)，其特征是转子永磁体磁环由 两段空间上错开一极的S极与N极相间排列的8极永磁体磁环组成，一段磁环的S磁极与 另一段磁环的N磁极空间上对齐，反之亦然；摇轴有4条，每条摇轴上设有两个摇柄，每个 摇柄上设有一个摆子永久磁铁，同一摇轴上的两个摆子永久磁铁的磁极方向相反，一个摆 子永久磁铁的S极对着一段转子永磁体磁环，另一个摆子永久磁铁的N极对着另一段转子 永磁体磁环；一段转子永磁体磁环的周围有4个摆子永久磁铁，两段转子永磁体磁环的周 围共有8个摆子永久磁铁，摆子磁铁平均分布在转子永磁体磁环的周围，同一段转子永磁体磁环周围的摆子永久磁铁S极与N极相间排列；一段转子永磁体磁环的S极与另一段在 空间上与之对齐的转子永磁体磁环的N极之间设有磁桥，磁桥上设有感应绕组；转子永磁 体磁环通过磁桥固定在转子轭上，转子轭固定在转轴上；转轴和摇轴通过轴承定位于端盖； 接线盒设在机壳上；风扇设在转轴上；电动机的传动轴与转轴共轴，电动机转子设在转轴 上，电动机定子设在机壳上。转子由电动机带动，转子转动时，转子永磁体磁环相对于摆子 永久磁铁是一个交变磁场，摆子永久磁铁与转子永磁体磁环交替产生吸力和斥力，一方面， 转子永磁体磁环作用于摆子永久磁铁的磁力转换成摇柄往复摆动的动力，通过4条摇轴向 外输出4个机械往复回转运动的动力，另一方面，设在两段转子永磁体磁环之间的磁桥的 磁通量发生交替变化，设在磁桥上的感应绕组感应到电动势且产生电流。第二实施例参见图3电机轴向整体结构示意图、图4齿轮联动活塞式摆动泵结构示意图，一 种液压传动的双作用交错耦合式永磁能感应发电-动力机，主要包括双作用交错耦合式永 磁能发生装置、齿轮齿条联动活塞式摆动泵(16)和液压马达(17)。双作用交错耦合式永 磁能发生装置主要包括转子永磁体磁环(1)、磁桥( 、摆子永久磁铁C3)、摇柄(4)、感应绕 组(5)、摇轴(6)、转子轭(7)、转轴(8)、机壳(9)、接线盒(10)、电动机定子(11)、电子动机 转子(12)、风扇(13)、端盖(14)和轴承(1 。齿轮齿条联动活塞式摆动泵主要包括缸套 (16a)、0型密封圈(16b)、三通阀(16c)、端盖(16d)、缓冲装置(16e)、活塞(16f)、齿条杆 (16g)、销轴(1 )、齿轮(16i)、齿轮箱(16j)，4个齿轮分别通过销轴设在齿轮箱中，分布成 正方形，齿轮之间设有齿条杆，齿条杆的两侧设有齿条，齿轮与齿条杆啮合，齿轮与齿条杆 组成摆动泵的联动机构；活塞有两个，分别固定在一条齿条杆的两端，活塞上设有0型密封 圈；摆动泵内设有缓冲装置；缸套有两个，两个活塞分别设置在两个缸套内；两个缸套的一 端分别固定于齿轮箱的一侧，缸套的另一端设有端盖；两个端盖的出入口外设有三通阀。齿 轮齿条活塞式摆动泵有4个输入端，是一种能将4个机械往复回转运动动力转换成流体直 流循环运动动力的摆动泵。双作用交错耦合式永磁能发生装置的4条摇轴分别与齿轮齿条 活塞式摆动泵的4个输入端联接，摆动泵两端的三通阀出口通过管道(18)与液压马达的入 口连接，三通阀入口通过管道(18. 1)与液压马达的出口连接。双作用交错耦合式永磁能发 生装置运转时，一方面，向外输出电流，另一方面，通过4条摇轴向外输出4个机械往复回转 运动的动力，利用齿轮齿条联动活塞式摆动泵将4个机械往复回转运动动力转换成液压直 流循环运动动力，再通过液压马达转换成机械旋转运动动力。其余未述部份同第一实施例， 不再重复。第三实施例参见图5电机轴向整体结构示意图、图6联动齿轮结构示意图，一种双作用交错 耦合齿轮联动式电磁能发生装置，主要包括转子电磁铁磁环(1.1)、磁桥O)、摆子电磁铁 (3. 1)、摇柄(4)、感应绕组(5)、摇轴(6)、转子轭(7)、转轴(8)、机壳(9)、接线盒(10)、电动 机定子(11)、电子动机转子(12)、风扇(13)、端盖(14)、轴承(15)和联动齿轮(19)，转子电 磁铁磁环由两段空间上错开一极的S极与N极相间排列的8极电磁铁磁环组成，一段磁环 的S磁极与另一段磁环的N磁极空间上对齐，反之亦然；摇轴有4条，每条摇轴上设有两个 摇柄，每个摇柄上设有一个摆子电磁铁，同一摇轴上的两个摆子电磁铁的磁极方向相反，一 个摆子电磁铁的S极对着一段转子电磁铁磁环，另一个摆子电磁铁的N极对着另一段转子电磁铁磁环；一段转子电磁铁磁环的周围有4个摆子电磁铁，两段转子电磁铁磁环的周围 共有8个摆子电磁铁，摆子电磁铁平均分布在转子电磁铁磁环的周围，同一段转子电磁铁 磁环周围的摆子电磁铁S极与N极相间排列；一段转子电磁铁磁环的S极与另一段在空间 上与之对齐的转子电磁铁磁环的N极之间设有磁桥，磁桥上设有感应绕组；磁桥的两端作 为电磁铁磁环的铁芯设有励磁绕组，磁桥的两端亦是电磁铁磁环的一部分；接入电磁铁磁 环的励磁绕组和摆子励磁绕组的电流是直流电，电磁铁磁环和摆子电磁铁产生的磁场是恒 定磁场；联动齿轮有4个，分别设在4条摇轴上，相邻的联动齿轮相互啮合，相邻的联动齿轮 往复回转的方向相反；磁桥铁芯固定在转子轭上，转子轭固定在转轴上；转轴和摇轴通过 轴承定位于端盖；接线盒设在机壳上；风扇设在转轴上；电动机的传动轴与转轴共轴，电动 机转子设在转轴上，电动机定子设在机壳上。转子由电动机带动，转子转动时，转子电磁铁 磁环相对于摆子电磁铁是一个交变磁场，摆子电磁铁与转子电磁铁磁环交替产生吸力和斥 力，一方面，转子电磁铁磁环作用于摆子电磁铁的磁力转换成摇柄往复摆动的动力，摇柄带 动4条摇轴往复回转，利用联动齿轮将4条摇轴往复回转运动动力集中于其中一条摇轴向 外输出，另一方面，设在两段转子电磁铁磁环之间的磁桥的磁通量发生交替变化，设在磁桥 上的感应绕组感应到电动势且产生电流。第四实施例参见图7电机整体结构示意图、图8齿轮式磁力缓冲限位器结构示意图、图9双动 式棘爪棘轮机构结构示意图，一种棘爪棘轮机构传动的双作用交错耦合齿轮联动式电磁能 感应发电-动力机，主要包括双作用交错耦合齿轮联动式电磁能发生装置、齿轮式磁力缓 冲限位器、双动式棘爪棘轮机构(22、23)、超越离合器04)和输出轴(25)。双作用交错 耦合齿轮联动式电磁能发生装置主要包括转子电磁铁磁环(1. 1)、磁桥O)、摆子电磁铁 (3. 1)、摇柄(4)、感应绕组(5)、摇轴(6)、转子轭(7)、转轴(8)、机壳(9)、接线盒(10)、电动 机定子(11)、电子动机转子(12)、风扇(13)、端盖(14)、轴承(15)、联动齿轮(19)和人工辅 助启动杆(20)，转轴延伸至端盖外的一端设有人工辅助启动杆，当电动机没有电源启动时， 用人力转动人工辅助启动杆的方法启动，磁能发生装置启动后，产生的电流供给电动机，再 由电动机带动转轴转动，实现机器的持续循环运作。齿轮式磁力缓冲限位器主要包括箱体 Ola)、输入轴齿轮Qlb)大小齿轮副Qlc)、齿轮轴Old)、末级小齿轮Qle)、摆动杆磁铁 Olf)、定子磁铁Olg)、接线盒(22h)和电刷011)，输入轴齿轮、三级大小齿轮副、末级小 齿轮和设有摆动杆磁铁的摆动杆别通过齿轮轴和轴承依次定位于箱体，末级小齿轮和摆动 杆磁铁固定于同一齿轮轴；齿轮式磁力缓冲限位器的第二条轴为齿轮式磁力缓冲限位器的 输出轴；由于齿轮式磁力缓冲限位器的输入轴齿轮与输出轴齿轮之间的力传递的过程是增 速减矩的过程，因此齿轮式磁力缓冲限位器具有双重作用限制和设定摆子磁铁的摆动范 围和放大摇轴输出的回转运动动力的回转角度。磁能发生装置产生的多个机械往复回转运 动动力通过联动齿轮集中于其中一条摇轴输出，该摇轴与齿轮式磁力缓冲限位器的输入端 联接，利用齿轮式磁力缓冲限位器限制、设定摆子磁铁的摆动范围和放大摇轴回转运动的 角度，齿轮式磁力缓冲限位器的输出端与双动式棘爪机构0 联接，棘轮通过超越离 合器与输出轴联接，利用棘爪棘轮机构将磁能发生装置产生的机械往复回转运动动力转换 成机械间歇旋转运动动力，再通过超越离合器转换成机械旋转运动动力输出。其余未述部 份同第三实施例，不再重复。
第五实施例参见图10电机整体结构示意图、图11 一种联动齿轮结构示意图，一种液压传动的 双作用交错耦合齿轮联动式混合励磁磁能感应发电-动力机，主要包括双作用交错耦合齿 轮联动式混合励磁磁能发生装置、齿轮齿条活塞式摆动泵(16. 1)和液压马达(17)。双作用 交错耦合齿轮联动式混合励磁磁能发生装置主要包括转子永磁体磁环(1)、磁桥O)、摆 子电磁铁(3. 1)、摇柄(4)、感应绕组(5)、摇轴(6)、转子轭(7)、转轴(8)、机壳(9)、接线盒 (10)、风扇(13)、端盖(14)、轴承(15)、联动齿轮(19)、电动机(沈)、蓄电池(27)、摆角调节 齿轮组08)和椭轮(四)，转子永磁体磁环由两段空间上错开一极的S极与N极相间排列的 8极永磁体磁环组成，一段磁环的S磁极与另一段磁环的N磁极空间上对齐，反之亦然；摇 轴有4条，每条摇轴上设有两个摇柄，摇柄上设有摆子电磁铁，同一摇轴上的两个摆子电磁 铁磁极方向相反，一个摆子电磁铁的S极对着转子永磁体磁环，另一个摆子电磁铁的N极对 着转子永磁体磁环；一段转子永磁体磁环的周围有4个摆子电磁铁，两段转子永磁体磁环 的周围共有8个摆子电磁铁，摆子电磁铁平均分布在转子永磁体磁环的周围，同一段转子 永磁体磁环周围的摆子电磁铁S极与N极相间排列；一段转子永磁体磁环的S极与另一段 在空间上与之对齐的转子永磁体磁环的N极之间设有磁桥，磁桥上设有感应绕组；联动齿 轮有4个，分别设在4条摇轴上，相邻的两个联动齿轮之间设有两个椭轮，相邻的联动齿轮 往复回转的方向相反，利用椭轮减小联动齿轮的尺寸，利用联动齿轮和椭轮将4条摇轴的 机械往复回转运动动力集中于其中一条摇轴，该摇轴与输出轴之间设有摆角调节齿轮组； 摆角调节齿轮组由4个齿轮组成，其力传递的过程是增速减矩的过程，利用摆角调节齿轮 组放大摇轴回转运动的角度；转子永磁体磁环通过磁桥铁芯固定在转子轭上，转子轭固定 在转轴上；转轴和摇轴通过轴承定位于端盖；接线盒设在机壳上；风扇设在转轴上；电动机 设在机壳外，电动机与转轴的输入端联接；电动机启动的电源由蓄电池提供。齿轮齿条活塞 式摆动泵两端的出口和入口分开设置，出口和入口内都设有单向阀，是一种能将一个机械 往复回转运动动力转换成液压直流循环运动动力的摆动泵。双作用交错耦合齿轮联动式混 合励磁磁能发生装置的输出轴与齿轮齿条活塞式摆动泵的输入端联接，齿轮齿条活塞式摆 动泵两端的两个出口通过管道(18)与液压马达的入口连接，两个入口通过管道(18. 1)与 液压马达的出口连接。磁能发生装置产生的机械往复回转运动动力通过齿轮齿条活塞式摆 动泵转换成液压直流循环运动动力，再通过液压马达转换成机械旋转运动动力。
权利要求
1.一种双作用交错耦合式磁能发生装置，主要包括转子磁环(1、1.1)、磁桥O)、摆子 磁铁(3,3. 1)、摇柄(4)、感应绕组(5)、摇轴(6)、转子轭(7)、转轴(8)、机壳(9)、接线盒 (10)、电动机(11、12、26)、端盖(14)和轴承(15)，其特征是转子磁环由两段空间上错开一 极的8极或8极以上的磁环组成，一段磁环的S磁极与另一段磁环的N磁极空间上对齐，反 之亦然；摇轴有4条或4条以上，每条摇轴上设有两个摇柄，每个摇柄上设有一个摆子磁铁； 两个同轴的摆子磁铁的磁极方向相反，其中，一个摆子磁铁的S极与一段转子磁环相对，另 一个摆子磁铁的N极与另一段转子磁环相对；两段转子磁环的磁对极数量是4的倍数，摇轴 的数量是2的倍数，两段转子磁环的磁对极数量是摇轴数量的2倍；一段转子磁环周围的摆 子磁铁的数量与另一段转子磁环周围的摆子磁铁的数量相同，摆子磁铁对称或平均分布在 转子磁环的周围；在同一段转子磁环周围的摆子磁铁中，有一半摆子磁铁的S极对着转子 磁环，另一半摆子磁铁的N极对着转子磁环；一段转子磁环的S极与另一段在空间上与之对 齐的转子磁环的N极之间和/或两段同轴的摆子磁铁之间设有磁桥，磁桥上设有感应绕组； 转子磁环固定在转子轭上，或者，转子磁环通过转子磁桥固定在转子轭上，转子轭固定在转 轴上；转轴和摇轴通过轴承定位于端盖；接线盒设在机壳或端盖上；电动机与转轴的输入 端联接，或者，电动机的传动轴与转轴共轴。
2.根据权利要求1所述一种双作用交错耦合式磁能发生装置，其特征是所述摆子磁铁 为永久磁铁C3)或电磁铁(3. 1)，转子磁环是永磁体磁环(1)或电磁铁磁环(1. 1)或混励式 磁环；摆子磁铁和转子磁环的磁极方向为径向或切向或轴向。
3.根据权利要求2所述一种双作用交错耦合式磁能发生装置，其特征是永磁体磁环是 由8块或8块以上S极和N极相间排列的磁钢组成的8极或8极以上的磁环，或者，用充模 或压模的方法制造一个完整的磁环，然后在一个特制的夹具中进行充磁，采用该方法加工 出的8极或8极以上的磁环，磁环的磁极数量是4的倍数；电磁铁磁环是由8个或8个以上 电磁铁组成的、磁极设定为S极与N极相间排列的8极或8级以上的磁环，磁环的磁极数量 是4的倍数；混励式磁环是由电磁铁与磁钢组成的S极与N极相间排列的8极或8极以上 的磁环，磁环中的磁钢与电磁铁相间而设，磁环的磁极数量是4的倍数。
4.根据权利要求1所述一种双作用交错耦合式磁能发生装置，其特征是电动机(11、 12)设置在机壳内，与磁能发生装置的主体部分共用转轴和机壳，或者，电动机06)设置在 机壳外，与转轴的输入端联接；电动机的电源由蓄电池(XT)或外部电源提供，或者，在转轴 上设置人力启动杆(20)，磁能发生装置启动后产生的电能输送给电动机。
5.根据权利要求1所述一种双作用交错耦合式磁能发生装置，其特征是磁能发生装置 产生的多个往复回转运动动力通过多条摇轴向外输出，或者，利用联动齿轮(19)和/或椭 轮09)将多条摇轴的往复回转运动动力集中于其中一条摇轴或其中一个联动齿轮向外输 出ο
6.根据权利要求5所述一种双作用交错耦合式磁能发生装置，其特征是磁能发生装置 产生的机械往复回转运动动力通过摆动泵(16、16. 1)转换成流体直流循环运动动力，再通 过流体马达(17)转换成机械旋转运动动力输出，或者，通过棘爪棘轮机构(22、2；3)和超越 离合器04)转换成机械旋转运动动力输出。
7.根据权利要求6所述一种双作用交错耦合式磁能发生装置，其特征是所述流体为液 体或气体，所述摆动泵为液压泵或气压泵，所述流体马达为液压马达或气压马达。
8.根据权利要求7所述一种双作用交错耦合式磁能发生装置，其特征是所述摆动泵包 括能将一个机械往复回转运动动力转换成流体直流循环运动动力的叶片式或齿轮齿条活 塞式(16. 1)或双齿轮双齿条活塞式或柱塞式或双螺旋式或回转式摆动泵和能将4个或4 个以上机械往复回转运动动力转换成流体直流循环运动动力的联动式或叶片式或齿轮齿 条活塞式或双齿轮双齿条活塞式或柱塞式或双螺旋式或回转式摆动泵，其中，联动式摆动 泵为齿轮齿条联动活塞式摆动泵(16)或齿轮齿条拨叉联动活塞式摆动泵或拨叉联动活塞 式摆动泵或齿轮联动叶片式摆动泵或齿轮联动螺旋式摆动泵或齿轮联动回转活塞式摆动 泵或齿轮联动柱塞式摆动泵；摆动泵的出入口端设有三通阀，或者，摆动泵的出口和入口分 开设置，在摆动泵的出口和入口内设置有单向阀；摆动泵内设有缓冲装置。
9.根据权利要求6所述一种双作用交错耦合式磁能发生装置，其特征是所述棘爪棘轮 机构由棘齿轮与一个棘爪机构0 或多个棘爪机构组成，是一种能将一个或多个机 械往复回转运动动力转换成机械间歇旋转运动动力的啮合式棘轮机构或摩擦式棘轮机构； 啮合式棘轮机构为外棘齿或内棘齿棘轮机构，齿形为三角形齿或矩形齿；啮合式棘轮机构 为单动式或双动式棘轮机构；摩擦式棘轮机构为偏心楔块式棘轮机构或滚子楔紧式棘轮机 构。
10.根据权利要求5或6所述一种双作用交错耦合式磁能发生装置，其特征是联动齿轮 与摆动泵之间设有摆角调节齿轮组08)；联动齿轮与棘爪棘轮机构之间设有摆角调节齿 轮组和缓冲限位器。
全文摘要
本发明涉及一种双作用交错耦合式磁能发生装置及其应用，双作用交错耦合式磁能发生装置主要包括转子磁环、磁桥、摆子磁铁、摇柄、感应绕组、摇轴、转子轭、转轴和电动机，转子磁环由两段空间上错开一极的8极或8极以上的磁环组成，摇轴有4条或4条以上，每条摇轴上设有两个摇柄，每个摇柄上设有一个摆子磁铁，一段转子磁环的S极与另一段在空间上与之对齐的转子磁环的N极之间和/或两段同轴的摆子磁铁之间设有磁桥，磁桥上设有感应绕组。磁能发生装置是一种能同时输出电能和动能的装置，该装置输出的机械往复回转运动动力通过摆动泵和流体马达转换成机械旋转运动动力，或者，通过棘爪棘轮机构和超越离合器转换成机械旋转运动动力。
文档编号H02N11/00GK102148590SQ20101053041
公开日2011年8月10日 申请日期2010年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者李贵祥 申请人:李贵祥