专利名称：一种磁动力装置及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种利用磁能增大功率输出的装置，尤其涉及一种磁动力装置及其使用方法，具体适用于提高输出功率、动力输出的均匀连贯性。
背景技术：
永磁铁有同性相斥，异性相吸的特性，当两块大小相同、磁力相等的条形磁铁以同名磁极指向同一方向、相互平行的状态正对放置时，减小两磁铁间的距离，两磁铁间的排斥力会导致两磁铁错开。中国专利公开号为CN101552578A，
公开日为2009年10月7日发明专利公开了一种把磁能转变成机械能的装置，包括机架、缸套、支架、转轴、连杆、电动机、皮带传动装置、磁屏蔽板和永磁铁块。它的特点是在缸套内设有两个通孔，在每个通孔上固定有一块静 止的永磁铁块，每个通孔内各设有一块活动的永磁铁块，在两对静止和活动的永磁铁块之间设有一块非导磁材料制成的磁屏蔽板，当不需要两磁场斥力时，磁屏蔽板阻断两磁块之间的磁场，当需要斥力时，移开磁屏蔽板，使两永磁铁块产生的斥力，通过连杆驱动曲轴旋转，达到作功的目的。虽然该发明能利用永磁铁同性相斥，异性相吸的特点，通过小功率的输入，加之磁能的质能以获得较大功率的输出，但其仍有以下缺陷
1、磁动力不足、输出功率小该发明中当两磁铁之间的距离超过一定范围时，两磁块之间便无相互作用力，导致滑动磁块受力不足，无法正常运动，影响了曲轴的正常运转；
2、磁动力单元数目较少该发明仅仅依靠两组磁块单元来维持曲轴的运转，曲轴动力不足，带动负载后效果不佳，且曲轴输出的动力不够连贯均匀，造成该装置使用效果差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的磁动力不足、输出功率小、动力不均匀的问题，提供一种磁动力较足、输出功率较大、动力均匀连贯的磁动力装置及其使用方法。为实现以上目的，本发明的技术解决方案是
一种磁动力装置，包括曲轴、主电动机和至少两个磁动力单元，所述磁动力单元包括滑动永磁铁和顶部永磁铁，顶部永磁铁设置于其所对应的滑动永磁铁上方，滑动永磁铁的两侧与导向通道两内侧滑动配合，滑动永磁铁的底部通过曲轴连杆与曲轴上的连杆轴颈相连接，曲轴的输入轴与主电动机的输出轴相连接；
所述磁动力单元还包括背部永磁铁，背部永磁铁与滑动永磁铁一一对应，滑动永磁铁所在导向通道的正后方设置有与该滑动永磁铁相对应的背部永磁铁，滑动永磁铁的顶部磁极与其所对应的背部永磁铁的顶部磁极为同名磁极，滑动永磁铁的顶部磁极与其所对应的顶部永磁铁的底部磁极为同名磁极；
所述曲轴的输入轴与主电动机的输出轴相连接，曲轴的输出轴通过飞轮与动力输出轴相连接；
所述曲轴、曲轴连杆、导向通道和飞轮都采用不导磁材料制作。
所述磁动力单元还包括滑块与滑块固定座，所述滑块的两侧与导向通道两内侧设置的导向槽滑动配合，滑块的背面与滑动永磁铁的正面固定连接，滑块的底部通过滑块固定座与曲轴连杆的一端相连接，曲轴连杆的另一端与连杆轴颈相连接；
所述滑块和滑块固定座都采用不导磁材料制作。所述磁动力装置还包括背部调整装置，所述背部调整装置包括背部滑轨、背部导柱、背部导套和背部磁铁固定部；
所述背部永磁铁的背面通过背部磁铁固定部与背部导柱的一端固定连接，背部导柱的另一端与背部推动架固定连接，背部推动架的中部与背部丝杆的一端螺纹配合，背部丝杆的另一端与背部控制电机的输出轴固定连接，所述背部导柱外套有背部导套，背部导套与背部滑轨固定连接，背部滑轨与背部磁铁固定部滑动配合；
所述背部滑轨、背部导柱、背部导套和背部磁铁固定部都采用不导磁材料制作。所述磁动力装置还包括顶部调整装置，所述顶部调整装置包括顶部导柱、顶部导·套和顶部推动架；
所述顶部永磁铁的顶部与顶部导柱的一端固定连接，顶部导柱的另一端与顶部推动架固定连接，顶部推动架的中部与顶部丝杆的一端螺纹配合，顶部丝杆的另一端与顶部控制电机的输出轴固定连接，所述顶部导柱外套有顶部导套，顶部导套的底部与机壳固定连接;
所述顶部导柱和顶部导套都采用不导磁材料制作。所述滑动永磁铁与背部永磁铁的形状一致，且滑动永磁铁、背部永磁铁的横截面均呈等腰梯形。所述磁动力单元的数量为四个。一种上述磁动力装置的使用方法，所述使用方法包括以下步骤
第一步先按使用要求选择滑动永磁铁、背部永磁铁、顶部永磁铁，再将其安装于磁动力装置上，安装后，顶部永磁铁位于其对应的滑动永磁铁的正上方，背部永磁铁位于其对应的滑动永磁铁的后方；
第二步先开启主电动机，由主电动机的输出轴带动曲轴、飞轮加速旋转，同时，曲轴上的连杆轴颈通过曲轴连杆带动滑动永磁铁沿其对应的导向通道上下滑动；
在滑动过程中，当滑动永磁铁上行到导向通道顶部时，滑动永磁铁、顶部永磁铁之间的排斥力促使滑动永磁铁下行，下行的滑动永磁铁通过曲轴连杆给其对应的连杆轴颈以反向推力；
第三步当主电动机转速达到额定转速时，调节背部永磁铁向正前方移动，以使背部永磁铁与其对应的滑动永磁铁进行磁力配合，此时，所述磁动力装置正常运行。所述第三步中的磁力配合包括滑动永磁铁的上行过程与滑动永磁铁的下行过程，具体为
A、滑动永磁铁的上行过程包括以下依次进行的四个阶段
当滑动永磁铁的顶部磁极低于背部永磁铁的底部磁极时滑动永磁铁受到向上的磁吸引力和连杆轴颈向上的推力；
当滑动永磁铁的顶部磁极位于背部永磁铁的顶部磁极、底部磁极之间时滑动永磁铁受到向下的磁排斥力和曲轴连杆向上的推力，磁排斥力小于推力；当滑动永磁铁的顶部磁极高于背部永磁铁的顶部磁极时滑动永磁铁受到向上的磁排斥力和曲轴连杆向上的推力，驱使滑动永磁铁带动曲轴连杆向上加速运动；
当滑动永磁铁底部磁极高于背部永磁铁的顶部磁极时滑动永磁铁受到背部永磁铁向下的磁吸引力和顶部永磁铁向下的磁排斥力，驱使滑动永磁铁减速后反向加速下行；
B、滑动永磁铁的下行过程包括以下依次进行的四个阶段
当滑动永磁铁底部磁极高于背部永磁铁的顶部磁极时滑动永磁铁受到背部永磁铁向下的磁吸引力、顶部永磁铁向下的磁排斥力和曲轴连杆向下的拉力；
当滑动永磁铁的底部磁极位于背部永磁铁的顶部磁极、底部磁极之间时滑动永磁铁受到向上的磁排斥力和曲轴连杆向下的拉力，磁排斥力小于拉力；
当滑动永磁铁的底部磁极低于背部永磁铁的底部磁极时滑动永磁铁受到向下的磁排斥力和曲轴连杆向下的拉力，驱使滑动永磁铁带动曲轴连杆加速向下运动；
当滑动永磁铁的顶部磁极低于背部永磁铁的底部磁极时滑动永磁铁受到向上的磁吸引力。所述第三步中当滑动永磁铁、背部永磁铁进行磁力配合时滑动永磁铁、背部永磁铁之间的距离依照以下公式确定
权利要求
1.一种磁动力装置，包括曲轴(I)、主电动机(15)和至少两个磁动力单元，所述磁动力单元包括滑动永磁铁(3)和顶部永磁铁(J)，顶部永磁铁(7)设置于其所对应的滑动永磁铁(3)上方，滑动永磁铁(3)的两侧与导向通道(2)两内侧滑动配合，滑动永磁铁(3)的底部通过曲轴连杆(12)与曲轴(I)上的连杆轴颈(11)相连接，曲轴(I)的输入轴与主电动机(15)的输出轴相连接，其特征在于 所述磁动力单元还包括背部永磁铁(6)，背部永磁铁(6)与滑动永磁铁(3) —一对应，滑动永磁铁(3)所在导向通道(2)的正后方设置有与该滑动永磁铁(3)相对应的背部永磁铁(6)，滑动永磁铁(3)的顶部磁极与其所对应的背部永磁铁(6)的顶部磁极为同名磁极，滑动永磁铁(3)的顶部磁极与其所对应的顶部永磁铁(7)的底部磁极为同名磁极； 所述曲轴(I)的输入轴与主电动机(15)的输出轴相连接，曲轴(I)的输出轴通过飞轮(16)与动力输出轴(14)相连接； 所述曲轴(I)、曲轴连杆(12)、导向通道(2)和飞轮(16)都采用不导磁材料制作。
2.根据权利要求I所述的一种磁动力装置，其特征在于所述磁动力单元还包括滑块(31)与滑块固定座(13)，所述滑块(31)的两侧与导向通道(2)两内侧设置的导向槽(21)滑动配合，滑块(31)的背面与滑动永磁铁(3)的正面固定连接，滑块(31)的底部通过滑块固定座(13)与曲轴连杆(12)的一端相连接，曲轴连杆(12)的另一端与连杆轴颈(11)相连接; 所述滑块(31)和滑块固定座(13)都采用不导磁材料制作。
3.根据权利要求I或2所述的一种磁动力装置，其特征在于所述磁动力装置还包括背部调整装置(4)，所述背部调整装置(4)包括背部滑轨(41)、背部导柱(42)、背部导套(43)和背部磁铁固定部(47)； 所述背部永磁铁(6)的背面通过背部磁铁固定部(47)与背部导柱(42)的一端固定连接，背部导柱(42)的另一端与背部推动架(44)固定连接，背部推动架(44)的中部与背部丝杆(45)的一端螺纹配合，背部丝杆(45)的另一端与背部控制电机(46)的输出轴固定连接，所述背部导柱(42)外套有背部导套(43)，背部导套(43)与背部滑轨(41)固定连接，背部滑轨(41)与背部磁铁固定部(47)滑动配合； 所述背部滑轨(41)、背部导柱(42)、背部导套(43)和背部磁铁固定部(47)都采用不导磁材料制作。
4.根据权利要求I或2所述的一种磁动力装置，其特征在于所述磁动力装置还包括顶部调整装置(5)，所述顶部调整装置(5)包括顶部导柱(51)、顶部导套(52)和顶部推动架(53)； 所述顶部永磁铁(7)的顶部与顶部导柱(51)的一端固定连接，顶部导柱(51)的另一端与顶部推动架(53)固定连接，顶部推动架(53)的中部与顶部丝杆(54)的一端螺纹配合，顶部丝杆(54)的另一端与顶部控制电机(55)的输出轴固定连接，所述顶部导柱(51)外套有顶部导套(52)，顶部导套(52)的底部与机壳(8)固定连接； 所述顶部导柱(51)和顶部导套(52)都采用不导磁材料制作。
5.根据权利要求I或2所述的一种磁动力装置，其特征在于所述滑动永磁铁(3)与背部永磁铁(6)的形状一致，且滑动永磁铁(3)、背部永磁铁(6)的横截面均呈等腰梯形。
6.根据权利要求I或2所述的一种磁动力装置，其特征在于所述磁动力单元的数量为四个。
7.—种权利要求I或2所述的磁动力装置的使用方法，其特征在于所述使用方法包括以下步骤 第一步先按使用要求选择滑动永磁铁(3)、背部永磁铁(6)、顶部永磁铁(7)，再将其安装于磁动力装置上，安装后，顶部永磁铁(7)位于其对应的滑动永磁铁(3)的正上方，背部永磁铁(6)位于其对应的滑动永磁铁(3)的后方； 第二步先开启主电动机(15)，由主电动机(15)的输出轴带动曲轴(I )、飞轮(16)加速旋转，同时，曲轴(I)上的连杆轴颈(11)通过曲轴连杆(12)带动滑动永磁铁(3)沿其对应的导向通道(2)上下滑动； 在滑动过程中，当滑动永磁铁(3)上行到导向通道(2)顶部时，滑动永磁铁(3)、顶部永磁铁(7 )之间的排斥力促使滑动永磁铁(3 )下行，下行的滑动永磁铁(3 )通过曲轴连杆(12 )给其对应的连杆轴颈(11)以反向推力； 第三步当主电动机(15)转速达到额定转速时，调节背部永磁铁(6)向正前方移动，以使背部永磁铁(6)与其对应的滑动永磁铁(3)进行磁力配合，此时，所述磁动力装置正常运行。
8.根据权利要求7所述的一种磁动力装置的使用方法，其特征在于 所述第三步中的磁力配合包括滑动永磁铁(3)的上行过程与滑动永磁铁(3)的下行过程，具体为 A、滑动永磁铁(3)的上行过程包括以下依次进行的四个阶段 当滑动永磁铁(3)的顶部磁极低于背部永磁铁(6)的底部磁极时滑动永磁铁(3)受到向上的磁吸引力和连杆轴颈(11)向上的推力； 当滑动永磁铁(3)的顶部磁极位于背部永磁铁(6)的顶部磁极、底部磁极之间时滑动永磁铁(3)受到向下的磁排斥力和曲轴连杆(12)向上的推力,磁排斥力小于推力； 当滑动永磁铁(3)的顶部磁极高于背部永磁铁(6)的顶部磁极时滑动永磁铁(3)受到向上的磁排斥力和曲轴连杆(12)向上的推力，驱使滑动永磁铁(3)带动曲轴连杆(12)向上加速运动； 当滑动永磁铁(3)底部磁极高于背部永磁铁(6)的顶部磁极时滑动永磁铁(3)受到背部永磁铁(6 )向下的磁吸引力和顶部永磁铁(7 )向下的磁排斥力，驱使滑动永磁铁(3 )减速后反向加速下行； B、滑动永磁铁(3)的下行过程包括以下依次进行的四个阶段 当滑动永磁铁(3)底部磁极高于背部永磁铁(6)的顶部磁极时滑动永磁铁(3)受到背部永磁铁(6)向下的磁吸引力、顶部永磁铁(7)向下的磁排斥力和曲轴连杆(12)向下的拉力； 当滑动永磁铁(3)的底部磁极位于背部永磁铁(6)的顶部磁极、底部磁极之间时滑动永磁铁(3)受到向上的磁排斥力和曲轴连杆(12)向下的拉力,磁排斥力小于拉力； 当滑动永磁铁(3)的底部磁极低于背部永磁铁(6)的底部磁极时滑动永磁铁(3)受到向下的磁排斥力和曲轴连杆(12)向下的拉力，驱使滑动永磁铁(3)带动曲轴连杆(12)加速向下运动； 当滑动永磁铁(3)的顶部磁极低于背部永磁铁(6)的底部磁极时滑动永磁铁(3)受到向上的磁吸引力。
9.根据权利要求7所述的一种磁动力装置的使用方法，其特征在于所述第三步中 当滑动永磁铁(3)、背部永磁铁(6)进行磁力配合时滑动永磁铁(3)、背部永磁铁(6)之间的距离依照以下公式确定P — IB/ \ ο ·e — /5000 ， 其中，F为滑动永磁铁(3 )、背部永磁铁(6 )之间的排斥力，单位为千克；Β为滑动永磁铁(3)、背部永磁铁(6)之间的磁感应强度，即磁通密度，单位为高斯；S为气隙截面积，单位为平方厘米。
10.根据权利要求7所述的一种磁动力装置的使用方法，其特征在于 所述使用方法还包括第四步当要关闭所述磁动力装置时，先调节背部永磁铁(6)向后移动以取消背部永磁铁(6)、滑动永磁铁(3)之间的磁力配合，再关闭主电动机(15)，此时，所述磁动力装置被关闭。
全文摘要
一种磁动力装置，包括曲轴、主电动机和至少两个磁动力单元，所述主电动机的输出轴依次通过曲轴、飞轮与动力输出轴相连接，所述磁动力单元中的滑动永磁铁通过曲轴连杆与曲轴上的连杆轴颈相连接，滑动永磁铁所在导向通道的正后方设置有与该滑动永磁铁相对应的背部永磁铁，滑动永磁铁上方对应设置有顶部永磁铁；使用时，滑动永磁铁与背部永磁铁之间的排斥力，促使滑动永磁铁通过曲轴连杆带动曲轴加速旋转。本发明不仅磁动力足、输出功率大，而且输出动力均匀连贯、稳定性高。
文档编号H02N11/00GK102904490SQ201210422850
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者李逵 申请人:随州市双翼隆基机械科技有限公司