专利名称：一种具有识别能力的磁吸引装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁吸引装置技术领域，具体是一种具有识别能力的磁吸引装置，可用
于生物或化学反应的模拟。
背景技术：
众所周知，磁铁有南北两极，南极与北极互相吸引。电荷有正负两种，带正电荷的物体与带负电荷的物体互相吸引。它们之间共同的特点就是只有两种互相吸引的客体，而且同一种类的不同客体之间互相吸引的性质是完全一样的，即它们之间的作用力没有识别能力。 很多学科如生物学、化学中有很多现象说明世界上存在多种具有识别能力的相互作用关系，如生命遗传物质DNA中的碱基对A与T， C与G的识别性配对现象，使得遗传物质能够以A、C、G、T四种碱基为基础进行准确的编码和复制；化学中不同构象大分子之间的化学反应，构象不对就不能进行反应。如果要对这些具有识别能力的作用力关系进行深入的研究，就需要一种直观的方式对这些作用力进行模拟。而直到目前还没见到在这些领域进行有识别能力的模拟装置或方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是设计一种具有识别能力的磁吸引装置，该装置可以以结构类似的形式被复制若干个后组成一个系统。每个装置都有用于互相识别的标记，每个装置作为系统的一个单元而存在，当两个单元互相靠近时，双方可以根据对方的标记确定是否吸引对方。 本发明的技术解决方案是在磁吸引装置有若干个可与其它装置发生作用的作用面，每个作用面的内侧设置有相应的识别模块、标记模块和磁吸引模块。标记模块由若干个紧贴作用面内侧的小磁铁阵列，识别模块由n(n > 1)个可被磁铁吸引而发生位移的小铁片阵列、开关和逻辑电路组成，逻辑电路内部存有一个n位二进制数字，每个小铁片连接一个开关的簧片。所述磁吸引模块由可转动的强磁体和附属装置组成，所述附属装置由电源、转动锁紧装置和定位弹簧构成；当该一个磁吸引装置的作用面与一目标面(即另一装置的作用面)靠近时，该作用面识别模块的一部分小铁片会被目标面对应置上的小磁铁吸引而发生位移，此时与小铁片连接的簧片也会发生位移，从而使开关发生动作将数字信号"0"、"1"输入到逻辑电路，逻辑电路将输入的数字信息与内部的数字信息相比较，如果相同则将输出端置为高电平；该作用面的标记模块也会以同样的方式使目标面识别模块的逻辑电路输出变为高电平。当识别模块的逻辑电路输出为高电平时，强磁体的锁紧装置松开，强磁体可以在外磁场作用下自由旋转，从而使该作用面与目标面的两个强磁体的不同磁极相对，实现互相吸引的功能。 应用本发明的装置的识别吸引能力可以模拟生物学中的有自组装现象，比如DNA中的四种基本碱基对A、C、G、T就可以用四个这样的磁吸引装置进行模拟；也可以用来模拟
3化学中的不同构象大分子之间的化学反应。另外，该装置也可以作为智能型玩具的组件，开 发儿童的智力。
图1为本发明磁吸引装置一个作用面的构成示意图 图2为本发明两个磁吸引装置相互作用时相对位置示意图 图3为磁吸引装置作用原理示意图 图4为使用该装置模拟核苷酸分子的示意图 图5为使用该装置作为智能型积木的示意图
具体实施例方式
如图1-图3所示。图中的附图标记1为标记模块中的小磁铁，2为强磁体，3为识 别模块中的小铁片，4为强磁体的定位弹簧，5为开关定位弹簧。本发明的每一个磁吸引装 置有若干个可与其它装置发生作用的作用面，每个作用面由识别模块、标记模块和磁吸引 模块构成。识别模块紧贴作用面内侧，由n(n > 1)个可被磁铁吸引而发生位移的小铁片阵 列3、开关和一个逻辑电路组成，每个小铁片连接一个开关的簧片5。标记模块由若干个小 磁铁构成的磁铁阵列1组成，小磁铁1的位置与小铁片3的位置相对应。磁吸引模块由一 个可沿自己中心转动的强磁体2和附属装置组成，附属装置有电源、转动锁紧装置、定位弹 簧4等，小铁片阵列的n个小铁片呈一定分布，用来检测目标面(即另一装置的作用面)的 相应位置上有没有小磁铁；如果有，小铁片3就会被小磁铁1吸引产生位移并使相应的开关 闭合。将开关闭合用数字"1"表示，开关断开用数字"0"表示，图3所示的逻辑电路接收到 的数字信号则是"111101"，如果逻辑电路内部的数字也是"111101"，逻辑电路就会将输出 端置为高电平，使转动锁紧装置松开，使强磁体自由旋转，与此同时，该作用面的标记模块 也会使目标面的强磁体自由旋转，这时两个强磁体将会在自身磁场相互作用下旋转并将不 同磁极对接，然后牢牢吸引在一起。[从而将作用面和目标面吸在一起，如图2所示，如果作 用面的标记与目标面逻辑电路中的数字不符，则逻辑电路不会动作，锁紧装置锁紧，强磁体 无法自由旋转，从而也无法将两个作用面牢牢吸引在一起。当两个面被强制分离时，强磁体 会在定位弹簧作用下回到原来位置，小铁片也会在定位弹簧作用下断开所有开关并使逻辑 电路输出低电平，然后使锁紧装置将强磁体锁紧。每个装置都可以有若干个这个的作用面 使不同装置之间可以进行复杂多样的组合。 DNA中核苷酸分子之间的键合配对依赖于氢键的形成，而氢键的形成是两个核苷 酸分子以合适的方位接近时形成的，方位不对是不会形成氢键的，也不会键合。本发明所述 的电子装置的识别性吸引是以作用面为单位的，作用面不匹配或接近的方位不对也不会发 生吸引，因此可以用本装置的一个作用面去模拟两个核苷酸分子以合适的方位接近时氢键 的形成，从而可以更深入的研究生命遗传物质进行生物遗传的具体机制。图4为使用该装 置模拟核苷酸分子的示意图，其中6为碱基，7为戊糖，8为磷酸链，9为模拟碱基之间用氢 键键合的作用面，10、11为模拟磷酸链上的磷酸二酯键，图左为DNA分子链正在开链的示意 图，图右为核苷酸分子模拟装置的结构图。每个核苷酸分子仅用三个作用面就可进行模拟。
本装置也可作为开发儿童智力的玩具使用。图5为使用该装置作为智能型积木的
4示意图。每个装置有6个作用面，相对的两个面标记模块相同并涂成一样的颜色，三组作用 面分布涂成蓝色、绿色和红色。使用此装置作为积木的基本单位就可以组合出各种形态各 异的"建筑"了。这种积木彼此之间不需要任何连接装置，拆卸简单，重新组合也简单，适合 于年龄较小的儿童使用。
权利要求
一种具有识别能力的磁吸引装置，其特征在于该装置具有若干个识别性磁吸引功能的作用面，每个作用面有相应的标记模块、识别模块和磁吸引模块，也可以没有界限分明的作用面，仅有用于识别性磁吸引的标记模块、识别模块和磁吸引模块，所述标记模块由紧贴作用面内侧的小磁铁阵列(1)组成，识别模块由小铁片阵列(3)、开关和逻辑电路组成，小铁片阵列(3)的位置与小磁铁阵列(1)的位置相对应，每个小铁片连接一个开关的簧片(5)，所述逻辑电路内部存有一个n位二进制数字；所述磁吸引模块由可转动的强磁体(2)和附属装置组成，附属装置由电源、转动锁紧装置和定位弹簧构成；当该作用面与目标面即另一装置的作用面靠近时，该作用面的部分小铁片被目标面的小磁铁吸引而发生位移，此时与小铁片连接的开关簧片(5)也发生位移从而使开关发生动作将数字信号“0”、“1”输入到逻辑电路，逻辑电路将输入的数字信息与内部的数字信息相比较，如果相同则将输出端置为高电平，该作用面的标记模块也会以同样的方式使目标面识别模块的逻辑电路输出变为高电平，当识别模块的逻辑电路输出为高电平时，强磁体(2)的锁紧装置松开，强磁体在外磁场作用下自由旋转，从而使该作用面与目标面的两个强磁体的不同磁极相对，实现作用面与目标面互相吸引的功能。
2. 根据权利要求1所述的具有识别能力的磁吸引装置，其特征在于根据各装置逻辑 电路内存二进制数字，作用面与目标面上的小铁片阵列(3)与小磁铁阵列(1)的数量可以 相同，也可以不相同，用以产生相互识别的数字信号。
3. 根据权利要求1所述的具有识别能力的磁吸引装置，其特征在于每个磁吸引装置 作为系统的一个单元，都有用于互相识别的标记，当两个单元互相靠近时，双方根据对方的 标记确定是否吸引对方。
4. 根据权利要求1或3所述的具有识别能力的磁吸引装置，其特征在于该装置以结构类似的形式被复制若干个后组成一个内部关系复杂的系统。
全文摘要
本发明提供一种具有识别能力的磁吸引装置，该装置可以以结构类似的形式被复制若干个后组成一个系统。每个装置都有用于互相识别的标记，每个装置作为系统的一个单元而存在，当两个单元互相靠近时，双方可以根据对方的标记来确定是否吸引对方。该装置有若干个可与其它装置发生作用的作用面，每个作用面的内侧有相应的识别模块、标记模块和磁吸引模块。该装置可以用来模拟生物学中的自组装现象，比如DNA中的四种基本碱基对A、C、G、T就可用四种这样的电子装置进行模拟；也可以用来模拟化学中的不同构象大分子之间的化学反应。另外，该装置也可以作为智能型玩具的组件，开发儿童的智力。
文档编号H01F7/04GK101719409SQ20091021927
公开日2010年6月2日 申请日期2009年12月24日 优先权日2009年12月24日
发明者郭超 申请人:西安航天化学动力厂