专利名称：变角式永磁动力机的制作方法
技术领域：
本发明属永磁能开发机械领域，具体涉及永磁能利用的永磁动力机。
背景技术：
人类生存的地球有两大恒久性能源，一个是太阳能，另一个就是永磁能，太阳能是 表面能源，能源密度较低，开发成本高，受地理和气候影响较大，不具备替代化石能源的可 能性，那么，人类未来能源的最大希望就是永磁能的开发，第一，通过稀土永磁节能电机的 研发成功，永磁能的存在已被证实，第二，全世界钕铁硼年产量可达15万吨，可以满足永磁 能设备的需求，第三，永磁铁可以反复充磁使用，人工合成的强磁铁表面吸力可以达到自身 重量的640倍，现已应用于诸多领域，但作为能源的实用性研究还没有实质性突破，但它却 是最具价值和希望的能源。风能、太阳能和海洋能都属于不稳定能源，且开发成本高。因受资源条件限制，不 能在世界范围内得到均衡发展和利用，因此，要解决能源问题，必须对永磁能进行深入细致 的研究，找出最好的开发设计方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效利用永磁能，且构造简单、实用的机械设备。本发明由星齿轮1、星齿轮轴2、主齿轮3、主轴轴承4、左端盖5、方形磁块6、弧形 磁块7、左壳体8、右壳体9、刹车10、定子转盘11、星轮轴承12、磁力转轮13、右端盖14和主 轴15组成，其中左壳体8与右壳体9固接，左壳体8和右壳体9外侧分别与左端盖5和右 端盖14固接。主轴15贯穿于左壳体8和右壳体9的主轴轴孔I 19，主轴15中部固接有主 齿轮3，主轴15两侧固接有磁力转轮13，磁力转轮13的弧形磁槽20内固接有弧形磁块7。 主轴15两端经一对主轴轴承4支撑于左端盖5和右端盖14，主轴15右端穿过右端盖14中 心孔；一对主轴轴承4分别镶嵌于左端盖5和右端盖14的内侧中心。星齿轮轴2中部固接 有星齿轮1，星齿轮轴2两端经固接的定子转盘11的转盘轴套28支撑于星轮轴承12，星轮 轴承12分别镶嵌于左壳体8和右壳体9的星轮轴承孔18，定子转盘11的方形磁槽24内固 接有方形磁块6。星齿轮1与主齿轮3互相啮合。刹车10置于磁力转轮13正上方的右壳 体9上。左壳体8和右壳体9上设有星轮轴承孔18、主轴轴孔I 19。磁力转轮13上设有弧形磁槽20、加强板21、主轴轴孔II 22和磁块隔板23。定子转盘11上设有方形磁槽24、槽壁25、键槽26、转盘套27和转盘轴28。磁力转轮13上的弧形磁块7至少为两个，星齿轮1和定子转盘11也至少为两个。磁力转轮13上所有弧形磁块7所对圆心角之和等于或略小于180度，弧形磁块7 的个数为主齿轮3齿数与星齿轮1齿数的倍数。 磁力转轮13的弧形磁槽20内固接有的弧形磁块7，其N极面向内S极面向外，或 S极面向内N极面向外；固接于方形磁槽24的方形磁块6，其N极和S极共有面向外。
本发明的工作原理根据实验证明，在控制磁铁不翻转的条件下，方形磁块6N极和S极的共有面在弧 形磁块7的单极面N极或S极的表面上会产生滑动吸引力，从一端滑向另一端，因此本发明 完成结构组合后，打开刹车10，一部分弧形磁块7在另一部分方形磁块6的吸引力作用下， 会带动磁力转轮13旋转，与磁力转轮13同轴的主齿轮3又通过星齿轮1带动定子转盘11 旋转，方形磁铁6随定子转盘11以逆时针转动，不停的变换角度吸引弧形磁铁7按顺时针 旋转，形成一个往复循环作用系统，因定子转盘11的转动时产生的径向压力全部作用于星 轮轴承12，因此阻力较小，耗能只有产能的3%左右，因此本发明是成立的，在本发明中，一 个磁力转轮13上所有弧形磁块7所对圆心角之和等于或略小于180度，弧形磁块7的个数 恰好是主齿轮3齿数与星齿轮1齿数的倍数，例如，具有4个弧形磁块7的磁力转轮13，每 个弧形磁块7所对应的圆心角应该是45度，当磁力转轮13与主齿轮3转动45度角时，星 齿轮1与定子转盘11旋转的角度应该是180度，也就是说，当方形磁块6逆时针旋转180度时，弧形磁块7受吸引力作用，按顺时针方向转动 了一个45度角的身位，在这个过程中吸引力大于排斥力，能量的大小表现为正弦曲线，当 方形磁铁6继续转动下一个180度过程中，排斥力大于吸引力时，恰好是弧形磁块7之间的 空白之处，也不会有阻力产生。
图8图12是本发明弧形磁块7与方形磁块6运动形态和位置关系示意图，图 8是方形磁铁6的双极面与弧形磁块7的N极右端平行接触时的情形，为运动的初始，这时 的作用力相互抵消，没有运动阻力；图9是方形磁铁6转动45度角、弧形磁块7转过1/4圆 心角时的情形，这时，排斥力减小，吸引力增强；图10是方形磁铁转动90度，弧形磁铁7转 过1/2圆心角时的情形，这时，吸引力达到最大值；图11和图12与图9和图8情形大致相 同，在本发明中，方形磁块6和弧形磁块7错位排列，在一部分磁铁引力最小时，另一部分引 力达到最大值，因此本发明始终含有能量，只要打开刹车10，就会快速转动起来，再由于惯 性的作用，使本发明具有稳定的能量输出。本发明利用永磁铁之间存在的另外一种形式的吸引力，根据磁铁间相互位置变化 所产生的运动规律和特点，进行科学设计，通过旋转，将永磁能转换为机械能，由于永磁铁 的吸力可达到自重的600倍以上，而本发明所述的磁铁之间产生的引力是自重的100倍左 右，作用力的大小以较小的方形磁块为基准，如两个磁力转轮上共有16个方形磁块，其中 有8块在产生作用力，如果一个方形磁块重3公斤，那么它产生的吸引力就有300公斤，8块 方形磁块共产生2400公斤的力，如果旋转半径是0.6米，扭矩可达到14000牛顿.米，如果 转速达到1000转/分，去掉耗能部分，输出功率可达1. 2兆瓦左右。本发明能有效利用永磁能，且构造简单、易于制造，可在电力、交通、机械动力、航 空航天等领域广泛应用。
图1为永磁动力机总体结构主视2为左壳体(8)的主视3为左壳体⑶的左视4为磁力转轮(13)的主视图
图5为磁力转轮(13)的左视6为定子转盘(11)的主视7为定子转盘(11)的左视8—图12为弧形磁块(7)与方形磁块(6)运动形态和位置关系示意图其中1.星齿轮2.星齿轮轴3.主齿轮4.主轴轴承5.左端盖6.方形磁 块7.弧形磁块8.左壳体9.右壳体10.刹车11.定子转盘12.星轮轴承13.磁 力转轮 14.右端盖 15.主轴 16.油封I 17.油封II 18.星轮轴承孔 19.主轴轴 孔120.弧形磁槽21.加强板22.主轴轴孔II 23.磁块隔板24.方形磁槽25.槽 壁26.键槽27.转盘套28.转盘轴
具体实施例方式本发明大体为对称结构，由星齿轮1、星齿轮轴2、主齿轮3、主轴轴承4、左端盖5、 方形磁块6、弧形磁块7、左壳体8、右壳体9、刹车10、定子转盘11、星轮轴承12、磁力转轮 13、右端盖14和主轴15组成，经如下方式装配左壳体8和右壳体9上设有星轮轴承孔18、主轴轴孔I 19 ；磁力转轮13上设有弧 形磁槽20、加强板21、主轴轴孔II 22和磁块隔板23 ；定子转盘11设有方形磁槽24、槽壁 25、键槽26、转盘套27和转盘轴28。将16个星轮轴承12和油封II 17分别装入左壳体8和右壳体9的星轮轴承孔18 上，并用卡环限位固定，再将两个油封I 16装入主轴轴孔I 19;主齿轮3与主轴15定位键 接后，主轴15的一端装入左壳体8。8个星齿轮1分别与8个星齿轮轴2定位键接后，星齿轮轴2的一端通过油封II 17和星轮轴承12也装入左壳体8，装入时要调整好星齿轮轴2和主轴15上键槽的预定角 度和标记，再将一个星齿轮1与主齿轮3啮合，然后转动主齿轮3，再将星齿轮1逐个与主齿 轮3啮合性装配，使方形磁块6和弧形磁块7的重心重合时，方形磁块6的两极中分线与弧 形磁块7的中分线重合，并与其切线垂直参考图10，然后将所有轴的另一端装入右壳体9 ； 再将左壳体8与右壳体9固接。将16个方形磁块6的双极面分别粘固在16个定子转盘11 的方形磁槽24内，再将定子转盘11通过转盘套27与星齿轮轴2紧固性键接的同时，转盘 轴28的外表面与星轮轴承12和油封II 17旋转配合。安装刹车10后，将两个磁力转轮13从主轴15的两端装入，并定位键接，然后先调 紧刹车10，再将弧形磁块7的N极面粘固在磁力转轮13的弧形磁槽20内，最后安装左端盖 5和右端盖14。本发明中所有使用的金属部件必须是不锈钢、或铝合金等与磁铁不产生作用的材 料。本发明的具体应用范围1.电力领域本发明单机输出最大功率可设定在2兆瓦左右，可带动1. 5兆瓦的 发电机，单机占地面积30平方米左右，本发明易维修，造价低，为同功率风力发电机造价的 30%。还可为农户设计小型发电机，每千瓦1000元以下。2.交通领域通过液压蓄能马达或电磁调速器的配合，可设计成各种型号的发动 机，应用于船舶、火车、汽车、农用车和军工车辆等各种交通工具和功能设备上。
3.机械动力领域可为工程机械、泵类、压缩机、风机等提供动力，通过液压稳速 器的控制，可调整到需要的转速。4.航空航天领域可替代液体燃料和太阳能为星际飞行和星球表面考察提供动力，还可为小型飞机和飞行器提供动力。5.可满足各种机器人，尤其是海洋机器人的能源供应。
权利要求
一种变角式永磁动力机，其特征在于由星齿轮(1)、星齿轮轴(2)、主齿轮(3)、主轴轴承(4)、左端盖(5)、方形磁块(6)、弧形磁块(7)、左壳体(8)、右壳体(9)、刹车(10)、定子转盘(11)、星轮轴承(12)、磁力转轮(13)、右端盖(14)和主轴(15)组成，其中左壳体(8)和右壳体(9)由螺栓(10)固接，左壳体(8)和右壳体(9)外侧分别与左端盖(5)和右端盖(14)固接；主轴(15)贯穿于左壳体(8)和右壳体(9)的主轴轴孔I(19)，主轴(15)中部固接有主齿轮(3)，主轴(15)两侧固接有磁力转轮(13)，磁力转轮(13)的弧形磁槽(20)内固接有弧形磁块(7)；主轴(15)两端经一对主轴轴承(4)支撑于左端盖(5)和右端盖(14)，主轴(15)右端穿过右端盖(14)中心孔；一对主轴轴承(4)分别镶嵌于左端盖(5)和右端盖(14)的内侧中心；星齿轮轴(2)中部固接有星齿轮(1)，星齿轮轴(2)两端经固接的定子转盘(11)的转盘轴套(28)支撑于星轮轴承(12)，星轮轴承(12)分别镶嵌于左壳体(8)和右壳体(9)的星轮轴承孔(18)，定子转盘(11)的方形磁槽(24)内固接有方形磁块(6)；星齿轮(1)与主齿轮(3)互相啮合；刹车(10)置于磁力转轮(13)正上方的右壳体(9)上。
2.按权利要求1所述的变角式永磁动力机，其特征在于所述的左壳体(8)和右壳体 (9)上设有星轮轴承孔(18)、主轴轴孔I (19)。
3.按权利要求1所述的变角式永磁动力机，其特征在于所述的磁力转轮(13)上设有弧 形磁槽(20)、加强板(21)、主轴轴孔II (22)和磁块隔板(23)。
4.按权利要求1所述的变角式永磁动力机，其特征在于所述的定子转盘(11)上设有方 形磁槽(24)、槽壁(25)、键槽(26)、转盘套(27)和转盘轴(28)。
5.按权利要求1所述的变角式永磁动力机，其特征在于所述的磁力转轮(13)上的弧形 磁块(7)至少为两个，星齿轮(1)和定子转盘(11)也至少为两个。
6.按权利要求1所述的变角式永磁动力机，其特征在于所述的磁力转轮(13)上所有弧 形磁块(7)所对圆心角之和等于或略小于180度，弧形磁块(7)的个数为主齿轮(3)齿数 与星齿轮(1)齿数的倍数。
7.按权利要求1所述的变角式永磁动力机，其特征在于所述的磁力转轮(13)的弧形磁 槽(20)内固接有的弧形磁块(7)，其N极面向内S极面向外，或S极面向内N极面向外；固 接于方形磁槽(24)的方形磁块(6)，其N极和S极共有面向外。
全文摘要
变角式永磁动力机属永磁能开发机械领域，本发明中左右壳体固接，其外侧与左右端盖固接；主轴贯穿于左右壳体主轴轴孔，主轴中部固接有主齿轮，两侧固接有磁力转轮，弧形磁槽内固接有弧形磁块；主轴两端经主轴轴承支撑于左右端盖，主轴右端穿过右端盖中心孔；主轴轴承镶嵌于左右端盖的内侧中心；星齿轮轴中部固接有星齿轮，星齿轮轴两端经固接的定子转盘的转盘轴套支撑于星轮轴承，星轮轴承分别镶嵌于左右壳体的星轮轴承孔，定子转盘的方形磁槽内固接有方形磁块。星齿轮与主齿轮互相啮合。刹车置于磁力转轮正上方的右壳体上，本发明能有效利用永磁能，构造简单、成本低、易制造，可在电力、交通、机械动力、航空航天等领域广泛应用。
文档编号H02N11/00GK101814869SQ20101014930
公开日2010年8月25日 申请日期2010年4月19日 优先权日2010年4月19日
发明者安明武 申请人:安明武