专利名称：永动式磁动机及其用法和用途的制作方法
永动式磁动机及其用法和用途
(-)技术领域。本发明涉及永动式磁动机技术领域。
背景技术：
。磁场是一种能量场，永磁体也是一种重要的能源材料，但却一直没有制造出实用 原动机产品。赵韩和田杰2009年6月出版的《磁力机械学》一书列举了磁力齿轮、磁力联 轴器及磁力吸盘等典型永磁型磁力工作机，而没有提及任何关于利用永磁材料制造原动机 的信息。近几十年，不断有研究者进行磁力永动机的研究，但都未获得实用性成果。因此制 造永动式磁动机的研究曾被一些研究者认定为是“错误的研究方向”，或认为是不可能实现 的科学梦想。永磁型原动机之所以难产，是因为永磁体的磁极作用力总是具有相互抵消性， 任何一个正向动力都可能被同时存在的反向阻力所抵消。所以，制作磁力永动机一直是人 们渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题。
发明内容。本发明所要解决的技术问题是找到克服永磁体磁性作用力互相抵消性的技术方 法，制造出能够连续运转的永磁力原动机，使永磁场能成为真正实用的能量场，使永磁材料 从机械工具变成机械动力。本发明所采用的技术方案是制造一种永动式磁动机。这种永动式磁动机由传动机 构、磁力引擎、控制机构和机壳组成。传动机构由一个带动力输出机构的中心传动主轴、一 个或多个以中心传动主轴为旋转轴的转臂、平面连接各转臂的转盘或纵向连接各转臂的转 杆、一个以中心传动主轴为圆心的环形轨道、一个或多个安装于转臂端部沿环形轨道做定 向转动的轨道转轮组成。磁力引擎系由磁定子和磁转子组成的动力发生机构。磁定子由 U形永磁体或其它磁路性质相同的磁性构件及其支撑和控制机构组成。磁定子的连体端固 定在支架上，开口端的磁极柱都垂直于环形轨道的载轮平面。一个以上磁定子沿径向或轴 向连续排列构成一个磁定子组。磁定子组沿环形轨道可以设置多个，磁定子组之间的间隔 距离是磁转子组旋转一周周长的整数倍。磁转子由U形永磁体、条形永磁体或其它磁路性 质相同的磁性构件、固定磁性构件的轨道转轮或与轨道转轮同角速度旋转的飞轮或构架组 成。磁转子的一极或两极为动力发生极。动力发生极设置于轨道转轮或磁转子飞轮圆面的 弦、切线或圆外直线位置，其磁极端面的朝向与轨道转轮旋转方向相反。当磁转子的动力发 生极旋转到磁定子的动力发生位时，与磁定子的同名动力发生极处于气隙最小的端面相对 状态，且U型磁转子与磁定子的极间域平面互成90°——270°夹角。共用一个轨道转轮 的多个磁转子组成一个磁转子组。一个磁定子组组成一个推手。一个磁转子组组成一个引 擎。围绕一个环形轨道设置的所有推手和引擎组成一个磁动机结构层。控制机构由启动电 机及其传动机构、磁力引擎离合器和制动器、主轴离合变向机构及其它人工或电子自动控 制机构组成。磁力引擎离合器是使磁定子的同名磁极离开磁转子的动力发生极的控制机 构。磁力引擎制动器是使磁定子的异名磁极靠近或面对磁转子的动力发生极的控制机构。主轴离合变向机构是向工作机正向或反向输出转动的机构。机壳由支撑能力强的材料组 成，直接或通过支撑构件承载静件。磁动机按中心传动主轴的取位方向分为立式和卧式磁 动机。按轨道转轮与环形轨道的位置关系分为转盘式磁动机和转刷式磁动机。多个转盘式 磁动机结构层沿中心传动主轴连续排列便组成塔形磁动机。转盘式磁动机或转盘式磁动机 和转刷式磁动机联合可组成车用对偶式磁动机，磁动机的所有构件或机构都可分拆生产和 组装。磁力引擎离合器和制动器由固定于磁定子支架上的定位齿轮、与各定位齿轮啮合 的环形驱动齿轮或驱动齿条及其支撑和操控机构组成。驱动齿轮或驱动齿条可以是只在与 定位齿轮啮合处设有轮齿的不完整齿轮或齿条。操控机构为一个以驱动齿轮或驱动齿条为 从动件的主动齿轮。主动齿轮可通过手动或机动控制驱动齿轮或驱动齿条的移动或定位。主轴离合变向机构是在中心传动主轴的动力输出端设置两个不同半径的主动齿 轮，可由半径大的主动齿轮与一个传动齿轮组成空间齿轮传动副，或由半径小的主动齿轮 与一个传动齿轮组成平面齿轮传动副。工作机传动轴与一个前后端都装有齿轮的套轴以导 向平键连接。套轴的前后端齿轮通过轴向移动可与主动齿轮或与齿轮传动副的传动齿轮啮 合或分离。套轴外设有拨叉和操纵杆，通过移动拨叉，套轴可沿导向平键做轴向移动，向前 或向后与对应的齿轮啮合或处于两齿轮的中间位，导致工作机传动轴正转、反转或停转。塔形转盘式磁动机由多个转盘式磁动机结构层在轴向上连续叠置而成，转盘式磁 动机的环形轨道及磁定子均由机壳底面或固定在机壳壁面上的底托支撑。同一层面的转臂 由转盘或转环固定和连接。不同层面的转臂或转盘可由平行于中心传动主轴的连杆固定和 连接。环形轨道体的底面与环形轨道支架固定连接，顶面为载轮面。磁定子沿转盘平面径 向排布，其各个磁极柱都平行于中心传动主轴。轨道转轮和磁转子通过轴承绕轴转动。轴 与转臂直接衔接或平行。磁转子组与磁定子组上下相对或侧面相对。转刷式磁动机的环形轨道及磁定子都安装于机壳侧壁或侧壁支架上，磁定子按异 名极相邻方式在壳臂面上沿轴向排布。各磁定子的磁极柱都垂直于中心传动主轴。环形轨 道的载轮面位于轨道体的内圆柱面。轨道转轮和磁转子飞轮固定在轨道转轮联动轴上。轴 通过固定在轨道转轮联动轴轴承支架上的轴承旋转。轴向线垂直于转臂而与中心传动主轴 平行。磁转子组位于磁定子组的内圈。各层位的同相位转臂可由平行于中心传动主轴的 连杆贯通性连在一起，形成转刷式磁动机。车用对偶式磁动机由两个转盘式磁动机结构层反向对接组成，呈底平壁直的圆柱 形，中间加或不加转刷式磁动机结构层。环形轨道、磁定子组及控制机构设置在机壳的两端 底板或侧壁上，磁极柱都指向机器内部。轨道转轮与环形轨道载轮面之间采用齿轮传动。两 个转盘式磁动机结构层可分别独立设置或共用一个中心传动主轴，在机器侧部设置顶盖的 开关机构。机壳用承载能力强的抗磁性材料制成。永动式磁动机的用法和用途包括将永动式磁动机用于制作磁力发电机、水路和陆 路交通工具的原动机、重要冰雪环境的动力装置及环境保护和气候改造装置。具体使用方 法和用途包括1)以永动式磁动机为磁轮机，将永动式磁动机的中心传动主轴与发电机的转子轴 传动连接便组成磁力发电机。磁力发电机不安装主轴离合变向机构。磁力发电机除可用作 普通电源使用外，还特别适用于重要政治和军事目标的常用或备用电源、抢险救灾的应急电力供应、海上工作平台或水下生产生活空间、岛屿、偏远山区及其它供电困难环境的电力 供应，磁力发电机可为极地、冰雪山或其它冰雪环境的科学考察、体育活动及其它人类活动 提供独立电源。磁力发电机还可像内燃发电机那样作为路桥涵洞施工或其它施工场地的活 动电源使用。磁力发电机可用车辆或飞机运抵现场快速组装，可深埋于地下、设置于地下室 或制成专用发电楼。将多层结构磁动机的离合器和制动器与计算机自动控制系统结合起来 可制成智能型发电机，根据用户终端的即时用电量按需发电，多用多发，少用少发，不用不 发，不用或少用蓄电池和公用电网；2)将永动式磁动机的中心传动主轴与水陆交通工具或其它工作机的工作主轴直 接或传动连接便组成动力马达。动力马达安装主轴离合变向机构。在普通船只、大型舰船 或航空母舰上设置动力楼或动力仓，安装塔形转盘式磁动机或转刷式磁动机，可为舰船提 供电力或直接作为动力机驱动螺旋桨或其它推进器。对偶式磁动机或其它具闭合式磁路 结构的磁动机可用于汽车或其它陆路交通工具。将各磁动机结构层的磁力引擎离合器和制 动器及主轴离合变向机构通过机械或自动控制装置与驾驶室的操控系统相连接，可实行变 速、滑行、刹车和倒车各种自动控制操作；3)将永动式磁动机、磁力发电机或其它可再生能源发电系统及造冰雪机设置于需 要重点保护和抢救的极地、冰雪山或其它冰雪环境，持续地实行人工自动造冰、造雪，可补 偿或部分补偿夏季冰雪消融量，保护局部环境和改善局部气候。本发明的有益效果在于第一，本发明采用将磁转子固定在轨道转轮上，使轨道转 轮在环形轨道上滚动前进并带动磁转子滚动转过磁定子的动力发生位时，使磁转子和磁 定子的同名动力发生极的磁极端面处于气隙最小的相对状态，产生同极相斥的磁作用力。 使用U型磁定子并使U型磁转子与磁定子的极间域平面互成90°——270°夹角，降低了 磁转子向磁定子接近时的阻力门槛，从而使轨道转轮能够带动转臂和中心传动主轴发生持 续不间断的转动，从而制成了永动式磁动机。本发明攻克了永磁体磁极作用力相互抵消性 的难题，制成了磁力永动机，为永磁能的利用打开了新的发展空间。第二，本发明在一个中心传动主轴上安设多个磁力引擎结构层，可制造出大功率 的发动机或发电机。逐层设置的磁力引擎离合器和制动器，通过操控主动齿轮，带动驱动齿 轮或齿条前进或后退，使磁定子的定位齿轮向前或向后转动，从而能够方便而灵活地使磁 转子的动力发生极处于被磁定子推动前进、与磁定子脱离接触或被磁定子拖住不动三种状 态。磁力引擎的这种离合和制动方式不仅能使磁动机实现分层离合和制动，而且离合和制 动的效果也比同类的机械装置更快速更可靠。此外，这种分层离合和制动机构也为计算机 自动控制技术提供了基础机械条件，使智能型磁动机和智能型发电机的制造成为可能。第三，本发明设计的主轴离合变向机构，通过套轴在导向平键上做轴向移动，使套 轴分别与中心传动主轴的正反向传动齿轮相啮合或相脱离，带动工作机主轴相应地做正向 或反向转动或停转，在不停机和不改变磁转子运行方向的情况下使机器能够快速停车、倒 车及恢复运行，从而使永动式磁动机具备了完全取代现行各种动力马达的技术条件。第四，永动式磁力发电技术以碳零排放优势超越火力发电技术，以结构简单、投资 小、见效快优势超越水电及核电技术，以性价比高、功率大、运行稳定且不受自然条件影响 的优势超越太阳能光伏发电、螺旋桨风力发电等新能源技术。因为永动式磁力发电机具有 移动电源功能且环境适应能力强，使其在军事斗争准备、抢险救灾、海上作业、极地考察、岛屿建设等领域成为首选的常用或备用电源。第五，现行船舶动力装置中，装置本身和燃料储备仓都需要占去船体很大的质量 和体积空间，碳排放量也高。如果用汽轮机及其燃料仓同样大小的体积空间制造永动式磁 动机，磁动机的造价至少不会高于前者，整机功率也不会低于前者。磁动机可完全实现燃油 零消耗和碳零排放，大大降低了运营成本，增加了续航能力。此外，单从使用性能上看，磁动 机也优于汽轮机。它启动快，不像汽轮机那样需要暖机20——30分钟。它的磁力引擎制动 器刹车速度快、效果好，工矿变换时间至少比汽轮机短两到三倍，从而大大增加了舰船的避 险和紧急处理能力。加上磁动机设备结构简单、管理和维护费用低等优点，以永动式磁动机 作为船舶动力装置将成为造船和航运业技术发展的主流。第六，对偶式磁动机可做成小而薄的磁动机。将环形轨道固定在侧壁上，使倒置的 磁动机结构层的轨道转轮得到合理的力学支撑。用齿轮传动副使轨道转轮与环形轨道载 轮面之间定位精确，保证运行的稳定可靠。采用中心传动主轴分别输出转动的方式，使两个 磁动机结构层自成体系，使得开关顶盖、检修和更换零件都很容易。所有磁定子组的磁极都 指向机器内部，可有效减少机器与环境间的磁作用影响，使得磁动机在汽车上的使用成为 可能。第七，利用永动性磁动机耐低温及永动性特点，用于极地、雪山等环境的造冰雪工 作。此技术为北极熊等濒危动物栖息地的保护，风景名胜区的雪山景观的保护和恢复等提 供了具有可行性的技术方案。
。图1，转盘式磁动机单个磁力引擎侧视图。1——机壳底板，2——中心传动轴主 轴轴承，3——磁定子定位齿轮，4——环形驱动齿轮，5——磁定子支架，6——环形轨道支 架，7——磁定子，8——环形轨道，9——中心传动主轴，10——转臂，11——轨道转轮轴， 12——轨道转轮，13——磁转子，14——磁转子固定构架。图2，转刷式磁动机两个磁力引擎侧视图。15——机壳侧壁，16——驱动齿条， 17——轨道转轮联动轴，18——轨道转轮联动轴轴承，19——道转轮联动轴轴承支架。图3，主轴离合变向机构侧视图。23——固定在中心传动主轴上的大齿轮，24—— 与大齿轮啮合的锥齿轮，25——工作机传动轴轴承基座，26——固定在套轴前端的传动齿 轮，27——固定在套轴后端的传动齿轮，28——套轴，29——工作机传动轴，30——工作机 传动轴轴承，31——导向平键，32——拨叉，33——固定在中心传动主轴上的小齿轮。图4，车用对偶式磁动机侧视图。34——开关机构，35——中间隔板，36——条形磁 体磁转子，37——转子飞轮，38——中心传动主轴的主动齿轮，39——出轴从动齿轮。
五)具体实施方式
。实施例一，塔形转盘式磁轮机及磁力发电机的安装。(一)结构参数磁轮机由五 个转盘式磁动机结构层组成，每个磁动机结构层由10个推手和10个引擎组成，每个推手的 磁定子数2个，每个引擎的磁转子数2个，环形轨道直径10米，轨道转轮直径1米，推手定 位间隔3. 14米，中心传动主轴高度10米。(二)预制件的制备机壳底板1由型钢做成的 底座构架和其上的钢板经螺纹连接组成，留有连接机壳侧壁15构架的接头。在钢板上按设计位置预留出磁定子7底座、环形驱动齿轮4底座、环形轨道支架6、工作机传动轴轴承基座 23、启动电机及环形驱动齿轮4操控机的固定螺孔，并在中心固定好中心传动主轴9的推力 轴承2。中心传动主轴9预先加工好底端的推力轴承轴颈、输出转动的传动齿轮、固定各个 转臂10的接头和螺孔及与各个磁动机结构层底板1环接的滚动轴承。磁定子7机构由底 座、以底座为轴的磁定子定位齿轮3、与齿轮顶面螺纹连接的固定磁定子7的支架5组成。 环形轨道8由环形钢轨制成，留有与环形轨道支架6固定的底脚。轨道转轮12中心装有滚 动轴承，轮上留有固定磁转子支撑构架14的方孔。转臂10 —端留有与中心传动主轴9连 接的接头，一端加工成轨道转轮的轴11。(三)组装将底板的底座构架和钢板在现场组装 好，装上中心传动轴承9的底部轴承，然后将中心传动主轴9的底端轴颈套入推力轴承，并 在上端用临时支架定位。在底板上按照预留的螺孔固定好磁定子7底座、环形驱动齿轮4底 座、环形轨道支架6、发电机传动轴轴承基座23、启动电机及环形驱动齿轮4操控电机。在 磁定子7底座上安装好磁定子定位齿轮3，在环形驱动齿轮4底座上安装好滚动轮，将带滚 轮槽的环形驱动齿轮4放置在滚动轮上，使其两边的轮齿与磁定子定位齿轮3啮合。将外 套型磁定子支架5固定在定位齿轮3上，将磁定子装入支架5内并用固定件固定好。将环 形轨道8的底脚与环形轨道支架6固定好。将转臂10与中心传动主轴9连接好，并用一个 环形钢板将各转臂连接成转盘，环形钢板的外边缘装有轮齿，与启动电机的传动齿轮啮合。 将轨道转轮12套入轨道转轮轴11并将轴承固定好，将磁转子支撑构架14插入轨道转轮12 的方孔，并用销子固定，然后将磁转子13固定在支撑构架14上。将发电机固定好，并使其 转子轴与中心传动主轴9的传动齿轮变速传动连接。在底板预留的接头上接好机壳侧臂15 构架的柱钢，并用固定件将它们沿环向连接固定，第一级转盘式磁动机结构层则组装完毕。 在第一级壳臂构架柱钢的顶端固定第二级转盘式磁动机结构层的底板1，边缘用底托或支 架加强支撑，中心与中心传动主轴9的滚动轴承连接，便可按照第一级磁动机结构层的组 装方式组装第二级磁动机结构层，直至完成所有磁动机结构层的组装，撤掉中心传动主轴9 的临时支架，并用有机塑料板装修机壳壁面和顶面，即完成主机的组装。(四)开机和运行 控制利用蓄电池开动启动电机，通过齿轮传动机构使转盘的环状钢板按设计方向转动，带 动转臂10和磁转子13的转动，在转动到推手定位处以后，磁转子13的动力发生极受到磁 定子7的动力发生极的排斥力而产生前进驱动力，便可带动整机做持续转动，将永磁能转 变成机械能，再通过电机转变成电能。将每个磁动机结构层的环形驱动齿轮4的操控电机 连入中心自动控制系统，根据用户终端的需求保持或断开相关磁动机结构层的工作状态， 使整个电机变成一个由自动控制系统操控的智能型发电机。 实施例二，卧式船用转刷式磁动机的安装。(一)结构参数磁轮机由四个转刷式 磁动机结构层组成，每个磁动机结构层由10个推手和10个引擎组成，每个推手的磁定子数 2. 25个，每个引擎的磁转子数2. 5个，环形轨道直径7米，轨道转轮直径0. 7米，推手定位间 隔2. 2米，中心传动主轴长度11. 2米。(二)预制件的制备机壳底板1由支撑中心传动 主轴9的可开盖的落地式轴承支架组成。圆筒状机壳侧壁15内置于一个横截面呈梯形的 构架中，在梯形腰部剖分成上下两半，留有对接的螺栓孔。整个机壳壁筒分四个可连接的结 构段。环形轨道8与轨道转轮12为内齿轮传动副，环形轨道载轮面为内齿轮，轨道转轮12 为外齿轮。轨道转轮12和磁转子构架14都固定在轨道转轮联动轴17上。轨道转轮联动 轴17上安装四个滚动轴承18，两个安装在轨道转轮12两侧5厘米处，另两个安装在轨道转轮磁转子构架14以外的两侧轴端部，每个轴承都留有与轨道转轮轴支架19连接的固定 件。磁定子驱动齿条16固定在带梯形底座的滑轨上，滑轨通过带梯形凹槽的导轨滑动，导 轨可分段拼接，并可在纵向上拆分成两个半条。转臂10 —端留有与中心传动主轴9连接的 接头，另一端与轨道转轮联动轴支架19刚性连接。中心传动主轴9两端机壳底板的对应位 置预先装好深沟球轴承，轴承外圈留有与轴承支架的固定件，转动输出端加工好主轴离合 变向机构的大齿轮23和小齿轮33，中间装好固定各个转臂的接头和螺孔。(三)组装和运 行管理在船体靠近推进器的预留部位固定机壳壁筒的下半个梯形构架和两侧的主轴轴承 落地支架。先将下半壁筒内的环形轨道支架6都固定在筒壁上，然后将四个内齿轮型环形 轨道8都固定在下半部环形轨道支架6上，顶部用临时支护架支住。将中心传动主轴9吊 装就位，同时盖上轴承支架顶盖并用螺栓固定好。先组装第一个磁动机结构层。将上半部 机壳壁筒内板朝上放置，与下半部同时加装磁定子定位齿轮3及磁定子7，并对驱动齿条两 半条导轨用螺栓松固定。在固定好上半壁筒内的环形轨道支架6后，撤去环形轨道8的临 时支护架，将上半壁筒扣在下半壁筒上，用螺栓将两半壁筒连接好，并将上半壁筒的环形轨 道支架6与内齿轮型环形轨道8固定好。将贯通四个磁动机结构层的驱动齿条16的滑轨 底座插入导轨的梯形凹槽，使其与磁定子定位齿轮3啮合，然后将两半条导轨合拢固紧。将 转臂10与中心传动轴承9的接头固定好，使转臂10及磁转子联动轴支架19自然下垂。将 磁转子13、磁转子固定构架14固定在轨道转轮联动轴17上，然后将整个轨道转轮13的构 件系统放在环形轨道8的内齿轮载轮面上。将磁转子联动轴17的四个滚动轴承18分别与 磁转子联动轴支架19四个端部固定件连接好。用环状型材将整个磁动机结构层的10个转 臂连接成转盘，第一个转刷式磁动机结构层便组装完毕。按此方法依次组装好第二到第四 个磁动机结构层，再用连杆将不同结构层转臂连接起来，便完成整机的组装。在每个驱动齿 条16的终端安装驱动电机，在中心传动主轴9的输出端安装离合变向装置，在启动齿轮转 盘上安装启动电机，并将这些操控机与驾驶室的电子自动控制系统联系起来，便可方便灵 活地执行启动、变速、滑行、刹车和倒车各种操作。 实施例三，车用对偶式磁动机的安装。(一)结构参数磁轮机由两个立式转刷式 磁动机结构层反向对接组成，每个磁动机结构层由10个推手和10个引擎组成，每个推手的 磁定子数2个，每个引擎的磁转子数3个，环形轨道直径1米，轨道转轮直径0. 1米，推手定 位间隔0.314米，两个中心传动主轴长度均为0.18米。(二)预制件的制备机壳由高强 度铝合金材料一次成形，呈底平壁直的圆柱形，分为上下两部分，由合页连接，开关机构34 开关。分别在上下底板1上按设计位置预留出中心传动主轴轴承2底座、磁定子定位齿轮3 底座、环形驱动齿轮4底座及其驱动电机的固定螺孔。磁定子定位齿轮3底座加工成底有 轴肩顶有轴挡的轴承，磁定子定位齿轮3中心加工成与其底座轴承相适合的轴颈。环形驱 动齿轮4底座加工成外有滑轮状凹槽的内环轴承，环形驱动齿轮4分两半加工成与其底座 轴承相适合的带齿轮环的外环轴颈。环形轨道直接加工成可固定于侧壁的锥齿轮环，不用 环形轨道支架6。两半部分的轨道载轮面都朝着机壳顶板，轨道转轮12加工成与环形轨道 载轮面齿轮啮合的锥齿轮。加工一个安装磁转子和磁转子固定构架14的磁转子飞轮37，使 其随轨道转轮12同步绕轨道转轮轴11转动。转臂10安装有连接各转臂的带齿轮的转环， 中间隔板35上安装启动电机，与转环呈齿轮传动连接。中心传动主轴9的顶部安装一个主 动齿轮38，与输出轴的从动齿轮39相啮合。加工一个中间隔板35，中心留有中心传动主轴9的固定轴承，边缘留有与壳壁的固定构件。(三)组装将每个推手的两个磁定子装入磁 定子支架5并将其底边与定位齿轮3顶面螺钉固定。将环形驱动齿轮4的两半片齿轮环扣 在底座的凹槽内，用连接件连接好，并装好驱动电机。将环形轨道的固定脚在机壳壁上的设 计位置固定好。将中心传动主轴9与底端轴承就位，将轨道转轮8放在环形轨道上，使磁转 子飞轮37连同磁转子一同组装在转臂10端部的轨道转轮8上，并使上下两半部分的轨道 转轮8处于反向旋转状态。将转臂10与中心传动主轴9的接头连接好，盖好中间隔板35， 使其中心的轴承形成对中心传动主轴9的顶部支撑。在中心传动主轴9的顶端套入主动齿 轮38，用销子固定。装上输出轴及其从动齿轮39，在机壳外的延长轴上装好离合定向装置 及其操控电机。在中间隔板上安装启动电机，并使其与中心传动主轴的启动齿轮环传动连 接。装好合页和开关机构34，将上下两半部机器扣合就位，将上下两半部的四个环形驱动齿 轮4的驱动电机、两个启动电机和一个离合定向装置操控电机与驾驶室的操控系统相连接 便完成整机的组装。
权利要求
一种永动式磁动机，其特征在于所述的永动式磁动机由传动机构、磁力引擎、控制机构和机壳组成，传动机构由一个带动力输出机构的中心传动主轴9、一个或多个以中心传动主轴为旋转轴的转臂10、平面连接各转臂的转盘或纵向连接各转臂的转杆、一个以中心传动主轴为圆心的环形轨道8、一个或多个安装于转臂端部沿环形轨道8做定向转动的轨道转轮12组成；磁力引擎系由磁定子7和磁转子13组成的动力发生机构，磁定子7由U形永磁体或其它磁路性质相同的磁性构件及其支撑和控制机构组成，磁定子7的连体端固定在支架5上，开口端的磁极柱都垂直于环形轨道8的载轮平面，一个以上磁定子7沿径向或轴向连续排列构成一个磁定子组，磁定子组沿环形轨道8可以设置多个，磁定子组之间的间隔距离是磁转子组旋转一周周长的整数倍，磁转子13由U形永磁体、条形永磁体36或其它磁路性质相同的磁性构件、固定磁性构件的轨道转轮12或与轨道转轮12同角速度旋转的飞轮37或构架14组成，磁转子13的一极或两极为动力发生极，动力发生极设置于轨道转轮12或磁转子飞轮37圆面的弦、切线或圆外直线位置，其磁极端面的朝向与轨道转轮12旋转方向相反，当磁转子13的动力发生极旋转到磁定子7的动力发生位时，与磁定子的同名动力发生极处于气隙最小的端面相对状态，且U型磁转子13与磁定子7的极间域平面互成90°——270°夹角，共用一个轨道转轮12的多个磁转子组成一个磁转子组，一个磁定子组组成一个推手，一个磁转子组组成一个引擎，围绕一个环形轨道8设置的所有推手和引擎组成一个磁动机结构层；控制机构由启动电机及其传动机构、磁力引擎离合器和制动器、主轴离合变向机构及其它人工或电子自动控制机构组成，磁力引擎离合器是使磁定子7的同名磁极离开磁转子13的动力发生极的控制机构，磁力引擎制动器是使磁定子7的异名磁极靠近或面对磁转子13的动力发生极的控制机构，主轴离合变向机构是向工作机正向或反向输出转动的机构；机壳由支撑能力强的材料组成，直接或通过支撑构件承载静件；磁动机按中心传动主轴的取位方向分为立式和卧式磁动机，按轨道转轮12与环形轨道8的位置关系分为转盘式磁动机和转刷式磁动机，多个转盘式磁动机结构层沿中心传动主轴连续排列便组成塔形磁动机，转盘式磁动机或转盘式磁动机和转刷式磁动机联合可组成车用对偶式磁动机，磁动机的所有构件或机构都可分拆生产和组装。
2.根据权利要求1所述的永动式磁动机，其特征在于所述的磁力引擎离合器和制动器 由固定于磁定子支架5上的定位齿轮3、与各定位齿轮3啮合的环形驱动齿轮4或驱动齿 条16及其支撑和操控机构组成，驱动齿轮4或驱动齿条16可以是只在与定位齿轮3啮合 处设有轮齿的不完整齿轮或齿条，操控机构为一个以驱动齿轮4或驱动齿条16为从动件的 主动齿轮，主动齿轮可通过手动或机动控制驱动齿轮4或驱动齿条16的移动或定位。
3.根据权利要求1所述的永动式磁动机，其特征在于所述的主轴离合变向机构是在中 心传动主轴9的动力输出端设置两个不同半径的主动齿轮23、33，可由半径大的主动齿轮 23与一个传动齿轮24组成空间齿轮传动副，或由半径小的主动齿轮33与一个传动齿轮组 成平面齿轮传动副，工作机传动轴29与一个前后端都装有齿轮26、27的套轴28以导向平 键31连接，套轴28的前后端齿轮26、27通过轴向移动可与主动齿轮23或与齿轮传动副的 传动齿轮24啮合或分离，套轴28外设有拨叉32和操纵杆，通过移动拨叉32，套轴28可沿 导向平键31做轴向移动，向前或向后与对应的齿轮啮合或处于两齿轮的中间位，导致工作 机传动轴正转、反转或停转。
4.根据权利要求1所述的永动式磁动机，其特征在于所述的塔形转盘式磁动机由多个转盘式磁动机结构层在轴向上连续叠置而成，转盘式磁动机的环形轨道8及磁定子7均由 机壳底面1或固定在机壳壁面上的底托支撑，同一层面的转臂10由转盘或转环固定和连 接，不同层面的转臂10或转盘可由平行于中心传动主轴9的连杆固定和连接，环形轨道体 的底面与环形轨道支架6固定连接，顶面为载轮面，磁定子7沿转盘平面径向排布，其各个 磁极柱都平行于中心传动主轴9，轨道转轮8和磁转子13通过轴承绕轴转动，轴与转臂10 直接衔接或平行，磁转子组与磁定子组上下相对或侧面相对。
5.根据权利要求1所述的永动式磁动机，其特征在于所述的转刷式磁动机的环形轨道 8及磁定子7都安装于机壳侧壁15或侧壁支架上，磁定子7按异名极相邻方式在壳臂面上 沿轴向排布，各磁定子7的磁极柱都垂直于中心传动主轴9，环形轨道8的载轮面位于轨道 体的内圆柱面，轨道转轮12和磁转子飞轮固定在轨道转轮联动轴17上，轴17通过固定在 轨道转轮联动轴轴承支架19上的轴承18旋转，轴向线垂直于转臂10而与中心传动主轴9 平行，磁转子组位于磁定子组的内圈，各层位的同相位转臂10可由平行于中心传动主轴9 的连杆贯通性连在一起，形成转刷式磁动机。
6.根据权利要求1所述的永动式磁动机，其特征在于所述的车用对偶式磁动机由两个 转盘式磁动机结构层反向对接组成，呈底平壁直的圆柱形，中间加或不加转刷式磁动机结 构层，环形轨道8、磁定子组及控制机构设置在机壳的两端底板1或侧壁15上，磁极柱都指 向机器内部，轨道转轮12与环形轨道载轮面之间采用齿轮传动，两个转盘式磁动机结构层 可分别独立设置或共用一个中心传动主轴9，在机器侧部设置顶盖的开关机构，机壳用承载 能力强的抗磁性材料制成。
7.一种永动式磁动机的用法和用途，其特征在于所述的永动式磁动机的用法和用途包 括将永动式磁动机用于制作磁力发电机、水路和陆路交通工具的原动机、重要冰雪环境的 动力装置及环境保护和气候改造装置，具体使用方法和用途包括1)以永动式磁动机为磁轮机，将永动式磁动机的中心传动主轴与发电机的转子轴传 动连接便组成磁力发电机，磁力发电机不安装主轴离合变向机构，磁力发电机除可用作普 通电源使用外，还特别适用于重要政治和军事目标的常用或备用电源、抢险救灾的应急电 力供应、海上工作平台或水下生产生活空间、岛屿、偏远山区及其它供电困难环境的电力供 应，磁力发电机可为极地、冰雪山或其它冰雪环境的科学考察、体育活动及其它人类活动提 供独立电源，磁力发电机还可像内燃发电机那样作为路桥涵洞施工或其它施工场地的活动 电源使用，磁力发电机可用车辆或飞机运抵现场快速组装，可深埋于地下、设置于地下室或 制成专用发电楼，将多层结构磁动机的离合器和制动器与计算机自动控制系统结合起来可 制成智能型发电机，根据用户终端的即时用电量按需发电，多用多发，少用少发，不用不发， 不用或少用蓄电池和公用电网；2)将永动式磁动机的中心传动主轴与水陆交通工具或其它工作机的工作主轴直接或 传动连接便组成动力马达，动力马达安装主轴离合变向机构，在普通船只、大型舰船或航空 母舰上设置动力楼或动力仓，安装塔形转盘式磁动机或转刷式磁动机，可为舰船提供电力 或直接作为动力机驱动螺旋桨或其它推进器，对偶式磁动机或其它具闭合式磁路结构的磁 动机可用于汽车或其它陆路交通工具，将各磁动机结构层的磁力引擎离合器和制动器及主 轴离合变向机构通过机械或自动控制装置与驾驶室的操控系统相连接，可实行变速、滑行、 刹车和倒车各种自动控制操作；3)将永动式磁动机、磁力发电机或其它可再生能源发电系统及造冰雪机设置于需要重 点保护和抢救的极地、冰雪山或其它冰雪环境，持续地实行人工自动造冰、造雪，可补偿或 部分补偿夏季冰雪消融量，保护局部环境和改善局部气候。
全文摘要
本发明提出一种永动式磁动机制造技术及其使用方法和用途。因为永磁体的磁极作用力总是具有相互抵消性，任何一个正向动力都可能被同时存在的反向阻力所抵消，所以，制作磁力永动机一直是人们渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题。本发明采用将磁转子固定在轨道转轮上，使轨道转轮在环形轨道上滚动前进，磁转子随轨道转轮转过磁定子的动力发生位时，使磁转子和磁定子的同名动力发生极的磁极端面处于气隙最小的相对状态，产生同极相斥的磁作用力。使用U型磁定子并使U型磁转子与磁定子的极间域平面互成90°—270°夹角，降低了磁转子向磁定子接近时的阻力门槛，从而使轨道转轮能够带动转臂和中心传动主轴发生持续不间断的转动，从而制成了永动式磁动机。永动式磁动机用于制作磁力发电机、水路和陆路交通工具的原动机、重要冰雪环境的动力装置及环境保护和气候改造装置，为永磁能的利用打开了新的发展空间。
文档编号H02N11/00GK101924503SQ20101025833
公开日2010年12月22日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月13日
发明者马瑞志 申请人:马瑞志