专利名称：一种永磁体相互作用运动装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种永磁体相互作用运动装置及方法。
背景技术：
在力学发展的过程中，人们为了实现对基本作用力的认识，提高对力的技术应用。 有很多专家和学者在基本作用力的研究和技术应用过程中做出了突出的成绩和贡献。从而 提高了我们人类征服自然、战胜自然的能力。但是，力学发展到现在，却并未实现对基本作 用力的统一认识(即万有引力和电磁力同时存在于同一物体上的认识)。因此也就并未完 成对基本作用力的完全认识和技术上充分利用。例如，地球绕着太阳转，月亮绕着地球转， 这种不需要齿轮、链条、皮带和连杆等宏观媒体传递转动力的运动，究竟是什么作用力进行 的呢？随着近代科学的迅速发展，各种磁性强弱不同和形状各异的永磁体在日常生活中的 普遍使用和各类动力机的广泛应用，为我们利用永磁体这种特殊的物质，进一步完成对运 动和力的认识，提高磁能的技术应用创造了条件。本发明在发明名称为一种永磁体相互作 用转动装置及方法，申请号为201010210557. χ中对磁场性质的认识“永磁体相互之间具 有传递转动力的作用；永磁体相互之间具有阻隔着非磁性物体传递转动力的作用；并结合 其中的权利要求4 ①永磁体相互之间的距离与传递转动作用力的大小成反比；②永磁体 磁性的强弱与传递转动作用力和所需相互转动的外力的大小成正比；③永磁体磁性的强弱 和相互之间转动距离的大小成正比；④永磁体质量的大小和相互之间转动距离的大小成正 比；⑤永磁体之间相互作用转动距离的大小与所需相互转动外力的大小成反比；⑥永磁体 质量的大小和相互转动作用力的大小与相互作用转动所需外力的大小成正比”，的基础上， 本发明根据永磁体之间的相互作用，采用球形状的强磁性永磁体或装置在非磁性球形物体 里的其他形状的强磁性永磁体，通过动力机对其中一个永磁体施加转动作用力，与其他的 一个或多个各自自由放置在容器中或安装在车轮轴上的永磁体进行相互作用，建立了运动 与磁力的关系，这一技术的产生，不仅提高了对磁能的利用效率，而且，还通过永磁体这种 特殊的物质，为进一步完成对基本作用力的认识产生积极的推动作用，尤其是为制作各种 天体之间相互运行的模型(如地月系、太阳系、地球和其它星座的运动等关系)，提供了新 的技术和原理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种永磁体相互作用运动装置及方法，来完成对磁性的 进一步认识，提高磁能在日常生活、工业生产、交通运输、科研教学、力学探索、玩具行业等 多种科技领域中的应用。为实现上述的目的，本发明的技术方案是本发明由各自独立的两部分构成电动机作用施力的永磁体部分和放置在不同形 状坚固透明容器中或安装在车轮轴上的受力永磁体部分。电动机作用施力的永磁体部分包 括永磁体、球形永磁体、电动机、变速控制开关，永磁体安装在电动机的转轴端，施力永磁体转动速度的快慢，可由速度控制开关进行调节。放置在不同形状坚固透明容器中或安装 在车轮轴上的受力永磁体部分包括永磁体、球形永磁体、装置在非磁性球形状物体中悬浮 于液体表面的永磁体，坚固透明的不同形状的容器，安装了永磁体的车轮轴和支架，且车轮 和轴连接为一体。通过电动机作用转动的永磁体与放置在形状不同坚固透明容器中的球形 永磁体和安装在车轮轴上的永磁体进行相互作用，来完成对磁性的进一步认识，提高磁能 的利用效率。本发明的有益效果①实现了对磁性的进一步认识，提高了磁能的利用效率。② 建立和奠定了运动与磁力和磁场的关系。③通过调节电动机上的永磁体以重心为圆心的角 度大小，能有效的观察，以电动机施力的永磁体为中心的受力永磁体，在不相互接触的状态 下，进行同步转动的最大作用力和最小作用力。④通过调节电动机上的施力永磁体和受力 永磁体互为中心的角度大小，能有效的观察，以电动机施力的永磁体为中心的受力永磁体， 在不相互接触的状态下，进行的圆周循环运动，运动与加速度、运动与互为中心的角度大小 变化与半径大小的关系、运动与永磁体在不同液体和空气中的摩擦力与阻力关系。⑤可以 作为进一步认识磁性、天体运动与磁力关系的辅助工具。⑥应用为教学仪器和玩具，有助于 对磁能进一步利用的推广和传播。
图1是本发明的第一种实施方式的结构示意图。图2是本发明的第二种实施方式的结构示意图。图3是本发明的第三种实施方式的结构示意图。图4是本发明的第四种实施方式的结构示意图。图5是本发明的第五种实施方式的结构示意图。
具体实施例方式图1是本发明的第一种实施方式的结构示意图，安装在电动机2转轴上的永磁体 1为球形，以球形永磁体1的重心为圆心，在平分球形永磁体N、S极为两半球表面的圆上， 任意取一点，从S极端点或N极端点到任意所取一点的90度弧线上，安装了以重心为圆心 的弧形刻度标尺7，在弧形刻度标尺7上设有可滑动的螺母5，螺母5与电动机2转轴端的 螺栓6可进行从0到90度任意一点的连接，且螺母5与螺栓6在从0到90度的任意一点 上连接时，电动机2转轴的中心轴线经过球形永磁体1的重心。电动机2的机体上设有调 节电流大小的速度控制开关3，与转轴端对应的电动机的底部设有能在平面上放置的底座 4。球形永磁体9置于坚固透明容器8中。使用时安装在电动机2转轴上的永磁体1以球 形永磁体9为中心，可做距离大小和各种几何形状的自由移动，进行相互作用。同时，也可 将一个或多个置于坚固透明容器8中的球形永磁体9，自由放置在以电动机2上的永磁体1 为中心的周围空间，进行相互作用。安装在电动机2上的永磁体1，当电动机的转轴与永磁 体1的NS极相互垂直时，在永磁体1的周围空间中，以它为中心的一个或多个永磁体9受 力运动的作用值最大；安装在电动机2上的永磁体1，当电动机的转轴与永磁体1的NS极 相互重合时，在永磁体1的周围空间中，以它为中心的一个或多个永磁体9受力运动的作用 值最小(约等于0)。
图2是本发明的第二种实施方式的结构示意图，放置在圆形水槽11中的球形永磁 体或装置在非磁性空心球形物体里的其它形状的永磁体，以安装在电动机2转轴上的永磁 体1为中心，进行的非接触性圆周运动。放置在圆形水槽11中的球形永磁体10的质量等 于或小于球形永磁体1，同时，可将球形永磁体10置于非磁性球形物体里能够悬浮于液体 表面，放置在盛有液体的圆形水槽11中与安装在电动机2转轴上的球形永磁体1进行相互 作用。连接体14和底座15是圆形水槽11能在平面上放置的支架，底座15上设置有垂直 竖立的刻度标尺13，刻度标尺13穿过圆形水槽11的内圆，切近水槽壁，刻度标尺13上设有 可升降滑动平面12，安装在电动机2转轴上的永磁体1可放置在升降滑动平面12上与球形 永磁体10进行相互作用。通过螺母5与螺栓6在设有刻度表的弧形标尺7的每一个点上 拧紧连接时，可观察以球形永磁体1的重心为圆心的角度大小变化与放置在圆形水槽11中 的球形永磁体10，在配合速度控制开关3的作用下，使球形永磁体10产生的转动作用力的 大小关系。通过安装在电动机2转轴上的永磁体1放置在升降滑动平面12上，以球形永磁 体1和球形永磁体10的重心在同一水平面，为标尺13的0度，上下移动球形永磁体1在升 降滑动平面12上的位置，在配合速度控制开关3的作用下，可观察以球形永磁体1与球形 永磁体10的重心，互为中心发生的角度大小的变化，使球形永磁体10在圆形水槽11中产 生的自转和公转作用关系，同时还可观察，以球形永磁体1为中心进行圆周运动的球形永 磁体10的半径大小与互为中心角度大小的关系。把球形永磁体10置于非磁性球形物体里 悬浮于液体表面，放置在盛有液体的圆形水槽11中与电动机2转轴上的球形永磁体1进行 相互作用时，在配合速度控制开关3的作用下，可观察悬浮于液体表面的球形永磁体10，通 过球形永磁体1在升降滑动平面12上的升降作用，在圆形水槽11中自然进行的椭圆轨迹 的循环运动。把球形永磁体10放入不盛有液体或盛有不同密度液体的圆形水槽11中，配 合速度控制开关3的作用，可观察球形永磁体10在圆形水槽11中进行自转和公转时，在空 气中和不同密度的液体中摩擦力与运动阻力的关系。同时，圆形水槽11可为以内圆为中心 的透明管状形或高低不同的多层次型，在每个圆形层次中可置入一个受力的球形永磁体。图3是本发明的第三种实施方式的结构示意图，供演示太阳、地球和月亮三者之 间的相互作用的运动。放置在升降滑动平面12上的球形永磁体16安装在圆形支架17上， 转轴18安装在过球形永磁体16重心的直线上，转轴18的两端能在圆形支架17上的上下 轴眼中自由转动。底座19安装在圆形支架17上。球形永磁体16的质量小于或等于安装 在电动机2转轴上的球形永磁体1的质量。电动机2转轴上的球形永磁体1，放置在圆形水 槽11的外围空间，球形永磁体10放置在圆形水槽11中，球形永磁体10的质量小于球形永 磁体16的质量。安装在电动机2转轴上的球形永磁体1，以放置在升降滑动平面12上的球 形永磁体16为中心，可以做距离大小和各种几何形状的自由移动，使球形永磁体1、球形永 磁体16和球形永磁体10进行三者之间的相互作用。同时还可以，以安装在电动机2转轴 上的球形永磁体1为中心，在球形永磁体16和球形永磁体10质量大小不变的条件下，增大 电动机2的动力，增大球形永磁体1磁性和质量，在以电动机2转轴上的球形永磁体1为中 心的周围空间中，自由放置多个，置于圆形水槽11中的球形永磁体16和球形永磁体10与 球形永磁体1进行相互作用。图4是本发明的第四种实施方式的结构示意图，利用永磁体之间的相互作用，传 递转动作用力，实施的轨道运动装置。使永磁体(1)产生转动作用的电动机0)，安装在支架上，支架的四个角固定在四个轴承03)的外圆。轴承03)各自安装在车轮 (22)的轴上。车轮02)的轴中间，固定安装了永磁体00)。车轮02)与轴连接在一起。 永磁体(1)的NS极垂直于电动机⑵的转轴。永磁体OO)的NS极垂直于车轮02)的轴。 各个车轮0 置于轨道04)上运动。 图5是本发明的第五种实施方式的结构示意图，利用永磁体之间的相互作用，传 递转动作用力，实施的平面自由运动装置。使永磁体(1)产生转动作用的电动机O)，安装 在支架(Xi)上，支架(XT)与车轮06)轴的连接处，安装了轴承( )，支架(Xi)固定在轴 承08)的外圆，车轮06)的轴中间，固定安装了永磁体05)。车轮06)与轴连接在一起。 永磁体(1)的NS极垂直于电动机⑵的转轴，永磁体05)的NS极垂直于车轮06)的轴。 各个车轮06)置于平面上运动。
权利要求
1.一种永磁体相互作用运动装置及方法，其特征在于一个或多个各自放置在形状相 同或形状不同的容器中或安装在车轮轴上的永磁体，受到安装在动力机上转动的永磁体的 作用力，在不相互接触的状态下，其自身或自身所负载的非磁性物体，发生的位置移动。
2.根据权利要求1所述的一种永磁体相互作用运动装置及方法，其特征在于动力机 为电动机O)，安装在电动机( 转轴上的永磁体(1)为球形，以球形永磁体(1)的重心为 圆心，在平分球形永磁体N、S极为两半球表面的圆上，任意取一点，从S极端点或N极端点 到任意所取一点的90度弧线上，安装了以重心为圆心的弧形刻度标尺(7)，在弧形刻度标 尺(7)上设有可滑动的螺母(5)，螺母(5)与电动机( 转轴端的螺栓(6)可进行从0到 90度任意一点的连接，且螺母(5)与螺栓(6)在从0到90度上的任意一点连接时，电动机 (2)转轴的中心轴线经过球形永磁体(1)的重心。电动机O)的机体上设有调节电流大小 的速度控制开关(3)，与转轴端对应的电动机的底部设有能在平面上放置的底座。球形 永磁体(9)置于坚固透明容器⑶中。使用时安装在电动机(2)转轴上的永磁体⑴以球 形永磁体(9)为中心，可做距离大小和各种几何形状的自由移动，进行相互作用。同时，也 可将一个或多个置于坚固透明容器(8)中的球形永磁体(9)，自由放置在以电动机( 上的 永磁体(1)为中心的周围空间，进行相互作用。
3.根据权利要求2所述的永磁体相互作用运动装置，其使用方法的特征在于安装在 电动机( 上的永磁体(1)，当电动机的转轴与永磁体(1)的NS极相互垂直时，在永磁体(I)的周围空间中，以它为中心的一个或多个永磁体(9)受力运动的作用值最大；安装在电 动机⑵上的永磁体(1)，当电动机的转轴与永磁体(1)的NS极相互重合时，在永磁体⑴ 的周围空间中，以它为中心的一个或多个永磁体(9)受力运动的作用值最小(约等于0)。
4.根据权利要求1所述的一种永磁体相互作用运动装置及方法结合权利要求2所述的 永磁体相互作用运动装置，其特征在于放置在圆形水槽(11)中的球形永磁体或装置在非 磁性空心球形物体里的其它形状的永磁体，以安装在电动机(2)转轴上的永磁体(1)为中 心，进行圆周运动。放置在圆形水槽(11)中的球形永磁体(10)的质量等于或小于球形永 磁体(1)，同时，可将球形永磁体(10)置于非磁性球形物体里能够悬浮于液体表面，放置在 盛有液体的圆形水槽(11)中与安装在电动机( 转轴上的球形永磁体(1)进行相互作用。 连接体(14)和底座(1 是圆形水槽(11)能在平面上放置的支架，底座(1 上设置有垂 直竖立的刻度标尺(13)，刻度标尺(1 穿过圆形水槽(11)的内圆，切近水槽壁，刻度标尺 (13)上设有可升降滑动平面(12)，安装在电动机( 转轴上的永磁体(1)可放置在升降滑 动平面(1 上与球形永磁体(10)进行相互作用。
5.根据权利要求4所述的一种永磁体相互作用运动装置结合权利要求2的所述，其 使用方法的特征在于通过螺母( 与螺栓(6)在设有刻度表的弧形标尺(7)的每一个点 上拧紧连接时，可观察以球形永磁体(1)的重心为圆心的角度大小变化与放置在圆形水槽(II)中的球形永磁体(10)，在配合速度控制开关C3)的作用下，使球形永磁体(10)受力进 行转动作用力的大小关系。通过安装在电动机(2)转轴上的球形永磁体(1)放置在升降滑 动平面(1 上，以球形永磁体(1)和球形永磁体(10)的重心在同一水平面，为标尺(13)的 0度，上下移动球形永磁体(1)在升降滑动的平面(1 上的位置，在配合速度控制开关(3) 的作用下，可观察球形永磁体(1)与球形永磁体(10)互为中心，发生的角度大小的变化，使 球形永磁体(10)在圆形水槽(11)中产生的自转和公转作用关系，同时还可以观察，以球形永磁体(1)为中心进行圆周运动的球形永磁体(10)半径大小与互为中心角度大小的关系。 把球形永磁体(10)置于非磁性球形物体里悬浮于液体表面，放置在盛有液体的圆形水槽 (11)中与安装在电动机(2)转轴上的球形永磁体(1)进行相互作用时，在配合速度控制开 关(3)的作用下，可观察悬浮于液体表面的球形永磁体(10)，通过球形永磁体(1)在升降滑 动平面(1 上的升降作用，在圆形水槽(11)中自然进行的椭圆轨迹的循环运动。把球形 永磁体(10)放入不盛有液体或盛有不同密度液体的圆形水槽(11)中，配合速度控制开关 (3)的作用，可观察球形永磁体(10)在圆形水槽(11)中进行自转和公转时，在空气中和不 同密度的液体中摩擦力与运动阻力的关系。
6.根据权利要求1所述的一种永磁体相互作用运动装置及方法结合权利要求2和权 利要求4所述的永磁体相互作用运动装置，其特征在于放置在升降滑动平面(1 上的球 形永磁体(16)安装在圆形支架(17)上，转轴(18)安装在过球形永磁体(16)重心的直线 上，转轴(18)的两端能在圆形支架(17)上的上下轴眼中自由转动。底座(19)安装在圆形 支架(17)上。球形永磁体(16)的质量小于或等于安装在电动机(2)转轴上的球形永磁体(1)的质量。电动机⑵转轴上的球形永磁体(1)，放置在圆形水槽(11)的外围空间，球形 永磁体(10)放置在圆形水槽(11)中，球形永磁体(10)的质量小于球形永磁体(16)的质 量。
7.根据权利要求6所述的一种永磁体相互作用运动装置，其使用方法的特征在于安 装在电动机( 转轴上的球形永磁体(1)，以放置在升降滑动平面(1 上的球形永磁体 (16)为中心，可以做距离大小和各种几何形状的自由移动，球形永磁体(1)、球形永磁体 (16)和球形永磁体(10)进行三者之间非接触性的相互作用。同时还可以，以安装在电动机(2)转轴上的球形永磁体(1)为中心，在球形永磁体(16)和球形永磁体(10)的质量大小不 变的条件下，增大电动机⑵的动力，增大球形永磁体⑴磁性和质量，在以电动机⑵转 轴上的球形永磁体(1)为中心的周围空间中，自由放置多个，置于圆形水槽(11)中的球形 永磁体(10)和球形永磁体(16)与安装在电动机( 转轴上的球形永磁体(1)进行相互作 用。
8.根据权利要求1所述的一种永磁体相互作用运动装置及方法结合权利要求3所述的 使用方法，其特征在于使永磁体(1)产生转动作用的电动机O)，安装在支架上，支 架的四个角固定在四个轴承03)的外圆。轴承03)各自安装在车轮02)的轴上。 车轮02)的轴中间，固定安装了永磁体00)。车轮02)与轴连接在一起。永磁体(1)的 NS极垂直于电动机O)的转轴。永磁体OO)的NS极垂直于车轮0 的轴。各个车轮 (22)置于轨道(24)上运动。
9.根据权利要求1所述的一种永磁体相互作用运动装置及方法结合权利要求3所述的 使用方法，其特征在于使永磁体(1)产生转动作用的电动机0)，安装在支架(XT)上，支 架(XT)与车轮06)轴的连接处，安装了轴承( )，支架(Xi)固定在轴承08)的外圆，车 轮06)的轴中间，固定安装了永磁体05)。车轮06)与轴连接在一起。永磁体(1)的NS 极垂直于电动机O)的转轴，永磁体05)的NS极垂直于车轮06)的轴。各个车轮06) 置于平面上运动。
全文摘要
本发明公开了一种永磁体相互作用运动装置及方法，本发明由电动机作用转动的施力永磁体和置于不同形状透明容器中的球形永磁体或安装在车轮轴上的受力永磁体构成。本发明的有益效果①完成了对磁性的进一步认识，提高了磁能的利用效率。②建立和奠定了运动与磁力和磁场的关系。③可以作为进一步认识磁性、天体运动与磁力关系的辅助工具。④应用为教学仪器和玩具，有助于对磁能进一步利用的推广和传播。
文档编号H02N11/00GK102055380SQ201010620399
公开日2011年5月11日 申请日期2010年12月19日 优先权日2010年12月19日
发明者仝卫明 申请人:仝卫明