专利名称：磁动装置的制作方法
(一)本发明叫磁动装置。
(二)本发明属于磁学领域。
(三)某些种类的硬磁性材料磁化后具有很高的剩磁，这是储存在磁体中的能量；由于磁体同名极相排斥，异名极相吸引，且磁体对某些金属也有吸引力，因此剩磁具有的能量可以转化为机械能，可制成永磁型的磁动装置，用软磁性材料缠上线圈，可制成电磁型的磁动装置，与永磁型具有同样效果，但需消耗电能。
(四)本发明目的在于利用磁能这种廉价、清洁的能源，减少污染，创造一种新的能量利用的途径。
(五)磁动装置有7种方案，1、2、3、4、6种为永磁型，5、7种为电磁型。
1、一高度不大的圆柱(扁圆柱体)，有一轴沿其轴线穿过，该轴半径远小于圆柱半径。用一正螺旋面对圆柱进行截切，该螺旋面是由圆柱一个底面上的一条半径，沿轴上的一条螺旋线运动，并且该半径始终与轴的轴线相交成90°角所得的曲面；然后在圆柱底圆上，相隔一定的圆心角，用另一条半径所在的同样的一个正螺旋面对该圆柱进行截切，这两个正螺旋面在圆柱体上截切下一个小螺旋体；然后这样一直截切下去，最后把圆柱截切成若干块相同的螺旋体，这些螺旋体拼在一起是原来的扁圆柱体。把这些螺旋体用硬磁性材料制成并磁化，并且使这些螺旋体原来所在的圆柱体的两个底面成为它们的两个磁极，即使这些螺旋磁体的磁场方向(指磁体内部的磁场方向，即磁体内部的磁力线方向，以下所说磁场方向都指磁体内部的磁场方向)沿位于截切出每个螺旋体的两个正螺旋面正中同的那个正螺旋面(未参加截切)所在的螺旋线方向(以下简称螺旋线方向)。然后把这些磁体按原来位置关系拼在一起并固定起来(以下称这个拼合成的扁圆柱为磁圆柱)。另有一比上述穿过圆柱体的轴细的轴，用它穿入另一个高度不大的金属(该金属能被磁体强烈吸引)圆柱体(轴的轴线与圆柱轴线重合)，并使二者固定在一起，使金属圆柱(以下称金属圆盘)可带动轴灵活转动。然后抽去磁圆柱中较粗的轴，把磁圆柱穿到装有金属圆盘的轴上，使该轴与磁圆柱轴线重合(由于这个轴较细，原来的轴较粗，因此该轴不与磁圆柱接触)，磁圆柱的底面与金属圆盘的底面平行，二者相对的底面间距很小，但不接触，即中间有一气隙，磁圆柱被固定起来，不能有任何运动。这样，每块螺旋磁体对金属圆盘都有一个吸引力，这个吸引力的方向与磁体的磁场方向重合，即所有磁体的吸引力都沿相同的螺旋线方向。此方向的力可分解为两个分力一个分力沿轴线方向，一个分力沿金属圆盘的底圆(或横截面圆)的切线方向，前者有使金属圆盘及轴沿轴线方向运动的趋势，但由于轴被其它部件(如轴承)限制，因此这个方向的运动不能实现，后者有使金属圆盘转动的趋势，由于金属圆盘可带动轴灵活转动，因此，在磁体的引力作用下，金属圆盘会带动轴一起转动。由于这些磁体吸引力方向相同(沿相同的螺旋线方向)，因此对金属圆盘的作用结果也是一致的。由于轴向分力是没有用处的，因此，减小螺旋线方向的升角，会减小这个分力，相应增大另一有用分力。为了增大输出能量，在金属圆盘的另一侧也固定一个同样的磁圆柱，但这个磁圆柱磁体的螺旋方向与那个磁圆柱磁体的螺旋方向是相反的(一个左旋，一个右旋，只有这样，才能使作用结果一致)。这样，两个磁圆柱共同吸引这个金属圆盘，增大了能量。在一根轴上固定几个金属圆盘，每个金属圆盘两侧都固定两个磁圆柱，这样进一步增大了能量。对该装置的控制有两种方式(1)机械式a、对于只有一个磁圆柱吸引一个金属圆盘或两个磁圆柱吸引一个金属圆盘的装置，可通过改变磁圆柱与金属圆盘的轴向间距(气隙)的大小来实现停、开。停时，使一个或两个磁圆柱沿轴向作远离金属圆盘的运动，气隙增大到一定程度，金属圆盘不再受力；开时，使磁圆柱沿轴向靠近金属圆盘。b、对于一根轴上有多个金属圆盘的装置，把每个磁圆柱沿两个正螺旋面分成两半(不破坏每块磁体的完整性)，停时，使这两半沿径向作远离轴的移动，随着两半磁圆柱与金属圆盘相对面积的减少，作用力逐步减小，最后二者相对面积减为零，金属圆盘不再受力。开时，使这两半沿径向向轴靠近。(2)电控式在每块磁体上缠上线圈，线圈的缠绕能在通入直流电后，形成与磁体磁场方向完全相同或相反的磁场。停时，通入一定方向的直流电，对磁体施加矫顽力，使其失去磁性；开时，再通入另一方向直流电，使其恢复磁性。充磁电控式无须充磁，机械式的可与电控式相同，即通过在磁体上绕制线圈，通电后即可充磁，也可把磁体拆下，充磁后再装上。
2、把1中最简单的形式(一个磁圆柱吸引一个金属圆盘)中的金属圆盘换成与不固定在轴上的磁圆柱完全相同的磁圆柱，该磁圆柱固定在轴上，可带动轴一起转动。使这个转动的磁圆柱(以下称动磁圆柱)中的螺旋状磁体磁场(磁力线)的螺旋方向与不转动的磁圆柱(以下称静磁圆柱)中的螺旋状磁体磁场的螺旋方向完全相同，即磁场方向相同或相反，并且使每个磁圆柱中的所有螺旋体相同的磁极朝向它们所在圆柱的共同的一个底面，也就是说，磁圆柱的一个底面是构成磁圆柱的所有螺旋体的N极组成的，另一底面是所有s极组成的(这与1中的磁圆柱不同，由于哪个磁极都能吸引金属，所以对于吸引金属圆盘的磁圆柱，构成它的所有螺旋磁体的相同的磁极可以在磁圆柱共同的一个底面上，也可以不在，只要这些螺旋磁体拼在一起能组成一个圆柱体即可)。每个磁圆柱中的相邻两块磁体间的空隙不大(空隙的大小应使两块磁体的空隙处的磁场强度与磁极处的磁场强度相同或接近相同)，因此，可以认为每个磁圆柱中的所有螺旋磁体，在磁圆柱的底面共同形成了一个磁场方向连续改变的匀强磁场。这样，当动、静磁圆柱底面相对时，同名极相对，产生推斥力，异名极相对产生吸引力。同样，可把这个力分解为1中所述的两个分力，从而使动磁圆柱转动。尽量减小螺旋线的升角，可使磁体间的作用力尽多转化为有用力。同样，可以在动磁圆柱两侧各固定一个静磁圆柱，使其中一个静磁圆柱与动磁圆柱同名极相对，另一静磁圆柱与动磁圆柱异名极相对，且三个磁圆柱中螺旋磁体的磁场方向沿相同的螺旋线方向。为叙述方便，把这三个磁圆柱沿轴向顺序编号，分别为(1)、(2)、(3)，其中(1)、(3)为静磁圆柱，(2)为动磁圆柱，若(1)与(2)异名极相对，则(2)与(3)同名极相对；若(1)与(2)同名极相对，则(2)与(3)异名极相对，但无论哪种情况，三个磁圆柱中螺旋磁体的磁场方向都沿相同的螺旋线方向，即磁场方向相同或相反。为了获得更大的能量，在这三个磁圆柱外侧沿轴向继续相间安装动磁圆柱和静磁圆柱，为叙述方便，设定(1)与(2)异名极相对，则(2)与(3)同名极相对。在(3)外侧的轴上(与固定(2)的轴为同一根轴)，再固定一个动磁圆柱(编号为(4))，(4)的底面与(1)、(2)、(3)的底面平行，仍使(4)中螺旋磁体的磁场方向所沿的螺旋线方向与(1)、(2)、(3)相同，这时，(3)对于位于它两侧的(2)与(4)都有作用力，对(4)是吸引力，对(2)是排斥力，这两个力作用的结果相同，即都是使(2)与(4)带动轴顺时针或逆时针方向转动。然后，在(4)外侧再安装一个静磁圆柱(编号为(5))、使它与(4)同名极相对，仍使(5)中螺旋状磁体的磁场方向与(1)、(2)、(3)、(4)中磁体的磁场方向沿相同的螺旋线方向。这样，(4)同时受到(3)的吸引力和(5)的推斥力，二力中的有用分力的作用一致，使轴沿相同的方向转动，因此进一步增大了能量。然后，在(5)外侧的轴上，再装一个动磁圆柱(编号为(6))，在(6)外侧再固定一个静磁圆柱(编号为(7))如此，动磁圆柱与静磁圆柱沿轴向相间排列，这样排列到一定程度(提供的能量达到要求)，最后以静磁圆柱排在最外边，这样可使每个动磁圆柱同时受到两个静磁圆柱的作用。上述为(1)与(2)是异名极相对时的情况，与此类似，若(1)、(2)同名极相对，则(2)、(3)异名极相对，(3)、(4)同名极相对，(4)、(5)异名极相对，(5)、(6)同名极相对，(6)、(7)异名极相对，但7个磁圆柱中螺旋磁体的磁场方向都沿相同的螺旋线方向。对该装置的操纵与1相似，也有两种(1)机械式a、对于由一个静磁圆柱和一个动磁圆柱构成的装置，同1中的(1)的a，对于由两个静磁圆柱和一个动磁圆柱构成的装置，在两个静磁圆柱上各装一根或几根齿条，使它们共同啮合在一个或几个齿轮上，由于一个静磁圆柱对动磁圆柱是吸引力，另一个静磁圆柱对动磁圆柱是排斥力，二力的轴向分力(无用力)大小相等，方向相反，因此要改变两个静磁圆柱与动磁圆柱间的轴向距离，只要对其中一个静磁圆柱加不大的力即可实现(另一静磁圆柱受到齿轮、齿条传来的反向力，会反向移动，即两个静磁圆柱同时靠近或离开动磁圆柱)，因为两个静磁圆柱的轴向分力通过齿条相互抵消在齿轮上，人操纵时，不必再克服这个轴向分力(动、静磁圆柱同名极相对的，两者移近时须克服轴向分力；动、静磁圆柱异名极相对的，两者移开时须克服轴向分力)。b、对于一根轴上有多个动磁圆柱的装置，同1中的(1)的b。(2)电控式同(1)中的(2)，为了能对机械式的磁体充磁，在静磁圆柱的每块磁体上绕上线圈，线圈在通入直流电后，能形成与磁体磁场同向或反向的磁场，充磁时，沿轴向，单独对第一个静磁圆柱中的磁体线圈通电(该静磁圆柱有一底面与动磁圆柱异名极相对)，使线圈形成与静磁体同向的强磁场，这时不仅该静磁圆柱中的磁体被充磁，与该静磁圆柱以异名极相对的另一动磁圆柱也被充磁，通电保持一段时间，沿轴向，对第二个静磁圆柱中的磁体线圈通电(第一个静磁圆柱磁体线圈的电不再断开)，也使线圈形成与磁体同向的强磁场，这样，不仅第二个静磁圆柱中的磁体被充磁，与该静磁圆柱以异名极相对的另一动磁圆柱中的磁体也被充磁，这样一直进行下去，最后剩下一个排在最外边的以同名极与一个动磁圆柱相对的静磁圆柱，再单独对它的线圈通电，对它充磁，最后断开所有静磁圆柱中线圈的直流电，充磁结束，电控式的充磁与此相同。
3、一圆柱，两底面与水平面平行放置，沿其轴线有一轴穿入，在它一个底面上有若干条相同的涡线，把底面分成相等的若干部分，用具有与涡线特征相同的曲面，沿这几条涡线垂直地切下去，把圆柱切成相同的若干块，仍使它们拼合在一起，在每条涡线中点附近，再用与该圆柱同轴线的两个半径相差很小的圆柱面第二次截切圆柱，这样，第一次切成的每一块又被切成三部分，把两个圆柱面中间切出的部分去掉，这样，第一次切出的每块成为两块，把经两次截切所得到的各块用硬磁性材料制成并磁化，仍然使它们按原来的相互位置关系拼合在一起，使与轴接触的每块磁体(以下称动磁体)的磁场方向都沿相同的涡线方向(从原圆柱底面上看，该涡线是位于截切出每块磁体的两条涡线正中的一条涡线)，并使所有动磁体与轴接触的一端(小端)为相同的一个磁极，不与轴接触的一端(大端)为相同的另一磁极。包围在动磁体外边，与动磁体间有一气隙的磁体(以下称静磁体)，每一块的磁场方向也沿与动磁体磁场方向相同的涡线方向，并使所有静磁体的小端(与动磁体相对的一端)为相同的一个磁极，大端为相同的另一磁极。把所有动、静磁体固定起来，并保持上述位置关系，所有动磁体同时固定在轴上，可带动轴一起转动。这样，所有动磁体拼合成一个圆柱(以下称动磁圆柱)，所有静磁体拼合成一个厚壁筒(以下称静磁壁筒)。相邻的两块动磁体与动磁体，静磁体与静磁体间的空隙不大，以保证空隙处的磁场强度与磁极处的磁场强度相同或接近相同，因此可以认为所有动磁体和所有静磁体分别在两极处形成了一个方向连续改变的匀强磁场。这样，所有动磁体受到所有静磁体的斥力或引力，由于这个力的方向与磁体的磁场方向重合，因此也沿涡线方向，这个方向的力可分解为两个分力一个分力向心(动、静磁体同名极相对)或离心(动、静磁体异名相对)，一个分力沿动磁圆柱横截面圆的切线方向。前一分力因轴被其它构件(如轴承)限制，而不能产生运动现象，后一分力有使动磁圆柱转动的趋势，由于动磁圆柱可与轴一起转动，因此这个分力便能转化为机械能。该装置的操纵与1、2相似，也有两种方式(1)机械式以两条或多条涡线为界，把所有静磁体分成两部分或多部分(不破坏每块静磁体的完整性)，使每一部分可沿径向移动，当所有静磁体沿径向向外运动(离心)时，动、静磁体间的气隙增大，作用力减小，气隙增大到一定程度，动磁体停止转动；当所有静磁体沿径向向内运动(向心)时，动、静磁体间气隙变小，作用力增大。(2)电控式在每块静磁体上绕上线圈，通入直流电，线圈的磁场与磁体磁场方向重合(相同或相反)，即也沿相同的涡线方向。利用对线圈的通电，使静磁体失去或恢复磁性，达到停或启动的目的。充磁(1)电控式的由于静磁体上有线圈，在开动时等于对静磁体充磁，因此对静磁体无须充磁。对于动磁体，有两种情况，一种是动、静磁体异名极相对的，无须充磁；另一种是动、静磁体同名极相对的情况，对该种装置的动磁体充磁时，对静磁体线圈通电，对静磁体施加矫顽力，使其失去磁性，仍继续增大电流，使静磁体形成反向强磁场(与动磁体同向)，即可对动磁体充磁。充磁结束再改变电流方向，移动静磁体，使动、静磁体间的距离足够大，加大电流，使静磁体恢复原来的磁场方向，也可在充磁结束后，增大动、静磁体间的气隙，在二者之间插入一金属壁筒，屏蔽住动磁体，再增大电流，使静磁体恢复原磁场方向。(2)、机械式的与(1)相同，也在静磁体上缠上线圈，充磁方法同(1)。
4、把3中的动磁圆柱换为一个金属圆柱(该金属能被磁体强烈吸引)，该金属圆柱为一个整体，与轴紧固或铸在一起，其它同3。
5、把1、4中电控式的静磁体，2、3中电控式的动、静磁体的材料改为软磁性材料，并在每块磁体(包括动磁体)上缠上线圈，通入一定方向的直流电，与原磁体等效。2、3形式的装置，转动部分的线圈所需直流电，通过装在轴上的滑环引入(与直流电机的相同)，在该类装置的轴上通过联轴器联一直流发电机，把蓄电池组与装置中的所有线圈连起来，在该线路上设一开关，发电机和装置中的所有线圈也连起来，在此线路上也设一开关。开动时，接通蓄电池组与线圈间的开关，蓄电池组中的电流流过各线圈，动磁体带动轴转动，并带动发电机发电，再接通发电机和线圈间的开关，使发电机发出的电流过各线圈，同时切断蓄电池组对线圈的供电，机器便可转动下去。停时，切断发电机对线圈的供电。在发电机与蓄电池组间也用线接通，使发电机工作时能对蓄电池组充电。为了对线圈散热，对于3、4两种形式的装置，加大所有动磁体与动磁体、静磁体与静磁体间的空隙(空隙的大小仍能保证所有静磁体在两极形成连续的匀强磁场)，并固定好，紧贴静磁壁筒外面，再套上一个壁筒式装置(以下称密封壁筒)，该装置与静磁体大端接触紧密，不能流通空气，密封壁筒在一端或两端高出静磁壁筒一定高度，形成一个或两个空腔，在空腔内的轴上装上风扇，当动磁体转动时，带动风扇，使空气沿密封壁筒内腔流动，由于密封璧筒中有动、静磁体，因此空气只能从磁体间的空隙流过，从而对线圈起到散热作用。对于1、2形式的装置，与此类似。首先加大动磁体与动磁体，静磁体与静磁体间的空隙，然后在所有动、静磁圆柱、金属圆盘外套入一密封壁筒，壁筒一端或两端也余出一定的空腔，壁筒内壁不与动磁圆柱(金属圆盘)接触，但间隙很小，使动磁圆柱(金属囤盘)能够转动，壁筒内壁与静磁圆柱接触紧密，不能流通空气，静磁圆柱固定在密封壁筒上，在壁筒一端或两端的空腔中，把风扇装到轴上。这样，气流大部分只能从磁体间的空隙中流过。
6、把5中各磁体仍用高剩磁的硬磋性材料制成，其它同5，关闭时，用发电机发出的电对静磁体施加矫顽力，使其失去磁性，启动时，用蓄电池组的电使其恢复磁性，启动后，发电机发电，把该电流引入各线圈(同时切断蓄电池组的电)，对磁体进行激磁，使其达到磁饱和，转动中一直进行激磁，机械式的，去掉蓄电池组，关闭时移开静磁体。
7、5中的各种亦可去掉发电机和蓄电池组，直接用电力驱动。对上述各种方案中感应的电势，必须使其不能形成电流。另外，通电时每个线圈中的电流完全相同。
(六)磁动装置的能量来源价格极其低廉，由于永磁体可长期保持高的剩磁，因此可长期对外提供能量；结构简单；不排放任何有害气体，无污染、噪音小。
(七)图面说明所有磁体上缠绕的线圈均未画出。
图1、图2为方案2中的电控式，共有5个磁圆柱。从上向下，1、3、5为静磁圆柱，2、4为动磁圆柱，图1为主视图，图2为俯视图。图1中，下面4个磁圆柱去掉了轮辋，以显示其内部关系；图2中，去掉了左边3块螺旋状磁体，右边3块装在轮辐中未去掉。1为轮辋上的小凸台，中有一方孔，螺旋磁体对应处也有一不通的孔，用具有相应形状的金属柱(图中未画金属柱)插入凸台和磁体的孔中，把金属柱外端与凸台焊接住(凸台中最好为螺孔，用螺钉拧入，对磁体定位)。2为磁体凸出的压盖在轮辋上的部分，3为轮辋，4为与轮辋相连的、用以把静磁圆柱固定起来的部分，5为辐条，6为螺旋状磁体上的方孔(与轮辋凸台方孔对应)，7为轮毂上的小凸台，中有一方孔，也用金属柱插入凸台和磁体孔中，金属柱外端与凸台焊接在一起(轮毂凸台中也应为螺孔，也应用螺钉拧入)。8为轮毂，9为轴，10为静磁圆柱的轮毂与轴间的空隙，11为静磁圆柱中的螺旋状磁体，12为动磁圆柱中的螺旋状磁体，13为动、静磁圆柱间的气隙。图3、图4为方案2中的机械式，表示的是所有静磁圆柱分为两半，沿径向向外移动了一段距离，动、静磁圆柱只有一部分面积相对时的情况。1为固定所有左(右)半部分静磁圆柱的支架，有左右两个，右边支架上有一螺杆；2为支架上装的滑块，每个支架上有4个，3为有凹槽的导轨，4为固定半个静磁圆柱的半个轮辋，5为静磁体凸出的压盖在轮辋上的部分；6为轮辋边缘的小凸台，中有方孔，7为轴，8为动磁圆柱(共有两个，从上往下，第二、第四为动磁圆柱，第一、第三、第五为静磁圆柱，静磁圆柱各分为两半)，9为动磁体。图3中的9所指处为动磁体凸出的压盖在轮辋上的部分。图5、图6为方案3中的电控式，1为静磁体，2为固定静磁体的辐条，3为固定静磁体的轮辋，4为压在所有静磁体上的金属环，该环上有四个把手状分支，可与轮辋连接起来(图6中为焊接)。5为动、静磁体间的气隙，6为压在所有动磁体上的圆环，也有四个分支，可与固定动磁体的轮辋连接在一起(图5中，固定动磁体的轮辋被假想去掉)，7为固定动磁体的轮毂，8为动磁体，9为固定动磁体的轮辋(共有3个，两端各1个，中部1个)，图7为方案3中的机械式。该图为俯视图，1为固定半部分静磁体的支架，有左右两个，每个支架上有两根齿条(右边的支架上还有一螺杆)，共同啮合在两个齿轮上，2为有凹槽的导轨，3为静磁体，4为固定静磁体的轮辋，5为固定静磁体的辐条，6为压在静磁体上的槽钢状金属，7为两块槽钢状金属与一根辐条相对应的一个孔，可用螺栓穿入，把两块6与这根辐条固定在一起(图中未画螺栓、螺母)。图7中，固定左半部分静磁体的半个轮辐下面的一端与右边的半个轮辐上面的一端相同，即用槽钢状金属连结辐条，固定静磁体，而右半个轮辐下面的一端与左个轮辐上面的一端相同，即由金属条块连成网格状。图中只画出了下面两条导轨(2)、上面也有同样两条导轨(被假想去掉)，左、右两半个轮辐上各有上边两块、下边两块与导轨2的凹槽相应的长条形滑块(上边四块滑块未画)。另外，动磁圆柱的轮辋(如图6中的9)去掉未画。图8为方案1中的机械式。1为与静磁圆柱相连的支架，上有两根齿条，两个静磁圆柱的四根齿条共同啮合在两个齿轮上，2为静磁圆柱，3为轴，4为金属圆盘，5为静磁圆柱与金属圆盘间的气隙。沿轴向应有4条导轨，每个2上应有相应的四个滑块，图中未画出。图9、图10为方案5中的一种，1为动、静磁体间的气隙，2为密封壁筒，3为静磁体间的空隙(共有6个)，4为2向内凸出的部分，用以隔开两块静磁体，5为静磁体，6为两块动磁体间的空隙(共有6个)，7为轴，8为密封壁筒下端形成的空腔，用以装风扇，图中未画风扇图9、图10中，所有动磁体在两极处连在一起，形成一个整体，中间有轴穿入并与之固定在一起。静磁体仍是一个一个分开的，每块在小端向一侧凸出一块，与大端的4，使静磁体间的空隙固定下来。
(八)对方案1、2中磁体的固定，采用轮辐，如图1、图2、图3、图4、在每两块螺旋磁体的交界面(正螺旋面)放置一具有相应形状及面积的辐条(图1、图2中的5)，辐条外与轮辋相连，内与轮毂相连，三者是一个坚固的整体，轮毂内壁开有键槽，通过键与轴装配在一起。为避免磁体受力后从轮辐中脱出，在螺旋磁体受斥力的一端的周边，磁体向外凸出一圈(图1、图2中的2、图3、图4中的5)，凸出部分压盖在夹持该磁体的辐条、轮毂、轮辋上(每块磁体压在辐条上的宽度为辐条宽的一半)，磁体受力时，由于轮辐对磁体凸出的这一圈的阻挡，磁体不致于从轮辐中脱出。为加强这一阻挡作用，在磁体受引力的一端的周边，螺旋磁体向内有一圈凹陷，使夹持磁体的轮毂、轮辋、辐条向这一圈凹陷处延伸过来，延伸的体积与凹陷体积相等，并仍使轮辐(及延伸)与磁体该端平齐，这就进一步加强了对磁体的阻挡。这种阻挡只是单方向的，在与此相反的方向上也加上阻力，这一阻力不大，目的在于防止在振动等其它力的作用下磁体脱出。在磁体受斥力端，把凸出的那一圈去掉2小块(压在轮毂、轮辋上的部分各一块)，并在轮毂、轮辋上相应处制出相应大小的2个小凸台(图1、图2中的1、图3、图4中的6)，凸台顶面与磁体端面平齐，凸台中有通螺孔(为作图简便，图中为方孔)，孔轴线指向磁圆柱轴线，在磁体与螺孔对应处制出相应的不通的光孔，然后用2个螺钉拧入凸台，螺钉进入磁体。对于机械式的(图3、图4)把所有静磁圆柱分为两半，每半个静磁圆柱用半个轮辐固定，同侧的半个轮辐固定在同一支架上(左侧3个固定于左边支架上，右边3个固定于右边支架上)，在每一支架(1)上装两根齿条，把这四根齿条共同啮合在两个齿轮上，当移动一个支架时，另一支架便会反向移动，在其中一个支架(图3、图4中为右边的那个支架)上装上能自锁的螺旋传动装置，当人旋转带有手轮的螺母时，螺母通过与螺杆的啮合，带动支架移动，并通过齿轮、齿条把力也传给另一支架，使另一支架也移动，当人停止旋转手轮时，由于螺杆、螺母的自锁，支架不会再改变位置。机械式的另一种形式(图8)与此相似，不过图8中，两个静磁圆柱作轴向移动。方案3中磁体的固定，也采用轮辐，电控式的如图5、图6，在每两块动磁体与动磁体，静磁体与静磁体的分界面，放入相应形状(涡线状)的辐条2，夹持动磁体的辐条内与轮毂相连，外与3个圆环状金属箍(即轮辋，图6中的9)相连，采用这样的轮辋，可使动磁体与静磁体相对的磁极大部分暴露出来，而不致被轮辋遮住。在动磁圆柱一个底面(图6中为右底面)，用一圆环状金属6，压在动磁体该端，6上有四个分支，把四个分支与该端轮辋连结在一起，图6中的左端有一同样金属环，它与左端轮辋是一整体，不可拆，装动磁体时，从右端装入，再把6装上，固定到轮辋上。静磁体的固定与此相似，两端也各有一金属圆环，不过由于动磁圆柱中间一圈轮辋的阻隔，静磁壁筒分成了两半。机械式的(动磁体的固定与电控式的相同)如图7，把静磁壁筒分为左、右两半，各用半个轮辐固定(这时把图6中所示的两半静磁壁筒的轮辐相互连接固定起来)，每半轮辐的两个端面，一端由金属条块与辐条、轮辋共同连结成网格状(图7中左半个轮辐的端面)，另一端，辐条在一头凸出磁体端面，凸出部分中有一通孔，在两根辐条的凸出分中间，卡入形状、大小相应的槽钢形金属，6紧压在磁体上，6上有与辐条通孔对应的孔，用螺栓、螺母把槽钢形金属与辐条紧固在一起，每半个轮辐上装有四块长条形滑块，滑块卡在相应的导轨(2)凹槽中，可沿凹槽作径向滑动，用两个支架固定两半个轮辐，每个支架上有两根齿条，共同啮合于两个齿轮上，其中一支架上装有螺杆，螺杆与带有手轮的螺母啮合在一起(作用、原理与1、2中的机械式的相同)。方案4中静磁体的固定方法同3。对于方案5，(1)用硅钢制成螺旋状体，把它装到相应的轮辐中，假设先使螺旋硅钢不与轮毂、轮辋、辐条有任何接触，即螺旋硅钢与夹持它的轮辐间有空隙，在硅钢受引力的一端，有三处凹陷，外侧两角处各一，与轮毂相对处一、轮辐与这三处对应的地方，延伸过来三块，卡在凹陷中，并与硅钢该端端面平齐，在受斥力端，轮辐与硅钢该端平齐，硅钢在外侧两角处和与轮毂相对处各伸出一块，与轮辐接触，即在硅钢与轮辐的空隙中填充进三块硅钢，并与螺旋硅钢成为一体，这样，硅钢与轮辐间的空隙固定下来，由于硅钢只在边角处与轮辐有接触，因此不影响缠绕线圈，空隙可对线圈散热，且硅钢受力后不能从轮辐中脱出，在与螺旋硅钢对应的轮辋上有螺孔，用紧固螺钉拧入，限制硅钢不受力时的脱出。然后在动、静磁圆柱外套一密封壁筒，密封壁筒不与动磁圆柱(金属圆盘)接触，而与静磁圆柱对应，向内凸出一圈，与静磁圆柱接触紧密，静磁圆柱固定于密封壁筒上，(2)如图9、图10，把原硬磁性材料改为硅钢，去掉原来的轮辐(因此原辐条所在处成了空隙6、3)。使所有动磁体在两极处连在一起，从而成为一个整体，中间用轴穿入，装配到轴上，所有静磁体不连接在一起，仍一个一个分开，静磁体在小端向一侧凸出一块，在静磁体大端外套上密封壁筒2，2内壁向内有六块凸出部分，与静磁体小端的凸出部分共同隔开两块磁体，形成空隙，然后在动、静磁体上绕上线圈，在密封壁筒一端空腔(图9中的8)中装上风扇。为消除感应电的影响，在动磁圆柱的轮辐的轮毂内壁加装一层绝缘材料，再装配到轴上，使它不与轴直接接触；固定静磁体的金属，在它们与其它构件相接处(如通过螺栓连接的，在螺栓头、螺母下及螺栓孔中)加装一层绝缘材料，使其不能形成电流。
权利要求
1.(一)该发明的主题名称是动力机，与现在各种动力机的共同特征是利用一部分机械部件(转动部分)和另一部分机械部件(非转动部分)间相互的力的作用，使转动部分对静止部分作相对转动，实现能量的转化，把其它能量转化为机械能。(二)其特征是转动部分和非转动部分都由若干块磁体(具有高剩磁的永磁体或电磁铁)构成，或转动部分由金属(该金属能被磁体强烈吸引)构成，非转动部分由上述磁体构成。每块磁体具有特殊形状，呈螺旋状或涡线状，且磁场方向与几何形状的扭曲方向相重合，转动部分(动磁体)固定在轴上，非转动部分(静磁体)固定在机械的其它地方，动、静磁体不相接触，中间有一气隙。动、静磁体磁场方向的走向一致(磁场方向相同或相反)。
2.专用于制造磁动装置的方法的独立权利要求。
3.磁动装置的用途的独立权利要求。
4.(一)引于1，主题名称动力机。(二)在静磁体上缠上线圈，线圈在通入直流电后，能形成与磁体同向或反向的磁场。利用对静磁体线圈的通电，实现停或启动和对动磁体的充磁(永磁型)。
5.(一)引于1，主题名称动力机。(二)利用机械方式对装置进行操纵，即使动、静磁体间的气隙或动、静磁体的距离(磁体为涡线状的磁动装置)增大和缩小实现停、启动；或利用动、静磁体相对面积的减小和增大实现停、启动。
6.(一)引于1，主题名称动力机。(二)在所有动、静永磁体上缠上线圈，在磁动装置轴上连一直流发电机，把发电机发的电引入各线圈(各线圈电流相同)，对永磁体激磁，使其达到磁饱和。利用蓄电池组的电进行启动或利用机械方式进行停、启动。利用发电机发的电对蓄电池组充电。
7.(一)引于1，主题名称动力机(二)在软磁性材料上绕上线圈，成为与永磁体等效的电磁铁，在磁动装置轴上连一直流发电机，用蓄电池组启动，启动后，利用发电机发的电维持电磁铁的磁性和对蓄电池组的充电。
8.(一)引于5，主题名称动力机(二)磁体为螺旋形，利用机械方式操纵，靠改变气隙大小实现停、启动的装置，在每一部分可移动静磁体上装上齿条，两部分的齿条啮合在共同的齿轮上，从而抵消两部分与静磁体的轴向分力。
9.(一)引于1，主题名称动力机(二)所有动磁体和所有静磁体在两极处各形成一个磁场方向连续改变的匀强(或接近匀强)磁场。
10.(一)引于1，主题名称动力机(二)电磁型和永磁型中用电激磁的磁动装置，动磁体与动磁体、静磁体与静磁体间有空隙，外有密封壁筒，利用轴上的风扇驱动气流，从磁体空隙中流过，对线圈散热。
11.(一)引于1，主题名称磁动装置(二)磁体为螺旋形，有多个动磁圆柱的装置，每个动磁圆柱同时分别受到两个静磁圆柱的引力和斥力、现请求对于具有述特征的产品，产品制造方法和产品用途予以保护。
全文摘要
本发明叫磁动装置,属于磁学领域,需要解决的技术是使磁体的磁场具有人为设计的方向性。主要特征是:利用磁极间的引力或斥力作为能量来源,使固定不动的磁体推动可转动的磁体,分为永磁型、电磁型两类。磁动装置既可单独作为一种动力机,又可直接把不动的磁体装于机身,转动的磁体(或金属)装到需要转动的机械部件中,如自行车、摩托车轮上装上转动的磁体,车身上装上不动的磁体,可推动车轮;转动磁体还可装于汽车车轴,装于螺旋桨,风扇、机械钟表上等所有需要转动的地方。
文档编号H02K53/00GK1172376SQ9711266
公开日1998年2月4日 申请日期1997年6月29日 优先权日1997年6月29日
发明者牛慧 申请人:牛慧