本發(fā)明屬于磁動力機械領域，主要是涉及一種磁鐵位引力驅(qū)動旋轉換極式永磁動力機。

背景技術：

永磁動力機是利用永久磁鐵的吸引力和排斥力作為動力資源，也是人們實現(xiàn)高效、清潔和安全能源的主要手段。永磁動力機的工作，是通過永久磁鐵磁極之間相互吸引運動和磁極的轉換實現(xiàn)的?，F(xiàn)有的永磁動力機，很難克服動磁鐵在定磁鐵的磁場中換極帶來的阻力；由于磁極轉換的阻力較大，使磁動力機的結構更復雜、體積也比較大，工作效率和運行成本也很不理想。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種磁鐵位引力驅(qū)動旋轉換極式永磁動力機，該永磁動力機利用永磁鐵磁場的位引力作為動力源，實現(xiàn)微阻力旋轉換極，整機結構緊湊、運行平穩(wěn)。

本發(fā)明是通過以下措施實現(xiàn)的，包括定磁鐵、動磁鐵、固定箱、轉盤、輸出軸、軸承和機殼組成，其特征是：

圓環(huán)柱體形的定磁鐵設置在機殼內(nèi)，定磁鐵的外表面與機殼連接，內(nèi)表面與固定箱相接，固定箱固定在機殼內(nèi)；圓形轉盤設置在固定箱內(nèi)，通過輸出軸和軸承與固定箱連接；動磁鐵置于固定箱與轉盤之間的滑槽內(nèi)，并位于定磁鐵內(nèi)環(huán)面的磁極上方；機殼蓋與機殼連接；

所述的定磁鐵是圓環(huán)柱體形的磁鐵，兩個磁極分別在內(nèi)環(huán)表面和外環(huán)表面，外環(huán)面包有鐵皮；整體的圓環(huán)柱體形定磁鐵可以由2～10個圓弧形磁鐵拼接組成；

所述的動磁鐵是圓柱體形磁鐵，磁極在環(huán)面，圓環(huán)面兩邊各有一個磁極，外面由非導磁材料包裹；環(huán)面上設置有齒輪，該齒輪可與轉盤上圓弧形滑槽處的齒輪相嚙合；在動磁鐵的一個端部設置有方形凸體；動磁鐵位于定磁鐵的磁極磁面上；圓柱形動磁鐵的軸線與定磁鐵的徑向線重合，動磁鐵的兩磁極中心連線與定磁鐵的軸線平行；

所述的固定箱是非導磁材料的圓筒體，內(nèi)環(huán)面設置有60～150個等距的軸向滑槽，滑槽為一階凹槽，與動磁鐵的圓柱體處滑動配合；

所述的轉盤是非導磁材料的圓環(huán)柱體，在轉盤圓柱形的外環(huán)表面上，沿圓周設置有封閉的折線形滑槽，折線形滑槽的數(shù)量是6～12段；滑槽的各段直線部分長度相等，兩直線滑槽相交的頂點處是與直線部分相切的圓弧形滑槽，每兩個相鄰直線滑槽在頂點處的夾角為90度；圓弧形滑槽的內(nèi)圓弧處設置有齒輪，該齒輪可與動磁鐵上的齒輪相嚙合；在圓弧形滑槽的外圓弧處設置有可平衡圓弧形滑槽附近的定磁鐵磁場強度的平衡永磁鐵；滑槽的直線部分是兩階凹槽，一階凹槽與動磁鐵的圓柱體滑動配合，二階凹槽與動磁鐵的方形凸體滑動配合；圓弧形滑槽是一階凹槽，與動磁鐵的圓柱體滑動配合；

將60～150個動磁鐵置于固定箱與轉盤之間的滑槽內(nèi)，有方形凸體的一端置于轉盤外表面的折線形滑槽內(nèi)，另一端置于固定箱內(nèi)環(huán)面的軸向滑槽內(nèi)；圓柱形動磁鐵的軸線與定磁鐵的徑向線重合，兩磁極中心連線與定磁鐵的軸線平行。

平衡永磁鐵是圓弧形的磁鐵，位于轉盤的圓弧形滑槽附近，弧度與圓弧形滑槽的弧度接近；磁極n在內(nèi)弧面上，磁極s在外弧面上；平衡永磁鐵的磁極面垂直于定磁鐵的n磁極面。

根據(jù)永磁動力機結構的需要，所述的軸向滑槽可設置在所述轉盤的外表面上，封閉的折線形滑槽設置在固定箱的內(nèi)表面上。

永磁動力機在不改變固定箱、轉盤及動磁鐵相對位置的情況下，將定磁鐵設置于轉盤的里面，在位引力的作用下，動磁鐵在圓環(huán)柱體形定磁鐵的外環(huán)表面運動，驅(qū)動轉盤旋轉。

因為將動磁鐵置于定磁鐵的一個磁極表面上，使動磁鐵的兩個磁極中心連線與定磁鐵的軸線平行。動磁鐵的磁場與定磁鐵的磁場融合為一個磁場，磁場的磁力線存在著縱向拉力和橫向壓力，這樣，動磁鐵與定磁鐵之間產(chǎn)生了引力。定磁鐵吸引動磁鐵的位引力磁場強的位置在定磁鐵的邊緣，在定磁鐵大磁場的作用下，動磁鐵向磁場強度較大的定磁鐵的邊緣運動。改變動磁鐵磁極的方向，使其磁極的位置對換，則動磁鐵向磁場強度較大的定磁鐵的另一個邊緣運動。該運動是在改變動磁鐵位置時，定磁鐵對動磁鐵產(chǎn)生的引力作用下實現(xiàn)的，該引力簡稱為位引力（以下同）。經(jīng)過實踐證明，位引力牽引動磁鐵運動，驅(qū)動轉盤旋轉輸出動力的永磁動力機是可行的。所以，若干個在滑槽內(nèi)的動磁鐵，在位引力的作用下，在固定箱的軸向滑槽內(nèi)向定磁鐵的一個邊緣運動，同時推動轉盤上直線滑槽的一個邊，使轉盤旋轉。當動磁鐵運動到轉盤上的弧形滑槽處時，動磁鐵上的齒輪與弧形環(huán)槽處的齒輪相嚙合，在轉盤旋轉力的帶動下，動磁鐵旋轉180度，使磁極方向改變。由于弧形滑槽是一階滑槽，對動磁鐵的方形凸體無約束；再加上弧形滑槽處平衡永磁鐵對磁場的平衡作用，動磁鐵得以順利旋轉換極。在位引力的作用下，動磁鐵向定磁鐵的另一個邊緣運動，同時動磁鐵有方形凸體的一端進入相鄰一個直線滑槽內(nèi)，推動轉盤上直線滑槽的一個邊，使轉盤繼續(xù)旋轉。由于動磁鐵在弧形滑槽處改變了磁極方向，轉盤上相鄰直線滑槽的方向也同時改變，所以，動磁鐵推動轉盤的旋轉方向不變。轉盤的持續(xù)旋轉通過輸出軸將動力輸出。改變定磁鐵的位置，可以控制永磁動力機的啟動和停機。

本發(fā)明的有益效果是，以永久磁鐵的磁場為能源，合理應用磁鐵位置變化產(chǎn)生的位引力推動轉盤旋轉，通過輸出軸將磁能轉化的機械能輸出作功。具有高效、清潔、安全和結構緊湊等特點，代替內(nèi)燃機等動力源，節(jié)約能源，可應用于各種需要動力的機械設備。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖，圖2是動磁鐵在定磁鐵的磁極上受位引力運動的示意圖，圖3是在定磁鐵邊緣的平衡永磁鐵與定磁鐵的磁力平衡示意圖，圖4是在轉盤圓柱形的外環(huán)表面上的封閉的折線形滑槽的展開示意圖，圖5是固定箱內(nèi)環(huán)面上的軸向滑槽的展開示意圖。圖中1是定磁鐵、2是動磁鐵、3是機殼蓋、4是輸出軸、5是軸承、6是固定箱定位蓋、7是轉盤，8是機殼，9是直線滑槽，10是軸向滑槽，11是固定箱，12是圓弧形滑槽，13是平衡永磁鐵。a是磁力平衡點，f是定磁鐵對動磁鐵的位引力及方向，f1是定磁鐵對平衡永磁鐵的磁力及方向，f2平衡永磁鐵的磁力及方向，n和s是磁鐵的磁極。

具體實施方式

下面結合附圖說明本發(fā)明的一個實施例

本發(fā)明包括定磁鐵、動磁鐵、固定箱、轉盤、輸出軸、軸承和機殼組成。

圓環(huán)柱體形的定磁鐵1設置在機殼8內(nèi)，定磁鐵1的外表面與機殼8連接，內(nèi)表面與固定箱11相接，固定箱通過定位蓋6固定在機殼8內(nèi)；圓形轉盤7設置在固定箱11內(nèi)，通過輸出軸4和軸承5與固定箱11連接；動磁鐵2置于固定箱11與轉盤7之間的滑槽內(nèi)，并位于定磁鐵1內(nèi)環(huán)面的磁極上方；機殼蓋3與機殼8連接。

定磁鐵1是圓環(huán)柱體形磁鐵，磁極n在內(nèi)環(huán)面，磁極s在外環(huán)面。動磁鐵2是圓柱體磁鐵，磁極n和s分別在圓柱環(huán)面的兩側；環(huán)面上設置有齒輪，該齒輪可與轉盤上圓弧形滑槽處的齒輪相嚙合；在動磁鐵的一個端部設置有方形凸體。動磁鐵2位于定磁鐵1的磁極n面上方；圓柱形動磁鐵2的軸線與定磁鐵1的徑向線重合（或者說是與定磁鐵1的中心線相交），動磁鐵2的兩磁極中心連線與定磁鐵1的軸線平行。這樣，（動磁鐵2的磁場與定磁鐵1的磁場融合為一個磁場，動磁鐵2和定磁鐵1的兩端閉合磁力線彎度和長度不等。）動磁鐵2在位引力f1的作用下，在固定箱11的軸向滑槽10內(nèi)向定磁鐵1的邊緣運動，推動轉盤7上折線滑槽的直線段及轉盤轉動。位引力的方向是動磁鐵2的兩磁極中心連線上s極到n極的方向。位引力是本發(fā)明的永磁動力機的動力源。

固定箱11的內(nèi)環(huán)面上有80道等距的軸向滑槽10，滑槽10為一階凹槽，與動磁鐵2的圓柱體處滑動配合。

所述的轉盤7是非導磁材料的圓環(huán)柱體，在轉盤7圓柱形的外環(huán)表面上，沿圓周設置有封閉的折線形滑槽，折線形滑槽有八個直線滑槽9和八個頂點圓弧形滑槽12。滑槽的各段直線部分長度相等，兩直線滑槽9相交的頂點處是與直線部分相切的圓弧形滑槽12，每兩個相鄰直線滑槽9在頂點處的夾角為90度；轉盤7外環(huán)面上的折線滑槽的直線段與固定箱內(nèi)環(huán)面上的軸向滑槽成45度角。圓弧形滑槽12的內(nèi)圓弧處設置有齒輪，該齒輪可與動磁鐵2上的齒輪相嚙合；圓弧形滑槽12的內(nèi)圓弧長等于動磁鐵2圓周長的一半；在圓弧形滑槽12的外圓弧處設置有可平衡圓弧形滑槽附近的定磁鐵1磁場強度的平衡永磁鐵13；滑槽的直線部分是兩階凹槽，一階凹槽與動磁鐵2的圓柱體滑動配合，二階凹槽與動磁鐵2的方形凸體滑動配合；圓弧形滑槽12是一階凹槽，與動磁鐵2的圓柱體滑動配合。

在封閉式折線滑槽內(nèi)共設置有80個動磁鐵2，每段折線滑槽內(nèi)有10個動磁鐵2；直線段滑槽9中的動磁鐵2的數(shù)量大于圓弧形滑槽12處動磁鐵2的數(shù)量。直線段滑槽中9的動磁鐵2在位引力作用下所做的功，大于圓弧形滑槽處12動磁鐵2轉極時所消耗的功，動磁鐵2推動轉盤7旋轉。將80個動磁鐵2在固定箱11軸向滑槽10內(nèi)的往復直線運動的機械能轉換為轉盤7旋轉的機械能，轉盤7的機械能通過輸出軸4向外輸出動力。動力機工作時，固定箱11內(nèi)需注入一定量的潤滑機油。

平衡永磁鐵13是圓弧形的磁鐵，位于轉盤7的圓弧形滑槽12附近，弧度與圓弧形滑槽的弧度接近；磁極n在內(nèi)弧面上，磁極s在外弧面上。平衡永磁鐵13的磁極面垂直于定磁鐵1的n磁極面。平衡永磁鐵13與定磁鐵1的磁場在圓弧形滑槽處12的方向相反，定磁鐵1的磁力線從邊緣地方繞過弧形滑槽，在圓弧形滑槽12中心處形成一個磁力平衡點a，動磁鐵2在a點處旋轉180度換極的阻力較小。