[发明专利]一种棘轮机构永磁能原动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种能源、动力系统，特别是利用永磁能发生装置、棘轮机构和齿轮增速机构，将永磁能转换成机械旋转运动动力的棘轮机构永磁能原动机。

技术背景

人类现在利用的能源主要有石油、水力、风电、太阳能等，成本高、环境污染严重。

现有技术：本人于2010年4月13日申请的“棘轮机构永磁能原动机”，利用永磁能发生装置和棘轮机构，将永磁能转换成机械旋转运动动力的原动机。经过对其第二实施例的进一步研究发现：由于转子与棘轮是固定连接的，因此磁环和摇柄磁铁的传动比与棘轮和棘爪的传动比是固定的，在不依赖外力的情况下，其自转的可持续性仍有待研究。

本发明针对“棘轮机构永磁能原动机”的第二实施例存在的问题，不但提出了全新的解决方案，而且与其第一实施例相比，工作效能也得到了大幅提高。

发明内容

本发明是这样实现的：一种棘轮机构永磁能原动机，主要包括起动器、永磁能发生装置、棘轮机构和增速机构，其特征是：

a.永磁能发生装置由磁铁(1)、磁环(2)、转子(3)和摇柄(4)组成，转子四周设有一个由8个或8个以上S极和N极相间排列的磁铁组成的磁环，而且磁环上磁铁的数量是4或6的公倍数；4个或4个以上的设有摇柄的磁铁对称或平均分布在转子的周围，而且磁铁的数量是2的公倍数，其中，有一半磁铁的S极向外、N极向轴排列，另有一半的磁铁的N极向外、S极向轴排列；摇柄上的磁铁与转子上的磁环相对而设且绕轴对称或平均分布；转子与输入轴固定连接；

b.棘轮机构由1个棘轮和4组或4组以上的摆杆棘爪机构组成，而且摆杆棘爪机构的数量是2的公倍数；摆杆(6)通过销轴(5)与摇柄固定连接；棘轮与输出轴固定连接；

c.机器由起动器(19)起动，转子转动时，摇柄上的磁铁与转子上的磁环交替 产生吸力和斥力，对摇柄产生往复摆动的角动力，通过棘轮机构将摇柄往复摆动的动力转换成机械旋转的动力，一方面向终端输出工作动力，另一方面通过增速机构带动转子持续转动及提高转子与棘轮的转速比，使棘爪摆动的速度大于棘轮转动的速度，实现将永磁能转换成机械旋转运动的动力。

所述增速机构是主动轮比从动轮大或主动齿轮齿数比从动齿轮齿数多，减矩增速的齿轮传动或带传动或链传动机构。以下例举两种增速机构；

一种带传动增速机构主要由传动带(10)、输出轴大带轮(11)、增速机构传动轴(15)、增速机构传动轴小带轮(12)、增速机构传动轴大带轮(16)和输入轴小带轮(17)组成。输出轴大带轮为主动轮、增速机构传动轴小带轮为从动轮，用一条传动带套着两个带轮，传动带用张紧轮张紧；增速机构传动轴大带轮为主动轮、输入轴小带轮为从动轮，用一条传动带套着两个带轮，传动带用张紧轮张紧。棘轮的动力经输出轴、增速机构和输入轴输送给转子，则转子的转速大于棘轮的转速。

另一种齿轮增速机构是行星齿轮增速机构。当齿圈固定于棘轮(或棘轮是一种有外棘齿和内齿圈的齿轮)，行星架固定，太阳轮设在输入轴上，则转子的角速度大于棘轮的角速度。当齿圈固定，行星架设在棘轮上，太阳轮设在输出轴上，则转子的转速比棘轮的转速高得多。

各摇柄上的磁铁的S极和N极既可以相间排列，也可以所有S极与所有N极的磁铁分列在轴的两侧，只要求向轴排列的S极与N极的数量相同且绕轴对称或平均分布就可以了。磁铁的S极和N极的排列方式有：S-N-S-N或S-S-N-N或S-S-S-N-N-N或S-S-N-S-N-N或S-S-N-S-N-N-S-N等多种方式。

转子上设有8个或8个以上的相间而设的磁铁，而且磁铁的数量是4或6的公倍数，如12个、16个、18个、20个等等。摇柄磁铁设有4个或4个以上，而且磁铁的数量是2的公倍数，如4、6、8、10等等。如果转子上的磁铁数量不是4或6的公倍数，如9个，则摇柄磁铁作用于磁环相吸相斥的力就不能被全部抵消，效果就要打折扣。

摇柄上的磁铁与转子上的磁铁为永磁铁。磁铁一般做成弧线形，也可以是直线形磁铁。如果摇柄上磁铁的是弧形磁铁，则对应的磁环是圆形的；如果摇柄上的磁铁是直线形磁铁，磁环则相应设计为正多边型，如正八边形、正12边形等。

摇柄磁铁设在外层、转子及磁环设在内层，或者，磁环设在外层、摇柄磁铁设在内层。

棘轮机构包括：按工作原理分为啮合式棘轮机构和摩擦式棘轮机构两种； 按棘齿的位置分外棘齿和内棘齿；按棘齿的形状分三角形齿和矩形齿；按动作次数分单动式和双动式。摩擦式棘轮机构又分为偏心楔块式棘轮机构和滚子楔紧式棘轮机构。