[发明专利]磁动机

说明书

技术领域：

本发明涉及动力输出机械领域，特别是一种能够只利用永磁体同性相斥、异性相吸的特性作为动力，无需消耗任何社会能源，同时又能绝对零排放根本不会污染环境，还不会产生工作噪音的磷动机。

背景技术：

现有的动力输出机械主要包括消耗电能的各种电动机和消耗化石燃料的各种内燃机以及蒸汽机，各种内燃机在工作时会消耗大量的化石燃料作为动力，而各种化石燃料又属于不可再生资源，只会越来越少不会再增加，总会有资源耗尽的那一天。尽管各种蒸汽机是以高压蒸汽作为动力，但产生其所需要的高压蒸汽同样需要消耗各种化石燃料，以及还要消耗宝贵的淡水资源。各种内燃机及蒸汽机在消耗大量的化石燃料的同时，还会排放出大量的二氧化碳等气体，造成环境的污染以及使大气变暖的温室效应，同时这类动力输出机械在工作时，还会产生大量的工作噪音。而消耗电能的各种电动机，尽管在其工作时不消耗各种能源及污染环境，但是为了产生其所用的电能同样会消耗大量的资源，这些社会资源中只有一少部分会使用风能、水能以及太阳能等新型可再生能源，其他大部分还是要消耗各种化石能源。并且产生的二氧化碳等气体，一点也不比上述内燃机及蒸汽机少，只是各种电动机在工作时其自身不会产生工作噪音罢了。上述动能输出机械在现如今各种能源资源接近消耗殆尽，环境污染及温室效应日益加重的情况下，其问题就更加显待严重了。

发明内容：

本发明的目的是提供一种能够只利用永磁体同性相斥、异性相吸的特性作为动力，无需消耗任何社会能源，同时又能绝对零排放根本不会污染环境，还不会产生各种噪音的磁动机。

本发明的技术解决方案是以如下方式完成的，它包括飞轮及飞轮轴，其特性在于，在飞轮的侧部有一个主要的非磁性材料构成的作为机构箱，在作动机构箱内中间安有一根双曲轴，通过螺栓穿鼻与飞轮轴固定在一起，在双曲轴的内弯曲面上连有左右两根连杆，在作动机构箱内有左右两根非磁性材料活塞杆，穿过作动机构箱内侧的非磁性材料活塞杆定向框，通过螺栓穿鼻和连杆连接在一起，在两根非磁性材料活塞杆的头部各安有一个长条形活塞永磁体，并使它们的同一极面朝向外侧。在作动机构箱两边各安有一根非磁性材料单曲轴，其上各安有一根非磁性材料旋转磁杆，其和非磁性材料单曲轴的曲杆在侧向上有一个垂直夹角，在每根非磁性材料旋转磁杆同一侧的两端，各侧方安装有一个扁条形永磁体。当磁动机转动到扁条形永磁体在非磁性材料旋转磁杆上，并当活塞杆连杆位于左侧状态时，无论是哪根非磁性材料旋转磁杆上的两块扁条形永磁体，都必须是在左侧的那一块与长条形活塞永磁体极面相反的极面朝向外侧，而在右侧的那一块必须是与长条形活塞永磁极面相同的极面朝向外侧。主要是为了保证当一根非磁性材料旋转磁杆上的同极面扁条形永磁体与长条形活塞永磁体靠近时，而另一根非磁性材料旋转磁杆上的异极面扁条形永磁体与长条形活塞永磁体相靠近，或者是与之相反的状态。两根非磁性材料单曲轴的曲杆半径和双曲轴的外部曲杆半径一致，并在相同的水平及横向位置上，并通过一根非磁性材料通连杆将三根曲轴互相连在一起，以保证三根曲轴及飞轮的同步转动。该作动机构箱和飞轮结合在一起，可以保证磁动机能够利用永磁体同性相斥、异性相吸的特性连续转动永不停止。其转动原理为：当磁动机处于如(图2)所示的停止状态时，此时所有的曲轴、连杆及活塞杆均处于同一水平上，整个连杆、活塞杆都位于相对靠左的一侧，并使左侧长条形活塞永磁体和左侧非磁性材料旋转磁杆非常接近。此时由于非磁性材料旋转磁杆和非磁性材料单曲轴曲杆有一个垂直夹角而处于垂直状态，而其上的两块扁条形永磁体刚好处于其上下两端，因此所有永磁体之间没有任何作用力。此时由外力给双曲轴一个启动力，使双曲轴带动飞轮轴及其上的飞轮产生向右的顺时针转动，即图中箭头所指的方向转动。在飞轮及双曲轴向右顺时针转动时，通过通连杆带动两侧非磁性材料单曲轴及其上的非磁性材料旋转磁杆，也同样向右产生顺时针转动。至于所用的启动力是何种力无关紧要，人力或者是电力都管用，具体用哪种由所造的磁动机的大小或安装位置决定。当磁动机转动至(图3)所示的状态时，右侧非磁性材料旋转磁杆上和长条形活塞永磁体极面相反的扁条形永磁体，和右侧活塞杆上的条形活塞永磁体相靠近，此时由于永磁体的异性相吸特性，两块永磁体之间互相会产生吸引力。该吸引力会通过长条形活塞永磁体传递到活塞杆上，使其产生向右的运动，由于活塞杆在活塞杆定向状的限制下只能直线运动，该运动由连杆传递到双曲轴上，会使双曲轴产生向右的拉力。此时由于双曲轴的曲面位于轴中心的上侧，而由连杆带来的拉力和轴中心有一个上下分量，因此该拉力会转化成使双曲轴产生向右顺时针转动的转动扭矩，而同时由于该吸引力也会通过扁条形永磁体传递到非磁性材料磁杆上，使其产生向左的转动力，此时由于非磁性材料旋转磁杆的转动角度原因，该扁条形永磁体位于非磁性材料单曲轴轴中心的下侧，该转动力和轴中心也有一个上下分量，因此该转动力也会转化成使非磁性材料单曲轴产生向右顺时针转动的转动扭矩，两股转动扭矩通过通连杆带动所有曲轴及飞轮和非磁性材料旋转磁杆，产生向右的顺时针转动即图中箭头所指的方向转动。使飞轮和非磁性材料旋转磁杆，在原来转动惯性的基础上加速转动。当磁动机转动至(图4)所示的状态时，由于所有非磁性材料旋转磁杆及活塞杆，此时都处于同一水平及横向位置上，并由于有三个轴中心的阻挡和牵拉，因此不管此时各永磁体之间产生任何作用力，都不会使非磁性材料旋转磁杆产生转向改变。而此时飞轮会在惯性作用下继续保持向右顺时针转动，即向图中箭头所指的方向转动，和飞轮相连的双曲轴由于曲面在上而通过连杆带动活塞杆及其上的长条形活塞永磁体向右运动。而又通过通连杆带动非磁性材料和非磁性材料单曲轴，产生向右的顺时针转动。当磁动机由(图4)状态转动至接近(图5)状态时，左侧非磁性材料旋转磁杆上和长条形活塞永磁体极面相同的扁条形永磁体，和左侧活塞杆上的条形活塞永磁体相靠近，此时由于永磁体的同性相斥特性，两块永磁体之间互相会产生排斥力。该排斥力会通过长条形活塞永磁体传递到活塞杆上，使其产生向右的运动，由于活塞杆在活塞杆定向框的限制下只能直线运动，该运动力由连杆传递到双曲轴上，会使双曲轴产生向右的推力。此时由于双曲轴的曲面位于轴中心的上侧，而由连杆带来的推力和轴中心有一个上下分量，因此该推力会转化成使双曲轴产生向右顺时针转动的转动扭矩。而同时由于该排斥力也会通过扁条形永磁体传递到非磁性材料旋转磁杆上，使其产生向左的转动力，此时由于非磁性材料旋转磁杆的转动角度原因，该扁条形永磁体位于非磁性材料单曲轴轴中心的下侧，该转动力和轴中心也有一个上下分量，因此该转动力也会转化成使非磁性材料单曲轴产生向右顺时针的转动扭矩。两股转动扭矩通过通连杆带动所有曲轴及飞轮和非磁性材料旋转磁杆，产生向右的顺时针转动即图中箭头所指的方向转动。使飞轮和非磁性材料旋转磁杆，在原来惯性的基础上加速转动。当磁动机转动至超过(图5)状态时，由于所有的扁条形永磁体都不和所有的长条形活塞永磁体相靠近，因此这时不会对飞轮及曲轴产生任何作用力，但飞轮及曲轴在惯性作用下依然会产生向右的顺时针转动。当磁动机转动至和(图2)相反的状态时，所有曲轴、连杆、活塞杆都处于同一水平上，整个连杆、活塞杆都位于相对靠右的一侧，尽管此时右侧活塞杆上的长条形活塞永磁体和右侧非磁性材料旋转磁杆非常接近，但由于和(图2)所示状态时相同的原因，此时磁动机没有任何动力，只能是完全依靠飞轮的惯性转动。此时和(图2)所示状态时一样，是磁动机制动时极易停止转动的状态，但同时其也有可能是下次转动启步时的状态。当磁动机转动至和(图3)相反的状态时，由于和(图3)状态时相同的原因，永磁体之间同样会给磁动机一个向右的顺时针转动扭矩，只不过这次产生向右顺时针转动扭矩的相互拉力，是由左侧非磁性材料旋转磁杆上和长条形活塞永磁体极面相反的扁条形永磁体，和活塞上的长条形活塞永磁体相靠近时，由于永磁体异性相吸特性产生的互相吸引力而产生的。同样当磁动机转动至和(图4)相反的状态时，由于和(图4)状态时相同的原因，此时非磁性材料旋转磁杆、曲轴及飞轮也只能依靠惯性转动，但是在这两个状态时的无动力惯性转动是非常短暂的，几乎可以说是能够忽略不计的。当磁动机转动至和(图5)相反的状态时，由于和(图5)状态时相同的原因，永磁体之间同样会给磁动机一个向右的顺时针转动扭矩，只不过这次产生向右顺时针转动扭动的相互推力，是由右侧非磁性材料旋转磁杆上和长条形活塞永磁体极面相同的扁条形永磁体，和活塞杆上的长条形活塞永磁体相靠近时，由于永磁体同性相斥特性产生的相互排斥力而产生的。当磁动机转动至超过和(图5)相反的状态时，由于和超过(图5)状态时相同的原因，磁动机不再有任何动力，只能依靠惯性向右顺时针转动。当磁动机转到至(图2)所示的状态时，磁动机已由初始时的静止状态完成了一个转动周期，但此时还不能算是一个完整的循环周期。当磁动机转动到(图3)所示的状态时，此时磁动机已由其自身动力转动一周，这时才能算是完成了一个循环周期。此后磁动机便会按照上述的原理持续产生向右的顺时针转动，只到永磁体开始退磁或完全消磁时为止，以上为该磁动机的转动原理。由于本人的文化程度实在有限，只能用最简单的磁体同性相斥、异性相吸的特性，和不太恰当的力学关系描述来加以说明，无法用相对比较深奥的道理作进一步的详细说明。综上所述，只有当磁动机的曲轴曲面转至上方或下方两个特定的角度范围内时，永磁体之间才会产生使磁动机产生转动扭矩的吸引力或排斥力，因此上下这两个角度区域称为磁动机的动力区。而当磁动机的曲轴曲面转至左方或右方两个特定的角度范围内时，永磁体之间不会产生使磁动机产生转动扭矩的吸引力或排斥力，磁动机在这两个角度范围内只能依靠惯性保持转动，因此这两个角度区域称为磁动机的惯性区。经试验发现在磁动机进行动力区和惯性区转换时，相邻的永磁体之间还会产生一个相反方向的阻力，只是这个阻力远小于磁动机在动力区时的动力，通过安装的飞轮可以更容易的突破该阻力。为了增加磁动机转动时的扭矩力度，在飞轮的另外一侧还可以再安装一个相同的主要由非磁性材料构成的作动机构箱，两个作动机构箱拥有完全相同的转动原理。对于作动机构箱数量的选择，本人不支持选择两个以上的数量，要想进一步增加磁动机转动时的扭矩力度，可以通过增加永磁体体积或增加永磁体磁力的方法，如换装性能更好的永磁体来实现，而增加作动机构箱的数量，不一定能达到更好的效果，还会增加磁动机的复杂程度。为了能让磁动机在需要的时候停下来，在磁动机的两侧还装有两个抱闸，以在需要磁动机停止时给磁动机一个制动力。磁动机在其双轴的外端部分，还刨有一道安装键块的键槽，用来安装齿轮或者皮带轮，由皮带轮或者齿轮来带动机械作功，也可以用来连接启动装置用来启动磁动机转动。为了能将磁动机安装在其他设备上，磁动机上还有安装用的安装孔。由于磁动机在利用永磁体同性相斥、异性相吸特性转动时，其动力有很大一部分都被自身的摩擦阻力消耗掉了，因此不大可能向外输出太多的动力，只能够带动一些简单轻巧的机械作功，但可以通过将双曲轴和发电机转子轴直接对接，组成一体化的磁动发电装置。有鉴于此可将该磁动机改造成直接的磁动发电机，磁动风扇之类的磁动设备，在电网无法到达而又无法自行发电的地区使用，如海上较远的海岛效果应该会更好，或者是在大规模的自然灾害之后使用，也应该能收到不错的效果。由于该磁动机在转动时可不依靠任何外在动力，同时也不会产生其他任何的废气以及工作燥音，更不会对环境造成任何的污染。综上所述该磁动机具有能够只利用永磁体同性相斥、异性相吸的特性作为动力，无需消耗任何社会能源，同时又能绝对零排放根本不会污染环境，不会产生工作燥音的优点。