專利名稱：一種永磁體相互作用運動裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁體相互作用運動裝置及方法。
背景技術(shù)：
在力學發(fā)展的過程中，人們?yōu)榱藢崿F(xiàn)對基本作用力的認識，提高對力的技術(shù)應(yīng)用。 有很多專家和學者在基本作用力的研究和技術(shù)應(yīng)用過程中做出了突出的成績和貢獻。從而 提高了我們?nèi)祟愓鞣匀?、?zhàn)勝自然的能力。但是，力學發(fā)展到現(xiàn)在，卻并未實現(xiàn)對基本作 用力的統(tǒng)一認識(即萬有引力和電磁力同時存在于同一物體上的認識)。因此也就并未完 成對基本作用力的完全認識和技術(shù)上充分利用。例如，地球繞著太陽轉(zhuǎn)，月亮繞著地球轉(zhuǎn)， 這種不需要齒輪、鏈條、皮帶和連桿等宏觀媒體傳遞轉(zhuǎn)動力的運動，究竟是什么作用力進行 的呢？隨著近代科學的迅速發(fā)展，各種磁性強弱不同和形狀各異的永磁體在日常生活中的 普遍使用和各類動力機的廣泛應(yīng)用，為我們利用永磁體這種特殊的物質(zhì)，進一步完成對運 動和力的認識，提高磁能的技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)造了條件。本發(fā)明在發(fā)明名稱為一種永磁體相互作 用轉(zhuǎn)動裝置及方法，申請?zhí)枮?01010210557. χ中對磁場性質(zhì)的認識“永磁體相互之間具 有傳遞轉(zhuǎn)動力的作用；永磁體相互之間具有阻隔著非磁性物體傳遞轉(zhuǎn)動力的作用；并結(jié)合 其中的權(quán)利要求4 ①永磁體相互之間的距離與傳遞轉(zhuǎn)動作用力的大小成反比；②永磁體 磁性的強弱與傳遞轉(zhuǎn)動作用力和所需相互轉(zhuǎn)動的外力的大小成正比；③永磁體磁性的強弱 和相互之間轉(zhuǎn)動距離的大小成正比；④永磁體質(zhì)量的大小和相互之間轉(zhuǎn)動距離的大小成正 比；⑤永磁體之間相互作用轉(zhuǎn)動距離的大小與所需相互轉(zhuǎn)動外力的大小成反比；⑥永磁體 質(zhì)量的大小和相互轉(zhuǎn)動作用力的大小與相互作用轉(zhuǎn)動所需外力的大小成正比”，的基礎(chǔ)上， 本發(fā)明根據(jù)永磁體之間的相互作用，采用球形狀的強磁性永磁體或裝置在非磁性球形物體 里的其他形狀的強磁性永磁體，通過動力機對其中一個永磁體施加轉(zhuǎn)動作用力，與其他的 一個或多個各自自由放置在容器中或安裝在車輪軸上的永磁體進行相互作用，建立了運動 與磁力的關(guān)系，這一技術(shù)的產(chǎn)生，不僅提高了對磁能的利用效率，而且，還通過永磁體這種 特殊的物質(zhì)，為進一步完成對基本作用力的認識產(chǎn)生積極的推動作用，尤其是為制作各種 天體之間相互運行的模型(如地月系、太陽系、地球和其它星座的運動等關(guān)系)，提供了新 的技術(shù)和原理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種永磁體相互作用運動裝置及方法，來完成對磁性的 進一步認識，提高磁能在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、科研教學、力學探索、玩具行業(yè)等 多種科技領(lǐng)域中的應(yīng)用。為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明由各自獨立的兩部分構(gòu)成電動機作用施力的永磁體部分和放置在不同形 狀堅固透明容器中或安裝在車輪軸上的受力永磁體部分。電動機作用施力的永磁體部分包 括永磁體、球形永磁體、電動機、變速控制開關(guān)，永磁體安裝在電動機的轉(zhuǎn)軸端，施力永磁體轉(zhuǎn)動速度的快慢，可由速度控制開關(guān)進行調(diào)節(jié)。放置在不同形狀堅固透明容器中或安裝 在車輪軸上的受力永磁體部分包括永磁體、球形永磁體、裝置在非磁性球形狀物體中懸浮 于液體表面的永磁體，堅固透明的不同形狀的容器，安裝了永磁體的車輪軸和支架，且車輪 和軸連接為一體。通過電動機作用轉(zhuǎn)動的永磁體與放置在形狀不同堅固透明容器中的球形 永磁體和安裝在車輪軸上的永磁體進行相互作用，來完成對磁性的進一步認識，提高磁能 的利用效率。本發(fā)明的有益效果①實現(xiàn)了對磁性的進一步認識，提高了磁能的利用效率。② 建立和奠定了運動與磁力和磁場的關(guān)系。③通過調(diào)節(jié)電動機上的永磁體以重心為圓心的角 度大小，能有效的觀察，以電動機施力的永磁體為中心的受力永磁體，在不相互接觸的狀態(tài) 下，進行同步轉(zhuǎn)動的最大作用力和最小作用力。④通過調(diào)節(jié)電動機上的施力永磁體和受力 永磁體互為中心的角度大小，能有效的觀察，以電動機施力的永磁體為中心的受力永磁體， 在不相互接觸的狀態(tài)下，進行的圓周循環(huán)運動，運動與加速度、運動與互為中心的角度大小 變化與半徑大小的關(guān)系、運動與永磁體在不同液體和空氣中的摩擦力與阻力關(guān)系。⑤可以 作為進一步認識磁性、天體運動與磁力關(guān)系的輔助工具。⑥應(yīng)用為教學儀器和玩具，有助于 對磁能進一步利用的推廣和傳播。


圖1是本發(fā)明的第一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的第二種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的第三種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的第四種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明的第五種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式圖1是本發(fā)明的第一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，安裝在電動機2轉(zhuǎn)軸上的永磁體 1為球形，以球形永磁體1的重心為圓心，在平分球形永磁體N、S極為兩半球表面的圓上， 任意取一點，從S極端點或N極端點到任意所取一點的90度弧線上，安裝了以重心為圓心 的弧形刻度標尺7，在弧形刻度標尺7上設(shè)有可滑動的螺母5，螺母5與電動機2轉(zhuǎn)軸端的 螺栓6可進行從0到90度任意一點的連接，且螺母5與螺栓6在從0到90度的任意一點 上連接時，電動機2轉(zhuǎn)軸的中心軸線經(jīng)過球形永磁體1的重心。電動機2的機體上設(shè)有調(diào) 節(jié)電流大小的速度控制開關(guān)3，與轉(zhuǎn)軸端對應(yīng)的電動機的底部設(shè)有能在平面上放置的底座 4。球形永磁體9置于堅固透明容器8中。使用時安裝在電動機2轉(zhuǎn)軸上的永磁體1以球 形永磁體9為中心，可做距離大小和各種幾何形狀的自由移動，進行相互作用。同時，也可 將一個或多個置于堅固透明容器8中的球形永磁體9，自由放置在以電動機2上的永磁體1 為中心的周圍空間，進行相互作用。安裝在電動機2上的永磁體1，當電動機的轉(zhuǎn)軸與永磁 體1的NS極相互垂直時，在永磁體1的周圍空間中，以它為中心的一個或多個永磁體9受 力運動的作用值最大；安裝在電動機2上的永磁體1，當電動機的轉(zhuǎn)軸與永磁體1的NS極 相互重合時，在永磁體1的周圍空間中，以它為中心的一個或多個永磁體9受力運動的作用 值最小(約等于0)。
圖2是本發(fā)明的第二種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，放置在圓形水槽11中的球形永磁 體或裝置在非磁性空心球形物體里的其它形狀的永磁體，以安裝在電動機2轉(zhuǎn)軸上的永磁 體1為中心，進行的非接觸性圓周運動。放置在圓形水槽11中的球形永磁體10的質(zhì)量等 于或小于球形永磁體1，同時，可將球形永磁體10置于非磁性球形物體里能夠懸浮于液體 表面，放置在盛有液體的圓形水槽11中與安裝在電動機2轉(zhuǎn)軸上的球形永磁體1進行相互 作用。連接體14和底座15是圓形水槽11能在平面上放置的支架，底座15上設(shè)置有垂直 豎立的刻度標尺13，刻度標尺13穿過圓形水槽11的內(nèi)圓，切近水槽壁，刻度標尺13上設(shè)有 可升降滑動平面12，安裝在電動機2轉(zhuǎn)軸上的永磁體1可放置在升降滑動平面12上與球形 永磁體10進行相互作用。通過螺母5與螺栓6在設(shè)有刻度表的弧形標尺7的每一個點上 擰緊連接時，可觀察以球形永磁體1的重心為圓心的角度大小變化與放置在圓形水槽11中 的球形永磁體10，在配合速度控制開關(guān)3的作用下，使球形永磁體10產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動作用力的 大小關(guān)系。通過安裝在電動機2轉(zhuǎn)軸上的永磁體1放置在升降滑動平面12上，以球形永磁 體1和球形永磁體10的重心在同一水平面，為標尺13的0度，上下移動球形永磁體1在升 降滑動平面12上的位置，在配合速度控制開關(guān)3的作用下，可觀察以球形永磁體1與球形 永磁體10的重心，互為中心發(fā)生的角度大小的變化，使球形永磁體10在圓形水槽11中產(chǎn) 生的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)作用關(guān)系，同時還可觀察，以球形永磁體1為中心進行圓周運動的球形永 磁體10的半徑大小與互為中心角度大小的關(guān)系。把球形永磁體10置于非磁性球形物體里 懸浮于液體表面，放置在盛有液體的圓形水槽11中與電動機2轉(zhuǎn)軸上的球形永磁體1進行 相互作用時，在配合速度控制開關(guān)3的作用下，可觀察懸浮于液體表面的球形永磁體10，通 過球形永磁體1在升降滑動平面12上的升降作用，在圓形水槽11中自然進行的橢圓軌跡 的循環(huán)運動。把球形永磁體10放入不盛有液體或盛有不同密度液體的圓形水槽11中，配 合速度控制開關(guān)3的作用，可觀察球形永磁體10在圓形水槽11中進行自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)時，在空 氣中和不同密度的液體中摩擦力與運動阻力的關(guān)系。同時，圓形水槽11可為以內(nèi)圓為中心 的透明管狀形或高低不同的多層次型，在每個圓形層次中可置入一個受力的球形永磁體。圖3是本發(fā)明的第三種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，供演示太陽、地球和月亮三者之 間的相互作用的運動。放置在升降滑動平面12上的球形永磁體16安裝在圓形支架17上， 轉(zhuǎn)軸18安裝在過球形永磁體16重心的直線上，轉(zhuǎn)軸18的兩端能在圓形支架17上的上下 軸眼中自由轉(zhuǎn)動。底座19安裝在圓形支架17上。球形永磁體16的質(zhì)量小于或等于安裝 在電動機2轉(zhuǎn)軸上的球形永磁體1的質(zhì)量。電動機2轉(zhuǎn)軸上的球形永磁體1，放置在圓形水 槽11的外圍空間，球形永磁體10放置在圓形水槽11中，球形永磁體10的質(zhì)量小于球形永 磁體16的質(zhì)量。安裝在電動機2轉(zhuǎn)軸上的球形永磁體1，以放置在升降滑動平面12上的球 形永磁體16為中心，可以做距離大小和各種幾何形狀的自由移動，使球形永磁體1、球形永 磁體16和球形永磁體10進行三者之間的相互作用。同時還可以，以安裝在電動機2轉(zhuǎn)軸 上的球形永磁體1為中心，在球形永磁體16和球形永磁體10質(zhì)量大小不變的條件下，增大 電動機2的動力，增大球形永磁體1磁性和質(zhì)量，在以電動機2轉(zhuǎn)軸上的球形永磁體1為中 心的周圍空間中，自由放置多個，置于圓形水槽11中的球形永磁體16和球形永磁體10與 球形永磁體1進行相互作用。圖4是本發(fā)明的第四種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，利用永磁體之間的相互作用，傳 遞轉(zhuǎn)動作用力，實施的軌道運動裝置。使永磁體(1)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動作用的電動機0)，安裝在支架上，支架的四個角固定在四個軸承03)的外圓。軸承03)各自安裝在車輪 (22)的軸上。車輪02)的軸中間，固定安裝了永磁體00)。車輪02)與軸連接在一起。 永磁體(1)的NS極垂直于電動機⑵的轉(zhuǎn)軸。永磁體OO)的NS極垂直于車輪02)的軸。 各個車輪0 置于軌道04)上運動。 圖5是本發(fā)明的第五種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，利用永磁體之間的相互作用，傳 遞轉(zhuǎn)動作用力，實施的平面自由運動裝置。使永磁體(1)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動作用的電動機O)，安裝 在支架(Xi)上，支架(XT)與車輪06)軸的連接處，安裝了軸承( )，支架(Xi)固定在軸 承08)的外圓，車輪06)的軸中間，固定安裝了永磁體05)。車輪06)與軸連接在一起。 永磁體(1)的NS極垂直于電動機⑵的轉(zhuǎn)軸，永磁體05)的NS極垂直于車輪06)的軸。 各個車輪06)置于平面上運動。
權(quán)利要求
1.一種永磁體相互作用運動裝置及方法，其特征在于一個或多個各自放置在形狀相 同或形狀不同的容器中或安裝在車輪軸上的永磁體，受到安裝在動力機上轉(zhuǎn)動的永磁體的 作用力，在不相互接觸的狀態(tài)下，其自身或自身所負載的非磁性物體，發(fā)生的位置移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁體相互作用運動裝置及方法，其特征在于動力機 為電動機O)，安裝在電動機( 轉(zhuǎn)軸上的永磁體(1)為球形，以球形永磁體(1)的重心為 圓心，在平分球形永磁體N、S極為兩半球表面的圓上，任意取一點，從S極端點或N極端點 到任意所取一點的90度弧線上，安裝了以重心為圓心的弧形刻度標尺(7)，在弧形刻度標 尺(7)上設(shè)有可滑動的螺母(5)，螺母(5)與電動機( 轉(zhuǎn)軸端的螺栓(6)可進行從0到 90度任意一點的連接，且螺母(5)與螺栓(6)在從0到90度上的任意一點連接時，電動機 (2)轉(zhuǎn)軸的中心軸線經(jīng)過球形永磁體(1)的重心。電動機O)的機體上設(shè)有調(diào)節(jié)電流大小 的速度控制開關(guān)(3)，與轉(zhuǎn)軸端對應(yīng)的電動機的底部設(shè)有能在平面上放置的底座。球形 永磁體(9)置于堅固透明容器⑶中。使用時安裝在電動機(2)轉(zhuǎn)軸上的永磁體⑴以球 形永磁體(9)為中心，可做距離大小和各種幾何形狀的自由移動，進行相互作用。同時，也 可將一個或多個置于堅固透明容器(8)中的球形永磁體(9)，自由放置在以電動機( 上的 永磁體(1)為中心的周圍空間，進行相互作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁體相互作用運動裝置，其使用方法的特征在于安裝在 電動機( 上的永磁體(1)，當電動機的轉(zhuǎn)軸與永磁體(1)的NS極相互垂直時，在永磁體(I)的周圍空間中，以它為中心的一個或多個永磁體(9)受力運動的作用值最大；安裝在電 動機⑵上的永磁體(1)，當電動機的轉(zhuǎn)軸與永磁體(1)的NS極相互重合時，在永磁體⑴ 的周圍空間中，以它為中心的一個或多個永磁體(9)受力運動的作用值最小(約等于0)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁體相互作用運動裝置及方法結(jié)合權(quán)利要求2所述的 永磁體相互作用運動裝置，其特征在于放置在圓形水槽(11)中的球形永磁體或裝置在非 磁性空心球形物體里的其它形狀的永磁體，以安裝在電動機(2)轉(zhuǎn)軸上的永磁體(1)為中 心，進行圓周運動。放置在圓形水槽(11)中的球形永磁體(10)的質(zhì)量等于或小于球形永 磁體(1)，同時，可將球形永磁體(10)置于非磁性球形物體里能夠懸浮于液體表面，放置在 盛有液體的圓形水槽(11)中與安裝在電動機( 轉(zhuǎn)軸上的球形永磁體(1)進行相互作用。 連接體(14)和底座(1 是圓形水槽(11)能在平面上放置的支架，底座(1 上設(shè)置有垂 直豎立的刻度標尺(13)，刻度標尺(1 穿過圓形水槽(11)的內(nèi)圓，切近水槽壁，刻度標尺 (13)上設(shè)有可升降滑動平面(12)，安裝在電動機( 轉(zhuǎn)軸上的永磁體(1)可放置在升降滑 動平面(1 上與球形永磁體(10)進行相互作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種永磁體相互作用運動裝置結(jié)合權(quán)利要求2的所述，其 使用方法的特征在于通過螺母( 與螺栓(6)在設(shè)有刻度表的弧形標尺(7)的每一個點 上擰緊連接時，可觀察以球形永磁體(1)的重心為圓心的角度大小變化與放置在圓形水槽(II)中的球形永磁體(10)，在配合速度控制開關(guān)C3)的作用下，使球形永磁體(10)受力進 行轉(zhuǎn)動作用力的大小關(guān)系。通過安裝在電動機(2)轉(zhuǎn)軸上的球形永磁體(1)放置在升降滑 動平面(1 上，以球形永磁體(1)和球形永磁體(10)的重心在同一水平面，為標尺(13)的 0度，上下移動球形永磁體(1)在升降滑動的平面(1 上的位置，在配合速度控制開關(guān)(3) 的作用下，可觀察球形永磁體(1)與球形永磁體(10)互為中心，發(fā)生的角度大小的變化，使 球形永磁體(10)在圓形水槽(11)中產(chǎn)生的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)作用關(guān)系，同時還可以觀察，以球形永磁體(1)為中心進行圓周運動的球形永磁體(10)半徑大小與互為中心角度大小的關(guān)系。 把球形永磁體(10)置于非磁性球形物體里懸浮于液體表面，放置在盛有液體的圓形水槽 (11)中與安裝在電動機(2)轉(zhuǎn)軸上的球形永磁體(1)進行相互作用時，在配合速度控制開 關(guān)(3)的作用下，可觀察懸浮于液體表面的球形永磁體(10)，通過球形永磁體(1)在升降滑 動平面(1 上的升降作用，在圓形水槽(11)中自然進行的橢圓軌跡的循環(huán)運動。把球形 永磁體(10)放入不盛有液體或盛有不同密度液體的圓形水槽(11)中，配合速度控制開關(guān) (3)的作用，可觀察球形永磁體(10)在圓形水槽(11)中進行自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)時，在空氣中和不 同密度的液體中摩擦力與運動阻力的關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁體相互作用運動裝置及方法結(jié)合權(quán)利要求2和權(quán) 利要求4所述的永磁體相互作用運動裝置，其特征在于放置在升降滑動平面(1 上的球 形永磁體(16)安裝在圓形支架(17)上，轉(zhuǎn)軸(18)安裝在過球形永磁體(16)重心的直線 上，轉(zhuǎn)軸(18)的兩端能在圓形支架(17)上的上下軸眼中自由轉(zhuǎn)動。底座(19)安裝在圓形 支架(17)上。球形永磁體(16)的質(zhì)量小于或等于安裝在電動機(2)轉(zhuǎn)軸上的球形永磁體(1)的質(zhì)量。電動機⑵轉(zhuǎn)軸上的球形永磁體(1)，放置在圓形水槽(11)的外圍空間，球形 永磁體(10)放置在圓形水槽(11)中，球形永磁體(10)的質(zhì)量小于球形永磁體(16)的質(zhì) 量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種永磁體相互作用運動裝置，其使用方法的特征在于安 裝在電動機( 轉(zhuǎn)軸上的球形永磁體(1)，以放置在升降滑動平面(1 上的球形永磁體 (16)為中心，可以做距離大小和各種幾何形狀的自由移動，球形永磁體(1)、球形永磁體 (16)和球形永磁體(10)進行三者之間非接觸性的相互作用。同時還可以，以安裝在電動機(2)轉(zhuǎn)軸上的球形永磁體(1)為中心，在球形永磁體(16)和球形永磁體(10)的質(zhì)量大小不 變的條件下，增大電動機⑵的動力，增大球形永磁體⑴磁性和質(zhì)量，在以電動機⑵轉(zhuǎn) 軸上的球形永磁體(1)為中心的周圍空間中，自由放置多個，置于圓形水槽(11)中的球形 永磁體(10)和球形永磁體(16)與安裝在電動機( 轉(zhuǎn)軸上的球形永磁體(1)進行相互作 用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁體相互作用運動裝置及方法結(jié)合權(quán)利要求3所述的 使用方法，其特征在于使永磁體(1)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動作用的電動機O)，安裝在支架上，支 架的四個角固定在四個軸承03)的外圓。軸承03)各自安裝在車輪02)的軸上。 車輪02)的軸中間，固定安裝了永磁體00)。車輪02)與軸連接在一起。永磁體(1)的 NS極垂直于電動機O)的轉(zhuǎn)軸。永磁體OO)的NS極垂直于車輪0 的軸。各個車輪 (22)置于軌道(24)上運動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁體相互作用運動裝置及方法結(jié)合權(quán)利要求3所述的 使用方法，其特征在于使永磁體(1)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動作用的電動機0)，安裝在支架(XT)上，支 架(XT)與車輪06)軸的連接處，安裝了軸承( )，支架(Xi)固定在軸承08)的外圓，車 輪06)的軸中間，固定安裝了永磁體05)。車輪06)與軸連接在一起。永磁體(1)的NS 極垂直于電動機O)的轉(zhuǎn)軸，永磁體05)的NS極垂直于車輪06)的軸。各個車輪06) 置于平面上運動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種永磁體相互作用運動裝置及方法，本發(fā)明由電動機作用轉(zhuǎn)動的施力永磁體和置于不同形狀透明容器中的球形永磁體或安裝在車輪軸上的受力永磁體構(gòu)成。本發(fā)明的有益效果①完成了對磁性的進一步認識，提高了磁能的利用效率。②建立和奠定了運動與磁力和磁場的關(guān)系。③可以作為進一步認識磁性、天體運動與磁力關(guān)系的輔助工具。④應(yīng)用為教學儀器和玩具，有助于對磁能進一步利用的推廣和傳播。
文檔編號H02N11/00GK102055380SQ201010620399
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月19日
發(fā)明者仝衛(wèi)明 申請人:仝衛(wèi)明