專利名稱：活塞式電動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及旋轉動力設備領域，尤其涉及一種以電磁作為動力的活塞式電動 機。
背景技術：
現(xiàn)有的旋轉動力設備主要有以下幾種1、交流電動機，但其起動時電流大，時間 長、效率低，且不便調速；2、汽油機和柴油機，但其在工作中產生的廢氣，污染環(huán)境，且噪聲 高，效率低；3、直流電動機，但其調速時，存在著低電壓工作時效率低、起動轉矩小、輸出功 率明顯下降等缺陷。由此，近年來開發(fā)出了由電磁驅動的電動機，雖然采取了不同的結構，但結構復 雜，制造成本高，且工作性能不夠穩(wěn)定，不便推廣，尤其是替代現(xiàn)有旋轉動力設備，還有許多 要解決的問題
實用新型內容
為了克服現(xiàn)有磁活塞電動機結構較復雜，成本高，不便推廣的不足，本實用新型旨 在提供一種活塞式電動機，該電動機通過變流盤巧妙地解決了電磁鐵磁極轉換的問題，且 結構簡單，工作性能可靠，成本低廉。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術方案是所述的活塞式電動機，包 括機架，裝在活塞固定架上由連桿、曲軸和飛輪組成的曲柄連桿機構，與連桿頂端相連的活 塞，其結構特點是，所述活塞由至少兩塊疊加的電磁鐵組成，且相鄰兩塊疊加的電磁鐵的磁 極交錯排列，該活塞的外周設有助推臂，由至少三組磁極交錯排列的永磁鐵疊加而成的助 推臂內有容納該活塞相對助推臂上下滑動的空腔，且活塞處于下止點時將電磁鐵通電后電 磁鐵的極性與同一水平面上助推臂對應側的永磁鐵的極性相同，所述曲軸上裝有當活塞在 經過下止點和上止點后均改變電磁鐵上電流方向的變流盤。所述磁極交錯排列，即相鄰兩塊疊加的磁鐵的磁極相反，例如三塊磁鐵疊加，且最 下層的磁鐵為左s極右N極，則中層磁鐵為左N極右S極，最上層的磁鐵為左S極右N極。進一步地，所述曲軸上設有使電源持續(xù)對變流盤供電的電源盤，該電源盤可裝在 曲軸上隨曲軸轉動，而通過將電源一端與一碳篩相連，另一端與電源盤相連。所述碳篩由絕 緣的碳盒和置于碳盒內的碳塊組成，該碳盒內裝入可與碳塊彈性接觸的導電彈片。該電源 盤周向導電，電源盤與碳塊接觸，導電彈片通過導線與電流盤相連，即碳篩始終保持與電源 盤接觸，從而實現(xiàn)電源持續(xù)對變流盤供電。所述變流盤由絕緣內圈和固定在該內圈圓周的兩個互不接觸的金屬弧板組成，與 變流盤外沿周保持滾動接觸的碳篩固定在連桿上。電源盤輸出的電源一端與分別通過導線 連接到變流盤上，該變流盤上端設有碳篩，電流通過電流盤后通往電磁鐵。更進一步地，所述永磁鐵的組數優(yōu)選較活塞電磁鐵的塊數數量上多一，如活塞電 磁鐵的塊數為兩塊，則永磁鐵的組數為三組。
3[0010]通電后，活塞內的電磁鐵與助推臂的作用下，活塞上下運動，變流盤隨著曲軸旋 轉，當活塞在經過下止點時，事實上，由于變流盤的設計，此瞬間電路是斷開的，即活塞中電 磁鐵沒有磁性，但由于飛輪的慣性作用，變流盤繼續(xù)旋轉經過下止點后，碳篩與金屬弧板接 觸，電路接通，電流方向改變，電磁鐵通電產生磁場，此時電磁鐵的極性與同一水平面上助 推臂對應側的永磁鐵的極性相同，藉由電磁鐵與助推臂的作用下，活塞向上運動，開始做 功，直到變流盤旋轉180°時，活塞到達上止點，由于變流盤的設計，此瞬間電路斷開，即活 塞中電磁鐵沒有磁性，但由于飛輪的慣性作用，變流盤繼續(xù)旋轉經過上止點后，碳篩與金屬 弧板接觸，電路接通，電流方向改變，電磁鐵通電產生磁場且極性改變，此時電磁鐵的極性 與同一水平面上助推臂對應側的永磁鐵的極性相同，藉由電磁鐵與助推臂的作用下，活塞 向下運動，開始做功，直到變流盤旋轉180°時，由此實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)做功，活塞每做一次功， 即變流盤每旋轉180°，變流盤改變一次電流。所述活塞相對助推臂上下滑動，優(yōu)選在所述助推臂上開有多條雙巢軌，活塞上設 有與所述雙巢軌相對應的單巢軌，且所述每條雙巢軌與對應的單巢軌之間設有滾珠。所述變流盤和電源盤之間的導線被布置在一個可保護該導線隨曲軸轉動而免遭 損壞的槽桿內。所述單塊電磁鐵與單組永磁鐵的厚度相等，且活塞位于下止點時，活塞最下層電 磁鐵的底端面高度較助推臂最下層永磁鐵底端面高度高；活塞位于上止點時，活塞最上層 電磁鐵的頂端面高度較助推臂最下層永磁鐵頂端面高度低，便于助推臂驅動活塞做上下運 動。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是本實用新型工作效率高，巧妙地解決 了電磁鐵磁極轉換的問題，且結構簡單，工作性能可靠，成本低廉，節(jié)能環(huán)保，可替代現(xiàn)有的 直流發(fā)動機作為旋轉動力設備，應用前景廣。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型一種實施例的立體結構示意圖；圖2是圖1中活塞的結構示意圖；圖3是圖1中曲柄連桿機構結構示意圖；圖4是本實用新型工作狀態(tài)示意圖活塞位于下止點；圖5是本實用新型工作狀態(tài)示意圖活塞位于上止點；圖6是本實用新型所述助推臂的結構示意圖；圖7是本實用新型所述活塞電磁鐵的結構原理圖；圖8是電磁快原理圖；圖9是本實用新型所述變流盤的實際電路布線圖(金屬弧板被分離)；圖10是本實用新型所述變流器的解剖圖。圖11是本實用新型一種實施例的電路示意圖；圖12是圖11中變流盤旋轉180°時的電路示意圖。在圖中1-助推臂；2-永磁鐵；3-雙巢軌；[0030]4-活塞；5-電磁鐵；6-金屬管；7-活塞固定架； 8_滾珠； 9-曲柄連桿機構；10-連桿； 11-曲軸；12-變流盤;13-電源盤； 14-碳篩； 15-飛輪；16-導線；17-機架；18-單巢軌；19-金屬弧板； 20-絕緣內圈； 21-漆包線。
具體實施方式
一種活塞式電動機，如圖1 3所示，包括機架17，裝在活塞固定架7上由連桿10、 曲軸11和飛輪15組成的曲柄連桿機構9，與連桿10頂端相連的活塞4，所述活塞4由兩塊 上下疊加的電磁鐵5組成，且相鄰兩塊疊加的電磁鐵的磁極交錯排列，即初始狀態(tài)時，下層 的電磁鐵左邊為N極，賦名N4，右邊為S極，賦名S5，上層的電磁鐵左邊為S極，賦名S4，右 邊為N極，賦名N5。該活塞4的外周設有助推臂1，由三組磁極交錯排列的永磁鐵2疊加而 成的助推臂1內有容納該活塞4相對助推臂1上下滑動的空腔，即與活塞想對應，下層的永 磁鐵左邊為N極，賦名N2，右邊為S極，賦名S3，中層的永磁鐵左邊為S極，賦名S1，右邊為 N極，賦名N3，上層的永磁鐵左邊為N極，賦名N1，右邊為S極，賦名S2?；钊?處于下止點 時將電磁鐵5通電后電磁鐵5的極性與同一水平面上助推臂1對應側的永磁鐵2的極性相 同，即電磁鐵和永磁鐵的下層左邊均為N極，右邊均為S極。所述曲軸11上裝有當活塞4 在經過下止點和上止點后均改變電磁鐵5上電流方向的變流盤12。如圖8所示，所述每塊電磁鐵由金屬管6，優(yōu)選為鐵管，和繞在該管上的螺旋狀的 可通電的漆包線21構成。所述曲軸11上設有使電源持續(xù)對變流盤12供電的電源盤13，該電源盤12可裝在 曲軸11上隨曲軸11轉動，而通過將電源一端與一碳篩14相連，另一端與電源盤13相連。 該電源盤13周向導電，通過是碳篩14保持電源盤接觸，從而實現(xiàn)電源持續(xù)對變流盤12供電。如圖2和6所示，所述助推臂1上開有四條雙巢軌3，活塞4上設有與所述雙巢軌 3相對應的單巢軌18，且所述每條雙巢軌3與對應的單巢軌18之間設有滾珠8，優(yōu)選為鋼珠。如圖9和10所示，所述變流盤12由絕緣內圈20和固定在該內圈圓周的兩個互不 接觸的金屬弧板19組成，該金屬弧板19優(yōu)選為銅圓弧板，與變流盤12外沿周保持滾動接 觸的碳篩14固定在連桿10上。所述變流盤12和電源盤13之間的導線16被布置在一個可保護該導線16隨曲軸 11轉動而免遭損壞的槽桿內，該槽桿布置在曲軸11上。所述單塊電磁鐵5與單組永磁鐵2的厚度相等，且活塞4位于下止點時，活塞4最 下層電磁鐵5的底端面高度較助推臂1最下層永磁鐵2底端面高度高；活塞4位于上止點 時，活塞4最上層電磁鐵5的頂端面高度較助推臂1最下層永磁鐵2頂端面高度低，藉由該 布置，助推臂1能最大效率地驅動活塞4。通初始電流后，如圖4所示，初始位置的活塞4內的電磁鐵5的下層電磁鐵極性為 左邊N極右邊S極，在磁鐵同名相斥，異名相吸的作用下，N4與N2，S5與S3，S1與S4，N5與N3四股排斥力，以及附與S4，S1與N4，S2與N5，N3與S5四股吸引力共同驅使活塞4向上 運動，直到活塞4到達上止點，變流盤12旋轉180°，活塞4完成第一次做功沖程。如圖5所示，活塞4到達上止點時，由于變流盤12的設計，此瞬間電路斷開，即活 塞4中電磁鐵5沒有磁性，但由于飛輪15的慣性作用，變流盤12繼續(xù)旋轉，當活塞4經過 上止點后，碳篩14與金屬弧板19接觸，電路接通，電流方向改變，電磁鐵5通電產生磁場， 但此時的磁極與電路斷開前的磁極相反，即下層的電磁鐵左邊為S極，賦名S4，右邊為N極， 賦名N5，上層的電磁鐵左邊為N極，賦名N4，右邊為S極，賦名S5。在磁鐵同名相斥，異名相 吸的作用下，N4與Nl，S5與S2，S1與S4，N5與N3四股排斥力，以及N4與Sl，S4與N2，S3 與N5，N3與S5四股吸引力共同驅使活塞4向下運動，直到活塞4到達上止點，變流盤12旋 轉180°，活塞4完成第二次做功沖程?；钊?到達下止點時，由于變流盤12的設計，此瞬間電路斷開，即活塞4中電磁鐵 5沒有磁性，但由于飛輪15的慣性作用，變流盤12繼續(xù)旋轉，當活塞4經過下止點后，碳篩 14與金屬弧板19接觸，電路接通，電流方向再次改變，電磁鐵5通電產生磁場，活塞4運動 過程與第一次做功沖程一樣，直到變流盤12旋轉180°后再次改變電流方向，活塞4運動過 程與第二次做功沖程一樣，由此實現(xiàn)連續(xù)活塞循環(huán)做功，通過曲軸輸出動力?；钊?每做一次功，即變流盤12每旋轉180°，如圖11和12所示，變流盤12改變 一次電流，電磁鐵5的磁極改變一次。
權利要求一種活塞式電動機，包括機架(17)，裝在活塞固定架(7)上由連桿(10)、曲軸(11)和飛輪(15)組成的曲柄連桿機構(9)，與連桿(10)頂端相連的活塞(4)，其特征是，所述活塞(4)由至少兩塊疊加的電磁鐵(5)組成，且相鄰兩塊疊加的電磁鐵的磁極交錯排列，該活塞(4)的外周設有助推臂(1)，由至少三組磁極交錯排列的永磁鐵(2)疊加而成的助推臂(1)內有容納該活塞(4)相對助推臂(1)上下滑動的空腔，且活塞(4)處于下止點時將電磁鐵(5)通電后電磁鐵(5)的極性與同一水平面上助推臂(1)對應側的永磁鐵(2)的極性相同，所述曲軸(11)上裝有當活塞(4)在經過下止點和上止點后均改變電磁鐵(5)上電流方向的變流盤(12)。
2.根據權利要求1所述活塞式電動機，其特征在于，所述曲軸(11)上設有使電源持續(xù) 對變流盤(12)供電的電源盤(13)。
3.根據權利要求1所述活塞式電動機，其特征在于，所述助推臂(1)上開有多條雙巢軌(3)，活塞(4)上設有與所述雙巢軌(3)相對應的單巢軌(18)，且所述每條雙巢軌(3)與對 應的單巢軌(18)之間設有滾珠(8)。
4.根據權利要求1或2所述活塞式電動機，其特征在于，所述變流盤(12)由絕緣內圈 (20)和固定在該內圈圓周的兩個互不接觸的金屬弧板(19)組成，與變流盤(12)外沿周保 持滾動接觸的碳篩(14)固定在連桿(10)上。
5.根據權利要求1或2所述活塞式電動機，其特征在于，所述變流盤(12)和電源盤 (13)之間的導線(16)被布置在一個可保護該導線(16)隨曲軸(11)轉動而免遭損壞的槽 桿內。
6.根據權利要求1或2所述活塞式電動機，其特征在于，所述單塊電磁鐵(5)與單組永 磁鐵(2)的厚度相等，且活塞(4)位于下止點時，活塞(4)最下層電磁鐵(5)的底端面高度 較助推臂(1)最下層永磁鐵(2)底端面高度高；活塞(4)位于上止點時，活塞(4)最上層電 磁鐵(5)的頂端面高度較助推臂(1)最下層永磁鐵(2)頂端面高度低。
7.根據權利要求1或2所述活塞式電動機，其特征在于，所述永磁鐵(2)的組數較活塞(4)電磁鐵(5)的塊數數量上多一。
專利摘要本實用新型公開了一種活塞式電動機，屬于旋轉動力設備領域，它包括機架，裝在活塞固定架上由連桿、曲軸和飛輪組成的曲柄連桿機構，與連桿頂端相連的活塞，所述活塞由至少兩塊疊加的電磁鐵組成，且相鄰兩塊疊加的電磁鐵的磁極交錯排列，該活塞的外周設有助推臂，由至少三組磁極交錯排列的永磁鐵疊加而成的助推臂內有容納該活塞相對助推臂上下滑動的空腔，且活塞處于下止點時將電磁鐵通電后電磁鐵的極性與同一水平面上助推臂對應側的永磁鐵的極性相同，所述曲軸上裝有當活塞在經過下止點和上止點后均改變電磁鐵上電流方向的變流盤。本實用新型效率高，結構簡單，性能可靠，成本低廉，節(jié)能環(huán)保，應用前景廣。
文檔編號H02N11/00GK201699628SQ20102022881
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權日2010年6月18日
發(fā)明者劉軍 申請人:劉軍