專利名稱：磁力驅(qū)動電機(jī)組件及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及使用磁場來提供驅(qū)動力的裝置和方法，更具體地，涉及使用永久磁鐵來增強(qiáng)電機(jī)功率的電機(jī)驅(qū)動。
背景技術(shù)：
眾所周知，可以使用磁場來提供驅(qū)動力。減少標(biāo)準(zhǔn)類型燃料的可用能源以及對保護(hù)環(huán)境的關(guān)注導(dǎo)致加大力度開發(fā)替代能源來為驅(qū)動動力系統(tǒng)提供能源。可消除對燃料的需求還能消除燃料消耗的生態(tài)缺點(diǎn)的一種類型的動力系統(tǒng)是利用磁電機(jī)的系統(tǒng)。正如Hanagan的美國第4，038，572號專利所描述的，期望具有一種不完全依賴化石燃料的原動機(jī)。適于機(jī)動車等使用的替代形式的原動機(jī)的好處為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。因此開發(fā)一種不依賴化石燃料作為其能量源的用于機(jī)動車的原動機(jī)的愿望得到了很大的動力。作為回應(yīng)，Hanagan提供了一種描述為磁力驅(qū)動電機(jī)的磁性離合器裝置。Kinnison 的題為 “A Permanent Magnet Motion Conversion Means，，的美國第3，899, 703號專利公開了一種磁電機(jī),其使用配置有反極性的固定磁鐵和另一個(gè)永久磁鐵，該永久磁鐵通過轉(zhuǎn)換器(諸如電磁線圈)在固定磁鐵的磁場內(nèi)交替移動，以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動。事實(shí)上，已知幾種類型的磁電機(jī)，其旋轉(zhuǎn)的磁鐵組受到相對的磁鐵所產(chǎn)生的吸引力和排斥力的影響。Stahovic的美國第4，207，773號專利公開了拱形永久磁鐵，其固定至可旋轉(zhuǎn)磁鐵的對側(cè)的可移動件，使得可旋轉(zhuǎn)磁鐵的旋轉(zhuǎn)引起可移動件的交替直線運(yùn)動。Scholin的美國第4，011，477號專利公開了一種裝置，其用于將磁鐵(一個(gè)旋轉(zhuǎn)另一個(gè)不旋轉(zhuǎn))之間的I型磁力變化轉(zhuǎn)換成直線往復(fù)運(yùn)動，本公開的內(nèi)容可以結(jié)合Tracy等人的美國第3，703，653號專利作為參考，此專利中公開了一組磁鐵，其被安裝用于首先朝向?qū)?yīng)的固定磁鐵被吸引而繞軸線旋轉(zhuǎn)。在可旋轉(zhuǎn)磁鐵與固定磁鐵對齊之后，固定磁鐵的磁場會改變以相對于可旋轉(zhuǎn)磁鐵提供排斥力，從而引起可旋轉(zhuǎn)磁鐵的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。為實(shí)現(xiàn)固定磁鐵的這種有效的極性反轉(zhuǎn)以交替地提供吸引力和排斥力，固定磁鐵在可旋轉(zhuǎn)磁鐵接近固定磁鐵的位置時(shí)最初由磁性板覆蓋。這些磁性板有效地使固定磁鐵為可旋轉(zhuǎn)磁鐵提供吸引力。當(dāng)可旋轉(zhuǎn)磁鐵與固定磁鐵對齊時(shí)，這些磁性板被移除，然后固定磁鐵為可旋轉(zhuǎn)磁鐵提供排斥力，從而引起可旋轉(zhuǎn)磁鐵的持續(xù)運(yùn)動。此外，線性發(fā)電機(jī)是眾所周知的并且其用來通過具有感應(yīng)線圈的磁鐵的往復(fù)運(yùn)動產(chǎn)生電能。通常，線性發(fā)電機(jī)具有多個(gè)感應(yīng)線圈、插入相應(yīng)的感應(yīng)線圈中并在感應(yīng)線圈的兩個(gè)相對端之間滑動的多個(gè)磁鐵、連接至磁鐵的端部的機(jī)械組件、以及通過機(jī)械組件產(chǎn)生移動力并向磁鐵施加移動力的電機(jī)。美國第4，924，123號專利和美國專利申請公開2008/0277939公開了多種線性發(fā)電機(jī)，其內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。對于提供一種能夠經(jīng)濟(jì)地且有效地操作來提供電能的磁電機(jī)的嘗試仍在繼續(xù)。在具有如此廣泛應(yīng)用的磁場來進(jìn)行工作的情況下，仍存在對于提供一種有效的方式來增強(qiáng)使用可利用的磁力的已知機(jī)器的操作性的需求，用于提升電能效率并增加諸如電機(jī)的設(shè)備的功率輸出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明使用具有北極和相對的南極的可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵，其可以繞軸線旋轉(zhuǎn)并位于兩個(gè)相對的磁極之間。限定為通常平行于軸線的直線運(yùn)動的梭板可以包括固定至梭板的第一和第二固定永久磁鐵，其中，可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵承載在它們之間。第一和第二固定永久磁鐵的每一個(gè)均具有北極和相對的南極，軸線在兩個(gè)磁極之間延伸。永久磁鐵被安置以使可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)交替引起第一和第二固定永久磁鐵的排斥和吸引，并因此引起梭板的直線往復(fù)運(yùn)動。


為了更充分地理解本發(fā)明，結(jié)合示出本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的附圖作為參考進(jìn)行以下詳細(xì)描述，其中:圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的局部立體圖；圖2是圖1的實(shí)施例的局部俯視圖，其示出了其他部件；圖3是本發(fā)明的替代實(shí)施例的左前向立體圖；圖3A是圖3的實(shí)施例的一部分的局部正視圖，其示出了可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵的理想取向和旋轉(zhuǎn)；圖4是圖3的實(shí)施例的左后向立體圖；圖4A是示出圖4的裝置鄰近線性發(fā)電機(jī)的部分的局部放大圖；圖5是圖3的實(shí)施例的俯視圖；圖5A是圖3的實(shí)施例的側(cè)視圖；圖6是永久磁鐵的右前向立體圖,永久磁鐵位于用于磁場聚焦的模座(shoe)內(nèi)；圖6A、圖6B、圖6C分別是圖6的實(shí)施例的正視圖、側(cè)視圖和俯視圖；以及圖7、圖8和圖9分別是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的立體圖、俯視圖和側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明能夠以很多不同的方式實(shí)施并且不能理解為局限于本文所述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例以便于本公開的徹底和完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員更全面地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。相同數(shù)字自始至終表示相同元件，并且撇符號用于表示替代實(shí)施例中的相似元件。首先參照圖1，符合本發(fā)明教導(dǎo)的用于運(yùn)動轉(zhuǎn)換的一個(gè)實(shí)施例(以實(shí)例形式說明)在此描述為包括可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵12的裝置10，永久磁鐵12具有北極14和相對的南極16，兩個(gè)相對的磁極在平面18內(nèi)對齊?？尚D(zhuǎn)永久磁鐵12繞軸線20旋轉(zhuǎn)，軸線20在平面18內(nèi)并位于相對的兩個(gè)磁極14、16之間。梭板(shuttle) 22限定為通常平行于軸線20的直線往復(fù)運(yùn)動24?？尚D(zhuǎn)永久磁鐵12安置在第一和第二固定永久磁鐵26、28之間，固定永久磁鐵26、28固定至梭板22的相對的第一和第二側(cè)30、32。第一和第二固定永久磁鐵26、28的每一個(gè)均具有北極34和相對的南極36，軸線20在它們之間延伸。磁鐵被安置以使可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵12的旋轉(zhuǎn)交替與第一和第二固定永久磁鐵26、28的排斥和吸引相一致，并且與梭板22的直線往復(fù)運(yùn)動24相一致。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)想到，轉(zhuǎn)換運(yùn)動方向可包括將直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以及將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動，當(dāng)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動時(shí)，本文所述的本發(fā)明的實(shí)施例(以實(shí)例形式說明)旨在提高效率。更具體地，再次參照圖1同時(shí)參照圖2所展示和描述的可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵可利用電機(jī)驅(qū)動裝置38使其旋轉(zhuǎn)，影響固定永久磁鐵26、28的直線運(yùn)動和梭板22的直線往復(fù)運(yùn)動24。對于本文所述的實(shí)施例，電機(jī)驅(qū)動裝置38包括電動機(jī)，但是應(yīng)當(dāng)理解，還可以使用其他已知的驅(qū)動裝置而不偏離本發(fā)明的教導(dǎo)。繼續(xù)參照圖1和圖2，盡管可以使用單個(gè)可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵12，但是可取的改進(jìn)包括至少兩個(gè)相對的可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵12a、12b。軸42通過電機(jī)驅(qū)動裝置38繞軸線20旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在參照圖2，裝置10進(jìn)一步包括第一和第二減震器44、46，固定至梭板22的相對側(cè)30、32。每個(gè)減震器44、46都在往復(fù)運(yùn)動期間承受梭板22的撞擊力，并且每個(gè)減震器都通過克服梭板22提供的慣性吸收撞擊力并向梭板傳送反沖力。繼續(xù)參照圖1和圖2，在梭板22的往復(fù)運(yùn)動24期間，可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵12a、12b與固定永久磁鐵26、28的相對面12f、26f、28f呈間隔關(guān)系，從而形成的間隙48所具有的尺寸在往復(fù)運(yùn)動期間在0.045英寸(在梭板22的第一極限位置50處)至1.17英寸(在第二相對的極限位置52處)范圍內(nèi)變化。此外，正如再次參照圖1所描述的，當(dāng)?shù)谝还潭ㄓ谰么盆F26的磁極34、36與第二固定永久磁鐵26的磁極34、36的相位差180度時(shí),會產(chǎn)生效率增益。繼續(xù)參照圖1和圖2，導(dǎo)板54可滑動地容納梭板22，用于維持平行于軸線20的直線運(yùn)動24的取向。本文參照圖1和圖2所呈現(xiàn)的導(dǎo)板54包括多個(gè)支座56。線性發(fā)電機(jī)58與梭板22協(xié)作用于產(chǎn)生電能，該電能通過梭板的直線運(yùn)動24產(chǎn)生。當(dāng)使用電動機(jī)40時(shí)，適當(dāng)?shù)氖菧y量線性電動機(jī)58的電力輸出60并將其與到達(dá)電動機(jī)的電力輸入62比較，以此作為對裝置10的效率的測量。當(dāng)使用多個(gè)永久磁鐵對時(shí)，效率被示出會增加。本文通過實(shí)例示出的一個(gè)實(shí)施例通過參照圖3至圖5的裝置IOA示出，裝置IOA用于將由電動驅(qū)動裝置38提供的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成梭板22的直線往復(fù)運(yùn)動。裝置IOA在此描述為包括底座64和固定至底座的電動機(jī)40。電動機(jī)40固定至底座64并繞著其軸線(與軸線20相一致)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸66。多個(gè)副軸68由固定至底座64的支架70可旋轉(zhuǎn)地承載。正如在此通過實(shí)例所描述的，使用了四個(gè)副軸68。每根副軸68均具有其自身的端部72、74，其穿過支架70的第一和第二側(cè)76、78延伸。齒輪組80在驅(qū)動軸66和多個(gè)副軸68之間是可操作的，用于被驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)。多個(gè)可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵12附接至多個(gè)副軸68。每個(gè)可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵12都由副軸68的每個(gè)端部72、74承載，用于被其各自的副軸旋轉(zhuǎn)。支座56附接至底座64并且梭板22由支座可滑動地引導(dǎo)以用于通常平行于軸線20的直線運(yùn)動24。多個(gè)固定永久磁鐵26、28固定至梭板22，其中，固定永久磁鐵安置在梭板上用于與副軸端部處承載的協(xié)同工作的可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵交互作用。以實(shí)例進(jìn)行說明并繼續(xù)參照圖5，固定磁鐵26A的磁場與可旋轉(zhuǎn)磁鐵12A的磁場交互作用、磁鐵26B的磁場與磁鐵12B的磁場交互作用、磁鐵28A的磁場與磁鐵12C的磁場交互作用、磁鐵28B的磁場與磁鐵12D的磁場交互作用等用于平衡裝置IOA中使用的磁鐵。正如在圖1和圖2中對裝置10的描述，通過電機(jī)40使可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵12旋轉(zhuǎn)會引起固定至梭板22的固定永久磁鐵26、28的排斥和吸引，從而為梭板提供直線往復(fù)運(yùn)動24。對于裝置10A，位于支架70對側(cè)的減震器44、46固定至底座64，在往復(fù)運(yùn)動24期間，每個(gè)減震器可用于承受梭板的撞擊力并限制運(yùn)動。正如再次參照圖4和圖5并參照圖4A的局部放大圖所示出的，線性發(fā)電機(jī)58具有可移動軸82，該軸附接至梭板22的延伸部84，在此使用支架84A實(shí)現(xiàn)附接操作。正如參照圖1的實(shí)施例所描述的，期望使得每個(gè)可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵被副軸68 (在相對的北極和南極之間延伸)旋轉(zhuǎn)，并且正如參照圖3A所描述的，期望使得支架每側(cè)上的多個(gè)可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵的磁極彼此相對，即北極對應(yīng)北極、南極對應(yīng)南極。同時(shí)，通過一個(gè)示例性操作，在往復(fù)運(yùn)動24期間，梭板和磁鐵使得間隙48從0.045英寸(在梭板的第一極限位置處)變化至1.17英寸(在第二相對的極限位置處)。此外，固定永久磁鐵26、28相對于它們的極性彼此優(yōu)選相差180度。從操作一對相對的磁鐵(正如通過實(shí)例參照圖1描述的圖3A的一個(gè)示例性的一個(gè)象限)的實(shí)施例向操作兩個(gè)象限(正如再次參照圖3A描述的相對的磁鐵對)的實(shí)施例的轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)了效率的提升，其中，當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)椴僮魉膫€(gè)象限(正如參照圖3A所描述的并且在本文中描述為圖3至圖5的實(shí)施例，該實(shí)施例為以實(shí)例形式示出的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例)時(shí)，實(shí)現(xiàn)了可衡量的效益增益。增效源于上面所描述的磁鐵對的布置方式。通過使用減震器44、46可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的提升，該減震器具有從三至一的壓縮變化。通過另外的實(shí)例，裝置IOA的一種操作在具有梭板振蕩、直線往復(fù)運(yùn)動24、500轉(zhuǎn)/分、從1.125英寸至0.03英寸變化的梭板振蕩間隙48的特性下運(yùn)行已經(jīng)示出了期望的結(jié)果。得益于本發(fā)明的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員會想到其他特性。正如參照圖3至圖5并參照圖6和圖6A至圖6C所示出的，形成模座86的磁性聚焦材料位于磁鐵12、26、28周圍，用于影響由每個(gè)固定和旋轉(zhuǎn)的永久磁鐵產(chǎn)生的磁場。磁鐵
12、26、28由包括鋼板88的模座86承載。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在操作期間，位于磁鐵周側(cè)的鋼板88的使用在固定的和旋轉(zhuǎn)的磁鐵之間提供了理想的聚焦磁場和增強(qiáng)的場效應(yīng)。如圖所示，一個(gè)實(shí)施例被示出通過暴露磁鐵12、26和28的最頂端側(cè)部12A、26A、28A并通過板88封裝前部和后部12B、26B、28B而在增強(qiáng)磁場交互作用方面是行之有效的。此外,用于覆蓋磁鐵的前部和后部的板88的下部88A呈曲線形向下朝向模座86的底座部分89。本文所述旋轉(zhuǎn)磁鐵的使用為所有使用的磁鐵產(chǎn)生了持久的磁場強(qiáng)度。正如參照圖7至圖9的另外的實(shí)例所描述的，可以構(gòu)造出替代實(shí)施例同時(shí)保持處于本發(fā)明的教導(dǎo)之內(nèi)，同時(shí)正如所示出的，通常使用相同參考標(biāo)號表示前述相同的元件。繼續(xù)參照圖7至圖9，前面參照圖1描述的導(dǎo)板54可包括用于滑動地容納梭板22的導(dǎo)軌90，用于維持平行于軸線20的直線運(yùn)動的取向。正如在此通過實(shí)例所描述的，導(dǎo)軌90安裝至底座64，從動臂92安裝至梭板22的后板94，用于在從動臂在導(dǎo)軌內(nèi)沿著軌道行進(jìn)的情況下為梭板提供平穩(wěn)的直線運(yùn)動。因此，磁鐵保持理想的對齊。得益于前述說明書和相關(guān)附圖所提及的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員會想到本發(fā)明的很多變型和其他實(shí)施方式。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于所公開的具體實(shí)施方式
，并且變型和其他實(shí)施方式也包括在附屬權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括: 可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵，具有北極和相對的南極，所述北極和所述南極在一個(gè)平面內(nèi)對齊，所述可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵繞著在所述平面內(nèi)并位于相對的磁極之間的軸線旋轉(zhuǎn)； 梭板，限定為基本平行于所述軸線的直線往復(fù)運(yùn)動； 第一固定永久磁鐵和第二固定永久磁鐵，固定至所述梭板，所述可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵承載在所述第一固定永久磁鐵和所述第二固定永久磁鐵之間，所述第一固定永久磁鐵和所述第二固定永久磁鐵中的每一個(gè)均具有北極和相對的南極，所述軸線在所述北極和所述南極之間延伸，永久磁鐵被定位為使得所述可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)交替與所述第一固定永久磁鐵和所述第二固定永久磁鐵的排斥和吸引相一致，并因此與所述梭板的所述直線往復(fù)運(yùn)動相—致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括操作所述可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵用于提供繞其軸線的旋轉(zhuǎn)的電機(jī)驅(qū)動裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括固定至所述梭板的相對側(cè)的第一減震器和第二減震器，每個(gè)減震器都用于所述梭板的往復(fù)運(yùn)動期間承受所述梭板的撞擊力，所述第一減震器和所述第二減震器中的每一個(gè)均可以與所述梭板協(xié)作以用于克服所述梭板提供的慣性并用于向所述梭板提供反沖力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括與所述梭板協(xié)作以產(chǎn)生電能的線性發(fā)電機(jī)，所述電能由所述梭板的所述直線運(yùn)動產(chǎn)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵與所述固定永久磁鐵的相對面在所述梭板的往復(fù)運(yùn)動期間呈間隔關(guān)系，由此形成的間隙的尺寸在所述往復(fù)運(yùn)動期間在0.045英寸至1.17英寸的范圍內(nèi)變化，其中所述梭板的第一極限位置為0.045英寸，第二極限位置為1.17英寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括可滑動地容納所述梭板的導(dǎo)板，用于維持與驅(qū)動軸的軸線平行的所述直線運(yùn)動的取向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一固定永久磁鐵的磁極與所述第二永久磁鐵的磁極的相位差為180度。
8.一種裝置，包括: 電機(jī)驅(qū)動裝置，可用于使第一軸繞其第一軸線旋轉(zhuǎn)； 多個(gè)第二軸，每一個(gè)都可繞第二軸線旋轉(zhuǎn)； 聯(lián)接器，在所述第一軸與所述多個(gè)第二軸之間，可操作地使所述多個(gè)第二軸繞著各自的第二軸線旋轉(zhuǎn)； 多個(gè)可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵，與所述多個(gè)第二軸協(xié)作，所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵中的每一個(gè)均由位于一個(gè)平面內(nèi)的北極和相對的南極限定，所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵中的每一個(gè)均通過所述第二軸繞著在所述北極和所述南極之間延伸的所述第二軸線旋轉(zhuǎn)； 梭板，可滑動地被承載以用于基本平行于所述第一軸線的直線運(yùn)動；以及 多個(gè)固定永久磁鐵，固定至所述梭板， 其中，相對的固定永久磁鐵位于所述梭板上，用于與被每一個(gè)第二軸承載的各自相對的可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵交互作用， 其中，所述固定永久磁鐵中的每一個(gè)均由位于一個(gè)平面內(nèi)的北極和相對的南極限定，其中，所述可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵與所述固定永久磁鐵沿著所述第二軸線對齊；以及其中，所述可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵中的每一個(gè)繞著其對應(yīng)的第二軸線的旋轉(zhuǎn)引起固定至所述梭板的所述固定永久磁鐵的排斥和吸引，從而為所述梭板提供直線往復(fù)運(yùn)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，還包括在所述梭板的往復(fù)運(yùn)動期間用于承受所述梭板的撞擊力的減震器，所述減震器克服了由所述梭板提供的撞擊力并為所述梭板提供反沖力。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述減震器包括第一減震器和第二減震器，并且所述第一減震器被定位為承受所述梭板沿一個(gè)方向的運(yùn)動所產(chǎn)生的撞擊力，所述第二減震器被定位為承受所述梭板沿相反的第二方向的運(yùn)動所產(chǎn)生的撞擊力。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，還包括與所述梭板協(xié)作用于產(chǎn)生電能的線性發(fā)電機(jī)，所述電能由所述梭板的所述直線運(yùn)動產(chǎn)生。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵與所述固定永久磁鐵的相對面在所述梭板的往復(fù)運(yùn)動期間呈間隔關(guān)系，由此形成的間隙的尺寸在所述往復(fù)運(yùn)動期間在0.045英寸至1.17英寸的范圍內(nèi)，所述梭板的第一極限位置為0.045英寸，第二極限位置為1.17英寸。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述多個(gè)第二軸包括四個(gè)副軸，因此多個(gè)永久磁鐵包括八個(gè)可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵和八個(gè)固定永久磁鐵。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，還包括可滑動地容納所述梭板的導(dǎo)板，用于維持與驅(qū)動軸的軸線平行的所述直線運(yùn)動的取向。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，位于所述第二軸的相對端上的所述固定永久磁鐵關(guān)于它們的極性彼此間相差180度。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，還包括被定位為影響由至少一個(gè)永久磁鐵產(chǎn)生的磁場的磁性聚焦材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述磁性聚焦材料包括鋼護(hù)套，所述鋼護(hù)套圍至少圍繞永久磁鐵的一部分延伸。
18.一種用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線往復(fù)運(yùn)動的裝置，所述裝置包括: 底座； 電機(jī)，固定至所述底座，所述電機(jī)可用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸可繞其軸線操作； 支架，固定至所述底座，所述支架具有相對的第一側(cè)和第二側(cè)； 多個(gè)副軸，被所述支架可旋轉(zhuǎn)地承載，所述多個(gè)副軸的每一個(gè)均具有端部，所述端部穿過所述支架的第一側(cè)和第二側(cè)延伸； 齒輪組，在所述驅(qū)動軸和所述多個(gè)副軸之間可操作地通過所述驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)； 多個(gè)可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵，附接至所述多個(gè)副軸，所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵的每一個(gè)都承載在所述多個(gè)副軸的每一個(gè)的端部承載用于旋轉(zhuǎn)；梭板，被所述底座可滑動地承載以用于基本平行于所述驅(qū)動軸的軸線的直線運(yùn)動；多個(gè)固定永久磁鐵，固定至所述梭板，一個(gè)固定永久磁鐵位于所述梭板上用于與在所述副軸的端部處承載的可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵交互作用，并且所述可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵通過所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)引起固定至所述梭板的所述固定永久磁鐵的排斥和吸引，從而為所述梭板提供直線往復(fù)運(yùn)動；以及第一減震器和第二減震器，在所述支架的相對側(cè)固定至所述底座，所述第一減震器和所述第二減震器的每一個(gè)都在所述梭板的往復(fù)運(yùn)動期間承受所述梭板的撞擊力并限制所述梭板的運(yùn)動。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵的每一個(gè)均通過所述副軸繞著在相對的北極和南極之間延伸的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，位于所述支架的每一側(cè)上的所述多個(gè)可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵具有北極對北極、南極對南極的彼此相對的磁極。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，還包括響應(yīng)于所述梭板的直線運(yùn)動來產(chǎn)生電能的線性發(fā)電機(jī)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵與所述固定永久磁鐵的相對面在所述梭板的往復(fù)運(yùn)動期間呈間隔關(guān)系，由此形成的間隙的尺寸在所述往復(fù)運(yùn)動期間在0.045英寸至1.17英寸的范圍內(nèi)，所述梭板的第一極限位置為0.045英寸，第二極限位置為1.17英寸。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，還包括可滑動地容納所述梭板的導(dǎo)板，用于維持與驅(qū)動軸的軸線平行的所述直線運(yùn)動的取向。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所 述的裝置，其中，位于所述副軸的相對端上的所述固定永久磁鐵關(guān)于它們的極性彼此間相差180度。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，還包括定位為影響由所述固定永久磁鐵和所述可旋轉(zhuǎn)永久磁鐵產(chǎn)生的磁場的磁性聚焦材料。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其中，所述磁性聚焦材料包括封裝所述固定永久磁鐵和所述旋轉(zhuǎn)永久磁鐵的至少一部分的模座，并且磁鐵的前側(cè)和后側(cè)都封裝在所述模座內(nèi)而暴露所述磁鐵的相對側(cè)部的上部。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其中，所述模座包括覆蓋所述磁鐵的前側(cè)和后側(cè)的鋼板，并且所述鋼板的下部為曲線形，從而所述磁鐵的端部處的鋼板材料少于鄰近所述端部的鋼板材料。
全文摘要
一種永久磁鐵繞在相對的北極和南極之間延伸的軸線旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)永久磁鐵的磁場與由梭板承載的永久磁鐵的磁場交互作用，以用于排斥和吸引固定永久磁鐵，并響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為梭板提供直線往復(fù)運(yùn)動。
文檔編號H02K41/02GK103222170SQ201180042342
公開日2013年7月24日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者約翰·W·愛德華茲, 羅伯特·M·赫林, 小約翰尼·M·撒普 申請人:馬格納發(fā)動機(jī)公司