一種利用非磁性運動導體驅動磁體旋轉的裝置的製作方法

2023-07-03 15:09:16 1

專利名稱：一種利用非磁性運動導體驅動磁體旋轉的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用非磁性運動導體驅動磁體旋轉的裝置。
背景技術：
電磁感應現象是電磁學中最重大的發現之一，它揭示了電與磁相互聯繫和轉化的本質特徵。它的發現促進了電磁技術的飛速發展和社會的顯著進步。基於電磁感應定律，人們實用新型了由電驅動的電動機和由機械驅動的發電機，成為了現代各行業的重要動力來源。但有另一類重要的運動形式--運動的非磁性導體以非接觸方式驅動永磁體或電磁體繞自身對稱軸的旋轉運動，由於過去人類對於電磁感應相互作用認識的局限性而未得以發展和利用。這類驅動技術的實用新型將在各類高科技領域得到廣泛的應用。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種利用非磁性運動導體驅動磁體旋轉運動的裝置。
為實現上述目的，本實用新型的技術方案是包括一固定座，固定座上設有一非磁性運動導體及其驅動裝置，非磁性運動導體附近設有磁體，磁體的軸對稱位置上裝有轉軸，轉軸固定於固定座上。
本實用新型的工作原理是當非磁性運動導體相對於磁體運動時，由於運動導體與磁體磁場相互作用引起感生電流產生感應磁場，該感應磁場與永磁體磁場相互作用，使磁體在受到與非磁性導體運動方向一致的拖拽力的同時，還受到一個轉軸平行於運動導體且與導體運動方向垂直的轉動力矩的作用，在該力矩的作用下，磁體產生旋轉運動。
本實用新型的有益效果1)結構簡單；2)兩運動體間沒有機械接觸，可廣泛應用於需要非接觸驅動的場合，磁體的轉動方向和速度可通過運動導體運動方向、運動速度及運動導體與磁體的相互位置的調節簡單地加以控制；3)這種與驅動無接觸的旋轉裝置可以用來開發新型的驅動裝置及運動狀態傳感器件等。例如可應用在血管內納米機器人的體外驅動、永久性體內心臟起搏器用發電機的體外驅動發電，自行車非接觸式輪驅動發電機等需要非接觸驅動的場合；4)本實用新型用作永磁體與運動金屬導體的相互作用原理的演示儀器其操作簡單、實驗結果形象生動，有助於加深對電磁感應現象的認識，啟迪思維。


圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖。
圖2為本實用新型實施例2的結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，圖中示出了一種非磁性旋轉導體驅動磁體旋轉的裝置的結構。包括固定座1、鋁盤5、圓盤形永磁體6等，電機4固定於固定座1的支杆2上，鋁盤5安裝於電機3的輸出軸4上，鋁盤5上部的圓盤形永磁體6上裝有轉軸7，轉軸7位於鋁盤5的徑向方向，並固定於固定座1的支架8上。
圖1中的鋁盤5也可用其它非磁性金屬如銅等代替，並可做成球形、圓柱形等。圓盤形永磁體6也可以做成球形、圓柱形等其它形狀。另處圓盤形永磁體3也可用電磁體代替。
本旋轉裝置的工作原理如下當鋁盤5高速旋轉時，位於鋁盤5上部的永磁體6將會在鋁盤5中產生感生電流，感生電動勢的大小與永磁體6的磁場強度、鋁盤5的旋轉角速度以及該點的半徑有關，該感生電流產生的感應磁場與永磁體6相互作用。當永磁體6的轉軸7處於鋁盤5的徑向時，以轉軸為分界線，永磁體6迎著鋁盤5轉動的方向會受到感應磁力的吸引，反方向則受排斥力的作用，永磁體6在這對力的力矩作用下繞轉軸7旋轉，其旋轉速度與鋁盤5的轉速成正比，並與其在鋁盤5中所處的位置有關。
圖2是另一種非磁性旋轉導體驅動磁體旋轉的裝置的結構。它圖1的主要區別是永磁體5為球體，並位於鋁盤5周邊的外側。當鋁盤5在電機的帶動下旋轉時，球形永磁體5在感應磁力矩的作用下繞轉軸7轉動。
該裝置中，運動導體相對於磁體的速度是均勻的，磁體沿徑向受到的力矩和水平拖拽力亦與導體的切向線速度成正比。
這種利用運動導體感應磁場與磁體磁場相互作用驅動磁體旋轉的裝置中，磁體與運動導體無接觸，可用來開發新型的驅動裝置、傳感器以及用作永磁體與非磁性運動導體相互作用原理的演示儀器。也可廣泛應用在血管內納米機器人的體外驅動、永久性體內心臟起搏器體外充電，自行車或其它機動車非接觸型輪式驅動發電機等需要非接觸驅動的場合。
權利要求1.一種利用非磁性運動導體驅動磁體旋轉的裝置，其特徵在於包括一固定座，固定座上設有一非磁性運動導體及其驅動裝置，非磁性運動導體附近設有磁體，磁體的軸對稱位置上裝有轉軸，轉軸固定於固定座上。
2.根據權利要求1所述的一種利用運動導體驅動磁體旋轉的裝置，其特徵在於所述的磁體為永磁體或電磁體。
3.根據權利要求1所述的一種利用運動導體驅動磁體旋轉的裝置，其特徵在於所述的磁體為球體、圓柱體、圓盤的任一種。
4.根據權利要求1所述的一種利用運動導體驅動磁體旋轉的裝置，其特徵在於所述的非磁性運動導體為鋁盤或銅盤。
5.根據權利要求1所述的一種利用運動導體驅動磁體旋轉的裝置，其特徵在於所述的非磁性運動導體為鋁球或銅球。
6.根據權利要求1所述的一種利用運動導體驅動磁體旋轉的裝置，其特徵在於所述的磁體設於非磁性運動導體的上部或下部。
7.根據權利要求1所述的一種利用運動導體驅動磁體旋轉的裝置，其特徵在於所述的磁體設於非磁性運動導體的一側。
8.根據權利要求1所述的一種利用運動導體驅動磁體旋轉的裝置，其特徵在於所述運動非磁性導體的驅動裝置可為電機或其他動力裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種利用非磁性運動導體驅動磁體旋轉的裝置，該裝置包括固定座，固定座上設有一非磁性運動導體，非磁性運動導體附近放置磁體，磁體上裝有轉動軸，轉軸固定於固定座的支架上。這種利用運動導體感應磁場與磁體磁場相互作用驅動磁體旋轉的裝置中，磁體與運動導體無接觸，可用來開發新型的驅動裝置、傳感器以及用作永磁體與非磁性運動導體相互作用原理的演示儀器。也可廣泛應用在血管內納米機器人的體外驅動、永久性體內心臟起搏器體外充電，自行車或其它機動車非接觸型輪式驅動發電機等需要非接觸驅動的場合。
文檔編號H02K49/02GK2746647SQ20042006857
公開日2005年12月14日 申請日期2004年8月31日 優先權日2004年8月31日
發明者謝中, 王祝盈, 陳小林, 翦知漸, 趙英, 周豔明 申請人:湖南大學