磁電混合驅動方法及動力裝置的製作方法
2023-10-11 04:52:59
專利名稱：磁電混合驅動方法及動力裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於動力裝置技術領域，具體涉及一種磁電混合驅動方法及動力裝置。
背景技術：
當今世界能源的消耗與日俱增，人類的生活、工作、娛樂均離不開能源。現有能源的主要供給形式是石油、煤炭、天然氣、核能等，其中石油、煤炭、天然氣屬於地球資源，儲量有限，而核能開發的安全性能不容忽視。目前，隨著人口的增長、社會的進步，世界的能耗以每年2. 7%的增長，據國際能源的預測，石油50年將枯竭，天然氣60年將用完，煤炭200多年將用盡。所以，人類正在不懈地致力於提高已有動力設備技術，同時也更為積極地尋找新的能源，開發新的技術。發動機(Engine)，又稱為引擎，是一種能夠把其它形式的能轉化為另一種能的機器，通常是把化學能轉化為機械能。(把電能轉化為機器能的稱為電動機)有時它既適用於動力發生裝置，也可指包括動力裝置的整個機器，比如汽油發動機，航空發動機。現有各種原動力發動機如汽油機、柴油機、燃油蒸氣機等已經廣泛應用於工業、農業、交通、國防領域等諸多領域，這些機械的使用給人們帶米方便的同時，也給社會埋藏了隱患；這些設備有的投資巨大，有的耗費燃料費用大，且廢物拜排放、噪音等對環境汙染嚴重。而且上述發動機採用的能源是以煤、油、等不可再生的資源，由於資源有限，能源消耗越來越被人們所重視，而且其能量轉化過程複雜、成本高、效率低，並且對環境汙染嚴重。
發明內容
針對上述的不足，本發明目的之一在於，提供一種工藝簡易，成本低，易於實現的磁電混合驅動方法；本發明目的之二在於，提供一種採用上述方法的動力裝置，該動力裝置結構設計合理、能源利用效率高，能緩解人類對傳統能源的依賴，減少目前因大量使用傳統燃料能源對環境的汙染。為實現上述目的，本發明所提供的技術方案是一種磁電混合驅動方法，其包括以下步驟(1)製備缸體，在該缸體上設有一個或多個缸筒；(2)製備永磁體組，該永磁體組的數量與缸筒的數量一致，該永磁體組包括一上永磁體及一下永磁體，該上永磁體和下永磁體由蓄有磁能的永磁體材料製成； (3)將上永磁體設置在缸筒的頂部；(4)製備活塞組件，該活塞組件的數量與缸筒的數量一致，將活塞組件插入與其相對應的缸筒內，並將下永磁體設置在該活塞組件的上端面，且調整該下永磁體的極性，使其與上永磁體之間形成相斥的斥磁場；在該斥磁場的作用斥力下，能迫使活塞組件下行；(5)製備變極驅動線圈，該變極驅動線圈的數量與缸筒的數量一致，將變極驅動線圈設置在上永磁體的下端面上，該變極驅動線圈在接通電源後能自動產生與下永磁體之間形成相吸的吸磁場，該吸磁場的作用引力大於斥磁場的作用斥力，在該吸磁場的作用引力下，能驅動活塞組件上行；(6)製備觸發控制電路，該觸發控制電路與所述變極驅動線圈相連，並能根據活塞組件的工作狀態，相應使變極驅動線圈斷開或接通電源；(7)初始狀態，活塞組件在斥磁場的作用下處於遠離上永磁體的下止位置；(8)觸發控制電路使變極驅動線圈接通電源，變極驅動線圈產生吸磁場，在該吸磁場的作用引力下，驅動活塞組件上行，直至上止位置；(9)觸發控制電路使變極驅動線圈斷開電源，變極驅動線圈停止產生吸磁場，與此同時，下永磁體在其與上永磁體之間形成的斥磁場的作用斥力下，迫使活塞組件下行，直至下止位置；(10)重複步驟(7) (9)，使所述活塞組件重複下行、上行的循環運動，實現輸出動力。所述步驟(4)具體包括以下步驟(4. 1)製備活塞體；(4. 2)製備連杆；(4. 3)製備曲軸；(4. 4)將連杆的上端與所述活塞體相連接，連杆的下端與曲軸相連接，製得活塞組件。所述的活塞組件還包括一保持慣性的飛輪，該飛輪設置在所述曲軸上。所述步驟(6)具體包括以下步驟(6. 1)製備感應器，該感應器能感應活塞組件的工作狀態，並相應發出下行或上行
信號；(6. 2)製備A/D轉換器；(6. 3)製備手動或自動電流控制器；(6. 4)製備控制器，該控制器能對感應器所發出的下行或上行信號進行分析處理， 並相應使變極驅動線圈斷開或接通電源；(6. 5)將感應器、A/D轉換器、控制器依次相連接，將該變極驅動線圈、手動或自動電流控制器、控制器依次相連接，製得觸發控制電路。其還包括以下步驟(11)對所述的上永磁體和/或下永磁體補充磁能。一種採用上述方法的動力裝置，其包括觸發控制電路、設有一個或多個缸筒的缸體及與該缸筒相應數量的永磁體組、活塞組件和變極驅動線圈，所述活塞組件插設在缸筒內，所述永磁體組包括一上永磁體及一下永磁體，所述上永磁體設置在缸筒的頂部，所述下永磁體設置在活塞組件的上端面，所述變極驅動線圈設置在上永磁體的下端面上，並與所述觸發控制電路相連。所述活塞組件包括活塞體、連杆和曲軸，所述連杆的上端與所述活塞體相連接，連杆的下端與曲軸相連接。所述的活塞組件還包括一保持慣性的飛輪，該飛輪設置在所述曲軸上；所述上永磁體和下永磁體由蓄有磁能的永磁體材料製成。
所述觸發控制電路包括感應器、A/D轉換器、控制器和手動或自動電流控制器，所述感應器、A/D轉換器、控制器依次相連接，所述變極驅動線圈、手動或自動電流控制器、控制器依次相連接。所述感應器包括感應線圈、下止位置磁體和上止位置磁體，所述感應線圈設置在飛輪一側，所述上止位置磁體和下止位置磁體對應感應線圈的位置對稱設置在飛輪上；所述控制器包括預存有控制程序指令的IC、脈衝放大器、耦合變壓器和可控矽，所述IC、脈衝放大器、耦合變壓器和可控矽依次相連。本發明的有益效果為本發明提供的方法工藝簡易，易於實現，成本低；本發明提供的動力裝置結構設計合理，有效利用磁體同極相斥異極相吸的性質，將磁電混合併產生動力，節約能量，提高能源利用效率，利於緩解人類對傳統能源的依賴，減少目前因大量使用傳統燃料能源對環境的汙染，而且整體結構巧妙、簡單，製造成本低，有重大的市場推廣價值。在實際運行中，也需要間歇性的對上永磁體和/或下永磁體進行充磁，來維持本發明技術方案的持續運行，依靠不斷補充的磁能，經轉化後持續輸出機械能。下面結合附圖和實施例，對本發明作進一步說明。
圖1是本發明的結構示意圖1 ；圖2是本發明的結構示意圖2 ；圖3是本發明的雙缸結構示意圖。
具體實施例方式實施例參見圖1至圖3，本實施例提供了一種磁電混合驅動方法，其包括以下步驟(1)製備缸體1，在該缸體1上設有一個或多個缸筒；(2)製備永磁體組2，該永磁體組2的數量與缸筒的數量一致，該永磁體組2包括一上永磁體21及一下永磁體22，該上永磁體21和下永磁體22由蓄有磁能的永磁體材料製成；(3)將上永磁體21設置在缸筒的頂部；(4)製備活塞組件3，該活塞組件3的數量與缸筒的數量一致，將活塞組件3插入與其相對應的缸筒內，並將下永磁體22設置在該活塞組件3的上端面，且調整該下永磁體 22的極性，使其與上永磁體21之間形成相斥的斥磁場；在該斥磁場的作用斥力下，能迫使活塞組件3下行；(5)製備變極驅動線圈4，該變極驅動線圈4的數量與缸筒的數量一致，將變極驅動線圈4設置在上永磁體21的下端面上，該變極驅動線圈4在接通電源後能自動產生與下永磁體22之間形成相吸的吸磁場，該吸磁場的作用引力大於斥磁場的作用斥力，在該吸磁場的作用引力下，能驅動活塞組件3上行；(6)製備觸發控制電路5，該觸發控制電路5與所述變極驅動線圈4相連，並能根據活塞組件3的工作狀態，相應使變極驅動線圈4斷開或接通電源；
(7)初始狀態，活塞組件3在斥磁場的作用下處於遠離上永磁體21的下止位置；(8)觸發控制電路5使變極驅動線圈4接通電源，變極驅動線圈4產生吸磁場，在該吸磁場的作用引力下，驅動活塞組件3上行，直至上止位置；(9)觸發控制電路5使變極驅動線圈4斷開電源，變極驅動線圈4停止產生吸磁場，與此同時，下永磁體22在其與上永磁體21之間形成的斥磁場的作用斥力下，迫使活塞組件3下行，直至下止位置；(10)重複步驟(7) (9)，使所述活塞組件3重複下行、上行的循環運動，實現輸出動力。所述步驟(4)具體包括以下步驟(4. 1)製備活塞體31 ；(4. 2)製備連杆 32 ；(4. 3)製備曲軸 33;(4. 4)將連杆32的上端與所述活塞體31相連接，連杆32的下端與曲軸33相連接，製得活塞組件3。所述的活塞組件3還包括一保持慣性的飛輪6，該飛輪6設置在所述曲軸33上。所述步驟(6)具體包括以下步驟(6. 1)製備感應器51，該感應器51能感應活塞組件3的工作狀態，並相應發出下行或上行信號；(6. 2)製備 A/D 轉換器 52 ；(6. 3)製備手動或自動電流控制器53 ；(6. 4)製備控制器M，該控制器M能對感應器51所發出的下行或上行信號進行分析處理，並相應使變極驅動線圈4斷開或接通電源；(6. 5)將感應器51、A/D轉換器52、控制器M依次相連接，將該變極驅動線圈4、 手動或自動電流控制器53、控制器M依次相連接，製得觸發控制電路5。其還包括以下步驟(11)對所述的上永磁體21和/或下永磁體22補充磁能。一種採用上述方法的動力裝置，其包括觸發控制電路5、設有一個或多個缸筒的缸體1及與該缸筒相應數量的永磁體組2、活塞組件3和變極驅動線圈4，所述活塞組件3插設在缸筒內，所述永磁體組2包括一上永磁體21及一下永磁體22，所述上永磁體21設置在缸筒的頂部，所述下永磁體22設置在活塞組件3的上端面，所述變極驅動線圈4設置在上永磁體21的下端面上，並與所述觸發控制電路5相連。所述活塞組件3包括活塞體31、連杆32和曲軸33，所述連杆32的上端與所述活塞體31相連接，連杆32的下端與曲軸33相連接。所述的活塞組件3還包括一保持慣性的飛輪6，該飛輪6設置在所述曲軸33上； 所述上永磁體21和下永磁體22由蓄有磁能的永磁體材料製成。所述觸發控制電路5包括感應器51、A/D轉換器52、控制器M和手動或自動電流控制器53，所述感應器51、A/D轉換器52、控制器M依次相連接，所述變極驅動線圈4、手動或自動電流控制器53、控制器M依次相連接。所述感應器51包括感應線圈511、下止位置磁體512和上止位置磁體513，所述感應線圈511設置在飛輪6 —側，所述上止位置磁體513和下止位置磁體512對應感應線圈 511的位置對稱設置在飛輪6上；所述控制器M包括預存有控制程序指令的IC、脈衝放大器、耦合變壓器和可控矽，所述IC、脈衝放大器、耦合變壓器和可控矽依次相連。本發明提供的方法工藝簡易，易於實現，成本低；本發明提供的動力裝置結構設計合理，有效利用磁體同極相斥異極相吸的性質，將磁電混合併產生動力，節約能量，提高能源利用效率，利於緩解人類對傳統能源的依賴，減少目前因大量使用傳統燃料能源對環境的汙染，而且整體結構巧妙、簡單，製造成本低，有重大的市場推廣價值。工作時，初始狀態，參見圖1，活塞組件3在斥磁場的作用下處於遠離上永磁體21 的下止位置；飛輪6上的下止位置磁體512正對感應線圈511，感應線圈511感應產生出一脈衝電流形成一下行信號，該下行信號經A/D轉換器52傳送至控制器M，該控制器M對該下行信號進行分析處理，並使變極驅動線圈4接通電源，變極驅動線圈4產生吸磁場，在該吸磁場的作用引力下，驅動活塞組件3上行，直至上止位置；參見圖2，飛輪6上的上止位置磁體513正對感應線圈511，感應線圈511感應產生出一脈衝電流形成一上行信號，該上行信號經A/D轉換器52傳送至控制器M，該控制器M對該上行信號進行分析處理，並使變極驅動線圈4斷開電源，變極驅動線圈4停止產生吸磁場，與此同時，下永磁體22在其與上永磁體21之間形成的斥磁場的作用斥力下，急速迫使活塞組件3下行，直至下止位置；重複上述動作，使所述活塞組件3重複下行、上行的循環運動，實現輸出動力。使用過程中，可以通過手動或自動電流控制器53來調控流向變極驅動線圈4的電流大小，以控制動力裝置的轉速和功率大小。本實施例中，採用手動電流控制器，其它實施例中，可根據需要來選用自動電流控制器。在長時間使用後，也需要間歇性的對上永磁體21和/或下永磁體22進行充磁，來維持本發明技術方案的持續運行，依靠不斷補充的磁能，經轉化後持續輸出機械能。參見圖3，為本發明的雙缸結構設計；另外還可以根據所需的功率來相應設置三缸或多缸的結構設計。然後相應設定永磁體組2、活塞組件3和變極驅動線圈4的數量及其工作規律即可。如本發明上述實施例所述，採用與其相同或相似技術特徵而得到的其它驅動方法及裝置，均在本發明保護範圍內。
權利要求
1.一種磁電混合驅動方法，其特徵在於，其包括以下步驟(1)製備缸體，在該缸體上設有一個或多個缸筒；(2)製備永磁體組，該永磁體組的數量與缸筒的數量一致，該永磁體組包括一上永磁體及一下永磁體，該上永磁體和下永磁體由蓄有磁能的永磁體材料製成；(3)將上永磁體設置在缸筒的頂部；(4)製備活塞組件，該活塞組件的數量與缸筒的數量一致，將活塞組件插入與其相對應的缸筒內，並將下永磁體設置在該活塞組件的上端面，且調整該下永磁體的極性，使其與上永磁體之間形成相斥的斥磁場；在該斥磁場的作用斥力下，能迫使活塞組件下行；(5)製備變極驅動線圈，該變極驅動線圈的數量與缸筒的數量一致，將變極驅動線圈設置在上永磁體的下端面上，該變極驅動線圈在接通電源後能自動產生與下永磁體之間形成相吸的吸磁場，該吸磁場的作用引力大於斥磁場的作用斥力，在該吸磁場的作用引力下，能驅動活塞組件上行；(6)製備觸發控制電路，該觸發控制電路與所述變極驅動線圈相連，並能根據活塞組件的工作狀態，相應使變極驅動線圈斷開或接通電源；(7)初始狀態，活塞組件在斥磁場的作用下處於遠離上永磁體的下止位置；(8)觸發控制電路使變極驅動線圈接通電源，變極驅動線圈產生吸磁場，在該吸磁場的作用引力下，驅動活塞組件上行，直至上止位置；(9)觸發控制電路使變極驅動線圈斷開電源，變極驅動線圈停止產生吸磁場，與此同時，下永磁體在其與上永磁體之間形成的斥磁場的作用斥力下，迫使活塞組件下行，直至下止位置；(10)重複步驟(7) (9)，使所述活塞組件重複下行、上行的循環運動，實現輸出動力。
2.根據權利要求1所述的磁電混合驅動方法，其特徵在於，所述步驟(4)具體包括以下步驟(4. 1)製備活塞體；(4. 2)製備連杆；(4. 3)製備曲軸；(4. 4)將連杆的上端與所述活塞體相連接，連杆的下端與曲軸相連接，製得活塞組件。
3.根據權利要求2所述的磁電混合驅動方法，其特徵在於，所述的活塞組件還包括一保持慣性的飛輪，該飛輪設置在所述曲軸上。
4.根據權利要求3所述的磁電混合驅動方法，其特徵在於，所述步驟(6)具體包括以下步驟(6. 1)製備感應器，該感應器能感應活塞組件的工作狀態，並相應發出下行或上行信號；(6. 2)製備A/D轉換器；(6. 3)製備手動或自動電流控制器；(6. 4)製備控制器，該控制器能對感應器所發出的下行或上行信號進行分析處理，並相應使變極驅動線圈斷開或接通電源；(6. 5)將感應器、A/D轉換器、控制器依次相連接，將該變極驅動線圈、手動或自動電流控制器、控制器依次相連接，製得觸發控制電路。
5.根據權利要求1所述的磁電混合驅動方法，其特徵在於，其還包括以下步驟(11)對所述的上永磁體和/或下永磁體補充磁能。
6.一種採用權利要求1-5任一所述磁電混合驅動方法的動力裝置，其特徵在於，其包括觸發控制電路、設有一個或多個缸筒的缸體及與該缸筒相應數量的永磁體組、活塞組件和變極驅動線圈，所述活塞組件插設在缸筒內，所述永磁體組包括一上永磁體及一下永磁體，所述上永磁體設置在缸筒的頂部，所述下永磁體設置在活塞組件的上端面，所述變極驅動線圈設置在上永磁體的下端面上，並與所述觸發控制電路相連。
7.根據權利要求6所述的動力裝置，其特徵在於，所述活塞組件包括活塞體、連杆和曲軸，所述連杆的上端與所述活塞體相連接，連杆的下端與曲軸相連接。
8.根據權利要求7所述的動力裝置，其特徵在於，所述的活塞組件還包括一保持慣性的飛輪，該飛輪設置在所述曲軸上；所述上永磁體和下永磁體由蓄有磁能的永磁體材料製成。
9.根據權利要求8所述的動力裝置，其特徵在於，所述觸發控制電路包括感應器、A/D 轉換器、控制器和手動或自動電流控制器，所述感應器、A/D轉換器、控制器依次相連接，所述變極驅動線圈、手動或自動電流控制器、控制器依次相連接。
10.根據權利要求9所述的供電裝置，其特徵在於，所述感應器包括感應線圈、下止位置磁體和上止位置磁體，所述感應線圈設置在飛輪一側，所述上止位置磁體和下止位置磁體對應感應線圈的位置對稱設置在飛輪上；所述控制器包括預存有控制程序指令的IC、脈衝放大器、耦合變壓器和可控矽，所述IC、脈衝放大器、耦合變壓器和可控矽依次相連。
全文摘要
本發明公開了一種磁電混合驅動方法，還公開了採用該方法的動力裝置，其包括觸發控制電路、缸體、永磁體組、活塞組件和變極驅動線圈，活塞組件插設在缸筒內，永磁體組包括上永磁體及下永磁體，上永磁體設置在缸筒的頂部，下永磁體設置在活塞組件的上端面，變極驅動線圈設置在上永磁體的下端面上，並與觸發控制電路相連；本發明提供的方法工藝簡易，易於實現，成本低；本發明提供的動力裝置結構設計合理，有效利用磁體同極相斥異極相吸的性質，將磁電混合併產生動力，節約能量，提高能源利用效率，利於緩解人類對傳統能源的依賴，減少目前因大量使用傳統燃料能源對環境的汙染，而且整體結構巧妙、簡單，製造成本低，有重大的市場推廣價值。
文檔編號H02N11/00GK102570922SQ20121004541
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月27日 優先權日2012年2月27日
發明者吳光進, 鄧林方 申請人:吳光進, 鄧林方