CN204610154U - 旋转磁力自驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种旋转磁力自驱动装置。它包括圆形的机壳，该机壳内有固定圈，固定圈的外周与机壳的内壁间均布有径向的顶柱，固定圈内有转轴，转轴的两端与所述机壳间通过轴承呈转动配合，且转轴、固定圈、机壳三者呈同心布置。其特点是所述转轴上沿周向均布有径向磁钢，这些径向磁钢均位于所述固定圈内，且径向磁钢沿转轴径向向外的极性方向相同。所述固定圈的内侧壁沿周向均布有周向磁钢，周向磁钢的南北极连线均与对应的固定圈的径向线相垂直，且周向磁钢沿固定圈周向的极性方向均相同。该驱动装置能够利用磁力进行自驱动，无需耗费电能，也不受环境和其它因素的影响，可保持永久不间断运行。

Description

旋转磁力自驱动装置

技术领域

本实用新型涉及一种驱动装置，具体说是可利用磁力对风机、叶轮、风力发电机、水力发电机、轮轴等旋转设备进行自动驱动的装置。

背景技术

在我们的日常生活和工作中，很多场合都能见到做旋转运动的设备，如风扇、风机、叶轮等，这些设备有一个共同的特征就是都需要利用能量来驱动转轴旋转，从而带动转轴上的叶片转动。

最常见的家用风扇、工业用风机或船用/飞机用叶轮都需要通过电力驱动，即利用电动机将电能转化为输出轴的旋转动能，来带动这类设备的叶片转动，因此需要耗费大量的电能。而且在出现自然灾害或因其它环境因素无法供电时，电动机就不能工作，这类设备将无法运行，使用场合受到了很大的限制。

现有技术中有一种工业用通风扇，它是利用室内外的冷、暖气流的对流现象来驱动排风扇运行的。这种排风扇的驱动装置虽然能够做到节能环保，但是当室内外温度相同或仅有微小差异时，驱动装置将无法带动通风扇运行，同样使得其使用场合受到很大的限制。

还有一类做旋转运动的设备，与上述设备的能量转化方向刚好相反，它们能够将自然环境中气流或水流运动的动能转化为叶片的转动，进而将其转化为电能，也就是目前被广泛认可的节能环保设备——风力/水力发电机。为了很好的获得气流或水流的动能，通常都需要将这类设备设置在空旷的陆地、海面或水流落差较大的区域，而且为保证气流或水流能够始终与叶片发生正面碰撞，往往需要根据不同的风向或水流方向设置多组设备，不但占用了大量的空间，而且投入和运行成本也非常高。同时，这类设备受自然环境的影响非常大，当风力/水流落差较小或没有时，发电机的叶片缓慢转动或不转动，发电机将无法产生足够的电能，其工作效率大大降低。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种旋转磁力自驱动装置，该驱动装置能够利用磁力进行自驱动，无需耗费电能，也不受环境和其它因素的影响，可保持永久不间断运行。

为解决上述问题，采取以下技术方案：

    本实用新型的旋转磁力自驱动装置包括圆形的机壳，该机壳内有固定圈，固定圈的外周与机壳的内壁间均布有径向的顶柱，固定圈内有转轴，转轴的两端与所述机壳间通过轴承呈转动配合，且转轴、固定圈、机壳三者呈同心布置。其特点是所述转轴上沿周向均布有径向磁钢，这些径向磁钢均位于所述固定圈内，且径向磁钢沿转轴径向向外的极性方向相同。所述固定圈的内侧壁沿周向均布有周向磁钢，周向磁钢的南北极连线均与对应的固定圈的径向线相垂直，且周向磁钢沿固定圈周向的极性方向均相同。

    本实用新型的进一步改进方案是所述周向磁钢对应的固定圈上均有方形槽，周向磁钢均可伸入到对应的方形槽内，且周向磁钢可沿固定圈径向在方形槽内、外间往复运动；当某一径向磁钢在相邻的两个周向磁钢间转动时，该两个周向磁钢均位于对应的方形槽外，当径向磁钢转动到某一周向磁钢处时，该周向磁钢位于对应的方形槽内。其中，所述方形槽的槽底与固定圈的外壁间有通孔，通孔内均固定有滑套，滑套内均有滑杆，滑杆位于固定圈外侧的一端有径向凸台，滑杆位于固定圈内侧的一端与对应的周向磁钢呈固定连接，且周向磁钢与滑套间的那段滑杆上套有压缩弹簧；所述转轴上在径向磁钢的一侧固定有凸轮，凸轮上突起部的数量和位置均与径向磁钢对应；所述周向磁钢对应凸轮的一侧固定有连杆，连杆对应凸轮的一端有滚轮，且滚轮始终与凸轮相抵。所述滑套的外壁与对应的通孔内壁间均通过螺纹呈固定配合。采用周向磁钢在方形槽内外伸缩的结构，可使得径向磁钢在两个相邻的周向磁钢间转动时，位于方形槽外侧的周向磁钢对径向磁钢外端的作用力方向始终保持与径向磁钢纵向相垂直，即作用力最大；而当径向磁钢转动到与某一周向磁钢相遇时，位于方形槽内侧的周向磁钢对径向磁钢外端的作用力方向与径向磁钢纵向夹角呈锐角，即可减小作用力，使得径向磁钢转动的阻力减小。因此，这一结构可促进径向磁钢顺畅的转动，使该驱动装置运行更加平稳。

本实用新型的进一步改进方案是所述径向磁钢的数量为3个，所述周向磁钢的数量为4个。设置3个径向磁钢与4个周向磁钢相配合，使得某一径向磁钢转动到与某一周向磁钢相遇时，另外两个径向磁钢还处于对应的一组相邻的周向磁钢间，即径向磁钢不会同时与相应的周向磁钢相遇，这样可以确保转轴受到的转矩方向始终不变，且转矩大小保持一个相对平衡的状态。

本实用新型的进一步改进方案是所述径向磁钢和周向磁钢的外侧均套有不锈钢套，且径向磁钢的径向外端裸露在外，周向磁钢的极性两端面裸露在外。不锈钢套还可以起到隔绝磁力线的作用，使得径向磁钢、周向磁钢的纵向外周间不产生作用力干扰。在径向磁钢和周向磁钢外侧套不锈钢套，还可以保护磁钢在长期使用中不出现变形、损坏或腐蚀。

其中，进一步改进方案是所述径向磁钢和周向磁钢均由高磁性钕铁硼永磁体制成。

采取上述方案，具有以下优点：

由于本实用新型的旋转磁力自驱动装置的机壳内的转轴上有径向磁钢，固定圈内侧壁有周向磁钢，且径向磁钢沿转轴径向的极性方向相同、周向磁钢沿固定圈周向的极性方向均相同。当径向磁钢位于两相邻的周向磁钢之间时，由同性相斥、异性相吸的原理可知，径向磁钢的外端将受到一个周向磁钢同性端的推力和另一个周向磁钢异性端的拉力的同时作用，且所有径向磁钢在转轴周向的受力方向均相同，因此径向磁钢将带动转轴转动。当径向磁钢的外端转动至周向磁钢的异性端时，由于惯性的作用，径向磁钢将继续转动一定的角度而再次位于该周向磁钢的同性端和下一周向磁钢的异性端之间，同理径向磁钢将继续沿原方向转动。由此可知，在该结构下的径向磁钢将始终带动转轴沿同一方向做不间断的转动。因此，用该驱动装置来驱动风扇、风机、叶轮等设备，无需耗费电能，也不会受到环境和其它因素的影响，可保持永久不间断的运行。

另外，将该驱动装置设置在风力/水力发电机上进行辅助驱动，即便风力/水力较小，或气流/水流未与叶片发生正面碰撞，只要风力/水力能够带动叶片和转轴开始转动，本实用新型的磁力自驱动装置就能够起到辅助带动叶片和转轴继续并加快转动的作用，因此就不需要根据不同的风向或水流方向设置多组设备，可减少风力/水力发电机的占地面积，降低投入和运行成本，同时还能提高发电机的工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的旋转磁力自驱动装置的结构示意图；

图2是图1中A的局部放大剖视图；

图3是图1中B-B向的剖视图；

图4是图1中C-C向的剖视图；

图5是图1中D-D向的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述。

如图1所示，本实用新型的旋转磁力自驱动装置包括圆形的机壳1，该机壳1内有固定圈2，固定圈2的外周与机壳1的内壁间均布有径向的顶柱3，使得固定圈2与机壳1间呈固定配合。固定圈2内有转轴11，转轴11的两端与所述机壳1间通过轴承呈转动配合，且转轴11、固定圈2、机壳1三者呈同心布置。所述转轴11上沿周向均布有径向磁钢9，这些径向磁钢9均位于所述固定圈2内，且径向磁钢9沿转轴11径向向外的极性方向相同。所述固定圈2的内侧壁沿周向均布有周向磁钢4，周向磁钢4的南北极连线均与对应的固定圈2的径向线相垂直，且周向磁钢4沿固定圈2周向的极性方向均相同。本实施例中，所述径向磁钢9的数量为3个，所述周向磁钢4的数量为4个，且它们均由高磁性钕铁硼永磁体制成。径向磁钢9和周向磁钢4的数量还可以根据实际使用场合驱动装置的体积以及转矩大小要求进行增加设置，但都应当满足径向磁钢9的数量为n个时，周向磁钢4的数量为an+m个，其中n≥2，a≥1，0＜m＜n，且a、n、m均为整数。

 如图2、图3和图4所示，所述周向磁钢4对应的固定圈2上均有方形槽13，周向磁钢4均可伸入到对应的方形槽13内，且周向磁钢4可沿固定圈2径向在方形槽13内、外间往复运动。所述方形槽13的槽底与固定圈2的外壁间有通孔，通孔内均固定有滑套5，滑套5内均有滑杆6，滑杆6位于固定圈2外侧的一端有径向凸台，滑杆6位于固定圈2内侧的一端与对应的周向磁钢4呈固定连接，且周向磁钢4与滑套5间的那段滑杆6上套有压缩弹簧14。所述转轴11上在径向磁钢9的一侧固定有凸轮12，凸轮12上突起部的数量和位置均与径向磁钢9对应。所述周向磁钢4对应凸轮12的一侧固定有连杆7，连杆7对应凸轮12的一端有滚轮8，且滚轮8始终与凸轮12相抵。所述滑套5的外壁与对应的通孔内壁间均通过螺纹呈固定配合。

如图2~5所示，所述径向磁钢9和周向磁钢4的外侧均套有不锈钢套15，且径向磁钢9的径向外端裸露在外，周向磁钢4的极性两端面裸露在外，其它部位均被不锈钢包裹，不锈钢套15可起到隔绝磁力线的作用，可避免两种磁钢纵向外周间的作用力干扰。

本实施例中，所述径向磁钢9与转轴11相连的一端为南极，另一端为北极；所述周向磁钢4沿逆时针方向的前端为北极，后端为南极。这一布局使得该装置的径向磁钢9可始终保持逆时针方向旋转，也可将径向磁钢9和周向磁钢4均呈反方向设置，也可使径向磁钢9呈逆时针方向旋转。同理，若使径向磁钢9呈反方向设置或使周向磁钢4呈反方向设置，可使得径向磁钢9呈顺时针方向旋转。

综上所述，本实用新型结构简洁，节能环保，可安装在在需通风换气场合的排风扇上，如防空设备通风、楼房集中烟道等场合，也可安装在风机、叶轮等使用的场合，使设备具有自驱动功能，无需供电。如将该驱动装置安装在带有轮轴的新概念运载工具上，如新能源汽车，该装置可辅助驱动运载工具行驶，或对运载工具进行制动控制，可减少人力或其它能源的损耗。此时，若将该驱动装置进行两个配对且同轴反向设置，即一个驱动装置呈逆时针旋转，另一驱动装置呈顺时针旋转，再在两驱动装置间设置离合机构，则该组合机构即具有驱动运载工具行驶的功能，又同时具备对运载工具进行制动的功能，可大大降低能源的损耗以及运载工具运行对环境造成的污染。

本实用新型的旋转磁力自驱动装置结构简单，节能环保，可适用于任意具有旋转机构的机械传动设备中，如将该装置沿中心转轴横向叠加，那么中心转轴上的输出转力距也将成倍增加，因此其应用市场具有广阔的发展前景。

Claims (7)

1.旋转磁力自驱动装置，包括圆形的机壳（1），该机壳（1）内有固定圈（2），固定圈（2）的外周与机壳（1）的内壁间均布有径向的顶柱（3），固定圈（2）内有转轴（11），转轴（11）的两端与所述机壳（1）间通过轴承呈转动配合，且转轴（11）、固定圈（2）、机壳（1）三者呈同心布置；其特征在于所述转轴（11）上沿周向均布有径向磁钢（9），这些径向磁钢（9）均位于所述固定圈（2）内，且径向磁钢（9）沿转轴（11）径向向外的极性方向相同；所述固定圈（2）的内侧壁沿周向均布有周向磁钢（4），周向磁钢（4）的南北极连线均与对应的固定圈（2）的径向线相垂直，且周向磁钢（4）沿固定圈（2）周向的极性方向均相同。

2.如权利要求1所述的旋转磁力自驱动装置，其特征在于所述周向磁钢（4）对应的固定圈（2）上均有方形槽（13），周向磁钢（4）均可伸入到对应的方形槽（13）内，且周向磁钢（4）可沿固定圈（2）径向在方形槽（13）内、外间往复运动；当某一径向磁钢（9）在相邻的两个周向磁钢（4）间转动时，该两个周向磁钢（4）均位于对应的方形槽（13）外，当径向磁钢（9）转动到某一周向磁钢（4）处时，该周向磁钢（4）位于对应的方形槽（13）内。

3.如权利要求2所述的旋转磁力自驱动装置，其特征在于所述方形槽（13）的槽底与固定圈（2）的外壁间有通孔，通孔内均固定有滑套（5），滑套（5）内均有滑杆（6），滑杆（6）位于固定圈（2）外侧的一端有径向凸台，滑杆（6）位于固定圈（2）内侧的一端与对应的周向磁钢（4）呈固定连接，且周向磁钢（4）与滑套（5）间的那段滑杆（6）上套有压缩弹簧（14）；所述转轴（11）上在径向磁钢（9）的一侧固定有凸轮（12），凸轮（12）上突起部的数量和位置均与径向磁钢（9）对应；所述周向磁钢（4）对应凸轮（12）的一侧固定有连杆（7），连杆（7）对应凸轮（12）的一端有滚轮（8），且滚轮（8）始终与凸轮（12）相抵。

4.如权利要求3所述的旋转磁力自驱动装置，其特征在于所述滑套（5）的外壁与对应的通孔内壁间均通过螺纹呈固定配合。

5.如权利要求1所述的旋转磁力自驱动装置，其特征在于所述径向磁钢（9）的数量为3个，所述周向磁钢（4）的数量为4个。

6.如权利要求1所述的旋转磁力自驱动装置，其特征在于所述径向磁钢（9）和周向磁钢（4）的外侧均套有不锈钢套（15），且径向磁钢（9）的径向外端裸露在外，周向磁钢（4）的极性两端面裸露在外。

7.如权利要求1至6中任一项所述的旋转磁力自驱动装置，其特征在于所述径向磁钢（9）和周向磁钢（4）均由高磁性钕铁硼永磁体制成。