变角式永磁动力机 【技术领域】
本发明属永磁能开发机械领域，具体涉及永磁能利用的永磁动力机。
背景技术
人类生存的地球有两大恒久性能源，一个是太阳能，另一个就是永磁能，太阳能是表面能源，能源密度较低，开发成本高，受地理和气候影响较大，不具备替代化石能源的可能性，那么，人类未来能源的最大希望就是永磁能的开发，第一，通过稀土永磁节能电机的研发成功，永磁能的存在已被证实，第二，全世界钕铁硼年产量可达15万吨，可以满足永磁能设备的需求，第三，永磁铁可以反复充磁使用，人工合成的强磁铁表面吸力可以达到自身重量的640倍，现已应用于诸多领域，但作为能源的实用性研究还没有实质性突破，但它却是最具价值和希望的能源。
风能、太阳能和海洋能都属于不稳定能源，且开发成本高。因受资源条件限制，不能在世界范围内得到均衡发展和利用，因此，要解决能源问题，必须对永磁能进行深入细致的研究，找出最好的开发设计方案。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种能有效利用永磁能，且构造简单、实用的机械设备。
本发明由星齿轮1、星齿轮轴2、主齿轮3、主轴轴承4、左端盖5、方形磁块6、弧形磁块7、左壳体8、右壳体9、刹车10、定子转盘11、星轮轴承12、磁力转轮13、右端盖14和主轴15组成，其中左壳体8与右壳体9固接，左壳体8和右壳体9外侧分别与左端盖5和右端盖14固接。主轴15贯穿于左壳体8和右壳体9的主轴轴孔I 19，主轴15中部固接有主齿轮3，主轴15两侧固接有磁力转轮13，磁力转轮13的弧形磁槽20内固接有弧形磁块7。主轴15两端经一对主轴轴承4支撑于左端盖5和右端盖14，主轴15右端穿过右端盖14中心孔；一对主轴轴承4分别镶嵌于左端盖5和右端盖14的内侧中心。星齿轮轴2中部固接有星齿轮1，星齿轮轴2两端经固接的定子转盘11的转盘轴套28支撑于星轮轴承12，星轮轴承12分别镶嵌于左壳体8和右壳体9的星轮轴承孔18，定子转盘11的方形磁槽24内固接有方形磁块6。星齿轮1与主齿轮3互相啮合。刹车10置于磁力转轮13正上方的右壳体9上。
左壳体8和右壳体9上设有星轮轴承孔18、主轴轴孔I 19。
磁力转轮13上设有弧形磁槽20、加强板21、主轴轴孔II 22和磁块隔板23。
定子转盘11上设有方形磁槽24、槽壁25、键槽26、转盘套27和转盘轴28。
磁力转轮13上的弧形磁块7至少为两个，星齿轮1和定子转盘11也至少为两个。
磁力转轮13上所有弧形磁块7所对圆心角之和等于或略小于180度，弧形磁块7的个数为主齿轮3齿数与星齿轮1齿数的倍数。
磁力转轮13的弧形磁槽20内固接有的弧形磁块7，其N极面向内S极面向外，或S极面向内N极面向外；固接于方形磁槽24的方形磁块6，其N极和S极共有面向外。
本发明的工作原理：
根据实验证明，在控制磁铁不翻转的条件下，方形磁块6N极和S极的共有面在弧形磁块7的单极面N极或S极的表面上会产生滑动吸引力，从一端滑向另一端，因此本发明完成结构组合后，打开刹车10，一部分弧形磁块7在另一部分方形磁块6的吸引力作用下，会带动磁力转轮13旋转，与磁力转轮13同轴的主齿轮3又通过星齿轮1带动定子转盘11旋转，方形磁铁6随定子转盘11以逆时针转动，不停的变换角度吸引弧形磁铁7按顺时针旋转，形成一个往复循环作用系统，因定子转盘11的转动时产生的径向压力全部作用于星轮轴承12，因此阻力较小，耗能只有产能的3％左右，因此本发明是成立的，在本发明中，一个磁力转轮13上所有弧形磁块7所对圆心角之和等于或略小于180度，弧形磁块7的个数恰好是主齿轮3齿数与星齿轮1齿数的倍数，例如，具有4个弧形磁块7的磁力转轮13，每个弧形磁块7所对应的圆心角应该是45度，当磁力转轮13与主齿轮3转动45度角时，星齿轮1与定子转盘11旋转的角度应该是180度，也就是说，
当方形磁块6逆时针旋转180度时，弧形磁块7受吸引力作用，按顺时针方向转动了一个45度角的身位，在这个过程中吸引力大于排斥力，能量的大小表现为正弦曲线，当方形磁铁6继续转动下一个180度过程中，排斥力大于吸引力时，恰好是弧形磁块7之间的空白之处，也不会有阻力产生。
图8----图12是本发明弧形磁块7与方形磁块6运动形态和位置关系示意图，图8是方形磁铁6的双极面与弧形磁块7的N极右端平行接触时的情形，为运动的初始，这时的作用力相互抵消，没有运动阻力；图9是方形磁铁6转动45度角、弧形磁块7转过1/4圆心角时的情形，这时，排斥力减小，吸引力增强；图10是方形磁铁转动90度，弧形磁铁7转过1/2圆心角时的情形，这时，吸引力达到最大值；图11和图12与图9和图8情形大致相同，在本发明中，方形磁块6和弧形磁块7错位排列，在一部分磁铁引力最小时，另一部分引力达到最大值，因此本发明始终含有能量，只要打开刹车10，就会快速转动起来，再由于惯性的作用，使本发明具有稳定的能量输出。
本发明利用永磁铁之间存在的另外一种形式的吸引力，根据磁铁间相互位置变化所产生的运动规律和特点，进行科学设计，通过旋转，将永磁能转换为机械能，由于永磁铁的吸力可达到自重的600倍以上，而本发明所述的磁铁之间产生的引力是自重的100倍左右，作用力的大小以较小的方形磁块为基准，如两个磁力转轮上共有16个方形磁块，其中有8块在产生作用力，如果一个方形磁块重3公斤，那么它产生的吸引力就有300公斤，8块方形磁块共产生2400公斤的力，如果旋转半径是0.6米，扭矩可达到14000牛顿.米，如果转速达到1000转/分，去掉耗能部分，输出功率可达1.2兆瓦左右。
本发明能有效利用永磁能，且构造简单、易于制造，可在电力、交通、机械动力、航空航天等领域广泛应用。
【附图说明】
图1为永磁动力机总体结构主视图
图2为左壳体(8)的主视图
图3为左壳体(8)的左视图
图4为磁力转轮(13)的主视图
图5为磁力转轮(13)的左视图
图6为定子转盘(11)的主视图
图7为定子转盘(11)的左视图
图8--图12为弧形磁块(7)与方形磁块(6)运动形态和位置关系示意图
其中：1.星齿轮 2.星齿轮轴 3.主齿轮 4.主轴轴承 5.左端盖 6.方形磁块7.弧形磁块 8.左壳体 9.右壳体 10.刹车 11.定子转盘 12.星轮轴承 13.磁力转轮 14.右端盖 15.主轴 16.油封I 17.油封II 18.星轮轴承孔 19.主轴轴孔I20.弧形磁槽 21.加强板 22.主轴轴孔II 23.磁块隔板 24.方形磁槽 25.槽壁26.键槽 27.转盘套 28.转盘轴
【具体实施方式】
本发明大体为对称结构，由星齿轮1、星齿轮轴2、主齿轮3、主轴轴承4、左端盖5、方形磁块6、弧形磁块7、左壳体8、右壳体9、刹车10、定子转盘11、星轮轴承12、磁力转轮13、右端盖14和主轴15组成，经如下方式装配：
左壳体8和右壳体9上设有星轮轴承孔18、主轴轴孔I 19；磁力转轮13上设有弧形磁槽20、加强板21、主轴轴孔II 22和磁块隔板23；定子转盘11设有方形磁槽24、槽壁25、键槽26、转盘套27和转盘轴28。
将16个星轮轴承12和油封II 17分别装入左壳体8和右壳体9的星轮轴承孔18上，并用卡环限位固定，再将两个油封I 16装入主轴轴孔I 19；主齿轮3与主轴15定位键接后，主轴15的一端装入左壳体8。
8个星齿轮1分别与8个星齿轮轴2定位键接后，星齿轮轴2的一端通过油封II 17和星轮轴承12也装入左壳体8，装入时要调整好星齿轮轴2和主轴15上键槽的预定角度和标记，再将一个星齿轮1与主齿轮3啮合，然后转动主齿轮3，再将星齿轮1逐个与主齿轮3啮合性装配，使方形磁块6和弧形磁块7的重心重合时，方形磁块6的两极中分线与弧形磁块7的中分线重合，并与其切线垂直参考图10，然后将所有轴的另一端装入右壳体9；再将左壳体8与右壳体9固接。将16个方形磁块6的双极面分别粘固在16个定子转盘11的方形磁槽24内，再将定子转盘11通过转盘套27与星齿轮轴2紧固性键接的同时，转盘轴28的外表面与星轮轴承12和油封II 17旋转配合。
安装刹车10后，将两个磁力转轮13从主轴15的两端装入，并定位键接，然后先调紧刹车10，再将弧形磁块7的N极面粘固在磁力转轮13的弧形磁槽20内，最后安装左端盖5和右端盖14。
本发明中所有使用的金属部件必须是不锈钢、或铝合金等与磁铁不产生作用的材料。
本发明的具体应用范围：
1.电力领域：本发明单机输出最大功率可设定在2兆瓦左右，可带动1.5兆瓦的发电机，单机占地面积30平方米左右，本发明易维修，造价低，为同功率风力发电机造价的30％。还可为农户设计小型发电机，每千瓦1000元以下。
2.交通领域：通过液压蓄能马达或电磁调速器的配合，可设计成各种型号的发动机，应用于船舶、火车、汽车、农用车和军工车辆等各种交通工具和功能设备上。
3.机械动力领域：可为工程机械、泵类、压缩机、风机等提供动力，通过液压稳速器的控制，可调整到需要的转速。
4.航空航天领域：可替代液体燃料和太阳能为星际飞行和星球表面考察提供动力，还可为小型飞机和飞行器提供动力。
5.可满足各种机器人，尤其是海洋机器人的能源供应。