吸收能量的磁性联结器.pdf

一种非接触式设备，该设备在第一磁体组件移动穿过第二磁体的磁场时消除该第一磁体组件的平动能量(使运动减慢)。第一磁体组件包括能够转动的磁体，诸如位于一圆柱形空腔内、径向磁化的圆柱形磁体。第一磁体抵抗预定阻力转动。所述设备还形成了保持预定相对位置的非接触式磁性联结器。该设备可作为门锁销使用，使门的运动变慢，并使门停在预定点上。

1.  一种吸收能量的磁性联结器，其包括：
旋转磁体组件，其包括以可转动方式保持在壳体内的第一磁体，使得该第一磁体在所述壳体内的转动上存在实质性阻力；
具有磁轴的参照磁体；
所述旋转磁体和所述参照磁体能够彼此相对沿着具有最接近点的预定平移路径平移；
所述参照磁体的所述磁轴的朝向使得上述相对平移在所述第一磁体上施加转矩，并导致该第一磁体在所述壳体内转动，且所述第一磁体上的阻力汲取了转动的能量，将该能量转化成热量，并使上述相对运动停在所述最接近的点上。

2.  如权利要求1所述的吸收能量的磁性联结器，其中，所述第一磁体在所述壳体内的转动受到对转动产生实质大小阻力的粘性材料的阻碍。

3.  如权利要求1所述的吸收能量的磁性联结器，其中，所述第一磁体在所述壳体内的转动受到所述第一磁体和所述壳体之间摩擦力的阻碍。

4.  如权利要求1所述的吸收能量的磁性联结器，其中，所述第一磁体是球形的。

5.  如权利要求4所述的吸收能量的磁性联结器，其中，所述壳体是球形空腔。

6.  如权利要求1所述的吸收能量的磁性联结器，其中，所述第一磁体是径向磁化的圆柱体。

7.  如权利要求6所述的吸收能量的磁性联结器，其中，所述壳体是圆柱形空腔。

8.  如权利要求1所述的吸收能量的磁性联结器，其中，所述第一磁体是钕铁硼磁体。

9.  如权利要求1所述的吸收能量的磁性联结器，其中，所述参照磁体的磁轴相对于所述平移路径倾斜一个角度。

10.  如权利要求1所述的吸收能量的磁性联结器，其还包括使所述第一磁体朝最佳方位定向的装置，以使消除的能量最大。

11.  如权利要求10所述的吸收能量的磁性联结器，其中，使所述第一磁体定向的所述装置包括偏置磁体。

12.  如权利要求10所述的吸收能量的磁性联结器，其中，使所述第一磁体定向的所述装置包括所述第一磁体不均匀的配重。

13.  如权利要求1所述的吸收能量的磁性联结器，其中，所述第一磁体具有第一磁体的磁轴，且该第一磁体绕与下列均相垂直的转轴转动：所述第一磁体的磁轴；所述平移路径；和所述参照磁体的磁轴。

14.  如权利要求1所述的吸收能量的磁性联结器，其中，所述静止参照磁体包括多极磁体组件，该多极磁体组件包括组装起来以具有交替南北极的多个磁体。

15.  一种旋转磁体设备，包括：
带磁轴的第一磁体；
保持所述第一磁体的壳体，使得所述第一磁体能够绕大致与所述磁轴相垂直的转轴转动，所述壳体包括用于在所述第一磁体上施加预定实质性阻力的装置，以使所述第一磁体的转动产生预定的能量损耗。

16.  如权利要求15所述的设备，其中，所述第一磁体是球形磁体。

17.  如权利要求15所述的设备，其中，所述第一磁体是径向磁化的圆柱形磁体。

18.  如权利要求15所述的设备，其中，用于施加预定阻力的所述装置是与所述壳体和所述第一磁体相接触的粘性材料。

19.  如权利要求15所述的旋转磁体装置，其中，用于施加预定阻力的所述装置是所述壳体和所述第一磁体之间的摩擦力。

20.  如权利要求15所述的设备，其中，所述旋转磁体设备包括影响所述第一磁体的偏置磁体，以使所述磁轴偏向预定方位。

21.  如权利要求15所述的设备，其中，所述壳体由非磁性材料制成。

22.  如权利要求15所述的设备，其中，使所述旋转磁体设备平移接近第二磁体造成所述第一磁体转动，且所述能量损耗阻碍该平移。

23.  如权利要求15所述的设备，其中，使第二磁体平移接近所述旋转磁体设备造成所述第一磁体转动，且所述能量损耗阻碍该平移。

24.  如权利要求15所述的设备，其中，所述壳体被附着在门上，以在关门时消除门的能量。

吸收能量的磁性联结器
相关申请的交叉引用
无
与联邦政府资助的研究或者开发有关的声明
无
微生物附录的引用
无
技术领域
本发明总的涉及锁销及闭合机构，并更具体地涉及一种改进的磁性联结器，诸如能够用来使门减慢并安静地停在相对于门框的预定位置上的磁性联结器。
背景技术
房间的门通常具有公知的、用以使门保持关闭的锁销机构。为了打开锁销机构，需要转动门把手。不过，壁橱的或者柜子的门通常没有锁销机构。而是一般只需要拉门把手就能够打开这些门。使用了不同类型的机构来防止这些门意外地打开。保持门关闭或者打开的装置通用名称是“门捕捉器”。存在四种门捕捉器的设计。它们是：弹簧加载的铰链、滚珠插锁、滚轴捕捉器以及具有安装在门框上的磁体和联接在门上的金属件的磁性捕捉器。
通常没有认识到，非常希望这些门锁销还具有从正关闭的门上吸收能量的某种装置。在没有吸收能量的装置的情况下，除非小心地关门，否则门会猛烈撞击止动件，而且容易反弹。表现出磁性吸引力或者磁性斥力的两个磁体缺少这种能量吸收的性能。两个吸引的磁体趋向于加快正关闭的门，并使正打开的门减慢。两个排斥的磁体则正好相反。在任何一种情形中，都没有能量吸收机构。除非带有简单磁体的无锁销门在有能够吸收较窄范围内的能量的某种其它装置情况下关闭，否则无锁销门将容易反弹打开。
一些已知的门锁销机构包括磁性斥力，以使正关闭的门减慢。然而，磁性斥力是弹性的，而且如果存在反弹的话，则能量将会返回到门上。
例如，美国专利5,782,512公开了一种仪器用的磁性锁销组件，该仪器具有第一元件和第二元件，其中第二元件具有相对于第一元件的脱离位置和接合位置。该磁性锁销组件采用永久磁体或者电磁体来减震、定位并将第一和第二元件锁住。所述磁性锁销组件包括与第一和第二元件相关的若干磁体，以至于随着第一和第二元件彼此接近，磁体开始相互排斥，产生制动力，使第一和第二元件的相对运动减慢。当第一和第二元件处于接合位置时，磁体将第一和第二元件保持在适当的位置上并使震动及碰撞减至最小。
美国专利6,588,811描述了一种磁性制门器/锁销，其包括安装在门上或者门内的第一磁体和安装在与门相对的结构(诸如墙壁、门柱、门框或者踢脚板)上或者结构内的第二磁体。当门向上述相对结构移动时，在磁性斥力的特征的作用下，磁性制门器可被用来防止门与上述相对结构撞击。磁性制门器/锁销可以从排斥构造转成将门保持在适当位置上的吸引构造。
前述专利文献反映了本发明人所了解的本领域的当前情况。对这些专利文献的引用和阐述旨在帮助履行申请人的坦白承认责任，承认可能与本发明的权利要求审查有关的公开信息。然而，上述专利并未公开、教导、暗示、显示或者以其它方式明显实施了(无论是单独地还是组合起来考虑)这里所描述的并且要求保护的发明。
这里所描述的发明吸收能量，并将能量转化成热量。这是一种非接触式装置，该装置能够使正关闭的门轻轻地减慢，并使门静静地停在预定点上。而且，这里所描述的发明可以作为磁性制动器使用，以用于其它的应用。而且，本发明提供了一种磁性联结器，该磁性联结器趋向于寻求并保持两个组件的预定的相对位置。
发明内容
本发明的吸收能量的磁性联结器提供了一种展现出磁性制动和磁性定位的非接触式磁性装置。该装置的一个应用是门锁销。这种装置能够使正关闭的门减慢，并使门平缓地、轻轻地停下，然后将门保持在预定位置上。
装置背后的物理原理是，适当安装的磁体(旋转磁体)将在穿越另一磁体(参照磁体)的边缘磁场平移时转动。如果旋转磁体的转动受到了实质大小地摩擦力或者粘性阻力的阻碍，则两个磁体之间的磁力将抵抗平移运动。例如，旋转磁体可以附着在门框上，而参照磁体则可以附着在门的上边缘处。正关闭的门的动能被转化成摩擦热能，而在两个磁体之间没有物理接触。而且，两个磁体将寻求使门保持在最接近的预定点上。
优选实施例具有安装在一圆柱形空腔内的圆柱形旋转磁体。该圆柱形旋转磁体被径向磁化。空腔允许旋转磁体转动，但是这个转动受到了产生真实转动阻力的粘性材料的阻碍。旋转磁体可以沿着相对于参照磁体的预定路径平移。两个磁体不进行接触，但是它们具有最接近的一点。沿上述路径的平移在圆柱形磁体上施加了转矩，并使磁体在空腔内转动。圆柱形磁体上的粘性阻力汲取了转动能量，并将这种能量转化成热量。当存在合适大小的阻力时，圆柱形磁体的朝向产生了与相对运动相反的磁力，并使门慢下来。磁体还将使相对运动停在最接近的点上，并阻止离开该位置的运动。
本发明还教导了使用能够让旋转磁体对准最佳朝向的偏置装置，用于使消除的能量最大。该偏置装置可以是重力偏置件，或者是磁性偏置件。
从而，本发明的一个目的是提供一种新型改进的非接触式装置，该装置能够平缓地使正关闭的门减慢，并使门轻轻地停在预定点上。
本发明的另一个目的是提供一种新型改进的非接触式磁性制动器。
本发明的又一个目的是提供一种新型改进的非接触式联结器，寻求使两个组件部分保持预定的相对位置。
本发明的又一个目的是提供一种新型改进的吸收能量的磁性联结器。
在构造及运行方法方面，从下面结合附图考虑的描述中将会更好地理解本发明特征所具有的其它新特点、进一步的目的和优点，在附图中仅举例示出了本发明的优选实施例。然而，要清楚地理解附图仅用于说明和描述，而不被视作本发明限定的定义。表现本发明特性的各种新特征在所附的、组成部分公开内容的权利要求书中具体指出。本发明不在于这些特征中所单独采用的任何一个，而是在于本发明用于具体作用的结构的所有特征的特定组合。
从而，已经广义地勾画出了本发明的更多重要特征，这样可以更好地理解下面本发明的详细描述，并且可以更好地理解本发明对现有技术的贡献。当然，还有下面将要描述的本发明的附加特征，这些附加特征将组成所附权利要求的附加内容。本领域技术人员将理解，可以容易地利用以公开内容为基础的构思作为基础而设计出用于实现本发明几个目的的其它的结构、方法和系统。从而，重要的是权利要求应当被视为包括这样的等同结构，只要它们不背离本发明的要旨和范围即可。
而且，摘要的目的是给出本发明的简要的和非技术性的描述。摘要既不意图限定本发明的应用(由权利要求书限定)，也不意图以任何方式限定本发明的范围。
可以用在以下描述中的特定术语及其派生词只是出于引用方便的目的，而不是限制的目的。例如，除非以其它方式表明，诸如“向上”、“向下”、“左”和“右”等词指的是所参照的附图中的方向。类似的，诸如“向里”和“向外”等词分别指朝向或者离开装置或者区域及其指定部件的方向。除非以其它方式表明，以单数时态的标记包括复数，而且反之亦然。
附图说明
对本发明以下详细描述进行考虑时，将会更好地理解本发明，而且除了上述那些的目的将变得明显。以下描述参照了附图，在附图中：
图1是带有本发明的吸收能量的磁性联结器的两个组件的门和门框的透视图；
图2示出了磁体和磁力线的朝向；
图3是静止磁体和垂直于磁轴平移的旋转磁体的示意图；
图4是静止磁体和平行于磁轴平移的旋转磁体的示意图；
图5是采用球形旋转磁体的吸收能量的磁性联结器的透视图；
图6是采用圆柱形旋转磁体的吸收能量的磁性联结器的透视图；
图7是带有位于圆柱形壳体内的圆柱形磁体的优选实施例的透视图；
图8是图7所示的优选实施例的截面图；和
图9是采用多极参照磁体的实施例的截面图。
具体实施方式
参照图1-9，示出了一种新型改进的吸收能量的磁性联结器，其中，各个附图中的相似附图标记指的是相似的组件。
作为非接触式装置，本发明可能具有最广泛的应用，用以消除正关闭的门的能量(即减慢)，并使关闭的门处于预定位置。然而，这里所教导的原理对于需要非接触式制动和非接触式联结的其它用途有着更广泛的应用。因此，使用门的实例不应限制更广义的用途。
房间的门通常具有公知的、以使门保持关闭的锁销机构。为了打开锁销机构，需要转动门把手。不过，壁橱的或者柜子的门通常没有锁销机构。而是一般只需要拉门把手就能够打开这些门。使用一种机构来防止这些门意外地打开。这种机构通常被称为门捕捉器。
通常没有认识到，非常希望这些门锁销还具有从正关闭的门吸收能量的某种装置。在没有能量吸收装置的情况下，除非小心关门，否则门会猛烈撞击止动件，而且趋向于反弹。两个刚性磁体缺少能量吸收性能，且因此一般不使用它们来保持门关闭。通常使用的磁性闭合机构具有吸收一些能量的摇杆配件。而且，这些闭合机构是一些生硬接触、制造噪声而且只吸收少量能量的接触式装置。因此希望具有一种安静的、非接触式机构，消除正关闭的门上的最佳大小的能量，并使门保持在预定的关闭位置上。
图1是略微打开的门19及门框18上部的透视图。图1的目的是示出非接触式磁性联结器的典型布置。门框的凹进处有永磁体30(以虚线表示)。该永磁体是随后将在附图中描述的吸收能量的磁性联结器的部件。而且，图1显示出存在第二圆柱形磁体20，其凹进门的上部。图1中没有显示出吸收能量的磁性联结器的其它组件。磁体20和30的位置使得它们在门关闭时处于相邻接近的状态(但是不接触)。双向箭头44显示了关闭的或者打开的门的运动。
目的是提供一种非接触式装置，该装置既能消除正关闭的门的能量，也能提供一种使两个磁体在预定位置上对齐的非接触式联结器，以保持门关闭。为了解释本发明的运行原理，需要从永磁体所产生的磁力线的图案开始讲起。
图2示出了带有标记为N和S的南北磁极的永磁体10。该磁体的磁轴11被定义为连接磁体表面上的磁场强度最强的南北两点的虚线。可以在若干小铁线段15的帮助下显现出磁体的磁场。这些小铁线段将使自身与磁场对齐，显现出磁场在不同的位置上的朝向。
图2还包含有一些短箭头，诸如点16A和16M之间的箭头。除了这些箭头还表示在从北极到南极的磁场传递规则下的磁场方向外，它们与铁线段15相类似。例如，这些箭头代表如果将指南针尖或者小磁棒放在特定位置上时它们的朝向。
假定小磁棒以允许沿任意方向转动的方式安装。如果磁棒起初被放在点16A上，然后平移到点16M，则磁棒将使自身与所在位置的磁场方向对齐。这将造成磁棒随着平移穿过磁场边缘而转动。实际上，磁棒随着在16A和16M之间平移而转动约180度，由这两个位置之间的箭头朝向表示。转动的大小视开始及停止的位置而定。应当注意点16A和16M之间的路径垂直于磁轴11。
在点17A和17M之间存在另一组箭头。这两点之间的路径与磁轴11相平行(以下称为平行路径)。即使该平行路径与前面的点16A和16M之间的垂直路径的长度和离磁体的距离相同，磁棒还将转动(约270度)，从点17A移动到17M。如果两个路径在磁体的任一侧延伸无限远，则垂直和平行路径都会产生360度转动。然而，磁场强度随着距离而减小，而且在平移距离被限制在相对较高的磁场强度的区域内时，平行路径总比垂直路径转动得要多。
图3扩展了图2所描述的构思。图3具有静止磁体10A，带有磁轴11A。在图3中，磁体14可以是球形磁体或者圆柱形磁体。如果磁体14是圆柱形磁体，则该圆柱体从端部看起来像圆形。箭头13表示磁体的磁轴，但是箭簇位于磁北极，因此箭头13还显示出了磁化方向。注意如果磁体14是圆柱形磁体，则磁化方向横穿圆柱体的直径。磁化方向将被称为径向磁化。为了便于论述，磁体14将是径向磁化的圆柱体，而不是其它的磁体形状，诸如表现出类似作用的立方形。
图3显示了一组圆，代表圆柱形磁体14从位置14A开始及在位置14F处结束的运动。在圆柱体从位置14A移动到14F时，磁轴箭头13从位置13A到13F产生近似90度转动。磁体排列假定了圆柱形磁体自由地绕圆柱体的轴转动，因此磁轴将总会与前面在图2中所讨论的所在位置上的磁场方向对齐。在自由转动对齐的情况下，圆柱形磁体14将总被磁体10A吸引，而各个位置上的磁力方向也是箭头13A-13F的方向。
假定磁体14的运动只沿着箭头44所表示的路径。在此情形下，由于磁力在位置14F处与路径44垂直，因而磁体14将停在这个位置上。实际上，位置14F是最接近磁体10A的点。这是产生最强磁性联结并且阻止旋转磁体14离开位置14F的运动的点。
现在，假设强迫位于位置14A的圆柱形磁体14不与磁体10A的磁场方向对齐。例如，假设位于位置14A的圆柱形磁体转动90度，使得磁力方向如小箭头15A所示。在圆柱形磁体14上将会有一转矩，试图使该圆柱形磁体回转，与磁体10A的磁场对齐。而且，现在磁体14和10A之间将存在磁性斥力。
如果磁体14在位置14A和14F之间平移，并允许转动，但是转动受最佳摩擦力大小的限制，则：磁体14的磁力方向将总落在无摩擦力的朝向的后面；在磁性斥力的作用下抵抗位置14A和14F之间的平移运动；而且平动能量将被转化成转动的磁体的摩擦热量。
平移运动想要停在位于位置14F处的最近点上。下面将解释粘性阻力是摩擦力的优选源，这是因为粘性阻力不会粘住，而且阻力大小视转动速率而定。在图3中，这意味着最后当磁体14停在位于位置14F的最近点上时，磁轴13F将与磁体10A的磁场方向对齐。
这里所教导的原理已被应用在门上，因为如果诸如10A的静止磁体联接在门框上，而诸如14的旋转磁体联接在门上(或者反过来)，则能够消除正关闭的门的能量，而没有任何物理接触。由于旋转磁体阻止离开如图3所示的位置14F的运动，因而可以将门保持在关闭位置上。这点将在下文更详细地描述。
在图3中，旋转磁体的朝向从位置13A到13F转动90度，而且如果磁轴开始与箭头15A对齐，并转到13F所示的方位，则还有180度的转动。与箭头15A相比，图3所示的小箭头表示在产生最大量转矩的特定位置处的磁力方向。各位置上的磁体朝向取决于多种因素，诸如平移速度、磁场强度和旋转磁体上的阻力大小。
摩擦力能够消除的能量大小取决于旋转磁体的转动量。因此，希望增加转动量。图4显示了实现比图3中的构造更多转动的另一种构造。与图3中的磁体10A相比，图4中的磁体10AA只是磁体10AA与磁轴11AA朝向不同。应当注意，在图3中，磁轴11A基本垂直于运动方向44。垂直于磁轴11A的运动与图2所示的路径16A-16M类似。在图4中，磁轴11AA几乎平行于运动方向。其与图2中的路径17A-17M类似。应当注意磁轴11AA并不恰好平行由箭头44所指示的平移方向。角12表示了磁轴11AA与平行于44的差异量。
图4显示了圆柱体14从位置14AA到14FF的过程。这与前面图3中所示的类似。不同之处是，由于倾斜(角12)，最接近的点14FF靠近磁体10AA一角，而不是图3中的位于磁体10A中间。
磁力方向13AA和13FF之间的转动大小为约210度，而不是图3中的13A和13F之间的90度。如前面在图3中所述的一样，小箭头15AA是90度朝向，产生最大的转矩。如果强迫位于位置14AA的旋转磁体具有这种朝向，则位置15AA和14FF之间的总的转动为约300度，与图3中用于对照平移的近似180度类似。因此，清楚地显示出图4所示的朝向比图3所示的朝向产生了更多的转动。
与平移方向44相比，图4所示的磁体10AA倾斜了角度12。倾斜原因是要实现位于14FF的单个停止点。如果磁轴11AA与平移方向44平行，则将会有圆柱形磁体14可能停靠的两个稳定点。这两个稳定点将与磁体10AA的各直立边缘对齐。这意味着门会停在两个点中任一个上，可以想象关门有多难。只采取倾斜几度，解决了这个问题，并给出了单个停止点。由于最佳倾斜角取决于磁性和几何因素，因而它必须依赖实验确定。
图5和6是吸收能量的磁性联结器的两种变化。图5显示了吸收能量的磁性联结器50。在图5中，带有磁轴21A的球形磁体20A被保持在壳体22A中。图5所示的壳体22A由非磁性金属片制成。该壳体具有略小于球形磁体直径的两个孔23A和23AA。球形磁体20A的部分通过这两个孔突出。球形磁体被捕获在壳体内，但是磁体仍能够转动。球体的任何转动都将存在预定大小的摩擦阻力。可借助于壳体22A的弹性大小而控制摩擦力。球形磁体和壳体的组合是被称作旋转磁体组件40A的组合的实例。
图5还显示了第二磁体30A。磁体30A的形状并不是关键的，但是好的形状是具有与球形磁体的直径相同的大小尺寸的圆柱形或者立方形。磁体30A将作为参照磁体。参照磁体具有磁轴31A，显示为垂直于旋转磁体组件40A的移动方向(箭头44)。如前所述，磁轴可以朝向其它角度。图5还显示了替代性平移方向47，这将在下文描述。
由于参照磁体30A和旋转磁体组件40A联接在只允许沿着由箭头44所限定的矢量运动的外部组件上，因而防止了这两个磁体相互接触。例如，在图1中，一个磁体被联接在门上，而另一个磁体则被联接在门框上。关闭门产生了沿顺着箭头44的一个尺寸的所希望的运动(门的铰链运动是微小的，可以忽略)。而且，无论是参照磁体还是旋转磁体移动，都没有什么不同。重要的是两个组件之间的相对运动。随后的附图将显示旋转磁体的运动，但是这只是为了保持一致性。
在使用磁场强度较高、紧凑的磁体时，本发明装置起的作用最佳。因此，稀有的天然磁体是优选的，特别是钕铁硼磁体，又被称为NdFeB磁体。
图6显示了类似于图5的另一种吸收能量的磁性联结器，除了使用了圆柱形磁体20B，而不是图5中的球形磁体20A。在图6中，非磁性壳体22B具有两个孔23B和23BB。这些孔是矩形孔，允许一部分圆柱形磁体20B从壳体22B的上方和下方突出，并且被加工成捕捉圆柱形磁体。壳体22B允许圆柱形磁体20B绕轴46转动，但是由于圆柱体相对于孔23B和23BB的边缘的摩擦力，因而任何转动都存在预定大小的摩擦阻力。
图6还显示了沿矢量44移动的旋转磁体组件40B。参照磁体可以是任何尺寸和形状，但是优选的是立方形磁体。而且，磁轴31B显示为近似平行于平移矢量44。然而，像图4中所述的一样，磁轴应当相对于44略微地倾斜。
图5和图6示出了用于参照磁图(31A和31B)的磁轴的两个不同朝向。图5中轴31A的朝向具有较小的消除能量的潜力，但是具有较强的保持最后位置的力。图6中的轴31B具有更高的消除能量的潜力，但是并未体现出一样大的保持最后位置的力。参照磁体的其它朝向可以用来获得中间性能。
在图6中，壳体22B的朝向应当使圆柱形磁体20B的轴46大致垂直于平移矢量44。由于图5所示的球形磁体可以绕任一轴旋转，且球形磁体自动地绕最佳轴旋转，因而在图5所示的壳体中不需要特定的朝向。
图7显示了优选实施例的透视图，图8则显示了优选实施例的截面图。两个图将在一起论述。图7和图8显示了立方形参照磁体30C，其带有磁轴31C。图8显示了磁轴31C相对于平移方向44略微地倾斜一角度12。旋转磁体组件40C由径向磁化的圆柱形磁体20C构成，带有磁轴21C。圆柱形磁体20C被装在非磁性圆柱形壳体22C中，允许磁体20C绕旋转轴46转动。
在图8中，可以看到在磁体20C和壳体22C之间有一间隔24。在优选实施例中，空间24将会充满非常粘性(粘的)物质，在旋转磁体20C上产生预定粘性阻力。例如，这种粘性物质可以是厚油脂，或者甚至是粘性树脂材料。磁性液体也可以提供想要的阻力。由于在外部安装件的作用下阻止了壳体22C转动，因而出现阻力。出于示出的目的，图8中的间隔24的尺寸被放大了。
图7和图8并未显示维持圆柱形磁体20C在壳体22C中心的任何装置。使圆柱形磁体居中并不是要素，但是居中是所希望的，以保持预定的粘性阻力。可以利用类似于与圆柱体的每端接触的轴的枢转点来使圆柱形磁体居中。还有其它保持恒定粘性阻力的方法，但是这些超出了本发明的范围，而且不是运行所需要的。尽管优选实施例使用了粘性流体，但是还可以只利用接触摩擦力来产生想要的、实质性阻力，如在图5和图6所讨论的。
使旋转磁体组件40C沿着由箭头44表示的路径平移使圆柱形磁体20C的转动，如转动箭头所示。图8显示了虚线圆20CC。这是当旋转组件来到处于最接近的点的止动件上时磁体20C的接近位置。这是能量最小的位置，而且一旦旋转组件停在该位置上，则磁体将阻止离开这个位置的运动。
图7和图8显示了联接在不转动的圆柱形壳体外的小偏置磁体32。该偏置磁体32被画成小磁棒，但是可以使用任何形状的磁体。偏置磁的目的是使圆柱形磁体20C朝向最佳方位，以便于消除的能量最大。偏置磁体32仅在旋转组件40C离开磁场强度高得多的参照磁体30C时影响圆柱形磁体20C的朝向。例如，当门打开时，旋转磁体和参照磁体被很宽地分开。当门打开时，由于粘性阻力具有这种性能：阻力与转速成比例，因而较弱的偏置磁体能够使旋转磁体转动。因此，较慢转动只遇到较小阻力，而较快转动则遇到较大阻力。较弱的偏置磁体能够使旋转磁体的定向减慢，但是关闭门产生迅速转动和较高的阻力。较高的阻力足以吸收正关闭的门的平动能量，并将该能量转化成热量。
在图4中，解释了当圆柱形磁体处于位置14AA时，用于消除最大能量的最佳朝向将会使磁场方向与小箭头15AA对齐。偏置磁体的目的是准备使旋转磁体达到最佳朝向，用于消除能量最大。偏置磁体可以被放在旋转磁体附近的任何位置上，不仅是在示出的位置上。旋转磁体和偏置磁体的边缘磁场允许偏置磁体在设置的、使偏置磁体适当朝向的任何关闭位置上产生作用，以产生所希望的对齐旋转磁体。
去掉参照磁体时，存在另一种使旋转磁体定向的方式。这是通过可以被称为Agravitational bias(重力偏置)来实现的。任何偏置装置的关键是施加能够使旋转磁体随时间转动的力。如果旋转磁体的重量分配不均匀，则重力会使旋转磁体转动减慢，进入最佳朝向。旋转磁体具有转轴46(图6)和重心。通常如果有均匀密度和对称形状，则重心会处于旋转磁体的几何中心。当转轴46(图6)通过重心时，不存在重心偏移。然而，旋转磁体的形心和重心不同造成转轴不会穿过重心。然后，旋转磁体将最终停下，重心位于转轴的下方。这是一种在去掉参照磁体时能够用来使旋转磁体定向的偏置装置。然而，偏置磁体的方法是优选的，因为它能够在紧凑的体积内施加更大的力。
前面提到了壳体应当由非磁性材料制成。需要的是壳体不要阻挡磁场的传递。获得这个的最简单的方法是使用非磁性材料，壳体中的少量铁磁材料是允许的。
实例1：对类似于优选实施例的设计进行了连续实验，除了使用的是球形磁体，而不是圆柱形磁体。旋转磁体、参照磁体以及偏置磁体都由稀有的天然磁性材料NdFeB制成。旋转磁体为一直径9.5mm的球，参照磁体为一9.5mm的立方体，而偏置磁体为一直径9.5mm和厚3mm的盘状物。使偏置磁体离开旋转磁体表面7mm，以使偏置磁体在参照磁体处于最接近的点上时(离旋转磁体约2mm)产生比参照磁体弱得多的磁场。
将两个半球状空腔装配起来，形成一球形空腔。每个空腔都略大于球形磁体的直径9.5mm。半球状空腔借助于钻入6.3mm厚的铝中而得。用车轴滑脂作为粘性材料进行第一次试验，注入类似于图8中的空间24的球形空间内。当球形磁体转动时明显存在一些能量消除，但是对于所试验的空腔尺寸，滑脂并不会提供足够的阻力。第二次试验使用了从胶盘式捕鼠器获得的厚的粘性胶。在达到适当的涂层厚度后，这种非常粘性的物质给出了适当大小的阻力。
然后在门上测试所述装置。参照磁体联接在全尺寸门上，且旋转磁体的壳体保持静止。类似于图5所示出的，参照磁体垂直于平移方向定向。当门以正常关闭速度关闭时，观察到门随着接近意图的停止点(最接近的点)而减慢。然后门缓慢而又静静地停在适当的点上。以更高的速度关门造成略微过头，但是门接着会反转方向，并停在适当的点上。更高的关闭速度会造成门撞到机械止动件。只要门以小于装置的能量吸收容量的能量(速度)关闭，门就会轻轻地关闭。这就是说，只要门不撞击止动件，门就会轻轻地关闭。
观察到当门被打开时(即当去掉参照磁体时)，偏置磁体花费约2秒时间使球形磁体重新定向。如果门在约2秒前关闭，则能量吸收性能上存在显而易见的减小。去掉偏置磁体通常造成门停在适当的点上，但是门大得多的可能会在停靠在适当的点上之前撞击门的止动件。这些试验表明偏置磁体并不是要素，但是它是所想要的。
实例2：到目前为止，所有实例都使旋转磁体20只沿着不与参照磁体30相交的路径44平移。另一个试验证实，即使在参照磁体30从图5所示的方向47接近旋转磁体20A时，也会产生能量消除。这个方向是与磁轴31A相平行的方向。如果参照磁体不先撞击止动件，则它会撞到旋转磁体。在这个实验中，偏置磁体(图5未显示出)前面已使旋转磁体朝向最初排斥来自方向47的参照磁体的方位。因此，在参照磁体接近时，最初的斥力消除了平动能量。然后，旋转磁体在壳体内转动180度，最初的斥力接着就是磁性吸引力。借助于一止动件而防止了两个磁体相撞。该实验表明，能量消除可以在提供的、偏置磁体能够适当地使旋转磁体在平移前定向的任何朝向及平移方向下出现。使用前述的实验球形磁体装置来进行实际实验，因此利用了粘性阻力，而不是摩擦阻力。
图9显示采用了多极参照磁体。图9所示的旋转磁体组件40C在前面的图7和8中描述过了。所述多极参照磁体组件30H由铁磁棒33和多个磁体30D、30E和30F构成，它们被组装起来，以具有交替的南北极。在旋转磁体组件40C沿着路径44平移时，圆柱形磁体20C转动180度，同时各磁极由于相邻的参照磁体而反转。因此，能够增加诸如30D、30E和30F的多个磁体，以实现所希望的任意大小的磁性制动力。多极参照磁体的设计比单个磁体能够消除更多的能量，但是在多极参照磁体下，更难以使旋转磁体停在预定位置上。
前面已经表明，如果适当安装并平移通过参照磁体的边缘磁场，则任何形状的磁体都将表现出转动。现在将解释术语“适当安装”。用于旋转磁体的、以获得最大转矩的理想安装满足以下四个条件：1)旋转磁体应当能够绕垂直于磁体的S磁轴的转轴转动；2)转轴应当穿过旋转磁体的中心；3)转轴应当与平移方向垂直；4)转轴应当垂直于参照磁体的磁轴。
满足这四个目的获得了用于具体的磁体尺寸和具体的磁体间隔的最大转矩。然而，可以在较宽范围的参照磁体朝向及较宽范围的平移方向下消除能量。实际上，如果在旋转磁体上存在适当阻力，则不能消除旋转磁体的能量的唯一情况是在平移方向44、磁轴21或者磁轴31平行于转轴46(图6和8)时。
如果适当安装，例如安装在车轴上，则任何形状(例如立方形)的磁体都可以作为旋转磁体使用。然后车轴变为转轴。如果大概满足以上四点，则任何磁体的形状都可以转动并成为旋转磁体。
当球形磁体的安装使得它能够沿任何方向转动时，它自动并且恰好满足了以上四点。球形磁体将自然选择满足以上目的的朝向和转轴。径向磁化的圆柱形磁体自动满足上面的第1点和第2点，如果圆柱体的安装使得它能绕圆柱体的轴转动。然而，用于圆柱形磁体的壳体应当适当定向，以满足上面的第3点和第4点，以便于在增加阻力时，获得最大的转矩和吸收最大的能量。
图5和6显示了一种类型的壳体，其中旋转磁体被保持在适当的位置上，带有适当加工的孔。图7和图8显示了另一种类型的壳体，其中圆柱形磁体被保持在圆柱形空腔内，或者是球形磁体被保持在球形空腔内。构造用于旋转磁体的壳体有多种方式。例如，圆柱形旋转磁体可以装在矩形或者立方形的腔内。然后，主要阻力可以通过圆柱形磁体的扁平端部提供。因此，壳体的形状不是关键的，但是壳体的作用必须满足下面四个要求：1)它必须支撑旋转磁体；2)它必须不能阻挡磁场的传递；3)它必须允许旋转磁体转动；4)它必须提供在旋转磁体上的预定阻力。
最后，迄今给出的所有实例都具有不能转动的参照磁体。然而，参照磁体还可以是另一个旋转磁体组件。
因此，本发明可以表现为一种吸收能量的磁性联结器，其包括：旋转磁体，包括保持在壳体内能够转动的第一磁体，使得所述第一磁体在所述壳体内的转动上存在实质性阻力；具有磁轴的参照磁体；旋转磁体和参照磁体能够沿具有最接近点的预定平移路径彼此相对平移；参照磁体的磁轴的朝向使得相对平移在第一磁体上施加转矩，并造成第一磁体在壳体内转动，且第一磁体上的阻力汲取了转动的能量，并将能量转化成热量，起到了使相对运动停在最接近的点上的作用。
或者，本发明可以表现为一种旋转磁体装置，其包括：带有磁轴的第一磁体；保持第一磁体的壳体，使第一磁体能够绕基本垂直于磁轴的转轴转动，壳体包括用于在第一磁体上施加预定实质性阻力、以使所述磁体的转动产生预定能量损耗的装置。
上述公开足以使本领域技术人员能够实施本发明，而且还提供了目前发明人考虑到的、实施本发明的最佳方式。尽管这里提供了本发明优选实施例的全部完整的公开内容，但是并不希望将本发明限定于所显示和描述的确切构造、尺寸关系以及操作。对于本领域技术人员而言，各种修改、替代性构造、改变及等同物将容易出现，并且可以适当地采用，而不会背离本发明的实际要旨和范围。这种改变可以包含替代性材料、组件、结构布置、尺寸、形状、形式、作用、操作特点等。
因此，以上描述和图例不应当被看作限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书限定。