專利名稱：具有不同磁場強(qiáng)度的多磁變換器的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及動(dòng)態(tài)磁系統(tǒng)，尤其涉及用于產(chǎn)生電能的多磁系統(tǒng)。
相關(guān)技術(shù)描述移動(dòng)磁體通過導(dǎo)電線圈會在線圈中產(chǎn)生電流。如果在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中前后移動(dòng)磁體，則對于每次相繼的橫穿將使線圈中的電流方向倒轉(zhuǎn)，產(chǎn)生AC電流。
已揭示了利用穿過一個(gè)或多個(gè)線圈的往復(fù)磁體運(yùn)動(dòng)的幾種發(fā)電系統(tǒng)。例如，在專利No.5347185的各種實(shí)施例中，定位一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)稀土磁體相對于一個(gè)或更多線圈作線性來回運(yùn)動(dòng)。磁體可以固定而線圈如由于波浪作用相對于磁體上下運(yùn)動(dòng)，線圈可以固定而磁體如由于氣體壓力相對于線圈運(yùn)動(dòng)，或線圈外殼可由于由一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的帶動(dòng)而被搖動(dòng)或振動(dòng)，所有這一切都引起了在線圈中運(yùn)動(dòng)的磁體的往復(fù)或振蕩運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，四個(gè)磁體被設(shè)置成相繼在兩極方向上位置相對，兩個(gè)端磁體被固定而中間磁體活動(dòng)以沿一個(gè)管的各個(gè)部分來回運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)中間磁體由一個(gè)中間線圈的載體互相分離，該載體大約有任何一個(gè)中間磁體的兩倍的寬度。
在專利No.5818132中，一個(gè)實(shí)施例揭示了三個(gè)以兩極互相面對的方向懸掛在一個(gè)垂直管中的運(yùn)動(dòng)的磁體和端磁體，其中多個(gè)線圈沿管的外側(cè)相隔。為了最大程度地減小運(yùn)動(dòng)的磁體和管之間的摩擦，管垂直地取向并上下運(yùn)動(dòng)以使磁體相對于線圈運(yùn)動(dòng)，因此在線圈中產(chǎn)生電流。但是，垂直的取向和磁體的運(yùn)動(dòng)發(fā)生干擾，磁體必須克服重力以便相對于管運(yùn)動(dòng)。管運(yùn)動(dòng)到磁體的耦合因此而減小。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種動(dòng)態(tài)的多磁體系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)磁體的支撐結(jié)構(gòu)和給予磁體本身的運(yùn)動(dòng)之間更好的耦合。這可以實(shí)現(xiàn)對于給定裝置尺寸和重量的更好的電輸出，并允許磁體為運(yùn)動(dòng)被取向于主要水平方向上，從而大大地提升了對所施加的運(yùn)動(dòng)的靈敏性。
這些改進(jìn)通過將多個(gè)磁體定同為極性相對以便相對于支撐結(jié)構(gòu)單獨(dú)運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)，其中至少某些磁體具有彼此不同的屬性。磁體可以具有不同的磁場強(qiáng)度，這可以通過各種手段實(shí)現(xiàn)，例如提供具有不同磁化強(qiáng)度或尺寸的磁體?？梢允褂镁哂胁煌潭鹊拇呕瘡?qiáng)度的相等尺寸磁體、具有相等單位程度的磁化強(qiáng)度的不同尺寸磁體或者這兩者的混合物。令人驚訝地，在特定磁場強(qiáng)度比上，與具有它們尺寸的平均值的兩個(gè)相等磁體相比，對它們的支撐結(jié)構(gòu)所施加的運(yùn)動(dòng)的磁體響應(yīng)更大。
磁體優(yōu)選具有超低摩擦的鐵磁流體支承，其形成磁體和支撐結(jié)構(gòu)之間小于0.02的靜摩擦系數(shù)。鐵磁流體優(yōu)選具有小于10厘泊的粘度，且在特定實(shí)施例中包括一種混合異鏈烷烴酸的輕礦物油媒介。
提供超低摩擦支承允許磁體被設(shè)置成一般水平定向，這樣顯著提升它們對施加到支撐結(jié)構(gòu)上的力的靈敏度。采用這種定向，磁體呈現(xiàn)多振蕩模式，它們有效地將支撐結(jié)構(gòu)的許多不同的運(yùn)動(dòng)耦合成有用的磁體運(yùn)動(dòng)。由于一個(gè)或更多線圈被設(shè)置成使它們的匝由運(yùn)動(dòng)磁場切割，就可以產(chǎn)生電信號以便給許多類型的操作系統(tǒng)供電。離開水平靜態(tài)位置的磁體的位移臨界角優(yōu)選小于1度，并可以通過采用合適的鐵磁流體支承而小于10分。
通過下文參考附圖進(jìn)行的詳盡敘述，在本技術(shù)領(lǐng)域熟練的人員將能清楚地理解本發(fā)明的這些及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。
附圖概述

圖1是說明使用本發(fā)明的兩個(gè)磁體實(shí)施例以便向操作系統(tǒng)提供電能的示意圖；圖2是雙磁體實(shí)施例的示意圖，其中相等尺寸的磁體具有不同的磁化強(qiáng)度；圖3是本發(fā)明的三磁體實(shí)施例的示意圖；圖4是針對相等磁體的雙磁體系統(tǒng)的磁體速度作為時(shí)間的函數(shù)的計(jì)算曲線；以及圖5和6是使相對能量輸出與分別用于強(qiáng)和弱端磁系統(tǒng)的相對磁體質(zhì)量/磁化強(qiáng)度微分相關(guān)的計(jì)算圖表。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供用于往復(fù)或振蕩磁系統(tǒng)中比以前可獲得的更有效和柔性的發(fā)電性能。通過磁支撐結(jié)構(gòu)離開水平面的非常輕微的運(yùn)動(dòng)和/或水平面中的運(yùn)動(dòng)，可有效地產(chǎn)生電力。例如，當(dāng)磁體的支撐結(jié)構(gòu)被握在使用者的手中或在上衣的口袋中時(shí)，行走的運(yùn)動(dòng)或其他諸如轉(zhuǎn)彎，輕跳，鞠躬，或甚至受到振動(dòng)的車輛中騎乘的正常運(yùn)動(dòng)都能容易地發(fā)出有用的電量，而由波浪或風(fēng)的作用引起的輕微的離開水平的運(yùn)動(dòng)也能被用來發(fā)電。
本發(fā)明采用相對于公共支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的多磁體。并不限于5181132號專利的多磁體系統(tǒng)要求的三磁體，而可以利用幾乎是任何數(shù)量的磁體，包括偶數(shù)。消除了5181132號專利的多磁體系統(tǒng)垂直取向的要求，允許對支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)更加靈敏的水平磁體運(yùn)動(dòng)。
圖1說明了本發(fā)明的使用以便向操作系統(tǒng)供電。在該實(shí)施例中，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)磁體2和4沿采取管形非磁封裝外殼6形式的支撐結(jié)構(gòu)的軸線運(yùn)動(dòng)。磁體互相兩極相對，其面對端為相同的磁極性。這樣，當(dāng)磁體互相接近時(shí)，磁體互相排斥。固定磁體8和10定位于封裝外殼的相對端，和其各自最近的運(yùn)動(dòng)磁體2和4磁極相對?；ハ嗝鎸Φ倪\(yùn)動(dòng)磁體和端面磁體的兩端也是相同的磁極性，從而相鄰磁體相互排斥。
磁體2被示為具有一單位尺寸，而磁體4被示為包括兩個(gè)單位尺寸。由于在該實(shí)施例中假定所有磁體單元具有相等的磁場強(qiáng)度，磁體4的總磁場強(qiáng)度將是磁體2的兩倍。對于與封裝外殼的輕微碰撞或輕微離開水平的封裝外殼運(yùn)動(dòng)，如果磁體和封裝外殼之間的靜摩擦系數(shù)小于約0.02，磁體2和4將沿封裝外殼6滑動(dòng)。響應(yīng)于相對柔和的封裝外殼運(yùn)動(dòng)(諸如通過將封裝外殼放入上衣口袋中和攜帶其行走所產(chǎn)生的那些運(yùn)動(dòng))，更高的靜摩擦系數(shù)一般不發(fā)生磁體運(yùn)動(dòng)。已發(fā)現(xiàn)使用具有超低摩擦支承的互相兩極相對的兩個(gè)磁體極大地增加了磁體運(yùn)動(dòng)對封裝外殼運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)性，它不處于具有單個(gè)磁體的封裝外殼的固有頻率和/或與初始的磁體移動(dòng)異相。令人驚訝地，已發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩個(gè)磁體具有不同的磁場強(qiáng)度時(shí)，與中間磁場強(qiáng)度的兩個(gè)相等磁體相比，兩個(gè)磁體都具有對封裝外殼運(yùn)動(dòng)的更大響應(yīng)。換句話說，以相等磁場強(qiáng)度的兩個(gè)磁體開始，在強(qiáng)度比的特定范圍上，增加其中一個(gè)的強(qiáng)度并減少另一個(gè)的強(qiáng)度將使得這兩個(gè)磁體響應(yīng)于封裝外殼的運(yùn)動(dòng)在更快地振蕩。該更大的響應(yīng)性直接增加了采用該系統(tǒng)所可以產(chǎn)生的電量。
為了得到所需的低水平摩擦，最好將鐵磁流體支承用作磁體和封裝外殼之間的界面。鐵磁流體是精細(xì)分裂的磁性或可磁化微粒的分散體，通常具有約30埃到150埃尺寸范圍并被分散在液體載體中。磁性微粒通常被覆蓋表面活化劑或分散劑。表面活性劑保證磁性微粒間的固定不變的距離，以克服由Van der Waal力以及磁相互作用引起的吸引力，同時(shí)也在被覆蓋微粒的外層上提供與液體載體以及周圍環(huán)境的化學(xué)品相協(xié)調(diào)的化學(xué)組成。被用作磁體微粒的鐵氧體和三價(jià)氧化鐵向鐵磁流體提供了若干物理和化學(xué)屬性，包括飽和磁化強(qiáng)度，粘度、磁穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。Ferrotec(USA)Corporation of Nashua，New Hampshire提供了幾種類型的鐵磁流體。專利6056889號中提供了涉及鐵磁流體的制備的專利概述，而鐵磁流體支承在滑動(dòng)磁發(fā)電機(jī)中的使用在題為“Electrical Generator with FerrofluidBearings(具有鐵磁流體的發(fā)電機(jī))”，由申請人Jeffray T.Cheung和Hao Xin在和本發(fā)明同一天申請的共同待批的專利申請10/078724系列號中討論，該專利申請也被轉(zhuǎn)讓予本發(fā)明的受讓人Innovative Technology Licensing，LLC。該共同待批的申請的內(nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。
鐵磁流體和磁體的特征互相相關(guān)。如果磁體有相對低的磁場，就應(yīng)使用相對高磁化強(qiáng)度的鐵磁流體。磁體磁場通常取約500-4000高斯的范圍，鐵磁流體的磁化強(qiáng)度范圍為約50-400高斯。
鐵磁流體的摩擦系數(shù)粗略地相關(guān)于其粘度(用厘泊測量(cp))，但不是直接相關(guān)。例如，粘度為300cp的鐵磁流體已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)具有約0.015的靜摩擦系數(shù)，來自Ferrotec(USA)Corporation的EFH1鐵磁流體有6cp數(shù)量級的粘度和約0.002的靜摩擦系數(shù)，而有5cp粘度的水基鐵磁流體已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)具有約0.01的靜摩擦系數(shù)。某些低粘度組成的更高的摩擦系數(shù)已經(jīng)被歸因于和水基溶劑相關(guān)的表面張力。
用于本發(fā)明的優(yōu)選鐵磁流體組成具有基本小于5cp的粘度，實(shí)際上小于2cp，并達(dá)到0.0008-0.0012范圍的超低靜摩擦系數(shù)。當(dāng)梁離開水平傾斜僅約0.07度時(shí)，它對于梁中開始滑動(dòng)的磁體已經(jīng)足夠靈敏。這種以及其他適當(dāng)?shù)蔫F磁流體組成在題為“Mechanical Translator with Ultra Low Friction Ferrofluid Bearings(具有超低摩擦鐵磁流體支承的機(jī)械平移器)”，由申請人Jeffray T.Cheung在和本發(fā)明同一天申請的共同待批的專利申請10/078132序號中討論，該共同待批的專利申請也被轉(zhuǎn)讓予本發(fā)明的受讓人Innovative Technology Licensing，LLC，該申請的內(nèi)容特此通過引用而結(jié)合在本文中。該組成包括一份Ferrotec(USA)Corporation的EFH1輕礦物油鐵磁流體混合兩到四份異鏈烷烴酸，攪動(dòng)24小時(shí)的混合物。異鏈烷烴酸的適當(dāng)?shù)膩碓礊閬碜訣xxonMobil Chemical Corp.的Isopar G和Isopar M烴流體。
也可以使用未稀釋的EFH1鐵磁流體。未稀釋的EFH1組成有比稀釋的組成更大的重量支承能力，但對于大多數(shù)應(yīng)用而言，稀釋該組成仍保持充分的重量支承能力。也可以使用靜摩擦系數(shù)達(dá)約0.02的其他鐵磁流體，諸如Ferrotec(USA)Corporation的EMG805，一種靜摩擦系數(shù)約0.01以及粘度約5cp的水基鐵磁流體，因?yàn)橛?.02的靜摩擦系數(shù)可得到的功率輸出仍能達(dá)到零摩擦系統(tǒng)的75％。當(dāng)前，EMG805組成比EFH1組成貴得多，但負(fù)荷支承能力卻稍低。一般地，適當(dāng)?shù)蔫F磁流體將產(chǎn)生從水平靜態(tài)位置位移的小于1度的臨界角以開始磁體運(yùn)動(dòng)，且采用上述混合物，該臨界角可以小于10分。
回到圖1，在封裝外殼6內(nèi)的鐵磁流體被自然地被吸到磁體2和4的磁極以分別形成磁體2和4周圍的珠12，14和16，18。這提供了超低摩擦的潤滑，使磁體相對于封裝外殼自由地滑動(dòng)。磁體將響應(yīng)于封裝外殼離開水平的傾斜、封裝外殼的水平移動(dòng)或更復(fù)雜的合成運(yùn)動(dòng)而滑動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)磁體接近其各自的端磁體時(shí)，運(yùn)動(dòng)磁體的動(dòng)能將轉(zhuǎn)化為勢能，而當(dāng)其被排斥離開端磁體時(shí)，又轉(zhuǎn)化回動(dòng)能。
一對導(dǎo)電線圈20和22繞在各一半封裝外殼6上?；蛘呖梢圆捎脟@封裝外殼內(nèi)磁體運(yùn)動(dòng)的全部長度的單個(gè)線圈，但是由于兩個(gè)磁體將常常在相對方向上運(yùn)動(dòng)，在這些時(shí)間段中將感生反向電流，這會降低系統(tǒng)的總效率。
線圈20和22連接到各全波橋式整流電路24和26，其輸出分別給整個(gè)操作系統(tǒng)32中的電池28和30充電。電池向操作裝置34供電，操作裝置34諸如可通過諸如行走運(yùn)動(dòng)、波動(dòng)或風(fēng)動(dòng)的機(jī)械輸入操作的環(huán)境傳感器、發(fā)報(bào)機(jī)、閃光燈或者蜂窩電話。或者，如果需要實(shí)時(shí)功率，橋路輸出可直接連接到操作裝置。
圖2示出本發(fā)明的可選實(shí)施例，其中為了簡化僅示出磁體和它們的封裝外殼，而沒有線圈或其它電路。在該實(shí)施例中，一對磁體36、38再次通過相對極性的端面磁體42、44被保留在非磁封裝外殼40內(nèi)。在這種情況下，磁體具有相等尺寸，但磁體38具有更大程度的磁化強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度，如通過與磁體36的單磁化強(qiáng)度箭頭相對應(yīng)的雙磁化強(qiáng)度箭頭所示的那樣。這種類型的結(jié)構(gòu)的操作通常等效于圖1中所示的結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)磁體部分具有相等的單位磁場強(qiáng)度，其中一個(gè)磁體具有兩份而另一個(gè)具有一份。在這兩種情況中，對于尺寸和強(qiáng)度比的特定范圍，與兩個(gè)磁體都具有與圖2的更強(qiáng)的磁體相等的磁場強(qiáng)度的情況相比，兩個(gè)磁體都將響應(yīng)于封裝外殼的運(yùn)動(dòng)而更快地運(yùn)動(dòng)。
圖3示出三個(gè)磁體46、48和50在封裝外殼52內(nèi)的另一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)例中，磁體都具有不同的尺寸/磁場強(qiáng)度，其中每一個(gè)都搭載在超低摩擦鐵磁流體支承上。最大的磁體被示為設(shè)置在另兩個(gè)之間，但同磁體尺寸/磁場強(qiáng)度之間之比一樣，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)改變該順序。也可以使磁體中的兩個(gè)相等，并使第三個(gè)磁體具有不同的磁場強(qiáng)度。雖然增加磁體數(shù)量會降低留給磁體移動(dòng)的封裝外殼的有效長度，但仍可以將本發(fā)明推廣為任何多數(shù)的磁體，其中至少兩個(gè)具有不同的磁場強(qiáng)度。
圖4是具有超低摩擦支承的多磁體系統(tǒng)所得的振動(dòng)的多種模式的計(jì)算曲線。該曲線由被假定具有相等磁場強(qiáng)度的磁體形成，并追蹤一個(gè)磁體的速度作為時(shí)間的函數(shù)。封裝外殼被假定為具有將形成單磁體系統(tǒng)的1Hz的固有頻率的長度。采用兩個(gè)磁體，對于每個(gè)磁體，存在振蕩的多種模式，其對應(yīng)于每一秒時(shí)間段期間產(chǎn)生的幾個(gè)速度峰值。這使得多磁體系統(tǒng)更加響應(yīng)于與系統(tǒng)的固有頻率不匹配和/或與初始磁體運(yùn)動(dòng)異相的封裝外殼運(yùn)動(dòng)。在由本申請日于本發(fā)明的同一天提交的標(biāo)題為“Multiple Magnetic Transducer(多磁性變換器)”的共同待批的專利申請No.10/077945中詳細(xì)地描述了具有超低摩擦支承的多磁體變換器的響應(yīng)性的增加，該申請也被轉(zhuǎn)讓給Innovative Technologh Licensing，LLC，其內(nèi)容結(jié)合在此作為參考。類似地，用本發(fā)明主題的不同磁場強(qiáng)度的多磁體形成多振蕩模式。
圖5和6示出用于作為磁體質(zhì)量和磁化強(qiáng)度比的函數(shù)的兩個(gè)磁體系統(tǒng)的計(jì)算的能量輸出，它被歸一化為單磁體系統(tǒng)的能量輸出。圖5表示假定強(qiáng)固定端面磁體(11400高斯)時(shí)的結(jié)果，而圖6用于弱端面磁體(3800高斯)。為磁性材料相同但質(zhì)量不同的磁體所獲得的結(jié)果等效于為質(zhì)量相同但磁場強(qiáng)度不同的磁體獲得的結(jié)果。進(jìn)行以下的假定-更強(qiáng)的磁體尺寸2.54cm.直徑，1.27cm.長。
-更強(qiáng)的磁體強(qiáng)度11400高斯。
-管長度15.24cm。
-端面磁體尺寸0.95cm.直徑，0.635cm.長。
-施加給管的加速度1/米/秒./秒.向前0.5秒和向后0.5秒的交替，1Hz的頻率(模擬手臂擺動(dòng))。
-無摩擦系統(tǒng)。
由于范圍取決于端面磁體的強(qiáng)度，在質(zhì)量或磁場強(qiáng)度比的特定范圍上，兩個(gè)磁體系統(tǒng)比單磁體系統(tǒng)產(chǎn)生更大的能量輸出。采用圖5的強(qiáng)端面磁體，對于約0.075-0.2的比率計(jì)算出顯著增強(qiáng)的輸出，而采用圖6的弱端面磁體，對于約0.35-0.6的比率計(jì)算出顯著增強(qiáng)的輸出，其中較小的峰值位于約0.04處。由于所施加的加速度以接近單磁體系統(tǒng)的共振頻率的一頻率交替，在進(jìn)一步離開共振頻率或隨機(jī)輸入的頻率時(shí)，可以預(yù)期更好的結(jié)果。
同樣明顯的，與具有相等磁體尺寸或強(qiáng)度(對應(yīng)于比率1)的兩個(gè)磁體系統(tǒng)相比，對于具有不同磁體尺寸或強(qiáng)度的兩個(gè)磁體系統(tǒng)將計(jì)算出更大的能量輸出。采用圖5的系統(tǒng)，這產(chǎn)生于通常與一個(gè)磁體系統(tǒng)相比時(shí)相同的比率范圍上，而圖6中這產(chǎn)生于整個(gè)比率范圍上。
本發(fā)明具有許多應(yīng)用，它們中的某些包括向蜂窩電話、應(yīng)急發(fā)報(bào)機(jī)和環(huán)境傳感器供電以及一般的發(fā)電和電池充電系統(tǒng)。
雖然已示出和描述了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，但對于本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員來說可以形成大量變化和改變實(shí)施例。例如，可以采用比所示系統(tǒng)更多數(shù)量的磁體，或者可使用與所述具體組成不同的超低摩擦潤滑劑。此外，代替將磁體置于外殼內(nèi)并將線圈繞在外殼的外側(cè)周圍，可以用外殼內(nèi)的線圈和外部的環(huán)形磁體顛倒元件。因此，期望本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，包括支撐結(jié)構(gòu)；以及多個(gè)磁體，它們被定向成極性相對，以相對于所述支撐結(jié)構(gòu)單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，至少某些所述磁體具有彼此不同的屬性。
2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述至少某些磁體具有不同的磁場強(qiáng)度。
3.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述至少某些磁體具有基本相等的尺寸。
4.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述至少某些磁體具有不同的尺寸。
5.如權(quán)利要求4所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述至少某些磁體具有基本相等的單位磁場強(qiáng)度。
6.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括相應(yīng)支承，其形成所述磁體和所述支撐結(jié)構(gòu)之間小于0.02的靜摩擦系數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括所述磁體和所述支撐結(jié)構(gòu)之間的鐵磁流體支承。
8.如權(quán)利要求7所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵磁流體具有小于10厘泊的粘度。
9.如權(quán)利要求8所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵磁流體包括與異鏈烷烴酸混合的輕礦物油介質(zhì)。
10.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括相對于所述支撐結(jié)構(gòu)和磁體定向的導(dǎo)體，從而所述磁體的移動(dòng)感生所述導(dǎo)體中的電信號。
11.如權(quán)利要求10所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)體包括繞在所述支撐結(jié)構(gòu)上的至少一個(gè)線圈，所述支撐結(jié)構(gòu)是不導(dǎo)電的。
12.如權(quán)利要求10所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括由所述信號供電的操作系統(tǒng)。
13.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括限制所述運(yùn)動(dòng)磁體的行進(jìn)的一對端面磁體，所述端面磁體被定向成與最近的各運(yùn)動(dòng)磁體極性相對。
14.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，相對于所述支撐結(jié)構(gòu)，所述磁體具有多振蕩模式。
15.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu)主要在水平方向上定向用于運(yùn)動(dòng)的所述磁體。
16.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述磁體被定向成沿公共軸線運(yùn)動(dòng)。
17.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)具有與水平靜態(tài)位置成小于1度的所述磁體的位移臨界角。
18.如權(quán)利要求17所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述臨界角小于10分。
19.一種能量采集器，其特征在于，包括支撐結(jié)構(gòu)；多個(gè)磁體，它們被定向成極性相對，以便相對于所述支撐結(jié)構(gòu)以多振蕩模式進(jìn)行振蕩，至少某些所述磁體具有彼此不同的屬性；各支承，它們形成所述磁體和所述支撐結(jié)構(gòu)之間小于0.02的靜摩擦系數(shù)；以及導(dǎo)體，其相對于所述支撐結(jié)構(gòu)和磁體定向，從而響應(yīng)于所述支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的所述磁體的振蕩感生所述導(dǎo)體中的電信號。
20.如權(quán)利要求19所述的能量采集器，其特征在于，所述至少某些磁體具有不同的磁場強(qiáng)度。
21.如權(quán)利要求20所述的能量采集器，其特征在于，所述至少某些磁體具有基本相等的尺寸。
22.如權(quán)利要求19所述的能量采集器，其特征在于，所述至少某些磁體具有不同的尺寸。
23.如權(quán)利要求22所述的能量采集器，其特征在于，所述至少某些磁體具有基本相等的單位磁場強(qiáng)度。
24.如權(quán)利要求19所述的能量采集器，其特征在于，所述支承包括鐵磁流體。
25.如權(quán)利要求24所述的能量采集器，其特征在于，所述鐵磁流體具有小于10厘泊的粘度。
26.如權(quán)利要求24所述的能量采集器，其特征在于，所述鐵磁流體包括與異鏈烷烴酸混合的輕礦物油介質(zhì)。
27.如權(quán)利要求19所述的能量采集器，其特征在于，進(jìn)一步包括由所述信號供電的操作系統(tǒng)。
28.如權(quán)利要求19所述的能量采集器，其特征在于，所述支撐系統(tǒng)主要在水平方向上定向用于運(yùn)動(dòng)的所述磁體。
29.一種能量采集器，其特征在于，包括支撐結(jié)構(gòu)；多個(gè)磁體，它們被定向成極性相對，以便相對于所述支撐結(jié)構(gòu)以多振蕩模式進(jìn)行振蕩，至少某些所述磁體具有彼此不同的屬性；導(dǎo)體，其相對于所述支撐結(jié)構(gòu)和磁體定向，從而響應(yīng)于所述支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的所述磁體的振蕩感生所述導(dǎo)體中的電信號；其中，所述采集器具有與水平靜態(tài)位置成小于1度的所述磁體的位移臨界角。
30.如權(quán)利要求29所述的能量采集器，其特征在于，所述磁體具有不同的磁場強(qiáng)度。
31.如權(quán)利要求29所述的能量采集器，其特征在于，所述臨界角小于10分。
32.如權(quán)利要求29所述的能量采集器，其特征在于，進(jìn)一步包括由所述信號供電的操作系統(tǒng)。
33.一種動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，包括支撐結(jié)構(gòu)；以及偶數(shù)個(gè)磁體，它們被定向成極性相對，以便相對于所述支撐結(jié)構(gòu)沿公共軸線單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，至少某些所述磁體具有彼此不同的屬性。
34.如權(quán)利要求33所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述至少某些磁體具有不同的磁場強(qiáng)度。
35.如權(quán)利要求34所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述至少某些磁體具有基本相等的尺寸。
36.如權(quán)利要求33所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述至少某些磁體具有不同的尺寸。
37.如權(quán)利要求36所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述至少某些磁體具有基本相等的單位磁場強(qiáng)度。
38.如權(quán)利要求33所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括各支承，它們形成所述磁體和所述支撐結(jié)構(gòu)之間小于0.02的靜摩擦系數(shù)。
39.如權(quán)利要求33所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括所述磁體和所述支撐結(jié)構(gòu)之間的鐵磁流體支承。
40.如權(quán)利要求39所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵磁流體具有小于10厘泊的粘度。
41.如權(quán)利要求39所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵磁流體包括與異鏈烷烴酸混合的輕礦物油介質(zhì)。
42.如權(quán)利要求33所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括相對于所述支撐結(jié)構(gòu)和磁體定向的導(dǎo)體，從而所述磁體的運(yùn)動(dòng)感生所述導(dǎo)體中的電信號。
43.如權(quán)利要求42所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括由所述信號供電的操作系統(tǒng)。
44.如權(quán)利要求33所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，相對于所述支撐結(jié)構(gòu)，所述磁體具有多振蕩模式。
45.如權(quán)利要求33所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu)主要在水平方向上定向用于運(yùn)動(dòng)的所述磁體。
46.如權(quán)利要求33所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)具有與水平靜態(tài)位置成小于1度的所述磁體的位移臨界角。
47.如權(quán)利要求46所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述臨界角小于10分。
48.一種動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，包括支撐結(jié)構(gòu)；多個(gè)磁體，它們被定向成極性相對，以便相對于所述支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，至少某些所述磁體具有彼此不同的屬性；各支承，它們形成所述磁體和所述支撐結(jié)構(gòu)之間小于0.02的超低靜摩擦系數(shù)；所述支撐結(jié)構(gòu)定向所述磁體用于主要水平地運(yùn)動(dòng)。
49.如權(quán)利要求48所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述至少某些磁體具有不同的磁場強(qiáng)度。
50.如權(quán)利要求49所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述至少某些磁體具有基本相等的尺寸。
51.如權(quán)利要求48所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述至少某些磁體具有不同的尺寸。
52.如權(quán)利要求51所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述至少某些磁體具有基本相等的單位磁場強(qiáng)度。
53.如權(quán)利要求48所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述支承包括鐵磁流體。
54.如權(quán)利要求53所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵磁流體具有小于10厘泊的粘度。
55.如權(quán)利要求53所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵磁流體包括與異鏈烷烴酸混合的輕礦物油介質(zhì)。
56.如權(quán)利要求48所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括相對于所述支撐結(jié)構(gòu)和磁體定向的導(dǎo)體，從而所述磁體的運(yùn)動(dòng)感生所述導(dǎo)體中的電信號。
57.如權(quán)利要求56所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括由所述信號供電的操作系統(tǒng)。
58.如權(quán)利要求48所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，相對于所述支撐結(jié)構(gòu)，所述磁體具有多振蕩模式。
59.一種動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，包括支撐結(jié)構(gòu)；以及多個(gè)磁體，它們被定向成極性相對，以便相對于所述支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，至少某些所述磁體具有彼此不同的屬性；所述支撐結(jié)構(gòu)定向用于主要水平運(yùn)動(dòng)的所述磁體；其中所述系統(tǒng)具有與水平靜態(tài)位置成小于1度的所述磁體的位移臨界角。
60.如權(quán)利要求59所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述磁體具有不同的磁場強(qiáng)度。
61.如權(quán)利要求59所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，所述臨界角小于10分。
62.如權(quán)利要求59所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括相對于所述支撐結(jié)構(gòu)和磁體定向的導(dǎo)體，從而所述磁體的運(yùn)動(dòng)感生所述導(dǎo)體中的電信號。
63.如權(quán)利要求62所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括由所述信號供電的操作系統(tǒng)。
64.如權(quán)利要求59所述的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)，其特征在于，相對于所述支撐結(jié)構(gòu)，所述磁體具有多振蕩模式。
全文摘要
一種對發(fā)電特別有用的動(dòng)態(tài)磁體系統(tǒng)采用每個(gè)極性相對的多個(gè)磁體(2，4)，以便相對于支撐結(jié)構(gòu)(6)單獨(dú)運(yùn)動(dòng)。磁體(2，4)具有與水平靜態(tài)位置成小于1度的所述磁體的位移臨界角，其中至少某些磁體(2，4)具有互相不同的屬性。與采用相同磁體的情況相比，由于具有不同的磁場強(qiáng)度，響應(yīng)于支撐結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)為這兩個(gè)磁體產(chǎn)生更大的運(yùn)動(dòng)。磁體運(yùn)動(dòng)可以被轉(zhuǎn)換成電信號以便給操作系統(tǒng)供電?？梢允褂贸湍Σ凌F磁流體支承來形成磁體和支撐結(jié)構(gòu)之間小于0.02的靜摩擦系數(shù)，使得僅通過稍許的支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行有用的發(fā)電。
文檔編號H02K1/00GK1647353SQ03808760
公開日2005年7月27日 申請日期2003年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月19日
發(fā)明者張大健, 辛皓 申請人:洛克威爾科學(xué)許可有限公司