磁耦合方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术为磁耦合装置，其利用支撑的球形磁铁以附着到铁磁物体中的孔。预先确定孔的形状和球形磁铁的取向以形成相对强的磁附着。磁耦合装置展示出独特的特性，例如角容限、精确定位和可控制的释放特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及磁耦合器、连接装置和固定装置，并且更加具体地，涉及具有希望的释放特性、精确定位和角度适应性的改进的磁耦合装置。
技术介绍
磁铁长期用作在两个组件之间进行临时连接的方法。然而，当磁铁附着到诸如钢板之类的铁磁材料上时，存在对于特定的应用而言所不希望的几种特性。首先，当普通的磁铁附着到诸如钢板之类的铁磁表面上时，释放特性不是所希望的。和通过垂直于钢板表面拉拔来去除磁铁相比，向侧面滑动磁铁穿过钢板的表面大约容易六倍。在许多应用中会希望能够控制磁连接的释放特性。例如，在为安全起见需要已知释放的应用中，会希望用相同的力量值使磁铁释放，而不管是平行于还是垂直于表面施加力。在其他的锁闭应用中，可能希望当在预定方向上施加力时使磁铁容易释放，但是当在其他方向上施加力时保持得更加稳固。第二，普通的磁铁当它们附着到钢板时并不精确地定位它们自己。在一些应用中会希望磁铁总是将其自己附着到钢板上精确的位置。第三，普通的磁铁通常以不允许任何角度可调性的方式正好和钢板表面配合。在一些应用中，会希望磁耦合具有球窝接头的特性，所述球窝接头允许磁铁和钢板之间的角度的某种适应性，同时保持精确的平移位置。存在和磁耦合器、连接装置或固定装置有关的众多专利。然而，它们之中没有一个提供上述的释放特性、精确定位和角度适应性。例如，美国专利号5,993,212披露了具有内部磁铁的球窝接头。然而，磁铁和释放部件之间的实际磁耦合是不可改变的。只有保持磁铁的球窝接头支撑给予装置任意的角度适应性。进而，该装置过度复杂。前述的专利和背景讨论反映了本专利技术人知道的技术的当前状态。这些信息的参考和讨论是为了有助于履行申请人的公认的坦白的义务，披露可能和本专利技术的权利要求的审查相关的信息。然而，可以谦恭地提出，没有任何在上面指出的信息单独地或当联合考虑时披露、教导、建议、显示或者明显实施了在此说明和要求的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术披露了具有使得其适合于大范围应用的独特特性的磁耦合装置。该磁耦合装置使用了连接到球形磁铁(优选地为稀土磁铁)的粘附部件(优选地为非磁性)。球形磁铁至少部分地进入释放部件中的孔以进行磁耦合，其有效地将释放部件连接到粘附部件。孔具有能够用于限定平面的开口。同样，球形磁铁具有北极、南极和磁轴。当球形磁铁磁附着到释放部件时，通常优选地平行于孔开口的平面取向球形磁铁的磁轴。这种取向是不寻常的，因为通常以磁轴垂直于铁磁表面的方式取向磁铁。释放部件的铁磁材料中的孔的尺寸和形状被预先确定来配合球形磁铁，以实现特定的附着特性。例如，特定的孔尺寸或具有特定锥形侧面的孔能够实现下述磁附着，所述磁附着将以相同的力量值释放，而不管是垂直于还是平行于孔开口的平面施加力。这在因为安全的原因必须以预定的力释放的装置中具有潜在用途。其他拉长的孔形状能够实现不对称的释放特性，其中，和用从其他方向的力相比，用从预定方向的力释放磁耦合要容易得多。所有的孔，但尤其是具有半球形或锥形形状的孔，在球形磁铁和释放部件之间展示了精确的定位。最后，磁铁的球形形状同样给予了本专利技术的磁耦合装置以球窝接头的角容限。这是非常有用的特性，因为当使用球形磁铁作为中间物将释放部件附着到非磁性粘附部件时，它容纳了角度误差。因此，本专利技术的目的是提供用于磁耦合的新的和改进的方法与装置。本专利技术的另一个目的是提供具有希望的释放特性的新的和改进的磁耦合装置。本专利技术的进一步的目的或特征是允许精确定位的新的和改进的磁耦合装置。本专利技术的更进一步的目的是提供具有角度适应性的新颖的磁耦合装置。从连同附图考虑的下述说明中将更好地理解关于操作的组织和方法的作为本专利技术特征的其他新颖特征及其进一步的目的和优点，其中，借助于例子显示了本专利技术的优选实施例。然而，可以清楚地理解，附图仅仅是为了显示和说明，而不是打算作为本专利技术的限制的规定。在附加到本披露并形成为其一部分的权利要求中具体地指出了表征本专利技术的各种新颖性特征。本专利技术不是在于单独取出的这些特征中的任何一个，而是在于用于指定的功能的所有其结构的具体联合。这样一来，就广泛地概述了本专利技术的更加重要的特征，以便可以更好地理解随后的其详细说明，并且可以更好地意识到本专利技术对技术的贡献。当然，存在本专利技术的另外的特征，其将在下文中说明，并且将形成附加到权利要求的另外的主题。本领域技术人员将会意识到，本披露基于的概念可以容易地用作执行本专利技术的几个目的的其他结构、方法和系统的设计的基础。因此，认为权利要求包括这样的等价构造而不背离本专利技术的精神和范围是重要的。进而，摘要的目的是给出本专利技术的简短和非技术性的说明。摘要既不是打算规定由权利要求度量的本申请的本专利技术，也不是打算以任何方式成为关于本专利技术的范围的限制。在下面的说明中可能使用某种术语及其派生，这只是为了便于参考而不会成为限制。例如，诸如“向上”、“向下”、“左”和“右”之类的词是指进行参考的附图中的方向，除非另外声明。类似地，诸如“向内”和“向外”之类的词是指分别朝向和离开装置或区域及其指定的部分的几何中心。单数时态中的参考包括复数，并且反之亦然，除非另外声明。附图说明当考虑下面的详细说明时，将会更好地理解本专利技术，并且除了上面阐明的那些之外的目的将会变得明显。这样的说明参考了附图，其中图1是本专利技术的最简单的实施例的透视图，它具有球形磁铁、粘附部件和具有孔的释放部件；图2是图1中显示的装置的截面图；图3是图1中的装置的截面图，除了释放部件被显示配合球形磁铁之外；图4是图3中的装置的部分的截面图，但是外加了外部磁通线；图5是附着到平坦钢板的普通盘状磁铁的截面图； 图6是图3中的装置的截面图，除了外加力矢量指示之外；图7是用于几种不同类型的磁耦合器的释放曲线的曲线图；图8是本专利技术的优选实施例，它是类似于图3的截面图，除了孔具有成形的侧面之外；图9是类似于图3的截面图，除了孔是完全的锥体之外；图10是释放部件为管状的截面图；图11显示了垂直于磁轴旋转的磁耦合器的角度可调性的侧视图；图12显示了围绕磁轴旋转的磁耦合器的角度可调性的侧视图；图13是具有不对称的孔的释放部件的顶视图；图14是通过线A-A切开的图13中的释放部件的截面图；图15是通过线B-B切开的图13中的释放部件的截面图；图16是图13中的释放部件的顶视图，但是外加了球形磁铁；图17是类似于图3的截面图，除了它显示了“基本球形的磁铁”的例子之外；图18是类似于图8的截面图，除了球形磁铁已被磁化以便两个磁极都在相同的半球中之外。具体实施例方式参考图1到17，其中同样的参考数字在不同的附图中指示同样的组件，在那里显示了新的和改进的磁耦合装置，在此通常被标记为10。高强度稀土磁铁的出现导致了永久磁铁的新形状和新特性。新形状中的一种是球形永久磁铁。典型地，球形稀土磁铁(具体地为NdFeB磁铁)被磁化，以便它们展示“聚焦磁场”。换言之，在球形磁铁内部，磁通线是不平行的。代替地，这些线趋于朝向磁铁的北极和南极聚焦。这种磁聚焦的结果是，球形磁铁能够在球形磁铁的北极和南极实现特别强的磁场强度。利用具有聚焦磁场的球形稀土磁铁进行了在这里说明的试验。然而，在此说明的教导对由其他材料制成或以非聚焦(平行)磁化模式磁化的基本球形的永久磁铁也起作用。进而，北极和南极精确地处于球体的相对侧面上并不是必本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁耦合装置，包括：大体球形的磁铁；粘附部件，其连接到所述球形磁铁；以及释放部件，其具有孔，其中，当将所述球形磁铁至少部分地插入到所述孔中时，所述粘附部件被磁性耦合到所述释放部件。

【技术特征摘要】
US 2004-10-23 10/971,9981.一种磁耦合装置，包括大体球形的磁铁；粘附部件，其连接到所述球形磁铁；以及释放部件，其具有孔，其中，当将所述球形磁铁至少部分地插入到所述孔中时，所述粘附部件被磁性耦合到所述释放部件。2.如权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述球形磁铁是稀土磁铁。3.如权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述球形磁铁具有聚焦磁场。4.如权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述球形磁铁具有磁轴，所述孔规定了平面，并且所述磁轴大体平行于所述平面取向。5.如权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述大体球形的磁铁包括至少一个平坦的部分。6.如权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述球形磁铁具有直径，所述孔具有宽度尺寸，并且所述孔的宽度尺寸在所述球形磁铁直径的60％和150％之间。7.如权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述粘附部件是非磁性的。8.如权利要求1所述的磁耦合装置，其中，通过粘合剂将所述粘附部件连接到所述球形磁铁。9.如权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述释放部件具有表面，并且所述孔具有垂直于所述表面的侧面。10.如权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述孔具有锥形侧面。11.如权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述孔具有为球体的一部分的侧面。12.如权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述孔是不对称的。13.如权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述球形磁铁具有两个磁极，所述两个磁极不在所述球形磁铁的相对侧上。14.一种用于将粘附部件磁性耦合到释放部件的方法，所述方法包括以下步骤将大体球形的磁铁连接到粘附部件；在所述释放部件中提供孔；以及将所述球形磁铁插入到所述孔中，以便将所述粘附部件磁性耦合到所述释放部件。15.如权利要求14所述的用于将粘附部件磁性耦合到释放部件的方法，进一步包括以下步骤大体平行于所述孔的所述平面取向所述球形磁铁的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰A麦肯，
申请(专利权)人：约翰A麦肯，
类型：发明
国别省市：US[美国]