一种尤其在发电领域有用的动态磁体系统应用了互相之间采取磁极相对的取向并具有从水平静止位置的位移小于１度的临界角的多个磁体（２，４）以在一个或多个周围线圈（２０）中感应电信号。该磁体互相作用以产生多种振荡模式以及产生比用单磁体系统所能获得的响应所施加的输入的更大的范围。磁体的润滑剂最好是一种在磁体及其支撑结构之间建立小于约０．０２的静摩擦系数的粘度小于１０厘泊的铁磁流体。该磁体的取向使其能在主要为水平的方向上运动，并且该磁体适合于包括环形的多种不同种类的支撑结构。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的背景本专利技术的领域本专利技术涉及动态磁系统，更具体地说，涉及在其中应用磁体的线性运动产生电能的系统。相关技术的叙述穿过一个导电线圈移动一个磁体将在线圈中感应出电流。如果磁体来回作往复运动，则对于每一次相继的往复，线圈中的电流方向将发生倒转，于是就产生了AC电流。已经专利技术了几种利用穿过一个或多个线圈的往复的磁体运动的发电系统。例如，在专利5347185号的各个实施例中，定位一个，两个或三个稀土磁体相对于一个或多个线圈作线性来回运动。磁体可以固定而线圈如由于波浪作用相对于磁体上下运动，线圈可以固定而磁体如由于气体压力相对于线圈运动，或线圈外壳可由于由一个往复运动构件的携带而被摇动或振动，所有这一切都引起了在线圈中运动的磁体的往复运动。在一个实施例中，四个磁体被设置成相继在两极方向上位置相对，两个端磁体被固定而中间两个磁体活动以沿一个管的各个部分来回运动。两个中间磁体由一个中间线圈的载体互相分离，该载体大约有任何一个中间磁体的两倍的宽度。在专利5818132号中，一个实施例揭示了三个以两极互相面对的方向悬挂在一个垂直管中的运动的磁体和一对端磁体，沿管的外侧相隔多个线圈。为了最大程度地减小运动的磁体和管之间的摩擦，管的取向为垂直的位置并上下运动以使磁体相对于线圈运动，因此在线圈中产生电流。但是，垂直的取向和磁体的运动发生干扰，磁体必须克服重力相对于管运动。管运动到磁体运动的耦合以及相应的电能的输出因此而减小。本专利技术的概述本专利技术提供了一种动态多磁体系统，该系统能提高磁体的支撑结构和给予磁体本身的运动之间的耦合。这使支撑结构的取向符合磁体在主要为水平方向上的运动，因此大大提高了装置对所施加的运动的灵敏性。这些改进通过在多个磁体和一个支撑结构之间设置额外的低摩擦支承而实现，这些磁体被设置成在两极方向上互相面对。磁体从水平静止位置位移的临界角小于1度，并可以做到小于10分。该支承最好是一种铁磁流体，该铁磁流体建立了磁体和封装外壳之间小于约0.02的静摩擦系数。铁磁流体最好有小于10厘泊的粘度，并且在一个实施例中还包括一种混合异链烷烃酸的轻矿物油介质。多磁体具有使其能主动响应所施加的支撑结构运动的众多不同类型的多振荡模式，而不是和单磁体系统相关的单振荡模式。这样，能响应随机和或半随机的运动发电，即使该运动很平缓。可以使用偶数的沿公共轴线运动的运动磁体，相继的磁体仅由其相对的磁极性而保持分离。动态的磁系统可以用来通过向设备实时供电或向设备的相关电池充电而驱动多个操作系统，诸如闪光灯，蜂窝电话，环境传感器和警急发射机。本专利技术进一步致力于相对于具有圆形轴线的支撑结构运动的一个或多个磁体的应用。这些磁体响应支撑结构的运动以两极相对的取向沿该轴线运动。当处在一个浮在水面上的波浪供电的设备或悬挂在空中的风力供电的设备中时，主要为水平的取向可得到高灵敏度。通过下文参考附图进行的详尽叙述，在本
熟练的人员将能清楚地理解本专利技术的这些及其他的特征和优点。附图的简短叙述附图说明图1，2和3是分别说明本专利技术对环境传感器，警急发射机和闪光灯应用的示意图；图4是根据本专利技术供电的蜂窝电话的局部剖视平面图；图5和6分别是相应波浪和空气运动的根据本专利技术的发电机的简化的透视图；图7a和7b分别为异相和同相激励的单磁体系统中磁体速度相对时间的计算曲线图；图8a和8b分别为单磁体和双磁体系统的作为时间的函数的磁体速度的计算曲线图；和图9a和9b分别为从单磁体和双磁体系统产生的电压输出的测量曲线图。本专利技术的详尽叙述本专利技术提供了比先有技术在振荡磁体系统中可提供的技术更有效的和更灵活的发电技术。电能够通过磁体支撑结构离开水平平面的很轻微的运动和/或在水平平面中的运动有效地产生。例如，当磁体的支撑结构被握在使用者的手中或在上衣的口袋中时，行走的运动或其他诸如转弯，轻跳，鞠躬，或甚至骑乘的正常运动都成为一种经受振动的载体，并能容易地发出有用的电量，而由波浪或风的作用引起的轻微的离开水平的运动也能被用来发电。可以想象几乎是无限数量的促动源，包括安装在汽车上或机器上。本专利技术利用了相对于一个公共支撑结构运动的多个磁体。并不限于5818132号专利的多磁体系统要求的三磁体，而可以利用几乎是任何数量的磁体，包括偶数。实际上，双磁体系统比三磁体系统更有效，因为在双磁体系统中为磁体运动留下更多的空间。5818132号专利的多磁体系统垂直取向的要求也取消了，允许磁体对支撑结构的运动要灵敏得多的水平运动。图1说明了本专利技术对环境传感器的应用。在该实施例中，两个运动磁体2和4沿采取管形非磁封装外壳6形式的支撑结构的轴线运动。磁体互相两极相对，其面对端为相同的磁极性。这样，当磁体互相接近时，磁体互相排斥。另外的固定磁体8和10定位于封装外壳的相对两端，和其各自最近的运动磁体2和4磁极相对。互相面对的运动磁体和端面磁体的两端也是相同的磁极性。已经发现，对于和封装外壳的轻微碰撞或轻微离开水平的封装外壳的运动，如果磁体和封装外壳之间的摩擦系数小于0.02，磁体2和4都能沿封装外壳6滑动，但更高的摩擦系数将不发生磁体的运动。为了得到该低水平的摩擦，最好将铁磁流体支承用作磁体和封装外壳之间的界面。铁磁流体是精细分裂的通常具有约30埃到150埃尺寸范围的磁体或有磁性微粒的分散体并被分散在液体载体中。磁性微粒通常被覆盖表面活剂或分散剂。表面活剂保证磁性微粒间的固定不变的距离，克服由范德瓦尔斯l力以及磁相互作用引起的吸引力，同时也在被覆盖微粒的外层提供和液体载体以及周围环境的化学品相协调的化学组成。被用作磁性微粒的铁氧体和三价氧化铁向铁磁流体提供了若干物理和化学性能，包括饱和磁化强度，粘度，磁稳定性和化学稳定性。Ferrotec(USA)Corporation of Nashua，New Hampshire提供几种类型的铁磁流体。涉及铁磁流体的制备的专利概述是，而铁磁流体在滑动磁发电机中的应用在题为“Electrical Generator with Ferrofluid Bearings(具有铁磁流体的发电机)”，由申请人Jeffray T.Cheung和Hao Xin在和本专利技术同一天申请的共同待批的专利申请10/078724号中讨论，该专利申请也被转让予本专利技术的受让人Innovative Technology Licensing，LLC。该共同待批的申请的内容通过引用而结合在本文中。铁磁流体和磁体的特征互相相关。如果磁体有相对低的磁场，就应使用相对高磁化强度的铁磁流体。磁体磁场通常取500-4000高斯的范围，铁磁流体的磁化强度范围为50-400高斯。铁磁流体的摩擦系数粗略地相关于其粘度(用厘泊测量(cp))，但不是直接相关。例如，粘度为300cp的铁磁流体已经被发现具有约0.015的静摩擦系数，来自Ferrotec(USA)Corporation的EFH1铁磁流体有6cp数量级的粘度和约0.002的静摩擦系数，但有5cp粘度的水基铁磁流体已经被发现具有约0.01的静摩擦系数。对于某些低粘度组成的更高的摩擦系数已经被归因于和水基溶剂相关的表面张力。用于本专利技术的优选铁磁流体具有基本小于5cp的粘度，实际上小于2cp，并达到0.0008-0.0012范围的超低静摩擦系数。当装本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种动态磁体系统，包括： 一个支撑结构， 多个采取磁极相对的取向以相对于所述支撑结构运动的磁体，和 所述磁体和所述支撑结构之间提供低摩擦界面的铁磁流体支承。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：张大建，辛皓，
申请(专利权)人：洛克威尔科学许可有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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