旋转助力装置的制作方法

本发明涉及助力器技术领域，特别是涉及一种旋转助力装置。

背景技术：

在转动运动中，通常采用原动力(可以由电动机来提供)来驱动转轴转动，从而使得转轴获得一个转动力矩，而在力的传递过程中，由于各种机械结构之间的摩擦力，导致转轴的输出力矩小于输入力矩。为了获得较大的输出力矩，往往需要使用较大的输入原动力，而通过增加输入原动力来获得较大的输出力矩的性价比不理想，会导致使用成本上升。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能有效提高输出力矩的旋转助力装置。

一种旋转助力装置，包括相对转动设置的主磁环以及副磁环，所述主磁环包括多个等间隔排布且相互独立的主磁体，所述副磁环包括多个等间隔排布且相互独立的副磁体，所述主磁体的轴向与所述副磁体的轴向垂直，在旋转的过程中，所述主磁力线与所述副磁力线相互挤压，以给处于旋转状态下的所述主磁体或所述副磁体以磁推力。

当给主磁环或副磁环一旋转原动力，主磁环或副磁环旋转，在旋转的过程中，主磁力线与副磁力线相互挤压，并给处于旋转状态下的主磁体或副磁体以磁推力，从而可以有效提高主磁环或副磁环的输出力矩。

在其中一个实施例中，所述副磁体轴向与所述主磁体轴向垂直设置。

在其中一个实施例中，所述主磁环固定不动，所述副磁环旋转；

或者，所述主磁环旋转，所述副磁环固定不动。

在其中一个实施例中，所述主磁环与所述副磁环层叠设置。

附图说明

图1为普通电动机的工作原理示意图；

图2为一实施方式中的主磁体与副磁体的位置设置示意图；

图3为一实施方式中的主磁体与副磁体的结构示意图；

图4为另一实施方式中的主磁体与副磁体的结构示意图

图5为另一实施方式中的主磁体与副磁体的结构示意图；

图6为另一实施方式中的主磁体与副磁体的结构示意图

图7为圆柱磁体磁力线分布示意图

图8为本发明旋转助力装置在一种垂直轴风力发电机上实际应用示意图

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对旋转助力装置进行进一步说明。

恒磁场是一种场能，这种场能是以磁偶极子为中心独立存在的，并以环形磁力线形式表现出来。磁力线具有正、负极特性。磁场对外表现能量的方式是两个以上相对独立的磁极在外力的影响下相互作用的过程，例如磁力线遮蔽，同性极相斥、异性极相吸等，磁力线遮蔽发生在三个相对独立的磁极间，同性极相斥、异性极相吸发生在两个磁极间。

如图1所示，图1为普通电动机的工作原理示意图。定子磁场包括n极12与s极14，转子磁场(转子感应磁场)包括感应线圈14，电动机的电磁力矩是n极12、s极14及感应线圈16三个磁场相互作用的结果，其中，转子感应磁场引起了遮蔽作用。

具体分析如下：磁力线18由n极12出来进入s极14，磁力线18方向为b。若在感应线圈14通上逆时针电流，则根据左手规则，a，b段导线受到的力的方向为垂直纸面向里(也即远离我们所处的观察这个图的方向)，而根据右手规则可知道，a，b段导线上产生的感应磁场的磁力线方向为垂直纸面向外(也即在俯视b，a导线情况下的逆时针方向)，也就是说导线受力的方向与其感应磁力线的方向相反。同理则根据左手规则，c，d段导线受到的力的方向为垂直纸面向外(也即靠近我们所处的观察这个图的方向)，而根据右手规则可知道，c，d段导线上产生的感应磁场磁力线方向为垂直纸面向里(也即在俯视c，d导线情况下的顺时针方向)，由此感应线圈14在俯视图情况下做逆时针旋转。

导线受力的方向与其感应磁力线的方向相反，也即转子感应磁场阻碍了定子磁场磁力线的贯通，对定子磁力线产生挤压，转子感应磁场磁力线将定子磁场磁力线向转子磁力线方向挤压，使定子磁力线在与转子磁力线同向的一则磁力线密度增大，使得转子磁场被排斥，转子被迫移动，转子移动产生的力矩就是电动机的电磁力矩。

当用普通的永磁体(双极磁体，同时存在n极与s极)去替换通电线圈后，可以得到一个模拟电动机。但是，普通的永磁体经充磁后获得磁能后，不管采用什么组合方式都不可能产生自动力，因为n极与s极的存在，磁推力与磁阻力相互抵消而平衡。

而当我们用圆柱磁体去替代通电线圈和定子磁体，且让替代通电线圈的转子磁体与定子磁体不在同一平面时，则可以得到一个模拟电动机。转子磁体一端n极(或s极)靠近定子磁体的一端n极(或s极)，但不在同一平面，转子磁体的n极(或s极)端面与定子磁体的圆周最外沿处于相同的平面上，该转子磁体一端n极(或s极)的磁力线在模拟电动机中，挤压定子磁场中的主磁力线，使相互作用后的主磁力线密度极大地提高，这时储磁能以力的方式推动转子磁体移动，获得了一个力矩，由于圆柱磁体的磁力线由n极出来经空气介质后由s极回到磁体，形成了一个包围住磁体的磁场空间，没有向其他方向发散的磁力线产生，避免了多余的磁力线干扰，在定子磁体n极磁力线的作用下转子磁体始终获得的是一个正力矩而没有负力矩来抵消，这样转子磁体会在定子磁场中受到来自定子磁场的磁推力而产生位移。下面将详细介绍“用圆柱形磁体去替代通电线圈和定子磁体”得到的模拟电动机工作原理。

如图2所示，图2中显示有主磁体22以及副磁体24，主磁体22相当于图1中的转子磁体(n极12与s极14)，副磁体24相当于图1中的通电线圈16。主磁体22提供主磁场，主磁体的磁力线为主磁力线22a，副磁体24的磁力线为副磁力线24a，其中，图2中的副磁力线24a的方向为由n极出磁体s极进磁体绕圆柱磁体分布状态。

当副磁体24沿顺时针方向旋转时，副磁力线24a挤压主磁力线22a，副磁力线24a沿着自身的方向(出n极方向)挤压主磁力线22a，使主磁力线22a沿着副磁力线24a的方向具有形成凸起的倾向，主磁力线22a为阻止形变，给副磁体24一沿副磁力线24a的反方向(由n至s极方向)的磁推力，从而增加副磁体24的旋转的输出力矩。

如图3所示，将若干个主磁体22围绕成主磁环25，将若干个副磁体24围绕成副磁环23，得到一个模拟电动机的工作状态。当给主磁环或副磁环一原动力，使得主磁环与副磁环相对旋转，在旋转的过程中，主磁环与副磁环之间将产生磁推力，从而增加旋转的输出力矩，在不改变原动力的大小的前提下，可以增加旋转的圈数。例如，当不存在磁推力时，100牛的原动力旋转5圈后，即停止，而存在磁推力时，100牛的原动力旋转10圈后，才停止。

如图3、图4所示，在本实施方式中，旋转助力装置包括相对转动设置的主磁环25以及副磁环23。主磁环25包括多个等间隔排布且相互独立的主磁体22。副磁环23包括多个等间隔排布且相互独立的副磁体24。

其中，主磁环25与副磁环23相对转动设置存在两种情况，第一种情况是，如图3所示，主磁环25固定不动，副磁环23转动；第二种情况是，如图4所示，主磁环25转动，副磁环23固定不动。其中，需要说明的是，在图3及图4中，轴26为转轴，在旋转过程中，轴26旋转；而在图5及图6中，轴26为固定轴，在旋转过程中，轴26不旋转，图5及图6的转轴在图中没有示意出来。

如图2所示，主磁体22的磁力线为主磁力线22a，副磁体24的的磁力线为副磁力线24a，副磁力线24a的方向由副磁体n极出来绕副磁体外沿回到s极，在旋转的过程中，主磁力线22a与副磁力线24a相互挤压，以给处于旋转状态下的主磁体22或副磁体24以磁推力。其中，当副磁体24旋转时，副磁体24的旋转方向为其磁极n向s方向；当主磁体22旋转时，主磁体22的旋转方向与副磁体s向n的方向相同。

如图8所示，将本发明所述之副磁体组成的副磁环23与风机塔架固定连接，将本发明所述之主磁体组成的主磁环25与发电机外壳固定连接，当风作用于风叶31带动风叶转轴32逆时针旋转，进而带动外转子发电机33逆时针旋转，主磁环25获得原动力与发电机外壳同步旋转，副磁环23上固定的若干副磁体24将对主磁环25上所固定的若干主磁体22产生逆时针方向的磁推力使发电机的输入除了来自风叶的风力扭矩(原动力)之外还增加了一个来自本发明旋转助力装置的磁推力扭矩，这样就提高了发电机的输出功率。

进一步，在本实施方式中，副磁体24圆周靠近主磁体一侧最外沿确定的平面与主磁体22靠近副磁体一端处于相同的平面上，从而可以最大程度减小阻力。

进一步，在本实施方式中，主磁环上设置有9个主磁体22，副磁环上设置有6个副磁体24。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。