美国专利US5455474，该专利介绍了一种磁动机，该专利详细描述了磁动机的结构和工作原理。我相信凡是学过基本物理的人，都能看懂。为了保证信息的完整性，我将翻译说明书中的具体实施方式部分的全文。另外，该专利在中国有同族申请，您可以直接搜索：CN1081292A，该专利已经于1998.5.20因未缴纳年费而失效。大家可以合法的随意使用该专利了。专利标题：磁动机构造（ MAGNETIC MOTOR CONSTRUCTION）授权日期：1995-10-3发明人：Charles J.Flynn
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1、专利图片（教程在下方）
具体实施方式;
1、如图1所示，标号10表示该磁动机。该磁动机10包含一个静止的底座，该底座包含一个上板12和一个下板14，在这两块板之前设有分立的柱子16-22。在该上板12上设有一个固定的永磁体24。图中可以看出，该永磁体是圆形的，其N极靠近上板12的上表面，而其S在相对的一侧。
2、如图2所示，该永磁体24包含若干线圈26-38，这些线圈处于永磁体24的上表面且处于一个平面上。可以看出，共有7个线圈此时。这些线圈26-38为电连接，后文中将详细阐述。在下板14的上表面设有一个部件40，在上板12的下表面设有一个类似的部件42。
3、一转轴44穿过对齐的小孔，这些小孔位于部件42、12和24上。该转轴44的下端与一个盘46相连接。该盘46包含一对弓形的开口48和50。可以看出，这两个弓形的开口处于径向相对的位置上，他们的作用后文中会详细介绍。
4、该转轴44还与另一个环形部件52相连接。该环形部件52靠近线圈26-38。该环形部件52包含一对分立的永磁体54和56。这对永磁体的N极和S极的设置从图2中可以看出，他们的N极处于下方，而S极处于上方。这样做的原因是，在永磁体54、56与永磁体24之间能形成吸引力。当然，也可以调换磁极，形成斥力可以可行的。
5、参考图2，位于下方的板件40上设有若干光敏电阻58-70，这些光敏电阻豹肉钕舞设置在板40的上表面。这些光敏电阻共有7个，其位置分别于缏堋垌胯线圈26-38的中心对齐。在部件42的下表面上设有对应的红外发光二极管72-84，这些发光二极管的位置与7个光敏电阻分别对齐。这样，7个线圈的中心与7个红外发光二极管、7个光敏电阻均对齐。这样设置的原因是，当转轴44连同盘46和部件52一起转动时，弓形的开口48和50就会经过发射管和光敏电阻之间，这样导致光敏电阻周期性地被对应的红外发光管照射到。这种照射能够建立线圈通电的一种顺序，使得7个线圈按照这种顺序逐个被通电。在某一时刻，当某个线圈通电后，该线圈会打破由永磁体形成的吸引力或斥力。
6、当线圈未通电时，永磁体54相对于永磁体24是静止的，也就是说，永磁体54与永磁体24形成的磁场对永磁体54而言是对称的，因此，永磁体54静止。当永磁体54下面的某个线圈通电，那么由于通电线圈会产生磁通量，于是会破坏先前存在的对称磁场，这样永磁体54和永磁体24之间产生扭矩，这个扭矩使得永磁体54发生转动。下面对详细讲述这个过程。
7、参考图3，图中展示的是永磁体54停留在线圈26的上方。在这个位置上，当线圈26不通电时，永磁体54与永磁体24形成磁耦合，永磁体54保持不动。当线圈26通电后，这种磁耦合将被打破。这就意味着，产生的扭矩可能会朝向线圈26所称平面上的的任何方向。如果线圈26不通电，两个永磁体形成强烈的吸引而不会任何转动。
8、如图4所示，该图展示了可动的永磁体54和56在部件52上的相对位置关系。举例而言，磁体54此时正好落在线圈26的上方，而磁体56则正好跨骑在线圈32与线圈34中间。如果此时线圈32通电而线圈34和线圈26不通电，这样永磁体56与永磁体24之间的磁耦合就会朝向一个角度，如图4所示。这种吸引的耦合会使得部件52向右移动。由于线圈26未通电，永磁体54与永磁体24之间为全耦合，这种耦合对部件52的移动不起任何作用。此时，线圈38也不需要通电，对部件52的移动不起任何作用。
9、显然，当线圈26-38按照某个癔癍哂瘌顺序依次通电，部件52就会持续地转动。需要指出的是，这种转动力是由于上下永磁体的相互作用洹彭岣啬而产生的，线圈26-38本身并无产生任何转动力。这些线圈的作用仅仅是被依次通电并且控制其位置上的磁通量，使得上下永磁体的磁场变得不对称。还需要指出的是，永磁体54和56安装在转盘52上，转盘52的大小和形状可以根据永磁体的规格而做出相应的改动。另外，该转盘52由非磁性材料制成。对转盘52的材料只需要满足其有足够的强度来制成永磁体54和56。显然，转盘52并要求一定是圆形。
10、图5和图6与图3、图4类似，区别在于永磁体54和56被翻过来了，磁极上下调换。这种结构和工作原理与前面讲述的类似，只是吸引力变成了排斥力。这种排斥力能够以相同的方式驱动转盘52发生转动。
11、图7对图1和图2中的结构作了进一步的发展。其中，增加了第二个静止的永磁体102，该永磁体102位于转盘52的上方并包含线圈26A-38A。该永磁体102与永磁体54、56发生作用，其方式与永磁体24类似，在上下永磁体直接产生吸引力或排斥力。在图7中，我们可以使得永磁体102与转盘上的永磁体发生吸引力，同时使得永磁体24与转盘上永磁体发生排斥力，这使得转动力矩更大。
12、如图8和图9所示，这两幅图与图3、图4类似，展示了永磁体54、56与永磁体24、102的位置关系。图9中的箭头用于指示转动力的方向。此时永磁体102对转盘52施加吸引力，永磁体24对转盘也施加吸引力。
13、图10和图11与图8、图9类似，区别在于，图10和图11中，永磁体102对转盘施加排斥力，而永磁体24对转盘施加吸引力。
14、图12展示了将许多图7中的装置叠加的情形。这样可以产生任何需要的扭力。此时，可以采用完全一样的线圈设置和电路。
15、如图13所示，电路120包含电源122，这个电源可以是电池或其他直流电源。电源的正极124与每个线圈26-28的一端相连接，我们以线圈26为例。线圈26与电阻128、红外接收管58相连接，线圈26的另一端则与一个场效应管126相连接。电阻128的另一端与红外发射管72相连接，红外发射管72的另一端与电源负极132相连接。其他6个线圈的连接方法完全相同。可以看出，在该电路中，红外发射管72-84始终通电，当开口48或50在红外对管中间通过时，对应的红外接收管就会受到照射。这样，这个被照射的红外接收管58就会导通，从而对场效应管126施加一个开启电压。一旦场效应管126开启，电源电压122就会作用在线圈26上，使得线圈26通电。线圈26通电后，就会在其位置上产生磁场，破坏原有的对称磁场，产生转动力矩。通过正确的时间调整和控制，可以控制线圈被通电的顺序，这样使得转盘持续转动。另外，可以通过控制直流电压或线圈的通电时间来控制转盘的转速，比如使用脉冲电源来取代直流电源，或者增加负载来降低转速。需要指出的是，启动和维持这种装置的电源要求是很低的，电源的作用仅仅是对线圈通电，电能的消耗极小。总所周知，对于传统的电机，存在这样的一个公式：（速度x扭矩）/9.55=功率 单位:瓦这个公式对于本装置而言有着一定的限制，具体来讲，本装置中的扭矩是一个固定值而速度是可变的。根据这个公式，当速度增加时，功率也随之增加。可以认为，如果这种装置的扭矩是个常数或者接近常数，如果速度增加，那么输出功率也将随之快速增加。
16、需要理解的是，本装置可以叠加，如图12所示，这样可以获得任何想要的功率。线圈的数量也可以发生变化。图1、图7和图12中采用了7个线圈，但线圈的数量可以增加也可以减少。如果线圈的数量变化了，那么显然，对应的红外发射管和红外接收管的数量也要随之变化。需要强调的是，红外接收管的开启时间十分重要，这个时间应该如图4中所示。举例来说，当其中一个线圈，比如线圈32通电，其相邻的线圈34是断电的。具体的理由，前文已经阐述过，不再重复。
17、参考图14，为本发明的另一个实施方式140。该装置140包含一个静止的恽勿抹嗄永磁体142，该永磁体142包含一个平坦的上漉胜衲仰表面144和一个下表面146。该下表面146在周向上呈螺旋状，这样永磁体142在厚度上是变化的，最厚的地方在148，最薄的地方在150。可见，永磁体142的厚度是规则变化的。在最厚的地方148且靠近表面144的地方有一个无芯线圈152。转轴154被轴承装置156所固定，转盘158也与转轴154连接。该转盘158为圆形，包含4个分立的永磁体160、162、164和166。线圈152与一个电路连接，该电路与图13中的电路类似，这里不再重复。
18、该装置140的工作原理，如图14所示，与图1中的工作原理类似。需要指出的是，由于永磁体142在厚度发生变化，这就导致了四个永磁体160-166与永磁体142的磁耦合逐渐增强，这种逐渐增强的磁耦合使得四个永磁体160-166相对于142发生转动。所以，部件158会如图中所示按照逆时针的方向转动。当四个永磁体中的其中一个移动到与最厚处148临近的地方时，线圈152就会通电，否则，部件158就会停止或者转动力降低。为了克服这种现象，每当四个永磁体中的其中一个处于图中所示的位置时，线圈152就会通电。转盘158通过转轴153来带动转盘168。该转盘168包含四个开孔170、172、174和176。这四个开孔的位置与四个永磁体是对应的。所以，当四个永磁体中的其中一个移动到与最厚处148临近的地方时，线圈152就会通电，通电的线圈152能减小或降低转动的永磁体与静止的永磁体之间的磁耦合。线圈152所使用的电路在图13中已经详细阐明，包含一个红外接收178、一个红外发光管180和一个场效应管182。至于何时对线圈152通电至关重要，每当四个永磁体中的一个移动到最厚处148时，线圈152均应该通电。
19、如图15所示，为本发明的而一个简化的装置190。该装置190包含一个转动件52A，该转动件52A仅仅包含一个永磁体54A.该装置依然还包含一个静止的永磁体24A和一个空心线圈26A。该线圈26A处于转动件52A与永磁体24A之间。该装置190并不能自行启动，这和前文提到的装置10不同。但是，一旦给190一个启动力矩后，该装置190依然可以连续转动。
20、如图16所示，这是本发明的又一个简化装置200。其中，部件52B与转动件52A（图15）类似。该装置200还包含永磁体24B,该永磁体24B的上表面分布有三个空心线圈26B、28B和30B。该装置200比图15中的装置能提供更多的能量，但却比不上图1中的装置。
21、图17到图25是一些基本的物理原理的解释，我就不全文翻译了，仅仅对附图做些简介。如果你想做这种装置，我想前文的译文已经足够了。
22、图17为一个空心线圈通电后的所形成的磁场的示意图，图中的虚线来显示磁场的分布。
23、图18与图17类似，不过该图展示了空心线圈在一个永磁体上方的情形，虚线是下方的永磁体的磁场分布，此时线圈不通电。
24、图19是图18中的线圈通电后的情形。图20与图19类似，不过增加了一个永磁体，此时线圈不通电。图21与图20相同，此时线圈通电。图22至图25与图21类似，展示了四种不同位置下所形成的磁场分布。
25、最后，需要指出的是，该装置的转速可以到达相当高的程度20000转/分（2万 转/分）,并且扭矩也不小。图1、2、7和12中的装置可以实现自启动。由于这些装置对消耗的电能很小，可以使用普通的电池，比如一个普通的9V的干电池。另外，如果采用叠加的方式，可以获得任何想要的能量输出功率。好了，到此该专利的全文翻译介绍。
Kelly重绘电路图
1、这是连接一个线圈的情况：
2、这里连接两个线圈的情况。
3、由于拉悟有仍该装置有7个线圈，大家可以依葫芦画瓢。需要注意的是，大家可以选择“红外对管”，对管包含一只红外发射管和一飧肇苡卫只红外接收管，淘宝上很多卖的。另外场效应管可以选择IRF540或者其他都可以。记住，当红外对管接通时，MOS管的栅极（G）极电压需要超过它的开启电压，一般约为2.5V。而当红外对管不通时，MOS管的栅极电压越小越好。因此，你需要根据你买的红外对管的特性和MOS管的型号来确定电阻R1和R2的值。比如，你可以选择R1为270Ω，R2为330KΩ（假设MOS管为IRF540的话）。最好，祝您研究好运，记得与我们来分享哦~~