可變換的磁性裝置的制作方法

專利名稱：可變換的磁性裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可變換的磁性裝置。本發明的其它方面還涉及各種包括一可變換的磁性裝置的裝置。
背景技術：
在我們的共同待批的國際專利申請PCT/AU00/01505和我們的美國專利申請09/951905(本文援引其全部內容以供參考)中，設計了一可變換的永久磁性裝置。該裝置包括一外殼和安裝在外殼內的第一和第二永久磁體。第一和第二磁體安裝在外殼內，以使它們能相對地轉動。這較佳地通過將其中一個磁體固定在一位置上，而實現第二磁體的轉動。在我們的共同待批的國際專利申請PCT/AU00/0I505的裝置中，第一和第二磁體可這樣定位第一磁體的北極和南極基本上與第二磁體的北極和南極對齊。當諸磁體處于如此定向時，裝置呈現一強的外磁場。磁體也可彼此相對轉動，以使第一磁體的北極基本上與第二磁體的南極對齊，而第一磁體的南極基本上與第二磁體的北極對齊。在此定向中，裝置呈現一相對弱的外磁場。磁體借助于致動裝置轉動。
發明概要除非另有表述，在本說明書和權利要求書中，使用了表述語“可變換的磁性裝置”，該表述語應理解為這樣一裝置它包括一第一磁體和一第二磁體，第一和第二磁體在一“斷開”狀態與一“合上”狀態之間彼此相對轉動，在所述“斷開”狀態中諸磁體的對齊使裝置呈現一相對弱的外磁場，而在所述“合上”狀態中諸磁體的對齊使裝置呈現一相對強的外磁場。
在第一方面，本發明提供一這樣類型的可變換的磁性裝置，它包括一外殼、一第一永久磁體、一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，以使第一和第二磁體能在一“完全斷開”位置與一“完全合上”位置之間彼此相對地轉動，在一“完全斷開”位置中第一磁體的北極和南極基本上分別與第二磁體的南極和北極對齊，以使裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一“完全合上”位置中第一磁體的北極和南極基本上分別地與第二磁體的北極和南極對齊，以使裝置呈現一相對強的外磁場，其特點在于，偏置裝置可操作地與第一和第二磁體相連，以偏置所述磁體朝向完全合上的位置的相對轉動，其中，將所述裝置放在或靠近鐵磁體材料，致使第一和第二磁體轉動到一相對的定向，以使裝置呈現一相對強的外磁場。
較佳地，當所述裝置放在或靠近鐵磁體材料時，使第一和第二磁體向完全合上的位置相對轉動所要求的力在一第一預定力范圍內，而當所述裝置不接觸或緊密靠近鐵磁體材料時，使第一和第二磁體向完全合上的位置相對轉動所要求的力在一第二預定力范圍內，所述第二預定力范圍具有比所述第一預定力范圍高的峰值力，其中，當裝置放在或緊密靠近鐵磁體材料時，所述偏置裝置施加一轉動力以偏置所述磁體向完全合上的位置的相對轉動，所述力大于第一預定力范圍的峰值力但小于第二預定力范圍的峰值力，由此，使磁體向完全合上的位置自動地轉動。該偏置裝置較佳地是一彈簧。
本發明的第一方面的裝置提供一可變換的磁性裝置，當該裝置定位在或緊密靠近鐵磁體材料時，裝置可自動地變換到裝置呈現一相對強的外磁場的“合上”位置。
在第二方面，本發明提供一這樣類型的可變換的磁性裝置，該裝置包括一外殼、一第一永久磁體、一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，以使第一和第二磁體能在一“完全斷開”位置與一“完全合上”位置之間彼此相對地轉動，在一“完全斷開”位置第一磁體的北極和南極基本上分別與第二磁體的南極和北極對齊，以使裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一“完全合上”位置第一磁體的北極和南極基本上分別與第二磁體的北極和南極對齊，以使該裝置呈現一相對強的外磁場，其特點在于，所述可變換的磁性裝置還包括轉動限制裝置，以限制磁體相對轉動的范圍。
該轉動限制裝置可允許磁體在一不致動位置與一致動位置之間相對轉動，在不致動狀態下，第一磁體的北極和南極最緊密地分別與第二磁體的南極和北極對齊，以使該可變換的磁性裝置呈現一相對弱的外磁場，而在致動位置上第一磁體的北極和南極近似定位以分別與第二磁體的北極和南極對齊，以使該裝置呈現一相對強的外磁場。
在致動狀態中，第一磁體的北極和南極分別與第二磁體的北極和南極的偏差角度最好小于15度。更佳地偏差角度近似為10度。致動位置可以是完全合上的位置。
在不致動狀態中，第一磁體的北極和南極分別與第二磁體的南極和北極的偏差角度最好小于40度。更佳地偏差角度小于30度。在一特別優選的實施例中，不致動狀態使諸磁體處于完全斷開位置。
該轉動限制裝置將磁體的相對轉動限制在小于或等于180度。較佳地，該轉動限制裝置阻止所述磁體到達“完全合上”的位置。
轉動限制裝置可允許磁體的相對轉動達到大于180度的程度。較佳地，轉動限制裝置允許磁體的相對轉動達到超過“完全合上”位置的定向。
較佳地，在該可變換的磁性裝置放在或緊密靠近鐵磁體材料時的使用中要求一第一力將磁體保持在致動位置，而當所述可變換的磁性裝置不緊密靠近鐵磁體材料時要求一大于第一力的第二力將磁體保持在致動位置，其中，將磁體保持在致動位置的所施加的保持力大于第一力但小于第二力，由此，當該裝置從一接觸或緊密靠近一鐵磁體材料的位置移開時允許磁體自動地朝不致動位置轉動。
保持力可以是一摩擦力。該可變換的磁性裝置可進一步包括構造來施加一保持力的保持力裝置，當該裝置接觸或緊密靠近一鐵磁體材料時該保持力裝置將磁體保持在致動位置。該保持力裝置較佳地包括一產生預定力的閂鎖裝置，該預定力小于第二力但大于第一力。
在第三方面，本發明提供一這樣類型的可變換的磁性裝置，它包括一外殼、一第一永久磁體和一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，以使第一和第二磁體能在一“完全斷開”位置與一“完全合上”位置之間彼此相對地轉動，在一“完全斷開”位置中第一磁體的北極和南極基本上分別與第二磁體的南極和北極對齊，以使裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一“完全合上”位置第一磁體的北極和南極基本上分別與第二磁體的北極和南極對齊，以使裝置呈現一相對強的外磁場，其特點在于，第一和第二磁體的相對轉動受到限制以阻止所述磁體到達完全合上的位置，但所述第一和第二磁體可轉動到一預定的相對的定向，這樣，第一磁體的北極和南極緊密地但不完全地與第二磁體的對應的北極和南極對齊，以使所述裝置呈現一相對強的外磁場，而當所述裝置從接觸或緊密靠近一外鐵磁體材料移開時所述裝置自動地變換到一外磁場相對弱的狀態。
在第四方面，本發明提供一這樣類型的可變換的磁性裝置，它包括一外殼、一第一永久磁體和一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，以使第一和第二磁體能在一“完全斷開”位置與一“完全合上”位置之間彼此相對地轉動，在一“完全斷開”位置第一磁體的北極和南極基本上分別與第二磁體的南極和北極對齊，以使該可變換的磁性裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一“完全合上”位置第一磁體的北極和南極基本上分別地與第二磁體的北極和南極對齊，以使該可變換的磁性裝置呈現一相對強的外磁場，且致動裝置構造成致使第一和第二磁體相對運動，其特點在于，所述致動裝置包括一彈性部分，如果致動裝置在缺乏外磁路的情況下致動，由此限制所述磁體的相對轉動，則該彈性部分變形，所述彈性部分具有足夠的屈服強度以在外磁路存在的情形下致動所述致動裝置的過程中基本上避免變形。
較佳地，所述彈性部分是一彈簧連接。
較佳地，所述彈性部分可變形到一最大的程度，此后，致動裝置的繼續致動起到致使磁體相對地轉動的作用。
在本發明第四方面的一實施例中，如果建立一外磁路且該可變換的磁性裝置變換到“合上”位置，則如果強行移去外磁路該可變換的磁性裝置仍可保持在“合上”位置。因此，該可變換的磁性裝置可起作一“記憶”參謀，它的狀態可告訴人們是否達到與外磁路的成功的接觸。
外殼可包括一對被動的鐵磁體元件，例如，它們通過一空氣隙或通過高磁阻材料在磁力上分離。該外殼最合適地形成一第一和第二磁體定位的腔室。該腔室可具有敞開端，或較佳地是一閉合腔室。該腔室閉合件合適地用來關閉該腔室。
在另一實施例中，外殼是由一單片材料制成的一體結構。在此實施例中，較佳地，外殼具有截面面積減小的兩個部分，以使外殼用作兩個被動的磁極。或者，外殼的部分處理成為非磁性部分，由此，導致外殼用作兩個被動的磁極。
外殼較佳地由具有低磁阻的材料制成。軟鋼、鐵或坡莫合金是用于外殼的合適材料的實例。
外殼最好包括一對被動磁極。通過形成該對被動磁極可使外磁場強度最大化，這樣，它們圍繞第一和第二永久磁體的周緣反射磁場強度。
第一和第二磁體較佳地大致呈盤形。最佳地，第一和第二磁體基本上呈圓柱形，且圓柱體的高度小于圓柱體的直徑。應該認識到第一和第二磁體不需是準確的圓柱形，且圓形截面的略微的變化也落入在本發明的范圍之內。磁體高度可在一寬的范圍內變化，而直徑對高度之比也可在一寬的范圍內變化。
第一和第二磁體較佳地也在直徑上磁化。其含義是指北極區域與南極區域被磁體的圓柱形表面的直徑分離。北極區域和南極區域存在于磁體的上方和下方的大致的圓形面上，并延伸通過磁體的長度或高度。
如前所述，較佳地是，一個磁體固定在外殼內，而一個磁體可在外殼內轉動。尤其較佳地是，轉動的磁體可圍繞其基本圓形面的中心點轉動。在此結構形式中，避免在外殼的內壁與轉動磁體之間要求大的間隙。在此實施例中，可轉動的磁體的轉動體的形狀與磁體本身的形狀相同(即，在俯視或平面圖中為大致的圓形)，因此，磁體可轉動，但相對于外殼的壁仍保持其定位。
用來致使磁體相對轉動的致動裝置較佳地包括一與磁體之一連接的手柄或把手。手柄或把手可通過一個或多個中間件連接到一磁體上。
采用電動、氣動、液壓，雙金屬帶的膨脹作用或任何其它合適的方法，使手柄或把手互相可轉動。
如上所述，外殼較佳地包括兩個被動的磁極，還為較佳地是，一個磁體固定在外殼內，在此特別優選的實施例中，一個磁體固定在位以使磁極片永久地激活。還應認識到在本發明的某些實施例中，兩個磁體都可轉動。
在本發明中的永久磁體可以是任何合適的類型。目前最佳的是稀土磁體，因為它們具有一強磁場。這樣的磁體也具有一高的矯頑磁力，這意味著它們抵抗變為退磁的。可以設想，永久磁性技術將繼續發展，在不久的將來適用于本發明的更加強大的磁體將會可能問世。
第一和第二磁體基本上彼此相同。
或者，第一和第二磁體可具有不同的磁特性。諸磁體彼此可具有相同的或不同的物理尺寸。第一和第二磁體的變化的磁特性或物理尺寸可用于本發明的某些實施例中，以改變磁性變換的特性。
在本發明的所有方面，該可變換的磁性裝置還可在致動裝置中包括一防止兒童的鎖或防止兒童的掣子型結構，以使磁體在可轉動之前要求由使用者給予某些額外的操縱。例如，該致動裝置可包括一按鈕，該按鈕必須按下，然后施加到按鈕的轉動力才能傳遞到磁體上。對于本技術領域內的技術人員容易明白的其它的結構也將是容易被接受的。
本發明的一實施例也可用來提供小范圍的空間加速，它通過與地球或其它星球的磁性層的相互作用和/或與在太空船中的鐵磁體材料的吸力/斥力作用，實現上述的空間加速。宇航員可使用這種空間加速游動或應急。為了增加吸力或斥力的距離，可在太空船內安裝一第二可變換的永久磁體。
根據本發明的另一方面，設置有一用來在圍繞一具有一行星磁場的行星的軌道上控制衛星定向的系統，所述系統包括至少一個安裝在衛星上的可變換的磁性裝置，以使至少一個可變換的磁性裝置的定向可相對于衛星變化，其中，在使用中，當磁體處于第二位置時，通過偏轉可變換的磁性裝置的磁性軸線相對于行星磁場的方向可該變衛星的定向，由此，致使改變衛星的定向，至少部分地重新定向至少一個可變換的磁性裝置的磁性軸線相對于行星磁場的方向。
至少一個可變換的磁性裝置可安裝在衛星的杠桿臂上。
較佳地，所提出的系統包括多個成對布置的可變換的磁性裝置，其中，各對可變換的磁性裝置共同作用來控制圍繞一軸線的衛星的定向。更佳的是，系統包括至少兩對可變換的磁性裝置。該系統可包括至少三對可變換的磁性裝置，其中，成對的可變換的磁性裝置的對應的軸線互相正交。
一個或多個可變換的磁性裝置可在合上或斷開狀態之間有選擇地變化，以便定期地重新定向衛星。在衛星發射和/或展開的過程中，至少一個可變換的磁性裝置可有利地處于斷開狀態。
根據本發明的另一方面設置有一收集鐵磁性物品的裝置，所述收集鐵磁性物品裝置包括一鐵磁性收集部分，它構造成通過磁性吸力來收集和保持鐵磁性物品；一表面接合部件，它構造成在使用中接合于該收集鐵磁性物品裝置保持抵靠的一鐵磁性支承表面，所述收集鐵磁性物品裝置還包括至少一個可在一“斷開”位置與一“合上”位置之間變換的可變換的磁性裝置，在“斷開”位置鐵磁性收集部分基本上退磁，而在“合上”位置可變換的磁性裝置的外磁場將收集部分磁化，以便收集和保持接觸或緊密靠近收集部分的鐵磁性物品，并通過磁性吸力保持該裝置抵靠鐵磁性支承表面。
較佳地，當可變換的磁性裝置處于“斷開”位置時，可忽略鐵磁性收集部分與鐵磁性物品之間以及可變換的磁性裝置與支承表面之間的磁性吸力。
該裝置還可包括構造來在合上位置與斷開位置之間變換可變換的磁性裝置的致動裝置。
在一優選的實施例中，該裝置還包括至少一個位于可變換的磁性裝置與鐵磁性收集部分之間的鐵磁性分路，當該可變換的磁性裝置處于斷開位置時它優先于鐵磁性收集部分先行磁化，由此，當該可變換的磁性裝置處于斷開位置時有效地阻止鐵磁性收集部分的磁化。當該可變換的磁性裝置處于斷開位置時鐵磁性分路較佳地不磁飽和，但當該可變換的磁性裝置處于合上位置時它磁性飽和。該裝置還可包括在可變換的磁性裝置與表面接合部分之間的高磁阻區域，其中，高磁阻區域具有足夠的磁阻，以使在表面接合部分處的磁通基本上與支承表面磁特性無關。
根據本發明的另一方面，設置有一適于夾住至少一個物品的夾具裝置(clamping means)，所述夾具裝置包括一第一夾緊件；一朝向和背離第一夾緊件滑動的第二夾緊件，它與第一夾緊件間隔開以形成一能使被夾持的物品可插入其中的間隙；一安裝在或緊密靠近第一或第二夾緊件中之一的可變換的磁性裝置，所述可變換的磁性裝置包括用來將可變換的磁性裝置變換成斷開或合上位置的致動裝置，由此，當可變換的磁性裝置處在合上位置時第一和第二夾緊件彼此相向移動，由此，夾持住一插入在兩個夾緊件之間的間隙內的物品。
夾持器(holder)較佳地包括一個或多個附加夾緊件，它們相對于第一和第二夾緊件可滑動，并布置成被夾持的物品可插入其中的間隙，形成在相鄰成對的夾緊件之間，由此，當可變換的磁性裝置處于“合上”位置時相鄰成對的夾緊件彼此相向移動，由此，夾持住一插入在相鄰成對的夾緊件之間的間隙內的物品。夾持器還可包括一個或多個安裝在一個或多個附加的夾緊件上的附加的可變換的磁性裝置。
較佳地，該夾持器還包括用來操作致動裝置的一裝置，該致動裝置是所述可變換的磁性裝置之一與一個或多個附加的可變換的磁性裝置中的至少另一個相合作的一裝置。
根據本發明的另一方面，設置有一可變換的磁性裝置，該可變換的磁性裝置構造成可操作地接合一個或多個功能性模塊，它們適于提供或限制該可變換的磁性裝置的功能性。
一個或多個功能性模塊可包括一個或多個下列類型的模塊一轉動限制模塊，它將可變換的磁性裝置的磁體的相對轉動限制在一預定的角度范圍內；一偏置模塊，它構造成偏置可變換的磁性裝置的磁體的相對轉動；以及一鎖定模塊，它構造成可釋放地鎖定可變換的磁性裝置的磁體的相對定向。
該鎖定模塊較佳地構造成沿一個或多個預定的定向可釋放地鎖定可變換的磁性裝置的磁體。
較佳地，該可變換的磁性裝置還包括構造成致使磁體相對轉動的致動裝置，其中，該致動裝置另外還構造成被所述的至少一個功能性模塊接合，以控制可變換的磁性裝置的功能性。
根據本發明的另一方面，設置有一構造成抓持一表面的抓持裝置(grippingdevice)，所述抓持裝置包括至少一個具有一適于密封地接合一表面的、能抽空的空穴類型的抓取裝置(gripping means)，其中，通過部分地抽空空穴，所述抓取裝置通過在該表面與抓取裝置之間形成的一抽吸力來抓取表面，其中，所述抓持裝置還包括至少一個可變換的磁性裝置，它構造成在該表面是鐵磁性時產生一與一表面附加的磁性接合。
較佳地，當抓取裝置密封地與一表面接合時，所述至少一個可變換的磁性裝置接觸或緊密地靠近于該表面。
在使用中，如果密封接合部分地或全部地破壞，則至少一個可變換的磁性裝置的磁性接合用來至少部分地再次建立抓取裝置與該表面的密封接合。
抓持裝置可包括致動裝置，以在合上和/或斷開位置之間變換可變換的磁性裝置，以便能使抓持裝置分別地附連和/或脫開于該表面。
抓持裝置還可包括一個或多個磁極延伸裝置，該磁極延伸裝置提供一相對高滲透性的磁路，以便將可變換的磁性裝置的外磁場大致地導向鐵磁性表面，從而增加與它的磁性吸力。抓持裝置還可包括多個抓取裝置或可變換的磁性裝置。
根據本發明的另一方面設置有一耦聯器(coupling)，它包括一第一磁性裝置和一第二磁性裝置，第一磁性裝置是一可變換的磁性裝置，所述第一磁性裝置和所述第二磁性裝置彼此排列成當第一磁性裝置處于斷開位置時所述第二磁性裝置吸引第一磁性裝置，而當所述第一磁性裝置處于合上位置時所述第二磁性裝置排斥第一磁性裝置。
第二磁性裝置可包括一磁體。較佳地，第二磁性裝置包括一第二可變換的磁性裝置，而當所述第一和第二可變換的磁性裝置處于合上位置時第一和第二可變換的磁性裝置彼此排斥。
較佳地，第一磁性裝置相對地朝向和背離第二磁性裝置移動。
根據本發明的另一方面，設置有一包括一可變換的磁性裝置的耦聯裝置(coupling means)和至少一個第二磁性裝置，所述可變換的磁性裝置和所述第二磁性裝置彼此排列成當可變換的磁性裝置處于合上位置且第二磁性裝置接觸或緊密地靠近可變換的磁性裝置時第二磁性裝置相當強地吸引可變換的磁性裝置，由此，將所述第二磁性裝置耦聯到可變換的磁性裝置，而當所述可變換的磁性裝置處于斷開位置時第二磁性裝置相當弱地吸引可變換的磁性裝置，這樣，第二磁性裝置和可變換的磁性裝置可解除耦聯。
較佳地，耦聯器包括至少一個相對于第二磁性裝置布置的附加的磁性裝置，這樣，當可變換的磁性裝置處于合上位置且第二磁性裝置接觸或緊密地靠近可變換的磁性裝置、附加磁性裝置接觸或緊密地靠近第二磁性裝置時，附加磁性裝置耦聯到第二磁性裝置，而當所述可變換的磁性裝置處于斷開位置時第二和附加磁性裝置相當弱地吸引可變換的磁性裝置，這樣，第二磁性裝置和可變換的磁性裝置可解除耦聯。
可變換的裝置可相對地朝向和背離第二磁性裝置移動。附加磁性裝置較佳地相對地朝向和背離第二磁性裝置和可變換的裝置移動。至少一個第二磁性裝置和/或至少一個附加的磁性裝置可以是鐵磁性件。
耦聯器還可包括構造成斷開可變換的磁性裝置以允許解除耦聯該耦聯裝置的致動裝置。較佳地，該致動裝置附加地構造成可合上可變換的磁性裝置，以致使耦聯裝置耦聯。
耦聯裝置還可包括多個間隔的第二磁性裝置，其中，可變換的磁性裝置可移動，以使可變換的磁性裝置耦聯到多個間隔的第二磁性裝置中選擇的一個裝置上。
根據本發明的另一方面，設置有一閂鎖裝置，它包括一可在一延伸位置與一縮回位置之間移動的閂鎖件，在延伸位置上它可被接納到閂鎖凹陷內以使閂鎖裝置閂鎖，而在縮回位置上一第一磁性裝置和一可變換的磁性裝置彼此相對地移動，并安裝成所述第一磁性裝置或可變換的磁性裝置中的一個耦聯到所述閂鎖件，以使可變換的磁性裝置的致動造成閂鎖件相對運動。
第一磁性裝置較佳地是一磁體。
可變換的磁性裝置或第一磁性裝置可耦聯到閂鎖件上。
較佳地，可變換的磁性裝置和第一磁性裝置彼此相對地布置，這樣，當可變換的磁性裝置處于合上位置時可變換的磁性裝置吸引第一磁性裝置。或者，可變換的磁性裝置和第一磁性裝置彼此相對地布置，這樣，當可變換的磁性裝置處于合上位置時可變換的磁性裝置排斥第一磁性裝置。
第一磁性裝置也可由一鐵磁性材料形成，而可變換的磁性裝置和第一磁性裝置彼此相對地布置，這樣，當可變換的磁性裝置處于合上位置時可變換的磁性裝置吸引第一磁性裝置。
第一磁性裝置或可變換的磁性裝置可安裝在閂鎖件上。
該裝置較佳地還包括偏置裝置，它將閂鎖銷偏置到延伸的位置或縮回的位置。
在一實施例中，閂鎖件和第一磁性裝置安裝在第一件上，可變換的磁性裝置安裝在相對于第一件可移動的第二件上，其中，閂鎖裝置構造成將第一件閂鎖于第二件。
在一變化的實施例中，閂鎖銷和第一磁性裝置以及可變換的磁性裝置安裝在第一件上，而閂鎖件適于被接納到相對于第一件可移動的第二件的接納孔中，其中，閂鎖裝置構造成將第一件閂鎖于第二件。閂鎖件可包括第一磁性件。
根據本發明的另一方面，設置有這樣一類型的可變換的磁性裝置，該可變換的磁性裝置包括一外殼、一第一永久磁體和一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，這樣，第一和第二磁體在一斷開位置與一合上位置之間彼此相對可轉動，在一斷開位置該裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一合上位置該裝置呈現一相對強的外磁場，其特點在于，該可變換的磁性裝置還包括一安裝在外殼的至少一第一部分上的低磁阻的分路，當裝置處于斷開位置時它構造成至少部分地磁化，這樣，可忽略鄰近外殼的第一部分的由裝置呈現的外磁場，該可變換的磁性裝置還包括一在其磁體與外表面的一部分之間的高磁阻區域，其中，該高磁阻區域具有足夠的磁阻，以使裝置外表面的所述部分呈現的磁通基本上恒定不變。
當該可變換的磁性裝置處于斷開位置時，分路較佳地被可變換的磁性裝置的外磁場幾乎磁飽和。該分路較佳地是鐵磁性的。
根據本發明的另一方面，設置有這樣一類型的可變換的磁性裝置，該可變換的磁性裝置包括一外殼、一第一永久磁體和一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，這樣，第一和第二磁體在一斷開位置與一合上位置之間彼此相對可轉動，在一斷開位置該裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一合上位置該裝置呈現一相對強的外磁場，其特點在于，該可變換的磁性裝置還包括一低磁阻的分路，它構造成當該可變換的磁性裝置處于斷開位置時至少部分地磁化，這樣，可忽略鄰近分路的、由裝置呈現的外磁場。
在本發明的上述諸方面中，分路構造成當該可變換的磁性裝置處于合上位置時它對鄰近分路呈現一相對強的外磁場，分路與磁體較佳地被一氣隙分離。更佳地是，當該可變換的磁性裝置處于斷開位置時分路不被磁飽和，但當該可變換的磁性裝置處于合上位置時它被磁飽和。
根據本發明的另一方面，設置有這樣一類型的可變換的磁性裝置，該可變換的磁性裝置包括一外殼、一第一永久磁體和一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，這樣，第一和第二磁體在一斷開位置與一合上位置之間彼此相對可轉動，在一斷開位置該裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一合上位置該裝置呈現一相對強的外磁場，其特點在于，該可變換的磁性裝置還包括一在其磁體與外表面的一部分之間的高磁阻區域，其中，該高磁阻區域具有足夠的磁阻，以使該裝置外表面的所述部分呈現的磁通基本上恒定不變。該高磁阻區域可以是一空氣隙。
高磁阻區域可以任何已知方式形成，其中包括通過提供一包圍形成高磁阻區域的外殼的外部殼體、一安裝在外殼外面的間隔件、一在外殼內的空穴、一在磁體與外殼之間的間隙或非磁性間隔件。
可變換的磁性裝置還包括一用來可釋放地沿第一相對定向保持磁體的可釋放的保持裝置，所述可釋放的保持裝置可被釋放以允許磁體移向第二相對定向。較佳地，可變換的磁性裝置包括用來致動可釋放的保持裝置以釋放所述磁體的致動裝置。該致動裝置較佳地包括一推鈕結構。可釋放的保持裝置較佳地可釋放地保持偏置裝置。
根據本發明的另一方面，設置有一構造成與一外部導體電氣連接的電氣耦聯，所述耦聯包括至少一個構造成形成電氣連接的接觸部分，而一可變換的磁性裝置構造成當可變換的磁性裝置處于合上位置時使接觸部分與外部導體保持導電的接觸。
較佳地，接觸部分安裝在可變換的磁性裝置的外殼上。接觸部分可與可變換的磁性裝置的外殼一體地形成。電氣的耦聯可包括兩個或多個接觸部分。較佳地，耦聯還在所述兩個或多個接觸部分之間包括一導電線路。耦聯還可包括電纜接納裝置，它適于接納和與導電電纜形成電氣的接觸。
電氣的耦聯較佳地還包括致動裝置，它適于在合上與斷開狀態之間相對地轉動可變換的磁性裝置的磁體，以便有選擇地允許電氣耦聯裝置的耦聯和解除耦聯。
在優選的實施例中，耦聯還包括電氣變換裝置，它構造成有選擇地防止或允許電流通過耦聯。
致動裝置可與電氣變換裝置相連，這樣，當可變換的磁性裝置處于斷開位置時阻止電流通過耦聯。電氣耦聯也可包括電氣絕緣裝置。
耦聯可有利地構造成用于焊接的接地耦聯。
根據本發明的另一方面，設置有這樣一類型的可變換的磁性裝置，該可變換的磁性裝置包括一外殼、一第一永久磁體和一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，這樣，第一和第二磁體在一斷開位置與一合上位置之間彼此相對可轉動，在一斷開位置該裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一合上位置該裝置呈現一相對強的外磁場，其特點在于，第一和第二磁體的相對定向可在合上與斷開位置之間變化，以產生一強度變化的外磁場。
第一和第二磁體的相對定向較佳地在合上與斷開位置之間連續地變化。第一和第二磁體的相對定向也可在合上與斷開位置之間增量地變化。
根據本發明的另一方面，設置有一顆粒偏轉裝置(particle deflectionmeans)，該顆粒偏轉裝置適于偏轉帶有電荷的顆粒移動通過偏轉裝置，所述偏置裝置包括一構造成產生一偏轉所述顆粒的外磁場的可變換的磁性裝置。
根據本發明的另一方面，設置有一構造成在第一流體端口與第二流體端口之間形成流體連接的流體耦聯，其特點在于，所述流體耦聯還包括至少一個可變換的磁性裝置，它構造成在可變換的磁性裝置處于合上位置時保持諸流體端口彼此流體連通。
流體耦聯還可包括致動裝置，它適于在合上與斷開狀態之間相對地轉動可變換的磁性裝置的磁體，以便有選擇地允許流體耦聯裝置的耦聯和解除耦聯。流體耦聯也可包括構造成在第一與第二流體端口之間控制流體流動的流體控制裝置。致動裝置較佳地與流體控制裝置相連，這樣，當可變換的磁性裝置處于斷開位置時防止流體的流動。
根據本發明的另一方面，設置有一懸置裝置，它具有一相對于第二件懸置的第一件，該類型的裝置包括一與第一件相連的第一磁性裝置，而第二磁性裝置與第二件相連，其特點在于，所述第一或第二磁性裝置包括一可變換的磁性裝置。
第一和第二磁性裝置可布置成當所述可變換的磁性裝置呈現一相當強的外磁場時它們彼此排斥。或者，第一和第二磁性裝置可布置成當所述可變換的磁性裝置呈現一相當強的外磁場時它們彼此吸引。在此情形中，第一和第二磁性裝置還可布置成當所述可變換的磁性裝置呈現一相當弱的外磁場時它們彼此吸引。
磁性懸置裝置還可包括阻尼裝置，它包括一耦聯到第一或第二件上的導電部分，這樣，第一和第二件的相對運動致使導電部分在由第一或第二磁性裝置產生的磁場內移動。
第一和第二件較佳地彼此相對地滑動。第一磁性裝置和/或第二磁性裝置可包括一可變換的磁性裝置。
在使用中，可變換的磁性裝置的外磁場可較佳地改變，以在懸置時變化第一和第二件的分離。
根據本發明的另一方面，設置有這樣一類型的磁性制動裝置，其中，通過對導體件施加磁性力可減小導體件相對于磁性裝置的運動，其特點在于，磁性裝置包括一可變換的磁性裝置。
較佳地，在使用中，可變換的磁性裝置的外磁場可在相對低水平與高水平之間改變，以改變導體件和磁性裝置的相對運動降低的速率。
在優選的實施例中，可變換的磁性裝置還包括指示磁體相對定向的指示裝置。在使用中，如果可變換的磁性裝置從外磁路強制移去，則指示裝置可在移去之前指示磁體的相對定向。該指示裝置可包括致動裝置。
附圖簡要說明盡管還有落入本發明范圍內的其它的形式，但現將僅參照附圖借助于實例來描述本發明的優選實施例，在諸附圖中

圖1A示出一相對力對角位移的曲線圖，示出在沒有外磁路的情況下作用在該可變換的磁性裝置上作為彼此相向的磁體的角位移的函數的內力；圖1B是類似于圖1A的曲線圖，但在存在外磁路的情況下示出；圖2示出類似于圖3的對于原型的可變換的磁性裝置的曲線圖，示出對于與外磁路分離的范圍內相對力對角位移的曲線；圖3示出圖1和2彼此疊加的曲線圖，以解釋本發明第一方面的功能；圖4A示出用來解釋本發明的第二和第三方面的功能所要求的力；圖5A是我們的共同待批的國際專利申請PCT/AU00/01505的圖2的再現，示出可變換的磁性裝置的一基本結構；圖5B示出根據本發明的一方面的裝置的端視圖，示出磁極片的一變化的形狀。
圖6是根據本發明的一實施例的可變換的磁性裝置的局部剖視的俯視圖；圖7示出用于本發明的第二和第三方面的一可變換的磁性裝置的俯視圖；圖8示出使用一扭矩敏感的杠桿作為致動裝置的本發明的實施例的剖視俯視圖；以及圖9示出體現本發明的一自動防故障裝置內涉及的諸力；圖10示出根據本發明的一實施例的裝置內的轉角與外磁場之間的關系；圖11A示出使用根據本發明的一實施例的可變換的磁性裝置的收集盤(correction tray)；圖11B示出圖11A的收集盤的底座部分的局剖圖；圖12A和12B示出使用一可變換的磁性裝置來致動鎖定銷的運動的閂鎖機構的示意圖；圖13A和13B示出使用一可變換的磁性裝置的閂鎖機構的第二變體；圖14A和14B示出一閂鎖機構的另一實施例，該閂鎖機構包括一根據本發明的一實施例的可變換的磁性裝置；圖15A和15B示出一包含可變換的磁性裝置的刀具塊；圖16示出一用于衛星的、包括一可變換的磁性裝置的定向控制系統的示范的附圖詳細說明應該認識到，附圖示出的是本發明的優選實施例。提供這些附圖的目的在于說明本發明的優選實施例，所以，本發明不能認為局限于所示的具體的實施例。
本發明的各個方面，由本發明人在我們的共同待批的國際專利申請PCT/AU00/01505的可變換的磁性裝置中進行進一步研究得到發展。這些研究業已表明，將可變換的磁性裝置從“斷開”轉到“合上”位置所要求的力隨外磁路的滲透性而變化。尤其是，業已發現當沒有外磁路時，將裝置從“斷開”位置變換到“合上”位置所要求的力遠大于當存在外磁路時將裝置變換到“合上”位置所要求的力。例如，當該可變換的磁性裝置放置在接觸或緊靠一外鐵磁性材料時可存在高滲透性的外磁路。圖1A示出變換我們的共同待批的國際專利申請PCT/AU00/01505中所述的可變換的磁性裝置的致動裝置所需要的相對力對角位移的曲線圖。從圖1A中可見，如果外磁性滲透性較低，則將該裝置變換到“合上”位置(在圖1A的曲線中顯示在180°的角位移處)所要求的力較高。這是因為當不存在高滲透性外磁路時裝置固有的高磁場強度。因此，必須作功來克服由該固有的磁場產生的阻力。朝合上位置(即，在圖1A中的180°)的磁體的轉動將機械能轉換到磁的勢能，該勢能儲存在兩個磁極之間的高的通量密度的斥力磁場內。
圖1B示出與圖1A相同的曲線，但該可變換的磁性裝置存在有高滲透性的外磁路。例如，這可通過將裝置放置在接觸或緊密靠近一外鐵磁性材料來實現，例如，發生磁體附連在一外部鐵載荷時。如圖1B所示，盡管曲線的大致形狀類似于圖1A，但在斷開位置與合上位置之間移動磁體所要求的相對力遠低于沒有高滲透性的外磁路時。在圖1B中的在斷開位置與合上位置之間移動磁體所要求的力低于圖1A中的力，因為外磁路的高滲透性導致磁通找到一較容易的外磁路，它從排斥的磁極之間偏轉某些磁通量。
在圖1A和1B中，除了在180°(即，完全合上位置，此時順時針和逆時針力保持平衡，即使是不穩定平衡或準穩定平衡狀態)之外，角位移力試圖朝向0°或360°定向返回磁體(即，完全斷開位置)。
圖2是表示一系列轉換原型可變換的磁性裝置的致動裝置所要求的相對力對角位移的曲線圖。各個單獨的曲線圖代表可變換的磁性裝置處于離一鐵磁性物質的不同間距處時的轉換力。圖2001示出了當可變換的磁性裝置下載時，即，它不緊密靠近鐵磁性表面時力的角度對位移角的曲線。圖2002示出當可變換的磁性裝置離外部磁性物體3.5毫米時的力對位移角的曲線。圖2003、2004和2005示出當可變換的磁性裝置分別離磁路2毫米、0.5毫米和0.1毫米時的力對位移角的曲線。圖2006示出當可變換的磁性裝置接觸鐵磁性材料時的力對位移角的曲線。從這些圖中可見，隨著可變換的磁性裝置更靠近外鐵磁性材料，轉動可變換的磁性裝置的磁體所要求的力顯著地減小。當可變換的磁性裝置接觸外鐵磁性磁路時，在斷開位置(0度)和合上位置(180度)之間轉動磁體所要求的峰值力小于可變換的磁性裝置下載時所要求的峰值力的20％。
由于作用在磁體上的力總是(除磁體在180度的平衡狀態之外)試圖將磁體返回到斷開的位置(0或360度)，所以，當磁體返回到斷開位置時返回將磁體轉動到合上位置所作的功。
在本發明的第一方面，該可變換的磁性磁性裝置包括一可操作地與磁體相連的偏置裝置，以便將磁體從完全斷開位置偏移。如上所述，當可變換的磁性裝置沒有外磁路時，例如，在該裝置不接觸或不緊密靠近一外鐵磁性材料的情形中，將該裝置從斷開位置變換到合上位置所要求的力相當高。偏置裝置布置成它對磁體施加的轉動力小于沒有外磁路情況下將致動裝置移動到合上位置所要求的峰值力，但在有外磁路情況下具有足夠力將致動裝置移動到合上位置。其結果，當根據本發明的第一方面的可變換的磁性裝置放置在緊密靠近或接觸一外鐵磁性材料時，裝置自動地變換到合上的位置。因此，本發明第一方面的磁性裝置可以說具有一“自動合上”的特征。
在本發明的第一方面的磁性裝置中，偏置裝置起作將致動裝置保持在離開全部斷開的位置。例如，偏置裝置可如圖3所示施加一力F，當沒有外磁路存在時該力將致動裝置偏離0°或完全斷開位置。在圖3的實例中，當沒有外磁路時由偏置裝置施加的偏置力F將致動裝置從完全斷開的位置保持在近似的30°。當外磁路關閉時力F大于移動磁體所要求的力，因此，裝置自動地移到合上位置。換句話說，偏置裝置對磁體施加一轉動力F。在沒有外磁路(圖31)的情形中，需要有最大力F2來將裝置移到“合上”位置。當F小于F2時，裝置在沒有一外磁路的情形下不移動到“合上”位置。然而，一旦一外磁路到位(圖32)，移動到“合上”位置需要施加的最大力減小到F1。由于由偏置裝置提供的力F大于F1，當外磁路完成時裝置自動移到“合上”位置。
再次參照圖2，當該可變換的磁性裝置下載時，施加大約2牛頓力的偏置裝置將磁體不轉動到合上位置，但一旦可變換的磁性裝置放置在0.1毫米內，或與外鐵磁性物品接觸，將磁體轉動到合上位置。在此實施例中，當可變換的磁性裝置卸載時，偏置裝置的2牛頓的力致使磁體停止在約35°的相對定向處。
根據本發明的第二和第三方面的實施例可描述為包括一“自動斷開”的特征，其中，如果移去外磁路該裝置自動地轉向斷開，例如，通過從一外鐵磁性材料強制地移去該裝置。一般來說，通過防止磁體轉入“全部合上”位置，即可實現“自動斷開”的特征。這種作用可參照角位移對相對力的圖4A連同圖6和7進行解釋，曲線A示出沒有外磁路情形的力，而曲線B示出有外磁路情形的力。
對于操作在自動斷開模式中的裝置，可利用該裝置的內摩擦，或可使用一故意構成超馳的保持裝置(purpose built overridable retaining device)。當外磁路中斷時，可激發復位的特征。
圖4示出在依賴于該裝置內摩擦的自動斷開結構的一實施例中施加的力。在此實施例中，假定裝置切換到合上位置，例如，175°，即不在180°準平衡位置上，且裝置接觸或緊密靠近一諸如鐵磁性材料的外磁路，曲線B代表了由在此情形中的磁體之間的磁性斥力造成的排斥的轉動力。在此結構中，存在一反向力W(圖4A)，它被用來將磁體轉向斷開的定向。175°處的內摩擦圖中示于X處。該摩擦力阻止磁性斥力W，因為摩擦力大于W，變換保持在175°位置上，只要高滲透性外磁路到位。如果高滲透性磁路破壞，則諸磁體之間的斥力變成如曲線A所示的力，且斥力變成大于X的Y。其結果，可移動的磁體被驅動朝向斷開位置，直到曲線A的磁性斥力和摩擦力在Z處平衡為止。
盡管摩擦線在圖4A中表示為一直線，但摩擦力可隨轉動而變化，例如，由于磁體之間的磁性互相作用隨位置的變化的效應。除了摩擦之外的其它的因素(例如，磁體的慣性)也可在外磁路存在時幫助將該裝置保持在合上位置。
在自動斷開特征需要一更大或更精確的控制的情形中，可使用一可激發的閂鎖機構，它將在曲線A的磁性斥力下產生。這樣一閂鎖的實施例類似于三角形截面的彈簧加載的閂鎖，它沿合上方向具有一垂直的“前導”邊緣和一坡度的尾部邊緣。該彈簧加載的閂鎖可與合適的凹陷接合，該凹陷以要求的轉動角(例如，175°)位于相對移動的成對磁體的其它部分上或其對應的載體上。可調整彈簧張力來控制自動轉換斷開的力，而同時提供更加可預言的閂鎖力。
在本發明的另一實施例中，該可變換的磁性裝置包含自動合上的特征和自動斷開的特征。較佳地，自動合上的特征類似于本發明的第一方面的特征，而自動斷開的特征類似于本發明的第二或第三方面的特征。
在本發明的第一方面的實施例中，與致動裝置可操作地相連的偏置裝置較佳地包括一個或多個彈簧。或者，偏置裝置可包括空氣壓力裝置、氣動裝置、雙金屬片彈簧，或用來施加一偏置力的任何合適的裝置。
較佳地是，偏置裝置施加一偏置力，以使在沒有外磁路存在時第一和第二磁體偏離完全斷開位置約為10°至60°，更佳地是20°至40°，最佳約30°。
在本發明的第二或第三方面的實施例中，轉動限制裝置可包括一阻止致動裝置轉到完全合上位置的阻擋裝置。或者，轉動限制裝置可包括阻擋裝置，它與第一和第二磁體中的一個或兩個互相接合，以阻止第一和/或第二磁體轉動到完全合上位置。在此實施例中，阻擋裝置可包括一可縮回的接合件，當凹陷隨著磁體朝合上位置轉動而移動到與可縮回件對齊時，該縮回接合件移入到形成在諸磁體中之一的一表面內上的凹陷中。當磁體朝向斷開位置轉回時，為了能使可縮回件與磁體內的凹陷脫開，可設置一傾斜的或有錐度的表面。
現轉向圖5A，在我們的共同待批的國際專利申請PCT/AU00/01505和美國專利申請09/951905中描述的基本裝置包括一第一磁體10和一第二磁體11。兩個磁體10、11是大致的盤形磁體，并類似于如PCT/AU00/01505中的圖1所示的磁體1。磁體10、11容納在一由磁極片12、13制成的外殼內。磁極片12、13較佳地由具有低磁阻的鐵磁性材料制成。磁極片12、13布置成它們固定地將下磁體10保持在一固定的位置。然而，上磁體11能在由磁極片12、13形成的外殼內轉動。
為了便于上磁體11的轉動，上磁體沿其垂直側壁形成有狹縫或槽14、15。狹縫或槽14、15接納桿18的向下懸置的臂16、17。桿18被接納在形成在凸臺20上的槽19內。凸臺20連接于短桿21，短桿又固定地連接于柄或杠桿22。通過該裝置，柄或杠桿22的轉動致使第二磁體11轉動。應該認識到，第二磁體11基本上繞其中心點轉動。
該裝置還包括一固定地固定到由磁極片12和13形成的外殼上的頂蓋23。蓋23密封由磁極片12和13形成的外殼的頂。應該指出的是凸臺20延伸通過頂蓋23內的開口，而密封件24有助于圍繞該開口形成一水密和防塵的密封。
在如圖5A所示的裝置的實施例中，下磁體10的下表面形成裝置的下表面的一部分。在此實施例中，下磁體10的最下表面定位成基本上位于對應的磁極片12、13的下表面的附近。在另一實施例中，下蓋(未示出)提供裝置的下表面。在另一實施例中，較佳地是，裝置基本上密封，這樣，它基本上防水和防塵。這能使裝置使用在一苛刻的環境中，例如，灰塵的環境、潮濕的環境或甚至完全地浸沒在水中。
現轉向圖6，它示出根據本發明的一可變換的磁性裝置，圖6的基本的裝置大致地類似于圖5中所示的裝置，并且相同的部件已用相同的標號表示。圖6中所示的裝置包括本發明的第一方面的實施例和本發明的第二方面的實施例。應該認識到本發明的其它實施例可提供本發明的第一方面的自動合上的特征或本發明的第二或第三方面的自動斷開的特征。
除了與圖5A的實施例共同的特征之外，圖6的裝置還包括一呈盤簧形式的偏置彈簧30，其一端31連接在磁極13上，而其內端連接到軸21上。盤簧30偏置軸21，這樣，當沒有外磁路存在時，軸21和由此的頂部轉動磁體保持在離完全斷開位置約為30°的一角度α1。完全斷開的位置用標號32表示。一高磁阻的外磁路，導致由偏置彈簧30產生的、試圖將裝置轉向合上位置的力與平衡此力的內磁場的阻力之間的平衡。這導致該裝置采納一穩定的備用狀態。用足夠低的磁阻的磁路關閉外磁路，將降低內磁場，而由偏置彈簧產生的力現將足夠將裝置變換到合上的位置。
如圖6所示的裝置，該裝置可設置有一位于180°前(比如說175°)的阻擋件33。該阻擋件33簡單地是一從裝置的磁極片12上表面向上延伸的突出，隨著杠桿22朝向完全合上的位置轉動，裝置與其接合。阻擋件33阻止杠桿22轉動到完全合上的位置。較佳地是，允許杠桿22轉動靠近但不到180°，這使該裝置幾乎但不進入到完全合上位置。在此情形中，如果外磁路如上所述地強制地被移去，則裝置將自動地返回到低的外磁場狀態。盡管低磁阻的外磁路到位，但內部摩擦可以足夠將磁體保持在切換到合上位置(參照圖4A所描述的)。
在本實施例的一變化的型式中，杠桿22的轉動可允許超過180°到一阻擋件(未示出)，比如說在185°。當杠桿22轉動到抵靠在阻擋件時，內磁場將推動可移動磁體抵靠阻擋件。因此，如果外磁路被強制移去，則裝置將保持在完全合上的位置。這種情形可想像為與磁性的過中心觸發(over-the-centre toggle)相當。
在某些情形中，可能要求確保外磁路的磁阻足夠低，以將轉向合上的力減小到預定的閾值以下，這表明在允許可變換的磁性裝置切換到“合上”位置之前，預定量的磁通已經偏轉通過外磁路。
柄可包括一扭矩敏感的杠桿，它不允許施加到一磁體上的扭矩超過一預定的量。如上所述，當沒有外載荷施加到裝載上時，要求更大的力來在工作與不工作的狀態之間切換g該裝置。使用一扭矩敏感的杠桿作為致動裝置的一部分，如果不存在足夠的外磁路，則導致其不可能在工作與不工作的狀態之間切換裝置。該特征可用來作為自動防故障裝置，在與一物體的磁耦連(magnetic coupling)不足夠安全地提升物體的情形中，用來防止連接到該物體上的企圖。
在扭矩限制開關的第一結構中，轉動機構，例如柄或杠桿通過如圖8所示的扭矩敏感的彈簧機構連接到可移動的磁體上。相應的力示于圖4B中。如果克服磁性斥力所要求的力超過圖9所示的閾值，例如，曲線C上的所示的V(一種表示)指明不充分的磁通已偏轉到外磁路上，或者，換句話說，外磁路的磁阻太高。當施加到柄上的力超過閾值時，限制扭矩的裝置可用作一空轉裝置，以使杠桿繼續轉動，但阻止將轉動傳輸到可移動的磁體上。
圖8示出一使用一扭矩杠桿作為致動裝置的本發明的實施例。在此情形中，軸21被一內環40和一外環41包圍。內環40包含一用來接納活塞42的尖端的凹陷。外環41包括一活塞42通過其間的通道。活塞42包含在一外殼43內。活塞42借助于壓縮彈簧44而被彈簧加載，壓縮彈簧定位在外殼43內，并在活塞42與可調整的埋頭螺釘45之間延伸。如果沒有外磁路存在的情形下企圖使杠桿22轉動，則由裝置的內磁場造成的轉動阻力導致施加到杠桿22上的力超過一現有值。這導致活塞42的末端從內環40內的凹陷移位，然后，杠桿連同外環滑動，因此，脫離力的流動(the flow of force)到達固定在軸上的內環。頂部磁體因此返回到斷開狀態。這樣，可實現外磁路與裝置的控制的合上的功能之間的連接。
在如圖9所示的實施例中，它是本發明的第四方面的一實施例，轉動柄22通過一彈性連接件(例如，一彈簧50)連接在轉動的磁體上。選擇彈簧50當裝置在外磁路存在時，諸如當裝置放置在一鐵磁性材料上時，如果轉動的柄22轉動則它基本上不變形。然而，如果在外磁場不存在的情況下轉動柄22操作，則轉動磁體所要求的大得多(見圖1)且彈簧50變形。這導致轉動柄的轉動被彈簧50的變形吸收，因此，磁體不轉動。最后，轉動柄可轉得足夠遠，以使彈簧50完全地變形(或壓縮)，且轉動柄22的進一步轉動傳輸到磁體的轉動。
應該認識到圖1A-4B中所示的力對角位移的曲線圖已經提供來說明本發明所包含的原理。然而，還應該認識到圖1A至4B所示的力對角位移的曲線的形狀不必要正確，曲線的實際形狀可不同于圖示地變化。
如上所述，在本文和上述共同待批申請中所述的可變換的磁性裝置可用于完全合上與完全斷開的位置之間的中間的狀態。圖10示出外磁場的轉角和變化之間的類似的關系。曲線的準確的特征取決于其物理形狀及磁極形狀(圖5A的12、13)中磁體磁化的方式。磁性盤10、11的磁能輸出比的變化可在圖10中的曲線實現進一步的修改，以適應特殊的應用。
外磁場強度的進一步提高可通過以下方法實現成形磁極片12、13的壁厚應成形得使它們能反映圍繞永久磁化盤10、11的周緣的磁場強度的變化。
圖5B表示根據圍繞永久磁化盤10、11的周緣的磁場強度H的變化成形的磁極片12、13的設計。磁場的平方反比律的應用達到良好的結果，但特定材料和應用影響較佳的磁極形狀。業已確定，磁極的壁厚可變化好幾種，其包括如下橢圓形磁極，壁厚是磁體周緣的磁場強度的數學函數；橢圓形磁極，壁厚是磁體10和11的磁性質量分布的數學函數；圓形磁極片，其中，壁厚恒定，磁場強度低但圍繞周緣磁場強度均勻。
圖5B示出一具有橢圓形磁極的實施例，它使外磁場強度最大化，并有助于將裝置保持在不完全磁路中的一定位置上。當在裝置的底部與裝置附連的表面之間存在空氣隙時，或存在插入在裝置附連的表面與裝置的底部之間的非磁性材料的情形中，在實踐中，會遇到這種不完全磁路。
較佳地，諸磁極是最短可能長度的。磁極形成磁路(連同磁體)的部分，并具有導致磁能損失的固有的磁性阻力(“磁阻”)。因此，將磁極的長度減到最小可最大程度地減小磁能的損失，因此，使外磁場強度最大化。
本發明的實施例可用作可變換的磁性保持裝置。例如，裝置可用來夾緊在表面上，尤其是金屬表面上。可利用可變換的磁性裝置的所有面來附連到磁性材料上。然而，由于磁場強度圍繞外殼在不同位置處變化，所以，圍繞外殼不同點處產生的保持力也將變化。在優選的實施例中，裝置附連的表面位于鄰近下磁體的下表面或下磁體的下表面的下方。在另一實施例中，裝置附連的表面位于磁體側表面的附近或在側表面的旁邊。因此，在一優選的實施例中，可使用可變換的磁性裝置的多至四個面。
如參照圖11B所進一步描述的，可變換的磁性裝置的各四個面可用于一“磁通恒定”的結構中，通過在可變換的磁性裝置與裝置附連的表面之間提供一合適的氣隙或高磁阻磁路得以實現這種結構。
如上所述，本發明基于我們先前的的共同待批的專利申請PCT/AU00/01505中所述的可變換的磁性裝置，因此，本發明者業已確定本發明的各個方面的實施例可有利地以模塊方式使用。因此，本發明額外地涉及用于可變換的磁性裝置模塊式的結構以及用于這樣裝置中的諸模塊。
現將參照圖18描述一具有一模塊結構的可變換的磁性裝置的實施例。模塊式的可變換的磁性裝置2000的基礎是結合圖5A所述的可變換的磁性裝置2010，并如在PCT/AU00/01505中進一步描述。從底部到頂部安裝在可變換的磁性裝置2010的頂上的是以下的模塊轉動限制模塊2020、彈簧模塊2030、操作模式選擇模塊2040以及致動器2070。
轉動限制模塊2020適于將可轉動的磁體的轉動限制到一預定的角度范圍內。這樣的轉動限制模塊2020可包括一帶有槽或孔的平板，所述槽適于接納一安裝在可變換的磁性裝置2010的可轉動的磁體的頂上的銷或阻擋件。槽的尺寸和形狀做成限制轉動磁體的轉角的范圍，以限制銷或阻擋件在槽或孔內允許的移動。轉動限制模塊2020可將轉動磁體的轉角范圍限制到離完全斷開位置180度，這樣，通過完全地轉動致動裝置，使用者可容易地將可變換的磁性裝置轉動到合上位置。或者，轉動限制模塊2020可將轉動磁體的轉角范圍限制到離開完全斷開位置185-190度，以利用如上所述的可變換的磁性裝置的“過中心激發”操作。轉動限制模塊2020將轉動磁體的轉角范圍限制到小于離開完全斷開位置180度，例如，170度，以提供如上所述的自動轉向斷開的功能。
彈簧模塊2030包括一具有安裝在其中的可轉動部分的外殼，它適于接納可變換的磁性裝置2010的致動軸；以及，一個或多個連接到轉動部分上的偏置裝置，以便偏置可變換的磁性裝置2010的致動。因此，彈簧模塊可提供自動轉向合上的功能。
操作模式選擇模塊2040根據本發明包括兩個按鈕2050、2060，它們可用來致動可變換的磁性裝置2010的自動合上或自動斷開功能。操作模式選擇模塊2040可用于或不用于轉動限制模塊，并用來有選擇地將轉動磁體的轉角范圍限制到提供自動斷開或“過中心”的功能的某預定范圍。操作模式選擇模塊2040還可構造成與彈簧模塊互相作用，以有選擇地允許偏置裝置的張緊高于閾值水平而致動自動合上模式。操作模式選擇模塊2040還可包括一鎖定裝置，以將致動裝置鎖定在某一預定定向，例如，合上或斷開位置。
由此描述的模塊結構在制造中允許較大程度的靈活性。具體來說，根據產品所描述的用途，可變換的磁性裝置可形成添加到其上的大量的和合適的模塊。還應該認識到可使用以上所述的帶有不同功能的模塊。
正如本技術領域內的技術人員將會認識到的，本文和共同待批的專利申請PCT/AU00/01505和美國專利申請US 09/951905中所描述的可變換的磁性裝置的特征，致使它們適用于可變換的磁性裝置先前尚未用過的各種應用中。
因此，現將借助于非限制性的實例來描述上述的和PCT/AU00/01505中所述的可變換的磁性裝置的示范的應用。
圖11A示出使用根據本發明的一實施例的可變換的磁性裝置的收集盤1000。這樣一個收集盤可磁性地附連到鐵磁性支承表面1050上，并用來收集鐵磁性物品。
在此應用中，在可變換的磁性裝置的頂部和底部處的磁場都被使用。在可變換的磁性裝置1040的底部的磁場用來將收集盤保持在支承表面1050上，而在可變換的磁性裝置1040的頂部的磁場用來將鐵磁性物品保持在收集盤1010的收集井1030內。
圖11B示出收集盤1000的底座部1020的剖視圖。如圖11B所示，底座部1020包括一可變換的磁性裝置1040。附連到收集盤1000上的任何外磁路的范圍和滲透性采取兩種形式或者物品保持在碗1010內，或者碗支承在一鐵磁性表面上，它們將會影響由可變換的磁性裝置產生的磁場。就這一點來說，要求將盤1000保持在支承表面1050上的磁場通常獨立于支承表面1050的厚度和磁特性。還要求當收集盤1000合上時在收集井1030內可供最大可能的磁場，且當收集盤1000斷開時在收集井1030內存在最小殘余的磁性。通過在碗1010的收集井1030與可變換的磁性裝置1040的頂表面之間的氣隙1061中提供高滲透性的分路，并在可變換的磁性裝置1040的底表面與支承表面1050之間提供一第二的較大的氣隙1070，可獲得具有這些要求的磁性品質的收集盤。殘余磁場分路1060應具有盡可能低的磁阻。理想地是，分路1060和用于分路1060的材料的尺寸應選擇得如此小，以致在可變換的磁性裝置1040處于斷開位置時應使任何殘余的磁通將幾乎飽和該分路。因此，當可變換的磁性裝置1040變換到合上位置時，殘余磁場分路1060變得飽和，因此有效地變成一空氣隙。
為了確保磁場從支承表面的影響中解耦，由此，不管表面磁特性如何，磁場保持基本恒定的磁通，并確保在收集盤的碗1030內存在最大的磁場強度，較佳地是，空氣隙1061應比空氣隙1070顯著地小。
收集盤的操作還可通過以下的事實進一步提高當可變換的磁性裝置1040斷開時，盤1010的收集井1030內的磁場轉動，并倒置其方向。這幫助收集顆粒的退磁。
可變換的磁性裝置的另一應用是用于磁性閂鎖和用于門或窗等的耦聯。包含有可變換的磁性裝置的閂鎖通常落入兩種類型，即，使用可變換的永久磁體來致動可移動的鎖定元件或諸如此類元件的類型，以及使用磁性吸力作為固定裝置的類型。現將描述多個閂鎖實施例，它們使用一個或另一個這樣的閂鎖機構。盡管這些示范的實施例將結合閂鎖門或窗來進行描述，但可以想象這些實施例通常可應用于任何可移動的物品，例如，工具箱蓋，櫥柜的門等。
圖12A和12B示出一使用可變換的磁性裝置來移動一鎖定銷的閂機構的示意圖。該閂包括兩個部分第一部分1200，它可安裝在門或諸如此類的元件內；以及，第二部分1210，它可安裝在門柱內或門抵靠其關閉的其它表面內。顯然，閂的部分1200和1210可互換地安裝在門或門柱內。
鎖定裝置的第一部分1200包括一具有附連在其上的致動件1225的可變換的磁性裝置1220。致動件1225還附連在手柄或其它的裝置上，以允許致動件1225運動。附連到可變換的磁性裝置另一側上的是一可接納一鎖定銷的鐵磁性匹配凹陷(ferromagnetic mating recess)1230。因此，第一部分1200一般包括一在鐵磁性材料內的凹陷，它可具有可有選擇地施加的磁場。第二部分可滑動地安裝在門柱上，并包括一安裝在可滑動的鎖定銷1250上的永久磁性部分1240。第二部分1210安裝在門或門柱合適位置內的凹陷內，以便在門處于鎖定位置時接合第一部分1200。
在圖12A中，可變換的磁性裝置1220處于斷開位置，因此，鐵磁性凹陷1230不具有磁場。在此情形中，當門抵靠門柱關閉時，安裝在可滑動鎖定銷1250上的永久磁體1240將如箭頭1260所示被吸引朝向凹陷1230的鐵磁性材料。這曳拉鎖定銷1250進入到凹陷1230內并鎖定兩個部件1200和1210，由此，將門鎖定到門柱上。當致動手柄1225轉動時，可變換的磁性裝置1220合上形成一外磁場。圖12B示出類似于圖12A的視圖，例外之處在于可變換的磁性裝置產生一外磁場。由可變換的磁性裝置1220產生的外磁場的極性與安裝在鎖定銷1250上的固定的永久磁體1240的極性對齊。永久磁體1240的磁場和可變換的磁性裝置1220的對齊，致使在諸磁性元件之間形成將鎖定銷1250推離第一部件1200的凹陷1230的斥力，由此，釋放門鎖。
如本技術領域內的技術人員將會認識的，可設計出基于類似于上述的閂鎖原理的各種變化的實施例。一優選的實施例包括具有永久磁體的可滑動的鎖定件以及在門內的可變換的磁性裝置，并使用由于磁場的相反對齊所產生的吸力，以將固定在永久磁體上的鎖定銷撤回到門內。在此實施例中，可通過使用一彈簧或諸如此類的元件將鎖定銷偏置到鎖定位置內，或允許永久磁體附連到門柱上的鐵磁性的撞擊表面，由此，可實現鎖定。
圖13A和13B示出使用上述類型的可變換的磁性裝置的閂鎖機構的第二變體。在此變體中，閂鎖1300包括一通常安裝在門上或諸如此類的元件上的可變換的磁性裝置1310以及安裝在門柱上的撞擊板1305。撞擊板1305和可變換的磁性裝置1310彼此對齊，以在門關閉時可變換的磁性裝置1310接觸于撞擊板1305。撞擊板1305由一鐵磁性材料制成。在此實施例中，應該指出的是可變換的磁性裝置不是用來致動鎖定銷或其它的機械閂鎖裝置，但相反，它在門與門柱之間形成一磁性吸力，必須克服該力才能打開門，因此，磁性吸力提供閂鎖1300的固定元素。
在此實施例中，較佳地使用具有如圖6中所述的自動合上特征的可變換的磁性裝置。如下文中將描述的，也可使用一額外地具有一自動斷開特征的可變換的磁性裝置。
如上所述，帶有自動合上特征的可變換的磁性裝置形成一小的殘余磁場，當門緊密靠近撞擊板時，殘余磁場造成一將門拉向閂鎖位置的力。一旦門接觸撞擊板，如圖13B所示，可變換的磁性裝置被激發到“合上”的位置，造成一將閂鎖閂鎖到撞擊板1305上的更大的磁場。
如果有足夠的力施加到閂鎖上，將可變換的磁性裝置1310與撞擊板1305分離，或通過將可變換的磁性裝置切換到“斷開”的位置，這樣，門才可被打開。通過轉動附連到可變換的磁性裝置1310的致動裝置1320上的手柄1330，可實現將可變換的磁性裝置1310切換到斷開位置。
根據該實施例的閂鎖特別適用于要求私密性而不是安全性的場所，例如，醫院的內部門、養老院或諸如此類的機構。不使用工具而強制打開門的能力使得閂鎖特別適用于在緊急情況下需要進入一房間的那些場合。
如上所述，可有利地使用具有一如圖7所述的自動斷開設施的可變換的磁性裝置。這確保在門被強制地打開的情形下可變換的磁性裝置自動地返回到低磁性的狀態。
圖14A和14B示出一閂鎖機構的另一實施例，它包括一根據本發明的一實施例的可變換的磁性裝置。該實施例的閂鎖1400適用于帶有多個部件的閂鎖物品，例如，帶有百葉窗等的六角琴類的門或窗。閂鎖1400包括變化數量的部件，它視被閂鎖的移動部件的數量而定，并包括一以固定關系保持在要求的閂鎖位置上的可變換的磁性裝置1410以及一由鐵磁性材料形成的端板1420，該端板安裝在多個被閂鎖的可移動的部件中的最遠的部件上。在被閂鎖各個中間的可移動的部件上，定位一也由鐵磁性材料形成的中間的閂鎖件1430。在閂鎖打開的位置上，如圖14A所示，可變換的磁性裝置1410轉向斷開，而物品的可移動部分因少有或沒有殘余磁場而可自動地移動。為了閂鎖可移動部分，諸可移動部分接觸，以使中間閂鎖件1430和端板1420與可變換的磁性裝置1410對齊(如圖14B所示)。在此位置，可變換的磁性裝置1410可轉向合上，在中間閂鎖件1430、端板1420和可變換的磁性裝置1410之間建立一磁路，因此，將可移動部分保持在閂鎖位置上。
現參照圖19和20，它們示出根據本發明的另一閂鎖或耦聯裝置，在此實施例中，耦聯器3100包括一第一可變換的磁性裝置3102和一第二可變換的磁性裝置3104。在圖19中，可變換的磁性裝置3102、3104處于“合上”位置。而且，從圖中可見，裝置3102、3104布置成在它們處于“合上”位置時它們對應的北極和南極對齊。在如圖19所示的結構中，兩個磁性裝置3102、3104彼此排斥。
在如圖20所示的結構中，可變換的磁性裝置3102已切換到“合上”位置，這樣，它呈現一相對弱或不顯著的外磁場。由于可變換的磁性裝置3102包括鐵磁性材料，它被吸引到仍處于“合上”位置的第二可變換的磁性裝置3104。因此，耦聯器3100可積極地耦聯。將可變換的磁性裝置102切換到如圖19所示的“合上”位置后將造成排斥，而耦聯器將積極地解除耦聯。
示于圖19和20中的耦聯器也允許第二可變換的磁性裝置3104切換到“斷開”位置。如果可變換的磁性裝置3102、3104都切換到一“斷開”位置，則耦聯器進入到一被動的狀態，其中，既不發生吸力也不發生斥力。如果不要求這樣的被動狀態，則可變換的磁性裝置3102、3104的合上的狀態可被諸如永久磁體之類的磁體所替代。
第一和第二磁性裝置應布置成它們能彼此相對和相背地相對運動，以允許它們的耦聯和解除耦聯。例如，第一磁性裝置可安裝在一門上，而第二磁性裝置安裝在一門柱上，這樣，可打開和關閉門。
在第一和/或第二磁性裝置是可變換的磁性裝置的實施例中，它們較佳地可參照這里所述的任何的示范的可變換的磁性裝置那樣進行描述。
可使用與用于六角琴類型門類似的原理來將物品鎖定在保持器上。結合圖15A和15B所述的保持器被描述為一刀具保持器，然而，正如將會認識的，該保持器也可用來保持相對薄厚度的非鐵磁性物品，因此，不應看作限制于保持鐵磁性物品或刀具。
現將結合圖15A和15B來描述使用適于保持刀具的可變換的磁性裝置的保持器的實施例。未經固定的刀具在廚房中可以是危險的，尤其對于兒童。然而，用來將小刀或諸如此類的刀具鎖定在刀架內的以前已知的裝置已限制于機械的裝置，它們的應用受到相當的限制，以至于它們通常只能將特殊規格的刀具鎖定在刀架的預定的槽縫內。圖15A和15B示出一包含一可變換的磁性裝置的刀具架，它克服先前已知刀具架的諸多缺點。
圖15A和15B示出構造成保持4把刀1505的示范的刀具架1500。顯然，所述類型的保持器可設計成比本實施例保持或多或少一些的物品，因此，本發明的這一方面不應認為限制在任何具體的保持能力上。
在圖15A中，可變換的磁性裝置顯示為其斷開的位置，且刀具可自由地從中拔出以及放回刀刀架內。而圖15B顯示刀具被鎖定的結構狀態下的刀具架。
該刀具架1500包括有主體1510，它們通常具有多個刀具接納孔或槽(未示出)。刀具架1500還包括兩個可變換的磁性裝置1515，它們位于刀具架1500的相對側，并與刀具1505的行列對齊以便保持在刀架內。諸可變換的磁性裝置1515中的一個或兩個可滑動地安裝，以使可變換的磁性裝置之間的相對分離可以變化。可變換的磁性裝置1515安裝成當它們合上時它們的磁極相對地對齊。安裝在可變換的磁性裝置1505之間的是多個由高滲透性鐵磁性材料制成的可滑動的中間部件1520。中間部件1520和可變換的磁性裝置1515的面對的表面形成刀具1505可插入的間隙。
為了將刀具鎖定在刀架1500內，兩個可變換的磁性裝置1515轉向合上位置。這建立一磁場，它通過由可變換的磁性裝置1515、可滑動的中間件1520和刀具1505的物品的接合部分形成的磁路進行導磁，該磁場穩固地將刀具保持在刀架內，夾緊在可變換的磁性裝置1505與中間件之間。在這種類型的刀架中，由于被夾緊的諸物品通常是鐵磁性的，所以，形成多個附加的磁路。相鄰的刀具物品之間也存在著磁路，它們起到增加施加在刀具上的夾緊力的作用。
較佳地是，兩個可變換的磁性裝置1515的致動裝置連接在一起，以使它們一致地合上和斷開。將會容易地明白的是中間件端部的外形可另外地做成適合特別的刀具物品，諸如磨鋒利的鋼或諸如此類的物品，以便產生最大的保持力。
可變換的磁性裝置合上時的另一應用是一保持的裝置，它可有利地用來夾持具有鐵磁性特性的表面，例如，金屬片、機動車鑲板、冰箱等。保持裝置的優選的實施例是一在抽吸杯，或真空墊，與磁性保持器之間的混合型。示于圖17中的保持裝置包括一可變形的裙座部分1710，它一般地類似于用于已知的抽吸杯或真空墊，而一可變換的磁性裝置1720安裝在裙座1710的中心位置上。
可變形的裙座部分1710以與現有技術的抽吸杯相同的方式進行操作，并通過從形成在裙座1710與表面1730之間的空穴內部分地排空空氣，形成一朝向表面1730的抽吸力。當可變換的磁性裝置轉向合上位置時，可變換的磁性裝置1720產生一朝向表面的磁性吸力，由此，如果密封破壞或局部破壞，則起到在變形的裙座部分1710與表面之間重新建立或保持密封。通過可變換的磁性裝置轉向斷開位置，可移去可變換的磁性裝置1720與表面1730之間的磁性吸力，密封可以更加容易破壞，以允許保持器1700從表面移去。或者，可添加一閥以允許釋放抽吸的壓力。較佳地，可使用相同的致動裝置來使可變換的磁性裝置1720斷開，并釋放裙座1710內的抽吸壓力。
一具有自動合上特性的可變換的磁性裝置在本實施例中將特別地有利。如果使用這樣一個可變換的磁性裝置，則使用者可簡單地將保持器推向表面，以附連該保持器。推壓保持器的作用將排空裙座，以形成一抽吸力，并且也將可變換的磁性裝置轉向合上位置，以產生磁性的保持力。
圖17B示出類似于圖17A所示的一保持器1701的一變化的實施例。同樣的零件具有同樣的標號。兩個實施例之間的唯一差別在于，在圖17B的實施例中添加一基本上剛性的制成殼1740。該制成殼可由塑料材料制成，并用來提供添加的穩定性和防止可能在裙座1710與表面1730之間造成密封破壞的保持器的搖動。然而，在特別優選的實施例中，支承殼包括至少兩個部分，例如，由鐵磁性材料形成的1750，其從鄰近可變換的磁性裝置的一位置延伸到殼1740的周緣1760，并起作磁極的延伸。較佳地，殼1740的鐵磁性部分定位成它們與表面接觸，當施加抽吸和磁場時保持器1700與該表面接合。因此，當磁極延伸部分比可變換的磁性裝置1720的主本體更靠近表面時保持器1700和表面之間的磁性吸力增加。
可變換的磁性裝置比起永久磁體的應用具有許多優點，在永久磁體應用中，雜散磁場例如在空間和衛星應用中可造成破壞。因為可變換的磁性裝置可被放置到“斷開”狀態，其中，由裝置產生的外磁場最小，所以，可減小可變換的磁性裝置干擾發射航天器或衛星的機會。
多個可變換的磁性裝置可用來控制圍繞行星軌道內的衛星的定向。現將結合圖16來描述用于衛星的定向控制系統(OCS)，該系統使用至少一對可變換的磁性裝置和一用于控制這樣一衛星的方法。
示于圖16中的OCS包括三對可變換的磁性裝置1610、1620、1630，它們安裝在衛星上并受衛星導航系統的控制。各對可變換的磁性裝置1610、1620、1630與行星的磁性層互相作用，并被用來在一平面內控制衛星的定向，且以類似于羅盤針的方式達到這一點。可變換的磁性裝置1610、1620、1630各可轉動地安裝在衛星上，并被一驅動裝置驅動，在重新定向的過程中與其對應物一致，以選擇衛星轉動方向。各對可變換的磁性裝置在一平面內控制衛星的定向。
當一對可變換的磁性裝置轉向合上位置時，它們將力圖將衛星的軸線與外磁場對齊。當它們轉向斷開位置時，沒有其它的轉動運動施加到衛星上。因此，通過有選擇地在(和包括)合上與斷開位置之間變化可變換的磁性裝置的磁體的對齊狀況，以改變產生的外磁場，還通過變化它們相對于衛星的定向可變化衛星的三維的定向。
可變換的磁性裝置還可用來形成一磁場來探測帶電的或磁性的顆粒。可通過改變可變換的磁性裝置的磁體的相對定向來改變由可變換的磁性裝置產生的外磁場，可控制偏轉的程度(如結合圖10所描述的)。
例如，可使用一磁場來偏轉來自航天器或衛星周圍的帶電的顆粒，用與磁性層相同的方式偏轉來自地球周圍的顆粒。一可變換的磁性裝置可朝向一航天器或衛星的“上游”端安裝，并切換到合上的位置以產生一大的外磁場，它將與移動的帶電顆粒或磁性顆粒互相作用，以將它們偏轉避免與航天器碰撞。如上所述，因為當需要時可變換的磁性裝置可被切換到合上或斷開位置，所以，可將與衛星或航天器系統的干擾降到最小。
可變換的磁性裝置與磁性層之間的互相作用也可用來在空間內提供短程的加速，例如，在空間行走過程中定位或復原。
還可設計出根據本發明的實施例的可變換的磁性裝置的其它的應用。例如，在傳輸液體或氣體過程中，可使用一個或多個可變換的磁性裝置來固定軟管連接。在這樣一應用中，具有一自動合上特征(automatic-on feature)的可變換的磁性裝置特別地有利，因為從事連接的人員不需執行任何額外的步驟來致使磁性固定的發生。
還可使用可變換的磁性裝置作為用于焊接等的電氣連接。在使用中，可使用磁體來保持被焊接的工件以及在焊機與工件之間提供電氣的連接。較佳地，保持有磁體的外殼額外地用來形成電源與被焊接的金屬之間的電氣連接。有利地是，使用稀土磁體的可變換的磁性裝置被用于焊接應用中。
稀土磁體具有高的矯頑磁力，因此，在這樣的使用中可能遇到的大電流的情況下，將不會產生退磁。
圖21示出使用一可變換的磁性裝置的可調諧的懸置系統的局剖的示意圖。該懸置系統2500包括一安裝成可在氣缸2520內往復運動的活塞。安裝在活塞2510下端的是一永久磁體2515。安裝在氣缸2520的底部的是一包括一致動裝置2530的可變換的磁性裝置2525，它適于變化可變換的磁性裝置2525的磁體的相對定向，以改變由可變換的磁性裝置2525所呈現的外磁場。安裝在活塞2510端部上的磁體2515和可變換的磁性裝置2525互相對齊，這樣，當可變換的磁性裝置轉向合上位置時它們將彼此排斥。因此，當可變換的磁性裝置處于合上位置時，活塞2510懸置在氣缸2520內并能在氣缸內上下往復運動。永久磁體2515與可變換的磁性裝置2525之間的斥力的作用表現類似于一彈簧，可移動地支承活塞2510。
如上所述，由可變換的磁性裝置呈現的外磁場2525根據可變換的磁性裝置2525的磁體之間對齊的程度而變化。該變化的外磁場可用來改變磁體2515與可變換的磁性裝置2525之間的斥力水平，并以此提供一可調諧的懸置系統。通過增加可變換的磁性裝置的外磁場，提高了活塞2510相對于氣缸2520的平衡位置，相反，通過減小可變換的磁性裝置2525的外磁場強度，使活塞2510相對于氣缸2520的平衡位置下降。迫使活塞2510朝向可變換的磁性裝置2525所要求的力也隨可變換的磁性裝置的外磁場強度的增加而增加。
在如上所述的懸置系統的優選實施例中，活塞2510鄰近其下端包括一高導電部分。高導電部分可由銅或鋁，或其它高導電材料制成。設置高導電部分對懸置系統引入一阻尼作用。活塞2510的高導電部分在由可變換的磁性裝置呈現的磁場內運動時，將在活塞2510的導電部分內產生渦流，由此，對氣缸2520內的活塞2510的振動造成一阻尼作用。
如將被本技術領域內的技術人員所認識的那樣，如上所述的懸置系統2500可有利地用來代替盤簧或液壓的或氣動的阻尼裝置。
此外，當可變換的磁性裝置轉向完全斷開位置時，安裝在活塞2510上的磁體2515被吸向可變換的磁性裝置2525的鐵磁性磁極部分2526，并致使懸置裝置鎖定在一縮回的位置。
如將被本技術領域內的技術人員所認識的那樣，永久磁體2515可被第二可變換的磁性裝置替代，以對懸置系統提供附加的調諧性，并當其它可變換的磁性裝置處于斷開位置時防止懸置的鎖定。可變換的磁性裝置和永久磁體2515的相對位置可互換。此外，本技術領域內的技術人員將會認識到使用一個或多個可變換的磁性裝置的懸置系統不需呈一活塞和氣缸的形式，并可包括其中相對移動的部件可具有與其相連的相對的磁性裝置的任何結構。
圖22和23示出使用一可變換的磁性裝置來提供一變化的制動裝置的兩個結構。示于圖22和23中的結構依賴于這樣的原理相對于磁場移動的導電材料體內將感應出渦流，且這些渦流將在相對運動的導體內造成制動效應。由可變換的磁性裝置提供的外磁場的變化性可被有利地用于一渦流制動裝置內，以提供可變化強度的制動。
現轉向示出一圓盤2210的圖22，它具有鄰近其側面安裝的可變換的磁性裝置2220。該圓盤2210相對于可變換的磁性裝置2220沿著箭頭″2211″的方向轉動。當可變換的磁性裝置正呈現一外磁場時，圓盤2210和可變換的磁性裝置2220的相對運動將在圓盤2210內鄰近可變換的磁性裝置的區域2230內造成渦流。渦流的強度和由此而生的制動力強度可通過提高可變換的磁性裝置2220的諸磁體的相對對齊而提高，這樣，提高所呈現的外磁場。為了降低制動力，可降低可變換的磁性裝置2220的諸磁體的相對對齊(即，諸磁體可朝向斷開位置移動)。
圖23示出使用可變換的磁性裝置提供制動的另一變化的結構。在此實施例中，可變換的磁性裝置2320安裝在一氣缸2310內，該氣缸相對于可變換的磁性裝置2320沿箭頭″2311″所示的方向可移動。可變換的磁性裝置2320布置成其磁極2325橫貫氣缸2310的直徑延伸。在此實施例中，當可變換的磁性裝置處于合上的位置時，可變換的磁性裝置2320將在移動氣缸2310的區域內感應出渦流。
還是通過改變化可變換的磁性裝置2320的諸磁體的對齊可改變渦流2330的程度，因此，可改變作用在氣缸2310的制動作用。
如將被本技術領域內的技術人員所認識的那樣，使用可變換的磁性裝置的可變化的制動原理可包括相對于可移動的導電件安裝的多個可變換的磁性裝置。此外，可變換的磁性裝置可布置成圍繞一固定的導電件移動，以在可變換的磁性裝置上提供制動作用。此外，兩個可變換的磁性裝置和導電件可以是移動的。
如將被本技術領域內的技術人員所認識的那樣，如本文所述的可變換的磁性裝置可有利地用于需要一磁場的任何的應用中，尤其是，可用于要求強度可變化的一磁場的情況。因此，本發明應被認為延伸到本文中所述的任何一個實施例的可變換的磁性裝置的所有的應用中。
本技術領域內的技術人員將會認識到，本發明可易于作出這些具體描述實施例之外的各種變體和改型。應該理解的是，本發明包括所有這些落入本發明的精神和范圍內的變體和改型。
權利要求
1.一種這樣類型的可變換的磁性裝置，它包括一外殼、一第一永久磁體、一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，以使第一和第二磁體能在一“完全斷開”位置與一“完全合上”位置之間彼此相對地轉動，在一“完全斷開”位置中第一磁體的北極和南極基本上分別地與第二磁體的南極和北極對齊，以使該裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一“完全合上”位置中第一磁體的北極和南極基本上分別與第二磁體的北極和南極對齊，以使裝置呈現一相對強的外磁場，其特征在于，偏置裝置可操作地與第一和第二磁體相連，以偏置所述磁體朝完全合上的位置相對轉動，其中，將所述裝置放在或靠近鐵磁體材料，致使第一和第二磁體轉動到一相對的定向，以使裝置呈現一相對強的外磁場。
2.如權利要求1所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，在使用中，當所述裝置放在或靠近鐵磁體材料時致使第一和第二磁體朝向完全合上的位置相對轉動所要求的力在一第一預定力范圍內，而當所述裝置不接觸或緊密靠近鐵磁體材料時致使第一和第二磁體朝向完全合上的位置相對轉動所要求的力在一第二預定力范圍內，所述第二預定力范圍具有比所述第一預定力范圍高的峰值力，其中，當裝置放在或緊密靠近鐵磁體材料時所述偏置裝置施加一轉動力，來偏置所述磁體朝完全合上的位置相對轉動，所述力大于第一預定力范圍的峰值力但小于第二預定力范圍的峰值力，由此，致使磁體朝向完全合上的位置自動地轉動。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，偏置裝置是一彈簧。
4.一種這樣類型的可變換的磁性裝置，它包括一外殼、一第一永久磁體、一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，以使第一和第二磁體能在一“完全斷開”位置與一“完全合上”位置之間彼此相對地轉動，在一“完全斷開”位置中第一磁體的北極和南極基本上分別與第二磁體的南極和北極對齊，以使裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一“完全合上”位置中第一磁體的北極和南極基本上分別與第二磁體的北極和南極對齊，以使裝置呈現一相對強的外磁場，其特征在于，所述裝置還包括轉動限制裝置，以限制磁體相對轉動的范圍。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述轉動限制裝置允許磁體在一不致動位置與一致動位置之間相對轉動，在不致動狀態下第一磁體的北極和南極最緊密地分別與第二磁體的南極和北極對齊，以使裝置呈現一相對弱的外磁場，而在致動的位置上第一磁體的北極和南極近似地定位分別與第二磁體的北極和南極對齊，以使裝置呈現一相對強的外磁場。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，在不致動的狀態中，第一磁體的北極和南極分別與第二磁體的南極和北極的偏差角度是50度或更小。
7.如權利要求5或6所述的裝置，其特征在于，在不致動的狀態中，第一磁體的北極和南極分別與第二磁體的南極和北極的偏差角度是30度或更小。
8.如權利要求5至7中任何一項所述的裝置，其特征在于，在不致動狀態中，磁體處于完全斷開位置。
9.如權利要求5至8中任何一項所述的裝置，其特征在于，在致動的狀態中，第一磁體的北極和南極分別與第二磁體的北極和南極的偏差角度小于15度。
10.如權利要求5至9中任何一項所述的裝置，其特征在于，在不致動的狀態中，第一磁體的北極和南極分別與第二磁體的北極和南極的偏差角度約為10度。
11.如權利要求5至10中任何一項所述的裝置，其特征在于，在不致動狀態，諸磁體處于完全合上位置。
12.如權利要求4至11中任何一項所述的裝置，其特征在于，所述轉動限制裝置將磁體的相對轉動限制在小于或等于180度。
13.如權利要求4至10和12中任何一項所述的裝置，其特征在于，轉動限制裝置阻止所述磁體到達“完全合上”位置。
14.如權利要求4至11和13中任何一項所述的裝置，其特征在于，轉動限制裝置允許磁體的相對轉動達到大于180度的程度。
15.如權利要求5至10和14中任何一項所述的裝置，其特征在于，轉動限制裝置允許磁體的相對轉動達到超過“完全合上”位置的定向。
16.如權利要求5至15中任何一項所述的裝置，其特征在于，在裝置放在或緊密靠近鐵磁體材料時的使用中，通過一保持力將磁體保持在致動位置。
17.如權利要求5至16中任何一項所述的裝置，其特征在于，當裝置放在或緊密靠近鐵磁體材料時要求一第一力將磁體保持在致動位置，而當所述裝置不緊密靠近鐵磁體材料時要求一大于第一力的第二力將磁體保持在致動位置，其中，將磁體保持在致動位置的所施加的保持力大于第一力但小于第二力，由此，當裝置從一接觸或緊密靠近一鐵磁體材料的位置移開時允許磁體自動地朝不致動位置轉動。
18.如權利要求16或17中任何一項所述的裝置，其特征在于，保持力是一摩擦力。
19.如權利要求5至18中任何一項所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括構造來施加一保持力的保持力裝置，當該裝置接觸或緊密靠近一鐵磁體材料時，所述保持力裝置將磁體保持在致動位置。
20.如權利要求19所述的裝置，其特征在于，保持力裝置包括一產生預定力的閂鎖裝置，該力小于第二力但大于第一力。
21.一種這樣類型的可變換的磁性裝置，它包括一外殼、一第一永久磁體、一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，以使第一和第二磁體能在一“完全斷開”位置與一“完全合上”位置之間彼此相對地轉動，在一“完全斷開”位置中第一磁體的北極和南極基本上分別與第二磁體的南極和北極對齊，以使裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一“完全合上”位置中第一磁體的北極和南極基本上分別與第二磁體的北極和南極對齊，以使裝置呈現一相對強的外磁場，其特征在于，第一和第二磁體的相對轉動受到限制，以阻止所述磁體到達完全合上位置，但所述第一和第二磁體可轉動到一預定的相對的定向，這樣，第一磁體的北極和南極緊密地但不完全地與第二磁體的對應的北極和南極對齊，以使所述裝置呈現一相對強的外磁場，而當所述裝置從接觸或緊密靠近一外鐵磁體材料移開時所述裝置自動地變換到一外磁場相對弱的狀態。
22.如權利要求21所述的裝置，其特征在于，在該裝置接觸或緊密靠近鐵磁體材料時的使用中，通過一保持力將磁體保持在預定的相對定向。
23.如權利要求21或22中任何一項所述的裝置，其特征在于，當裝置放在或緊密靠近鐵磁體材料時要求一第一力將磁體保持在預定的相對定向，而當所述裝置不緊密靠近鐵磁體材料時要求一大于第一力的第二力將磁體保持在預定的相對定向，其中，所施加的保持力大于第一力但小于第二力，由此，當裝置從一接觸或緊密靠近一鐵磁體材料的位置移開時允許磁體自動地朝向完全斷開位置轉動。
24.如權利要求21至23中任何一項所述的裝置，其特征在于，保持力是一摩擦力。
25.如權利要求21至24中任何一項所述的裝置，其特征在于，裝置進一步包括構造來施加一保持力的保持力裝置，當該裝置接觸或緊密靠近一鐵磁體材料時，保持力裝置將磁體保持在預定的相對定向。
26.如權利要求25所述的裝置，其特征在于，保持力裝置包括一產生預定力的閂鎖裝置，該力小于第二力但大于第一力。
27.一種這樣類型的可變換的磁性裝置，它包括一外殼、一第一永久磁體、一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，以使第一和第二磁體能在一“完全斷開”位置與一“完全合上”位置之間彼此相對地轉動，在一“完全斷開”位置中第一磁體的北極和南極基本上分別與第二磁體的南極和北極對齊，以使裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一“完全合上”位置中第一磁體的北極和南極基本上分別與第二磁體的北極和南極對齊，以使裝置呈現一相對強的外磁場，且致動裝置構造成致使第一和第二磁體相對運動，其特征在于，所述致動裝置包括一彈性部分，如果致動裝置在缺乏外磁路的情況下致動，從而限制所述磁體的相對轉動，則該彈性部分變形，所述彈性部分具有足夠的屈服強度，以在外磁路存在的情形下致動所述致動裝置的過程中基本上避免變形。
28.如權利要求27所述的裝置，其特征在于，所述彈性部分是一彈簧連接。
29.如權利要求27或28中任何一項所述的裝置，其特征在于，所述彈性部分可變形到一最大的程度，此后，致動裝置的繼續致動致使磁體相對地轉動。
30.如權利要求1至26中任何一項所述的裝置，其特征在于，還包括致使第一和第二磁體相對轉動的致動裝置。
31.如上述權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，第一和第二磁體基本上呈盤形。
32.如上述權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，第一和第二磁體安裝在外殼內，以使第一磁體的一面與第二磁體的面相對。
33.如上述權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，一磁體固定地安裝在外殼內，而另一磁體能在外殼內轉動。
34.如權利要求33所述的裝置，其特征在于，另一磁體轉過180°，以使該裝置從具有一相對強的外磁場的狀態變化到具有一相對弱的外磁場的狀態。
35.如上述權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，外殼包括兩個磁極片。
36.如權利要求1至34中任何一項所述的裝置，其特征在于，外殼制成一體結構，或由單片的材料制成。
37.如權利要求36所述的裝置，其特征在于，外殼具有減小的橫截面，以使外殼用作兩個被動的磁極。
38.如權利要求36所述的裝置，其特征在于，對外殼的諸部分進行處理，以使諸部分變為非磁性的，從而導致外殼用作兩個被動的磁極。
39.如上述權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，外殼形成一腔室，第一和第二磁體安裝在其中。
40.如權利要求39所述的裝置，其特征在于，腔室具有敞開端部。
41.如權利要求40所述的裝置，其特征在于，一個或多個腔室關閉裝置關閉腔室的一個或多個敞開端部。
42.如權利要求40或41所述的裝置，其特征在于，最下面的磁體和第二磁體關閉腔室的下端。
43.如權利要求39所述的裝置，其特征在于，腔室具有閉合端部。
44.如上述權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，外殼由具有低磁阻的材料制成。
45.如權利要求44所述的裝置，其特征在于，外殼由軟鋼、鐵或坡莫合金制成。
46.如權利要求45或46中任何一項所述的裝置，其特征在于，磁極片的形狀致使外磁場最大化。
47.如權利要求45或46中任何一項所述的裝置，其特征在于，磁極是長度最短的磁極。
48.如上述權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，致動裝置包括一連接到其中一個磁體上的手把或鈕。
49.如權利要求48所述的裝置，其特征在于，手把或鈕通過一個或多個件連接到其中一個磁體上。
50.如權利要求48或49中任何一項所述的裝置，其特征在于，手把包括一超過施加到一個磁體上的預定量的扭矩。
51.如權利要求48至50中任何一項所述的裝置，其特征在于，采用手動、電動、氣動、液壓或雙金屬帶的膨脹作用，來致動致動裝置。
52.如上述權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，第一和第二磁體包括稀土型的磁體。
53.如上述權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，還在致動裝置中包括一防止兒童的鎖或防止兒童的掣子型結構，以使磁體在可轉動之前要求由使用者給予某些額外的操縱。
54.如上述權利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，第一磁體相對于使用中的第二磁體可沿順時針或逆時針方向轉動。
55.一種用來在圍繞一具有一行星磁場的行星的軌道上控制衛星的定向的系統，所述系統包括至少一個安裝在衛星上的可變換的磁性裝置，以使至少一個可變換的磁性裝置的定向可相對于衛星變化，其中，在使用中，當磁體處于第二位置時通過偏轉可改變的磁性裝置的磁性軸線相對于行星磁場的方向可改變衛星的定向，從而致使改變衛星的定向，至少部分地重新定向至少一個可變換的磁性裝置的磁性軸線相對于行星磁場的方向。
56.如權利要求55所述的系統，其特征在于，所述至少一個可變換的磁性裝置安裝在衛星上的杠桿臂上。
57.如權利要求55或56中任何一項所述的系統，其特征在于，系統包括多個成對布置的可變換的磁性裝置，其中，各對可變換的磁性裝置共同作用來控制圍繞一軸線的衛星的定向。
58.如權利要求55至57中任何一項所述的系統，其特征在于，系統包括至少兩對可變換的磁性裝置。
59.如權利要求57或58中任何一項所述的系統，其特征在于，系統包括至少三對可變換的磁性裝置，其中，成對的可變換的磁性裝置的對應的軸線互相正交。
60.如權利要求55至59中任何一項所述的系統，其特征在于，一個或多個可變換的磁性裝置可在合上或斷開狀態之間有選擇地變化，以便定期地給衛星重新定向。
61.如權利要求55至60中任何一項所述的系統，其特征在于，在衛星發射和/或展開的過程中，至少一個可變換的磁性裝置處于斷開狀態。
62.一種收集鐵磁性物品的裝置，所述裝置包括一鐵磁性收集部分，它被構造成通過磁性吸力來收集和保持鐵磁性物品；一表面接合部件，它被構造成在使用中接合于該裝置保持抵靠的鐵磁性支承表面，所述裝置還包括至少一個可在一“斷開”位置與一“合上”位置之間變換的可變換的磁性裝置，在“斷開”位置中鐵磁性收集部分基本上退磁，而在“合上”位置中可變換的磁性裝置的外磁場磁化收集部分，以便收集和保持接觸或緊密靠近收集部分的鐵磁性物品，并通過磁性吸力保持該裝置抵靠與鐵磁性支承表面。
63.如權利要求62所述的裝置，其特征在于，當可變換的磁性裝置處于“斷開”位置時，可忽略鐵磁性收集部分與鐵磁性物品之間，以及可變換的磁性裝置與支承表面之間的磁性吸力。
64.如權利要求62或63中任何一項所述的裝置，其特征在于，還可包括被構造來在合上與斷開位置之間變換可變換的磁性裝置的致動裝置。
65.如權利要求62至64中任何一項所述的裝置，其特征在于，還包括至少一個位于可變換的磁性裝置與鐵磁性收集部分之間的鐵磁性分路，當可變換的磁性裝置處于斷開位置時它優先于鐵磁性收集部分先行磁化，由此，當可變換的磁性裝置處于斷開位置時有效地阻止鐵磁性收集部分的磁化。
66.如權利要求65所述的裝置，其特征在于，當可變換的磁性裝置處于斷開位置時鐵磁性分路不磁飽和，但當可變換的磁性裝置處于合上的第一位置時它磁性飽和。
67.如權利要求66至67中任何一項所述的裝置，其特征在于，當可變換的磁性裝置處于斷開位置時，鐵磁性分路通過可變換的磁性裝置的外磁場幾乎磁飽和。
68.如權利要求62至67中任何一項所述的裝置，其特征在于，還可包括在可變換的磁性裝置與表面接合部分之間的高磁阻的區域，其中，高磁阻的區域具有足夠的磁阻，以使在表面接合部分處的磁通基本上與支承表面磁特性無關。
69.如權利要求68所述的裝置，其特征在于，高磁阻區域是一空氣隙。
70.如權利要求62至69中任何一項所述的裝置，其特征在于，鐵磁性收集部分形成至少部分的碗形收集井。
71.如權利要求62至70中任何一項所述的裝置，其特征在于，可變換的磁性裝置是如權利要求1至54中任何一項所述的可變換的磁性裝置。
72.一種適于夾住至少一個物品的夾具裝置，所述夾具裝置包括一第一夾緊件；一朝向和背離第一夾緊件滑動的第二夾緊件，它與第一夾緊件間隔開，以形成一能使被夾持的物品可插入其中的間隙；以及一安裝在或緊密靠近第一或第二夾緊件中之一的可變換的磁性裝置，所述可變換的磁性裝置包括用來將可變換的磁性裝置變換成斷開或合上位置的致動裝置，由此，當可變換的磁性裝置處在合上位置時第一和第二夾緊件彼此相向移動，由此夾持住一插入在兩個夾緊件之間的間隙內的物品。
73.如權利要求72所述的夾持器，其特征在于，夾持器包括一個或多個附加的夾緊件，它們相對于第一和第二夾緊件可滑動，并布置成被夾持的物品可插入其中的間隙形成在相鄰成對的夾緊件之間，由此，當可變換的磁性裝置處于“合上”位置時相鄰成對的夾緊件彼此相向移動，從而夾持住一插入在相鄰成對的夾緊件之間的間隙內的物品。
74.如權利要求72或73中任何一項所述的夾持器，其特征在于，夾持器包括一個或多個安裝在一個或多個附加的夾緊件上的附加的可變換的磁性裝置。
75.如權利要求74所述的夾持器，其特征在于，夾持器包括用來操作致動裝置的一裝置，該致動裝置是所述可變換的磁性裝置之一與一個或多個附加的可變換的磁性裝置中的至少另一個相合作的一裝置。
76.一種可變換的磁性裝置，它被構造成可操作地接合一個或多個功能性模塊，它們適于提供或限制可變換的磁性裝置的功能性。
77.如權利要求76所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，一個或多個功能性模塊包括一轉動限制模塊，它將可變換的磁性裝置的磁體的相對轉動限制在一預定的角度范圍內。
78.如權利要求76或77中任何一項所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，一個或多個功能性模塊包括一偏置模塊，它被構造成偏置可變換的磁性裝置的磁體的相對轉動。
79.如權利要求76至78中任何一項所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，一個或多個功能性模塊包括一鎖定模塊，它被構造成可釋放地鎖定可變換的磁性裝置的磁體的相對定向。
80.如權利要求79所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，鎖定模塊被構造成沿一個或多個預定的相對定向可釋放地鎖定可變換的磁性裝置的磁體。
81.如權利要求76至80中任何一項所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，可變換的磁性裝置還包括被構造成致使磁體相對轉動的致動裝置，其中，致動裝置另外還被構造成被所述的至少一個功能性模塊接合，以控制可變換的磁性裝置的功能性。
82.一種構造成抓持一表面的抓持裝置，所述抓持裝置包括至少一個具有一適于密封地接合一表面的能抽空的空穴類型抓取裝置，其中，通過部分地抽空空穴，所述抓取裝置通過在表面與抓取裝置之間形成的一抽吸力來抓取表面，其中，所述抓持裝置還包括至少一個可變換的磁性裝置，它被構造成在表面是鐵磁性時產生一與一表面附加的磁性接合。
83.如權利要求82所述的抓持裝置，其特征在于，當抓取裝置密封地與一表面接合時，所述至少一個可變換的磁性裝置接觸或緊密地靠近該表面。
84.如權利要求82或83中任何一項所述的抓持裝置，其特征在于，在使用中，如果密封接合部分地或全部地破壞，則至少一個可變換的磁性裝置的磁性接合用作至少部分地再次建立抓取裝置與表面的密封接合。
85.如權利要求82至84中任何一項所述的抓持裝置，其特征在于，可變換的磁性裝置還包括致動裝置，它在合上和/或斷開位置之間變換可變換的磁性裝置，以便能使抓持裝置分別附連于表面或脫開該表面。
86.如權利要求82至85中任何一項所述的抓持裝置，其特征在于，可變換的磁性裝置基本上與抓持裝置的空穴的中心對齊。
87.如權利要求82至86中任何一項所述的抓持裝置，其特征在于，可變換的磁性裝置至少局部地安裝在抓持裝置的空穴內。
88.如權利要求82至87中任何一項所述的抓持裝置，其特征在于，可變換的磁性裝置包括一個或多個磁極延伸裝置，它提供一相對高滲透性的磁路，以便將可變換的磁性裝置的外磁場大致地導向鐵磁性表面，從而增加與它的磁性吸力。
89.如權利要求82至88中任何一項所述的抓持裝置，其特征在于，可變換的磁性裝置是如權利要求1至54中任何一項所述的可變換的磁性裝置。
90.如權利要求82至90中任何一項所述的抓持裝置，其特征在于，抓持裝置包括多個抓取裝置。
91.一種耦聯裝置，它包括一第一磁性裝置和一第二磁性裝置，第一磁性裝置是可變換的磁性裝置，所述第一磁性裝置和所述第二磁性裝置彼此排列成當第一磁性裝置處于斷開位置時所述第二磁性裝置吸引第一磁性裝置，而當所述第一磁性裝置處于合上位置時所述第二磁性裝置排斥所述第一磁性裝置。
92.如權利要求91所述的耦聯裝置，其特征在于，所述第二磁性裝置包括一磁體。
93.如權利要求91或92中任何一項所述的耦聯裝置，其特征在于，所述第二磁性裝置包括一第二可變換的磁性裝置，當所述第一和第二可變換的磁性裝置處于合上位置時第一和第二可變換的磁性裝置彼此排斥。
94.如權利要求91至93中任何一項所述的耦聯裝置，其特征在于，第一磁性裝置朝向和背離第二磁性裝置作相對移動。
95.如權利要求91至94中任何一項所述的耦聯裝置，其特征在于，可變換的磁性裝置是如權利要求1至54中任何一項所述的可變換的磁性裝置。
96.一種耦聯裝置，它包括一可變換的磁性裝置和至少一個第二磁性裝置，所述可變換的磁性裝置和所述第二磁性裝置彼此排列成當可變換的磁性裝置處于合上位置且第二磁性裝置接觸或緊密地靠近于可變換的磁性裝置時第二磁性裝置相當強地吸引可變換的磁性裝置，從而將所述第二磁性裝置耦聯到可變換的磁性裝置，而當所述可變換的磁性裝置處于斷開位置時第二磁性裝置相當弱地吸引可變換的磁性裝置，使第二磁性裝置和可變換的磁性裝置可解除耦聯。
97.如權利要求96所述的耦聯裝置，其特征在于，耦聯器包括至少一個相對于第二磁性裝置布置的附加的磁性裝置，這樣，當可變換的磁性裝置處于合上位置且第二磁性裝置接觸或緊密地靠近于可變換的磁性裝置、附加磁性裝置接觸或緊密地靠近第二磁性裝置時附加磁性裝置接觸或緊密靠近于第二磁性裝置且附加磁性裝置耦聯于第二磁性裝置，而當所述可變換的磁性裝置處于斷開位置時第二和附加磁性裝置相當弱地吸引可變換的磁性裝置，使第二磁性裝置和附加的磁性裝置可解除耦聯。
98.如權利要求96或97中任何一項所述的耦聯裝置，其特征在于，可變換的磁性裝置朝向和背離第二磁性裝置作相對移動。
99.如權利要求97或98中任何一項所述的耦聯裝置，其特征在于，附加的磁性裝置朝向和背離第二磁性裝置和可變換的裝置作相對移動。
100.如權利要求96至99中任何一項所述的耦聯裝置，其特征在于，所述至少一個第二磁性裝置和/或至少一個附加的磁性裝置是鐵磁性件。
101.如權利要求96至100中任何一項所述的耦聯裝置，其特征在于，耦聯器還包括被構造成斷開可變換的磁性裝置以允許解除耦聯該耦聯裝置的致動裝置。
102.如權利要求101所述的耦聯裝置，其特征在于，致動裝置附加地被構造成合上可變換的磁性裝置，以致使耦聯裝置耦聯。
103.如權利要求96至102中任何一項所述的耦聯裝置，其特征在于，耦聯裝置包括多個間隔的第二磁性裝置，其中，可變換的磁性裝置可移動，以使可變換的磁性裝置可耦聯到多個間隔的第二磁性裝置中被選擇的一個裝置上。
104.如權利要求91至103中任何一項所述的耦聯裝置，其特征在于，可變換的磁性裝置是如權利要求1至54中任何一項所述的可變換的磁性裝置。
105.一種閂鎖裝置，它包括一可在一延伸位置與一縮回位置之間移動的閂鎖件，在延伸位置上它可被接納到閂鎖凹陷內，致使閂鎖裝置閂鎖，而在縮回位置上一第一磁性裝置和一可變換的磁性裝置彼此相對地移動，并安裝成所述第一磁性裝置或可變換的磁性裝置中的一個耦聯到所述閂鎖件，以使可變換的磁性裝置的致動能使閂鎖件相對運動。
106.如權利要求105所述的閂鎖裝置，其特征在于，第一磁性裝置是一磁體。
107.如權利要求105或106中任何一項所述的閂鎖裝置，其特征在于，可變換的磁性裝置連接到閂鎖件上。
108.如權利要求105或106中任何一項所述的閂鎖裝置，其特征在于，第一磁性裝置連接到閂鎖件上。
109.如權利要求105至108中任何一項所述的閂鎖裝置，其特征在于，可變換的磁性裝置和第一磁性裝置彼此相對布置，這樣，當可變換的磁性裝置處于合上位置時可變換的磁性裝置吸引第一磁性裝置。
110.如權利要求105至108中任何一項所述的閂鎖裝置，其特征在于，可變換的磁性裝置和第一磁性裝置彼此相對布置，這樣，當可變換的磁性裝置處于合上位置時可變換的磁性裝置排斥第一磁性裝置。
111.如權利要求105至108中任何一項所述的閂鎖裝置，其特征在于，第一磁性裝置由一鐵磁性材料形成，而可變換的磁性裝置和第一磁性裝置彼此相對布置，這樣，當可變換的磁性裝置處于合上位置時可變換的磁性裝置吸引第一磁性裝置。
112.如權利要求105至111中任何一項所述的閂鎖裝置，其特征在于，第一磁性裝置安裝在閂鎖件上。
113.如權利要求105至111中任何一項所述的閂鎖裝置，其特征在于，可變換的磁性裝置安裝在閂鎖件上。
114.如權利要求105至113中任何一項所述的閂鎖裝置，其特征在于，還包括偏置裝置，它將閂鎖銷偏置到延伸的位置或縮回的位置。
115.如權利要求105至114中任何一項所述的閂鎖裝置，其特征在于，閂鎖件和第一磁性裝置安裝在第一件上，可變換的磁性裝置安裝在相對于第一件可移動的第二件上，其中，閂鎖裝置構造成將第一件閂鎖于第二件。
116.如權利要求105至114中任何一項所述的閂鎖裝置，其特征在于，閂鎖銷和第一磁性裝置以及可變換的磁性裝置安裝在第一件上，而閂鎖件適于被接納到相對于第一件可移動的第二件的接納孔中，其中，閂鎖裝置被構造成將第一件閂鎖于第二件。
117.一種這樣類型的可變換的磁性裝置，它包括一外殼、一第一永久磁體、一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，這樣，第一和第二磁體在一斷開位置與一合上位置之間彼此相對可轉動，在一斷開位置中該裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一合上位置中該裝置呈現一相對強的外磁場，其特征在于，該裝置還包括一安裝在外殼的至少一第一部分上的低磁阻分路，當裝置處于斷開位置時它被構造成至少部分地磁化，這樣，可忽略鄰近外殼的第一部分的由裝置呈現的外磁場，該裝置還包括一在裝置的磁體與外表面的一部分之間的高磁阻區域，其中，高磁阻區域具有足夠的磁阻，以使裝置外表面的所述部分呈現的磁通基本上恒定不變。
118.一種這樣類型的可變換的磁性裝置，它包括一外殼、一第一永久磁體、一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，這樣，第一和第二磁體在一斷開位置與一合上位置之間彼此相對可轉動，在一斷開位置中該裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一合上位置中該裝置呈現一相對強的外磁場，其特征在于，該裝置還包括一低磁阻分路，它被構造成當裝置處于斷開位置時至少部分地磁化，這樣，可忽略鄰近分路的由裝置呈現的外磁場。
119.如權利要求117或118中任何一項所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，分路被構造成當裝置處于合上位置時，裝置對鄰近分路呈現一相對強的外磁場。
120.如權利要求117至119中任何一項所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，分路與磁體被一氣隙分離。
121.如權利要求117至120中任何一項所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，當可變換的磁性裝置處于斷開位置時分路不被磁飽和，但當可變換的磁性裝置處于合上位置時它被磁飽和。
122.一種這樣類型的可變換的磁性裝置，它包括一外殼、一第一永久磁體、一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，這樣，第一和第二磁體在一斷開位置與一合上位置之間彼此相對可轉動，在一斷開位置中該裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一合上位置中該裝置呈現一相對強的外磁場，其特征在于，該裝置還包括一在裝置的磁體與外表面的一部分之間的高磁阻區域，其中，高磁阻區域具有足夠的磁阻，以使裝置外表面的所述部分呈現的磁通基本上恒定不變。
123.如權利要求117或122中任何一項所述的裝置，其特征在于，高磁阻區域可以是一空氣隙。
124.如權利要求117、122或123中任何一項所述的裝置，其特征在于，還包括一安裝在外殼外面的外殼，它至少部分地形成高磁阻區域。
125.如權利要求117或122至124中任何一項所述的裝置，其特征在于，還包括一安裝在外殼外面的間隔件，它至少部分地形成高磁阻區域。
126.如權利要求117或122至125中任何一項所述的裝置，其特征在于，高磁阻區域包括至少一個形成在外殼內的空穴。
127.如權利要求1至26中任何一項所述的裝置，其特征在于，還包括一用來可釋放地沿第一相對定向保持磁體的可釋放的保持裝置，所述可釋放的保持裝置可被釋放，以允許磁體移向第二相對定向。
128.如權利要求127所述的裝置，其特征在于，還包括用來致動可釋放的保持裝置以釋放所述磁體用的致動裝置。
129.如權利要求128所述的裝置，其特征在于，所述致動裝置包括一推鈕結構。
130.如權利要求127至129中任何一項所述的裝置，當附加于權利要求1至3中任何一項時，其特征在于，可釋放的保持裝置可釋放地保持偏置裝置。
131.一種被構造成與一外部導體電氣連接的電氣耦聯，所述耦聯包括至少一個被構造成形成電氣連接的接觸部分，而一可變換的磁性裝置被構造成當可變換的磁性裝置處于合上位置時保持接觸部分與外部導體導電的接觸。
132.如權利要求131所述的電氣耦聯，其特征在于，接觸部分安裝在可變換的磁性裝置的外殼上。
133.如權利要求131所述的電氣耦聯，其特征在于，接觸部分可與可變換的磁性裝置的外殼一體地形成。
134.如權利要求131至133中任何一項所述的電氣耦聯，其特征在于，電氣的耦聯包括兩個或多個接觸部分。
135.如權利要求134所述的電氣耦聯，其特征在于，耦聯還包括一在所述兩個或多個接觸部分之間的導電線路。
136.如權利要求131至135中任何一項所述的電氣耦聯，其特征在于，還包括致動裝置，它適于在合上與斷開狀態之間相對地轉動可變換的磁性裝置的磁體，以便有選擇地允許電氣耦聯裝置的耦聯和解除耦聯。
137.如權利要求131至136中任何一項所述的電氣耦聯，其特征在于，耦聯包括電纜接納裝置，它適于接納和與導電電纜形成電氣的接觸。
138.如權利要求131至137中任何一項所述的電氣耦聯，其特征在于，耦聯還包括電氣變換裝置，它被構造成有選擇地防止或允許電流通過耦聯。
139.如權利要求131至138中任何一項所述的電氣耦聯，其特征在于，致動裝置與電氣變換裝置相連，這樣，當可變換的磁性裝置處于斷開位置時阻止電流通過耦聯。
140.如權利要求131至139中任何一項所述的電氣耦聯，其特征在于，電氣耦聯還包括電氣絕緣裝置。
141.如權利要求131至140中任何一項所述的電氣耦聯，其特征在于，包括如權利要求1至54或權利要求127至130中任何一項所述的可變換的磁性裝置。
142.如權利要求131至141中任何一項所述的電氣耦聯，其特征在于，耦聯被構造成用于焊接的接地耦聯。
143.一種這樣類型的可變換的磁性裝置，它包括一外殼、一第一永久磁體、一第二永久磁體，第一和第二永久磁體安裝在外殼內，這樣，第一和第二磁體在一斷開位置與一合上位置之間彼此相對可轉動，在一斷開位置中該裝置呈現一相對弱的外磁場，而在一合上位置中該裝置呈現一相對強的外磁場，其特征在于，第一和第二磁體的相對定向可在合上與斷開位置之間變化，以產生一強度變化的外磁場。
144.如權利要求143所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，第一和第二磁體的相對定向在合上與斷開位置之間連續地變化。
145.如權利要求143所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，第一和第二磁體的相對定向在合上與斷開位置之間增量地變化。
146.一種顆粒偏轉裝置，它適于偏轉帶有電荷的顆粒移動通過偏轉裝置，所述偏置裝置包括一被構造成產生一偏轉所述顆粒的外磁場用的可變換的磁性裝置。
147.如權利要求146所述的顆粒偏轉裝置，其特征在于，包括如權利要求143至145中任何一項所述的可變換的永久磁體，以使顆粒偏轉的范圍受到控制。
148.一種被構造成在第一流體端口與第二流體端口之間形成流體連接的流體耦聯，其特征在于，所述流體耦聯還包括至少一個可變換的磁性裝置，它被構造成在可變換的磁性裝置處于合上位置時保持諸流體端口彼此流體連通。
149.如權利要求148所述的流體耦聯，其特征在于，流體耦聯包括致動裝置，它適于在合上與斷開狀態之間相對地轉動可變換的磁性裝置的磁體，以便有選擇地允許流體耦聯裝置的耦聯和解除耦聯。
150.如權利要求148或149中任何一項所述的流體耦聯，其特征在于，流體耦聯還包括被構造成在第一與第二流體端口之間控制流體流動用的流體控制裝置。
151.如權利要求150所述的流體耦聯，其特征在于，致動裝置與流體控制裝置相連，這樣，當可變換的磁性裝置處于斷開位置時防止流體的流動。
152.如權利要求148至151中任何一項所述的流體耦聯，其特征在于，包括如權利要求1至54或權利要求127至130中任何一項所述的可變換的永久磁體。
153.一種懸置裝置，它具有一相對于第二件懸置的第一件，該種裝置包括一與第一件相連的第一磁性裝置，而第二磁性裝置與第二件相連，其特征在于，所述第一或第二磁性裝置包括一可變換的磁性裝置。
154.如權利要求153所述的懸置裝置，其特征在于，所述第一和第二磁性裝置彼此相對布置，以使第一件相對于第二件懸置。
155.如權利要求153或154所述的懸置裝置，其特征在于，所述第一和第二磁性裝置布置成當所述可變換的磁性裝置呈現一相當強的外磁場時它們彼此排斥。
156.如權利要求153或154所述的懸置裝置，其特征在于，第一和第二磁性裝置布置成當所述可變換的磁性裝置呈現一相當強的外磁場時它們彼此吸引。
157.如權利要求154所述的磁性懸置裝置，其特征在于，所述第一和第二磁性裝置布置成當所述可變換的磁性裝置呈現一相當弱的外磁場時，它們彼此吸引。
158.如權利要求153至157中任何一項所述的懸置裝置，其特征在于，磁性懸置裝置還包括阻尼裝置，它包括一耦聯到第一或第二件上的導電部分，這樣，第一和第二件的相對運動致使導電部分在由第一或第二磁性裝置產生的磁場內移動。
159.如權利要求153至158中任何一項所述的懸置裝置，其特征在于，第一和第二件彼此相對滑動。
160.如權利要求153至159中任何一項所述的懸置裝置，其特征在于，第一磁性裝置包括一可變換的磁性裝置。
161.如權利要求153至160中任何一項所述的懸置裝置，其特征在于，第二磁性裝置包括一可變換的磁性裝置。
162.如權利要求153至161中任何一項所述的懸置裝置，其特征在于，在使用中，可變換的磁性裝置的外磁場可改變，以在懸置時變化第一和第二件的分離。
163.如權利要求153至162中任何一項所述的懸置裝置，其特征在于，該裝置包括一阻尼器或避震器。
164.一種這樣類型的磁性制動裝置，其中，通過對導體件施加磁性力，可減小導體件相對于磁性裝置的運動，其特征在于，磁性裝置包括一可變換的磁性裝置。
165.如權利要求164所述的磁性制動裝置，其特征在于，在使用中，可變換的磁性裝置的外磁場可在相對低水平和高水平之間改變，以改變導體件和磁性裝置的相對運動降低的速率。
166.如權利要求164或165中任何一項所述的磁性制動裝置，其特征在于，磁性裝置是靜止的，而導電件是移動的。
167.如權利要求164或165中任何一項所述的磁性制動裝置，其特征在于，導電件是靜止的，而磁性裝置是移動的。
168.如權利要求164或167中任何一項所述的磁性制動裝置，其特征在于，導電件基本上呈盤形。
169.如權利要求1至54或76至81或117至130中任何一項所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，可變換的磁性裝置包括指示磁體相對定向的指示裝置。
170.如權利要求169所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，在使用中，如果可變換的磁性裝置從外磁路強制移去，則指示裝置可在移去之前指示磁體的相對定向。
171.如權利要求169或170中任何一項所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，指示裝置是致動裝置。
172.如權利要求105所述的閂鎖裝置，其特征在于，閂鎖件包括第一磁性件。
173.如權利要求117至121中任何一項所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，當可變換的磁性裝置處于斷開位置時，分路幾乎被可變換的磁性裝置的外磁場磁飽和。
174.如權利要求117至122中任何一項所述的可變換的磁性裝置，其特征在于，分路是鐵磁性的。
全文摘要
一種可變換的磁性裝置，它具有安裝在一外殼內的第一和第二永久磁體(10、11)，以使諸磁體(10、11)能在一“完全斷開”位置與一“完全合上”位置之間彼此相對轉動，在一“完全斷開”位置中第一磁體的北極和南極基本上分別與第二磁體的南極和北極對齊，該裝置因此呈現一相對弱的外磁場，而在一“完全合上”位置中第一磁體的北極和南極基本上分別定位成與第二磁體的北極和南極對齊，該裝置呈現一相對強的外磁場。偏置裝置(30)可操作地與兩個磁體(10、11)中的一個或兩個相連，以偏置所述磁體朝向完全合上的位置相對轉動，其中，將所述裝置放在或靠近鐵磁體材料，致使磁體(10、11)轉動到一相對的定向，以使裝置呈現一相對強的外磁場。
文檔編號B66CGK1568527SQ02820169
公開日2005年1月19日 申請日期2002年8月26日 優先權日2001年8月24日
發明者F·克西佳恩 申請人:澳大利亞兒童玩具控股有限公司