新闻资讯
国外构建非接触式磁力齿轮的新方法
（A）经典配置，其中两个旋转磁体（以红色，绿色和蓝色箭头旋转显示）共享相同的旋转轴（灰色箭头）。类似的设置用于现代牛奶起泡器和食品搅拌器，以及化学实验室中的磁力搅拌器。 （B）在该研究中研究的一种配置是旋转磁体的旋转轴（灰色箭头）彼此垂直。
你用来准备卡布奇诺的新牛奶起泡器很可能使用磁性齿轮。磁性齿轮像机械齿轮一样传递旋转运动，但是它们使用磁性吸引力和旋转磁体之间的排斥力而不是齿。冲绳科学技术研究生院（OIST）的博士后学者JohannesSchönke博士在物理评论中发表了应用一种理论，该理论扩展了光滑磁耦合的可能性和应用，可以在没有任何反作用力的情况下产生均匀的运动。该研究在纳米技术，微流体和机器人技术方面有几个潜在的应用。
与机械齿轮相比，磁齿轮具有多个优点。主要是零件之间没有直接接触。虽然机械齿轮（例如手表内的啮合齿轮）通过移动齿之间的接触传递运动，但磁齿轮是非接触式的。磁力齿轮需要较少的维护，无需润滑，它们具有更好的可靠性和效率，并且它们产生更低的振动和噪音。磁性齿轮通常基于铁，硼和钕的合金，这产生迄今已知的最强的永磁体。
厨房中的一些食物搅拌器，化学实验室中的磁力搅拌器或其他工业磁力联轴器基于两个磁体围绕同一轴旋转的想法。 “我想探索将输入轴和输出轴定位在任何所需倾角的可能性，”Schönke博士解释道。 “此外，两个磁体的某些配置允许在特定位置添加第三磁体并仍然保持平滑耦合”。作为一个说明性示例，Schönke博士模拟了一艘桨船，其中两个磁铁连接到桨叶，一个连接到驱动系统。如果驱动系统的磁铁旋转，则桨叶以同步方式移动以向前推动船。有趣的是，由于磁耦合的非接触性质，桨轴固定在船外，并且它不会穿透船体。然而，三个磁体的位置之间的特定三角形几何形状是至关重要的，以使耦合平稳地工作。将来，这种技术在微系统和纳米系统中将特别有用。对于船模型的桨叶，可以从外部以非接触方式控制放置在微通道内的微型泵和阀门的运动。
通过考虑四极杆和磁体之间的相互作用，可以进一步探索机械齿轮和磁齿轮之间的相同类比，每个齿轮围绕特定轴旋转。构造四极杆的一种方法是放置四个像十字架的磁铁，其位置使得两个北极和两个南极交替地面向中心。四极杆可以被认为是具有两倍于单个磁体的齿的齿轮。因此，当磁铁旋转整个周期时，四极杆仅旋转半个周期。通过旋转磁铁，四极杆相应地旋转，就像机械齿轮机构一样。
使用三个相互作用的旋转磁铁（红色箭头）作为驱动器的桨船的说明性示例。两个磁铁连接到桨叶，一个连接到驱动器。如果驱动磁铁旋转，则拨片相应地移动。