阅读说明：本技术 磁性线性驱动装置和系统 (Magnetic linear drive device and system ) 是由 克拉克·B·佛斯特 约翰·科尔 约翰·李·威柏三世 于 2016-06-16 设计创作，主要内容包括：具有螺旋磁性阵列的驱动发生器。此外,联接部分联接到驱动发生器并且被配置为联接到载具。驱动构件被配置为至少部分地位于至少一个驱动发生器内,由此驱动构件磁性地联接到所述至少一个驱动体。此外,原动机联接到驱动构件并被配置为使驱动构件旋转,由此当驱动构件的一部分位于至少一个驱动发生器内时,原动机使得至少一个驱动发生器相对于驱动构件运动。(A drive generator having a helical magnetic array. Further, the coupling portion is coupled to the drive generator and configured to be coupled to the vehicle. The drive member is configured to be at least partially located within the at least one drive generator, whereby the drive member is magnetically coupled to the at least one drive body. Further, a prime mover is coupled to the drive member and configured to rotate the drive member, whereby when a portion of the drive member is located within the at least one drive generator, the prime mover causes the at least one drive generator to move relative to the drive member.)

具体实施方式

为了使图示说明简单和清楚，在适当的情况下，在不同附图中重复使用附图标记来指示对应或类似的元件。此外，为了提供对本文描述的实施方式的透彻理解。在此阐述了许多具体的细节。然而，本领域的普通技术人员应该理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文描述的实施方式。在其他情况下，没有对方法、过程和部件进行详细描述，以免使与之有关的被描述的相关特征不清楚。而且，这些描述不被认为会限制本文描述的实施方式的范围。

现在将介绍适用于本文全篇的几个定义。术语“大致”被定义为基本上符合特定的尺寸、形状或其他可大致修改的概念，因此部件不必是精确的。例如，大致圆柱形意味着物体类似于圆柱体，但可以与真实圆柱体有一个或多个偏差。“驱动力”是指使一个物体相对于另一个物体加速、保持运动或减速所需的力。本文所使用的“驱动力”是指大致与主要行进方向一致的力，该力不受两个物体之间的机械接触的影响。“驱动发生器”是被配置为产生磁波的装置，该磁波与驱动构件相互作用以相对于静止物体驱动可运动物体。在本文的使用中，驱动发生器也可以被称为驱动体。

本文使用的另一个术语是“导轨”。导轨是提供路径的装置或结构，从动构件可以沿着该路径运动，所述从动构件例如车厢、载具、弹射器部件、抛射体或转向架。导轨可以由一个或多个驱动构件形成，或者独立于驱动构件。从动构件是指被配置为沿导轨行进的装置。从动构件可以被至少部分地封闭、完全封闭或仅具有一个这样的表面：物体或人员可以被置于该表面上。从动构件可联接到转向架，该转向架又联接到导轨。转向架可以是车厢的一体化部件，也可以是可与车厢连接的独立部件。本文使用的转向架不一定包括轮子，而是可以被配置为与导轨接合。从动构件可以是车厢或载具。车厢或载具可以被配置为运输货物、乘客或其他物品。

本文使用的另一个术语是“联接”。联接可以指两个物体的链接或连接。联接可以是直接的或间接的。间接联接包括通过一个或多个中间物体连接两个物体。联接也可以指电气或机械连接。联接还可以包括没有物理接触的磁链接。

本文使用的另一个术语是“磁源”。磁源是自然地产生磁场或者可以被感应而产生磁场的任何材料。例如，磁源可以包括永磁体、电磁体、超导体等。

本发明提出了一种驱动发生器，该驱动发生器被配置为向从动构件提供动力。在至少一个实施例中，驱动发生器包括螺旋磁性阵列。螺旋磁性阵列可被配置为朝向驱动构件发射螺旋形磁通量。驱动构件可以配置为被容纳在螺旋磁性阵列内。驱动构件可以配置为被部分地容纳在螺旋磁性阵列内。此外，螺旋磁性阵列可以被配置为横越驱动构件，或者驱动构件可以横越螺旋磁性阵列。在至少一个实施例中，从动构件可以被配置为横越一个或多个驱动构件，该一个或多个驱动构件共同地形成导轨。导轨可以被配置为使得从动构件跟随导轨的路径。

驱动发生器还可以包括联接部分，该联接部分被配置为联接到从动构件。在驱动构件或螺旋磁性阵列旋转时，螺旋磁性阵列被配置为基于旋转的方向和速度横越所述驱动构件。本文所用的横越不是指哪个部件或元件正在运动，而是指一个部件或元件正在相对于另一个部件或元件运动，从而认为是一个部件横越另一个部件。在至少一个实施例中，螺旋磁性阵列可被配置为旋转。联接部分可被配置为允许旋转，同时提供大体的刚性和结构以使得从动构件能够横越驱动构件。

此外，本发明包括一种系统，该系统包括至少一个驱动发生器，该驱动发生器具有一个或多个与驱动发生器相关地进行描述的特征。如果联接部分不是驱动发生器的一部分的话，该系统还可以包括联接部分。此外，该系统可以包括超过一个驱动发生器。此外，该系统可以包括驱动构件和原动机。驱动构件被配置为至少部分地容纳在至少一个驱动发生器内。在其他实施例中，螺旋磁性阵列可以被配置为装配在驱动构件内。螺旋磁性阵列被配置为沿着驱动构件的方向发射螺旋形磁通量。

在至少一个实施例中，驱动发生器可被配置为向从动构件提供动力。驱动发生器可以包括螺旋磁性阵列。在至少一个实施例中，驱动发生器包括至少一个驱动体，该驱动体具有内表面和外表面。螺旋磁性阵列被配置为容纳驱动构件。在至少一个实施例中，螺旋磁性阵列包括多个磁源，该多个磁源被布置成可以形成螺旋结构。当驱动体存在时，螺旋结构相对于驱动体形成。在一个实施例中，多个磁源联接到驱动体的内表面。在另一个实施例中，多个磁源联接到驱动体的外表面。在又一个实施例中，多个磁源可以位于驱动体内。当多个磁源位于驱动体内时，可以在驱动体内形成凹槽以接纳所述多个磁源。在又一个实施例中，驱动体可以围绕多个磁源形成。联接部分可联接到驱动体和从动构件。在另一个实施例中，联接部分可以联接到驱动构件和从动构件。

本发明还描述了一种具有驱动发生器的驱动系统，该驱动发生器包括具有内表面和外表面的至少一个驱动体。该至少一个驱动体可以是中空构件的形式。在一个实施例中，该中空构件可以是圆柱体。多个磁源布被置成相对于驱动体形成螺旋结构。在至少一个实施例中，多个磁源联接到所述内表面。在另一个实施例中，多个磁源联接到所述外表面。在又一个实施例中，多个磁源可以位于驱动体内。联接部分可联接到至少一个驱动体和从动构件。驱动构件被配置为至少部分地位于所述至少一个驱动体内。当驱动构件至少部分地位于所述至少一个驱动体内时，驱动构件磁性地联接到该至少一个驱动体。原动机可以联接到驱动构件并且被配置为使驱动构件旋转，由此当驱动构件的一部分位于至少一个驱动体内时，使得至少一个驱动体相对于驱动构件运动。在另一个实施例中，原动机可以联接到至少一个驱动体并且被配置为使驱动体旋转，从而使得至少一个驱动构件相对于驱动体运动。在其他实施例中，驱动体和驱动构件都可以被配置为可旋转。在至少一个实施例中，驱动构件被配置为可旋转但被固定为保持相对于另一结构或地面的总的取向。在其他实施例中，多个磁源可以联接到驱动构件而不是驱动体。此外，驱动构件相对于驱动体的方向可以使得驱动体位于驱动构件内。

虽然本发明被示出为一种被配置为施加垂直驱动力的驱动系统，但是本发明可以被实施为施加水平驱动力、或者垂直或水平驱动力中的任一种、或其任意组合。联接部分使得驱动体能够改变位置以适应从垂直驱动力到水平驱动力的过渡，反之亦然，或允许相对于垂直以任意角度运动。

图1示出了在建筑物200内实施的驱动系统100。建筑物200可以具有形成在其中的至少一个竖井202。驱动系统100可以被配置为设置在竖井202内，并且向竖井202内的一个或多个从动构件(在本文中也被称为载具)118提供动力，从而使从动构件118在两个或更多个建筑楼层204之间转移。

驱动系统100可以具有驱动发生器102，该驱动发生器102具有至少一个驱动体104。驱动体104可以具有多个磁源(如图2所示)以与驱动构件120接合。驱动体104可以被配置为容纳驱动构件120的至少一部分。驱动构件120可被配置为围绕纵向轴线121旋转，以将动力施加在驱动体104上，从而使从动构件118运动。驱动体104可以通过一个或多个联接部分116联接到载具。

驱动系统100可以具有布置在竖井202内的超过一个的从动构件118。例如，如图所示，存在两个从动构件118。驱动系统100可具有两个从动构件118，每个从动构件118都具有一个或多个驱动体104。当存在超过一个从动构件118时，每一个相应的从动构件118都可以被配置为同时地或者独立地服务于建筑楼层204的不同分组。在一个实施例中，可以限制上部从动构件118运动到由下部从动构件118服务的楼层。在其他实施例中，上部从动构件118和下部从动构件118可以服务于相同的楼层，并且可以在竖井的顶部和底部形成存放区域。在替代实施例中，竖井可以允许水平运动以及垂直运动。例如，楼层可以被配置为容纳一机械开关以使得载具能够在水平以及垂直方向上运动。这可以包括在建筑物中形成水平的容纳空间。在至少一个实施例中，一个或多个驱动构件120和相应的驱动体104可被配置为可旋转以允许水平运动。在其他配置中，载具可以被配置为与提供水平运动的附加机械结构协作。在至少一个实施例中，本技术可被配置为用于水平运输。当配置为用于水平运输时，除了运动的方向不同以外，所描述的技术也是适用的。水平运输可以被实现为用于装配线、弹射器和其他机构。此外，如本文所指出的，该技术可以在同时存在水平运动和垂直运动分量的情况下实现。这可以通过具有成角度的部分来实现，该部分允许相对于楼层或地面的水平运动和垂直运动。在其他实施例中，该技术可以包括水平、垂直和成角度的分量的混合。

驱动系统100可以具有多个长度不同的驱动构件120。如可以在图1中理解的那样，驱动系统100具有上部从动构件118，该上部从动构件118设置在竖井202内并且被配置为服务于一组上层建筑楼层204。驱动系统100还具有下部从动构件118，该下部从动构件118设置在竖井202内并被配置为服务于一层或多层下层建筑楼层204。下部从动构件118具有单个驱动构件120，该驱动构件120延伸跨越多层建筑楼层204。在其他实施例中，本技术可以被实现为使得相比于其他楼层，载具能够更快地穿过一些楼层，这通常被称为快车模式。在这种配置中，某些楼层可以被跳过。在这种配置中，可以实施额外的仅在快速配置下运行的驱动发生器和驱动构件，以允许更高的速度。

图2示出了被配置为施加驱动力的驱动系统100。驱动系统100包括具有螺旋磁性阵列113的驱动发生器102。螺旋磁性阵列可以包括多个磁源112。在至少一个实施例中，螺旋磁性阵列可以联接到至少一个驱动体104或者是至少一个驱动体104的一部分。至少一个驱动体104可以是中空构件106的形式。在一个实施例中，中空构件106是圆柱形构件。在其他实施例中，中空构件106的内部可成形为容纳大致为圆柱形的物体，而中空构件106的外部可为另一种形状，例如截面为正方形、三角形或其他多边形。

至少一个驱动体104可以具有内表面108和外表面110。在至少一个实施例中，多个磁源112可以相对于至少一个驱动体104螺旋地布置并且联接到内表面108。在其他实施例中，多个磁源112可以形成在驱动体104内或安装在形成于驱动体104上的凹槽内。在又一些其他实施例中，多个磁源112可以联接到驱动体104的外部。在其他实施例中，驱动体104可以被去除并且螺旋磁性阵列113可以联接到联接部分116。在至少一个实施例中，螺旋磁性阵列113可以包括多个磁源112。本文给出的实施例涉及联接到驱动体104的内表面108的多个磁源112，但是任何上述的配置都可以被实施。下面的图4A至图4D还提供了一些实施例的截面图。

多个磁源112可以形成螺旋结构114，该螺旋结构114设置为围绕驱动体104的内表面108。多个磁源112可以是永磁体或电磁体，或二者的组合。在至少一个实施例中，螺旋结构114是具有螺旋地布置在内表面108上的两排磁源112的双重螺旋结构。在其他实施例中，螺旋结构114是具有螺旋地围绕内表面108布置的四排磁源的四重螺旋结构。在其他情况下，螺旋结构114可以是沿着内表面108的长度125螺旋地布置的任意个二的倍数排磁源。纵向延伸长度125可以大致平行于至少一个驱动发生器102的行进方向，并且驱动构件104被配置为围绕纵向轴线121旋转。可选地，驱动构件104具有纵向延伸长度125，该长度125大致平行于驱动体104的行进方向。

驱动体104可以具有联接部分116，该联接部分116联接到中空构件106和从动构件118(在图3中示出)。联接部分116可以是设置在驱动体104与从动构件118之间的凸缘或其他构件。根据驱动系统100的布置，联接部分116还可以将驱动体104和从动构件118可枢转地联接。枢转联接部分116可以允许驱动体104相对于从动部件118改变取向，由此改变驱动力的取向和行进的方向。在其他实施例中，联接部分116可以是固定的和不可枢转的。此外，联接部分可以在行进方向上是固定的，但是在其他方向上是顺应性的。如上面所指出的，联接部分可以被配置为允许驱动体104或螺旋磁性阵列113旋转，其中驱动体104不存在。

驱动系统100还包括驱动构件120，该驱动构件120被配置为当驱动构件120磁性地联接到至少一个驱动体104时，至少部分地位于至少一个驱动体104内。驱动构件120可以是被配置为在驱动体104内旋转的大致为圆柱形的管。驱动构件120也可以是基本实心的大致为圆柱形的元件。在至少一个实施例中，驱动构件120是大致圆柱形的铝合金管。

被容纳在驱动体内的驱动构件120的旋转在多个磁源112和驱动构件120之间感生出磁通量，并且感生的磁通量可以产生沿着驱动构件120的长度126推动驱动体104的驱动力。驱动构件120可以围绕纵向轴线121旋转。在至少一个实施方式中，所有驱动构件都被配置为围绕相同的纵向轴线121旋转。驱动构件120沿顺时针方向的旋转可产生沿第一方向的行进，驱动构件120沿逆时针方向的旋转可产生沿与第一方向相反的第二方向的行进。通过所述沿顺时针或逆时针方向的旋转所引起的行进方向，由螺旋结构114相对于驱动构件120的长度126的角度β来决定。(如图5所示)。由驱动力所引起的行进方向可以通过调整驱动构件120的旋转来改变、反转或修改。驱动力可以通过增大或减小驱动构件120的旋转速度来增大或减小。驱动构件120更快地旋转可产生更大的驱动力，从而以更高的速率推动从动构件118。反转驱动构件120的旋转方向可以反转驱动体104的行进方向。此外，减慢或反转驱动构件120的旋转可起到在行进期间制动或降低从动构件118的速度的作用。在其他情况下，沿反向运动的能力可用于产生能量。例如，在电梯的实施例中，驱动构件120将不需要被供应动力以使其下降。取而代之的是，在驱动构件120下降时，将容易地产生动力。此外，沿任何一个方向运作的能力都可以用来产生动力。

驱动系统100还可以包括被配置为使驱动构件120旋转的原动机122。原动机122可以是伺服电机，该伺服电机与驱动构件120联接并被配置为施加旋转。在其他实施例中，原动机122可以是齿轮装置、涡轮装置，带式装置、磁力装置或任何其他用于在驱动构件120上施加运动的方法。原动机122和原动机安装座128可以设置在驱动构件120的一端。安装托架130被配置为容纳驱动构件120的相对端。原动机122、原动机安装座128和安装托架130均可以成形为能被容纳在驱动体104内。在其他实施例中，原动机122可以通过一个或多个部件连接到驱动构件120，使得原动机122从驱动构件120偏移。

驱动体104可以具有狭槽124，该狭槽124形成在驱动体104中并且延伸中空构件106的长度。狭槽124可容纳原动机安装座128和/或安装托架130的一部分，从而使得驱动体104能够越过驱动构件120的至少一个端部。狭槽124使得驱动体104能够越越过驱动构件120。当原动机122相对于驱动构件偏移时，狭槽124也使得能够设置将原动机122联接到驱动构件120的驱动机构。

图3示出了驱动系统100，该驱动系统100被配置为在联接到从动构件118的驱动体104上施加运动。驱动系统100的比例可以如图所示或者以典型配置，驱动系统100的比例为驱动系统100相对于载具118的比例。例如，被示出的驱动系统用来解释驱动系统的部件，而不是示出所述部件相对于彼此和相对于载具118的比例。

从动构件118可以具有与其联接的、超过一个的驱动体104。尽管示出的实施例显示了两个驱动体104，但是从动构件118可以具有与其连接的一个、三个或任意数量的驱动体。从动构件118可以具有四个驱动体，其中两个设置在相对侧上。沿着驱动体104的长度形成的狭槽124使得在驱动系统100将运动施加到从动构件118上时，驱动构件120能被容纳在驱动体104内。当从动构件118行进时，狭槽124使得一个驱动构件120能够离开驱动体104，而相邻的驱动构件120能够被容纳在驱动体104中。

在垂直位移布置中，载具118可以是具有与其联接的一个或多个驱动体104的电梯轿厢或运输容器。每个驱动体104都可以容纳驱动构件120的至少一部分。导轨可以由多个驱动构件120形成，载具118可以沿着导轨行进。导轨的每个驱动构件120都可以具有相应的原动机122，并且能够相对于相邻的驱动构件120独立地旋转。在其他实施例中，一个原动机122可以被配置为驱动超过一个的驱动构件120。在超过一个驱动构件120联接至单个原动机122的实施例中，传动装置可以被实施为使得驱动构件120能够独立于与其联接的任何其他驱动构件而旋转。

驱动构件120在载具118和驱动体横越导轨的部分时旋转，而在载具没有横越导轨的相邻部分时保持静止。具有多个驱动构件120的导轨可以允许延长的位移，且通过仅旋转相邻的驱动构件120来维持能量效率，同时防止延伸长度126驱动构件120旋转。在垂直位移布置中，驱动系统100可以反向运行。载具118可以在重力的作用下向下位移，从而通过磁力联接使驱动构件120转动，以使得原动机122产生电力。如图所示，驱动构件120被配置为围绕纵向轴线121旋转。

由多个驱动构件120形成的导轨可以允许超过一个载具118独立于其他载具118横越相同的导轨。两个或更多个载具118或电梯轿厢可以设置在单个电梯竖井内并且被配置为可以横越导轨。在一个实施例中，载具118不能彼此通过，但是一个载具118可以横越导轨的一部分，而其他载具横越导轨的一不同部分。

在至少一个实施例中，载具118是电梯轿厢，该电梯轿厢配置为被容纳在具有导轨的电梯竖井内，该轨道沿着竖井的长度设置。两个或更多个电梯轿厢可以设置在单个电梯竖井内。第一载具118可以被配置为服务于第一组楼层(例如楼层1-楼层20)，而第二载具118可以被配置为服务于第二组楼层(例如楼层21-楼层40)。同一电梯竖井内的多个载具可以有利于增加运载量并减少电梯的占地面积。当以这种配置进行布置时，一个或多个载具被配置为提供通向楼层21的快速服务，或者在楼层20和楼层21之间存在内部连接。

驱动系统100可独立地旋转必要的驱动构件120以驱动第一载具、第二载具或使二者都被驱动。个体驱动构件120的独立旋转可以使得第一载具和第二载具能够在不同方向上彼此独立地运动。

图4A示出了驱动体104和容纳在其中的驱动构件120的截面图。驱动构件120可以大致被容纳在驱动体104内。此外，螺旋磁性阵列113被示出并且被配置为磁性地接合多个磁源112，该多个磁源112设置在驱动体104的内表面108上。多个磁源112可以布置成四重螺旋结构，该结构提供四排磁源，该四排磁源在驱动体104的内表面108的长度上延伸。该四排磁源可以具有两排第一极性的磁源和两排第二极性的磁源，该四排磁源围绕内表面108交替地设置。如可以在图4A中理解的那样，多个磁源112具有围绕内表面108交替地设置的两个正极性磁源和两个负极性磁源。

驱动构件120相对于驱动体104的旋转可以在多个磁源112和所述驱动构件120之间感生出磁通量132。磁通量132通过驱动力使得驱动体104相对于驱动构件120运动。驱动构件120可以是大体的圆柱形管。在至少一个实施例中，驱动构件120由铝合金形成。

多个磁源112可以联接到驱动体104的内表面108，或者齐平地安装在驱动体的内表面108内。(如图4B所示)。驱动体104可以是任何形状并且具有中空构件106，该中空构件106成形为用于容纳相应形状的驱动构件120。驱动体可以是正方形、矩形或任何多边形形状，并且具有中空构件106，该中空构件106具有与驱动构件120对应的形状，该驱动构件120被配置为容纳在中空构件106内。

中空构件106可以成形为与驱动构件120的形状相对应的形状。中空构件106可以是被配置为用于容纳驱动构件120的正方形、矩形或任何多边形。可选地，中空构件106可以是独立于驱动构件120的形状的任何多边形，并且具有设置在多个磁源112和中空构件106的内表面108之间的凸缘。该凸缘可以将多个磁源112布置为使之对应于驱动构件120的形状。

在至少一个实施例中，中空构件106具有大致矩形形状的内表面108，并且被配置为容纳大致圆柱形的驱动构件120。无论中空构件106的空间如何，凸缘都能够以螺旋布置联接多个磁源112。

图4B为类似于图4A中所示的截面。图4B示出了驱动体104和容纳在其中的驱动构件120的截面图。多个磁源112设置在驱动构件120内。多个磁源112可以以期望产生螺旋形磁通量的任何取向布置。

图4C为类似于图4A中所示的截面。图4C示出了驱动体104和容纳在其中的驱动构件120的截面图。多个磁源112设置在外表面110上。

图4D为类似于图4A中所示的截面。图4D示出了不存在驱动体104的情况下的螺旋磁性阵列113的截面图。在这种配置中，螺旋磁性阵列113被设置为使得提供到螺旋磁性阵列113和驱动构件120的空气流量增加。在其他实施例中，驱动体104可被穿孔使得提供到螺旋磁性阵列113和驱动构件的空气流量增加。

图5示出了中空构件106的内表面108的截面图。多个磁源112可以围绕中空构件106的内表面108螺旋地布置。螺旋布置可以相对于中空构件106的纵向轴线成一角度β。螺旋布置可以以任何角度β形成，但优选在15度和75度之间。该螺旋布置在多个磁源112和驱动构件120之间产生磁通量，由此在驱动体上施加动力。当角度β向零(0)度靠近时，驱动体上的动力也向零靠近，从而使得在角度β为零(0)度时，驱动体上的动力为零。

当驱动体104相对于驱动构件120运动时，驱动系统100(如图3所示)可以在中空构件106的至少一部分内形成电磁通量。电磁通量可以取决于一角度(β)，该角度(β)位于至少一个驱动体104相对于至少一个驱动构件120的旋转方向与驱动体104的多个磁源112的轴线138之间。增大/减小驱动构件120的旋转速度可以增大/减小矢量V_行进，且反转驱动构件120的旋转方向可以产生与原始V_行进相反的矢量V_行进。

如图5所示，多个磁源112相对于驱动体104被示出。如图所示，多个磁源112沿着行进方向以速度(V_行进)运动。磁源112的法向速度(V_N)可以计算为V_N＝sin(β)*V_行进，其中β是形成在行进方向与螺旋结构114的轴线138之间的角度。对于磁源112的给定配置，可以导出法向速度常数K_FN和峰值速度V_峰值。一旦知道了K_FN和V_峰值的值，就可以用下面的公式确定法向力(F_N)：F_N＝K_FN*(V_N*V_峰值)/(V_N^2+V_峰值^2)。一旦计算出法向力(F_N)，就可以使用下面的公式来确定拖曳力(F_D)：F_D＝sin(β)*F_N。在一些典型运行条件下，角度β的值很小，所以F_D是F_N的一个小的分量。同样在一些典型运行条件下，V_N的值远小于V_峰值的值，所以FN近似为K_FN*V_N，F_D近似为sin(β)*sin(β)*K_FN*V_行进。因此，可以理解，低迎角(β)增加升阻比(Lift-to-dragratio)。

螺旋结构114可以具有顺时针取向或逆时针取向，从而确定由驱动构件120的旋转感生的驱动力的方向和由此产生的运动的方向。当驱动构件120顺时针旋转时，具有顺时针取向的螺旋结构114可以沿第一方向施加驱动力，而当驱动构件120逆时针旋转时，具有顺时针取向的螺旋结构114可以沿与第一方向相反的第二方向施加驱动力。当驱动构件120顺时针旋转时，具有逆时针取向的螺旋结构114可以沿第二方向施加驱动力，而当驱动构件120逆时针旋转时，具有逆时针取向的螺旋结构114可以沿与第一方向相反的第一方向施加驱动力。

图6示出了具有驱动体104的驱动系统100，该驱动体104具有两个部分。如上图所述，两个部分134和136具有大致相同的尺寸并且近似为驱动体104的一半。在其他实施例中，两个部分134和136可以是不同的尺寸。例如，两个部分中的一个可以被设定尺寸，使得该两个部分中的一个大约是整个驱动体104的四分之一，而另一个大约是整个驱动体104的四分之三。驱动体104也可以被描述为两个对开螺母：第一对开螺母134和第二对开螺母136。第一对开螺母134和第二对开螺母136可以彼此连接以形成中空构件106。在一些情况下，第一对开螺母134和第二对开螺母136可以大致相等以形成两个大致相等的半部。

第一对开螺母134和第二对开螺母136中的每一个都可以具有内表面108和联接到内表面108的多个磁源112。多个磁源112可以相对于组装好的第一对开螺母134和第二对开螺母136的内表面设置成螺旋结构114。

第一对开螺母134和第二对开螺母146可被组装以共同地将驱动构件120容纳在中空构件106内。第一对开螺母134和第二对开螺母136可以相对于驱动构件120向内和向外移动以接合或脱离与驱动构件的磁性联接，随着第一对开螺母134和第二对开螺母136向外移动(彼此远离)，在二者之间会形成间隙。向内和向外的运动可以通过偏置的联接构件实现，从而使得第一对开螺母134和第二对开螺母136能够相对于彼此位移。偏置元件可以是弹簧、线性致动器或其他类似的可偏置元件。第一对开螺母134和第二对开螺母136可以通过铰链装置联接在一起，该铰链装置使得第一对开螺母134和第二对开螺母136能够相对于驱动构件120以蛤壳式结构枢转。在其他实施例中，对开螺母可以具有可伸出的销以使相邻的对开螺母发生位移，从而脱离与驱动构件120的磁性联接。

如可以在图6中理解的那样，驱动系统100可以具有两个驱动体104，其中一个驱动体104包括具有顺时针磁性螺旋结构取向的第一对开螺母134和第二对开螺母136，第二驱动体104包括具有逆时针磁性螺旋结构取向的第一对开螺母和第二对开螺母136。驱动体104可选择性地与驱动构件120接合，从而提供载具118或其他从动构件的快速反转。驱动构件120可以保持恒定的旋转，并且第一驱动体或第二驱动体可以接合，由此停止和/或反转载具的行进方向。

图7示出了驱动系统300的另一个实施例。驱动系统300具有与驱动构件320接合的驱动体304。驱动体304被配置为在其中容纳驱动构件320。驱动体304可以具有多个磁源312，该多个磁源312与驱动体304的内表面308联接。多个磁源312可以布置成螺旋结构314，从而产生螺旋形磁通量。此外，驱动体304可以包括中空构件306，该中空构件306的尺寸被设置为使得驱动构件320从中空构件306中穿过。

驱动体304可以被配置为围绕固定的驱动构件320旋转，从而沿着驱动构件320的纵向轴线将驱动力施加到驱动体304上。当驱动体304沿顺时针方向旋转时，由多个磁源312形成的螺旋结构314能够产生沿第一方向的力的动力，当驱动体304沿逆时针方向旋转时，由多个磁源312形成的螺旋结构314能够产生沿与第一方向相反的第二方向的动力。

固定的驱动构件320可以参照上面关于旋转的驱动构件320的描述。驱动构件320可以是大致为圆柱形的管，该圆柱形管被配置为与多个磁源312磁性地接合。在至少一个实施例中，驱动构件320可以由铝合金形成。

驱动体304可具有原动机，该原动机被配置为使驱动体304旋转。原动机可以与驱动体304联接并且使得驱动体304可以旋转。原动机可以包括一个或多个轴承或齿轮以使得驱动体304可以独立地旋转。在至少一个实施例中，原动机是齿轮装置，该齿轮装置可以与驱动体的中空构件306的外表面310接合。驱动系统300可以包括载具(未示出)以使得通过驱动体304的旋转可以沿着驱动构件320输送人或货物。

在其他实施例中，本技术可以通过其他配置来实现。在如上所述的配置中，螺旋磁性阵列被配置为横越驱动构件。在这种配置中，螺旋磁性阵列不受向心力的作用。在另一个实施例中，螺旋磁性阵列可以旋转，这导致该螺旋磁性阵列经受向心力的作用。这要求螺旋磁性阵列被配置为能够抵抗该运动。在一个实施例中，如图8所示，螺旋磁性阵列在驱动构件内旋转。

图8示出了螺旋磁性阵列推进系统800的实施例。推进技术是螺旋磁性阵列(Helical Magnetic Array)802，或简称HMA。HMA 802是一种刚性圆柱体，该圆柱体上缠绕有单极磁源螺旋线。当放置在导电材料(例如铝)管804内时，所形成的螺纹状(螺旋形)磁性阵列802可以将旋转力转变为线性力，反之亦然。随着HMA圆柱体802在管804(也被称为反应管)内旋转，在所述管的材料内形成电涡流，这导致在圆柱体和管之间产生轴向力。如果圆柱体802可自由地轴向运动，则圆柱体802将以由旋转速率和当前对运动的抵抗程度所确定的速率沿管804的内部运动。类似地，如果圆柱体802在管804内轴向运动，则会在圆柱体802和管804之间产生旋转力。还产生了二次力，即径向对中力，该径向对中力支承圆柱体802，使其远离与反应管804内壁的接触。

在本HMA推进系统800中，反应管804具有狭槽，该狭槽在反应管804的长度上延伸，支撑臂可以通过该狭槽来支承HMA圆柱体802。这些支撑臂可以连接到由HMA推进系统800运输的载具、转向架或其他物体。反应管804沿着轨道的行进方向大致连续。常规的旋转电机使HMA圆柱体802旋转，从而向载具提供无接触的推进。当电能输入停止时，载具的动能作为旋转能量被传递回圆柱体802。仍然连接到电机的旋转圆柱体802可以用作发电机，以将运动系统的动能转换回电能，换句话说，再生。

旋转电机的电力可以由车载电池或发电机提供，或者可以通过电缆、感应式或滑动式电触点传送到载具。也可以利用其他形式的旋转电机，例如内燃机或燃气轮机，来驱动HMA圆柱体802。HMA推进系统800可以实现高达100mps(223mph)的速度。在其他实施例中，根据所涉及的结构和材料，HMA推进系统800可以实现高于100mps的速度。

HMA系统800的更有吸引力的属性之一是反应管结构的简单性。在大多数情况下，反应管只是一个开槽的铝管。在至少一个实施例中，壁厚可以在8毫米(mm)和13毫米(mm)之间，直径可以在300毫米(mm)左右。绝对直线度不是关键因素，因为HMA 802的表面和反应管804的内表面之间的气隙可以是几毫米。在一个实施例中，气隙可以大约为5mm-10mm。同样，表面光滑度对于运行来说并不重要。反应管也可以是湿的、冰的、脏的或油腻的，这对系统的磁性牵引力没有任何影响。

在紧急停止的情况下，HMA圆柱体802可以对载具施加极大的减速力。这可以通过将产生的电能“倾倒”进电阻器组中或通过机械制动或者甚至锁定旋转轴来实现。

HMA推进系统也可应用于其他水平运输系统，例如大型列车、载料驳船、线性致动器或输送系统。HMA推进系统也可以很好地应用于垂直运输系统，如电梯。随着建筑物高度的增长，电梯不得不服务更长的行程，电梯电缆的问题或者这些问题的消除，已成为技术发展的中心。线性感应电机(Linear induction motor，简称LIM)已经被认为越来越有吸引力。在许多方面，HMA的功能类似于LIM，但前者具有一些显着的优点。与LIM相比，HMA往往是非常有效率的。而且，与LIM反应轨道相比，HMA的反应管明显不那么复杂、精密和昂贵。在HMA的情况下，公差要大得多。并且HMA具有良好的失效保护功能特性，断电时可以自动接合竖井制动机构或锁定机构，以有效防止电梯自由下坠。

也可以设想的是，可以设计不限于单一垂直路径，而是可使用导轨切换技术切换路径的电梯系统。通过这种方式，一个装载多个轿厢的电梯竖井集群可以更快速、更直接地运输更多的人。

应该相信的是，这些实施例和优点将从前面的描述中被理解，并且显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围或者牺牲其所有优点的情况下，可以进行各种改变，前面描述的实施例仅仅是本发明的示例。