Система и способ полевой эмиссии

Система и способ полевой эмиссии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится в основном к системе и способу полевой эмиссии. Более конкретно настоящее изобретение относится к системе и способу, где коррелированные конструкции магнитного и/или электрического поля создают пространственные силы в соответствии с относительным выравниванием конструкций полевой эмиссии и функции пространственных сил.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Характеристики выравнивания магнитных полей использовались для достижения прецизионного движения и позиционирования объектов. Ключевым принципом работы двигателя переменного тока (AC) является то, что постоянный магнит вращается, чтобы поддерживать свое выравнивание во внешнем вращающемся магнитном поле. Этот эффект является основой для ранних двигателей переменного тока, включая «Электромагнитный двигатель», на который Nikola Tesla получил патент США 381968 1 мая 1888 г. 19 января 1938 г. Marius Lavet получил патент Франции 823395 на шаговый двигатель, который он сначала использовал в кварцевых часах. Шаговые двигатели делят полный оборот двигателя на дискретное количество шагов. Посредством управления моментами временем, во время которых активизируются и деактивизируются электромагниты вокруг двигателя, можно точно управлять положением двигателя. Управляемые компьютером шаговые двигатели представляют собой один из наиболее универсальных видов систем позиционирования. Они обычно управляются цифровым способом как часть системы с разомкнутым контуром и являются более простыми и более надежными, чем сервосистемы с замкнутым контуром. Они используются в промышленном высокоскоростном перегрузочном оборудовании и многоосных машинах с числовым программным управлением (CNC). В области лазеров и оптики они часто используются в оборудовании прецизионного позиционирования, таком как линейные исполнительные механизмы, линейные столики, поворотные столики, гониометры и крепления зеркал. Они используются в упаковочных машинах и при расположении пилотных ступеней клапана для систем с гидроуправлением. Они также используются во многих коммерческих продуктах, включая приводы гибких дисков, планшетные сканеры, принтеры, плоттеры и т.п.

Хотя характеристики выравнивания магнитных полей используются в некоторых специализированных промышленных оборудованиях и в относительно ограниченном количестве коммерческих продуктов, их использование для целей прецизионного выравнивания в основном ограничено по объему. Для большинства процессов, где является важным выравнивание объектов, например, жилищное строительство, обычно применяются относительно примитивные методы и инструменты выравнивания, такие как угольник плотника и уровень. Кроме того, давно проверенные инструменты и механизмы для соединения объектов друг с другом, такие как молотки и гвозди; отвертки и винты; гаечные ключи и гайки и болты и т.п., когда они используются с примитивными методами выравнивания, приводят к значительно худшему, чем точное жилищное строительство, что обычно приводит к смерти и повреждению, когда разваливаются дома, сдувает крыши во время шторма и т.д. В основном существует значительное количество бесполезно расходуемого времени и энергии в большинстве процессах, к которым средний человек привык, которые являются непосредственным результатом неточности выравнивания смонтированных объектов. Обработанные детали быстрее изнашиваются, двигатели являются менее эффективными, приводя к более высокому загрязнению, здания и мосты разваливаются из-за ненадлежащей конструкции и т.п.

Было обнаружено, что различные свойства полевой эмиссии могут использоваться в многочисленных применениях.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вкратце, настоящее изобретение представляет собой улучшенную систему и способ полевой эмиссии. Изобретение относится к конструкциям полевой эмиссии, содержащим источники электрического или магнитного поля, имеющие величины, полярности и положения, соответствующие требуемой функции пространственных сил, где пространственная сила создается на основе относительного выравнивания конструкций полевой эмиссии и функции пространственных сил. Изобретение в данном документе иногда упоминается как коррелированный магнетизм, коррелированные полевые эмиссии, коррелированные магниты, кодированный магнетизм или кодированные полевые эмиссии. Конструкции магнитов, расположенных обычно (или «естественно»), когда их взаимодействующие полюса чередуются, упоминаются в данном документе как некоррелированный магнетизм, некоррелированные магниты, некодированный магнетизм или некодированные полевые эмиссии.

Согласно одному варианту осуществления изобретения система полевой эмиссии содержит первую конструкцию полевой эмиссии и вторую конструкцию полевой эмиссии. Каждая из первой и второй конструкций полевой эмиссии содержит массив источников полевой эмиссии, причем каждый имеет положения и полярности, относящиеся к требуемой функции пространственных сил, которая соответствует относительному выравниванию первой и второй конструкций полевой эмиссии в домене поля. Положения и полярности каждого источника полевой эмиссии каждого массива источников полевой эмиссии могут определяться в соответствии с по меньшей мере одной корреляционной функцией. По меньшей мере одна корреляционная функция может быть в соответствии с по меньшей мере одним кодом. По меньшей мере одним кодом может быть по меньшей мере один из псевдослучайного кода, детерминированного кода или разработанного кода. По меньшей мере одним кодом может быть одномерный код, двумерный код, трехмерный код или четырехмерный код.

Каждый источник полевой эмиссии каждого массива источников полевой эмиссии имеет соответствующую амплитуду и направление вектора полевой эмиссии, определенные в соответствии с требуемой функцией пространственных сил, где зазор между первой и второй конструкциями полевой эмиссии и относительное выравнивание первой и второй конструкций полевой эмиссии создает пространственную силу в соответствии с требуемой функцией пространственных сил. Пространственная сила содержит по меньшей мере одно из пространственной силы притяжения или пространственной силы отталкивания. Пространственная сила соответствует пиковой пространственной силе упомянутой требуемой функции пространственных сил, когда упомянутые первая и вторая конструкции полевой эмиссии, по существу, выровнены, так что каждый источник полевой эмиссии упомянутой первой конструкции полевой эмиссии, по существу, выровнен с соответствующим источником полевой эмиссии упомянутой второй конструкции полевой эмиссии. Пространственная сила может использоваться для получения энергии, передачи энергии, движения объекта, прикрепления объекта, автоматизации функции, управления инструментом, издания звука, нагрева окружающей среды, охлаждения окружающей среды, воздействия на давление окружающей среды, управления потоком текучей среды, управления потоком газа и управления центробежными силами.

При одном устройстве пространственная сила обычно составляет около порядка величины, которая меньше пиковой пространственной силы, когда первая и вторая конструкции полевой эмиссии, по существу, не выровнены, так что источник полевой эмиссии первой конструкции полевой эмиссии, по существу, выровнен с соответствующим источником полевой эмиссии упомянутой второй конструкции полевой эмиссии.

Домен поля соответствует полевым эмиссиям от массива первых источников полевой эмиссии первой конструкции полевой эмиссии, взаимодействующим с полевыми эмиссиями от массива вторых источников полевой эмиссии второй конструкции полевой эмиссии.

Относительное выравнивание первых и вторых конструкций полевой эмиссии может являться результатом соответствующей функции траектории движения по меньшей мере одной из первой и второй конструкций полевой эмиссии, где соответствующая функция траектории движения представляет собой одну из функции траектории одномерного движения, функции траектории двумерного движения или функции траектории трехмерного движения. Соответствующей функцией траектории движения может быть по меньшей мере одна из функции траектории линейного движения, функции траектории нелинейного движения, функции траектории вращательного движения, функции траектории цилиндрического движения или функции траектории сферического движения. Соответствующая функция траектории движения определяет движение относительно времени для по меньшей мере одной из первой и второй конструкций полевой эмиссии, где движением может быть по меньшей мере одно из движения вперед, движения назад, движения вверх, движения вниз, движения влево, движения вправо, поворота в горизонтальной плоскости, наклона и/или качения. При одном устройстве функция траектории движения определяет вектор движения, имеющий направление и амплитуду, которые изменяются во времени.

Каждый массив источников полевой эмиссии может представлять собой один из одномерного массива, двумерного массива или трехмерного массива. Полярности источников полевой эмиссии могут представлять собой по меньшей мере одну из северных-южных полярностей или положительной-отрицательной полярности. По меньшей мере один из источников полевой эмиссии содержит источник магнитной полевой эмиссии или источник электрической полевой эмиссии. По меньшей мере одним из источников полевой эмиссии может быть постоянный магнит, электромагнит, электрет, намагниченный ферромагнитный материал, часть намагниченного ферромагнитного материала, мягкий магнитный материал или сверхпроводящий магнитный материал. По меньшей мере одной из первой и второй конструкций полевой эмиссии может быть по меньшей мере одно из заднего слоя поддержки, переднего насыщаемого слоя, активного промежуточного элемента, пассивного промежуточного элемента, рычага, защелки, поворотного соединения, источника тепла, теплоотвода, индукционной петли, нихромовой проволоки гальванического покрытия, встроенной проволоки или механизма подавления. По меньшей мере одна из первой и второй конструкций полевой эмиссии может быть плоской конструкцией, конической конструкцией, цилиндрической конструкцией, изогнутой поверхностью или ступенчатой поверхностью.

Согласно другому варианту осуществления изобретения способ управления полевой эмиссией содержит определение требуемой функции пространственных сил, соответствующей относительному выравниванию первой конструкции полевой эмиссии и второй конструкции полевой эмиссии в домене поля, и установление в соответствие с требуемой функцией пространственных сил положения и полярности каждого источника полевой эмиссии первого массива источников полевой эмиссии, соответствующих первой конструкции полевой эмиссии, и каждого источника полевой эмиссии второго массива источников полевой эмиссии, соответствующих второй конструкции полевой эмиссии.

Согласно другому варианту осуществления изобретения система полевой эмиссии содержит первую конструкцию полевой эмиссии, содержащую множество первых источников полевой эмиссии, имеющих положения и полярности в соответствии с первой корреляционной функцией, и вторую конструкцию полевой эмиссии, содержащую множество вторых источников полевой эмиссии, имеющих положения и полярности в соответствии со второй корреляционной функцией, причем первая и вторая корреляционные функции соответствуют требуемой функции пространственных сил, первая корреляционная функция дополняет вторую корреляционную функции, так что каждый источник полевой эмиссии из упомянутого множества первых источников полевой эмиссии имеет соответствующий источник полевой эмиссии ответной части из множества вторых источников полевой эмиссии, и первые и вторые конструкции полевой эмиссии, по существу, коррелируются тогда, когда, по существу, выровнены ответные части источников полевой эмиссии.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение описывается с ссылкой на прилагаемые чертежи. На чертежах подобные позиции указывают идентичные или функционально подобные элементы. Кроме того, самая левая цифра(ы) позиции определяет чертеж, на котором первый раз появляется позиция.

Фиг.1 изображает южный и северный полюса и векторы магнитного поля примерного магнита;

фиг.2 изображает железные опилки, ориентированные в магнитном поле, создаваемом стержневым магнитом;

физ.3а изображает два магнита, выровненных так, что их полярности являются противоположными по направленности, приводя к пространственной силе отталкивания;

фиг.3b изображает два магнита, выровненных так, что их полярности являются одинаковыми по направленности, приводя к пространственной силе притяжения;

фиг.4а изображает два магнита, имеющих существенное выравнивание;

фиг.4b изображает два магнита, имеющих частичное выравнивание;

фиг.4с изображает магниты разного размера, имеющие частичное выравнивание;

фиг.5 изображает код Баркера длиной 7, используемый для определения полярностей и положений магнитов, составляющих конструкцию магнитной полевой эмиссии, где все магниты имеют одинаковую напряженность поля;

фиг.6 изображает двоичную функцию автокорреляции кода Баркера-7;

фиг.7 изображает код Баркера длиной 7, используемый для определения полярностей и положений магнитов, составляющих первую конструкцию магнитной полевой эмиссии, где два из магнитов имеют разные напряженности поля;

фиг.8 изображает примерную функцию пространственных сил двух конструкций магнитной полевой эмиссии по фиг.7;

фиг.9 изображает примерный перенос кода в коде Баркера длиной 7, который используется для определения полярностей и положений магнитов, составляющих первую конструкцию магнитной полевой эмиссии;

фиг.10 изображает примерную функцию пространственных сил двух конструкций магнитной полевой эмиссии по фиг.9, где повторяется вторая конструкция магнитной полевой эмиссии;

фиг.11а-11d изображают 27 разных выравниваний двух конструкций магнитной полевой эмиссии, где код Баркера длиной 7 используется для определения полярностей и положений магнитов, составляющих первую конструкцию магнитной полевой эмиссии, которая соответствует двум модулям кода Баркера длиной 7 от начала до конца;

фиг.12 изображает примерную функцию пространственных сил двух конструкций магнитной полевой эмиссии по фиг.11а-11d;

фиг.13а изображает примерную функцию пространственных сил конструкций магнитной полевой эмиссии, создаваемую повторением одномерного кода по второму размеру N раз, когда движение совершается по коду;

фиг.13b изображает примерную функцию пространственных сил конструкций магнитной полевой эмиссии, создаваемую повторением одномерного кода по второму размеру N раз, когда движение поддерживает выравнивание вплоть до всех N кодированных строк конструкции и вниз до одной;

фиг.14а изображает двумерный код подобный коду Баркера и соответствующую двумерную конструкцию магнитной полевой эмиссии;

фиг.14b изображает примерные функции пространственных сил, являющиеся результатом конструкции магнитной полевой эмиссии зеркального изображения и конструкции магнитной полевой эмиссии зеркального изображения, повернутой на -90°, движущейся по конструкции магнитной полевой эмиссии;

фиг.14с изображает варианты конструкции магнитной полевой эмиссии, где строки переупорядочены случайным образом при попытке оказать влияние на ее характеристики направленности;

фиг.14d и 14е изображают примерные функции пространственных сил выбранных конструкций магнитной полевой эмиссии, имеющих случайно переупорядоченные строки, двигающихся по конструкциям магнитной полевой эмиссии зеркального изображения, как без поворота, так и с поворотом на -90°, соответственно;

фиг.15 изображает примерные односторонние коды скользящего замка и двусторонние коды скользящего замка;

фиг.16а изображает примерный код парения и соответствующие конструкции магнитной полевой эмиссии, которые никогда не достигают существенного выравнивания;

фиг.16b описывает другой примерный код парения и соответствующие конструкции магнитной полевой эмиссии, которые никогда не достигают существенного выравнивания;

фиг.16с описывает примерную конструкцию магнитной полевой эмиссии, где конструкция магнитной полевой эмиссии зеркального изображения, соответствующая коду размера 7×7, подобному коду Баркера, парит где-нибудь над конструкцией при условии, что она не вращается;

фиг.17а изображает примерную конструкцию магнитной полевой эмиссии, содержащую девять магнитов, расположенных так, что они наполовину перекрываются в одном направлении;

фиг.17b изображает функцию пространственных сил конструкции магнитной полевой эмиссии по фиг.17а, взаимодействующей с ее конструкцией магнитной полевой эмиссии зеркального изображения;

фиг.18а изображает примерный код, предназначенный для получения конструкции магнитной полевой эмиссии, имеющей первую более сильную фиксацию, когда она выровнена с конструкцией магнитной полевой эмиссии ее зеркального изображения, и вторую более слабую фиксации, когда она повернута на 90° относительно конструкции магнитной полевой эмиссии ее зеркального изображения;

фиг.18b изображает примерную функцию пространственных сил примерной конструкции магнитной полевой эмиссии по фиг.18а, взаимодействующей с ее зеркальной конструкцией магнитной полевой эмиссии;

фиг.18с изображает примерную функцию пространственных сил примерной конструкции магнитной полевой эмиссии по фиг.18а, взаимодействующей с ее зеркальной конструкцией магнитной полевой эмиссии после поворота на 90°;

фиг.19а-19i изображают примерную конструкцию магнитной полевой эмиссии по фиг.18а и конструкцию магнитной полевой эмиссии ее зеркального изображения и результирующие пространственные силы, создаваемые в соответствии с их различными выравниваниями, когда они закручиваются друг относительно друга;

фиг.20а изображает примерные конструкции магнитной полевой эмиссии, примерный механизм поворота, примерное гнездо для установки инструмента, примерные метки выравнивания, примерный механизм защелкивания и примерную ось для примерного механизма поворота;

фиг.20b изображает примерные конструкции магнитной полевой эмиссии, имеющие примерные корпуса, выполненные так, что один корпус может быть вставлен в другой корпус, примерный альтернативный поворачивающий механизм, примерный поворотный механизм, примерную рукоятку;

фиг.20с изображает примерный инструментальный блок, включающий в себя примерный узел сверлильной головки;

фиг.20d изображает примерный инструментальный блок, вырезающий отверстие, имеющий внешнюю режущую часть, включающую в себя конструкцию магнитной полевой эмиссии, и внутреннюю режущую часть, включающую в себя конструкцию магнитной полевой эмиссии;

фиг.20е изображает примерную пресс-форму станка, применяющую многочисленные уровни конструкций магнитной полевой эмиссии;

фиг.20f изображает поперечное сечение примерного захватного устройства, применяющего конструкцию магнитной полевой эмиссии, включающую в себя многочисленные уровни магнитов;

фиг.20g изображает примерный зажимной механизм, включающий в себя механизм контактного кольца конструкции магнитной полевой эмиссии;

фиг.21 изображает примерные конструкции магнитной полевой эмиссии, используемые для монтажа конструктивных элементов и панели крышки для получения примерного конструктивного узла;

фиг.22 изображает стол, имеющий под его поверхностью двумерный электромагнитный массив, где примерная платформа перемещений, имеющая элементы соприкосновения с конструкциями магнитной полевой эмиссии, может перемещаться посредством изменения состояний индивидуальных электромагнитов электромагнитного массива;

фиг.23 изображает цилиндр внутри другого цилиндра, где любой цилиндр может перемещаться относительно другого цилиндра посредством изменения состояния индивидуальных электромагнитов электромагнитного массива, связанного с одним цилиндром, относительно конструкции магнитной полевой эмиссии, связанной с другим цилиндром;

фиг.24 изображает сферу внутри другой сферы, где любая сфера может перемещаться относительно другой сферы посредством изменения состояния индивидуальных электромагнитов электромагнитного массива, связанного с одной сферой, относительно конструкции магнитной полевой эмиссии, связанной с другой сферой;

фиг.25 изображает примерный цилиндр, имеющий конструкцию магнитной полевой эмиссии и коррелированную поверхность, где конструкция магнитной полевой эмиссии и коррелированная поверхность обеспечивают силу сцепления и силу захвата, когда цилиндр поворачивается;

фиг.26 изображает примерную сферу, имеющую конструкцию магнитной полевой эмиссии и коррелированную поверхность, где конструкция магнитной полевой эмиссии и коррелированная поверхность обеспечивают силу сцепления и силу захвата, когда сфера поворачивается;

фиг.27а и 27b изображают устройство, где конструкция магнитной полевой эмиссии оборачивается вокруг двух цилиндров, так что значительно большая часть конструкции магнитной полевой эмиссии находится в соприкосновении с коррелированной поверхностью для обеспечения дополнительной силы сцепления и силы захвата;

фиг.28а-28d изображают примерный способ изготовления конструкций магнитной полевой эмиссии, использующий ферромагнитный материал;

фиг.29 изображает примерные промежуточные слои, связанные с конструкцией магнитной полевой эмиссии;

фиг.30а-30с обеспечивают вид сбоку, косоугольную проекцию и вид сверху конструкции магнитной полевой эмиссии, имеющей окружающий теплоотводящий материал и примерный встроенный механизм подавления;

фиг.31а изображает примерное распределение магнитных сил по более широкой области для управления расстоянием, на котором две конструкции магнитной полевой эмиссии входят в зацепление, когда они, по существу, выровнены;

фиг.31b изображает конструкцию магнитной полевой эмиссии, составленную из разреженного массива больших магнитных источников, объединенных с большим количеством меньших магнитных источников, посредством чего обеспечивается выравнивание с зеркальной конструкцией магнитной полевой эмиссии посредством больших источников и обеспечивается сила отталкивания меньшими источниками;

фиг.32 изображает примерное устройство сборки конструкции магнитной полевой эмиссии;

фиг.33 изображает поворачивающийся цилиндр, имеющий повторяющуюся конструкцию магнитной полевой эмиссии, используемую для оказания воздействия на движение изогнутой поверхности, имеющей такое же кодирование конструкции магнитной полевой эмиссии;

фиг.34 изображает примерный клапанный механизм;

фиг.35 изображает примерное цилиндровое устройство;

фиг.36а изображает примерную конструкцию магнитной полевой эмиссии, составленную из колец вокруг окружности;

фиг.36b изображает примерную петлю, полученную с использованием чередующихся конструкций магнитной полевой эмиссии, составленных из колец вокруг окружности, такой как изображенная на фиг.36а;

фиг.36с изображает примерную конструкцию магнитной полевой эмиссии, имеющую источники, напоминающие спицы колеса;

фиг.36d изображает примерную конструкцию магнитной полевой эмиссии, подобную угловому кодеру;

фиг.36е изображает примерную конструкцию магнитной полевой эмиссии, имеющую источники, расположенные в виде изогнутых спиц;

фиг.36f изображает примерную конструкцию магнитной полевой эмиссии, составленную из источников шестиугольной формы;

фиг.36g изображает примерную конструкцию магнитной полевой эмиссии, составленную из треугольных источников; и

фиг.36h изображает примерную конструкцию магнитной полевой эмиссии, составленную из частично перекрываемых ромбовидных источников.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже настоящее изобретение более подробно описывается с ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны предпочтительные варианты осуществления изобретения. Данное изобретение, однако, не должно толковаться как ограниченное вариантами осуществления, изложенными в данном документе; скорее они предусмотрены для того, чтобы данное раскрытие было полным и завершенным и полностью передавало объем изобретения для специалиста в данной области техники. Подобные позиции относятся к подобным элементам на всех чертежах.

Фиг.1 изображает южный и северный полюса и векторы магнитного поля примерного магнита. Как показано на фиг.1, магнит 100 имеет южный полюс 102 и северный полюс 104. Также показаны векторы 106 магнитного поля, которые представляют направление и величину момента магнита. Северный и южный полюса также упоминаются в данном документе как положительный (+) и отрицательный (-) полюса, соответственно. Согласно изобретению магниты могут представлять собой постоянные магниты, непостоянные магниты, электромагниты, могут включать в себя твердый или мягкий материал и могут быть сверхпроводящими. В некоторых применениях магниты могут быть заменены электретами. Магниты могут быть в большинстве случаев любого размера от очень больших до очень маленьких, включая нанометрический масштаб. В случае несверхпроводящих материалов существует предел наименьшего размера в один домен. Когда материал делается сверхпроводящим, однако, магнитное поле, которое существует внутри его, может быть настолько сложным, насколько требуется, и не существует практического предела малого размера вплоть до атомного масштаба. Магниты также могут создаваться при атомном масштабе в виде электрических и магнитных полей, создаваемых конструкциями молекулярного размера, могут разрабатываться так, что имеют коррелированные свойства, например наноматериалы и макромолекулы.

При нанометрическом масштабе один или несколько отдельных доменов могут использоваться для кодирования, где каждый отдельный домен имеет код, и квантованием магнитного поля будет домен.

Фиг.2 изображает железные опилки, ориентированные в магнитном поле 200 (т.е. домене поля), создаваемом отдельным стержневым магнитом.

Фиг.3а изображает два магнита, выровненные так, что их полярности противоположны по направлению, приводя к пространственной силы отталкивания. Ссылаясь на фиг.3а, два магнита 100а и 100b выровнены так, что их полярности являются противоположными по направлению. Конкретно, первый магнит 100а имеет южный полюс 102 слева и северный полюс 104 справа, тогда как второй магнит 100b имеет северный полюс 104 слева и южный полюс 102 справа, так что, когда они выровнены, векторы 106а магнитного поля первого магнита 100а направлены против векторов 106b магнитного поля второго магнита 100b, приводя к пространственной силе 300 отталкивания, которая вызывает отталкивание двух магнитов друг от друга.

Фиг.3b изображает два магнита, выровненные так, что их полярности являются одинаковыми по направлению, приводя к пространственной силе притяжения. Ссылаясь на фиг.3b, два магнита 100а и 100b выровнены так, что их полярности находятся в одном и том же направлении. Конкретно, первый магнит 100а имеет южный полюс 102 слева и северный полюс 104 справа, и второй магнит 100b также имеет южный полюс 102 слева и северный полюс 104 справа, так что, когда они выровнены, векторы 106а магнитного поля первого магнита 100а направлены та кже, что и векторы 106а магнитного поля второго магнита 100b, приводя к пространственной силе 302 притяжения, которая вызывает притяжение двух магнитов друг к другу.

Фиг.4а изображает два магнита 100а, 100b, имеющие существенное выравнивание 400, так что северный полюс 104 первого магнита 100а имеет, по существу, полное соприкосновение по его поверхности с поверхностью южного полюса 102 второго магнита 100b.

Фиг.4b изображает два магнита 100а, 100b, имеющие частичное выравнивание 402, так что северный полюс 104 первого магнита 100а находится в соприкосновении по его поверхности с примерно двумя третями поверхности южного полюса 102 второго магнита 100b.

Фиг.4с изображает магнит 100а первого размера и меньшие магниты 100b, 100с другого размера, имеющие частичное выравнивание 404. Как видно на фиг.4с, два меньших магнита 100b и 100с выровнены по-разному с большим магнитом 100а.

В основном специалист в данной области техники поймет в отношении к фиг.4а-4b, что направление векторов 106а магнитов притяжения вызывает их выравнивание в этом же направлении, что и векторы 106а. Однако магниты могут перемещаться относительно друг друга, так что они имеют частичное выравнивание, тем не менее они все же «прилипнут» друг к другу и сохранят их положения относительно друг друга.

Согласно настоящему изобретению комбинации источников магнитной (или электрической) полевой эмиссии, упоминаемые в данном документе как конструкции магнитной полевой эмиссии, могут рассматриваться в соответствии с кодами, имеющими требуемые корреляционные свойства. Когда конструкция магнитной полевой эмиссии вводится в выравнивание с комплементарной конструкцией магнитной полевой эмиссии, или конструкцией магнитной полевой эмиссии зеркального изображения, все различные источники магнитной полевой эмиссии выравниваются, вызывая создания пиковой пространственной силы притяжения, посредством чего нарушение выравнивания конструкций магнитной полевой эмиссии вызывает, по существу, подавление различных источников магнитной полевой эмиссии друг другом как функции кода, используемого для разработки конструкций. Аналогично, когда конструкция магнитной полевой эмиссии вводится в выравнивание с идентичной конструкцией магнитной полевой эмиссии, все различные источники магнитной полевой эмиссии выравниваются, вызывая создание пиковой пространственной силы отталкивания, посредством чего нарушение выравнивания конструкций магнитной полевой эмиссии вызывает, по существу, подавление различными источниками магнитной полевой эмиссии друг друга. По существу, пространственные силы создаются в соответствии с относительным выравниванием конструкций полевой эмиссии и функцией пространственных сил. Как описано в данном документе, эти функции пространственных сил могут использоваться для достижения прецизионного выравнивания и прецизионного позиционирования. Кроме того, эти функции пространственных сил позволяют выполнять прецизионное управление магнитными полями и связанными с ними пространственными силами, тем самым, позволяя новым видам присоединительных устройств присоединять объекты с прецизионным выравниванием и новым системам и способам управлять прецизионным движением объектов. В основном пространственная сила имеет величину, которая является функцией относительного выравнивания двух конструкций магнитной полевой эмиссии и их соответствующей функции пространственных сил (или корреляции), промежутка (или расстояния) между двумя конструкциями магнитной полевой эмиссии и напряженности магнитного поля и полярностей источников, составляющих две конструкции магнитной полевой эмиссии.

Характеристики настоящего изобретения, посредством которых различные источники магнитного поля, образующие две конструкции магнитной полевой эмиссии, могут эффективно подавлять друг друга, когда они выводятся из выравнивания, могут быть описаны как сила отпускания (или механизм отпускания). Эта сила отпускания или механизм отпускания являются непосредственным результатом кодирования корреляции, используемого для получения конструкций магнитной полевой эмиссии, и, в зависимости от используемого кода, могут присутствовать независимо от того, соответствует ли выравнивание конструкций магнитной полевой эмиссии силе отталкивания или силе притяжения.

Специалист в области техники теории кодирования понимает, что существует много разных типов кодов, имеющих разные корреляционные свойства, которые были использованы в связи для целей формирования каналов, расширения спектра энергии, модуляции и других целей. Многие из основных характеристик таких кодов делают их применимыми для использования при получении описанных в данном документе конструкций магнитной полевой эмиссии. Например, коды Баркера известны вследствие их свойств автокорреляции. Хотя кода Баркера используются в данном документе для примерных целей, другие виды кодов, известные в технике из-за их свойств автокорреляции, взаимной корреляции или других свойств, также являются применимыми для настоящего изобретения, включая, например, коды Голда, последовательности Касами, гиперболические конгруэнтные коды, квадратичные конгруэнтные коды, линейные конгруэнтные коды, коды массива Уэлча-Костаса, коды массива Голомба-Костаса, псевдослучайные коды, хаотические коды и коды оптимальной линейки Голомба. Как правило, может применяться любой код.

Принципы корреляции настоящего изобретения могут требовать или могут не требовать преодоление нормального поведения при «ориентации магнитов», используя удерживающий механизм. Например, магниты одинаковой конструкции магнитной полевой эмиссии могут нечасто быть отделены от других магнитов (например, в разреженном массиве), так что магнитные силы индивидуальных магнитов, по существу, не взаимодействуют, в этом случае полярность индивидуальных магнитов может изменяться в соответствии с кодом, не требуя существенной удерживающей силы для предотвращения «перебрасывание» магнита магнитными силами. Магниты, которые находятся достаточно близко, так что их магнитные силы, по существу, взаимодействуют, так что их магнитные силы обычно вызывают «перебрасывание» одного из них, так что их векторы момента выравниваются, могут сохранять требуемую ориентацию посредством использования удерживающего механизма, такого как связующее вещество, винт, болт и гайка и т.п.

Фиг.5 изображает код Баркера длиной 7, используемый для определения полярностей и положений магнитов, составляющих конструкцию магнитной полевой эмиссии. Как показано на фиг.5, код 500 Баркера длиной 7 используется для определения полярностей и положений магнитов, составляющих первую конструкцию 502 магнитной полевой эмиссии. Каждый магнит имеет такую же или по существу такую же напряженность (или амплитуду) магнитного поля, которая в качестве данного примера обеспечивается единицей измерения 1 (где A=притяжение, R=отталкивание, A=-R, A=1, R=-1). Вторая конструкция магнитной полевой эмиссии, которая идентична первой, показана с 13 разными выравниваниями 501-1-502-13 относительно первой конструкции 502 магнитной полевой эмиссии. Для каждого относительного выравнивания вычисляется количество магнитов, которые отталкиваются, плюс количество магнитов, которые притягиваются, где каждое выравнивание имеет пространственную силу в соответствии с функцией пространственных сил, основываясь на корреляционной функции и напряженности магнитного поля магнитов. При использовании конкретного кода Баркера пространственная сила изменяется от -1 до 7, где пик имеет место, когда две конструкции магнитной полевой эмиссии выровнены так, что их соответствующие коды выровнены. Внепиковая пространственная сила, упоминаемая как сила бокового лепестка, изменяется от 0 до -1. По существу, функция пространственных сил вызывает в основном отталкивание друг от друга конструкций магнитной полевой эмиссии, если только они не выровнены так, что каждый из этих магнитов коррелируется с комплементарным магнитом (т.е. южный полюс магнита выравнивается с северным полюсом другого магнита, или наоборот). Другими словами, две конструкции магнитной полевой эмиссии, по существу, коррелируются тогда, когда они выровнены, так что они, по существу, представляют собой зеркальное отображение друг друга.

Фиг.6 изображает функцию 600 бинарной автокорреляции кода Баркера-7, где значения в каждом положении 1-13 выравнивания соответствуют значениям пространственной силы, вычисленным для тринадцати положений выравнивания, показанных на фиг.5. По существу, так как магниты, составляющие конструкции магнитной полевой эмиссии на фиг.5, имеют одинаковую напряженность магнитного поля, фиг.6 также изображает функцию пространственн