坚持不懈 只为创新

矫祥田，1942年11月生，山东省武城县人，研究员级高级工程师，1965年12月加入中国共产党。1968年12月毕业于北京航空学院自动控制电气专业，经历部队锻炼，分配到国营建成机械厂。1972年8月调入254厂，先后任设计员、室主任、副所长、所长、副总工程师。1987年9月任254厂副厂长。主持并参与多项军品研制和民品试制任务。主持设计I-VI型快速充电机、红旗七号地面维修电源。承担航天部“地面直流电源通用技术条件”标准的主编工作，并通过审定。担任红缨五号车载武器发射系统供电系统的主设计，担任不停电电源的主设计。在东北地区科学技术交流会上发表“快速充电机原理”和“低压大电流斩波器”等学术论文。I-VI型快速充电机1985年获总参装甲兵部科技成果三等奖，为第一完成人。红缨五号车载武器发射系统1986年获航天部科技进步二等奖，为第四完成人。1984年被评为航天部劳动模范。退休后研发的磁石磁力系列产品参加了第69届德国纽伦堡国际发明展博览会等国际性的展会多次并获金奖。

磁石磁力是两个相同长度的静磁石1和静磁石2的N极（或S极）相对而且不动，处在两个相同的静磁石1和静磁石2中间的动磁石的N极和S极内部中心连线的磁极轴线方向与两个相同长度的静磁石N极的方向为90度±45度内，动磁石按磁极轴线N极（在右）在前，S极（在左）在后的方向运动，动磁石向右运动（从B的右侧向A方向），这个运动方向的力叫作磁石磁力，见图一。

当两个相同长度的静磁石1和静磁石2的S极相对而且不动，处在两个相同的静磁石1和静磁石2中间的动磁石的N极和S极内部中心连线的磁极轴线方向与两个相同长度的静磁石N极的方向为90度±45度内，动磁石按磁极轴线S极（在左）在前，N极（在右）在后的方向运动，动磁石向左运动（从A的右侧向B方向），这个运动方向的力也叫作磁石磁力，见图二。

磁石之间有吸力、斥力，还有第3个力—磁石磁力，均属自然现象。两个磁石中一个磁石的N极对应另一个磁石的S极时是吸力，两个磁石中相对应的是N极（或S极）时是斥力。图示中可以把静磁石变为动磁石，也可以把动磁石变为静磁石。在两个相同N极的静磁石1和静磁石2的中间的动磁石只受到磁石磁力。当动磁石在静磁石1和静磁石2的外侧时，在右边时是静磁石与动磁石之间的吸力，在左边时是静磁石与动磁石之间的斥力。磁石磁力的运动中静磁石和动磁石的结构形式还有比上述图中的结构形式多几种。如当与图示不一样时，动磁石按磁极轴线N极（在左）在前，S极（在右）在后的方向运动，动磁石向左运动（从A的右侧向B方向）。上述图中可以正常演示磁石磁力的方向及不存在的吸力斥力的作用下的反方向。在上图中静磁石不变，动磁石的N极和S极内部中心连线的磁极轴线方向与两个相同长度的静磁石N极的方向为90度±45度内，动磁石是按磁石磁力运动。当动磁石的N极和S极内部中心连线的磁极轴线方向与两个相同长度的静磁石N极的方向为0度或180度时，动磁石吸向静磁石。如动磁石的S极在前、N极在后时，在180度时，S极指向静磁石2的N极为吸力，N极指向静磁石1的N极为斥力，动磁石吸引到静磁石2；在0度时，S极指向静磁石1的N极为吸力，N极指向静磁石2的N极为斥力，动磁石吸引到静磁石1。说明动磁石的S-N极（或N-S极）与静磁石的N极（或S极）相对为90度±45度时是磁石磁力，相对为0度、180度时是吸力斥力。在45度、135度、225度、315度处动磁石不受力也不动，即在吸力斥力与磁石磁力的中间处没有力；即0度是吸力斥力，90度是磁石磁力，在45度没有力；同样，90度是磁石磁力，180度是吸力斥力，在135度没有力。225度和315度也是这样。说明吸力斥力与磁石磁力中间位置没有力，吸力斥力与磁石磁力是各自獨立的。这3个力都可以用样机演示。

产生磁石磁力的装置及不用外力只用磁石磁力的很长直线运动装置。直线运动装置有4种以上，这里只讲一种，两侧静磁石的长度相同。如图三所示，左侧静磁石用4个，J1、J3、J5、J7，提供磁极轴线N-S，两端向外转一点角度，4个磁极轴线N-S的直线部分靠近。右侧静磁石也用4个，J2、J4、J6、J8，提供磁极轴线S-N，两端向外转一点角度，4个磁极轴线S-N的直线部分靠近。动磁石D在静磁石1和静磁石2的中间，静磁石比动磁石长很多。动磁石向静磁石1提供磁场N极，动磁石向静磁石2提供磁场S极。动磁石固定在像小车一样的四个轮子L上。动磁石的N极和S极分别受到两侧静磁石的磁石磁力向一个方向运动。静磁石的数量可以远大于4个，静磁石的长度可以很长，动磁石可以进行很长的运动。很长直线运动装置中不用外力只利用磁石磁力，不用电和不用外力是新的能源。在车辆上可以应用，其他方面也可以应用。其他动磁石和静磁石不同结构的还有4种产品，也是不用外力只利用磁石磁力的很长直线运动装置。

利用磁石磁力的只用一个电磁线圈的无刷直流电机，见图四。动磁石在静磁石的上侧，动磁石的长度约为30度，动磁石的运动前侧为N极，后侧为S极，动磁石受磁石磁力后在静磁石上侧旋转。静磁石有三种。静磁石在0度、30度、60度、90度、180度、210度、240度、270度，8个位置安装静磁石，静磁石的尺寸长30mm×宽10mm×厚10mm，长30mm在轴承中心的外侧，静磁石的上侧都是N极，下侧都是S极。在90度至180度处，用一个大圆弧方式的磁石，其上侧都是N极，下侧都是S极。在285度至345度处安装一个电磁线圈，也在同一平面上，电磁线圈用电时提供上侧为N极，电磁线圈只在动磁石到时才用电提供上侧为N极，动磁石离开电磁线圈时马上断电。动磁石在360度的每个地方都受到磁石磁力运动。从0度到270度都是动磁石与静磁石产生磁石磁力运动，不用外力；电磁线圈只在60度角度用电，只在一圈360度中占六分之一用电，六分之五不用电。也能使电磁线圈只在30度角度用电，从而大量节省能量。

利用磁石磁力的继电器装置如图五所示。本装置是磁石在电器中的应用。以往的电磁铁及由其为核心的继电器、接触器的操作部分都是由线圈和衔铁组成，线圈通电后衔铁运动到规定位置，带动使用的触头动作等。要维持运动后使衔铁在规定位置，使触头也在规定位置时必须一直对线圈通电，本装置解决维持时在规定位置不用电能的任务。本装置的继电器由电磁线圈和磁石组成，静磁场由电磁线圈产生的磁场以及由静磁石产生的磁场两部分组成。由动磁石代替原来的衔铁，动磁石的磁极轴线方向与静磁场方向垂直，为90度。左图是该装置的原理示意图（俯视图）。由静磁石J1和J2及电磁线圈X1和X2组成静磁场。动磁石D在静磁场中间运动。右图是左图的侧视展开图，本图只表示静磁石J2、电磁线圈X1；动磁石D在FA、FB、FC的位置分别表示静磁石与动磁石相互作用产生的磁石磁力、斥力、吸力及其所代表的磁石磁力区、斥力区、吸力区。H1和H2为弹簧。在初始状态动磁石D受FB斥力和弹簧H1的压力而稳定，规定电磁线圈X1和X2产生的静磁场强度要大于静磁石J1和J2产生的静磁场强度。如图所示，电磁线圈X1和X2的磁力区要全部覆盖住静磁石J1和J2的磁石磁力区，同时覆盖静磁石J1和J2的斥力区和吸力区的一大部分。启动时，电磁线圈X1和X2通电，产生与静磁石J1和J2相同方向的磁场。产生磁石磁力，动磁石在该磁石磁力的作用下，克服静磁石J1和J2的斥力进入静磁石的磁石磁力区，再进入到引力区，然后断开电流，动磁石D在静磁石J1和J2的磁石磁力及引力共同作用下，稳定在磁石磁力区和引力区的交界点，弹簧H2为防止动磁石D运动惯性过大而设置。这样动磁石D在电磁线圈不通电状态下，稳定在这一点，可以很长时间。关闭时把动磁石D回到H1时，对电磁线圈通以反方向电流。因为电磁线圈的静磁场强度大于静磁石的磁场强度，动磁石在电磁线圈通电时，在产生的反方向磁场的作用下，又回到初始位置，然后再断开电流。动磁石又维持初始状态。通断电流靠开关或电磁铁的触头的开合的程序来执行。本装置做到了只在启动和关闭的瞬间用电，维持运行在规定位置不用电；大部分时间不用电，极少用电。本装置对磁石磁力、斥力、引力全部加以利用。