堅持不懈 只為創新

矯祥田，1942年11月生，山東省武城縣人，研究員級高級工程師，1965年12月加入中國共產黨。1968年12月畢業于北京航空學院自動控制電氣專業，經歷部隊鍛煉，分配到國營建成機械廠。1972年8月調入254廠，先后任設計員、室主任、副所長、所長、副總工程師。1987年9月任254廠副廠長。主持并參與多項軍品研制和民品試制任務。主持設計I-VI型快速充電機、紅旗七號地面維修電源。承擔航天部“地面直流電源通用技術條件”標準的主編工作，并通過審定。擔任紅纓五號車載武器發射系統供電系統的主設計，擔任不停電電源的主設計。在東北地區科學技術交流會上發表“快速充電機原理”和“低壓大電流斬波器”等學術論文。I-VI型快速充電機1985年獲總參裝甲兵部科技成果三等獎，為第一完成人。紅纓五號車載武器發射系統1986年獲航天部科技進步二等獎，為第四完成人。1984年被評為航天部勞動模范。退休后研發的磁石磁力系列產品參加了第69屆德國紐倫堡國際發明展博覽會等國際性的展會多次并獲金獎。

磁石磁力是兩個相同長度的靜磁石1和靜磁石2的N極（或S極）相對而且不動，處在兩個相同的靜磁石1和靜磁石2中間的動磁石的N極和S極內部中心連線的磁極軸線方向與兩個相同長度的靜磁石N極的方向為90度±45度內，動磁石按磁極軸線N極（在右）在前，S極（在左）在后的方向運動，動磁石向右運動（從B的右側向A方向），這個運動方向的力叫作磁石磁力，見圖一。

當兩個相同長度的靜磁石1和靜磁石2的S極相對而且不動，處在兩個相同的靜磁石1和靜磁石2中間的動磁石的N極和S極內部中心連線的磁極軸線方向與兩個相同長度的靜磁石N極的方向為90度±45度內，動磁石按磁極軸線S極（在左）在前，N極（在右）在后的方向運動，動磁石向左運動（從A的右側向B方向），這個運動方向的力也叫作磁石磁力，見圖二。

磁石之間有吸力、斥力，還有第3個力—磁石磁力，均屬自然現象。兩個磁石中一個磁石的N極對應另一個磁石的S極時是吸力，兩個磁石中相對應的是N極（或S極）時是斥力。圖示中可以把靜磁石變為動磁石，也可以把動磁石變為靜磁石。在兩個相同N極的靜磁石1和靜磁石2的中間的動磁石只受到磁石磁力。當動磁石在靜磁石1和靜磁石2的外側時，在右邊時是靜磁石與動磁石之間的吸力，在左邊時是靜磁石與動磁石之間的斥力。磁石磁力的運動中靜磁石和動磁石的結構形式還有比上述圖中的結構形式多幾種。如當與圖示不一樣時，動磁石按磁極軸線N極（在左）在前，S極（在右）在后的方向運動，動磁石向左運動（從A的右側向B方向）。上述圖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。在上圖中靜磁石不變，動磁石的N極和S極內部中心連線的磁極軸線方向與兩個相同長度的靜磁石N極的方向為90度±45度內，動磁石是按磁石磁力運動。當動磁石的N極和S極內部中心連線的磁極軸線方向與兩個相同長度的靜磁石N極的方向為0度或180度時，動磁石吸向靜磁石。如動磁石的S極在前、N極在后時，在180度時，S極指向靜磁石2的N極為吸力，N極指向靜磁石1的N極為斥力，動磁石吸引到靜磁石2；在0度時，S極指向靜磁石1的N極為吸力，N極指向靜磁石2的N極為斥力，動磁石吸引到靜磁石1。說明動磁石的S-N極（或N-S極）與靜磁石的N極（或S極）相對為90度±45度時是磁石磁力，相對為0度、180度時是吸力斥力。在45度、135度、225度、315度處動磁石不受力也不動，即在吸力斥力與磁石磁力的中間處沒有力；即0度是吸力斥力，90度是磁石磁力，在45度沒有力；同樣，90度是磁石磁力，180度是吸力斥力，在135度沒有力。225度和315度也是這樣。說明吸力斥力與磁石磁力中間位置沒有力，吸力斥力與磁石磁力是各自獨立的。這3個力都可以用樣機演示。

產生磁石磁力的裝置及不用外力只用磁石磁力的很長直線運動裝置。直線運動裝置有4種以上，這里只講一種，兩側靜磁石的長度相同。如圖三所示，左側靜磁石用4個，J1、J3、J5、J7，提供磁極軸線N-S，兩端向外轉一點角度，4個磁極軸線N-S的直線部分靠近。右側靜磁石也用4個，J2、J4、J6、J8，提供磁極軸線S-N，兩端向外轉一點角度，4個磁極軸線S-N的直線部分靠近。動磁石D在靜磁石1和靜磁石2的中間，靜磁石比動磁石長很多。動磁石向靜磁石1提供磁場N極，動磁石向靜磁石2提供磁場S極。動磁石固定在像小車一樣的四個輪子L上。動磁石的N極和S極分別受到兩側靜磁石的磁石磁力向一個方向運動。靜磁石的數量可以遠大于4個，靜磁石的長度可以很長，動磁石可以進行很長的運動。很長直線運動裝置中不用外力只利用磁石磁力，不用電和不用外力是新的能源。在車輛上可以應用，其他方面也可以應用。其他動磁石和靜磁石不同結構的還有4種產品，也是不用外力只利用磁石磁力的很長直線運動裝置。

利用磁石磁力的只用一個電磁線圈的無刷直流電機，見圖四。動磁石在靜磁石的上側，動磁石的長度約為30度，動磁石的運動前側為N極，后側為S極，動磁石受磁石磁力后在靜磁石上側旋轉。靜磁石有三種。靜磁石在0度、30度、60度、90度、180度、210度、240度、270度，8個位置安裝靜磁石，靜磁石的尺寸長30mm×寬10mm×厚10mm，長30mm在軸承中心的外側，靜磁石的上側都是N極，下側都是S極。在90度至180度處，用一個大圓弧方式的磁石，其上側都是N極，下側都是S極。在285度至345度處安裝一個電磁線圈，也在同一平面上，電磁線圈用電時提供上側為N極，電磁線圈只在動磁石到時才用電提供上側為N極，動磁石離開電磁線圈時馬上斷電。動磁石在360度的每個地方都受到磁石磁力運動。從0度到270度都是動磁石與靜磁石產生磁石磁力運動，不用外力；電磁線圈只在60度角度用電，只在一圈360度中占六分之一用電，六分之五不用電。也能使電磁線圈只在30度角度用電，從而大量節省能量。

利用磁石磁力的繼電器裝置如圖五所示。本裝置是磁石在電器中的應用。以往的電磁鐵及由其為核心的繼電器、接觸器的操作部分都是由線圈和銜鐵組成，線圈通電后銜鐵運動到規定位置，帶動使用的觸頭動作等。要維持運動后使銜鐵在規定位置，使觸頭也在規定位置時必須一直對線圈通電，本裝置解決維持時在規定位置不用電能的任務。本裝置的繼電器由電磁線圈和磁石組成，靜磁場由電磁線圈產生的磁場以及由靜磁石產生的磁場兩部分組成。由動磁石代替原來的銜鐵，動磁石的磁極軸線方向與靜磁場方向垂直，為90度。左圖是該裝置的原理示意圖（俯視圖）。由靜磁石J1和J2及電磁線圈X1和X2組成靜磁場。動磁石D在靜磁場中間運動。右圖是左圖的側視展開圖，本圖只表示靜磁石J2、電磁線圈X1；動磁石D在FA、FB、FC的位置分別表示靜磁石與動磁石相互作用產生的磁石磁力、斥力、吸力及其所代表的磁石磁力區、斥力區、吸力區。H1和H2為彈簧。在初始狀態動磁石D受FB斥力和彈簧H1的壓力而穩定，規定電磁線圈X1和X2產生的靜磁場強度要大于靜磁石J1和J2產生的靜磁場強度。如圖所示，電磁線圈X1和X2的磁力區要全部覆蓋住靜磁石J1和J2的磁石磁力區，同時覆蓋靜磁石J1和J2的斥力區和吸力區的一大部分。啟動時，電磁線圈X1和X2通電，產生與靜磁石J1和J2相同方向的磁場。產生磁石磁力，動磁石在該磁石磁力的作用下，克服靜磁石J1和J2的斥力進入靜磁石的磁石磁力區，再進入到引力區，然后斷開電流，動磁石D在靜磁石J1和J2的磁石磁力及引力共同作用下，穩定在磁石磁力區和引力區的交界點，彈簧H2為防止動磁石D運動慣性過大而設置。這樣動磁石D在電磁線圈不通電狀態下，穩定在這一點，可以很長時間。關閉時把動磁石D回到H1時，對電磁線圈通以反方向電流。因為電磁線圈的靜磁場強度大于靜磁石的磁場強度，動磁石在電磁線圈通電時，在產生的反方向磁場的作用下，又回到初始位置，然后再斷開電流。動磁石又維持初始狀態。通斷電流靠開關或電磁鐵的觸頭的開合的程序來執行。本裝置做到了只在啟動和關閉的瞬間用電，維持運行在規定位置不用電；大部分時間不用電，極少用電。本裝置對磁石磁力、斥力、引力全部加以利用。