专利名称：磁流体驱动的模型船的制作方法磁流体，又称磁性液体、铁磁流体或磁液，是一种新型的功能材料，它既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。通常是由直径为纳米量级(10纳米以下)的磁性固体颗粒、基载液(也叫媒体)以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体。例如， 海水就是一种磁流体。该流体在静态时无磁性吸引力，当外加磁场作用时，才表现出磁性， 正因如此，它才在实际中有着广泛的应用，在理论上具有很高的学术价值。磁流体驱动就是指在贯通海水的区域内建有一个磁场，这个磁场能对导电的海水产生电磁力作用，使之向一个特定的方向运动，若运动方向指向船艉，则反作用力便会推动船舶前进。与传统机械传动类推进器(譬如螺旋桨、水泵喷水推进器等)相比较，磁流体推进器的不同点在于前者使用机械动力作为推力而后者使用电磁力。正因为如此，磁流体推进器无须配备螺旋桨桨叶、齿轮传动机构和轴泵等，是一种完全没有机械噪音的安静推进ο在现有技术中还没有通过洛仑兹力使海水向船头方向运动以驱动船体向前运动的技术方案，也没有一个物理教具可以演示当海水在不同方向的洛仑兹力的作用下分别是如何驱动模型船的。
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种磁流体驱动的模型船，包括船体，还包括连接所述船体的如下装置电场产生装置，其用于在所述船体底部下方产生一电场，该电场的电场方向垂直于所述船体的纵向方向并且平行于所述船体的横向方向；磁场产生装置，其用于在所述船体底部下方产生一磁场，该磁场的磁场方向垂直于所述船体的纵向方向和横向方向。优选地，所述电场产生装置包括电源、连接在所述船体左侧侧壁下端的左金属片、 连接在所述船体右侧侧壁下端的右金属片，其中，所述电源的正、负极分别连接到所述左金属片以及右金属片，所述左金属片和右金属片均垂直于所述船体的横向方向。优选地，所述左金属片和右金属片所产生的电场、以及所述磁场产生装置所产生的磁场，使得所述船体底部下方磁流体所受洛伦兹力的方向朝向所述船体的前方。优选地，还包括分布在所述船体底部的第一推动鳍片，其中，所述第二推动鳍片包括一垂直于所述船体的纵向方向的阻力面。优选地，还包括连接在所述左金属板下端与所述右金属板下端之间的底部绝缘板、螺旋桨，所述船体底部、左金属板、右金属板、以及底部绝缘板构成一磁流体管道，所述螺旋桨设置在所述磁流体管道靠近所述船体尾部的管口处。优选地，还包括第二推动鳍片，其中，所述第二推动鳍片的一端通过铰链连接在所述磁流体管道的内壁上，所述第二推动鳍片可以在一贴服位置和一展开位置之间转动，当所述第二推动鳍片位于所述贴服位置时其贴服于所述磁流体管道的内壁，当所述第二推动鳍片位于所述展开位置时其垂直于所述磁流体管道的轴向方向。优选地，当所述左金属片和右金属片所产生的电场、以及所述磁场产生装置所产生的磁场，使得所述船体底部下方磁流体所受洛伦兹力的方向朝向所述船体的前方时，所述第二推动鳍片位于所述展开位置。优选地，当所述左金属片和右金属片所产生的电场、以及所述磁场产生装置所产生的磁场，使得所述船体底部下方磁流体所受洛伦兹力的方向朝向所述船体的后方时，所述第二推动鳍片位于所述贴服位置。优选地，所述磁流体管道靠近所述船体尾部的管口的管口面积小于其靠近所述船体头部的管口的管口面积。优选地，所述磁场产生装置包括磁铁或者电磁铁。本发明通过调整所述船体底部下方电场和磁场的方向可以对所述磁流体管道中的海水施加以相反方向的作用力，因此，所述模型船作为物理教具可以用来讲解通过喷射流驱动和通过摩擦力驱动船体的两种驱动方式，使学生们对于左手定则以及磁流体有更形象生动的理解。通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显图1示出根据本发明的第一实施例的，磁流体驱动的模型船的立体示意图；图2示出根据本发明的第一实施例的一个优选例的，磁流体驱动的模型船的后视示意图；图3示出根据本发明的第一实施例的另一个优选例的，磁流体驱动的模型船的后视示意图；图4示出根据本发明的第二实施例的，磁流体驱动的模型船的立体示意图；图5示出根据本发明的第二实施例的一个优选例的，磁流体驱动的模型船的后视示意图；图6示出根据本发明的第二实施例的另一个优选例的，磁流体驱动的模型船的后视示意图；图7示出根据本发明的第三实施例的，磁流体驱动的模型船的立体示意图；图8示出根据本发明的第三实施例的，磁流体驱动的模型船的侧面示意图；图9示出根据本发明的第四实施例的，磁流体驱动的模型船的立体示意图；图10示出根据本发明的第五实施例的，磁流体驱动的模型船的立体示意图；图11示出根据本发明的第五实施例的，磁流体驱动的模型船的侧面示意图。

图4示出根据本发明的第二实施例的，磁流体驱动的模型船的立体示意图。具体地，在本实施例中，所述模型船包括船体1，还包括连接所述船体1的电场产生装置以及磁场产生装置，其中，所述电场产生装置包括电源、连接在所述船体左侧侧壁11下端的左金属片21、连接在所述船体右侧侧壁下端的右金属片22，其中，所述电源的正、负极分别连接到所述左金属片21以及右金属片22，所述左金属片21和右金属片22均垂直于所述船体1 的横向方向。优选地，所述磁场产生装置包括磁铁或者电磁铁。更为具体地，所述模型船还包括连接在所述左金属板21下端与所述右金属板22 下端之间的底部绝缘板3、还包括螺旋桨，其中，所述船体底部、左金属板21、右金属板22、 以及底部绝缘板3构成一磁流体管道，所述螺旋桨设置在所述磁流体管道靠近所述船体尾部14的管口 42处。进一步地，在本实施例的一个优选例中，所述左金属片21和右金属片22所产生的电场、以及所述磁场产生装置所产生的磁场，使得所述船体1底部下方磁流体所受洛伦兹力的方向朝向所述船体的后方。例如，图5示出根据本发明的第二实施例的一个优选例的， 磁流体驱动的模型船的后视示意图，其中，所述左金属片21连接所述电源的正极，所述右金属片22连接所述电源的负极，这样在所述左金属片21和右金属片22之间通过海水便产生了方向从所述左金属片21流向所述右金属片22的电流I，所述磁场产生装置所产生磁场 B的方向竖直向上，这样根据左手定则，所述船体1底部下方磁流体所受的洛伦兹力的方向为朝向所述船体1的后方。又例如，图6示出根据本发明的第二实施例的另一个优选例的，磁流体驱动的模型船的后视示意图，其中，所述左金属片21连接所述电源的负极，所述右金属片22连接所述电源的正极，这样在所述左金属片21和右金属片22之间通过海水便产生了方向从所述右金属片22流向所述左金属片21的电流I，所述磁场产生装置所产生磁场B的方向竖直向下，这样根据左手定则，所述船体1底部下方磁流体所受的洛伦兹力的方向为朝向所述船体1的后方。本领域技术人员理解，海水在上述洛伦兹力的作用下，从所述磁流体管道靠近所述船体1船头的管口流入，然后通过所述磁流体管道并从其靠近所述船体1尾部14的管口流出，这样，从所述磁流体管道流出的海水便在所述船体1的尾部14处形成一个喷射流，该喷射流的方向朝向所述船体1的后方，因此该喷射流能够驱动船体前进。进一步地，本领域技术人员理解，海水在所述磁流体管道内的流速越高，则喷射流越大，所述模型船前进的速度越高，因此优选地，在所述船体1的尾部14安装螺旋桨后可以加速海水在所述磁流体管道内的流速。图7示出根据本发明的第三实施例的，磁流体驱动的模型船的立体示意图。具体地，在本实施例中，所述模型船包括船体1，还包括连接所述船体1的电场产生装置以及磁场产生装置，其中，所述电场产生装置包括电源、连接在所述船体左侧侧壁11下端的左金属片21、连接在所述船体右侧侧壁12下端的右金属片22，其中，所述电源的正、负极分别连接到所述左金属片21以及右金属片22，所述左金属片21和右金属片22均垂直于所述船体 1的横向方向。优选地，所述磁场产生装置包括磁铁或者电磁铁。更为具体地，所述模型船还包括连接在所述左金属板21下端与所述右金属板22下端之间的底部绝缘板3，还可以包括螺旋桨。
更为具体地，还包括第二推动鳍片5，其中，所述第二推动鳍片5的一端51通过铰链连接在所述磁流体管道的内壁上，所述第二推动鳍片5可以在一贴服位置和一展开位置之间转动，当所述第二推动鳍片5位于所述贴服位置时其贴服于所述磁流体管道的内壁， 当所述第二推动鳍片5位于所述展开位置时其垂直于所述磁流体管道的轴向方向。进一步地，在上述图5、6示出的实施例中，所述磁流体管道内海水的运动方向朝向所述船体1的尾部14以形成喷射流。而在本实施例中，所述左金属片21和右金属片22 所产生的电场、以及所述磁场产生装置所产生的磁场，使得所述船体1底部下方磁流体所受洛伦兹力的方向朝向所述船体的前方，此时，所述第二推动鳍片5位于所述展开位置，如图7所示。因此，在海水于所述磁流体管道内由所述船体尾部14向船体头部运动时，位于所述展开位置的所述第二推动鳍片5朝向所述船体尾部14的面会对海水的运动形成阻力， 相应地，海水通过对所述第二推动鳍片5施加压力来驱动所述模型船前进，此时所述螺旋桨优选地停车。例如，图8示出根据本发明的第三实施例的，磁流体驱动的模型船的侧面示意图， 具体地，所述第二推动鳍片5的一端51通过铰链52连接在所述底部绝缘板3上，当海水由管口 41流向管口 42时，所述第二推动鳍片5的一个面M便受到海水所施加的方向朝向船头的作用力，进而整个所述模型船得到驱动。而在图7、图8所示实施例的一个变化例中，海水可以在所述磁流体管道内由所述管口 42向所述管口 41运动以在所述船体尾部14处形成喷射流，此时为了不影响该喷射流的速度，所述第二推动鳍片5转动到所述贴服位置，例如图9所示，所述第二推动鳍片5贴服在所述底部金属片3面向所述船体1底部的表面上。而在图7所示实施例的另一个变化例中，所述第二推动鳍片可以设置在所述船体 1的底部，或者还可以设置在所述左金属片21以及所述右金属片22处。在又一个变化例中，在所述磁流体管道的内壁上可以设置多个所述第二推动鳍片。图9示出根据本发明的第四实施例的，磁流体驱动的模型船的立体示意图。具体地，在本实施例中，所述模型船包括船体1，还包括连接所述船体1的电场产生装置以及磁场产生装置，其中，所述电场产生装置包括电源、连接在所述船体左侧侧壁11下端的左金属片21、连接在所述船体右侧侧壁下端的右金属片22，其中，所述电源的正、负极分别连接到所述左金属片21以及右金属片22，所述左金属片21和右金属片22均垂直于所述船体1 的横向方向。优选地，所述磁场产生装置包括磁铁或者电磁铁。所述模型船还包括连接在所述左金属板21下端与所述右金属板22下端之间的底部绝缘板3、还包括螺旋桨，其中，所述船体底部、左金属板21、右金属板22、以及底部绝缘板3构成一磁流体管道，所述螺旋桨设置在所述磁流体管道靠近所述船体尾部14的管口 42处。优选地，所述磁流体管道靠近所述船体尾部14的管口 42的管口面积小于其靠近所述船体头部的管口 41的管口面积。这样，当所述第二推动鳍片5位于所述贴服位置，并且所述左金属片和右金属片所产生的电场、以及所述磁场产生装置所产生的磁场，使得所述船体底部下方磁流体所受洛伦兹力的方向朝向所述船体的后方时，由于作为出水口的所述管口 42的面积较小，因此可以形成高速喷射流，从而该喷射流对所述模型船的驱动力更大。本领域技术人员结合图7以及图9可以理解，通过调整所述船体底部下方电场和磁场的方向可以对所述磁流体管道中的海水施加以相反方向的作用力，因此，所述模型船作为物理教具可以周来讲解通过喷射流驱动和通过摩擦力驱动船体的两种驱动方式，使学生们对于左手定则以及磁流体有更形象生动的理解。 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。


本发明提供磁流体驱动的模型船，包括船体，还包括连接所述船体的如下装置电场产生装置，其用于在所述船体底部下方产生一电场，该电场的电场方向垂直于所述船体的纵向方向并且平行于所述船体的横向方向；磁场产生装置，其用于在所述船体底部下方产生一磁场，该磁场的磁场方向垂直于所述船体的纵向方向和横向方向。本发明通过调整所述船体底部下方电场和磁场的方向可以对所述磁流体管道中的海水施加以相反方向的作用力，因此，所述模型船作为物理教具可以用来讲解通过喷射流驱动和通过摩擦力驱动船体的两种驱动方式，使学生们对于左手定则以及磁流体有更形象生动的理解。