用流体悬浮的自旋转体和方法技术

在显示设备中，其中运动物体浸入填充透明密封容器（７２）的流体中且通过内部电机构来旋转，电机构从光电池（１２８）获得功率和它的反转矩来自内部罗盘（１４０），所述流体的折射率通过添加水来调节，以匹配容器材料的折射率。所述流体的方案也适合于最小化被吸收入容器中的周围水分。在电动自旋机构的实施例中，磁铁作为用于马达的偏置罗盘和磁场发生器。在自旋机构的第二实施例中，定子通过多极环形磁铁（１２０）构成，多极环形磁铁（１２０）没有与偏置罗盘磁铁（１４０）的操作相抵触。电动自旋机构中的多个线圈被通过分环和电刷换向器（９２）激励，分环和电刷换向器（９２）将机构轴（１２２）当做导体。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动启动和自驱动的显示设备，特别涉及由辐射能驱动的自旋球体。
技术介绍
移动时没有明显的支撑、驱动机构、或者功率输入的各种类型的新颖结构通常用作玩具、装饰风俗画或者广告媒体。这种结构的各种实施例已在如下的专利中公开Huang等人的美国专利No.5,435,086，Hirose Mamoru的日本专利Nos.10137451、101431101和10171383，Taragi Hiroshi的日本专利Nos.7210081，7219426和7239652和德国专利Nos.DE19706736 Fushoellier、DE3725723 Steinbrinck和DE41377175Lang。最近的实施例完全没有外部连接。如果它们没有牢固地固定至外部支撑物，则它们需要复杂而笨重的产生反转矩的机构，例如风扇叶或者其他内部笨重而复杂的系统，其耗费大量的电力。产生反转矩的机构及其支撑物对于观察者很明显，且对环境能量场没有创造任何利益或增值。美国专利No.4,419,283公开了使用两种或更多种不互溶流体的组合来通过浮力支撑小物体。这些专利未解决由于容器的扩展而导致出现气泡和由于吸收周围水汽而导致的过度内部压力所引起的问题。本专利技术试图设计吸引人的和教育性的移动结构，其需要极低的从由电磁辐射的周围场所得到的功率，以及避免在一些显示设备的支撑流体中产生气泡以及由于过度内部压力而导致容器变形。
技术实现思路
本专利技术的主要及次要目的是提供最简单的和具有最小功率需求的旋转显示设备，其能够在极长的时间内工作，没有任何可看见的驱动机构、功率输入或支承轴承(support bearing)，而且其可以适合于用作玩具、广告媒体、新产品、或远程空间或水下装置的自动元件。在本专利技术的优选实施例中，这些及其他重要的目的通过漂浮在透明密封容器内的大量流体中自旋的密封且中空的物体来实现。容器是悬浮或者相反通过三脚架或其他类似的结构支撑。内部驱动机构被固定，换言之，内部驱动机构通过与地球磁场或另一人为磁场相互作用来产生旋转力或由其偏置。用于马达或电磁体的功率通过利用光电池来收集照射到外壳上的光波而获得。公开了用于选择性地及顺序地启动该电磁体的各种换向机构。本专利技术的优选实施例作为漂浮在空间种且以稳定的方式永远自旋的行星地球的复制品。支撑外壳的流体是设定为抵抗吸收周围水汽的液体的组合。驱动机构是紧凑的且独立的，即设置在物体内，如果不是容器的话。附图说明图1a是本专利技术优选实施例的侧面剖面图；图1b是其顶视图；图2是第一替换实施例的侧面剖面图；图3是第二替换实施例的侧面剖面图；图4a是第二替换实施例的驱动机构的展开侧面剖面图；图4b是第二替换实施例的驱动机构的顶剖面图； 图5是第三替换实施例的侧面剖面图；图6a是第四替换实施例的侧面剖面图；图6b是其顶视图；图7a是第五替换实施例的侧面剖面图；图7b是其顶视图；图8a是第六替换实施例的侧面剖面图；图8b是其顶视图；图9是第七替换实施例的侧面剖面图；图10是个图表，示出了与空气中的水汽平衡的丙二醇/水混合物中所需的丙二醇的重量百分数，与空气的相对湿度有密切的关系；图11是个图表，示出了二醇和水的各种混合物的折射率，与混合物中的二醇的重量百分数有密切的关系；图12美国各种城市在两年内的平均相对湿度的图表；图13a是驱动机构的优选实施例的侧面剖视图；图13b是其基本元件的顶视图；图14a、14b和14c是用于所述机构的换向顺序的顶视图；图15是所述机构的第一替换实施例的侧面剖面图；图16是所述机构的第二替换实施例的侧面剖面图；图17是所述机构的第三替换实施例的侧面剖面图；图18a是所述机构的第四替换实施例的侧面剖面图；图18b是用于第四替换实施例的换向器环和电刷的展开顶视图；图18c是图18a的设备的线圈和换向片之间的连接的电学示意性视图；图19a是用于图1的优选实施例的驱动机构的侧面剖面图；图19b是马达顶部被移开的顶视图；图20a是特定相对角度方向上的图19a的设备的马达磁铁和罗盘磁铁；图20b是不同相对角度方向上的图19a的设备的马达磁铁和罗盘磁铁(compass magnet)；图21是图19a的驱动机构如何安装在球内的侧面剖面图； 图22a是相对于图1b的环形磁铁的特定启动方向上的图19b的电枢结构的顶视图；图22b是图21a的分环组件(splitring assembly)和电刷的展开图；和图23a、23b、23c、23d、25a和25b是当环形磁铁和电刷被驱动以逆时针方向旋转时，电枢结构和环形磁铁及电刷的相对角定向的连续动作。具体实施例方式现在参考附图，在图1a和1b中示出，显示设备包括透明壳体2，透明壳体2包含漂浮在诸如NOPAR 12的较轻流体8和诸如丙二醇的较重流体10的界面6附近的球4。球4能够通过内部机构被驱动而旋转，如下所述，且优选地在其表面具有图形特征，例如地球的特征。较轻流体8和较重流体10不互溶且优选地均为透明。球4的密度设置为处于较轻流体8和较重流体10的密度之间，因此当没有与壳体2的顶部内表面12或底部内表面14的任何机械连接时，球4将漂浮。外壳或壳体2显示为一个整体部件，但是它事实上由适合于围绕球4且粘合在一起的至少两个部分形成，优选地留出看不见的或者难以看见的粘合线3。例如，能够通过公知的溶剂粘合处理来将丙烯酸粘合在一起，且所得的粘合线很难以看到。如果壳体2由玻璃构成，则粘合能够使用具有与玻璃相近的折射率的普通粘合剂之一来形成，或者在将玻璃按压在一起之前，玻璃能够通过加热待粘合的表面以软化它们来粘合。可以使用低温粘合玻璃来允许进行低温处理。优选地，较轻流体8和较重流体10的折射率在数值上足够近，使得观察者不能看到界面6。进一步优选地，壳体2材料的折射率可以大约与流体8和10的折射率相同，使得流体和壳体之间的界面不会被看到。进一步优选地，流体8及10和壳体2材料具有相当相近的透射属性，例如颜色和透明度，使得当相对于向下看视线B而向下看视线A时，观察者不能判别整个块的外观中的任何差异。优选地，球4和壳体2之间的空间完全装满流体，没有气泡，以使观察者完全不知道壳体不是实体块材料。由于种种理由，流体组合是有利的，如果适当的水量与丙二醇混合，则两种流体在20℃下能够具有1.421的折射率。在由俄亥俄州哥伦布的Plaskolite公司制造的Plaskolite Optix RAcrylic Sheet中，丙烯酸的折射率能够低到1.46。当这与对于流体的值不是相同时，足可以使流体-壳体界面很难被看到，特别是如果在设计壳体的总体形状时采用光学设计的公知原理。例如，所有的角落和边缘为圆弧且壳体制造得相当薄。光透射的程度有利地类似于流体组合和丙烯酸。对NORPAR 12/丙二醇流体组合的折射率的较好匹配能够通过使意大利米兰的Ausimont S.p.A公司制造的Ausimont XPH-353含氟聚合物来实现，这种氟聚合物具有1.434的折射率。图1b的顶视图示出了壳体2内的中央位置中的球4。当球4没有移动时，流体8和10、界面16上的壳体内部和球2的表面之间的表面张力能够使中央位置处于用于球4的平衡位置。例如，如果壳体2由丙烯酸构成，和较轻流体为NORPAR 12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示设备，包括：密封外壳；第一透明流体，填充所述外壳；和被所述流体围绕的可移动物体；其中，所述第一流体包括以一比率混合的第一液体和水的湿润剂溶液，所述比率调节成使通过所述外壳吸收的周围水分达到最小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：威廉W弗伦奇，
申请(专利权)人：特图勒泰克设计公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]