[发明专利]用于流体支撑式自旋转显示器的磁定位机构

说明书

一种自旋转显示装置(1)，包括含有透光流体(6)的外部透光容器(2)以及含有电动机(14)以使主体相对于外部容器旋转的主体(4)。所述主体还携载罗盘磁体(18)，作为电动机对其操作的反扭矩源。固定至所述容器的由铁磁材料制成的磁定位结构(20)与罗盘磁体的磁场相互作用，以引起所述主体朝着特定位置移动，从而最小化所述磁定位结构和罗盘磁体之间的距离，使得所述主体能够在旋转的同时在所述显示装置内保持居中。

相关申请

本申请要求2016年3月11日提交的美国临时专利申请No.62307268的优先权。

技术领域

本发明涉及自供电显示装置，更具体地，涉及流体支撑式的、光动力的、电动机驱动的自旋转装置。

背景技术

自动显示器通常用作玩具、装饰性对话件或广告媒体。这些装置公开于美国专利No.6,275,127、6,853,283、6,937,125和美国专利公开No.2005/0102869中；所有这些美国申请都通过引用的方式并入本文。

这些装置能够具有密封的外部容器，该外部容器具有透光壁，该透光壁包含透光液体，透光液体以浮力方式支撑内部主体，该内部内体看起来自身相对于外部容器神奇地旋转，或者看起来像是透明玻璃或塑料的固体块。这种旋转能够由隐藏在所述主体的电动机驱动。该电动机能够由电池供电，或者由照射在隐藏于所述主体内的光伏电池上的光辐射以长期的方式供电。因为该驱动机构能够被完全包含在自旋转主体内，所以与环境磁场(例如地球的磁场)对准的内部罗盘磁体被用作内部电动机的反扭矩源。

浮动的自旋转装置可能出现的一个问题在于自旋转主体不在容器内居中，而是撞到容器侧壁之一或靠在容器侧壁之一上。尽管旋转主体可能由于在侧壁附近遇到的剪切力而趋向于使其自身移动离开侧壁，但不能保证物体将保持居中，尤其是当容器较大而旋转主体较小时。

当自旋转主体已经停止旋转一段延长的时间，例如在夜间当没有供电光落在光伏供电元件上时，轻微的与表面张力相关的力趋向于使非旋转主体漂移并最终接触侧壁。当非旋转主体抵靠在侧壁上静止时，在主体和侧壁表面之间可能存在显著的静摩擦，典型的低扭矩驱动机构难以克服这种静摩擦。

因此，需要有解决一些或所有上述缺陷的自旋转装置。

发明内容

本发明的主要和次要目的在于提供一种改进的流体支撑式自旋转装置。通过相对于流体支撑式自旋转主体的容器固定的磁定位结构来实现这些和其它目的。

在一些实施例中，通过两种不同密度的不混溶流体将自旋转主体以浮力方式支撑在容器内。

在一些实施例中，提供了一种自旋转装置，其包括：携载流体的容器；由所述流体以浮力方式支撑的自供电中空旋转主体；其中，所述主体具有：旋转轴线；电动机，该电动机包括：反扭矩元件，该反扭矩元件旋转地响应于环境磁场；并且，其中，所述装置还包括：相对于所述容器固定的磁定位结构，由所述磁定位结构和所述反扭矩元件中的至少一个产生的局部磁场；其中，所述磁定位结构位于距所述反扭矩元件的有效距离处，以便与所述局部磁场相互作用，从而将所述主体朝着所述磁定位结构和所述反扭矩元件之间的磁平衡位置偏压。

在一些实施例中，所述反扭矩元件是与所述环境磁场对准的罗盘磁体。

在一些实施例中，所述环境磁场是地球的磁场。

在一些实施例中，所述磁定位结构包括产生多用途磁场的定位磁体，所述多用途磁场提供所述环境磁场和所述局部磁场二者。

在一些实施例中，所述定位磁体是永磁体。

在一些实施例中，所述容器包括透光外壁；并且其中，所述流体包括透光液体。

在一些实施例中，所述磁平衡位置使所述反扭矩元件和所述磁定位结构之间的距离最小化。