CN107108002B - 用于浸没在流体中的自旋转显示器的压力平衡结构和电动机改进 - Google Patents

Abstract

一种自旋转显示装置，其包括外部透光容器(402)，该外部透光容器容纳透光流体(406)和包含电动机(421)的本体(404)，该电动机用于使该本体相对于外部容器旋转。该本体也带有通过该本体内的在该本体的内部腔体和外部容器的内腔室之间形成流体路径的压力平衡间隙(431)接触外部容器内的流体的一定量流体(430a)。该流体路径形成适应于例如由于天气条件导致的流体的轻微压力变化的自调节压力释放结构。具有不相对于彼此旋转的分开的场磁体和罗盘磁体的、专用较小尺寸流体浸没式电动机有助于消除磁顿转。能够根据一种消除所述本体中的填充孔的必要性的方法来制造该装置。

Description

用于浸没在流体中的自旋转显示器的压力平衡结构和电动机 改进

相关申请的交叉引用

本发明要求2014年12月26日提交的美国临时专利申请No.62096983和2015年4月24日提交的美国临时专利申请No.62152714的优先权，上述美国临时专利申请均通过引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及自供电显示装置，更具体地，涉及封闭的、浸没在流体中的(fluidimmersed)、光供能的(light-powered)、电动机驱动的自旋转装置。

背景技术

自移动显示器通常用作玩具、装饰性风俗画(conversation pieces)或广告媒体。在本人的美国专利No.6,275,127、6,853,283、6,937,125和美国专利公报No.2005/0102869中公开了这种装置，其全部内容在此通过引用的方式并入本文。

这些装置可具有密封的外部容器，该外部容器具有容纳透光液体的透光壁，该透光液体浮动地支撑看起来相对于外部容器奇妙地自动旋转或者看起来是实心透明玻璃块或塑料块的内本体。能够由隐藏在该本体内的电动机驱动旋转。该电动机能够由电池供电，或者以长期方式通过入射在隐藏于该本体内的光伏电池上的光辐射来供电。

由于随着时间而在全世界范围内的各个地方自然发生的大气压力和湿度差异，可能产生一个问题。例如，在美国科罗拉多州丹佛市的冬季暴风雨期间，压力和湿度可能远比巴西里约热内卢的夏季期间低。主要由于制造和安全性原因，这种装置的外部容器通常由相对非密封材料、例如透明丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)制成。因此，大气压力和湿度的变化能够穿过外部容器的壁体渗出，并改变内部透光液体的水含量和蒸汽压力。这些变化与温度的变化耦合之后能够导致所述容器内的总液体体积变得比该液体可用的体积更大或更小。如果液体体积更大，则可能引起潜在地损伤该显示器、潜在地破坏该装置的奇妙外观的过大压力。当它含有一定量的气体时，由于浮沉子效应(Cartesian diver effect)，这些变化也可能引起所述内本体的浮力变化。

另一个潜在问题在于，这些装置能够依赖于与周围磁场、例如地球磁场对准的内部罗盘磁体，以充当它们的内部电动机的反扭矩源。在这些装置中，存在罗盘磁体和场磁体之间的磁相互作用的可能性，所述罗盘磁体和场磁体用于在它们与携带有机载电动机的电流的线圈相互作用时产生相对扭矩。图1图示了这种磁相互作用如何能够引起电动机的速度变化。很明显，随着电动机的驱动电流减小，与没有这种在低光条件下负面地影响操作的相互作用时相比，该电动机将以显著更低的驱动电流停止。

能够通过设计场磁体的结构以最小化上述磁相互作用并且还通过远离所述场磁体安装罗盘磁体来减少这种问题。然而，实际上来讲，这种减少可能是昂贵的，并且可能不利地增大了具有有限空间的装置中的供电机构的尺寸。

因此，对于克服了一些或所有上述缺陷的自旋转装置，存在着需求。

发明内容

本发明的主要和次要目的在于提供一种改进的、悬置在流体中的自旋转装置。通过一种压力平衡流体路径实现了这些和其它目的，该压力平衡流体路径贯穿被悬置在流体中的自旋转本体的壁。

在一些实施例中，提供了一种专用电动机，它具有不相对于彼此旋转的、分开的罗盘磁体和场磁体。

在一些实施例中，该自旋转本体被两种不同密度的不混溶流体浮动地支撑在所述容器内。

在一些实施例中，提供了一种自旋转装置，其包括：外部容器，该外部容器具有内部腔体，所述内部腔体被设定形状和尺寸，以容纳一定量的第一流体和浸没在所述第一流体内的自供电中空旋转本体；其中，所述本体包括：外壁；上腔室；下腔室；将所述上腔室和下腔室分隔开的流体不可渗透的透光隔板；导管，该导管穿过所述外壁并限定在所述腔体和所述上腔室之间建立流体连通的内部通道；以及位于所述上腔室内的第二量的所述流体和位于所述上腔室内的一定量的空气。

在一些实施例中，所述流体包括两种不同密度的液体，其中，所述液体被选择为将所述本体浮动地支撑在所述外部容器内。

在一些实施例中，所述流体由单一均质液体构成，并且其中，所述装置包括将所述本体以可旋转方式悬置在所述流体内的机械支撑件。

在一些实施例中，提供了一种旋转容器，其包括：容器外壳；电动机，该电动机包括：与周围磁场对准的罗盘磁体；与所述罗盘磁体间隔开的至少一个场磁体；将所述场磁体的定向固定为所述罗盘磁体的定向的机械连结件；机械地固定至所述容器的至少一个线圈；其中，所述至少一个线圈被定位成与所述至少一个场磁体产生的磁场相互作用；以及用于将整流电流供应至所述至少一个线圈的电流源。

在一些实施例中，提供了一种自旋转装置，其包括：具有内部腔体的透光外部容器，该内部腔体被设定形状和尺寸，以容纳一定量的流体和浸没在所述流体中的自供电中空旋转本体；其中，所述外部容器被密封；其中，所述本体包括：所述流体基本不可渗透的外壁；内腔室；至少一个导管，该至少一个导管穿过所述外壁并限定在所述腔体和所述内腔室之间建立流体连通的流体通道；以及位于所述内腔室中的一部分所述流体和位于所述内腔室中的一定量的气体。

在一些实施例中，所述一定量的流体包括较低密度组分流体和较高密度组分流体，其中，所述较低密度组分流体与所述较高密度组分流体基本是不混溶的。

在一些实施例中，所述组分流体中的每一种都比空气密度大。

在一些实施例中，所述一定量的流体包括第一较低密度液体和第二较高密度液体，其中，所述第一液体与所述第二液体基本是不混溶的。

在一些实施例中，所述导管具有穿过所述本体的外表面的第一孔口，当所述装置在重力场中平衡时，该第一孔口位于所述第一液体和第二液体之间的界面上方。

在一些实施例中，所述导管具有穿过所述本体的所述外表面的第一孔口，当所述装置在重力场中平衡时，该第一孔口位于所述第一液体和第二液体之间的界面上方。

在一些实施例中，所述本体还包括沿着接缝通过粘合剂彼此结合的上壳体和下壳体。

在一些实施例中，所述导管包括沿着所述接缝的在所述上壳体和所述下壳体之间的间隙。

在一些实施例中，所述间隙是由于未施加所述粘合剂而形成的。

在一些实施例中，所述本体大致为球形的，并且其中，彼此协作的配合表面位于中纬线(equator)处。

在一些实施例中，所述导管保持永久浸没在液体中。

在一些实施例中，提供了一种自旋转装置，其包括：外部容器，该外部容器具有内部腔体，该内部腔体被设定形状和尺寸，以容纳一定量的第一流体和浸没在所述第一流体内的自供电中空旋转本体；其中，所述本体包括：外壁；上腔室；下腔室；将所述上腔室和下腔室分隔开的流体不可渗透的透光隔板；至少一个导管，该至少一个导管穿过所述外壁并限定在所述腔体和所述上腔室之间建立流体连通的内部通道；以及位于所述上腔室内的第二量的所述流体和位于所述上腔室内的一定量的空气。

在一些实施例中，所述流体包括两种不同密度的液体，其中，所述液体被选择以将所述本体浮动地支撑在所述外部容器内。

在一些实施例中，所述流体由单一均质液体构成，并且其中，所述装置包括将所述本体以可旋转方式悬置在所述流体内的机械支撑件。

在一些实施例中，提供了一种旋转本体，其包括：本体外壳；电动机，该电动机包括：与周围磁场对准的罗盘磁体；与所述罗盘磁体间隔开的至少一个场磁体；机械连结件，该机械连结件将所述场磁体的定向固定为所述罗盘磁体的定向；被机械地固定至所述本体的至少一个线圈；其中，所述至少一个线圈被定位成与所述至少一个场磁体产生的磁场相互作用；以及，用于将整流电流供应至所述至少一个线圈的电流源。

在一些实施例中，提供了一种制造自旋转装置的方法，其包括：选择处于未结合状态的一对可粘合的上壳体和下壳体；其中所述下壳体包含电动机部件；其中所述下壳体比所述上壳体具有更小的未填充体积；将所述上壳体倒转；用第一量的液体填充所述上壳体；在处于倒转状态的同时将所述下壳体粘合至所述上壳体，从而形成已结合的本体；使所述已结合的本体复位到其直立定向；以及，将所述已结合的本体置于包括第二量的所述液体的容器内。

原始权利要求的原始文本在此通过引用被并入，作为对一些实施例中的特征的描述。

附图说明

图1是示出了在现有技术的装置中、转速如何能够随着旋转角度变化的图。

图2是光驱动的、含电动机的旋转本体的示意性截面侧视图表示，该旋转本体被浸没在透光外部容器所容纳的透光流体内。

图3是含电动机的本体的示意性截面侧视图表示，示出了根据本发明的示例性实施例的驱动构造和压力释放上腔室。

图4是图3的本体的示意性顶部局部透视图。

图5是图2的本体的电部件的电路图。

图6是含电动机的本体的示意性截面侧视图表示，示出了根据本发明的可替代示例性实施例的驱动构造和压力释放上腔室。

图7是图6的本体的示意性截面顶视图，示出了贯穿本体壁的压力释放导管。

图8是本体的示意性截面顶视图，该本体具有贯穿本体壁的多个压力释放导管。

图9是示出了制造含流体本体的主要步骤的流程图。

图10是图9的制造过程中的被倒转的、未彼此结合的壳体的示意性截面侧视图表示。

图11是图9的制造过程中的被倒转且彼此结合的壳体的示意性截面侧视图表示。

图12是图9的制造过程中的浸没在容器内的流体中的、被倒转且彼此结合的壳体的示意性截面侧视图表示。

图13是浸没在透光外部容器所容纳的单一均质透光流体内的光驱动的、含电动机的旋转本体的示意性截面侧视图表示。

具体实施方式

现在参考附图，图2中示出了自旋转装置1，该自旋转装置1具有基本固定的、密封的外部容器2，该外部容器2具有围成内部腔体5的透光壁3，该内部腔体5含有一定量的透光流体6，并且，诸如球或球体的轴向对称形状的本体4浸没在该流体内，并且允许该本体4相对于所述外部容器绕轴线7旋转。该本体具有允许周围光线L穿过外部容器壁3、流体6和本体壁9的透光壁9，以向太阳能电池15供电，该太阳能电池15向所述本体内部的电动机14供应电流。该本体的轴向对称形状允许该本体在因为接触周围液体而引起的阻力(drag)的量最小的情况下旋转。地球磁场10向该本体内的为电动机提供反扭矩源的罗盘磁体(compassmagnet)18提供锚固。如通过引用的方式并入本文的French的美国专利公报No.2005/0102869中所公开的，上述流体能够包括两种不混溶液体，即在界面8处分离的较低密度液体6a和较高密度液体6b。

如图3中所示，本实施例中的本体4能够包括在中纬线接缝13处结合的大致半球形上壳体11和大致半球形下壳体12，从而形成自旋转的、大致球形的球体。

本体4能够具有帮助平衡该本体内部和外部压力的压力释放结构。本体4包括由内部透光盘状隔板25分隔开的内部上腔室27和内部下腔室26。该下腔室可以是空的，或填充有一种或多种流体，例如空气、惰性液体(inert liquid)或两者。导管31能够被形成为从暴露于外部容器腔体16的外部孔口32处穿过所述本体壁并到达暴露于该本体的上腔室27的内部孔口33。因而，该导管限定了在腔体16和上腔室27之间延伸的流体通道34。该通道在容器腔体16中的液体6a与容纳在该本体的上腔室内的一部分液体30之间建立流体连通。

导管31的围绕内部孔口33的内侧端35在隔板25上方离该隔板25有一定距离或间隙36。选择该内腔室27中的所述一部分液体30的体积，以在所述内部孔口的水平之上产生一定深度37，并且当该装置在重力场中平衡时留有位于所述内腔室的上部区域中的一定体积的较小密度流体，例如空气38。此外，该体积应足以提供相当大的深度37，以在倾斜运动期间、例如在运输期间的摇晃或倾斜时使内部孔口33保持被浸没。这种布置允许导管31内的液体基于内腔室27和内部腔体16中的液体6a、6b的相应压力而流入和流出该导管。作为气体的空气38的体积不可压缩，因而能够用于缓冲不同压力的力。

本领域技术人员将会明白，诸如温度和压力等的参数的最大化将趋向于使该本体内的所述一部分液体30的液位降低。因此，应在额定工况下小心地选择深度，以防止该液位降低至暴露所述内部孔口的程度。

导管31优选被制造得比较细，具有约1.0至3.0平方毫米的横截面积，以防止当本体4在运输或其它运动期间被临时倒转或倾斜时气泡穿过该导管。由于该本体的下部附近的环状配重块22，本体4通常处于图3所示的定向。通常，上腔室27和外部容器腔体16之间的压力差是非常缓慢地(gradually)发生的。因而，具有较小横截面积的导管通常是适当的。实际上，通过可被称为漏洞(leak)的物体形成的导管通常足以允许压力平衡。此外，通过选择较细的导管，表面张力能够临时地防止该导管内保留的液体在内部孔口33短暂暴露于空气时从该导管中逸出。这能够在该装置临时倾斜时、在该本体的定向被偶然临时破坏期间防止空气穿过该导管。空气穿过该导管将在本体4外部的容器腔体16内的液体中引起不雅观的气泡。

当使用两种不混溶液体6a、6b形成所述一定量的流体6时，如上文的French的文献中所述，较大密度液体6b可以是保湿剂，而较小密度液体6b能够被选择为具有与该保湿剂匹配的折射率。许多保湿剂(例如丙二醇)可能损伤电动装置的内部驱动部件。因此，在内部驱动机构(例如上述电动机和太阳能电池)暴露于所述流体的情形中，优选的是，较小密度液体6a是唯一进出该内腔室27的液体。因而，当该装置平衡时，优选将导管31的外部孔口32定位在这两种液体之间的界面8上方。

现在参考图3和4，该装置还包括竖直轴20、上部铁盘45和下部铁盘47，该竖直轴20连接至罗盘磁体41，该上部铁盘45和下部铁盘47由间隔件49间隔开固定距离并垂直于所述轴。轴20由坐放在杯形宝石轴承24中的硬质圆化端部23以可旋转方式支撑在底部上。杯形轴承座21保持该杯形宝石轴承，并且也定位和保持所述配重环22。太阳能电池42a被示出为安装在印刷电路板43上。支架17将该印刷电路板安装至半球形下壳体12。

图4示出了图3的结构的顶视图，其中，为清楚起见，其大部分部件被示出为透明的。应当注意，所述电动机的旋转部分的角定向在图3和4中是不同的。三个均匀成角度地间隔开的太阳能电池42a、42b、42c被示出为安装在印刷电路板43的顶部上，并且，缠绕有电线48a、48b、48c的三个均匀成角度地间隔开的绕线筒被示出为安装在该印刷电路板的底部上。四个均匀成角度地间隔开的盘状磁体50a、50b、50c、50d也被示出为安装在下部铁盘47上，图3中示出了其中的两个盘状磁体——50a和50b。间隔件49穿过该印刷电路板中的孔28，并且轴20处于间隔件49的中心。

当该印刷电路板43相对于铁盘45、47旋转时，每个光电晶体管44a、44b、44c都被上部铁盘45遮盖，直到它在孔口46a、46b之一下方经过。在图4中，光电晶体管44a被示出为在孔口46a下方经过，而光电晶体管44b和44c则被顶部铁盘45遮盖。当处在该孔口下方时，光电晶体管44a暴露于光下并将电流传送至其绕线筒48a。

图5示出了印刷电路板43上的电子电路。照在光电晶体管44a、44b、44c中的任一个光电晶体管上的光将产生电流，该电流被所述光电晶体管的相应晶体管51a、51b、51c放大，以驱动电流流过其相应的线圈48a、48b、48c。在线圈48a、48b、48c和磁体50a、50b、50c、50d的相对旋转被迫以某种方式逆向发生时产生任何逆向电压的情况下，二极管54a、54b、54c保护这些晶体管。太阳能电池42a、42b、42c提供电压以驱动所述电路。

在图3所示的印刷电路板43关于铁盘45、47的相对定向中，线圈48a将由于光电晶体管44a被照射而接收到电流，并且该电流将在线圈48a和磁体50a、50b之间产生相对扭矩。由于罗盘磁体41与周围的水平磁场10(例如地球磁场)的相互作用，轴20保持不旋转。其最终结果是线圈48a、印刷电路板43和本体4将经受到扭矩，并且，如果该本体处于例如上文所述的低摩擦环境下，则线圈48a、印刷电路板43和本体4开始旋转。继续旋转将最终导致光电晶体管44a被遮盖并暴露另一光电晶体管44b或44c，使得该另一光电晶体管44b或44c通过孔口46b暴露，并且这将引起继续旋转。

重要的是应注意，由于磁体50a、50b、50c、50d和罗盘磁体41之间不存在相对旋转，因此将不存在磁阻力。这意味着，所述罗盘磁体和所述场磁体之间的距离D能够比现有技术的这种类型的电动机中小很多，从而允许用于其它结构(例如上述压力平衡结构)的空间。这是有利的，因为外部容器2的相对内部体积以及包括本体4和液体6a、6b的内部腔体16的总体积的任何变化将不会引起外部容器2的过大压力和可能破裂，这是因为：过大压力将导致液体6a流入到上腔室27中并略微压缩该腔室中的所述一部分流体30上方的空气38。

在已知膨胀系数、尺寸和预期的环境极限的情况下，能够容易地确定所有上述部件的尺寸。温度变化以及穿过外部容器2的材料(例如塑料)的水蒸汽(如在非常潮湿的环境中可能引起的)可能导致该外部容器及其内容物的净膨胀(Net expansion)。

现在参考图6和7，示出了在浸没在流体中的自旋转显示装置101上实施的压力释放结构的可替代实施例。在本实施例中，能够通过在两个彼此结合的壳体111、112之间产生间隙而高效地形成压力平衡导管131。

装置101包括浮动地悬置在流体106中的内部本体104，该流体106被容纳在未示出但与图2所示的容器2类似的透明密封外部容器的内部腔体116内。该流体可以包括位于该腔体的上部分中的第一量的较低密度液体106a(例如石蜡液体)和位于该腔体的下部分中的第二较大密度液体106b(例如保湿剂液体)。液体106a、106b可以是不混溶的，沿界面108接触，优选具有相同的折射率，并且可以调节其密度和体积，以使本体104浮动地漂浮在所述外部容器的竖直中心附近。

本体104包括沿接缝113粘合的大致半球形上壳体111和大致半球形下壳体112，以形成球或球体。该本体的这种形状是角对称的，使得它能够在因为接触周围液体106a、106b而引起的阻力量最小的情况下旋转。该本体具有内腔室127。导管131从暴露于悬置流体106的外部孔口132穿过本体壁109而到达暴露于内腔室127的内部孔口133。因而，该导管限定了在所述悬置流体和内腔室之间延伸的流体通道。因此，该通道在所述悬置液体106a、106b和容纳在所述内腔室内的一部分液体130之间建立流体连通。

选择该内腔室127中的液体130的量，以在内部孔口133的水平上方产生一定深度137，并且留有位于该内腔室的上部分中的一定体积的较低密度流体，例如空气138。这种布置允许该导管内的液体基于所述悬置液体106a、106b的相应压力和内腔室127中的液体130的量而流入和流出该导管。

导管131被设定尺寸而形成得较细，以在本体104由于摇晃而被临时倒转时防止气泡穿过导管131。能够通过不施加用于沿着上述两个壳体之间的接缝113将这两个壳体结合在一起的粘合剂来形成该导管。为了不施加粘合剂，选择沿着该接缝的约5至20度的角度区域Z。对于具有约100毫米外径的本体，约10度的角度区域在所述壳体之间形成约25毫米宽、约0.001英寸厚的导管。

由于在本体104的下部分附近存在环形配重块122，本体104通常处于如图所示的定向中。内腔室127中的一定量的流体130也能为容纳在该内腔室中并浸没在所述液体中的其它部件提供配重和缓冲。

图6进一步示出了用于光能式的电动机驱动的装置的、可替代地构造的驱动部件。这些部件的操作与上述实施例中所述的类似。竖直轴120连接至罗盘磁体141、上部铁盘145、间隔件149和下部铁盘147，四个均匀成角度地间隔开的盘磁体安装在该下部铁盘147上，图6中示出了其中两个盘磁体150a和150b。轴120由坐放在杯形宝石轴承124中的硬质圆球形端部123支撑在底部上。杯形轴承座121保持该杯形宝石轴承，并且也定位和保持所述配重环122。顶轴承126以可旋转方式接合所述轴的顶部。保护性杯状结构129保护所述罗盘磁体，以免所述罗盘磁体在该本体在运输期间倒转的情况下被溅上液体。与上述实施例一样，照射在未被遮盖的光电晶体管144上的光L将允许电流从太阳能电池142流经适当的线圈148，从而产生迫使线圈148离开盘磁体150b的磁场。

现在参考图8，其中示出了中空旋转本体204的一个替代实施例，该本体204具有多个导管231，这些导管231贯穿本体壁209，从而允许内腔室227与该本体外部的流体206之间的流体连通。因而，在其中一个导管在制造期间被阻塞或未能适当地成形的情况下，其它导管提供了冗余。

现在参考图9-12，其中示出了用于组装这种自旋转的、浸没在流体中的显示装置的制造方法301。通常，该方法包括以下步骤：选择该旋转本体的处于未结合状态下的上壳体和下壳体302，其中，该下壳体包括主要的电动机部件，从而它具有比上壳体小的未填充体积；将上壳体倒转303；用一定量的较小密度液体填充该上壳体304；在处于倒转状态的同时将下壳体粘合至上壳体305，从而形成已结合的本体；使该已结合的本体复位到其直立定向306；以及，将该已结合的本体置于包括较小密度液体的容器内307。

图10示出了大致球形本体404的处于未结合状态的上壳体411和下壳体412。上壳体411能够倒转，并且在其中注入一定体积的较低密度液体430a。该液体的液位437不需要升高到高于作为该上壳体的暴露的环状表面的边缘。可以沿着旨在彼此接触的一个或两个壳体411、412的暴露的环状表面布置粘合剂层414。沿着这两个壳体的相应角度区域415、416不施加粘合剂。

接下来，如图11所示，在粘合剂414仍未固化的同时，包括与其附接的也处于倒转定向中的电动机部件421的下壳体412能够与填充有液体的、倒转的上壳体411配合。必须仔细地正确对准其中无粘合剂的上述两个角度区域。该粘合剂允许被固化。在这两个壳体之间沿着上述相互配合的角度区域不施加粘合剂的情况下，形成了间隙431，该间隙431将用作上述流体导管。

如图12所示，处于已结合的半球状态的球形本体404能够复位到其直立定向，在该定向中，上壳体411处于下壳体412的顶部上。选择被注入到该倒转的上壳体411内的液体430a的体积，使得：当该已结合的本体恢复到其非倒转状态时，液位437将升高到在导管431的水平上方且与导管431的水平有一定距离432的预定液位。这种液位的升高对应于被附接至下壳体且变得浸没在所述液体中的电动机部件421的体积。然后，与先前的实施例一样，该本体能够由一定量的流体406浮动地支撑而绕其竖直轴线99旋转，该流体406包括较大密度液体406b和较小密度液体406a。

在这种方法中，与通过所述彼此结合的壳体中的孔注入相同体积的液体相比，能够快得多地实现将该液体注入到上壳体内。

本实施例的优点在于：由于允许在该球体内存在容纳上述压力释放结构的空间，使用这种低轮廓电动机能够有益于立方体内球型结构的设计。

如图13所示，自旋转显示装置501可以包括旋转本体504，该旋转本体504具有如先前实施例中所示的一个压力释放结构和内部光驱动电动机514，该旋转本体504被浸没在由容纳在具有透光壁503的密封容器502内的单一均质液体506构成的流体内。该本体可坐放在容器腔体505的底表面555上，并且该容器的底壁556能够被沿竖直方向加厚，以便将该本体定位在所述容器内的更令人愉悦的中间位置处。

示例

其壁厚约5毫米且其侧面约15平方厘米的由透明丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)制成的大致立方体的外部中空容器宽松地携带有具有约3毫米壁厚和约10厘米直径的透明ABS中空球形本体。该本体被两种不混溶的、不同密度的液体浮动地支撑在所述容器内。第一较高密度液体是体积约81％的丙二醇和体积约19％的水的混合物。第二较低密度液体是十二烷。通过沿其中纬线用一定量的粘合剂粘合的两个半球形壳体来形成该本体。大约10度的未施加有粘合剂的角度间隙形成了用于所述液体在该本体的内部和外部之间流动的导管。

试验表明，该装置容许暴露于最高达50摄氏度的温度，而没有这种间隙的装置则在约40摄氏度时就破裂了。

虽然已描述了本发明的示例性实施例，但在不偏离本发明的精神和所附权利要求的范围的情况下，可进行各种变型并构思出其它的实施例。

Claims (11)

1.一种自旋转装置，包括：

透光的外部容器，所述外部容器具有内部腔体，所述内部腔体被设定形状和尺寸，以容纳一定量的流体和浸没在所述流体中的自供电中空旋转本体；

其中，所述外部容器被密封；

其中，所述本体包括：

在所述中空旋转本体内部的电动机；

所述流体不可渗透的外壁；

内腔室；

至少一个导管，所述至少一个导管穿过所述外壁并限定在所述腔体和所述内腔室之间建立流体连通的流体通道；以及

位于所述内腔室内的一部分所述流体和位于所述内腔室内的一定量的空气，

其中，所述本体还包括沿着接缝通过粘合剂彼此结合的上壳体和下壳体，

其中，所述导管包括沿着所述接缝的在所述上壳体和所述下壳体之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一定量的流体包括较低密度组分流体和较高密度组分流体，其中，所述较低密度组分流体与所述较高密度组分流体是不混溶的。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述组分流体中的每一种都比空气密度大。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一定量的流体包括第一较低密度液体和第二较高密度液体，其中，所述第一较低密度液体与所述第二较高密度液体是不混溶的。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述导管具有穿过所述本体的外表面的第一孔口，当所述装置在重力场中平衡时，所述第一孔口位于所述第一较低密度液体和第二较高密度液体之间的界面上方。

6.根据权利要求1所述的装置，所述间隙是由于未施加所述粘合剂而形成的。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述本体大致为球形的，并且其中，彼此协作的配合表面位于中纬线处。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述导管保持永久浸没在所述流体中。

9.一种自旋转装置，包括：

外部容器，所述外部容器具有内部腔体，所述内部腔体被设定形状和尺寸，以容纳一定量的流体和浸没在所述流体中的自供电中空旋转本体；

其中，所述本体包括：

在所述中空旋转本体内部的电动机；

外壁；

上腔室；

下腔室；

将所述上腔室和下腔室分隔开的流体不可渗透的透光隔板；

至少一个导管，所述至少一个导管穿过所述外壁并限定在所述腔体和所述上腔室之间建立流体连通的内部通道；以及

位于所述上腔室内的第二量的所述流体和位于所述上腔室内的一定量的空气，

其中，所述本体还包括沿着接缝通过粘合剂彼此结合的上壳体和下壳体，

其中，所述导管包括沿着所述接缝的在所述上壳体和所述下壳体之间的间隙。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述流体包括两种不同密度的液体，其中，选择所述液体以将所述本体浮动地支撑在所述外部容器内。

11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述流体由单一均质液体构成，并且其中，所述装置包括将所述本体以可旋转方式悬置在所述流体中的机械支撑件。

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