CN1205595C - 自行旋转的球形显示装置 - Google Patents

Abstract

一种吸引人和有教育意义的显示器结构(1)，呈现无任何明显的驱动机构、电源供应或轴承而自行旋转。此结构包含由透明液体(6)所分隔的二个同心的空心球体(3、5)液体。外球体全部透明、不动且可放在一三角架(2)上或其他类型的支撑上。内球体可为部分透明或半透明，并且其表面上带有诸如世界地图(7)的设计。内球体在外球体的内部旋转并独立于外球体。内部自含式的驱动机构与罗盘(20)、光角度探测器(19)、或重力传感器(12)有关，并且利用传统的具有本身内场绕组和整流器的电机(8)，或利用由包含与地磁场交互的电磁铁(AC、BD)交叉阵列的转子所构成的发送机。

Description

自行旋转的球形显示装置

技术领域

本发明涉及自行起动和自行供电的显示装置，特别涉及由辐射能量所供电的自行旋转球体。

背景技术

各种类型的可在无明显支撑、驱动机构或电源输入的条件下移动的各种形式的新颖结构常被用以作为玩具、装饰性发声部件或广告媒体。此种结构的多个实施例曾被下列专利公开：发明人为Huang等人的美国专利5,435,086；发明人为Hirose Mamoru的日本专利10137451、101431101，和10171383；发明人为Taragi Hiroshi的日本专利7210081、7219426，和7239652；发明人为Fushoellier的德国专利DE19706736；发明人为Steinbrinck的德国专利DE3725723；和发明人为Lang的德国专利DE41377175等。大多数的现有实施例并非全部无外部支撑。如果它们不是坚固地稳定在外部支撑上，即需要复杂而笨重的反转矩产生机构，诸如风扇叶片或其他内部笨重且复杂的系统，这些系统耗电量非常大。

反转矩产生机构及其支撑对于观察者非常明显，并且不对周围能量场产生任何影响或增值。

本发明源自于设计吸引人和具有教育意义的移动结构的尝试。这种尝试需要来自周围电磁辐射场的非常低水平的能量。

发明内容

本发明的主要和次要目的是提供最简单和最少能量需求的旋转且仍然稳定的结构。这样的结构可以操作极长的时间而无需任何明显的驱动机构、输入电源和支撑轴承，且可以适合用于玩具、广告媒体、新奇物、或者用于偏远地区或水下设施的机器人组件。

在本发明的优选实施例中，上述与其他有用的目的可由漂浮密封和空心的由透明或半透明的材料制成的外壳于一定量的液体内而达到，上述液体置于与外壳相同形状的透明密封容器内，并且该容器以同心方式安装在外壳的外面。外部的容器悬浮或由三角架或类似结构所支撑。内部的外壳的表面上带有诸如世界地图的设计，并能独立于外部的容器而自行旋转。由于容器和液体的透明性，这些组件无法被聚焦在盖住内部外壳表面设计的肉眼所看到。因此，这样的设计呈现出在没有任何与外部支撑结构接触的轴承的条件下而旋转。内部驱动机构被固定，换句话说，内部驱动结构从响应重力而确定自身方向的重量导出其旋转反转矩。驱动机构可以是本身具有电枢、场磁铁、及整流器的传统电动机，或者可以由担当转子的环形电磁铁阵列所构成，它们可以有选择地被电子式或机械式整流器与下列磁场共同作用或被下列磁场偏置而使能：地球的磁场、其它人造磁场、周围光或重力的方向。用于电动机或电磁铁的能量通过使用光电电池收集撞击在外壳上的光波而获得，或者通过接收和整流来自远端发射器的射频波而获得。

已公开的供有选择地和顺序地使能电磁铁的多种整流机构包括屏蔽专供特定电磁铁使用的特定光电池的光光栅(shutter)、电子式电脉冲分配器，和响应倾斜开关的整流机构。

本发明的优选实施例将被认为是漂浮在空间中并且以稳定的方式、自发的，由太阳能、重力和地磁力的相互作用所操纵的永远旋转的行星地球的复制品；即对于地球的可持续能量未来的真正象征。

支撑该外壳的液体可以是液体或气体(包括大气)。液体的体积可以是大量的水或不需容器的大气。例如，以氦气填充，该外壳将旋转而同时静态漂浮在地面上。

所有实施例都会是静止的，即它们无任何移动机构导致其在作业期间位置发生实质改变。

在驱动机构的实施例中，不论使用光还是磁的人造外部能量场，该能量场的旋转可提供施加给外壳的旋转力量。

该驱动机构是自我包含式的(self-contained)，即如果没有外壳，驱动机构装在容器中。

附图说明

图1是本发明优选实施例的前视图；

图2是暴露了内部驱动机构的外壳的剖面图；

图3是驱动机构第一可选实施例的透视图；

图4是驱动机构第二可选实施例的剖面图；

图5是上述实施例的俯视图；

图6是电磁铁馈电电流电路图；

图7是驱动机构第三可选实施例的剖面图；

图8是上述实施例的俯视图；

图9是驱动机构第四可选实施例的剖面图；

图10是上述实施例的俯视图；

图11到13是驱动机构的各个位置的部分剖面简图；

图14是单电磁铁式驱动机构的俯视简图；

图15是定向轴承定位器的电气图；以及

图16是本发明的圆柱型实施例的剖面简图。

具体实施方式

参考图1和2中所示的本发明第一实施例，其形式为安装在三支柱支撑2上的球体1。此球体包含球形的闭合且密封的外壳3，该外壳由两个丙烯酸半球形壳沿着赤道接缝4胶合在一起。外壳3由最好是透明丙烯酸为材料的球形容器5以与外壳3相同的同心方式所包围。外壳3与容器5由填充了液体6的小空间所分离，使得外壳3被液体6支撑和包围，并可沿X-X’轴围绕其本身旋转而独立于容器5。外壳3的外表面是喷绘或蚀刻成的图形设计，此例为世界地图7。外壳的重量以所期望的方向适当分布放置。

外壳3最好是半透明的。换言之，外壳允许光波透过，但可隐藏其内部的驱动机构，以使一般的观察者无法看到上述驱动机构。液体6也是透明的，最好包含两种不能溶合的液体，诸如可购自美国明尼苏达州的明尼阿波利斯市的3-M公司的碳氟化合物PFPE 5060以及可购自美国得克萨斯州休斯敦市的EXXON公司的碳氢化合物液体NORPAR 12，其浓度比为1.68比0.75。较高密度的碳氟化合物液体通常将占据外壳与容器之间的空间的最低部分，因而可稳定浮动结构。由液体的不同折射率所造成的任何失真在其显示的区域不容易被注意到。液体的选择理由在于其不可溶合性、低浸湿性、非腐蚀性，以及与用以制造二个球体的丙烯酸材料相关的相对密度和热膨胀系数。通过这样的液体和同心球安排方式的组合，任何由温度改变所引起的材料膨胀或收缩均不会造成任何变形或破裂的危险。

根据公知的光学折射原理，适当选择折射率和尺寸，外壳3的内表面和外表面上的图形特征将呈现在容器5的外表面上。如果容器没有可见特征，这种错觉效果最好，但这样可能会使外壳和容器具有统一的色彩，因而不会给予观者上述球体并未旋转的暗示。作为选择，图形特征可以印在容器上，或者物体可以漂浮在液体中，从而制造其它有趣的光学效果。

如图2所示，内部驱动机构包含电气电动机8，其定子与外盖由管状套管9固定，同时还固定在外壳3的内侧壁上。从电动机的转子延伸出的轴10在其末梢通过销轴承11支撑在外壳内侧壁表面恰恰相反的(antipodal)部分。本体质量或重量物12固定连接在轴上，其重心C远离轴。对应地球重力G的重量使轴10和旋转轴X-X’略微倾斜，以使重量置于最低的可能高度。重量物12担当重力传感器来对抗轴的旋转。事实上，轴10相对轴X-X’的任何旋转将导致重心C的升高，因而抵制地心引力的拉动。因此，当轴10位于图示位置时，电动机8的驱动将使定子和整个外壳及驱动机构旋转，但被作为定向轴承定位器、锚和反转矩元件的重量物12所固定的轴除外。有利的是，此重量物可被磁化，使其自行与地球磁场对齐并可进一步稳定上述结构。在此情况下，重力G的中心无需偏置。

多元件光电收集器13安装在固定连接到外壳3的赤道隔膜14的上表面。通过透明容器和液体、以及外壳3的半透明壁的光线或光波L撞击在收集器13上。撞击产生的电流通过一对导体15供给电动机8。因此，对肉眼而言，这样的结构呈现为类似自行旋转的球体，而无任何明显的供电、驱动机构或支撑轴承。应注意的是，这样的结构可由太阳光或任何种类的人造照明所激活。

图3示出的驱动机构的第一可选实施例16，依赖周围磁场的方向和另一周围能量场的方向之间的已知关系，上述另一周围能量场可以是另一磁场、无线电波场、或此实施例中所特定公开的撞击于外壳的光波场。外壳旋转力矩源于地球磁场M，而定向轴承定位器的功能通过感知光波L的方向而达到。电气电动机由两个位于赤道隔膜上的电磁铁AC和BD以交叉阵列的形式构成，其中每个电磁铁的方向都从旋转轴X-X’呈径向。四个光传感器a、b、c和d安装成金字塔形式，其中各传感器的光敏表面位于与其它传感器的光敏表面所位于的平面不同的平面中。与旋转轴相关的平面的角度17可从0度变化到大约75度。每个平面都朝向一块电磁铁的径向方向。一系列光电收集器13放置在隔膜上，从而使它们的光敏表面实质上与旋转轴X-X’垂直。这些收集器绕线在一起，通过向电磁铁提供由安装在光传感器a、b、c和d下面的逻辑单元19确定的馈电和极化电流，来重复性依次使能电动机。

每块电磁铁在任意一端最好由低矫顽磁性铁芯棒和线轴A和C或B和D构成。

假定每个控制光传感器大体上指向与参考的电磁铁线轴同样的径向方向，逻辑单元19执行下列的功能：

如果c_a最大就使能BD。

如果c_b最大就使能AC。

如果c_c最大就使能DB。

如果c_d最大就使能CA。

其中，c_a、c_b、c_c和c_d分别代表从a、b、c和d控制光传感器流出的电流，并且BD表示BD电磁铁极化成北极位于B线轴端，DB表示BD电磁铁极化成北极位于D线轴端，并且AC和CA同样表示AC电磁铁的极化方向。此逻辑很容易通过门阵列或者由微处理器装置实现。

并不是比较相应的光传感器的电流输出，逻辑单元19可以设计成只响应超过预定阈值级别的输出电流，上述预定阈值级别显示了与磁场的方向相比的传感器的实质正交方向。

在上述描述的驱动机构的变化例中，控制光传感器a、b、c和d被选择成光电形式、并且足够强大以当没有水平安装的光电收集器存在时能够向电磁铁提供馈电电流。应该注意，所有的线轴在任何时候都要在一定程度上加电，并且位于给定磁铁相反端的线轴趋于以相反方向磁化棒。给定棒的总磁化强度基于哪个线轴接收最大电流，而哪个线轴接收最大电流基于哪两个驱动光收集器接收最多的光。实质上与图3中描述的相同，光收集器和电磁铁之间的角度关系可以被设置成为响应给定磁场方向和周围光的方向以驱动旋转。

机电装置可以包含单独的电磁铁和单独的光传感器。在这样的情况下，外壳的旋转运动也许不得不手工初始化。

在图4～6中所示的驱动结构的第二可选实施例中，定向轴承定位器由磁铁21构成。磁铁21担当罗盘的作用，以地磁场M确定自身的方向，来定位和固定自由旋转的轴22，就如同驱动结构的第一实施例中的轴10一样。此轴穿过赤道隔膜14的中心，并且在其顶部装有一圆形光栅23，此圆形光栅23具有以大约90度方向横断此光栅的径向部分24。安装在隔膜14的顶表面并且位于光栅23之下的是光传感器或者光电传感器-收集器a、b、c和d的交叉阵列。与赤道隔膜平行的上层隔膜14A位于光栅之上，在每个光传感器上面具有一个孔，担当光圈的作用。如同整个外壳3和隔膜14一样，14A围绕中心垂直轴X-X’旋转，光传感器依次周期性每次一个暴露于穿过透明或者半透明的外壳壁的光波L。安装在上层隔膜14A的顶表面上的光电收集器13具有同样暴露于光波的光敏顶表面。前面描述的实施例中的电磁铁AC和BD的交叉阵列延长到隔膜14的外围，且每个电磁线轴相对光传感器a、b、c或d中的一个设置成预定角度。当供电时，每块电磁铁参照地球磁场定向，就象磁铁21和光栅23那样。

电磁铁设法把自己与周围磁场对齐，其中上述周围磁场可以是地磁场；如果定位器磁铁21所建立的磁场足够强以至于可以代替地磁场，也可以是定位器磁铁21所建立的磁场。

如图6所示，从暴露于光波的光传感器a、b、c和d流出的控制电流用于开启MOSFET开关T1-T8的电子矩阵25，上述MOSFET开关T1-T8把流出光电收集器13的馈电电流分配流到具有所需极性的适当电磁铁。当通电时，电磁铁设法与周围磁场对齐，并使整个外壳从顶部向下看时为反时针旋转。

振簧(reed)开关、光学或固态传感器(诸如霍尔效应传感器)可以用于完成整流功能。

成反射安装的镜子可以配置在光栅上，以增加撞击在暴露的传感器上的光量。

安装在隔膜14的下表面的耦合到接收器和整流器单元27的射频天线26，可以代替光电收集器13，也可以与光电收集器13结合，用来产生到电磁铁的馈电电流。射频波R可由未示于图中的远端发射器所产生。

应该懂得，当使用光电传感器-收集器以产生流到电磁铁的通电电流时，不需要电子切换矩阵25。

在图7和8中所示的驱动机构28第三可选实施例中，定向轴承定位器由类似于第一实施例、用来使外壳3绕X-X’轴旋转的传感器12构成，上述X-X’轴相对于垂直方向略为倾斜。安装在赤道隔膜14上的电磁铁AC和BD的交差阵列本质上与前面描述的实施例中的20相同。然而，控制元件由四个水银倾斜开关a、b、c和d构成。倾斜开关的绕线方式可以把流出光电收集器13的电流分配到相同代号的电磁铁。然而，倾斜开关a和c与电磁铁BD对齐，且倾斜开关b和d与电磁铁AC对齐。当供电后，上述电磁铁中的任何一个都试图与诸如由远离底部安装的外部磁铁29所建立的周围磁场对齐。

在图9和10所示的驱动机构的第四可选实施例30中，磁铁21担当定向轴承定位器和光电收集器13，并且成旋转式安装在中央轴10上。上述轴与赤道隔片14固定连接到外壳3。四个环片段a、b、c和d组成交叉阵列形式安装在接近轴的顶表面。当外壳绕与轴10重合的X-X’轴旋转时，一对刷18用来使能电磁铁A、B、C和D的交叉阵列，其方式与前面描述的实施例相同。馈送到电磁铁的电流的顺序和交替分配，包括其极性换向，是基于本领域普通技术人员公知的技术达到的。

应该知道，驱动机构的第一实施例的定向轴承定位器可以与第二实施例联合使用，反之亦然，且天线和射频波接收器可以与任何机械驱动的实施例联合使用。

下面描述的对各驱动机构的改进对于优选实施例的操作并非必要，但它们可以有利地提高优选实施例的性能。

为消除由电磁铁AC和BD在上述一些驱动机构中使用的磁定向轴承定位器上产生的任何可能的磁场效应，可以在罗盘磁铁21的周围安装四个一组的补偿线圈ac、bd、ca和db，如图4和5所示。应注意，四个补偿线圈和电磁铁通常是固定连接到外壳3。补偿线圈bd和db与电磁铁BD对齐，而补偿线圈ac和ca与电磁铁AC对齐。

图6所示的电路用来控制流经电磁铁和补偿线圈中极化电流的流动。其目的是通过补偿线圈建立磁场，上述磁场临近罗盘磁铁21，与通过适当开启晶体管开关T1-T8而由相应的电磁铁同时产生的磁场实质上大小相等、并且极性相反。应该注意，根据传感器a、b、c和d的类型和位置，各种线轴和线圈的绕线连接必须被适当切换。在某些情况下，两个单独正交排列的补偿线圈而不必是一对线圈即可满足要求。

定向轴承定位器和驱动机构不必总是安装在外壳3的内部。如图11-13所示，这两个元件浸没在液体6中，并装配在外壳3的南极处的圆柱形空腔31中。在图11中，驱动机构包括固定连接到外壳的电气电动机8，并且上述电气电动机具有固定连接到方向性轴承定位器的转子和轴10。上述的轴10包括埋入作为轴的压力滚轴(puck)32中的磁铁21，上述压力滚轴具有成球形与容器的底部34密切配合的下表面33。介于两表面间的液体薄膜使磁铁与地磁场适当对齐。可以使用非磁化的压力滚轴。压力滚轴通过响应重力或分子间力的周围场，在液体薄膜中建立足够的摩擦或剪切力，或抵消容器的底表面建立足够的静态摩擦力，以提供电动机旋转外壳所需的反转矩。压力滚轴的底部也可以远离容器，如图12所示。

在图13中的驱动机构的实施例中，定向轴承定位器位于外壳之外，而电动机则位于外壳之内。电动机轴与压力滚轴35之间的连接通过匹配磁铁36、37在外壳壁上提供，上述匹配磁铁一块连接于轴，而另一块连接于压力滚轴。在压力滚轴与外壳之间可以使用适当的轴承，并且电动机和滚轴的各自位置可以颠倒。在此情况下，馈电电流可以来源于没有外壳定位的结构。

不需要电磁铁的交叉阵列，单独的电磁铁也可以满足驱动特别光外壳的需要。如图14和15所示，安装在单独电磁铁AB上面的单独传感器38可以方便地用于控制线轴A和B的极化。

如图15所详示，双极电压(V+，V-)施加在板极39、40上，其中长型霍尔效应传感元件41夹在板极39、40之间。上述传感元件水平安装在电磁铁或其支撑轴上。当周围磁场M与元件41垂直时，霍尔电压在板极板39、40之间产生。

如果磁场方向翻转，霍尔电压的极性将翻转。因此，霍尔电压可以通过把放大器42施加在线轴A、B上来控制它们的极化方向。

如图14所示，如果传感器元件38与电磁铁垂直，则电磁铁将仅在其与周围磁场未对齐时才被供电。

如图7所示的驱动机构的实施例中，使外壳经常在相同方向倾斜，从而避免与外磁场发生器发生摆动或无法对齐，这样会是有利的。如图7所示，这可以通过在轴10中结合长轴向磁棒来完成。磁棒的底部与液体6或容器5的基座部分中的磁铁30相合，使外壳位于正中。磁棒的顶部始终向周围磁场的同极倾斜，并保持在该方向。另一种稳定外壳的方式是在南极和北极附近把连接磁铁或联动的销和空腔结构放在外壳与容器之间。

设计不必直接应用到外壳。可以使用由多种透明或带色彩的液体所分隔的多个联合嵌套的外壳，以达到各种信息和具有美感的重现。

容器与外壳可以采用多种形状。如图16所示的是一组嵌套圆柱结构，其中外部结构43担当容器，内部结构44担当前面所述的实施例中的外壳。这两个结构和分隔液体45都是透光的。外部结构43位于支撑46上。定向轴承定位器仅由印在外结构43之上或嵌入外结构43的中央顶部之中的光栅型图案(47)构成。此图案实质上与图4和5所示的光栅的形状类似，并且必须由人工定向使角切块的中心适当控制电磁铁的供电。

光传感器a、b、c和d(后者未在剖面图上显示)在光栅型图案基础上以交叉排列的方式靠近或者插入内部结构44的顶部进行安装。主要的光电收集器13和电磁铁阵列AB和CD实质上与图4和5中实施例所述的光电收集器和电磁铁阵列类似。

尽管已经说明本发明的优选实施例，在不脱离本发明的精神以及随附的权利要求的范围的情况下，可以对优选实施例进行修改或者设计其它的实施例。

Claims (33)

1.一种自行供电的、旋转的、固定的结构，包含围起自我包含式驱动机构的旋转体，上述驱动机构通过来自电磁辐射的能量供电，其中，所述自我包含式驱动机构包括反力矩产生元件，所述反力矩产生元件由周围能量场固定并且对准周围能量场的方向。

2.如权利要求1的结构，还包含：

一定量的液体；以及

用于从所述电磁辐射收集能量的装置；

其中，所述旋转体包括：

由所述液体的浮力支撑的外壳；

定向轴承定位器，包括所述反力矩产生元件；并且

所述驱动机构还包括用于使所述外壳绕第一轴并且关于所述定位器旋转的装置。

3.如权利要求2的结构，其中，所述用于使外壳旋转的装置包括由所述用于收集能量的装置供电的电机械装置。

4.如权利要求3的结构，其特征在于：

所述电磁辐射包含光波；以及

所述用于收集的装置包含当暴露于上述光波时产生电流的光电收集器。

5.如权利要求4的结构，其特征在于，所述电机械装置包含由所述电流提供能量的电动机。

6.如权利要求3的结构，其特征在于：

所述电磁辐射包含射频波；以及

所述用于收集的装置包含天线和当天线暴露于上述射频波时产生电流的射频接收器。

7.如权利要求6的结构，其特征在于，所述电机械装置包含由所述电流供电的电动机。

8.如权利要求3的结构，其特征在于：

所述周围能量场包含地球引力；以及

所述定位器包含重力传感器。

9.如权利要求8的结构，其特征在于，所述重力传感器包含安装在实质上与所述轴对齐的轴上的重量物；以及

还包含实质上与所述轴平行的磁铁。

10.如权利要求3的结构，其特征在于：

所述周围能量场包含地磁场；以及

所述定位器包含用于探测上述地磁场的装置。

11.如权利要求3的结构，还包含装有所述液体的容器；以及

所述外壳位于上述容器中，并由上述液体与上述容器隔开。

12.如权利要求11的结构，其特征在于，所述外壳和所述容器是闭合的，并且所述液体实质上围绕所述外壳；并且其特征在于，所述外壳和所述容器具有类似的形状。

13.如权利要求12的结构，其特征在于，所述外壳和所述容器包含空心球体。

14.如权利要求12的结构，其特征在于：

所述外壳和所述容器由透光材料制成；

所述电磁辐射包含光波；

所述用于收集的装置包含关连于所述外壳且当暴露于上述光波时产生电流的光电收集器。

15.如权利要求12的结构，其特征在于：

所述电磁辐射包含射频波；

所述用于收集的装置包含天线和当天线暴露于上述射频波时产生电流的射频接收器；

所述电机械装置由上述电流供电。

16.如权利要求3的结构，其特征在于所述电机械装置包含：

具有转子和定子的电动机，且上述转子和定子之一固定连接到所述外壳，而另一个固定连接到所述定位器。

17.如权利要求3的结构，其特征在于所述周围能量场包含磁场；以及

所述电机械装置包含：

至少一个响应上述磁场的磁场传感器；以及

用于反复使能所述传感器的装置。

18.如权利要求17的结构，其特征在于，所述电机械装置还包含实质上与所述轴对齐的轴，且所述磁场传感器呈放射状围绕上述轴安装。

19.如权利要求18的结构，其特征在于：

所述传感器旋转连接到所述轴，并且固定连接到所述外壳；

所述轴固定连接到所述定位器。

20.如权利要求17的结构，其特征在于，所述定位器包含磁场传感器。

21.如权利要求17的结构，其特征在于：

所述传感器包含被使能后与所述磁场旋转对齐的电磁铁；以及

所述用于使能的装置包含用于选择性施加馈电电流到所述电磁铁的装置。

22.如权利要求21的结构，其特征在于，所述用于选择性使能的装置包含由所述定位器连接偏置用以当所述电磁铁未与所述磁场对齐时使能所述电磁铁的整流装置。

23.如权利要求22的结构，其特征在于：

所述电磁辐射还包含光波；

所述用于收集能量的装置包含响应撞击在所述外壳上的上述光波并具有可连接到所述电磁铁输出的光电收集器；以及

所述整流装置包含关连于所述定位器的光栅，上述光栅的形状和大小的确定用于当所述电磁铁与所述磁场对齐时可选择性屏蔽所述光电收集器。

24.如权利要求22的结构，其特征在于：

所述电磁辐射还包含射频波；

所述用于收集的装置还包含天线和当上述天线暴露于射频波时产生电流的射频接收器；以及

所述整流装置包含响应与每个所述电磁铁相关的所述定位器的方向以选择性施加所述电流到所述电磁铁的电脉冲分配器。

25.如权利要求22的结构，其特征在于，所述磁场包含地磁场。

26.如权利要求22的结构，还包含到少一个放置在所述外壳之外以产生所述磁场的装置。

27.如权利要求8的结构，其特征在于，所述重力传感器包含旋转连接到所述外壳的重量物，上述重量物的重心远离所述轴。

28.如权利要求3的结构，其特征在于：

所述电机械装置包含至少一块电磁铁和整流装置；

所述定位器包含旋转连接到所述外壳的重量物，上述重量物的中心远离所述轴；以及

所述整流装置包含响应所述电磁铁的垂直方向的重力开关。

29.如权利要求21的结构，其特征在于，所述用于选择性施加的装置包含响应所述磁场的相对方向和所述周能量场的方向的机构。

30.如权利要求29的结构，其特征在于：

所述周围能量场包含撞击在所述外壳上的光波；以及

所述机构包含：

至少两个用于为所述电磁铁产生控制电流的光传感器；

所述各传感器具有光敏表面，其特征在于，各所述传感器的光敏表面位于与任何其它传感器的光敏表面平面不同的平面。

31.如权利要求30的结构，还包含：

至少一个具有光敏表面并产生所述馈电电流的光电收集器。

32.如权利要求10的结构，其特征在于，所述电机械装置包含至少一块产生极化磁场的电磁铁；以及

还包含至少一个邻近所述用于探测的装置的线圈，以及至少一个以下列方式绕线的开关，即给所述线圈供电并建立与所述极化磁场方向相反的修正磁场。

33.如权利要求17的结构，其特征在于，所述用于反复使能传感器的装置还包含安装在所述磁场传感器上、用以产生具有响应所述传感器方向的极性电压的装置。

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