專利名稱：自行旋轉(zhuǎn)的球形顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自行起動(dòng)和自行驅(qū)動(dòng)的顯示裝置，特別涉及由輻射能量所驅(qū)動(dòng)的自行旋轉(zhuǎn)球體。
反轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機(jī)構(gòu)及其支撐對(duì)于觀察者非常明顯，并且不對(duì)周圍能量場(chǎng)產(chǎn)生任何影響或增值。
本發(fā)明源自于設(shè)計(jì)吸引人和具有教育意義的移動(dòng)結(jié)構(gòu)的嘗試。這種嘗試需要來自周圍電磁輻射場(chǎng)的非常低水平的能量。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，上述與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殼于一定量的液體內(nèi)而達(dá)到，上述液體置于與外殼相同形狀的透明密封容器內(nèi)，并且該容器以同心方式安裝在外殼的外面。外部的容器懸浮或由三角架或類似結(jié)構(gòu)所支撐。內(nèi)部的外殼的表面上帶有諸如世界地圖的設(shè)計(jì)，并能獨(dú)立于外部的容器而自行旋轉(zhuǎn)。由于容器和液體的透明性，這些組件無法被聚焦在蓋住內(nèi)部外殼表面設(shè)計(jì)的肉眼所看到。因此，這樣的設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出在沒有任何與外部支撐結(jié)構(gòu)接觸的軸承的條件下而旋轉(zhuǎn)。內(nèi)部驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被固定，換句話說，內(nèi)部驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)從響應(yīng)重力而確定自身方向的重量導(dǎo)出其旋轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)矩。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是本身具有電樞、場(chǎng)磁鐵、及整流器的傳統(tǒng)電機(jī)，或者可以由擔(dān)當(dāng)轉(zhuǎn)子的環(huán)形電磁鐵陣列所構(gòu)成，它們可以有選擇地被電子式或機(jī)械式整流器與下列磁場(chǎng)共同作用或被下列磁場(chǎng)偏置而使能地球的磁場(chǎng)、其它人造磁場(chǎng)、周圍光或重力的方向。用于電機(jī)或電磁鐵的能量通過使用光電電池收集撞擊在外殼上的光波而獲得，或者通過接收和整流來自遠(yuǎn)端發(fā)射器的射頻波而獲得。
已公開的供有選擇地和順序地使能電磁鐵的多種整流機(jī)構(gòu)包括屏蔽專供特定電磁鐵使用的特定光電池的光光柵(shutter)、電子式電脈沖分配器，和響應(yīng)傾斜開關(guān)的整流機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例將被認(rèn)為是漂浮在空間中并且以穩(wěn)定的方式、自發(fā)的，由太陽能、重力和地磁力的相互作用所操縱的永遠(yuǎn)旋轉(zhuǎn)的行星地球的復(fù)制品；即對(duì)于地球的可持續(xù)能量未來的真正象征。
支撐該外殼的液體可以是液體或氣體(包括大氣)。液體的體積可以是大量的水或不需容器的大氣。例如，以氦氣填充，該外殼將旋轉(zhuǎn)而同時(shí)靜態(tài)漂浮在地面上。
所有實(shí)施例都會(huì)是靜止的，即它們無任何移動(dòng)機(jī)構(gòu)導(dǎo)致其在作業(yè)期間位置發(fā)生實(shí)質(zhì)改變。
在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例中，不論使用光還是磁的人造外部能量場(chǎng)，該能量場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)可提供施加給外殼的旋轉(zhuǎn)力量。
該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是自我包含式的(self-contained)，即如果沒有外殼，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝在容器中。
外殼3最好是半透明的。換言之，外殼允許光波透過，但可隱藏其內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以使一般的觀察者無法看到上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。液體6也是透明的，最好包含兩種不能溶合的液體，諸如可購自美國明尼蘇達(dá)州的明尼阿波利斯市的3-M公司的碳氟化合物PFPE 5060以及可購自美國得克薩斯州休斯敦市的EXXON公司的碳?xì)浠衔镆后wNORPAR 12，其濃度比為1.68比0.75。較高密度的碳氟化合物液體通常將占據(jù)外殼與容器之間的空間的最低部分，因而可穩(wěn)定浮動(dòng)結(jié)構(gòu)。由液體的不同折射率所造成的任何失真在其顯示的區(qū)域不容易被注意到。液體的選擇理由在于其不可溶合性、低浸濕性、非腐蝕性，以及與用以制造二個(gè)球體的丙烯酸材料相關(guān)的相對(duì)密度和熱膨脹系數(shù)。通過這樣的液體和同心球安排方式的組合，任何由溫度改變所引起的材料膨脹或收縮均不會(huì)造成任何變形或破裂的危險(xiǎn)。
根據(jù)公知的光學(xué)折射原理，適當(dāng)選擇折射率和尺寸，外殼3的內(nèi)表面和外表面上的圖形特征將呈現(xiàn)在容器5的外表面上。如果容器沒有可見特征，這種錯(cuò)覺效果最好，但這樣可能會(huì)使外殼和容器具有統(tǒng)一的色彩，因而不會(huì)給予觀者上述球體并未旋轉(zhuǎn)的暗示。作為選擇，圖形特征可以印在容器上，或者物體可以漂浮在液體中，從而制造其它有趣的光學(xué)效果。
如圖2所示，內(nèi)部驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包含電機(jī)8，其定子與外蓋由管狀套管9固定，同時(shí)還固定在外殼3的內(nèi)側(cè)壁上。從電機(jī)的轉(zhuǎn)子延伸出的軸10在其末梢通過銷軸承11支撐在外殼內(nèi)側(cè)壁表面恰恰相反的(antipodal)部分。本體質(zhì)量或重量物12固定連接在軸上，其重心C遠(yuǎn)離軸。對(duì)應(yīng)地球重力G的重量使軸10和旋轉(zhuǎn)軸X-X’略微傾斜，用二使重量置于最低的可能高度。重量物12擔(dān)當(dāng)重力傳感器來對(duì)抗軸的旋轉(zhuǎn)。事實(shí)上，軸10相對(duì)軸X-X’的任何旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致重心C的升高，因而抵制地心引力的拉動(dòng)。因此，當(dāng)軸10位于圖示位置時(shí)，電機(jī)8的驅(qū)動(dòng)將使定子和整個(gè)外殼及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，但被作為定向軸承定位器、錨和反轉(zhuǎn)矩元件的重量物12所固定的軸除外。有利的是，此重量物可被磁化，使其自行與地球磁場(chǎng)對(duì)齊并可進(jìn)一步穩(wěn)定上述結(jié)構(gòu)。在此情況下，重力G的中心無需偏置。
多元件光電收集器13安裝在固定連接到外殼3的赤道隔膜14的上表面。通過透明容器和液體、以及外殼3的半透明壁的光線或光波L撞擊在收集器13上。撞擊產(chǎn)生的電流通過一對(duì)導(dǎo)體15供給電機(jī)8。因此，對(duì)肉眼而言，這樣的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為類似自行旋轉(zhuǎn)的球體，而無任何明顯的供電、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或支撐軸承。應(yīng)注意的是，這樣的結(jié)構(gòu)可由太陽光或任何種類的人造照明所激活。
圖3示出的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一可選實(shí)施例16，依賴周圍磁場(chǎng)的方向和另一周圍能量場(chǎng)的方向之間的已知關(guān)系，上述另一周圍能量場(chǎng)可以是另一磁場(chǎng)、無線電波場(chǎng)、或此實(shí)施例中所特定公開的撞擊于外殼的光波場(chǎng)。外殼旋轉(zhuǎn)力矩源于地球磁場(chǎng)M，而定向軸承定位器的功能通過感知光波L的方向而達(dá)到。電機(jī)由兩個(gè)位于赤道隔膜上的電磁鐵AC和BD以交叉陣列的形式構(gòu)成，其中每個(gè)電磁鐵的方向都從旋轉(zhuǎn)軸X-X’呈徑向。四個(gè)光傳感器a、b、c和d安裝成金字塔形式，其中各傳感器的光敏表面位于與其它傳感器的光敏表面所位于的平面不同的平面中。與旋轉(zhuǎn)軸相關(guān)的平面的角度17可從0度變化到大約75度。每個(gè)平面都朝向一塊電磁鐵的徑向方向。一系列光電收集器13放置在隔膜上，從而使它們的光敏表面實(shí)質(zhì)上與旋轉(zhuǎn)軸X-X’垂直。這些收集器繞線在一起，通過向電磁鐵提供由安裝在光傳感器a、b、c和d下面的邏輯單元19確定的饋電和極化電流，來重復(fù)性依次使能電機(jī)。
每塊電磁鐵在任意一端最好由低矯頑磁性鐵芯棒和線軸A和C或B和D構(gòu)成。
假定每個(gè)控制光傳感器大體上指向與參考的電磁鐵線軸同樣的徑向方向，邏輯單元19執(zhí)行下列的功能如果ca最大就使能BD。
如果cb最大就使能AC。
如果cc最大就使能DB。
如果cd最大就使能CA。
其中，ca、cb、cc和cd分別代表從a、b、c和d控制光傳感器流出的電流，并且BD表示BD電磁鐵極化成北極位于B線軸端，DB表示BD電磁鐵極化成北極位于D線軸端，并且AC和CA同樣表示AC電磁鐵的極化方向。此邏輯很容易通過門陣列或者由微處理器裝置實(shí)現(xiàn)。
并不是比較相應(yīng)的光傳感器的電流輸出，邏輯單元19可以設(shè)計(jì)成只響應(yīng)超過預(yù)定閾值級(jí)別的輸出電流，上述預(yù)定閾值級(jí)別顯示了與磁場(chǎng)的方向相比的傳感器的實(shí)質(zhì)正交方向。
在上述描述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的變化例中，控制光傳感器a、b、c和d被選擇成光電形式、并且足夠強(qiáng)大以當(dāng)沒有水平安裝的光電收集器存在時(shí)能夠向電磁鐵提供饋電電流。應(yīng)該注意，所有的線軸在任何時(shí)候都要在一定程度上加電，并且位于給定磁鐵相反端的線軸趨于以相反方向磁化棒。給定棒的總磁化強(qiáng)度基于哪個(gè)線軸接收最大電流，而哪個(gè)線軸接收最大電流基于哪兩個(gè)驅(qū)動(dòng)光收集器接收最多的光。實(shí)質(zhì)上與圖3中描述的相同，光收集器和電磁鐵之間的角度關(guān)系可以被設(shè)置成為響應(yīng)給定磁場(chǎng)方向和周圍光的方向以驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
機(jī)電裝置可以包含單獨(dú)的電磁鐵和單獨(dú)的光傳感器。在這樣的情況下，外殼的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)也許不得不手工初始化。
在圖4～6中所示的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的第二可選實(shí)施例中，定向軸承定位器由磁鐵21構(gòu)成。磁鐵21擔(dān)當(dāng)羅盤的作用，以地磁場(chǎng)M確定自身的方向，來定位和固定自由旋轉(zhuǎn)的軸22，就如同驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例中的軸10一樣。此軸穿過赤道隔膜14的中心，并且在其頂部裝有一圓形光柵23，此圓形光柵23具有以大約90度方向橫斷此光柵的徑向部分24。安裝在隔膜14的頂表面并且位于光柵23之下的是光傳感器或者光電傳感器-收集器a、b、c和d的交叉陣列。與第一隔膜平行的第二隔膜14A位于光柵之上，在每個(gè)光傳感器上面具有一個(gè)孔，擔(dān)當(dāng)光圈的作用。如同整個(gè)外殼3和隔膜14一樣，14A圍繞中心垂直軸X-X’旋轉(zhuǎn)，光傳感器依次周期性每次一個(gè)暴露于穿過透明或者半透明的外殼壁的光波L。安裝在上層隔膜14A的頂表面上的大光電收集器13具有同樣暴露于光波的光敏頂表面。前面描述的實(shí)施例中的電磁鐵AC和BD的交叉陣列延長到隔膜14的外圍，且每個(gè)電磁線軸相對(duì)光傳感器a、b、c或d中的一個(gè)設(shè)置成預(yù)定角度。當(dāng)驅(qū)動(dòng)時(shí)，每塊電磁鐵參照地球磁場(chǎng)定向，就象磁鐵21和光柵23那樣。
電磁鐵設(shè)法把自己與周圍磁場(chǎng)對(duì)齊，其中上述周圍磁場(chǎng)可以是地磁場(chǎng)；如果定位器磁鐵21所建立的磁場(chǎng)足夠強(qiáng)以至于可以代替地磁場(chǎng)，也可以是定位器磁鐵21所建立的磁場(chǎng)。
如圖6所示，從暴露于光波的光傳感器a、b、c和d流出的控制電流用于開啟MOSFET開關(guān)T1-T8的電子矩陣25，上述MOSFET開關(guān)T1-T8把流出大光電傳感器13的饋電電流分配流到具有所需極性的適當(dāng)電磁鐵。當(dāng)通電時(shí)，電磁鐵設(shè)法與周圍磁場(chǎng)對(duì)齊，并使整個(gè)外殼從頂部向下看時(shí)為反時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
振簧(reed)開關(guān)、光學(xué)或固態(tài)傳感器(諸如霍爾效應(yīng)傳感器)可以用于完成整流功能。
成反射安裝的鏡子可以配置在光柵上，以增加撞擊在暴露的傳感器上的光量。
安裝在隔膜14的下表面的耦合到接收器和整流器單元27的射頻天線26，可以代替大光電傳感器13，也可以與大光電傳感器13結(jié)合，用來產(chǎn)生到電磁鐵的饋電電流。射頻波R可由未示于圖中的遠(yuǎn)端發(fā)射器所產(chǎn)生。
應(yīng)該懂得，當(dāng)使用光電傳感器-收集器以產(chǎn)生流到電磁鐵的通電電流時(shí)，不需要電子切換矩陣25。
在圖7和8中所示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)28第三可選實(shí)施例中，定向軸承定位器由類似于第一實(shí)施例、用來使外殼3繞X-X’軸旋轉(zhuǎn)的傳感器12構(gòu)成，上述X-X’軸相對(duì)于垂直方向略為傾斜。安裝在赤道隔膜14上的電磁鐵AC和BD的交差陣列本質(zhì)上與前面描述的實(shí)施例中的20相同。然而，控制元件由四個(gè)水銀傾斜開關(guān)a、b、c和d構(gòu)成。傾斜開關(guān)的繞線方式可以把流出光電收集器13的電流分配到相同代號(hào)的電磁鐵。然而，傾斜開關(guān)a和c與電磁鐵BD對(duì)齊，且傾斜開關(guān)b和d與電磁鐵AC對(duì)齊。當(dāng)驅(qū)動(dòng)后，上述電磁鐵中的任何一個(gè)都試圖與諸如由遠(yuǎn)離底部安裝的外部磁鐵29所建立的周圍磁場(chǎng)對(duì)齊。
在圖9和10所示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第四可選實(shí)施例30中，磁鐵21擔(dān)當(dāng)定向軸承定位器和光電收集器13，并且成旋轉(zhuǎn)式安裝在中央軸10上。上述軸與赤道隔片14固定連接到外殼3。四個(gè)環(huán)片段a、b、c和d組成交叉陣列形式安裝在接近軸的頂表面。當(dāng)外殼繞與軸10重合的X-X’軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，一對(duì)刷18用來使能電磁鐵A、B、C和D的交叉陣列，其方式與前面描述的實(shí)施例相同。饋送到電磁鐵的電流的順序和交替分配，包括其極性換向，是基于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的技術(shù)達(dá)到的。
應(yīng)該知道，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一實(shí)施例的定向軸承定位器可以與第二實(shí)施例聯(lián)合使用，反之亦然，且天線和射頻波接收器可以與任何機(jī)械驅(qū)動(dòng)的實(shí)施例聯(lián)合使用。
下面描述的對(duì)各驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的改進(jìn)對(duì)于優(yōu)選實(shí)施例的操作并非必要，但它們可以有利地提高優(yōu)選實(shí)施例的性能。
為消除由電磁鐵AC和BD在上述一些驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中使用的磁定向軸承定位器上產(chǎn)生的任何可能的磁場(chǎng)效應(yīng)，可以在羅盤磁鐵21的周圍安裝四個(gè)一組的補(bǔ)償線圈ac、bd、ca和db，如圖4和5所示。應(yīng)注意，四個(gè)補(bǔ)償線圈和電磁鐵通常是固定連接到外殼3。補(bǔ)償線圈bd和db與電磁鐵BD對(duì)齊，而補(bǔ)償線圈ac和ca與電磁鐵AC對(duì)齊。
圖6所示的電路用來控制流經(jīng)電磁鐵和補(bǔ)償線圈中極化電流的流動(dòng)。其目的是通過補(bǔ)償線圈建立磁場(chǎng)，上述磁場(chǎng)臨近羅盤磁鐵21，與通過適當(dāng)開啟晶體管開關(guān)T1-T8而由相應(yīng)的電磁鐵同時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)實(shí)質(zhì)上大小相等、并且極性相反。應(yīng)該注意，根據(jù)傳感器a、b、c和d的類型和位置，各種線軸和線圈的繞線連接必須被適當(dāng)切換。在某些情況下，兩個(gè)單獨(dú)正交排列的補(bǔ)償線圈而不必是一對(duì)線圈即可滿足要求。
定向軸承定位器和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)不必總是安裝在外殼3的內(nèi)部。如

圖11-13所示，這兩個(gè)元件浸沒在液體6中，并裝配在外殼3的南極處的圓柱形空腔31中。在圖11中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定連接到外殼的電機(jī)8，并且上述電機(jī)具有固定連接到方向性軸承定位器的轉(zhuǎn)子和軸10。上述的軸10包括埋入作為軸的壓力滾軸(puck)32中的磁鐵21，上述壓力滾軸具有成球形與容器的底部34密切配合的下表面33。介于兩表面間的液體薄膜使磁鐵與地磁場(chǎng)適當(dāng)對(duì)齊?？梢允褂梅谴呕膲毫L軸。壓力滾軸通過響應(yīng)重力或分子間力的周圍場(chǎng)，在液體薄膜中建立足夠的摩擦或剪切力，或抵消容器的底表面建立足夠的靜態(tài)摩擦力，以提供電機(jī)旋轉(zhuǎn)外殼所需的反轉(zhuǎn)矩。壓力滾軸的底部也可以遠(yuǎn)離容器，如圖12所示。
在圖13中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例中，定向軸承定位器位于外殼之外，而電機(jī)則位于外殼之內(nèi)。電機(jī)軸與壓力滾軸35之間的連接通過匹配磁鐵36、37在外殼壁上提供，上述匹配磁鐵一塊連接于軸，而另一塊連接于壓力滾軸。在壓力滾軸與外殼之間可以使用適當(dāng)?shù)妮S承，并且電機(jī)和滾軸的各自位置可以顛倒。在此情況下，饋電電流可以來源于沒有外殼定位的結(jié)構(gòu)。
不需要電磁鐵的交叉陣列，單獨(dú)的電磁鐵也可以滿足驅(qū)動(dòng)特別光外殼的需要。如圖14和15所示，安裝在單獨(dú)電磁鐵AB上面的單獨(dú)傳感器38可以方便地用于控制線軸A和B的極化。
如圖15所詳示，雙極電壓(V+，V-)施加在板極39、40上，其中長型霍爾效應(yīng)傳感元件41夾在板極39、40之間。上述傳感元件水平安裝在電磁鐵或其支撐軸上。當(dāng)周圍磁場(chǎng)M與元件41垂直時(shí)，霍爾電壓在板極板39、40之間產(chǎn)生。
如果磁場(chǎng)方向翻轉(zhuǎn)，霍爾電壓的極性將翻轉(zhuǎn)。因此，霍爾電壓可以通過把放大器42施加在線軸A、B上來控制它們的極化方向。
如圖14所示，如果傳感器元件38與電磁鐵垂直，則電磁鐵將僅在其與周圍磁場(chǎng)未對(duì)齊時(shí)才被驅(qū)動(dòng)。
如圖7所示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例中，使外殼經(jīng)常在相同方向傾斜，從而避免與外磁場(chǎng)發(fā)生器發(fā)生擺動(dòng)或無法對(duì)齊，這樣會(huì)是有利的。如圖7所示，這可以通過在軸10中結(jié)合長軸向磁棒來完成。磁棒的底部與液體6或容器5的基座部分中的磁鐵30相合，使外殼位于正中。磁棒的頂部始終向周圍磁場(chǎng)的同極傾斜，并保持在該方向。另一種穩(wěn)定外殼的方式是在南極和北極附近把連接磁鐵或聯(lián)動(dòng)的銷和空腔結(jié)構(gòu)放在外殼與容器之間。
設(shè)計(jì)不必直接應(yīng)用到外殼?？梢允褂糜啥喾N透明或帶色彩的液體所分隔的多個(gè)聯(lián)合嵌套的外殼，以達(dá)到各種信息和具有美感的重現(xiàn)。
容器與外殼可以采用多種形狀。如圖16所示的是一組嵌套圓柱結(jié)構(gòu)，其中外部結(jié)構(gòu)43擔(dān)當(dāng)容器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)44擔(dān)當(dāng)前面所述的實(shí)施例中的外殼。這兩個(gè)結(jié)構(gòu)和分隔液體45都是透光的。外部結(jié)構(gòu)43位于支撐46上。定向軸承定位器僅由印在外結(jié)構(gòu)43之上或嵌入外結(jié)構(gòu)43的中央頂部之中的光柵型圖案構(gòu)成。此圖案實(shí)質(zhì)上與圖4和5所示的光柵的形狀類似，并且必須由人工定向使角切塊的中心適當(dāng)控制電磁鐵的驅(qū)動(dòng)。
光傳感器a、b、c和d(后者未在剖面圖上顯示)在光柵型圖案基礎(chǔ)上以交叉排列的方式靠近或者插入內(nèi)部結(jié)構(gòu)44的頂部進(jìn)行安裝。主要的光電收集器13和電磁鐵陣列AB和CD實(shí)質(zhì)上與圖4和5中實(shí)施例所述的光電收集器和電磁鐵陣列類似。
盡管已經(jīng)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的精神以及隨附的權(quán)利要求的范圍的情況下，可以對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行修改或者設(shè)計(jì)其它的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種自行驅(qū)動(dòng)的、移動(dòng)的、實(shí)質(zhì)上靜止的結(jié)構(gòu)，包含實(shí)質(zhì)上圍起自我包含式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)體，其中上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過來自電磁輻射的能量驅(qū)動(dòng)，并被周圍能量場(chǎng)的方向所偏置。
2.如權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，還包含一定量的液體；實(shí)質(zhì)上由上述液體所漂浮支撐的外殼；關(guān)連于上述外殼且響應(yīng)所述周圍能量場(chǎng)的定向軸承定位器；用于收集來自所述電磁輻射能量的裝置；并且其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括以所述定位器為參考并響應(yīng)所述的收集裝置的用于移動(dòng)所述外殼的裝置。
3.如權(quán)利要求2的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述用于移動(dòng)的裝置包含用于圍繞第一軸旋轉(zhuǎn)所述外殼的電機(jī)械裝置。
4.如權(quán)利要求3的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電磁輻射包含光波；以及所述用于收集的裝置包含當(dāng)暴露于上述光波時(shí)產(chǎn)生電流的光電收集器。
5.如權(quán)利要求4的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電機(jī)械裝置包含由所述電流提供能量的電機(jī)。
6.如權(quán)利要求3的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電磁輻射包含射頻波；以及所述用于收集的裝置包含天線和當(dāng)天線暴露于上述射頻波時(shí)產(chǎn)生電流的射頻接收器。
7.如權(quán)利要求6的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電機(jī)械裝置包含由所述電流驅(qū)動(dòng)的電機(jī)。
8.如權(quán)利要求3的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述周圍能量場(chǎng)包含地球引力；以及所述定位器包含重力傳感器。
9.如權(quán)利要求8的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述重力傳感器包含安裝在實(shí)質(zhì)上與所述軸對(duì)齊的軸上的重量物；以及還包含實(shí)質(zhì)上與所述軸平行的磁鐵。
10.如權(quán)利要求3的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述周圍能量場(chǎng)包含地磁場(chǎng)；以及所述定位器包含用于探測(cè)上述地磁場(chǎng)的裝置。
11.如權(quán)利要求3的結(jié)構(gòu)，還包含裝有所述液體的容器；以及所述外殼位于上述容器中，并由上述液體與上述容器隔開。
12.如權(quán)利要求11的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外殼和所述容器是閉合的，并且所述液體實(shí)質(zhì)上圍繞所述外殼；并且其特征在于，所述外殼和所述容器具有類似的形狀。
13.如權(quán)利要求12的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外殼和所述容器包含空心球體。
14.如權(quán)利要求12的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述外殼和所述容器由透光材料制成；所述電磁輻射包含光波；所述用于收集的裝置包含關(guān)連于所述外殼且當(dāng)暴露于上述光波時(shí)產(chǎn)生電流的光電收集器。
15.如權(quán)利要求12的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電磁輻射包含射頻波；所述用于收集的裝置包含天線和當(dāng)天線暴露于上述射頻波時(shí)產(chǎn)生電流的射頻接收器；所述電機(jī)械裝置由上述電流驅(qū)動(dòng)。
16.如權(quán)利要求3的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電機(jī)械裝置包含具有轉(zhuǎn)子和定子的電機(jī)，且上述轉(zhuǎn)子和定子之一固定連接到所述外殼，而另一個(gè)固定連接到所述定位器。
17.如權(quán)利要求3的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述周圍能量場(chǎng)包含磁場(chǎng)；以及所述電機(jī)械裝置包含至少一個(gè)響應(yīng)上述磁場(chǎng)的磁場(chǎng)傳感器；以及用于反復(fù)使能所述傳感器的裝置。
18.如權(quán)利要求17的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電機(jī)械裝置還包含實(shí)質(zhì)上與所述軸對(duì)齊的軸，且所述磁場(chǎng)傳感器呈放射狀圍繞上述軸安裝。
19.如權(quán)利要求18的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述傳感器旋轉(zhuǎn)連接到所述軸，并且固定連接到所述外殼；所述軸固定連接到所述定位器。
20.如權(quán)利要求17的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述定位器包含磁場(chǎng)傳感器。
21.如權(quán)利要求17的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述傳感器包含被使能后與所述磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)對(duì)齊的電磁鐵；以及所述用于使能的裝置包含用于選擇性施加饋電電流到所述電磁鐵的裝置。
22.如權(quán)利要求21的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述用于選擇性使能的裝置包含由所述定位器連接偏置用以當(dāng)所述電磁鐵未與所述磁場(chǎng)對(duì)齊時(shí)使能所述電磁鐵的整流裝置。
23.如權(quán)利要求22的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電磁輻射還包含光波；所述用于收集能量的裝置包含響應(yīng)撞擊在所述外殼上的上述光波并具有可連接到所述電磁鐵輸出的光電收集器；以及所述整流裝置包含關(guān)連于所述定位器的光柵，上述光柵的形狀和大小的確定用于當(dāng)所述電磁鐵與所述磁場(chǎng)對(duì)齊時(shí)可選擇性屏蔽所述光電收集器。
24.如權(quán)利要求22的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電磁輻射還包含射頻波；所述用于收集的裝置還包含天線和當(dāng)上述天線暴露于射頻波時(shí)產(chǎn)生電流的射頻接收器；以及所述整流裝置包含響應(yīng)與每個(gè)所述電磁鐵相關(guān)的所述定位器的方向以選擇性施加所述電流到所述電磁鐵的電脈沖分配器。
25.如權(quán)利要求22的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述磁場(chǎng)包含地磁場(chǎng)。
26.如權(quán)利要求22的結(jié)構(gòu)，還包含到少一個(gè)放置在所述外殼之外以產(chǎn)生所述磁場(chǎng)的裝置。
27.如權(quán)利要求8的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述重力傳感器包含旋轉(zhuǎn)連接到所述外殼的重量物，上述重量物的重心遠(yuǎn)離所述軸。
28.如權(quán)利要求3的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電機(jī)械裝置包含至少一塊電磁鐵和整流裝置；所述定位器包含旋轉(zhuǎn)連接到所述外殼的重量物，上述重量物的中心遠(yuǎn)離所述軸；以及所述整流裝置包含響應(yīng)所述電磁鐵的垂直方向的重力開關(guān)。
29.如權(quán)利要求21的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述用于選擇性施加的裝置包含響應(yīng)所述磁場(chǎng)的相對(duì)方向和所述周能量場(chǎng)的方向的機(jī)構(gòu)。
30.如權(quán)利要求29的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述周圍能量場(chǎng)包含撞擊在所述外殼上的光波；以及所述機(jī)構(gòu)包含至少兩個(gè)用于為所述電磁鐵產(chǎn)生控制電流的光傳感器；所述各傳感器具有光敏表面，其特征在于，各所述傳感器的光敏表面位于與任何其它傳感器的光敏表面平面不同的平面。
31.如權(quán)利要求30的結(jié)構(gòu)，還包含至少一個(gè)具有光敏表面并產(chǎn)生所述饋電電流的光電收集器。
32.如權(quán)利要求10的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電機(jī)械裝置包含至少一塊產(chǎn)生極化磁場(chǎng)的電磁鐵；以及還包含至少一個(gè)鄰近所述用于探測(cè)的裝置的線圈，以及至少一個(gè)以下列方式繞線的開關(guān)，即給所述線圈供電并建立與所述極化磁場(chǎng)方向相反的修正磁場(chǎng)。
33.如權(quán)利要求17的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述用于反復(fù)使能傳感器的裝置還包含安裝在所述磁場(chǎng)傳感器上、用以產(chǎn)生具有響應(yīng)所述傳感器方向的極性電壓的裝置。
34.如權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，還包含支撐所述結(jié)構(gòu)位于一表面上的樞軸。
全文摘要
一種吸引人和有教育意義的顯示器結(jié)構(gòu)(1),呈現(xiàn)無任何明顯的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、電源供應(yīng)或軸承而自行旋轉(zhuǎn)。此結(jié)構(gòu)包含由透明液體(6)所分隔的二個(gè)同心的空心球體(3、5)液體。外球體全部透明、不動(dòng)且可放在一三角架(2)上或其他類型的支撐上。內(nèi)球體可為部分透明或半透明,并且其表面上帶有諸如世界地圖(7)的設(shè)計(jì)。內(nèi)球體在外球體的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)并獨(dú)立于外球體。內(nèi)部自含式的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與羅盤(20)、光角度探測(cè)器(19)、或重力傳感器(12)有關(guān),并且利用傳統(tǒng)的具有本身內(nèi)場(chǎng)繞組和整流器的電機(jī)(8),或利用由包含與地磁場(chǎng)交互的電磁鐵(AC、BD)交叉陣列的轉(zhuǎn)子所構(gòu)成的發(fā)送機(jī)。
文檔編號(hào)G09F11/23GK1379895SQ00814484
公開日2002年11月13日 申請(qǐng)日期2000年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月18日
發(fā)明者威廉·W·弗倫奇 申請(qǐng)人:威廉·W·弗倫奇