电磁计时装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年12月1日提交的第62/424,932号美国临时专利申请和2017年2月10日提交的第62/457,667号美国临时专利申请的优先权，这两个美国临时专利申请的全文以引用的方式并入本文中。
技术领域
本申请大体上涉及一种具有磁悬浮机构的计时装置，并且更具体地说涉及用于时间管理、目标管理和日程安排的时钟和视觉辅助。
背景技术
磁悬浮装置选择性地振荡或调制悬浮力以使所显示的物体漂浮或悬浮，或者使物体动画化，并且已经使用了许多年。许多参考文献中公开了操控磁场并且控制磁场力以使物体悬浮。这些参考文献包含用于使物体磁悬浮并且控制这个磁悬浮的物体的空间位置的机构。磁悬浮装置通常使用水平支架以提供顶置电磁体，并且设有嵌入内部的或者外表面上的永久磁体或至少二价铁物体的物体接着定位在电磁体下方。第6595041、6035703、5980193、5319670、5168183、4585282和4191951号美国专利中示出了磁悬浮系统的一些参考，所有这些美国专利以引用的方式并入。
磁悬浮物体可以通过磁场悬置在底座上方。电磁力用于抵消重力效应。以重力、静电和静磁场的任何组合作用于物体上的力会使物体的位置不稳定。悬置在另一个磁体上方的一个永久磁体之所以不稳定，是因为悬浮磁体会容易翻转并且力会变成吸引力。
磁悬浮技术已经用于铁路、机械设备、悬浮地球仪等等。磁悬浮技术已并入到智能家庭电器(例如台灯)的设计中。第5638340和5159583号美国专利公开了使用磁悬浮机构的时钟。
因此，始终需要改进的计时装置和其它新颖装置。还需要一种交互式计时装置，可以提供时间管理、计划事件提示、目标管理和日程安排辅助以及其它功能。本申请就是针对这些以及其它需求。
发明内容
本申请提供一种交互式磁悬浮计时装置，用于管理时间、目标管理、计划至少一个事件和记住计划的事件以及其它功能。计时装置视觉上显示预定事件计划发生的时间或时段。
一个实施例包含一种磁悬浮计时装置，用于使标记悬浮或使标记悬置离所述装置一段距离，所述磁悬浮计时装置具有：壳体，电磁力驱动配置，其中在电磁力驱动配置中产生的电磁力可以使标记以恒速或变速在壳体的外部部分上、周围或附近移动或旋转；旋转圆盘，其配置有电磁配置；以及齿轮组合件，其被配置成移动或旋转所述电磁配置。所述磁悬浮计时装置可以具有计时机构、电磁力驱动配置、标志(可以在装置的壳体上)和在壳体上面或上方的标记。壳体的外部部分可以包含标志并且可以例如在计时元件周围显示信息。壳体可以被配置成将装置固定在水平或非水平表面上(例如角度大于10度)。
在另一实施例中，来自磁体的电磁力使标记悬浮或悬置，从而使得标记能以恒速或变速在装置的表面周围或附近旋转。标记可以是磁性材料或永久磁体。标记可具有各种形状，包含例如漂浮球珠、立方体或其它形状。
在另一实施例中，磁悬浮计时装置包含交互式显示器。所述装置进一步设有标志，包含(但不限于)目标标记或事件标志。标志可移除或附连到上表面，或者可以根据使用者的需要重新布置。标志可以相对于标记安置成使得标记在特定事件将要发生的计划时间期间发出信号。
在另一实施例中，磁悬浮计时装置包括壳体，所述壳体设有电磁力驱动配置和标记。壳体的外部部分可以设有表示标志的凹槽或标记。壳体的下部部分可以被配置成将装置固定到安装表面。壳体内部可以存在旋转圆盘，其配置有旋转组合件和电磁力驱动配置。电磁驱动力配置可以包含磁体和线圈阵列，设在装配有旋转圆盘的安装板中。标记放置在壳体的外部部分上方或者旋转圆盘上面。旋转组合件使旋转圆盘旋转，并且来自磁体的电磁力使标记悬浮或悬置，标记能以恒速或变速在壳体的外部部分周围或旁边移动或旋转。在一个实施例中，旋转组合件包含电机，其设有齿轮，所述齿轮安装在布置在旋转圆盘上的齿轮上。
在一些实施例中，标记可以沿着线性而非圆形的路径在磁悬浮计时装置的表面上移动。在一些实施例中，标志可以发光。例如，传输线圈可以向标记传输电力，这样可以允许标记照亮。标记可以围绕或沿着上表面照亮。
在一些实施例中，需要磁悬浮计时装置在不标准的时间周期上描绘事件。在其它实施例中，需要磁悬浮计时装置描绘标准时间，包含(但不限于)分钟、小时、秒、天等。
在一些实施例中，磁悬浮计时装置可以包含非磁性或悬浮特征。例如，磁悬浮计时装置可具有数字显示器或另一不是磁性驱动的特征。
本申请包含使用让金属物体在表面周围或附近移动的永久磁体的电磁理论。
通过下面配合附图进行的说明，本发明的其它特征和优点会变得显而易见。
附图说明
提供附图和相关描述以说明实施例：
图1示出了磁悬浮计时装置的一个具体实施例的等距分解图；
图2示出了图1中示出的磁悬浮计时装置的等距视图；
图3A示出了描绘图1中示出的磁悬浮计时装置的内部的等距视图；
图3B示出了描绘图1中示出的磁悬浮计时装置的内部的等距侧视图；
图4是根据另一实施例的磁悬浮计时装置的内部俯视图；
图5是根据另一实施例的磁悬浮计时装置的透视图；
图6是根据图5中示出的实施例的磁悬浮计时装置的侧视图；
图7是磁悬浮计时装置的另一个实施例的俯视图；
图8是磁悬浮计时装置的另一个实施例的侧视图；
图9是磁悬浮计时装置的另一个实施例的侧视图；
图10A是可以结合一个或多个实施例使用的示例性显示器的俯视图；
图10B是可以结合一个或多个实施例使用的示例性显示器的俯视图；
图11是根据另一实施例的磁悬浮计时装置的透视图；以及
图12示出了垂直表面上的磁悬浮计时装置的实施例。
具体实施方式
具体实施例包含一种磁悬浮或电磁计时装置，其包含计时机构、操作性地连接到计时机构的磁性标记以及标志(例如目标标记)。如本文所使用，术语“悬浮的”或“悬浮”包含物体在没有机械支撑的情况下以稳定的位置固持在高空或悬置在离装置一定的距离(例如水平)。也就是说，磁悬浮或电磁计时装置可以安装在可能不是水平表面的表面上，并且该装置可以相应地操作使得标记悬置在离装置一定的距离。
现在参看图1，一个示例性实施例包含电磁计时装置，用于悬浮或固持/悬置标记，该标记具有壳体，壳体具有外部部分和下部部分，磁悬浮或电磁配置，旋转圆盘，其配置有电磁配置；以及齿轮组合件，其被配置成移动该磁悬浮配置。一个具体示例包含磁悬浮计时装置10，其包含电磁力驱动或磁悬浮配置55、旋转圆盘50、标志33(任选的)和磁性标记20。壳体30的外部部分可例如在中心具有显示器35，并且壳体的下部部分40可以被配置成将装置10固定在安装表面(例如墙壁)上。旋转圆盘50配置有电机60、齿轮70、电机壳体80和电磁力驱动配置55，其操作性地安装在旋转圆盘50上的安装槽12中。磁性标记20可以是球珠或其它形状，它放置在壳体的外部部分上，或者操作性地连接到计时机构/电磁配置。标记20可以通过电磁体52提供的电磁驱动力悬浮、悬置或固持在离装置10一段距离。在一个实施例中，标记20总体上是金属或磁性材料。
在一个实施例中，电磁驱动力配置55可以包含磁体52和线圈阵列53。在这个实施例中，设有齿轮70的电机60被配置成驱动旋转圆盘50，旋转圆盘50固持电磁驱动力配置55，该电磁驱动力配置55将标记20磁悬浮或固持在离壳体的外部部分一段距离。参与机械驱动旋转圆盘50的组件进一步包含齿轮85，齿轮85通过齿轮70扣合在电机60中。磁体52可以是安装在安装板51内的永久磁体或至少二价铁物体。磁体52与电磁线圈或线圈绕组或铜绕组形成的线圈阵列53集成。一个或多个步进电机或伺服电机可以提供整体移动周期因而提供标记20的移动。反馈回路可以包含一个或多个位置传感器(例如霍耳效应传感器)，其补偿重力和旋转力。
在一个具体实施例中，电磁力驱动配置55包含标记20和线圈阵列50，线圈阵列50安装在安装板40内并且通过磁性安装槽12操作性地附接到旋转圆盘50。在另一实施例中，线圈阵列53是铜套管，它卷绕在磁体52上以形成电磁体。反馈回路可以包含例如标记20上的一个或多个位置传感器54(例如霍耳效应传感器)，其补偿重力和旋转力。
在另一实施例中，旋转圆盘50包含设有齿轮70和电机壳体的电机60，齿轮70和电机壳体牢固地附接以形成驱动机构。壳体30的外部部分、旋转圆盘50和后部部分40可以组装成紧凑设计，看起来像是钟，这个钟可以安装或放置成大于例如10度、20度、30度、40度或1度与90度之间的角度。标记20可以通过磁悬浮原理自由地移动。移动的实现是通过从电磁力驱动配置55产生的电磁力配合一个电机或多个电机的机械传动。电机60被配置成驱动旋转圆盘50，并且电磁力使标记20以例如圆形移动悬浮在上侧面上。
磁悬浮计时装置10可以包含交互式显示器35和其它操作性机构，例如开/关功能(未图示)。此外，在一个示例中，磁悬浮计时装置10向使用者提供可视辅助，以帮助理解时间概念、时间经过的概念、记住计划的事件或将来时间线的概念。磁悬浮计时装置10可以视觉上展示至少一个预定事件计划发生的时间。磁悬浮计时装置当例如安装成90度(可以悬挂在垂直表面(例如墙壁)上)时可以悬浮或固持在离标记20一段距离。
在一个实施例中，标记20相对于标志31安置成使得标志31在对应于特定事件的计划时间发出信号。在一个示例中，磁悬浮计时装置10设有许多事件标志31，这些事件标志可移除或附连到外部部分30，或者可以根据使用者的需要重新布置。标记20可以相对于标志31安置，使得标志31在事件计划发生或期望最终发生的时间期间提供信号。标志31可以视觉上表示(通过图片、文字或以其它方式)过去、计划或将来的事件。根据计划事件的长度，一组标记可以表示单一事件。尤其是，磁悬浮计时装置10的形状、标记的朝向和性质、标志的信令方法、所使用的计时机构的类型和速度都是可变的以适用于某些具体实施例。打个比方说，磁悬浮计时装置10可以讲“故事”。
图2、图3A和图3B示出了磁悬浮计时装置10的示例，包含示例性装置的基本结构。可以看出，磁性标记20在装置10的外部部分30旁边、上方或周围悬浮、悬置或漂浮。示例中可以看出，磁悬浮计时装置10可以具有电磁体52和永久磁体。在一个示例中，磁性标记20可以具有永久磁体或可以是永久磁体。在这个示例中，壳体30可以安装在电磁配置55上方。因为存在反馈回路，所以电磁配置可以包含一个或多个位置传感器54(例如霍耳效应传感器)。
图4、图5和图6示出了磁悬浮计时装置10的另一示例，其中示出了一个具体实施例，该具体实施例中，操作地联接到标记20的磁体具有与其相对或者有一段距离的配重57。虽然图中示出配重57在电磁配置55的对面，但是将配重57放置在圆盘40上的不同的位置也是可行的。在一个示例中可以设有行星齿轮。此外，磁悬浮计时装置10可以在受到电机100供电的圆盘40上设有支撑和强化特征45。图5示出了可以搁在支座45上并且受到电机(未图示)供电的电磁配置。在这个示例中，还可存在任选的用于固持接线的线槽，接线可以为驱动齿轮组合件的电机供电。用于维持接线位置和防止接线扭转的技术是所属领域中已知的。
虽然磁悬浮计时装置10可以具有传统的悬浮系统和特征，但是图5示出了一个具体实施例，其中操作地链接到标记20的磁性配置55具有与其相对或者有一段距离的配重57。如图4和图5中所示，可以存在配重57(与悬浮标记20或悬浮物体相对)，它使悬浮系统的旋转稳定并且允许悬浮单元例如90度地“更平滑地”旋转。配重57可以适于与标记20相反地移动，以便抵消垂直位置中的加速力。在其它实施例中，可存在多于一个配重57，其位置在不是与电磁配置相对的位置上。
图6示出了图5中所示的实施例的侧视图。可以有两组齿轮61、62，由一个或多个电机100供电。使用多个电机可以使圆盘40的运动更平滑。
在一个实施例中，磁悬浮计时装置10可以并入有磁场(或悬浮力)，磁体52以一个或多个频率振荡提供磁场。这些振荡或驱动频率通常选择为对应于支撑或磁悬浮物体上的一个或多个驱动或振动元件的频率。电磁力驱动配置55和振荡组合件提供的磁场或悬浮力可以使用例如正弦信号生成器之类的振荡信号生成器或振荡驱动器改变，该正弦信号生成器向控制电磁体的悬浮驱动器/致动器馈送振荡信号，或者例如悬浮驱动器/致动器用的不稳定的反馈回路，或者经由本文所述的另一振荡装置，或者基于这个描述变得显而易见。电磁配置可以具有振荡组合件，其中包括电磁体、用控制信号驱动电磁体以生成受控制的悬浮磁场的悬浮驱动器。电磁配置可以配置有调节功能以补偿永久性不平衡。
电磁配置或组合件可以用控制信号供电或驱动，经由稳定的反馈回路维持该控制信号以提供悬置磁场或悬浮力，以便使标记20相对于电磁体漂浮或悬置在固定距离和位置。反馈回路可以包含一个或多个位置传感器(例如霍耳效应传感器)以感测悬浮标记20与放置在悬浮标记20的底部或底座上的电磁体本身或单独的磁体(例如磁体)之间的距离。
图7示出了具有多个电磁力驱动配置55和对应的标记20(这里未图示)的磁悬浮装置10的另一个实施例。在这个实施例中，每个标记20具有独立的圆盘和齿轮布置。标记20可以彼此独立地移动。这个布置可以用于例如形成带有小时标记和分钟标记的钟。可以设有额外的标记，这样可能会增加装置10的大小和成本。
图8示出了具有单一圆盘和齿轮布置上的多个标记20的磁悬浮装置10的另一个实施例。在此布置中，标记10中的一个通过电磁配置固持在位，并且不移动。可以使用本文所述的并且示出的(例如在图1中)机构包含另一个或其它标记20(现在这里示出)。
图9示出了具有单一圆盘和齿轮布置上的多个标记20的磁悬浮装置10的另一个实施例。在这个布置中，使用单一电磁配置固持标记20。
如图10A和图10B中所示，磁悬浮计时装置10可以为使用者提供事件追踪。例如，磁悬浮计时装置10在调度事件时直接(例如在智能装置上)发信号通知使用者，并且在调度事件期间在视觉上展示时间的经过。磁悬浮计时装置10可以是交互式的，因为事件钟的下部部分的底部上的标记对应于改变计划。在一个示例中，装置的底座可以在一个或多个部分中发亮，以向使用者传达信息和事件。此外，这些发亮布置可以表达事件信息或增强查看者的情绪。在图10A中，显示器35显示一年的季节；而在图10B中，显示器35显示时间和日期。
在操作中，磁悬浮计时装置10如下工作。计时机构使标记20以恒速或变速在磁悬浮计时装置10的表面周围或附近移动。在“接通”位置中，电池或直流电向计时机构提供电力。任选地，磁悬浮计时装置10可以设有接通/断开开关。此外，当按压“接通”开关时，可能在显示器35上出现屏幕。显示器35可以显示当前时间，以查看时间是否到达预设时间；到达预设给定时间，事件激活，随后标记20开始漂浮。
在另一实施例中，标志31可以沿着线性而非圆形的路径在磁悬浮计时装置10的表面上移动。在一些实施例中，标志31可以发光。例如，标志31可以围绕或沿着外部部分30发光。
在一些实施例中，需要磁悬浮计时装置10在不标准的时间段上描绘事件。在其它实施例中，需要磁悬浮计时装置描绘标准时间，包含(但不限于)分钟、小时、秒、天等。
在一些实施例中，磁悬浮计时装置10可以包含非磁性或悬浮特征。例如，磁悬浮计时装置10可具有数字显示器或另一不是磁性驱动的特征。
在一些实施例中，装置10可以相对于中心形成0度与90度之间的角度。在此布置中，标记20通过磁性力固持和移动。图11示出了装置10的一个示例，其中装置离水平线的角度大约是60度。在这个示例中，装置10被支架12架起，标记20围绕带有标志31的壳体30移动。
在图12中示出的示例性使用和应用中，磁悬浮装置10可以置于墙壁W或其它类型的垂直/非平坦表面上。在此布置中，装置10可以通过例如电线11操作性地连接到电源插座P。标记20悬置在离装置10一段距离，并且可以移动或旋转。
另外在另一实施例中，控制单元包含微控制器、电源模块、触摸屏模块、时间模块和
在另一实施例中，底座可以从壳体的背侧或侧面照明。在此布置中，装置10可以具有月食的外观。
在一些实施例中，标记可以通过从电磁配置传递的电力发光。例如，传输线圈可以向标记传输电力，这样可以允许标记照亮。标记可以围绕或沿着上表面照亮。
参看图1至图12，在一个实施例中，装置10经由网络无线连接到远程装置用于分析和反馈。远程装置可包含(但不限于)计算机或平板电脑或智能手机。使用者可以在远程装置上下载应用程序(例如程序/软件)。应用程序的示例可以包含计时应用或事件应用(iOS、Windows或Android)。网络可包括任何合适的网络或链路，包含(但不限于)局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网、内联网或任何无线通信链路。在一个实施例中，确认无线数据链路是装置10与具有
磁悬浮计时装置可以有其它实施例，并且以各种方式实践或执行，而并不脱离本申请的精神和范围。在另一实施例中，壳体或某个收容物的后部可设有灯或受到背光照射。
已经按照本文所述说明了所要求的主题的实施例的某些特征；但是，所属领域的技术人员现在将想到许多修改、替代、变化和等效物。此外，虽然已经详细地描述了几个功能块及其之间的关系，但是所属领域的技术人员预期其中几个操作可以不使用其它操作执行，或者可以确认额外的功能或功能之间的关系并且仍然符合所要求的主题。因此，应当理解，所附权利要求书意在涵盖所有处于所要求的主题的实施例的真正精神内的这些修改和变化。
