用于流体装饰胶囊的热补偿系统的制作方法

用于流体装饰胶囊的热补偿系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求美国临时申请no.62/857317的优先权(其申请日为2019年6月5日)，该文献整个被本文参引，并依赖该文献来确定可以在此寻求保护的特征，因为认为该文献的全部内容有助于解决本发明的技术问题，下面可能提到的一些特征特别重要。
3.版权及法律公告
4.本专利文件的公开内容的一部分包含受版权保护的材料。申请人不反对任何人传真复制出现在专利商标局专利文件或记录中的专利文件或专利公开，但是在其它方面保留所有版权。而且，本文中对第三方专利或文章的引用不应当解释为本发明承认这些材料是本发明的现有技术。


背景技术：

5.本发明涉及可穿戴附件，例如首饰、手表、服装。大部分附件是具有永久形状和装饰的物体。不过，存在包括运动元件的珠宝、手表和服装(也称为附件)，从而在运动时提供动画效果。在现有的一些附件中，装饰元件悬浮在流体中。不过，这种现有技术装置通过在液体中提供气泡来处理热膨胀。气泡是较差质量或泄漏的标记，因此对于用户或穿戴者来说并不希望这样，甚至对于用户或穿戴者来说很难看。
6.需要一种系统/装置和/或方法，它在没有可见气泡的情况下补偿热变化。
7.需要一种系统/装置和/或方法，它可以产生包含流体动画的附件和/或时尚物品，同时保证流体动画在给定温度范围内的完整性。
8.需要一种系统/装置和/或方法，它在额定温度升高的情况下不产生泄漏或破裂。
9.需要一种系统/装置和/或方法，它在温度降低的情况下避免出现难看的气泡。
10.需要一种新的方法，以便通过可以使用液体动画来改变外观而使得附件更生动。


技术实现要素：

11.提供了一种系统、装置和方法，它提供了产生用于个人附件的明显生动装饰的手段。该系统由包含至少一种液体的胶囊组成，装饰元件可以在该液体中运动，以便提供动画。通常，液体的热膨胀/收缩率显著高于固体的热膨胀/收缩率。该系统提供了用液体来完全填充胶囊的可见部分的能力，同时当环境温度变化时避免不希望的难看的气泡和/或系统降解或破坏。
附图说明
12.附图通过实例来表示本发明主题的不同实施例。
13.图1a是本发明实施例的剖视侧视图。
14.图1b是图1a的实施例在较低温度下的剖视侧视图，其中，胶囊的顶部板和底部板彼此相对自由运动。
15.图1c是图1a的实施例在较高温度和较低温度下的剖视侧视图，其中，胶囊的顶部
板和底部板彼此相对固定。
16.图2a是第二实施例在较高温度下的剖视侧视图，其中，胶囊的顶部板和底部板通过外部结构来彼此相对固定。
17.图2b是图2a的实施例在较低温度下的剖视图。
18.图3a是本发明的第三实施例的剖视侧视图。
19.图3b是图3a的实施例在较高温度下的剖视侧视图。
20.图4是本发明的第四实施例的剖视侧视图。
21.图5a是本发明的第五实施例沿图5b的线b-b的剖视侧视图。
22.图5b是本发明的第五实施例沿图5a的线a-a的剖视俯视图。
23.图6是本发明的第六实施例的剖视侧视图。
24.图7是本发明的第七实施例的剖视侧视图。
25.图8是本发明的第八实施例的剖视侧视图。
26.图9是本发明的第九实施例的剖视侧视图。
27.本领域技术人员应当理解，附图中的元件表示为用于简单和清楚，并不必须按比例绘制。例如，尺寸可以相对于其它元件夸大，以便帮助提高对本发明和它的实施例的理解。而且，当在本文中使用术语“第一”、“第二”等时，它们的使用将用于在类似的元件之间进行区分，而并不必须用于描述顺序或时间顺序。而且，说明书和/或权利要求书中的相对术语如“前”、“后”、“顶部”和“底部”等并不必须用于描述排他的相对位置。因此，本领域技术人员应当理解，这些术语可以与其它术语互换，且本文所述的实施例可以以与明确所示或以其它方式描述的不同的其它方位来操作。
具体实施方式
28.下面的说明并不用于以任何方式限制本发明的范围，因为它在本质上是示例性的，用于描述到本发明申请日为止本发明人已知的本发明最佳模式。因此，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本文公开的示例实施例中描述的任何元件的布置和/或功能进行变化。
29.根据本发明的系统包括至少一个流体胶囊，该流体胶囊包含至少一种液体，并将由穿戴者/用户穿戴为附件、珠宝、腕表或任何其它时尚物品。
30.下面参考图1a-c，流体胶囊100包括通过半柔性壁114而附接在底部板104上的顶部板102，并包含至少一种液体106。尽管附图可以表示顶部板102具有与底部板104相同的直径，但是流体胶囊100也可以构造成具有与底部板104不同直径的顶部板102。例如，半柔性壁114可以有整体圆锥形形状，而不是柱形。液体106选择为具有粘度、密度、热膨胀指数、颜色、透明度或光折射率等的特定性质。胶囊还可以包含装饰元件120或结构(未示出)，该装饰元件120或结构可以在用户/穿戴者改变流体胶囊相对于重力的方位时通过重力而驱动视觉动画，通过由用户/穿戴者的运动来提供的加速度而驱动视觉动画，或者通过包含在附件、珠宝、腕表或任何其它时尚物品(流体胶囊100集成于其中)中的手动或自动驱动机构而驱动视觉动画，例如在美国临时申请us62/835038(申请日为4月17日)或pct/ib2019/058381(申请日为2019年10月2日)中所述，这些文献的内容由本文参引。包含装饰元件120的该特征部可以没有在本说明书中公开的任何其它实施例中明确表示。不过，该特征包含
或可以包含在图1a-1c、图2a-b、图3a-b、图4、图5a-b和图6至9中所示的任何实施例中，如在本说明书中公开的那样。装饰元件120或结构(未示出)可以选择成使得至少一个装饰元件的至少一部分表现出密度、可见光性质(例如透明度、颜色、反射率、过滤能力和/或折射率)的特定性质。流体106的折射率和装饰元件120的至少一部分的折射率可以选择为基本上相同，例如与液体106相差小于10％，优选是小于5％，理想是小于3％，这样，装饰元件的任何选定部分可以对于用户/观察者/穿戴者不可见。装饰元件120可以在用户/穿戴者改变流体胶囊100相对于重力的方位时通过重力而被驱动，通过由用户/穿戴者使得胶囊运动来提供的加速度而驱动，或者通过驱动手动或自动驱动机构而驱动，例如在美国临时申请us62/835038(申请日为4月17日)中所述，例如在第4页第12至17行，或者在pct/ib2019/058381(申请日为2019年10月2日)中所述，例如在第5页第19至22行。图1a表示了在给定温度下的流体胶囊100，而图ib表示了在较低温度下的相同流体胶囊100，其中，顶部板102和底部板104彼此相对自由运动，且胶囊100的收缩很明显。通常，液体的热膨胀/收缩率显著高于固体的热膨胀/收缩率。由于顶部板102和底部板104与至少一种液体106的压缩相比几乎没有热压缩，因此由于至少一种液体106的热压缩而引起的体积差异通过半柔性壁114的变形来补偿，以使得流体胶囊100保持充满液体，而不会在该至少一种液体106中产生不希望的或难看的气泡。
31.下面参考图1c，图中表示了当顶部板102和底部板104彼此相对固定且温度变化时半柔性壁114的情况。在这种情况下，在较高温度下，半柔性壁朝向流体胶囊的外部延伸，如箭头110所示，且当温度降低时，半柔性壁朝向流体胶囊的内部缩回，如箭头111所示。当然，顶部板102和底部板104的相对运动以及半柔性壁114朝向流体胶囊的内部或外部的弯曲的组合可以用于改进流体胶囊100的容量/体积118，以便适应环境温度变化，同时避免不希望的难看的气泡和/或系统降解或破坏。顶部板102和底部板104之间的相对运动自由度也可以用于方便半柔性壁114的屈曲。半柔性壁114可以由聚合物、复合材料、有机材料或金属或者它们的任何组合来制造，且它可以是附件的壳体自身，其中，附接部件的区域简单地用附加材料来增强，发生弯曲的材料制造得更薄。图1a中的箭头110的位置附近的拐点(或平面)可以是尖锐的，而并不是圆形，且向外延伸得比图中所示远得多。它也可以向内延伸。顶部板102可以由单一材料或不同材料的组合来制造，且它可以有至少一个透明部分103，用户/穿戴者可以通过该透明部分103看见胶囊内部。包括顶部板的该特征部可以由单一材料或不同材料的组件来制造，并可以有至少一个透明部分，用户/穿戴者可以通过该透明部分看见胶囊内部，且在本说明书中公开的任何其它实施例中可以未明确表示。不过，该特征包含或可以包含在图1a-1c、图2a-b、图3a-b、图4、图5a-b和图6至9中所示的任何实施例中，如在本说明书中公开。用于顶部板102的典型材料包括蓝宝石、玻璃、透明塑料等。顶部板102可以有附加的几何特征(在图2a和2b中通过附图标记132示例表示)，从而使得胶囊可以附接在附件结构(在图2a和2b中通过附图标记130示例表示)中，如本领域中公知的那样。底部板104可以由单一材料或不同材料的组件来制造，并可以是不透明的，或者可以有至少一个透明部分105，用户/穿戴者可以通过该透明部分105看见胶囊。包括底部板的该特征部可以由单一材料或不同材料的组件来制造，并可以是不透明，或者可以有至少一个透明部分105，用户/穿戴者可以通过该透明部分105看见胶囊，在本说明书中公开的任何其它实施例中可以未明确表示。不过，该特征包含或可以包含在图1a-1c、图2a-b、图3a-b、图4、图5a-b和图6
至9中所示的任何实施例中，如在本说明书中公开的那样。在一个实施例中(如图1a-1c所示)，半柔性壁114由形成为闭环的半柔性带来制造，以便可以关闭胶囊100。半柔性壁114可以基本由聚合物、橡胶、金属或任何其它柔性材料来制造，并可以包含由刚性或半刚性材料制造的结构112，例如环、金属缆、玻璃纤维、碳纤维等，并优选是覆盖模制。半柔性壁可以有预成形的弯曲部，以便保证顶部板102和底部板104保持基本平行，而与容纳在胶囊100中的至少一种液体106的体积118无关。可以对半柔性壁114进行表面处理，以便提高它的液密性和/或它对温度、紫外线辐射等的耐受性。顶部板102和底部板104有至少一个特征部，半柔性壁114的结构112可以固定在该特征部中，以使得组件液密。例如，顶部板102和底部板104有至少一个槽，半柔性壁114的结构112可以卡扣在该槽中，以使得组件液密。
32.在另一个实施例中(图2a-2b中所示)，结构112由半柔性壁114的较厚区域来制造，并保持就位，分别挤压在顶部板102和附件结构130之间以及在底部板104和附件结构130之间，类似于工业中公知的o形环的安装。可以在装配之后施加进一步密封处理(例如胶接)。这种装配可以浸入在至少一种液体106中进行，以使得胶囊100内不残留气泡。在装配时，必须考虑环境温度，以便不会过度填充胶囊100，从而可以有一定温度范围，在该温度范围中，半柔性壁114可以延伸，以便适应该至少一种液体106的热膨胀。相反，当温度降低时，半柔性壁可以弯曲，以便减小胶囊的内部容积，从而避免产生凹陷，该凹陷可能激发在该至少一种液体106中出现气泡。
33.下面参考图3a-3b，流体胶囊200包括通过垫圈210而附接在底部板204上的顶部板202，并包含至少一种液体206。垫圈210附接在附件的结构220上。垫圈的热膨胀/收缩率显著高于固体(例如顶部板202、底部板204或结构220)的热膨胀/收缩率。如图3b和图3a中所示，环境温度的升高产生垫圈210的膨胀，这增加了胶囊200的内部容积218，从而允许该至少一种液体206热膨胀，且并不损坏胶囊200的完整性。
34.下面参考图4，流体胶囊300包括通过顶部垫圈312而附接在附件结构320上的顶部板302以及通过底部垫圈314而附接在附件结构320上的底部板304，并包含至少一种液体306。垫圈312和314的热膨胀/收缩率显著高于固体(例如顶部板302、底部板304或结构320)的热膨胀/收缩率。环境温度的升高产生垫圈312和314的膨胀，这增加了胶囊300的内部容积318，从而允许该至少一种液体306热膨胀，且并不损坏流体胶囊300的完整性。在一个实施例中，一个板302或304可以固定在结构320上。然后，内部腔室的膨胀只沿一个方向进行。
35.下面参考图5a-5b，流体胶囊400包括通过刚性结构420而附接在底部板404上的顶部板402，从而形成刚性主腔室408，并包含至少一种液体406。底部板404包含膨胀腔室432，该膨胀腔室432填充有气体438，并通过小槽道434而与刚性主腔室408连接。槽道434的尺寸限定为使得毛细作用力产生在该至少一种液体406和气体438之间的弯月面。为了防止气体438溶解在该至少一种液体406中或者防止该至少一种液体406在气体438中蒸发，另一液体436使得气体438与该至少一种液体406分离。该另一液体436与该至少一种液体406不可混溶，且并不吸收气体438，这样，气体438不能通过由该另一液体436构成的屏障。与该另一液体436类似的功能也可以使用凝胶436'(该凝胶436'有与该至少一种液体406不混溶和不吸收气体438的相同特性)来实现，或者甚至通过可运动的固体塞436”或活塞来实现。当系统经受温度变化(例如温度升高)时，液体406膨胀，从而减小气体438的体积。槽道434的长度限定为使得在该至少一种液体406和气体438之间的弯月面以及在另一液体436的情况下在
两种液体之间的弯月面在限定的温度范围内保持在槽道内部。可以对槽道434进行表面处理，以便帮助弯月面的位移。如图5b所示，在底部板透明且槽道需要在通过流体胶囊400来观察的观察者的视野之外的情况下，槽道434可以安装在底部板404的周边，或者甚至安装在结构420中。
36.下面参考图6，流体胶囊500包括通过刚性结构520而附接在底部板504上的顶部板502，从而形成刚性主腔室508，并包含至少一种液体506。底部板504包含膨胀腔室532，该膨胀腔室532填充有气体538，并通过槽道534而与刚性主腔室508连接。滚转隔膜536在该至少一种液体506和气体538之间产生分离。当该至少一种液体506由于温度变化而膨胀或收缩时，滚转隔膜536滚转或展开，以便适应该至少一种液体506的体积变化。可以使用附加的引导滑块(未示出)，以便保证滚转隔膜的正确位移。
37.下面参考图7和图8中所示的实施例，流体胶囊600包括通过刚性结构620而附接在底部板604上的顶部板602，从而形成刚性主腔室608，并容纳至少一种液体606。底部板604包含槽道634，该槽道634与由隔膜636形成的柔性膨胀腔室632连接，以使得流体胶囊的容积618可以在环境温度变化时适应流体606的热膨胀。替代地，隔膜636也可以构建成刚性部分644和柔性部分646组合的形式。
38.下面参考图9，流体胶囊700包括附接在刚性结构720上的顶部板702以及通过柔性隔膜710而附接在刚性结构720上的底部板704，并包含至少一种液体706。柔性隔膜710允许底部板704相对于顶部板702运动，以使得流体胶囊的容积718可以在环境温度变化时适应流体706的热膨胀。
39.流体胶囊可以用于除了装饰附件之外的其它目的。它还可以用于储存和运输在其它个人附件中的流体，以避免在环境温度变化的任何泄漏或分解，例如吸入器、电子蒸汽烟装置、香料扩散器等，在这种情况下，胶囊可以不包含任何透明部分。
40.在一个优点中，本发明的系统和方法/装置可以创建包含流体动画的附件和/或时尚物品，并保证流体动画在给定温度范围内的完整性。
41.在另一优点中，本发明的系统/装置和/或方法在额定温度升高的情况下不产生泄漏或破裂。
42.在另一优点中，本发明的系统/设备和/或方法避免了在温度降低的情况下出现难看的气泡。
43.应当理解，所示和本文所述的特定实施方式代表本发明和它的最佳模式，而并不用于以任何方式限制本发明的范围。
44.而且，该系统设想了具有本文所述的类似功能的任何商品、服务或信息的使用、销售和/或分发。
45.说明书和附图应当以说明方式来考虑，而不是限制方式，且这里所述的所有变化形式都将包含在要求保护的发明范围内。因此，本发明的范围应根据附加权利要求(目前存在的权利要求或者后来修改或添加的权利要求，以及它们的法律等效物)来确定，而不是仅仅通过上述实例。在任何方法或处理权利要求中叙述的步骤可以以任何顺序来执行，而并不限于任何权利要求中提出的具体顺序，除非另外明确说明。而且，在装置权利要求中叙述的元件和/或部件可以以各种排列组合的方式来装配或以其它方式进行功能设置，以便产生与本发明基本相同的结果。因此，本发明不应当解释为局限于在权利要求中叙述的特定
设置。
46.这里提到的益处、其它优点和技术方案不应当解释为任何或所有权利要求中的关键、必需或基本的特征或部件。
47.本文中使用的术语“包括”或它的变化形式将是指非排他性的元件列表，这样，包括元件列表的本发明任何装置、处理、方法、物品或组合物并不只包括叙述的那些元件，还可以包括其它元件，例如在本说明书中所述的那些元件。除非另外明确说明，使用术语“包含”或“含有”或“基本上含有”并不是要将本发明的范围限制于后面列举的元件，除非另外说明。在本发明实践中使用的上述元件、材料或结构的其它组合和/或变化形式可以由本领域技术人员在不背离本发明的一般原理的情况下进行变化或改变。
48.除非另外说明，上述专利和文章在与本发明并不抵触的范围内由本文参引。
49.本发明可以通过以下特征组来概括。
50.1.一种系统，包括至少一种液体106、206、306、406、506、606、706，该液体106、206、306、406、506、606、706由多个物理边界102、104、114、202、204、210、302、304、312、314、320、402、404、420、436、502、504、520、602、604、620、636、644、646、702、704、710、720来包围，所述液体不可透过这些物理边界，其中，至少一个物理边界114、210、312、314、436、436'、436”、536、636、646、710可运动，以便适应由在给定温度范围内的温度变化而引起的液体的热膨胀或收缩，从而防止的泄漏、爆裂和气泡产生，因此使得液体容纳腔室容积适应环境温度。
51.2.特征组1的系统，其中：液体106、206、306、606、706容纳在由至少一个刚性部分102、104、202、204、302、304、602、604、620、702、704、720和至少一个柔性部分114、210、312、314、636、646、710来制造的液密胶囊100、200、300、600、700中。
52.3.特征组1的系统，其中：液体106、206、306、606、706容纳在由至少两个刚性部分102、104、202、204、302、304、602、604、620、702、704、720制造的液密胶囊100、200、300、600、700中，该刚性部分通过至少一个柔性部分114、210、312、314、636、646、710而紧密地连接在一起。
53.4.特征组3的系统，其中：该至少一个柔性部分114、210、312、314、636、646、710允许相对于该至少两个刚性部分102、104、202、204、302、304、602、644、702、704运动，以便改变流体胶囊100、200、300、600、700的内部容积118、218、318、618、718。
54.5.特征组3的系统，其中：该至少两个刚性部分102、104、202、204、602、604、620、702、720固定，且该至少一个柔性部分114、210、636、646、710变形，以便改变流体胶囊100、200、600、700的内部容积118、218、618、718。
55.6.特征组3的系统，其中：该至少两个刚性部分102、104、202、204、602、604、620、702、720可以彼此相对运动，且该至少一个柔性部分114、210、636、646、710变形，以便改变流体胶囊100、200、600、700的内部容积118、218、618、718。
56.7.特征组1的系统，其中：液体206、306包含在液密胶囊200、300中，该液密胶囊200、300由具有低热膨胀率的刚性部分202、204、302、304和具有高热膨胀率的至少一个部分210、312、314来制造，以使得胶囊200、300的容积热膨胀率与液体的体积热膨胀率基本相同，例如与液体的体积热膨胀率相差小于10％，优选是小于5％，理想是小于3％。
57.8.特征组1的系统，其中：液体406、506容纳在液密胶囊400、500中，该液密胶囊
400、500由第一刚性腔室408、508和第二刚性腔室432、532构成，该第二刚性腔室432、532通过毛细管槽道434、534而与第一腔室流体连通，该第二刚性腔室432、532容纳气体438、538，液体和气体在槽道内通过分离元件436、436'、436”而分离，可选地，分离元件从包括第二液体436、凝胶436'或固体可运动塞436”的分离元件列表中选择。
58.9.特征组8的系统，其中：液体506和气体538在槽道532内通过分离元件来分离，该分离元件是滚转隔膜536。
59.10.特征组1的系统，其中：液体606容纳在液密胶囊600中，该液密胶囊600由第一刚性腔室608和第二半刚性腔室632构成，该第二半刚性腔室632通过毛细管槽道634而与第一腔室流体连通，该第二腔室632由至少一个隔膜636、646来形成，该第二腔室632容纳液体606。
60.11.一种个人附件，包括根据前述任意一项特征组的系统。
61.12.根据特征组11的个人附件，其中：胶囊100、200、300、400、500、600、700有至少一个透明部分103，用户/穿戴者可以通过该透明部分103看见胶囊内部。
62.13.根据特征组12的个人附件，其中：胶囊100、200、300、400、500、600、700包含浸没在液体106中的装饰元件120。
63.14.根据特征组13的个人附件，其中：浸没在液体106、206、306、406、506、606、706中的一个装饰元件120的至少一部分具有与液体106、206、306、406、506、606、706基本相同的光折射率，例如相差小于10％，优选是小于5％，理想是小于3％，这样，一个所述装饰元件120的所述部分对于观察者不可见。
64.15.根据前述任意一项特征组的个人附件，其中：装饰元件120在用户/穿戴者相对于重力改变流体胶囊100、200、300、400、500、600、700的方位时通过重力而被驱动，通过由用户/穿戴者的运动来提供的加速度而被驱动，或者通过手动或自动驱动机构而驱动。
65.16.一种用于动画化附件的方法，该方法包括以下步骤：
66.a.将特征组1的附件固定在穿戴者/用户身上；
67.b.使得附件相对于重力而运动；
68.c.观察动画效果。
69.在附加权利要求中介绍了本发明的其它特征和实施模式。
70.用于实现本发明的材料选择为适合和适应本发明的操作温度范围。这种材料是例如金属、聚合物或玻璃，特别是蓝宝石玻璃。用于实现本发明的结构(例如波纹管、芯片或固有隔膜)也是这样，它们设置成适合和适应本发明的操作温度范围。
71.而且，本发明应当认为包括本说明书、附加权利要求书和/或附图中描述的各个特征的所有可能组合，该组合可以认为是新的、创造性的和工业适用的。
72.本发明的附加特征和功能在附加权利要求和/或摘要中介绍。该权利要求和/或摘要整个并入本说明书中，并应当认为是提交的申请的一部分。
73.这里所述的发明实施例中可能有多种改变和变化。尽管这里已经表示和介绍了本发明的某些示例性实施例，但在前述公开中设想了广泛的变化、改变和替换。尽管上述说明包含很多具体细节，但是这些不应当解释为对发明范围的限制，而是对它的一个或另一优选实施例的示例说明。在一些情况下，可以采用本发明的一些特征，而并不相应使用其它特征。因此，适当的是，前述说明将广义地解释，并理解为只是说明性，本发明的宗旨和范围只
由本技术最终发出的权利要求来限制。