旋转液体可变电阻器、电机启动器的制作方法

本发明涉及可变电阻器，具体涉及一种旋转液体可变电阻器及其集群、电机启动器。

背景技术：

一种旋转液体可变电阻器可以用于电机的启动控制，减少电机的起动浪涌，现有的电机利用离心力控制液体内电极距离的启动器，大多具有复杂的机械结构，容易损坏。

技术实现要素：

本发明发明了一种旋转液体可变电阻器及其集群、电机启动器，结构简单、造价低、不易损坏。

本发明具有如下技术内容。

1、一种旋转液体可变电阻器，其特征在于：主要由容腔、至少2个电极、导电液体、至少1个电阻体构成；

容腔具有固定形状不易发生形变，容腔具有至少一个对称轴，以容腔的一个对称轴为旋转轴；

导电液体装载在容腔内，导电液体的体积小于容腔的有效容积；

电阻体与容腔共界面或设置在容腔内或穿透容腔界面介入容腔内，电阻体位置固定不易发生位移（装置好后在容腔旋转时不会发生阻碍电阻体与导电液体接触状态变化的位移），电阻体外形固定不易发生形变（装置好后在容腔旋转时不会发生阻碍电阻体与导电液体接触状态变化的形变），电阻体表面在旋转轴轴向方向上具有连续跨度，电阻体在容腔内具有裸露的阻性表面，电阻体裸露在容腔内的阻性表面的一部分与导电液体相接触一部分不与导电液体相接触；

至少1个电极与电阻体相连；至少1个与电阻体相连的电极不与导电液体相接触；

至少1个电极与导电液体相接触。

2、一种旋转液体可变电阻器，其特征在于：主要由容腔、至少2个电极、导电液体、至少1个电阻体构成；

容腔具有固定形状不易发生形变，容腔具有至少一个对称轴，以容腔的一个对称轴为旋转轴；

导电液体装载在容腔内，导电液体的体积小于容腔的有效容积；

电阻体与容腔共界面或设置在容腔内或穿透容腔界面介入容腔内，电阻体位置固定不易发生位移（装置好后在容腔旋转时不会发生阻碍电阻体与导电液体接触状态变化的位移），电阻体外形固定不易发生形变（装置好后在容腔旋转时不会发生阻碍电阻体与导电液体接触状态变化的形变），电阻体表面在旋转轴轴向方向上具有连续跨度，电阻体在容腔内具有裸露的阻性表面，电阻体裸露在容腔内的阻性表面的一部分与导电液体相接触一部分不与导电液体相接触；

至少2个电极与电阻体相连；至少2个与电阻体相连的电极不与导电液体相接触。

3、如权利要求1或2所述的一种旋转液体可变电阻器，其特征在于：至少1与电阻体相连、不与导电液体呈电学短路的电极，其与电阻体的连接点高于液面。

4、如权利要求1或2所述的一种旋转液体可变电阻器，其特征在于：所述的容腔界面具有用于加速导电液体旋转的以容腔对称轴为中心轴的旋转式流体驱动结构面。

5、如权利要求1或2所述的一种旋转液体可变电阻器，其特征在于：所述的电阻体为柱状、直丝状、螺旋丝状、层状。

6、如权利要求1或2所述的一种旋转液体可变电阻器，其特征在于：所述的电极中至少有一个和容腔的构成物是一体的。

7、一种旋转液体可变电阻器集群，其特征在于：主要由在技术内容1-6中单选或多选种类至少两个的旋转液体可变电阻器、支承实体构成；支承实体具有至少一个对称轴,以支承实体的一个对称轴作为旋转液体可变电阻器集群的旋转轴；以旋转液体可变电阻器集群的旋转轴为中心将选取的旋转液体可变电阻器圆周阵列并固定在支承实体上，旋转液体可变电阻器集群所包含的各个旋转液体可变电阻器的旋转轴全都与旋转液体可变电阻器集群的旋转轴平行。

8、一种旋转液体可变电阻器集群，其特征在于：在技术内容1-6中单选或多选种类至少两个的旋转液体可变电阻器，将选取的旋转液体可变电阻器进行合理的共旋转轴的固定串联，公共旋转轴即为旋转液体可变电阻器集群的旋转轴。

9、一种电机启动器，其特征在于：根据电机需求在权利要求1-8中选取的1种或多种的至少1个旋转液体可变电阻器或旋转液体可变电阻器集群作为电机启动器；以旋转液体可变电阻器的旋转轴或旋转液体可变电阻器集群的旋转轴作为电机启动器的旋转轴；将电机启动器以电机启动器的旋转轴垂直水平面的姿态放置；将电机启动器包含的旋转液体可变电阻器的电极合理的连接在电机的线圈或电路上；电机转子驱动电机启动器绕其旋转轴自转。

技术内容说明及其有益效果。

核心原理：容腔内部的液体旋转时会在液面会形成一个以旋转轴为中心的盆状地带，也就是说中心液面下降侧边液面升高；本发明利用这种特性使导电液体改变电极与导电液体之间电阻体的连接长度、连接体积、连接面积，从而改变电阻值，本发明的旋转液体可变电阻器可以是线性变化的也可以是非线性的;本发明可以用于电机启动与限速。

‘容腔’是指具有容纳能力的空间，它可以是单一容器的内腔，也可以是由多个元件配合而成的容纳空间；‘容腔的有效容积’可以装载电阻液的空间部分，即原容腔容积减去介入物、装载物（非导电液体）的空余部分；‘导电液体的体积小于容腔的有效容积’说明导电液体没有装满容腔。

‘电极’是指构成电流通道的电学连接物，电极一般采用良导体制作但作为劣质方案也可以采用电阻材料制作，电极和导线可以是一体的,电极和容腔的构成物可以是一体的，存在容腔构成物主要为电极的情况。

‘连续跨度’指具有肉眼可分辨的尺寸的可量的尺度或尺度分量，比如：1毫米、1厘米、1分米。

‘所述的容腔界面具有用于加速导电液体旋转的以容腔对称轴为中心轴的旋转式流体驱动结构面’是指容腔界面具有在转动时能够对液体施加一个推动力的结构面（比如螺旋的凸线的表面、凹槽的表面、扇叶的表面），流体驱动结构面可以位于容腔底部（即不与旋转轴平行的面）也可以位于侧面（即与旋转轴平行的面）。

‘与容腔共界面’是指以某物体表面作为容腔界面的全部或一部分。

‘底面’主要是指不与旋转轴平行的面，可以是垂直旋转轴的面，也可以是和旋转轴具有夹角的面。

‘电阻体’具有电流阻碍功能的功能性实体，即电力、电子学中的电阻,电阻体可以是纯净物也可以混合物制成成，电阻体可以是单一整体也可以是多个结构物构成。

‘阻性表面’整体体现出电阻特性的表面，比如普通电阻材料的表面，允许一些技术变形，但其（代指阻性表面）整体应该表现出电学意义上的电阻特性。

‘导电液体’主要指具有良好导电能力的液体，比如电解质、液态合金、水银等具有高流动性的导电物，本发明优选导电性能比电阻体好的导电液体，以获得高的电阻变化跨度；本发明选用导电性能劣于电阻体的导电液体时电阻变化跨度较小，可以算作本发明的劣质方案。

‘电阻体在容腔内具有裸露的阻性表面，电阻体裸露在容腔内的阻性表面的一部分与导电液体相接触一部分不与导电液体相接触’其中‘内’不能死板的理解‘在里面’，其包含了与容腔共界面的电阻体的与容腔界面重合的裸露的阻性表面(即包含边界)，也包含了设置在容器内的电阻体所裸露的表面，电阻体具有裸露才能使导电液体进行良好接触。

‘支承实体’指具有支承作用的实体，可以是单一原件也可以是多个原件的组合物体。

技术内容中的技术特征都是以容腔静止且有效对称轴（即旋转轴）垂直于水平面的状态下表现出的。

本发明的实施应用时应该结合公知常识、现有技术来在不违背‘设计一个旋转会改变电阻值的电阻器’的技术目的进行合理的设计，设计时应根据需求注意各参数(比如电阻体的材料、导电液体的选取、电极形态设计和布局等)的适配,而不要故意将其设置为无法运行或背离技术目的的装置（比如故意运用创造性思维为阻碍有效阻值变化而依照导电液体的变化规律而特别设计的不均匀的电阻体，又比如故意运用创造性思维故意依照导电液体变化规律而设计总阻值不随接触状态变化而改变的电阻体群，又比如故意设计导电液体阻挡物来阻碍导电液体与电阻体接触状态变化的结构物）。

本发明的有益效果：本发明结构简单、寿命长、成本低廉。

附图说明

图1为本发明实施实例1的示意图。

图2为本发明实施实例2的示意图。

图3为本发明实施实例3的示意图。

图4为本发明实施实例4的示意图。

图5为本发明实施实例5的示意图。

图6为本发明实施实例6的示意图。

图7为本发明实施实例7的示意图。

图8为本发明实施实例8的示意图。

图9为本发明实施实例9的示意图。

图10为本发明实施实例10的示意图。

图11为本发明实施实例11的部分元件示意图。

图12为本发明实施实例12的部分元件示意图。

图13为本发明实施实例13的部分元件示意图。

图14为本发明实施实例14的分解示意图。

图15为本发明实施实例14的解剖示意图。

图16为本发明实施实例14的外形示意图。

图17为本发明实施实例15的示意图。

图18为本发明实施实例16的示意图。

具体实施方式

下面结合实施实例对本发明作进一步说明。

实施实例1、如图1所示,一种旋转液体可变电阻器,主要由容腔100、导电液体101、电阻体102、电极103、电极1031构成；

容腔100具有一个对称轴109；导电液体101装载在容腔100内；

导电液体101的体积小于容腔100的有效容积；

电阻体102设置在容腔100内；电阻体102表面在容腔100的旋转轴轴向方向上具有连续跨度；电阻体102的下端与导电液体101相接触；电阻体102的上、下端分别与电极103、1031呈电流连接；电极103、1031穿透容腔100界面介入容腔100内部；

电极103与导电液体101呈电阻连接，1个电极1031与导电液体101呈电流连接

图1中a为本实施实例静止时的状态，b为容腔100绕轴109自转后最终结果电极103、1031之间短路（电阻接近0欧姆），c为本实施实例的等效电路图以及转动时电阻变化的近似曲线。

实施实例2、如图2所示,一种旋转液体可变电阻器,主要由容腔200、导电液体201、电阻体202、电极203、电极2031构成；

容腔200具有一个对称轴209；

导电液体201装载在容腔200内；

导电液体201的体积小于容腔200的有效容积；

电阻体202设置在容腔200内轴位置；

电阻体202表面在容腔200的旋转轴轴向方向上具有连续跨度；

电阻体202的下端与导电液体201相接触；

电阻体202的上、下端分别与电极203、2031呈电流连接；

电极203、2031穿透容腔200界面介入容腔200内部；

电极203与导电液体201呈电阻连接（连接路径中具有电流阻碍功能物的电流通道），电极2031与导电液体201呈电流连接；

图2中a为本实施实例静止时的状态，b为容腔200绕轴209自转后最终结果电极203、2031之间短路（电阻接近0欧姆），c为本实施实例的等效电路图以及转动时电阻变化的近似曲线；本实施实例可用于电机限速。

实施实例3、如图3所示,一种旋转液体可变电阻器,主要由容腔300、导电液体301、电阻体302、电阻体3021、电极303、电极3031构成；

容腔300具有一个对称轴309；

导电液体301装载在容腔300内；

导电液体301的体积小于容腔300的有效容积；

电阻体302、3021设置在容腔300内外缘位置；

电阻体302、3021表面在容腔300的旋转轴轴向方向上具有连续跨度；

电阻体302、3021的下端与导电液体301相接触；

电阻体302的上端与电极303呈电流连接，电阻体3021的下端与电极3031呈电流连接；

电极303、3031穿透容腔300界面介入容腔300内部；

电极303与导电液体301呈电阻连接（连接路径中具有电流阻碍功能物的电流通道），电极3031与导电液体301呈电阻连接（连接路径中具有电流阻碍功能物的电流通道）；

图3中a为本实施实例静止时的状态，b为容腔300绕轴309自转后最终结果电极303、3031之间短路（电阻接近0欧姆），c为本实施实例的等效电路图以及转动时电阻变化的近似曲线。

实施实例4、如图4所示,一种旋转液体可变电阻器,主要由容腔400、导电液体401、电阻体402、电阻体4021、电极403、电极4031构成；

容腔400具有一个对称轴409；

导电液体401装载在容腔400内；

导电液体401的体积小于容腔400的有效容积；

电阻体402、4021与容腔400共界面；

电阻体402、4021表面在容腔400的旋转轴轴向方向上具有连续跨度；

电阻体402、4021的下端与导电液体401相接触；

电阻体402的上端与电极403呈电流连接，电阻体4021的下端与电极4031呈电流连接；

电极403、4031穿透容腔400界面介入容腔400内部；

电极403与导电液体401呈电阻连接（连接路径中具有电流阻碍功能物的电流通道），电极4031与导电液体401呈电阻连接（连接路径中具有电流阻碍功能物的电流通道）；

图4中a为本实施实例静止时的状态，b为容腔300绕轴309自转后最终结果电极之间由导电液体直接连接，c为本实施实例的等效电路图以及转动时电阻变化的近似曲线。

实施实例5、如图5所示,一种旋转液体可变电阻器,主要由容腔500、导电液体501、电阻体502、电极503、电极5031构成；

容腔500具有一个对称轴509；

导电液体501装载在容腔500内；

导电液体501的体积小于容腔500的有效容积；

电阻体502与容腔500共界面；

电阻体502表面在容腔500的旋转轴轴向方向上具有连续跨度；

电阻体502的下端与导电液体501相接触；

电阻体502的上端与电极503呈电流连接，电阻体502的下端与电极5031呈电流连接；

电极503、5031穿透容腔500界面介入容腔500内部；

电极503与导电液体501呈电流连接，电极5031与导电液体501呈电流连接；

图5中a为本实施实例静止时的状态，b为容腔500绕轴509自转后最终结果电极之间由导电液体直接连接，c为本实施实例的等效电路图以及转动时电阻变化的近似曲线。

实施实例6、如图6所示,一种旋转液体可变电阻器,主要由容腔600、导电液体601、电阻体602、电极603、电极6031构成；

容腔600具有一个对称轴609；

导电液体601装载在容腔600内；

导电液体601的体积小于容腔600的有效容积；

电阻体602设置在容腔600内靠近容腔界面的位置；

电阻体602表面在容腔600的旋转轴轴向方向上具有连续跨度；

电阻体602的下端与导电液体601相接触；

电阻体602的上、下端分别与电极603、6031呈电流连接；

电极603、6031穿透容腔600界面介入容腔600内部；

电极603与导电液体601呈电阻连接（连接路径中具有电流阻碍功能物的电流通道），电极6031与导电液体601呈电流连接；

图6中a为本实施实例静止时的状态，b为容腔600绕轴609自转后最终结果电极之间由导电液体直接连接，c为本实施实例的等效电路图以及转动时电阻变化的近似曲线。

实施实例7、如图7所示,一种旋转液体可变电阻器,主要由容腔700、导电液体701、电阻体702、电极703、电极7031构成；

容腔700具有一个对称轴709；

导电液体701装载在容腔700内；

导电液体701的体积小于容腔700的有效容积；

电阻体702设置在容腔700内靠近容腔界面的位置；

电阻体702表面在容腔700的旋转轴轴向方向上具有连续跨度；

电阻体702的下端与导电液体701相接触；

电阻体702的上、下端分别与电极703、7031呈电流连接；

电极703、7031穿透容腔700界面介入容腔700内部；

电极703与导电液体701呈电阻连接（连接路径中具有电流阻碍功能物的电流通道），电极7031与导电液体701呈电阻连接（连接路径中具有电流阻碍功能物的电流通道）；

图7中a为本实施实例静止时的状态，b为容腔700绕轴709自转后最终结果电极之间由导电液体直接连接，c为本实施实例的等效电路图以及转动时电阻变化的近似曲线。

实施实例8、如图8所示,一种旋转液体可变电阻器,主要由容腔800、导电液体801、电阻体802、电极803、电极8031、电极8032构成；

容腔800具有一个对称轴809；

导电液体801装载在容腔800内；

导电液体801的体积小于容腔800的有效容积；

电阻体802、8021设置在容腔800内靠近容腔界面的位置；

电阻体802表面在容腔800的旋转轴轴向方向上具有连续跨度；

电阻体802、8021的下端与导电液体801相接触；

电阻体802的上与电极803呈电流连接，电阻体8021的上与电极8031呈电流连接；

电极803、8031、8032穿透容腔800界面介入容腔800内部；

电极803、8031与导电液体801呈电阻连接（连接路径中具有电流阻碍功能物的电流通道），电极8032与导电液体801呈电流连接；

图8中a为本实施实例静止时的状态，b为容腔800绕轴809自转后最终结果电极之间由导电液体直接连接，c为本实施实例的等效电路图以及转动时各电极之间电阻变化的近似曲线，各电极之间电阻变化曲线是相似的，为了视图简洁没有吧各电极之间电阻变化详细汇出。

实施实例9、如图9所示,一种旋转液体可变电阻器,主要由容腔900、导电液体901、绝缘容器902、圆环状的电阻体903、电极板904、电极板9041、导电螺丝905、导电螺丝9051构成；

容腔900具有一个对称轴909；导电液体901装载在容腔900内；导电液体901的体积小于容腔900的有效容积；电阻体903位于容器902内侧壁上，电阻体903与容腔900共界面；电阻体902表面在容腔900的旋转轴轴向方向上具有连续跨度；

电阻体903下端与导电液体901相接触；电阻体903的上端与电极板904呈电流连接，电阻体903的下端与电极9041呈电流连接；电极板904、9041与容腔900共界面；电极板904与导电液体901呈电阻连接（连接路径中具有电流阻碍功能物的电流通道），电极板9041与导电液体901呈电流连接；

电极板904、9041与绝缘物902之间使用导电螺丝905、9051紧固连接；

图9中a为本实施实例静止时的状态，b为容腔900绕轴909自转后最终结果电极之间由导电液体直接连接。

实施实例10、如图10所示，一种电机启动器，细微的改动实施实例4的旋转液体可变电阻器3个进行共轴固定串联，然后将电极合理的连接到电机转子线圈399上；图中926为电机轴；398为电机定子线圈；920为绝缘容器，921、9211为电极；922、9221为电阻体，929为三个旋转轴，923为导电液体，为了视图清晰标号没有重复标注3次，但作为本领域技术人员是可以理解。

实施实例11、如图11所示，一种旋转液体可变电阻器，在实施实例1的基础上改进，在容器350内壁加工螺旋凹槽3501作为流体驱动结构。

实施实例12、如图12所示，一种旋转液体可变电阻器，在实施实例1的基础上改进，在容器36底部加工凸槽3601阵列作为流体驱动结构。

实施实例13、如图13所示，一种旋转液体可变电阻器，在实施实例1的基础上改进，在容器37底部加工凹槽3701阵列作为流体驱动结构。

实施实例14、如图14、15、16所示，一种电机启动器，由容器1、底板2、支柱3（3个）、外铆钉4（3个）、上盖5、内电极6（3个）、外电极7（3个）、内铆钉8（3个）构成；外铆钉4、内铆钉8、内电极6、外电极7为高导电金属制成，容器1、支柱3、上盖5的为绝缘物制成；支柱3的表面缠绕有电阻丝30；支柱3一端与底板相连一端与盖板相连，支柱3上的电阻丝与内电极3接触，内铆钉8穿过上盖5将内电极6和外电极7构成电流连接；容腔内装上导电液体水银；使用时将本实施实例的与电机转子共轴固定相连，将本实施实例的外电极7与电机转子线圈合理连接起来来。

实施实例15、如图17所示，一种旋转液体可变电阻器，其特征在于：主要由电极容腔7101、电阻容腔710、电极713、电极7131、导电液体、电阻体712、电阻体7121构成；电极容腔7101、电阻容腔710都具有一个对称轴；电极容腔7101、电阻容腔710共轴719排列；电极容腔7101、内装载有导电液体7111，电阻容腔710内装载有711；电极容腔7101中导电液体7111的体积小于电极容腔7101的有效容积，电阻容腔710中导电液体711的体积小于电阻容腔710的有效容积；电阻体712、7121与电阻容腔710共界面；电阻体712、7121表面在旋转轴719方向上具有连续跨度；电阻体712、7121的下端与导电液体相接触；电阻体712、7121的上端分别与电极713、7131呈电流连接；电极713、7131穿透电极容腔7101介入电极容腔7101内部；电极713、7131不与电极容腔7101中的导电液体7111接触；电极713、7131的轴不与旋转轴719共轴；

图17中a为本实施实例静止时的状态，b为电阻容腔710、电极容腔7101绕轴719自转后最终结果电极之间由导电液体直接连接，c为本实施实例的等效电路图以及转动时各电极之间电阻变化的近似曲线。

实施实例16、如图18所示,一种旋转液体可变电阻器,主要由容腔910、导电液体911、绝缘容器912、圆环状的电阻体913、电极板914、电极板9141、导电螺丝915、导电螺丝9151构成；容腔910具有一个对称轴919；导电液体911装载在容腔910内；导电液体911的体积小于容腔910的有效容积；电阻体913为弹簧状电阻丝；电阻体913位于容器912内侧壁上，电阻体913与容腔910共界面；电阻体912表面在容腔910的旋转轴轴向方向上具有连续跨度；电阻体913下端与导电液体911相接触；电阻体913的上端与电极板914呈电流连接，电阻体913的下端与电极9141呈电流连接；电极板914、9141与容腔910共界面；电极板914与导电液体911呈电阻连接（连接路径中具有电流阻碍功能物的电流通道），电极板9141与导电液体911呈电流连接；电极板914、9141与绝缘物912之间使用导电螺丝915、9151紧固连接；图18中a为本实施实例静止时的状态，b为容腔910绕轴919自转后最终结果电极之间由导电液体直接连接，c为本实施实例的等效电路图以及转动时各电极之间电阻变化的近似曲线。

实施实例17、在实施14的表面增加流体驱动结构,起散热作用。

实施实例18、作为一个劣质方案，使实施实例4的电极403、4031都不穿透电阻体402、4021而是使它们接在电阻体402、4021的外侧。

以上实施实例主要为说明本发明的核心思想，没有对现有技术就行描述，比如：释荷点（如放气孔、防爆纹等）、容器结构等。

值得注意的是，本申请的附图中导电液体部分是以均匀分布的黑色小点填充的，由于黑白相邻像素的光（发射或反射）散射交叉（尤其是电脑屏幕显示时）在肉眼中叠加产生灰度错觉，但实际上图片没有灰度也不影响印刷，这种错觉也不影响阅读者识图，阅读者不相信的话请放大图片观察。