[發明專利]可用于移動車輛和旋轉飛輪的靜電懸浮裝置

無效

• 申請號: 201310058804.2
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN104002695A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 楊金玉
• 申請（專利權）人: 楊金玉
• 主分類號: B60L13/04
• 分類號: B60L13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種可用于移動車輛和旋轉飛輪的靜電懸浮裝置，由上、下陶瓷基集成平板電極，直流高壓電源充電器，高速帶電粒子束發生器，動力系統，控制系統構成：

其中，上、下陶瓷基集成平板電極：用真空鍍膜和制作半導體集成電路相結合的工藝，直接在平板陶瓷基板上制作出圖案形狀固定、相互獨立但又緊鄰的金屬分裂平板電極，該圖案形狀可以是窄條形、方塊形或扇面形；各分裂平板電極之間按前后次序用單向導電的二極管連結，即A板電荷只能流向B板，B板電荷只能流向C板，C板電荷只能流向D板；在留下必要的與另一塊陶瓷基集成平板電極的電氣接口之后，再在表面蒸鍍一層絕緣介質和保護膜；安裝于懸浮車底、懸浮飛輪底的上陶瓷基集成平板電極與安裝于懸浮車路基、懸浮飛輪底基的下陶瓷基集成平板電極的圖案形狀基本上相同，只在尺寸上稍作微小調整，避免上下圖案完全重合；整條路基都用上述陶瓷基集成平板電極重復拼接鋪設而成，最后作板間電氣連接和連接處絕緣保護處理；有時還需要圖2所示有凹槽的陶瓷平板做基板，利用凹陷處的面電荷密度要小于平面處的優勢作注入電荷入口，可保證縫隙處帶電的裸露金屬不發生向空氣放電，如需要還可用硅、陶瓷半導體封堵縫隙，利用半導體與金屬接觸時會產生一個阻擋層，該阻擋層有單向導電特性，作注入電荷用，反方向阻擋層起介質作用；把理論上要求的“無限大”均勻帶電平行板，分裂成無數個緊鄰的小帶電平板，再利用二極管只讓電荷單向流動及二極管壓降與直流高壓相比可以忽略，讓注入電荷后各分裂平板電極的電位基本一致，即所有分裂電極的面電荷密度都相等；就微觀而言，小分裂平板電極使電荷被均勻分隔、限制在有限空間內流動，就宏觀而言，由無數個緊鄰的小帶電平板組成的大帶電平行板具有非常接近“無限大”均勻帶電平行板的性能，使總的動態電場趨近靜電平衡時的狀態；

其中，直流高壓電源充電器：是向陶瓷基集成平板電極注入大量電荷的能源，分車載與地面安裝兩種；我們先看車輛，為人身安全車輛應該接地，如圖4車載的直流高壓電源由車輛尾部接入，正極接陶瓷基集成平板電極，負極接車輛地線，陶瓷基集成平板電極與車輛是絕緣的；路基上直流高壓電源按間隔一定距離接一個的方法，正極接陶瓷基集成平板電極，負極接地；如果上下電極都采用負電荷，則二極管和高壓電源都反接；調控直流高壓U就能調控注入電荷的多少，即調控浮力大小；

其中，高速帶電粒子束發生器：市面上已開發出大功率的電子束、離子束發生器，都有控制輸出功率的功能，使用時把帶電粒子束對準需要注入電荷的電極就行，很方便；不過高速帶電粒子束包含巨大能量會使注入電荷的電極發熱甚至損傷，要采取防護措施；

其中，動力系統：對于用作懸浮鐵路列車、地鐵、城市軌道車，可采用直線電機驅動，既能驅動列車又能控制車廂左右方位；對于用作高速公路節油性懸浮汽車，可以在高速公路部分路段的路基上，直接加鋪一條寬度比汽車輪間距稍窄的陶瓷基集成平板電極基帶，再在汽車底加裝陶瓷基集成平板電極，汽車上自帶一個小型直流高壓電源充電器，這就完成部分抵消汽車重量的靜電懸浮，汽車順著基帶，車輪在基帶兩側的原高速公路路基上走，汽車還用原動力系統開，但省油了；對于用作真空隧道貨運，由于隧道上下左右都是有支撐的實體，我們把四壁都利用起來，底層建立托底式靜電懸浮，頂部建立吸頂式靜電懸浮，左右側也建立托底式靜電懸浮，這里靜電力的作用不是向上托起車輛，而是利用側向排斥力阻止車輛靠近隧道壁，保證車輛始終處在四壁都懸空狀況下運行而不碰壁，再利用抽氣造成列車兩頭壓力差推動列車運行；對于用作懸浮旋轉飛輪，頂部采用吸頂式靜電懸浮，為防范兩平行板之間的放電成為關鍵，可采取抽真空、電極鍍銀鍍鈹、電極老練處理等提高擊穿強度措施，飛輪底部采用托底式靜電懸浮，驅動飛輪旋轉動力有電機、水輪機、汽輪機；

其中，控制系統：根據所要求的浮力確定需要向電極注入的電荷量，要求的電荷量越大，陶瓷基集成平板電極的防電荷泄漏絕緣等級越高，而注入電荷的多少是由充電器的直流高壓來確定的，調控直流高壓就能調控注入電荷的多少，即調控浮力大小。