(19)国家知识产权局
(12)发明专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202111111113.5(22)申请日 2021.09.18(65)同一申请的已公布的文献号
申请公布号 CN 113706992 A (43)申请公布日 2021.11.26
(73)专利权人 中山大学地址 510275 广东省广州市海珠区新港西
路135号(72)发明人 赖林 李金宝 柯明辉
(74)专利代理机构 广州市华学知识产权代理有
限公司 44245
专利代理师 付茵茵(51)Int.Cl.
G09B 25/00(2006.01)
(56)对比文件
CN 107449957 A ,2017.12.08CN 108626979 A ,2018.10.09EP 2416931 A1,2012.02.15CN 209028930 U ,2019.06.25CN 112208744 A ,2021.01.12CN 2874916 Y ,2007.02.28CN 103387051 A ,2013.11.13CN 109787514 A ,2019.05.21CN 113086251 A ,2021.07.09CN 110228583 A ,2019.09.13江兴流 等.电晕放电飘升机研究.《航空学报》.2005，第26卷(第6期),
审查员 谢建军
(54)发明名称
一种可在不同真空度条件下测试别费尔德布朗效应的装置(57)摘要
一种可在不同真空度条件下测试别费尔德布朗效应的装置，包括旋转支架、电源、箔片组件和导线组件；旋转支架为旋转对称结构，旋转支架的旋转中心为竖直的第一中心线，旋转支架包括固定连接的箔片支架和导线支架；箔片组件固定安装在箔片支架上，4个箔片组件围绕第一中心线旋转对称设置；导线组件固定安装在导线支架上，4个导线组件围绕第一中心线旋转对称设置；箔片组件与导线组件一一对应，每个箔片组件与对应的导线组件组成推动部件，电源导通状态下，产生别费尔德布朗效应，每个推动部件受到推力，装置受到转矩作用并绕第一中心线旋转。本发明可在别费尔德布朗效应的作用下产生旋转，实现持续测试，属于别费尔德布朗效应测 试装置领域。
权利要求书2页 说明书4页 附图6页
CN 113706992 B 2022.05.17
C N 113706992
B
1.一种可在不同真空度条件下测试别费尔德布朗效应的装置，其特征在于：包括旋转支架、电源、箔片组件和导线组件；
旋转支架为旋转对称结构，旋转支架的旋转中心为竖直的第一中心线，旋转支架包括固定连接的箔片支架和导线支架；
箔片组件的数量为4个，箔片组件包括水平设置的第一箔片、水平设置的第二箔片和竖直设置的第三箔片，第一箔片位于第二箔片的下方，第一箔片通过第三箔片与第二箔片导通；
箔片组件固定安装在箔片支架上，4个箔片组件围绕第一中心线旋转对称设置；导线组件的数量为4个，每个导线组件包括两根水平设置的水平导线和一根竖直设置的竖直导线，两根水平导线沿竖直方向上下排布，两根水平导线通过竖直导线导通；
导线组件固定安装在导线支架上，4个导线组件围绕第一中心线旋转对称设置；每个箔片组件分别连通电源的负极，每个导线组件分别连通电源的正极，箔片组件与导线组件一一对应，每个箔片组件与对应的导线组件组成推动部件，电源导通状态下，产生别费尔德布朗效应，每个推动部件受到推力，推力的作用线与旋转中心线不相交，从而装置受到转矩作用并绕第一中心线旋转；
箔片支架包括4个箔片固定单元，4个箔片固定单元围绕第一中心线旋转对称设置，每个箔片固定单元包括两根上固定杆和两根下固定杆，两根上固定杆处于同一水平面且相互平行，两根下固定杆处于同一水平面且相互平行，下固定杆位于上固定杆的下方；
4个箔片组件分别连接4个箔片固定单元，第一箔片的两端分别连接两根上固定杆，第二箔片的两端分别连接两根下固定杆，第三箔片的一端连接上固定杆，第三箔片的另一端连接相应的下固定杆；
箔片支架还包括两个十字杆，两个十字杆沿竖直方向平行排布，上固定杆和下固定杆分别安装在两个十字杆上，两个十字杆之间固定有第一支撑杆，第一支撑杆的轴线与第一中心线重合。
2.按照权利要求1所述的一种可在不同真空度条件下测试别费尔德布朗效应的装置，其特征在于：导线支架包括两个导线连接架，两个导线连接架沿竖直方向平行排布；
导线连接架包括固定框架和4根L形杆，固定框架为水平放置的正方形框架，正方形框架的中心点位于第一中心线上，L形杆包括第一杆段和第二杆段，第一杆段和第二杆段处于同一水平面且相互垂直，第一杆段的一端连接固定框架的顶点，第一杆段的另一端连接第二杆段；
4个L形杆绕固定框架的中心点环形阵列排布，水平导线的一端连接L形杆的第二段，水平导线的另一端连接与该L形杆间隔90°的L形杆的第一段，竖直导线的两端分别连接两个导线连接架中相应的第二杆段。
3.按照权利要求2所述的一种可在不同真空度条件下测试别费尔德布朗效应的装置，其特征在于：两个导线连接架之间固定连接有多根第二支撑杆，第二支撑杆的两端分别连接两个正方形框架。
4.按照权利要求1所述的一种可在不同真空度条件下测试别费尔德布朗效应的装置，其特征在于：箔片支架和导线支架均由轻木制成。
5.按照权利要求1所述的一种可在不同真空度条件下测试别费尔德布朗效应的装置，
其特征在于：还包括两个旋转针头和两个绝缘连接块，两个旋转针头分别位于旋转支架的顶端和底端，旋转针头通过绝缘连接块固定连接旋转支架，旋转针头包括锥形的针尖，针尖朝向远离旋转支架的方向；
绝缘连接块由绝缘材料制成，旋转针头的材料包括导电金属，箔片组件和导线组件分别通过电线连接顶端和底端的旋转针头。
6.按照权利要求5所述的一种可在不同真空度条件下测试别费尔德布朗效应的装置，其特征在于：绝缘连接块设有多个凸起，绝缘连接块通过凸起卡接在旋转支架上。
7.按照权利要求5所述的一种可在不同真空度条件下测试别费尔德布朗效应的装置，其特征在于：绝缘连接块的材料包括胶木。
8.按照权利要求1所述的一种可在不同真空度条件下测试别费尔德布朗效应的装置，其特征在于：上固定杆和下固定杆均固定连接有弯折成直角的金属片，箔片组件与金属片粘连。
一种可在不同真空度条件下测试别费尔德布朗效应的装置
技术领域
[0001]本发明涉及费尔德布朗效应测试装置领域，具体涉及一种可在不同真空度条件下测试别费尔德布朗效应的装置。
背景技术
[0002]别费尔德布朗效应指的是当高电压加在非对称结构电极上时，产生一种试图移动装置力的现象。自该现象被发现以来，科研人员对其进行了大量的研究，飘升机正是根据此现象被发明出。与其他可驱动物体移动的驱动装置相比，利用别费尔德布朗效应来推动物体，只需要内部通电即可产生推力，结构简单，也不需要活动部件。因此，具有较高的研究价值和应用潜力。目前科学界对其机理尚未研究透彻，而研究别费尔德布朗效应的测试装置也较为单一。
[0003]目前业内大多采用类似于“飘升机”一样上下相对放置非对称电容结构的装置进行测试，但目前业内缺乏不同真空度条件下别费尔德布朗效应的测试数据，这是因为目前的类似“飘升机”的测试装置在高真空状态下推力较微弱难以测试，且容易被击穿，另一方面，装置往一个方向直线运动也不利于测试的持续性。因此，要更好地研究别费尔德布朗效应的内在机理，需要一种合理、方便的测试装置来测试不同真空度条件下的别费尔德布朗效应。
发明内容
[0004]针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种可持续测试且不易击穿的可在不同真空度条件下测试别费尔德布朗效应的装置。
[0005]为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种可在不同真空度条件下测试别费尔德布朗效应的装置，包括旋转支架、电源、箔片组件和导线组件；旋转支架为旋转对称结构，旋转支架的旋转中心为竖直的第一中心线，旋转支架包括固定连接的箔片支架和导线支架；箔片组件的数量为4个，箔片组件包括水平设置的第一箔片、水平设置的第二箔片和竖直设置的第三箔片，第一箔片位于第二箔片的下方，第一箔片通过第三箔片与第二箔片导通；箔片组件固定安装在箔片支架上，4个箔片组件围绕第一中心线旋转对称设置；导线组件的数量为4个，每个导线组件包括两根水平设置的水平导线和一根竖直设置的竖直导线，两根水平导线沿竖直方向上下排布，两根水平导线通过竖直导线导通；导线组件固定安装在导线支架上，4个导线组件围绕第一中心线旋转对称设置；每个箔片组件分别连通电源的负极，每个导线组件分别连通电源的正极，箔片组件与导线组件一一对应，每个箔片组件与对应的导线组件组成推动部件，电源导通状态下，产生别费尔德布朗效应，每个推动部件受到推力，推力的作用线与旋转中心线不相交，从而装置受到转矩作用并绕第一中心线旋转。
[0006]采用这种结构后，利用扭矩原理将别费尔德布朗效应的微推力放大，使装置产生旋转，可持续测试，箔片支架与导线支架独立设置，可防止高真空条件下的击穿。
[0007]作为一种优选，箔片支架包括4个箔片固定单元，4个箔片固定单元围绕第一中心线旋转对称设置，每个箔片固定单元包括两根上固定杆和两根下固定杆，两根上固定杆处于同一水平面且相互平行，两根下固定杆处于同一水平面且相互平行，下固定杆位于上固定杆的下方；4个箔片组件分别连接4个箔片固定单元，第一箔片的两端分别连接两根上固定杆，第二箔片的两端分别连接两根下固定杆，第三箔片的一端连接上固定杆，第三箔片的另一端连接相应的下固定杆。
[0008]作为一种优选，箔片支架还包括两个十字杆，两个十字杆沿竖直方向平行排布，上固定杆和下固定杆分别安装在两个十字杆上，两个十字杆之间固定有第一支撑杆，第一支撑杆的轴线与第一中心线重合。
[0009]作为一种优选，导线支架包括两个导线连接架，两个导线连接架沿竖直方向平行排布；导线连接架包括固定框架和4根L形杆，固定框架为水平放置的正方形框架，正方形框架的中心点位于第一中心线上，L形杆包括第一杆段和第二杆段，第一杆段和第二杆段处于同一水平面且相互垂直，第一杆段的一端连接固定框架的顶点，第一杆段的另一端连接第二杆段；4个L形杆绕固定框架的中心点环形阵列排布，水平导线的一端连接L形杆的第二段，水平导线的另一端连接与该L形杆间隔90°的L形杆的第一段，竖直导线的两端分别连接两个导线连接架中相应的第二杆段。
[0010]作为一种优选，两个导线连接架之间固定连接有多根第二支撑杆，第二支撑杆的两端分别连接两个正方形框架。
[0011]作为一种优选，箔片支架和导线支架均由轻木制成。
[0012]作为一种优选，还包括两个旋转针头和两个绝缘连接块，两个旋转针头分别位于旋转支架的顶端和底端，旋转针头通过绝缘连接块固定连接旋转支架，旋转针头包括锥形的针尖，针尖朝向远离旋转支架的方向；绝缘连接块由绝缘材料制成，旋转针头的材料包括导电金属，箔片组件和导线组件分别通过电线连接顶端和底端的旋转针头。
[0013]作为一种优选，绝缘连接块设有多个凸起，绝缘连接块通过凸起卡接在旋转支架上。
[0014]作为一种优选，绝缘连接块的材料包括胶木。
[0015]作为一种优选，上固定杆和下固定杆均固定连接有弯折成直角的金属片，箔片组件与金属片粘连。
[0016]总的说来，本发明具有如下优点：将多个可产生别费尔德布朗效应的推动部件串并联，利用扭矩原理将微推力放大，实现装置在较小推力下的旋转，且解决了现有的飘升式的测试装置不可持续测试的问题；采用针头和平面接触的旋转结构，避免旋转时导线缠绕；导线和箔片分开安装，降低高真空条件下支架击穿的可能性。
附图说明
[0017]图1为一种可在不同真空度条件下测试别费尔德布朗效应的装置的立体图。[0018]图2为箔片支架和导线支架连接的立体图。
[0019]图3为箔片支架的立体图。
[0020]图4为箔片支架的俯视图。
[0021]图5为导线支架的立体图。
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