专利摘要

本申请涉及一种正六面体投影球面电极壳与静电悬浮式仪表。其中，所述正六面体投影球面电极壳，通过设置多和形状相同的电极片组成球形壳体，并在每一个电极片的边缘设置内倒角，使得电极边缘以预设曲率弯曲，远离球形壳体的球面，避免支承场强局部集中，进而使得电极片所有区域均能获得均匀的场强分布，在对电极片施加较大电压时，电极片不易击穿。

权利要求

1.一种正六面体投影球面电极壳，设置于悬浮球(20)的表面并均匀地包覆于所述悬浮球(20)的外周表层，其特征在于，包括：

多个电极片(110)，每一个电极片(110)的形状相同，所述多个电极片(110)组成一个球形壳体，所述电极片(110)的边缘(130)设置有内倒角。

2.根据权利要求1所述的正六面体投影球面电极壳，其特征在于，所述电极片(110)的外表面形状为以正六面体的一条棱均匀切割该正六面体的投影图形后形成的图形，该正六面体的投影图形为该正六面体的一个面在该正六面体的外接球上的投影图形。

3.根据权利要求2所述的正六面体投影球面电极壳，其特征在于，所述电极片(110)的外表面为由四条曲线包围形成的曲面，所述曲面的四个角具有圆形倒角。

4.根据权利要求3所述的正六面体投影球面电极壳，其特征在于，所述电极片(110)的数量为12。

5.根据权利要求4所述的正六面体投影球面电极壳，其特征在于，所述正六面体投影球面电极壳(10)包括两个形状相同的半球壳(100)，每个半球壳(100)由6个所述电极片(110)构成。

6.根据权利要求5所述的正六面体投影球面电极壳，其特征在于，相邻两个电极片(110)之间设置有缝隙(120)。

7.根据权利要求6所述的正六面体投影球面电极壳，其特征在于，所述缝隙(120)的宽度大于所述电极片(110)的击穿距离。

8.根据权利要求7所述的正六面体投影球面电极壳，其特征在于，所述电极片(110)包括基体(111)和贴附于所述基体(111)内表面的镀膜层(112)，所述正六面体投影球面电极壳(10)在使用状态时，所述基体(111)的外表面与空气接触，所述镀膜层(112)与所述悬浮球(20)的表面设置第一距离，以形成静电悬浮复合结构。

9.一种静电悬浮式仪表，其特征在于，包括：

悬浮球(20)；

权利要求1-8中任一项所述的正六面体投影球面电极壳(10)，设置于悬浮球(20)的表面并均匀地包覆于所述悬浮球(20)的外周表层。

10.根据权利要求9所述的静电悬浮式仪表，其特征在于，所述正六面体投影球面电极壳(10)包括非金属基体(11)和贴附于所述非金属基体表面的金属薄膜(12)，所述非金属基体(11)与空气接触，所述金属薄膜(12)包覆所述悬浮球(20)。

说明书

技术领域

本申请涉及静电悬浮领域，特别是涉及一种正六面体投影球面电极壳与静电悬浮式仪表。

背景技术

静电悬浮式仪表依靠静电力实现待悬浮的金属零件的无接触悬浮，其特点是量程小、精度高和稳定性高，在航天、航海和航空等领域的惯性导航及精密测量方面具有广阔的应用前景。

静电悬浮式仪表包括高压电极和待悬浮的金属零件。高压电极一般设置为壳体，包裹待悬浮的金属零件但不与待悬浮的金属零件直接接触，而是和带悬浮的金属零件之间存在一定的缝隙。高压电极壳体又由多个电极片组成。

然而，传统的高压电极壳体存在一个很大的问题，即电极片的形状设计无法使得电极片的支承场强在整个电极片所有区域均匀分布，因此导致电场畸变和电场局部集中，使得电极片的击穿场强下降，易于击穿。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统方案中电极片的形状设计无法使得电极片的支承场强在整个电极片所有区域均匀分布的问题，提供一种正六面体投影球面电极壳与静电悬浮式仪表。

本申请提供一种正六面体投影球面电极壳，包括：

多个电极片，每一个电极片的形状相同，所述多个电极片组成一个球形壳体，所述电极片的边缘设置有内倒角。

本申请还提供一种静电悬浮式仪表，包括：

悬浮球；

前述内容提及的正六面体投影球面电极壳，设置于悬浮球的表面并均匀地包覆于所述悬浮球的外周表层。

本申请涉及一种正六面体投影球面电极壳与静电悬浮式仪表，通过设置多和形状相同的电极片组成球形壳体，并在每一个电极片的边缘设置内倒角，使得电极边缘以预设曲率弯曲，远离球形壳体的球面，避免支承场强局部集中，进而使得电极片所有区域均能获得均匀的场强分布，在对电极片施加较大电压时，电极片不易击穿。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的正六面体投影球面电极壳的俯视图；

图2为本申请一实施例提供的正六面体投影球面电极壳的立体图；

图3为本申请一实施例提供的正六面体投影球面电极壳中电极片的侧视图；

图4为本申请一实施例提供的正六面体投影球面电极壳的俯视图；

图5为本申请一实施例提供的正六面体投影球面电极壳中电极片的第一形成原理图；

图6为本申请一实施例提供的正六面体投影球面电极壳中电极片的第二形成原理图；

图7为本申请一实施例提供的正六面体投影球面电极壳中倒圆角后的电极片；

图8为本申请一实施例提供的正六面体投影球面电极壳的正视图；

图9为本申请一实施例提供的静电悬浮式仪表的剖视图；

图10为本申请一实施例提供的静电悬浮式仪表的剖视图。

附图标记：

10正六面体投影球面电极壳

11非金属基体

12金属薄膜

100 半球壳

110 电极片

111 基体

112 镀膜层

120 缝隙

130 电极片的边缘

20悬浮球

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供一种正六面体投影球面电极壳10。

需要说明的是，本申请提供的正六面体投影球面电极壳10不限制其应用领域与应用场景。可选地，本申请提供的正六面体投影球面电极壳10应用于制备一种静电悬浮式仪表。所述静电悬浮式仪表包括悬浮球20和正六面体投影球面电极壳10。所述正六面体投影球面电极壳10，设置于悬浮球20的表面并均匀地包覆于所述悬浮球20的外周表层。

如图1和图2所示，在本申请的一实施例中，所述正六面体投影球面电极壳10包括多个电极片110。每一个电极片110的形状相同。所述多个电极片110 组成一个球形壳体。所述电极片110的边缘130设置有内倒角。

具体地，所述正六面体投影球面电极壳10为一个球形壳体。所述球形壳体由多个形状相同的电极片110构成。如图3所示，所述电极片110的边缘130 设置有内倒角，使得电极片110边缘130的内倒角部分，形成一个向球形壳体球心凹陷的凹陷部分。所述电极片110的边缘130，在整个电极片110的周长都存在。而使得电极片110的边界以预设曲率弯曲，远离球形壳体的球面。所述预设曲率依据施加于电极片110的支承场强的大小设定。这一设置可以大大减小支承场强的集中，使得支承场强均匀化。

本实施例中，通过设置多和形状相同的电极片110组成球形壳体，并在每一个电极片110的边缘130设置内倒角，使得电极片边缘130以预设曲率弯曲，远离球形壳体的球面，避免支承场强局部集中，进而使得电极片110所有区域均能获得均匀的场强分布，在对电极片110施加较大电压时，电极片110不易击穿。

在本申请的一实施例中，所述电极片110的外表面形状为，以正六面体的一条棱均匀切割该正六面体的投影图形后形成的图形。该正六面体的投影图形为，该正六面体的一个面在该正六面体的外接球上的投影图形。

具体地，如图4所示，曲面CDEF即所述电极片110的外表面形状。所述电极片110的外表面形状具体形成的过程如下：

1)首先构建一个正六面体。以该正六面体的一个面在该正六面体的外接球上做投影，形成该正六面体的投影图形。如图5所示，曲面ABCD即该正六面体的投影图形。如图5所示，球AA'BB'CC'DD'为正六面体AA'BB'CC'DD'的外接球。球AA'BB'CC'DD'和正六面体AA'BB'CC'DD'的物理中心重合，均为O点。以O点为中心，以正六面体AA'BB'CC'DD'的四条棱边AB，BC,CD和AD做四棱锥OABCD。四棱锥OABCD每一个三角面与球AA'BB'CC'DD'球面的交线围绕形成了一块图形，即曲面ABCD。可以理解，曲面ABCD即面ABCD在球 AA'BB'CC'DD'的球面上的投影。可以理解，正六面体有六个面，每一个面均可在球AA'BB'CC'DD'的球面上进行投影。进而形成6个投影图形，6个投影图形组成球面，如图6所示。

2)以正六面体的一条棱均匀切割该正六面体的投影图形后形成的图形，作为所述电极片110的外表面形状。如图4所示，以曲面ABCD为例，以正六面体的一条棱均匀切割曲面ABCD，可以得到2个面积相等的曲面，即曲面CDEF 和曲面ABEF。曲面CDEF即为所述电极片110的外表面形状。当然曲面ABEF 也为所述电极片110的外表面形状。

本实施例中，依据正六面体的一个面在该正六面体的外接球上的投影图形并对其等分切割，得到所述电极片110的外表面形状，使得所述正六面体投影球面电极壳10中的多个电极片110不但形状一致，并且有序排列，场强分布均匀。

在本申请的一实施例中，所述电极片110的外表面为由四条曲线包围形成的曲面。所述曲面的四个角具有圆形倒角。

具体地，承接上述实施例，如图4所示，以曲面CDEF为例，可以得知，曲面CDEF是由CD，CE，DF和EF四条曲线包围形成的。且曲面CDEF存在四个角，即∠C，∠D，∠E和∠F。如图7所示，四个角都存在尖点。本实施例可以对曲面中的四个角进行倒角处理，使得四个角具有圆形倒角，如图所示。通过圆形倒角处理，可以消除电极片110的尖点，进一步增强的场强的均匀性，避免场强局部集中。

本实施例中，通过对电极片110的外表面的形状的四个角设置为具有圆形倒角，可以消除电极片110的尖点，进一步增强的场强的均匀性，避免场强局部集中。

在本申请的一实施例中，所述电极片110的数量为12。

具体地，上述实施例已经叙述清楚，可以理解，对正六面体的每一个面在该正六面体的外接球上的投影图形均进行等分切割，则相当于对6个曲面均进行等分切割，形成12个曲面，即12个电极片110。

本实施例中，通过设定电极片110的数量为12，使得所述正六面体投影球面电极壳10中的多个电极片110不但形状一致，并且有序排列，场强分布均匀。

如图8所示，在本申请的一实施例中，所述正六面体投影球面电极壳10包括两个形状相同的半球壳100。每个半球壳100由6个所述电极片110构成。

具体地，承接上述实施例，本申请列出了12个电极片110的一种排布方式。这种排布方式便于工艺生产电极片110、后续电极片110的镀膜处理以及装配。如图2所示，所述正六面体投影球面电极壳10包括两个形状相同的半球壳100，可以看出，每个半球壳100由6个电极片110构成。12个电极片110构成了整个正六面体投影球面电极壳10。

本实施例中，通过设置所述正六面体投影球面电极壳10包括两个形状相同的半球壳100，且每个半球壳100由6个电极片110构成，大大提升工艺生产电极片110、后续电极片110的镀膜处理以及装配的便捷性。

在本申请的一实施例中，相邻两个电极片110之间设置有缝隙120。

具体地，承接上述实施例，相邻两个电极片110之间并不是相邻接触，而设置有一定的缝隙120。这样可以使得相邻两个电极片110彼此不连接，相邻两个电极片110不会产生击穿现象。

本实施例中，通过设置相邻两个电极片110之间设置有缝隙120，避免了两个电极在处于工作状态时直接击穿。

在本申请的一实施例中，所述缝隙120的宽度大于所述电极片110的击穿距离。

具体地，所述电极片110的击穿距离，由整个正六面体投影球面电极壳10 所处环境的场强与施加于电极片110的电压差决定。依据正六面体投影球面电极壳10具体应用场景，可以预先计算得出。所述相邻两个电极片110之间的缝隙120的宽度大于所述电极片110的击穿距离，可以使得相邻两个电极片110 不会产生击穿现象。

本实施例中，通过设置相邻两个电极片110之间缝隙120的宽度大于所述电极片110的击穿距离，可以使得相邻两个电极片110不会产生击穿现象。

在本申请的一实施例中，所述电极片110包括基体111和贴附于所述基体 111内表面的镀膜层112。所述正六面体投影球面电极壳10在使用状态时，所述基体111的外表面与空气接触。所述镀膜层112与所述悬浮球20的表面设置有第一距离，以形成静电悬浮复合结构。

具体地，所述电极片110包括基体111和镀膜层112。所述镀膜层112贴附于所述基体111的表面。所述基体111由不导电的非金属材料制成。所述基体 111的材料可以为陶瓷和玻璃种的一种。所述镀膜层112可以由金属材料电镀于所述基体111的表面。所述金属材料可以为铜、钛和铬等导电性优良的金属。在所述正六面体投影球面电极壳10在处于使用状态时，所述正六面体投影球面电极壳10包裹悬浮球20，形成静电悬浮复合结构。该静电悬浮复合结构从外向内依次为基体111-镀膜层112-悬浮球20。所述第一距离由试验人员预先设定。所述第一距离也即整个正六面体投影球面电极壳110与悬浮球20之间的间隙距离。

本实施例中，通过设置电极片110包括基体111和贴附于所述基体111的内表面的镀膜层112，使得所述正六面体投影球面电极壳10可以包覆悬浮球20，形成静电悬浮复合结构，实现静电悬浮的功能。

本申请还提供一种静电悬浮式仪表。可选地，所述静电悬浮式仪表可以为惯性传感器。具体地，所述静电悬浮式仪表可以为加速度计和陀螺仪中的一种。

如图9所示，在本申请的一实施例中，所述静电悬浮式仪表包括悬浮球20 和前述内容提及的正六面体投影球面电极壳10。所述正六面体投影球面电极壳 10，设置于悬浮球20的表面并均匀地包覆于所述悬浮球20的外周表层。

具体地，所述悬浮球20的外壳由金属材料制成。所述悬浮球20的内芯可以由金属材料制成，也可以由非金属材料制成。

如图10所示，在本申请的一实施例中，所述正六面体投影球面电极壳10 包括非金属基体111和贴附于所述非金属基体111表面的金属薄膜12。所述非金属基体111与空气接触，所述金属薄膜12包覆所述悬浮球20。

具体地，所述非金属集体111可以由陶瓷或玻璃制成。金属薄膜12可以通过蒸镀、离子溅射和化学镀中的一种或多种贴附于所述非金属基体111的表面。

具体地，正六面体投影球面电极壳10的加工工艺可以如下：

S100，在机床上加工出电极片110基体111，相邻电极片110基体111的分隔区域，电极片110基体111的边缘倒角和电极片110基体111的圆形倒角。

S200，对电极片110基体111进行抛光和清洁。

S300，用专用掩模遮盖电极片110基体111的非镀膜区域，在镀膜机里向电极片110基体111的镀膜区域镀制金属薄膜12，形成完成的电极片110。

S400，取下掩模，修整电极片110边缘，最终形成图2所示的12个电极片 110。

S500，把多个电极片110装配在一起形成完整的正六面体投影球面电极壳 10。

本申请提供的静电悬浮式仪表采用具有边缘内倒角，以及圆形倒角的电极片110组成的正六面体投影球面电极壳10，可以避免场强局部集中，在电极片 110所有区域均能获得与电极片110物理中心场强近似相等的均匀场强分布，从而得到较小的干扰和较大的抗过载能力。所述电极片110的形状具有结构对称，且无边缘电场畸变，因此具有击穿场强高的特点。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

正六面体投影球面电极壳与静电悬浮式仪表专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。