[发明专利]一种基于静电驱动的扇叶及其混合驱动方法

说明书

本发明涉及一种基于静电驱动的扇叶及其混合驱动方法，扇叶设置在转轴上，扇叶周围设置有外壳，所述外壳的内表面上间隔布置若干正电极和负电极，所述扇叶靠近所述正电极、负电极的叶尖处能导电，通过对所述正电极、所述负电极施加电压后形成静电场从而产生静电力，利用静电力驱动所述扇叶转动。静电驱动工作电压较高、工作电流较小，因此耗能少、具有更高的能量转换率，通过调整正、负电极的数量，产生更大的静电力，进一步提高静电驱动扇叶的输出功率。静电驱动可单独使用也可和电机驱动混合使用，从而改善电机的工作条件，获得比单一驱动源更高的功率密度与能量转换效率。

技术领域

本发明涉及一种扇叶，特别涉及一种基于静电驱动的扇叶及其混合驱动方法。

背景技术

扇叶在很多领域都有广泛的应用，例如散热降温领域的旋转风扇扇叶、动力推进领域的螺旋桨桨叶，都是利用扇叶的高速旋转带动流体运动，从而达到散热降温或者产生驱动力的目的。现有的扇叶一般是通过电机驱动，但是电机的机构较为复杂，难以微型化，对于微型设备而已难以满足其特定的使用需求。

在散热降温领域，微型电子设备在运行过程中往往会产生大量的热量，其主要降温手段是利用散热风扇进行风冷散热，现有技术中的散热风扇主要是利用电机带动扇叶旋转产生气流，使电子设备与气流进行热交换，进而达到降温的目的。但现有技术中用于驱动散热风扇的电机受工作原理限制很难微型化，为了满足电机的安装需求，只有缩减扇叶的尺寸，导致电机占据了过大的气流流通面积，限制了散热风扇的排风量，影响输出功率、降噪、散热效果。

在动力推进领域，随着微型飞行器对高机动和长续航性能要求的提高，微型动力装置的功率密度和能量转换效率亟待提高。现有微型飞行器动力装置利用传统微型电机驱动螺旋桨旋转，当螺旋桨负载变大时，微型电机内部会因电流大增而大量发热，导致能量转化效率大幅降低，功率密度无法提高，甚至发生过热烧毁。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于静电驱动的扇叶及其混合驱动方法，采用此种扇叶的装置具有易于微型化、噪音小、能量转换效率高、功率密度高的优势。

本发明的技术方案是：一种基于静电驱动的扇叶，扇叶设置在转轴上，扇叶周围设置有外壳，所述外壳的内表面上间隔布置若干正电极和负电极，所述扇叶靠近所述正电极、负电极的叶尖处能导电，通过对所述正电极、负电极施加电压后形成静电场从而产生静电力，利用静电力驱动所述扇叶转动。

进一步的，所述正电极、所述负电极与所述扇叶之间的径向间距小于等于扇叶径向长度的五分之一。

进一步的，其特征在于：所述正电极、负电极朝向所述扇叶的转动方向倾斜安装，实现扇叶沿特定方向旋转。

进一步的，其特征在于：所述正电极、负电极的数量相同，通过调整所述正电极、所述负电极的数量，可改变所述静电驱动风扇的输出功率。

进一步的，所述扇叶以绝缘材料为基体，在叶尖位置覆盖有导电涂层。

进一步的，所述扇叶的表面为三维气动曲面。

进一步的，所述正电极、负电极均呈凸起的尖端状。

一种微型静电风扇，包括上述的基于静电驱动的扇叶。

一种混合驱动的扇叶，包括上述的基于静电驱动的扇叶，外接装置还包括电机、电池、升压电路，通过电机和静电力共同驱动扇叶高速旋转。

一种扇叶的混合驱动方法，包括以下步骤：

(1)将基于静电驱动的扇叶安装在所述电机的输出轴上；

(2)将所述电池和所述升压电路相连，组成供电模块，所述供电模块既可以由电池直接输出低压直流电，也可以由升压电路输出高压直流电；