一种电吸附设备 【技术领域】
本发明涉及一种电吸附设备。背景技术
电吸附就是在某一物体中产生一定的电荷，从而将其吸附到某一特定表面的过程。电吸附设备还没有被用作消费品以吸附一些非磁性的物品如纸等，这主要基于以下事实：首先，电吸附设备不是很有效，也就是说他们不能产生足够的吸附力；另外，这些设备的复杂性使得其制备成本很高。
另一问题是，制备一个能够通过适当的力来吸附各种各样物品的吸附设备是很困难的。这就是本发明一个主要、但不唯一想要解决的问题。发明内容
本发明提供了一种电吸附设备，包括：
一种基底；以及
至少两个薄的导电电极，它们相互分开位于基底之上，从而限定出一个电吸附表面，从而在使用时，当电极通电且待吸附的物体邻近于电吸附表面时，物体就会通过适当高的吸附力而被吸附到电吸附表面。
电极可以放置在基底的一侧，以便使相邻的电极形成一个电极对。使用过程中，当电极对通电以使其反相极化时，在物体与电极对相邻的部分内就会产生电荷分布差异，这反过来就会使物体吸附到电吸附表面。
当基底是由具有较高介电常数(Epsilon)、较典型地是至少为5的物质制成时，电极也可以放置在基底的相对的侧面上。电极对的电极可以放置在基底的相对的侧面上，在使用过程中，当电极对通电以使其在相对侧面极化时，使得物体与电极对相邻的部分内产生电荷分布差异，反过来就会使得物体被吸附到电吸附表面。在基底同一面的电极与基底另一面的电极作相对侧面的极化，从而增加了电极间的最大耐受电压。
每一个电极都有一个面向离开基底的方向的外表面，该外表面构成了电吸附表面的至少一部分，而且该外表面在任一方向上的尺寸都要大于该外表面到基底的距离，该距离也就是电极的厚度。电极通常很薄，以便限制相邻电极间的电荷积累。典型的电极厚度低于5μm。
电极可以是丝网印刷电极，可以是蒸汽沉积电极。
电吸附设备可以这样构造，以使相邻电极间存留尽量少的空气。
电极可以是延长的电极，实质上平行地放置在基底的一个侧面上。
相邻的电极可以以尽量小的间隙相互分离放置，该最小间隙与电极在产生电火花之前的最大耐受电压有关。由于电吸附力与电极对之间的电压成正比，因此选取最小的间隙要使得电极对之间产生适当的电压，从而在不产生电火花的前提下提供足够的电吸附力。相邻电极间以固定的或者改变的相互间距放置，该间距大于或等于最小间隙。
电极要做成尽量减少其拐角处锐度的形状，以降低产生电火花的可能性。
电极外表面的形状的选择依赖于所要吸附的物体的材料组成。
至少一个电极对的电极外表面具有大的表面积，以用于吸附金属。典型的、用于吸附金属的电吸附设备仅包含两个反相极化的电极，其间通过单个的分割间距相互分开。
至少一个电极对的电极外表面具有小的表面积，以用于吸附非金属。
电极的外表面可以做成具有变化的外表面积的形状，以便在使用时能够吸附包括金属及非金属在内的一系列材料中的任何一种。这样，物体就可以通过适当的电吸附力进行吸附而不必考虑其材料。这种电极外表面积的变化沿电极长度上可以重复。至少两个电极的外表面积在一侧有线性边界，且在相对的一侧有一个正弦曲线型边界，这样每一个电极的宽度沿着电极长度方向上呈正弦变化。相应地，电极的形状要这样构造，以使得一个电极的正弦边界与相邻电极的正弦边相邻，且使得一个电极的直线边界与相邻电极的直线边界相邻，以使相邻电极间的最小距离保持相当恒定。
通常，电极对的电极通过具有较高电压的低电流来反相极化。电极可以通过直流电压来进行极化。所说低电流较典型的为低于5μA的直流电，所说的高电压为大于1500V的直流电。
所说基底代表性地由选自于使电吸附设备具有最小泄露的材料、比如具有至少为106Ω/m的高体电阻材料。
电吸附设备可以含有至少一个由电极形成的层和一个由基底形成的层。相应地基底可以很薄，以便定义出一电吸附设备层。
用于放置电极的基底的形状通常决定了电吸附表面的形状。相应地，放置电极的基底的形状可以相应地制成与所要吸附的物体的某一部分相同的形状，所说的某一部分就是放置在临近吸附表面的部分。这种设计是为了在使用过程中减少电吸附表面与所吸附物体之间的空气间隙。
在本发明的一个优选实施方案中，放置电极的基底的形状是平面的。但在其它情况下，基底也可以是任何形状。
放置电极的基底通常是光滑的。其光滑度可以定义为其表面变化低于0.01μm。
在电吸附设备上可以含有位于电极之上的一个绝缘盖，以使绝缘盖的一个外侧面就形成了电吸附表面。由于电吸附力与电极和所吸附物体之间的距离成反比，因此该绝缘盖要尽可能地薄，可以薄于100μm。
该绝缘盖可以是以薄膜的形式存在，所说薄膜可以是薄片制品。
绝缘盖也可是以涂覆的形式存在，所说的涂覆可以是喷涂，浸渍或其它任何适宜的方式。
绝缘盖通常是由具有高的表面相对电阻的材料制成，其阻力通常高于106Ω。
绝缘盖也可以由具有高的介电常数(Epsilon)的物质制成，所说绝缘常数通常情况下至少为6。
绝缘盖可以是光滑的，其光滑度可以、限定为其表面变化低于0.01μm。
基底也可采用上述绝缘盖的形式。这样，电极就夹在了两个绝缘盖之间，从而使得电吸附设备包含了两个电吸附表面。
本发明并不限于说明书中所述的具体实施方案，符合本发明构思的任何变化，如在本说明书所特别列出的一样包含在本发明的范围之内。附图说明
下面结合所附的非限定性图表对本发明进行描述。所附图表包括：
图1为本发明的电吸附设备的一个三维示意图；
图2为图1的电吸附设备的一个侧视示意图；
图3为本发明的一个基底为绝缘盖形式的电吸附设备的三维示意图；
图4为图3所示电吸附设备的一个侧视示意图；
图5为本发明一个具体实施方案中，电吸附设备的电极板的示意图。
其中电极的外表面的形状设置成具有变化的表面积，这样在使用过程中，被吸附物体就可以由包括金属和非金属在内的各种材料制备。
对照附图，特别是图1、图2，标号10通常指本发明的电吸附设备。电吸附设备10包含一个基底12以及由薄的导电电极18构成的第一电极板14和第二电极板16，第一及第二电极板相互分开地位于基底12的一侧。电吸附设备10同时包含一个位于第一条板14和第二条板16之上的绝缘盖20，这样绝缘盖20的外侧面限定出一个电吸附表面。这样在使用时，当电极18通电并且待吸附物体放置在临近绝缘盖20处时，被吸附物体就通过适当高的吸附力而吸附到绝缘盖20上。
因此，电吸附设备10包含了一个由电极18构成的层和一个由基底12所构成的层，其中基底12很薄，以形成电吸附设备10的一个层。
第一电极板14和第二电极板16之间通过间隙22相分离，间隙22要尽可能地小，以防止电极板14和16之间的电荷积累。
基底12优选由使电吸附设备的泄露最小的物质制成，比如具有至少为1016Ω/m的高体电阻的物质。
基底12的形状决定了电吸附表面的形状。相应地，基底12的形状设置成与被吸附物体的一部分的形状相同，所说的一部分就是指与放置在临近电吸附表面的部分。这样的设置是为了在使用过程中减少电吸附表面和被吸附物体之间的空气间隔。
在本发明的一个实施方案中，基底12的形状是平面的。但是应当理解，在本发明的其它实施方案中，基底12可以是其它任何形状的。
基底12优选是光滑的，表面变化低于0.01μm。
由于在众多因素中，电吸附力与电极18和被吸附物体间的距离成反比，因此绝缘盖20要尽可能地薄，最好薄于100μm。
绝缘盖20由具有较高表面相对电阻的材料制成，最好其表面相对电阻大于1016Ω，而且要具有高的介电常数(Epsilon)，最好是至少为6。绝缘盖20优选由聚合物如尼龙6或PVC为基础的材料制成。
在本发明的一些实施方案中，绝缘盖20可以是薄膜的形式，所说薄膜可以是薄片制品。也可是瓷釉涂覆的形式，所说涂覆可以是喷涂、浸渍或其它任何适宜的方式。
绝缘盖是光滑的，其表面变化低于0.01μm。
对照图3和图4，标号10.1通常是指本发明另一个具体实施方案中的电吸附设备。该电吸附设备10.1基本上类似于电吸附设备10。相应地，在没有特别指出的情况下，采用类似的标号来标示相同或相似的特征。在本实施方案中，基底以上述的绝缘盖20.1的形式存在。相应地，电极板14和16夹在两个绝缘盖20和20.1之间，这样电吸附设备10.1包含了两个电吸附表面。
图5给出了本发明一个优选实施方案中，包含了延长电极18的相互平行的电极板14和16。相邻的电极18形成了电极对，在使用过程中，当电极对通电时就会相对地极化，从而在物体与电极对相邻的部分产生电荷分布差异，反过来就会使物体被吸附到电吸附表面。
每一个电极具有一个面向离开基底12的方向的外表面24，该外表面24任一方向的尺寸均大于该外表面24至基底12的距离，所说的距离也就是电极18的厚度。每一电极18通常特别薄，以限制相邻电极18间的电荷积累，每一个电极18的厚度通常低于5μm。
电极18优选为丝网印刷电极或蒸汽沉积电极。
电极板14/16被构造成这样的形状，以使相邻的电极18之间存留尽可能少的空气。
相邻的电极18之间通过固定的最小间距26相互分开，该间距与电极18之间产生电火花前的最大耐受电压有关。由于电吸附力与相邻电极间的电压成正比，该最小的间距26的选择要使得电极对之间产生适当电压，以便产生适当的电吸附力而没有电火花发生。
电极要做成尽量减少其拐角处锐度的形状，以降低产生电火花的可能性。
电极18的外表面24的形状选择要决于所要吸附的物体的材料组成。
为了吸附金属，电极18应当具有大表面积的外表面24。典型的用于吸附金属的电吸附设备10，10.1仅包含两个反相极化的电极18，其间通过单个位于其间的分隔间隔22相互分离。
为了吸附非金属，电极18应当具有小表面积的外表面24。
在本发明的一个实施方案中，电极18的外表面24做成具有变化的外表面积的形状，以便在使用时能够吸附包括金属及非金属在内不同材料中的任何一种。这样，物体就可以通过适当的电吸附力进行吸附而不必考虑其材料。相应地，在每一个电极18的外表面24一侧具有一个线性边界和在相对的另一侧具有一个正弦曲线型边界，这样每一个电极的宽度沿着电极长度方向上呈正弦变化，其中，每一个电极18表面积的变化沿其长度方向上重复。相应地，电极18的放置方式要使得一个电极18.1的正弦边界与相邻电极18.2的正弦边界相邻，使电极18.1的线性边界与相邻电极18.3的线性边界相邻，以使得相邻电极18间的最小距离26基本恒定。
应当认识到，在基底12之上的第一电极板14中的一个末端电极18的线性边界与第二电极板14中的一个末端电极18的线性边界相平行，从而形成间隙22。
在本发明的其它实施方案中，较好的是电极18的形状和构造要使得电吸附表面的某些部分仅吸附金属，另外一些部分仅吸附非金属，其它部分同时吸附金属和非金属，或者是其中任意两部分的组合。
代表性地，一个电极对的电极18通过具有高电压、低电流的直流电来反相极化。低电流较典型的为低于5μA的直流电，所说的高电压为大于1500V的直流电。
还应当认识到，在本发明另一个实施方案中，当基底12由具有较高界电常数(Epsilon)、优选至少为5的物质制成时，电极18可以放置在基底12的相对侧面。一个电极对的电极18可以放置在基底12的相对侧面，在使用过程中，当电极通电以使其反相极化时，在物体与电极对相邻的部分会产生一个电荷分布差异，该电势差反过来会将物体吸附到电吸附表面。在基底12同一侧的电极18可以与基底12的相对一侧的电极18相对地极化，从而增加了电极18间的最大耐受电压，降低电吸附表面上的杂质效应。应当认识到，在本发明该实施方案中，除了电极对的一个电极18放置在基底12的相对侧面以外，电极对的所有其它特征均与参照附图所示的相同。相应的，电极对的电极18的横向关系是改变的，但不是参照电吸附表面所示的平面关系。
可以认定，本发明的一个优点是可以设计、生产、销售成本低、可实用的电吸附设备。进一步可以认定，本发明的另一个优点是，很多种物体可以通过适当的力吸附到电吸附设备上，并保留在其电吸附表面上。