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龍圖騰網(wǎng)獲悉北京理工大學(xué)申請(qǐng)的專利一種基于駐極體的登月服除塵系統(tǒng)及其除塵方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN116851360B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-05發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202311115107.6，技術(shù)領(lǐng)域涉及：B08B6/00；該發(fā)明授權(quán)一種基于駐極體的登月服除塵系統(tǒng)及其除塵方法是由馮躍;周子隆;王瑞國(guó);沈行風(fēng);楊朝旭設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2023-08-31向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種基于駐極體的登月服除塵系統(tǒng)及其除塵方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種基于駐極體的登月服除塵系統(tǒng)及其除塵方法。本發(fā)明在登月服內(nèi)層設(shè)置駐極體摩擦高壓發(fā)生模塊，利用宇航員運(yùn)動(dòng)摩擦極化駐極體，產(chǎn)生相應(yīng)的低能量高幅值電壓脈沖激勵(lì)登月服最外層嵌入式柔性電極模塊營(yíng)造強(qiáng)交變駐波電場(chǎng)驅(qū)離帶電月塵；對(duì)于小顆粒帶電月塵，通過剝離極化效應(yīng)在雙極性駐極體體膜產(chǎn)生剝離極化電荷，利用雙極性駐極體與電極陣列間營(yíng)造的無電源均勻電場(chǎng)清除殘留帶電月塵；本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗、高靜電安全和覆蓋面積廣地清除帶電月塵，還能夠防止帶電月塵二次黏附，具有穩(wěn)定性好和適用性高等特點(diǎn)，適用于登月服表面黏附帶電月塵的清除與防護(hù)。

本發(fā)明授權(quán)一種基于駐極體的登月服除塵系統(tǒng)及其除塵方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于駐極體的登月服除塵系統(tǒng)，登月服從內(nèi)至外依次包括內(nèi)衣舒適層、保暖層、液冷層、氣密限制層、真空隔熱層和外防護(hù)層；登月服相應(yīng)于宇航員的頭部位置安裝有面罩，為宇航員提供視野，面罩選用高透光率材料；登月服中的電氣設(shè)備連接共同的登月服的地端，其特征在于，所述登月服除塵系統(tǒng)包括：嵌入式駐極體除塵裝置和分立式駐極體除塵裝置；其中， 嵌入式駐極體除塵裝置包括駐極體摩擦高壓發(fā)生模塊、信號(hào)檢測(cè)與控制模塊和嵌入式柔性電極模塊；其中，多個(gè)駐極體摩擦高壓發(fā)生模塊安裝于登月服的氣密限制層外表面或真空隔熱層內(nèi)表面；信號(hào)檢測(cè)與控制模塊安裝于真空隔熱層；多個(gè)嵌入式柔性電極模塊安裝于登月服的外防護(hù)層外表面織物和面罩外表面；駐極體摩擦高壓發(fā)生模塊連接至信號(hào)檢測(cè)與控制模塊，并且駐極體摩擦高壓發(fā)生模塊通過信號(hào)檢測(cè)與控制模塊連接至嵌入式柔性電極模塊； 駐極體摩擦高壓發(fā)生模塊包括摩擦正極性駐極體、摩擦負(fù)極性駐極體、接地背電極和高壓背電極；接地背電極的表面設(shè)置有摩擦負(fù)極性駐極體；在高壓背電極的表面設(shè)置有摩擦正極性駐極體；摩擦正極性駐極體與摩擦負(fù)極性駐極體的功函數(shù)不同；接地背電極連接至登月服的地端；高壓背電極與接地背電極互相平行并貼敷于氣密限制層外表面或真空隔熱層內(nèi)表面，摩擦正極性駐極體的表面正對(duì)摩擦負(fù)極性駐極體的表面，且二者初始狀態(tài)之間有氣隙； 嵌入式柔性電極模塊包括第一組和第二組柔性梳狀電極，第一組和第二組柔性梳狀電極分別包括梳脊電極和梳齒電極陣列；其中，梳齒電極陣列包括多個(gè)互相平行且等長(zhǎng)的長(zhǎng)條形梳齒電極，多個(gè)互相平行且等長(zhǎng)的長(zhǎng)條形梳齒電極沿平行于梳脊電極的一維方向排布，形成梳齒電極陣列；梳脊電極的長(zhǎng)邊與梳齒電極的長(zhǎng)邊垂直，梳齒電極陣列的一側(cè)連接至梳脊電極；第一組和第二組柔性梳狀電極的梳齒電極陣列相互平行且交叉排列形成沿一維方向排布的電極陣列，電極陣列的一維方向排布垂直于長(zhǎng)條形的梳齒電極的長(zhǎng)邊； 信號(hào)檢測(cè)與控制模塊包括第一轉(zhuǎn)換開關(guān)、第二轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制器和脈沖電壓比較器；第一轉(zhuǎn)換開關(guān)的第一端連接至控制器，并連接至第一組柔性梳狀電極，第二端連接至脈沖電壓比較器的輸入端，并連接至駐極體摩擦高壓發(fā)生模塊的高壓背電極，第三端連接至登月服的地端；第二轉(zhuǎn)換開關(guān)的第一端連接至控制器，并連接至第二組柔性梳狀電極，第二端連接至脈沖電壓比較器的輸入端，并連接至駐極體摩擦高壓發(fā)生模塊的高壓背電極，第三端連接至登月服的地端； 分立式駐極體除塵裝置包括雙極性駐極體模塊和操作適配模塊；雙極性駐極體模塊安裝在操作適配模塊上；雙極性駐極體模塊包括頂層保護(hù)膜、多層剝離基底膜、多層雙極性駐極體膜和基底膜材料；基底膜材料安裝在操作適配模塊的表面；在基底膜材料上依次設(shè)置多層剝離基底膜與多層雙極性駐極體膜相間的結(jié)構(gòu)，每相鄰的兩層雙極性駐極體膜之間設(shè)置一層剝離基底膜，在最頂層的雙極性駐極體膜上設(shè)置頂層保護(hù)膜；雙極性駐極體膜包括多個(gè)周期性交替沿一維方向排列的長(zhǎng)條形的剝離正極性駐極體單元和剝離負(fù)極性駐極體單元； 登月服除塵系統(tǒng)包括自動(dòng)除塵模式和手動(dòng)除塵模式； 在自動(dòng)除塵模式下，在宇航員運(yùn)動(dòng)外力作用下，摩擦正極性駐極體和摩擦負(fù)極性駐極體發(fā)生變形，從而互相接觸并產(chǎn)生摩擦，在接觸面發(fā)生電子或離子的轉(zhuǎn)移，使得摩擦正極性駐極體和摩擦負(fù)極性駐極體相對(duì)的表面帶上等量的異種電荷；相互接觸摩擦的摩擦正極性駐極體和摩擦負(fù)極性駐極體的表面電荷極性由功函數(shù)決定；摩擦正極性駐極體和摩擦負(fù)極性駐極體表面的異種電荷，使得在高壓背電極與接地背電極之間形成感應(yīng)電勢(shì)差，形成高壓脈沖；脈沖電壓比較器將高壓背電極的高壓脈沖的峰值與閾值比較，當(dāng)脈沖電壓比較器檢測(cè)到高壓脈沖的峰值超過閾值時(shí)，判定為有效高壓脈沖，脈沖電壓比較器向控制器發(fā)送高電平脈沖；控制器控制第一轉(zhuǎn)換開關(guān)的第一端接通第二端，并且控制器控制第二轉(zhuǎn)換開關(guān)的第一端接通第三端，將高壓脈沖通過第一轉(zhuǎn)換開關(guān)傳輸至嵌入式柔性電極模塊的第一組柔性梳狀電極，第二組柔性梳狀電極連接地端，從而在兩組柔性梳狀電極間形成沿電極陣列的一維排布方向上確定方向的電場(chǎng)；當(dāng)再次檢測(cè)到高壓脈沖的峰值超過閾值時(shí)，判定為有效高壓脈沖，脈沖電壓比較器向控制器發(fā)送高電平脈沖；控制器控制第一轉(zhuǎn)換開關(guān)的第一端接通第三端，并且控制器控制第二轉(zhuǎn)換開關(guān)的第一端接通第二端，將高壓脈沖通過第二轉(zhuǎn)換開關(guān)傳輸至嵌入式柔性電極模塊的第二組柔性梳狀電極，第一組柔性梳狀電極連接地端，從而在兩組柔性梳狀電極間形成與前一次方向相反的電場(chǎng)；通過第一和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)相應(yīng)不斷切換檔位，平行的第一組和第二組柔性梳狀電極分別交替被施加高壓脈沖，在沿電極陣列的一維排布方向上形成交替變化的非均勻脈沖駐波電場(chǎng)，非均勻脈沖駐波電場(chǎng)沿垂直登月服表面方向呈指數(shù)衰減；帶電月塵在非均勻脈沖駐波電場(chǎng)中受到庫侖力和介電泳力的驅(qū)離作用下脫離吸附的登月服表面，實(shí)現(xiàn)無高壓電源自動(dòng)清除粒徑大于5μm的帶電月塵；在自動(dòng)除塵模式下，登月服除塵系統(tǒng)無需高壓電源，極大地降低了系統(tǒng)所需能耗，不僅能夠自動(dòng)清除帶電月塵，還能夠防止帶電月塵吸附在登月服表面； 在手動(dòng)除塵模式下，控制器控制第一轉(zhuǎn)換開關(guān)和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)的第一端均接通各自的第三端，使得嵌入式柔性電極模塊的第一組和第二組柔性梳狀電極均連接地端；宇航員手持操作適配模塊，將分立式駐極體除塵裝置的頂層保護(hù)膜或位于最外層的剝離基底膜剝離，從而使得頂層保護(hù)膜或剝離基底膜與下層相應(yīng)的雙極性駐極體膜發(fā)生剝離極化，在剝離表面發(fā)生電子或離子的轉(zhuǎn)移，使得雙極性駐極體膜剝離面帶上剝離極化電荷，并且在剝離正極性駐極體單元和剝離負(fù)極性駐極體單元表面的剝離極化電荷極性相反；將帶有剝離極化電荷的表面正對(duì)登月服，雙極性駐極體膜的剝離正極性駐極體單元和剝離負(fù)極性駐極體單元與嵌入式柔性電極模塊的梳齒電極互相平行，沿電極陣列的一維排布方向移動(dòng)分立式駐極體除塵裝置，并保證雙極性駐極體膜的表面與電極陣列所在的平面平行；雙極性駐極體膜與柔性梳狀電極之間構(gòu)成平行極板結(jié)構(gòu)，每個(gè)梳齒電極與正對(duì)的剝離正極性駐極體單元或剝離負(fù)極性駐極體單元之間形成均勻電場(chǎng)；雙極性駐極體膜在沿電極陣列的一維排布方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)伴隨雙極性駐極體膜運(yùn)動(dòng)，柔性梳狀電極交替與剝離正極性駐極體單元和剝離負(fù)極性駐極體單元正對(duì)，在雙極性駐極體膜與柔性梳狀電極間的間隙形成交替變化的行波電場(chǎng)；帶電月塵在交變電場(chǎng)中受到庫侖力和介電泳力的驅(qū)離作用下脫離登月服表面，粘附至雙極性駐極體膜的表面，實(shí)現(xiàn)無高壓電源手動(dòng)清除粒徑5μm以下的帶電月塵。

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