傳統(tǒng)的下軌道式推拉醫(yī)用鉛門存在很大的缺陷:軌道占用了室內(nèi)空間，軌道里的滑輪容易被磨損，總是需要維修。市場(chǎng)上的上軌道式推拉鉛門雖然解決了前兩個(gè)問(wèn)題，但由于滑輪和軌道承擔(dān)了所有的重量，鉛防護(hù)門會(huì)對(duì)滑輪的軸施加一個(gè)扭轉(zhuǎn)力矩導(dǎo)致滑輪容易扭曲變形;由于摩擦力大，開(kāi)門時(shí)噪音也大.此外，如果異物卡住輪軸，鉛門就只能拿去修理了。

上面已經(jīng)說(shuō)到，利用磁懸浮可以減小摩擦和壓強(qiáng)。然而，僅憑借單純的永磁體是無(wú)法完成磁懸浮的。1842年，英國(guó)數(shù)學(xué)家賽紹爾.恩紹就提出了earnshaw定理，證明了單憑鐵磁性永磁體是無(wú)法建立穩(wěn)定平衡，而抗磁性物質(zhì)產(chǎn)生的斥力又太小.所以接下來(lái)要嘗試找到一種設(shè)計(jì)，能夠幫助永磁體建立穩(wěn)定平衡。

眾所周知，如果你把試圖把一塊磁鐵懸浮在另一塊的上方，它就會(huì)翻過(guò)來(lái)并吸在下面的磁鐵上。從能的觀點(diǎn)看，這是由于磁鐵被吸過(guò)去的時(shí)候，磁力和重力都做正功，使系統(tǒng)能量降低;從力的觀點(diǎn).，這是由于下面的磁體對(duì)上面磁體的邊緣有著吸引力，產(chǎn)生一個(gè)向下轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，如果降低系統(tǒng)的重心，就可以讓重力產(chǎn)生力矩，從而使系統(tǒng)更穩(wěn)定。

圖3是滑輪導(dǎo)軌的橫截面圖。我們?cè)诜治鰰r(shí)不妨把它抽象成圖4的側(cè)視圖，兩個(gè)灰色的長(zhǎng)方體代表滑輪，T字代表輪軸，外圍的是導(dǎo)軌(見(jiàn)圖4)。這種設(shè)計(jì)使得只有滑輪與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)承受壓力，壓強(qiáng)大。

圖5是我設(shè)計(jì)的導(dǎo)軌橫截面。外圍一圈是導(dǎo)軌，兩色分別是磁體的南、北極，深色是鉛門主體.這樣的設(shè)計(jì)使得門的重心大約位于門的中部，遠(yuǎn)低于導(dǎo)軌，一旦導(dǎo)軌偏離平衡，重力力矩就會(huì)把它拉回平衡位置，從而建立了穩(wěn)定平衡。為了便于我們下面的討論，我們把和門連接的磁體起名叫“滑片”和導(dǎo)軌相連的磁體叫“承重片”，承重片與導(dǎo)軌等長(zhǎng)，滑片與導(dǎo)軌等寬.

這樣就解決了上述的三個(gè)問(wèn)題:①滑片與導(dǎo)軌不接觸，這避免了摩擦，不會(huì)產(chǎn)生噪音和磨損;②導(dǎo)軌上而要承重的面積等于滑片的總面積，而滑片的面積可以做得較大，根據(jù)壓強(qiáng)定義式P=F/S,導(dǎo)軌承受的壓強(qiáng)小于傳統(tǒng)滑輪軌道;③這個(gè)防輻射鉛門沒(méi)有下導(dǎo)軌槽，不存在下導(dǎo)軌門的各種弊端。

如果在導(dǎo)軌上安裝線圈，通上圖5中箭頭方向的電流，線圈就會(huì)受到垂直紙面向里的安培力，滑片就會(huì)受到反作用力而垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)。