一种全角度旋转的无叶风扇无线供电装置的制作方法

本发明属于无线能量传输技术领域，特别是涉及全角度旋转的无叶风扇无线供电装置。

背景技术：

由于现代科技的发展，风扇在人们日常生产、生活过程中随处可见，传统的风扇由于使用有线供电方式，为避免导线在连接旋转机构后风扇全角度摇摆送风会导致导线的拉升、扭结、缠绕、甚至断裂，导致风扇摇摆送风只能在一个范围角度内往返运动使送风面积受到限制，采用同步电机带动旋转体齿轮旋转摇摆可实现全角度的送风范围，但此时再采用有线方式给旋转体上的用电设备供电将同样导致导线的拉升、扭结、缠绕、甚至断裂；若使用接触点式给旋转部件上的用电设备供电，存在接触距离需很近、接触点长时间运行后易磨损、表面容易受外界环境影响产生供电不可靠、旋转体和底座需尽量靠近、安装精度要求被提高等问题。为解决此类问题，本装置采用无线磁耦合方式可实现发送端到接收端非接触式隔空电能传输，解决在旋转体用电设备供电问题。

采用同步电机驱动方式实现无叶风扇全角度旋转的送风方式和采用非接触式磁耦合的无线供电方式。其工作原理为：全角度旋转的送风方式是在底座内安装一个同步电机，同步电机与旋转体使用轴齿轮啮合方式旋转，只需控制电路对同步电机驱动信号进行控制就能实现出风口的顺向、逆向、快速、慢速、一圈、多圈或任意角度的旋转；非接触式磁耦合无线供电方式在当前已是比较成熟的无线能量传输技术，其收发线圈间隔距离已经能做到1mm到几十mm，当固定底座端给发送控制板通电，控制板单片机输出控制信号使驱动桥臂上的开关管按照设定规律顺序通断，使通过开关管的电压进行交替通断，再配合桥臂中间串联的谐振电容和发射线圈将高频交变电信号转化为磁场能量并在一定空间内发散；在旋转部件端，固定于旋转体底部的接收线圈处于发射线圈磁场能量分布空间范围内，磁场被耦合到接收线圈上，经桥式整流、滤波、稳压电路后输出给旋转体上的用电设备实现无线电能的传输。

技术实现要素：

本发明的目的是解决传统风扇不能全角度摇摆送风问题和采用有线供电方式导致导线的拉升、扭结、缠绕、甚至断裂，或使用接触点式给旋转体上的用电设备供电时引起的接触点磨损、固定端和旋转端接触距离很近引起的供电困难和安装精度要求较高的问题。

本发明的目的及解决其技术问题是采用如下技术方案：一种全角度旋转的无叶风扇无线供电装置，由固定底座和旋转体两大部分组成,所述的底座是由同步电机及电机齿轮和磁屏蔽片和发送线圈以及控制板组成，旋转体是由旋转轴、轴齿轮、接收线圈、磁屏蔽片、控制板、固定板、固定螺钉和送风部件组成；所述的同步电机使用卡扣方式固定在底座底部，电机齿轮与旋转轴上的轴齿轮通过齿轮啮合方式连接，磁屏蔽片和发送线圈为中空设计，穿过旋转轴后与底座卡扣式连接于凸台表面，控制板通过卡扣固定于底座底部；接收线圈和磁屏蔽片为中空设计通过卡扣固定于旋转体底部，控制板通过卡扣固定于旋转体中部凸台上，旋转轴和固定板通过固定螺钉固定后再与旋转体凸台卡扣固定，送风部件和旋转体为一个整体结构。

进一步的，所述的底座中的同步电机和控制板通过外部供电方式给电机和发送端的磁耦合部件供电，同步电机通电后带动电机齿轮旋转，同时通过齿轮啮合带动整个旋转体转动；控制板通电后由板载电路和发送线圈之间相互作用产生向外发散的磁场能量；

进一步的，所述的旋转体与旋转轴为机械连接使得旋转体与旋转轴同步旋转，实现全角度摇头；接收线圈由于与发送线圈间距4～8mm,使接收线圈处于发送线圈发出的密集磁场区域内，在控制板的电路作用下，将发送线圈发出的磁场能量转换成交流电压，再经整流稳压后给送风部件上的用电设备(如涡轮风机、控制电路板、传感器等)供电。

综上所述，本发明的一种全角度旋转的无叶风扇无线供电装置，只需无叶风扇底座控制电路对同步电机驱动信号进行控制就能实现出风口的顺向、逆向、快速、慢速、一圈、多圈或任意角度的旋转控制；通过采用非接触式磁耦合的无线供电方式，在外形上将发送线圈和接收线圈做圆环型设计实现供电电源从底座向旋转体端电力传输。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

(1)本发明提供了全角度旋转的无叶风扇无线供电装置，采用磁耦合无线供电方式，解决了使用导线供电导致的导线拉升、扭结、缠绕的问题；解决了在使用接触点式供电时引起的接触点磨损、固定端和旋转端接触距离很近和安装精度要求较高问题；同时解决了部分线路需做隔离供电而做多余的隔离转换线路的问题。

(2)本发明采用同步电机带动齿轮旋转作为风扇摇头控制，实现出风口的顺向、逆向、快速、慢速、一圈、多圈或任意角度的旋转控制。

本发明的目的、特征及优点将结合实施例，参照附图作如下进一步的说明。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，底座1由同步电机3、电机齿轮4、磁屏蔽片5、发送线圈6和控制板7组成，旋转体2是由旋转轴8、轴齿轮9、接收线圈10、磁屏蔽片11、控制板12、固定板13、固定螺钉14和送风部件15组成；所述同步电机3使用卡扣方式固定在底座1底部，电机齿轮4与旋转轴8上的轴齿轮9通过齿轮啮合方式连接，磁屏蔽片5和发送线圈6为中空设计，穿过旋转轴8后与底座1卡扣式连接于凸台表面，控制板7通过卡扣固定于底座1底部；接收线圈10和磁屏蔽片11为中空设计通过卡扣固定于旋转体2底部，控制板12通过卡扣固定于旋转体2中部凸台上，旋转轴8和固定板13通过固定螺钉14固定后再与旋转体2凸台卡扣固定，送风部件和旋转体2为一个整体结构。

当给底座1接上24v直流电压后，控制板7通电，无叶风扇进入待机状态，当控制板7收到启动信号，板载控制电路的单片机送出谐振电路开关mos管控制信号，在全桥驱动电路和发送线圈6、谐振电容的作用下将电压转换成电磁从发送线圈上端向外辐射，此时固定在旋转体2上的接收线圈10由于安装在大于4mm且小于10mm位置的发送线圈6的上表面处于磁场范围内，在接收线圈10和控制板12中的谐振电容电路和整流、滤波、稳压电路作用下，输出一个稳定的24v直流电压，再给送风部件15上的用电设备(如涡轮风机、转速转感器、角度传感器等)负载供电。

当风扇进入送风状态，若控制板7收到旋转(摇头)送风指令后，同步电机3进入默认全角度送风模式，同步电机3开始360度顺时针以1分钟/圈的速度旋转，电机齿轮4在同步电机3带动下同步旋转，电机齿轮4与固定于旋转体2内部的旋转轴8和轴齿轮9在固定板13和固定螺钉14作用下连为一体，电机齿轮4旋转同时带动轴齿轮9旋转，在齿比1:2的比例下，旋转体2以2分钟/圈的速度做顺时针圈角度旋转，当按下停止送风按键后，旋转体2会进入风口回正的校准动作，此操作由旋转体2上的角度传感器反馈的角度作为数据来源，角度传感器的加入，目的一是不管风扇启动时候风口在什么位置，停止后都能自动回正；二是风扇在扫风模式下可随意设置扫风角度，送风灵活性得到极大提升，实用性更强。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。