本公开涉及用于电力的非接触式传输的设备。具体地，本公开涉及用在诸如船舶推进系统等应用中的用于非接触式电力和/或数据传输的系统。
背景技术
机械系统可以包括可相对于机械系统的相邻(固定或可旋转)部分旋转的至少一部分。具体地，作为船舶推进系统的一部分，电信号可能需要从静态结构传输到旋转结构。由于两个部分的移动，电信号在两个这样的部分之间传输可以产生若干挑战。
电力传输的一个这样的应用是在方位推进器设计中作为船只推进系统的一部分，方位推进器用于在水中推动船舶。方位推进器使船只推进器的位置穿过齿轮箱而在z方向上从船只的水平驱动轴延伸到船只的船体的底部。通过这种方式，螺旋桨能够围绕延长的轴的垂直轴线旋转360°，并且能够提供转向、推进和动态定位以获得优越的操纵性。
在一个具体示例中，在推进器组件内操作的将电力从水平轴转移到垂直位置并再次转移到水平位置的齿轮传动系统含有轴承，轴承在推进器的操作期间可能会出故障并且因此需要在它们的整个寿命中进行监测以得到磨损的及早指示，例如，通过在紧邻齿轮传动系统周围的局部环境中监测温度和/或振动来实现。获取的数据随后可以通过滑环系统从旋转框架传输到船只的船体，在船体中，它可以用来确定齿轮传动系统的状况。
先前的方法已经寻求通过多种不同的方法将来自船舶的电力传输到这样的结构。此类方法包括使用机械组合的数据和电力滑环。此类滑环将来自振动传感器的原始模拟数据传输到船舶的船体内。电力在推进器内传输通过剩余的两个通道。由于通常提供不同尺寸的推进器，因此滑环通常需要适合于推进器的尺寸，这可以导致现有系统的成本和复杂性增加，或者要求设计和制造定制系统。此外，滑环的使用提供非理想的电力传输方式，因为滑环通常会磨损轴和/或环本身中的一个或多个，从而导致定期维修要求并且因增加的设计、制造或维修要求中的任何一个或多个而增加成本。
因此，在方位推进器的固定部分与方位推进器的可旋转部分之间传输电信号可出现若干挑战。例如，在固定部分与可旋转部分之间经由有线连接来传输电信号可能具有挑战性，因为固定部分与可旋转部分之间的相对移动可以导致有线连接磨损。
因此，仍需要改进电信号在方位推进器的固定部分与方位推进器的可旋转部分之间的传输。
技术实现要素：
根据各种示例，提供了一种用于非接触式电力传输的系统，该系统包括：第一主体，其包括第一电感器以提供磁场；第二主体，其包括第二电感器以从磁场生成电流，主体被配置成可相对地旋转，第一电感器和第二电感器被配置成在所有相对旋转的位置处从磁场中生成电流。
因此，通过这种方式，该系统可以提供电力在相应的第一主体和第二主体内包括的第一电感器与第二电感器之间的非接触式传输。因此，该系统可以允许主体相对于彼此布置，使得可以在第一主体相对于第二主体旋转期间始终维持电力传输。因此，该系统可以提供电力在第一主体与第二主体之间更加稳健且有效地传输。
此外，主体布置可以因减小的模块覆盖区而允许改进空间的使用，使得可以使用更宽的主体和因此更大的第一电感器和第二电感器，从而导致传输的电力量增加。此外，更稳健的第一电感器和第二电感器可以导致增加的可靠性并且维修间隔更长。此外，主体布置可以使得更容易维护。
因此，该系统可以用来为传感器、处理器或者无线信息传输系统中的任何一个或多个供电。由于始终维持电力传输，该系统因而可以取消使用电池或在封闭的电池系统内临时储存电力。
从诸如方位推进器的封闭机电系统电池内移除电池或临时电力储存构件可以提供若干优点。因此，可以降低系统复杂性和制造成本，并且从系统内移除可消耗物件。因此，归因于有限的充电/放电容量和降低的维修成本，可以存在延长维护间隔的潜在可能。此外，由于考虑例如电池内包括的材料的损坏或泄漏，从方位推进器的苛刻操作状态下移除临时电力储存构件可以被认为是有益的。因此，对于此类应用而言，使用电池并不实际。
因此，系统的电感和/或谐振性质可以允许主体之间的间隔增加，并且电力传输的效率更高且可靠性得以改进。因为缺少非谐振系统中所要求的磁芯，该系统还可以允许更加有效且重量减轻的设计。具体地，谐振系统可以确保第一电感器和第二电感器中的每个被电容性地加载，以形成经调谐的lc电路。如果初级线圈和次级线圈在常规频率下谐振，那么电力可以在线圈直径的几倍的范围内在振荡器之间传输。
任选地，第一主体可以布置在上部壳体内。
因此，通过这种方式，第一主体可以另外免受环境攻击，而同时能够增加可维护性、降低成本并且降低制造复杂性。此外，第一主体布置在上部壳体内可以导致电力传输增加，因为可能增加用于传输电力的表面区域。
任选地，第二主体可以布置在下部壳体内。
因此，通过这种方式，第二主体可以另外免受环境攻击，而同时能够增加可维护性、降低成本并且降低制造复杂性。此外，第二主体布置在下部壳体内可以导致电力传输增加，因为可能增加用于接收电力的表面区域。
任选地，第一电感器和第二电感器可以被配置成在所有相对旋转位置处重叠约25％到100％之间。
因此，通过这种方式，该系统可以相应地提供改进的可靠性并且确保连续的电力传输，第一电感器和第二电感器重叠相应地允许增加第一主体与第二主体之间的间隔。
任选地，第一电感器和第二电感器可以被配置成在所有相对旋转位置处重叠约75％到100％之间。
因此，通过这种方式，该系统可以提供改进的可靠性并且确保连续的电力传输，提供进一步重叠允许增加第一主体与第二主体之间的间隔。
任选地，第一主体可以包括两个或更多第一电感器。
因此，通过这种方式，第一主体的两个或更多部分可以包括第一电感器，以确保在整个第一主体上的改进电力密度。
任选地，第二主体可以包括两个或更多第二电感器。
因此，通过这种方式，第二主体的两个或更多部分可以包括第二电感器，以确保在整个第一主体上的改进的电力接收。
因此，如果第一电感器和第二电感器中的一个或多个出故障，但假如至少一个振荡器对仍然可操作，那么仍可以在所有相对旋转位置处提供电力传输。因此，由于谐振器对的数量增加导致改进的电联接，因此在该系统内因为电力的可用性增加而可以支持另外的电部件。
任选地，第一电感器或每个第一电感器可以包括电感或谐振发射器线圈。
因此，通过这种方式，第一电感器可以包括谐振发射器线圈，谐振发射器线圈提供改进的可靠性和谐振能力。因此，电力可以更容易传输到第二电感器。
任选地，第二电感器或每个第二电感器可以包括电感或谐振接收器线圈。
因此，通过这种方式，第二电感器可以包括谐振接收器线圈，谐振接收器线圈提供改进的可靠性和谐振能力。因此，可以更容易从第一电感器接收电力。
任选地，第一线圈或每个第一线圈和第二线圈或每个第二线圈可以被配置成环形线圈。
因此，通过这种方式，在第一主体内的一个或多个预定径向位置，第一主体可以在所有相对旋转位置处包括基本上相等的相应电力密度和电力接收能力。
任选地，第一电感器或第一电感器中的每个第一电感器可以被调谐以在预定频带内谐振，以及第二电感器或第二电感器中的每个第二电感器可以被调谐以在预定频带内谐振，第二电感器或第二电感器中的每个第二电感器的频带与第一电感器或第一电感器中的每个第一电感器的频带至少部分地重叠。
因此，通过这种方式，第一电感器或每个第一电感器的谐振将使第二电感器或每个第二电感器容易地谐振。
任选地，每个主体可以包括导电材料。
因此，通过这种方式，加以必要的变通，主体可以与相应的第一电感器和/或第二电感器或每个第二电感器导电。
任选地，每个主体可以包括对向(facing)表面，该对向表面包括平坦表面或纹理表面中的一个或多个。
因此，通过这种方式，主体可以在预定位置或对向区段中成形。因此，主体之间的间隔可以在某些区段中减小，而同时在其他区段处增加。因此，增加或减小的间隔可以有助于在所有相对旋转位置处均衡和/或维持生成电流。另外地或替代地，加以必要的变通，增加或减小的间隔可以有助于在第一主体和第二主体内的所有相对旋转位置处使相应的电力密度和电力接收能力均衡。
任选地，第一主体和第二主体中的一个可以相对于第一主体和第二主体中的另一个同心地布置。
因此，通过这种方式，该系统可以允许重叠，且因此允许在第一主体相对于第二主体旋转期间始终维持电力传输。通过相对于第二主体同心地布置第一主体，第一电感器和第二电感器可以被配置成在所有相对旋转位置处从磁场生成电流。
任选地，每个主体可以包括环。
因此，通过这种方式，第一主体和第二主体两者的环形状可以允许在所有相对旋转位置处实现主体的基本上恒定的重叠程度。因此，第一主体与第二主体之间的电力传输程度可以是连续的并且至少基本上恒定。
任选地，每个主体可以具有相等的直径。
因此，通过这种方式，该系统可以通过具有相等尺寸的第一主体和第二主体而提供改进的电力传输效率。因此，该系统可以提供有效的电力传输，而同时确保系统保持紧凑。
任选地，主体可以间隔开约1mm至100mm。
因此，通过这种方式，该系统可以宽松地联接、紧紧地联接或者临界联接，在这种情况下电力传输最佳。因此，电感器可以间隔开，使得从第一电感器传输的通量的至少大部分由第二电感器接收。
优选地，系统并不过耦合，其中次级线圈非常紧密使得一次场衰退(collapsed)。
任选地，主体可以间隔开约10mm至20mm。
因此，通过这种方式，该系统满足‘临界联接’状态，其中通带中的传输最佳。因此，主体可以被布置成提供从第一电感器到第二电感器的电力传输的改进效率。
任选地，该系统可以被配置成用在方位推进器中。
因此，通过这种方式，该系统可以用来为封闭电池型方位推进器中通常使用的一个或多个部件供电。替代地，该系统可以用在任何此类其他要求非接触式电力传输的系统中。
因此，通过这种方式，该系统的直径可以优选地小于方位推进器壳体的外径并且大于方位推进器的轴的直径。相应主体的直径因而可以受制于轴与推进器壁之间可用的空间。因此，通过这种方式，主体可以安装在推进器的上部锥形区段中。第一主体可以固定到推进器封闭盖的内部，而第二主体可以固定到推进器的内部部分。因此，通过这种方式，变压器可以不安装到轴，而是仅安装到推进器壁。因此，无论推进器的转向角如何，该系统都实现连续的功率传输。
另外地或替代地，第二“旋转”主体可以由小型谐振接收器取代。这个谐振器可以与静态环仅重叠该环的约10％。因此，这种类型的第二“旋转”主体可以用在系统中，其中用于相等直径和形状的第一主体和第二主体的空间减小。在此类情况下，系统的性能可以根据第二主体的减小尺寸而降低。
本公开的示例可以用在燃气涡轮机设计中。因此，该系统可以用来将电力传输到齿轮传动装置的旋转区段，或者用于从齿轮箱的旋转部分到静态区段的数据传输。因此，该系统可以用于由例如振动和/或温度传感器获取的设备健康监测(ehm)数据。
任选地，该系统可以另外被配置成用于数据传输。
因此，通过这种方式，该系统可以用于电力和数据中的一个或多个的非接触式传输。将理解，使用单个或多个谐振振荡器，可以同时进行电力和数据的传输。替代地，使用单个或多个谐振振荡器，可以连续进行电力和数据的传输。因此，通过这种方式，某些谐振振荡器可以用于电力传输，并且某些谐振振荡器用于数据传输。替代地，电力和数据可以在相同的谐振振荡器内传输。因此，通过这种方式，如果用在方位推进器内，那么将理解，传输环可以在推进器内部，而接收环可以固定到推进器的静态盖。
技术人员将理解，除了相互排斥的情况，相对于上述方面中的任一个描述的特征可以加以必要的变通而应用于任何其他方面。此外，除了相互排斥的情况，本文中描述的任何特征可以应用于任何方面和/或与本文中描述的任何其他特征组合。
附图说明
现在将参考附图仅通过示例来描述实施方式，在附图中：
图1示出根据各种示例的方位推进器的截面侧视图；
图2示出根据各种示例的用于控制数据的传输的设备的示意图；
图3a示出根据各种示例的方位推进器的上部壳体的平面图；
图3b示出根据各种示例的方位推进器的下部壳体的平面图；
图4示出根据各种示例的另一方位推进器的截面侧视图；
图4a示出图4所示的方位推进器的上部壳体的平面图；
图4b示出图4所示的方位推进器的下部壳体的平面图；
图5a示出图4a和图4b所示的方位推进器的替代第一主体布置的平面图；
图5b示出图4a和图4b所示的方位推进器的另一替代第二主体布置的平面图；
图5c示出根据各种示例的用于传输电能的设备的分解平面图；
图5d示出根据各种示例的用于传输电能的另一设备的平面图；
图6示出根据各种示例的船舶的示意图；
图7示出根据各种示例的用于控制数据的传输的方法的流程图；
图8示出根据各种示例的用于控制数据的传输的另一方法的流程图；
图9示出根据各种示例的用于控制数据的传输的又一方法的流程图。
具体实施方式
在以下描述中，术语‘装配’、‘连接’和‘联接’是指在操作上装配、连接和联接。应理解，所提及的特征之间可以存在任何数量的介入部件，包括没有介入部件。
参考图1，图1示出根据各种示例的方位推进器10的截面侧视图。方位推进器10包括上部壳体12、下部壳体14、输入轴16、垂直轴18、螺旋桨轴20、螺旋桨22以及设备24。图1还示出柱面坐标系26，该柱面坐标系包括彼此正交的纵轴28、极轴30和方位32。图1中还示出分别布置在上部壳体12和下部壳体14上的第一主体76和第二主体78。
方位推进器的上部壳体12可以联接到船舶的船体，并且可以相对于船体固定。上部壳体12容纳输入轴16和垂直轴18的一部分。上部壳体12包括第一表面34，所述第一表面限定环形部分并且垂直于纵轴28且平行于极轴30定向。
下部壳体14容纳垂直轴18的一部分和螺旋桨轴20的一部分。方位推进器10的下部壳体14可相对于上部壳体12围绕纵轴28旋转，如由箭头36所指示(即，沿着方位32)。下部壳体14包括第二表面38，所述第二表面限定环形部分并且垂直于纵轴28且平行于极轴30定向。
上部壳体12和下部壳体14放置成使得第一表面34和第二表面38彼此相邻并且在它们之间限定间隙39。下部壳体14的第二表面38可相对于上部壳体12的第一表面34旋转，并且可以相对于第一表面34旋转三百六十度。
输入轴16、垂直轴18和螺旋桨轴22可以经由合适的齿轮传动装置进行联接，并且在安装于船舶的船体中的发动机(图1中未示出)与螺旋桨22之间形成驱动系。在操作中，发动机向驱动系提供转矩，以使螺旋桨22旋转并且由此推动船舶和/或使船舶转向。
设备24放置在至少第二壳体14内(在一些示例中，设备24可以放置在第一壳体12和第二壳体14内)，并且在以下段落中参考图2更详细地描述。
图2示出用于控制数据的传输的设备24的示意图。设备24包括控制器40、电能源42、第一传感器46、射频单元48、另一控制器50、射频单元52以及第二传感器54。控制器40、电能源42、第一传感器46以及射频单元48可以放置在第二壳体14内和/或安装在所述第二壳体上。另一控制器50、射频单元52以及第二传感器54可以放置在第一壳体12内和/或安装在所述第一壳体上。
在一些示例中，设备24可以是模块。如本文中使用，词语‘模块’是指稍后并且可能由另一制造商或由最终用户包括一个或多个特征的装置或设备。例如，在设备24是模块的情况下，设备24可以仅包括控制器40，并且剩余的特征可以由另一制造商或由最终用户添加。通过另一示例，在设备24是模块的情况下，设备24可以仅包括控制器40、第一传感器46、电能源42以及射频单元48。
控制器40可以包括任何合适的电路，以致使执行本文所述并且如图8和图9所示的方法。控制器40可以包括：至少一个专用集成电路(asic)；和/或至少一个现场可编程门阵列(fpga)；和/或单处理器或多处理器架构；和/或顺序(冯诺依曼)架构/并行架构；和/或至少一个可编程逻辑控制器(plc)；和/或至少一个微处理器；和/或至少一个微控制器；和/或中央处理单元(cpu)；和/或图形处理单元(gpu)，以执行该方法。
通过示例的方式，控制器40可以包括至少一个处理器56和至少一个存储器58。存储器58存储计算机程序60，所述计算机程序包括计算机可读指令，所述计算机可读指令在被处理器56读取时致使执行本文所述且如图8、图9和图10所示的方法。计算机程序60可以是软件或固件，或者可以是软件和固件的组合。
处理器56可以包括至少一个微处理器，并且可以包括单核处理器、可以包括多个处理器核(诸如，双核处理器、四核处理器)，或者可以包括多个处理器(其中至少一个可以包括多个处理器核)。
存储器58可以是任何合适的非暂时性计算机可读存储介质、一个或多个数据存储装置，并且可以包括硬盘和/或固态存储器(诸如，快闪存储器)。存储器58可以是永久的不可移动存储器，或者可以是可移动存储器(诸如，通用串行总线(usb)闪存盘)。
计算机程序60可以存储在非暂时性计算机可读存储介质62上。计算机程序60可以从非暂时性计算机可读存储介质62转移到存储器58。非暂时性计算机可读存储介质62可以是，例如，安全数字(sd)存储卡、通用串行总线(usb)闪存盘、光盘(cd)、数字多功能盘(dvd)或者蓝光光盘。在一些示例中，计算机程序60可以经由信号64(诸如，无线信号或有线信号)转移到存储器58。
电能源42可以包括用于向设备24提供电能的任何合适的设备、装置或多个装置。例如，电能源42可以包括用于将电能从第一壳体12转移到第二壳体14的电感器和/或谐振振荡器布置(如图4、图4a、图4b、图5a和图5b所示)。
第一传感器46可以是用于感测方位推进器的至少一个操作状态的一个或多个任何合适的装置。例如，第一传感器46可以包括用于感测方位推进器的至少一部分的振动和/或温度的一个或多个装置。控制器40被配置成从第一传感器46接收数据。
在各种示例中，第一传感器46可以被布置成测量四个位置处(也即，轴承和齿轮箱处)的振动。振动传感器可以是高数据速率(高采样频率、高分辨率)。第一传感器46可以包括热传感器，所述热传感器可以是低数据速率(低频率、低分辨率)。第一传感器46可以包括用于感测声波和/或油的品质和/或油压和/或应变和/或油压的传感器。在一些示例中，可以连续地测量至少一个操作状态的数据(例如，振动和热数据)。在其他示例中，至少一个操作状态的数据可以是采样数据和/或特征数据和/或压缩数据。特征数据可以包括例如频率信号的快速傅里叶变换(fft)，或者指示已经超过某些温度的数据。
射频单元48包括发射器电路65和第一天线66。射频单元48可以被配置成在任何合适的频带下并且使用任何合适的协议进行操作。例如，射频单元48可以被配置成使用无线局域网协议(诸如，wifi标准)在2.4ghz和/或5ghz和/或60ghz下操作。在其他示例中，可以使用不同的传输频率(在密封的金属环境内部，甚至是在限定的射频波段外的传输频率)，或者可以使用独特的协议，而不是商用协议。发射器电路65联接到第一天线66，并且被配置成将来自控制器40的信号编码并且将编码的信号提供给第一天线66以用于传输。射频单元48可以另外包括接收器电路，所述接收器电路联接到第一天线66，以用于对由第一天线66接收的信号进行解码并且将解码的信号提供到控制器40。在一些示例中，射频单元48可以包括收发器电路，以提供收发器和接收器两者的功能。
图3a示出如沿着图1中的箭头70所观察的方位推进器10的上部壳体12的平面图。上部壳体12的第一主体76具有圆形形状，并且第二天线68在围绕主体圆周的预定径向位置处同心地布置在第一主体76内。如图3a和图3b所示，当平面中观察方位推进器10时，第二天线68和第一天线66彼此叠加，并且在它们之间限定最小距离(例如，一毫米到一百毫米)。当下部壳体14相对于上部壳体12旋转时，由于第一主体76和电力第二主体78被配置成生成电流并且因此形成变压器，因此在所有相对旋转位置处，第一天线66的角坐标并不随着下部壳体14相对于上部壳体12旋转而改变。
控制器50可以包括任何合适的电路，如以上段落针对控制器40所述，并且因此不再更详细地描述。控制器50可以放置在方位推进器10的第一壳体12内，或者放置在装配有方位推进器10的船舶的一部分内。在一些示例中，控制器50可以分布在方位推进器10的第一壳体12与装配有方位推进器10的船舶之间。
射频单元52包括接收器电路67和第一天线68。射频单元52被配置成在与射频单元48相同的频带和协议下操作。例如，在射频单元48被配置成使用无线局域网协议在2.4ghz下操作的情况下，射频单元52也被配置成使用相同的无线局域网协议在2.4ghz下操作。接收器电路67联接到第一天线68，并且被配置成对由第一天线68接收的信号进行解码并且将解码的信号提供给另一控制器50。射频单元52可以另外包括发射器电路，所述发射器电路联接到第一天线68，以将来自另一控制器50的信号编码并且将编码的信号提供给第一天线68以用于传输。在一些示例中，射频单元52可以包括收发器电路，以提供收发器和接收器两者的功能。
图3b示出如沿着图1中的箭头72所观察的方位推进器10的下部壳体14的平面图。下部壳体14的第二主体78具有圆形形状，并且第一天线66在围绕主体圆周的预定径向位置处同心地布置在第一主体76内。应理解，因为下部壳体14可相对于上部壳体12旋转，由于第一主体76和电力第二主体78被配置成生成电流并且因此形成变压器，在所有相对旋转位置处，第一天线66的角坐标并不随着下部壳体14相对于上部壳体12旋转而改变。
返回图2，第二传感器54被配置成感测下部壳体14相对于上部壳体12的位置并且将感测到的位置提供给控制器50。第二传感器54可以包括用于感测下部壳体14的位置的任何合适的设备或装置，并且可以包括步进电机控制反馈，其中使用步数来推导出位置，或者结构中的特征的检测，以指示位置(特征的检测可以使用图像传感器和图像识别来执行，或者可以使用物理地感测结构中的特征的传感器来执行)。在一个示例中，在发射器箱中测量并生成方位推进器10的转向角(方位角)，所述发射器箱位于方位推进器10的转向罩盖的顶部。发射器箱被布置成机械地测量方位推进器10的转向角。方位转向信号(模拟信号)传输到方位控制单元(acu)。方位转向信号从方位控制单元(acu)或者直接从发射器箱传输到状态监测柜(cmuxcm1)。发射器箱还可以包括控制桨距角(cp)装置。
另一控制器50被配置成接收感测到的下部壳体14的位置，并且可以被配置成控制显示器来显示感测到的位置，以使得操作者能够确定由方位推进器10提供的推进方向。
图4示出根据各种示例的另一方位推进器101的截面侧视图。方位推进器101在构造上共享方位推进器10的类似特征。在特征类似的情况下，使用相同的参考标号。在这个示例中，电能源42包括第一主体76和第二主体78，以用于将电能从方位推进器101的上部壳体12侧传输到方位推进器101的下部壳体14侧，轴在与输入轴16联接之前延伸穿过上部壳体12。因而将理解，主体可以包括例如任何合适尺寸的板、构件或者成形部分中的任何一个或多个。
更详细地，第一主体76包括一个或多个第一电感器761，以及第二主体包括一个或多个第二电感器781。将理解，电感器或每个电感器可以是例如谐振或非谐振的，或者可以包括谐振振荡器。此外，第一电感器761至764等和第二电感器781至784等可以分别嵌入、安装、附接或集成在第一主体76和第二主体78内。因此，第一电感器或每个第一电感器761至764等和第二电感器781至784等将电能从方位推进器101的上部壳体12侧传输到方位推进器101的下部壳体14侧，方位推进器101的下部壳体14侧容纳设备24。在这种情况下，设备24示出为与用于感测方位推进器101的至少一个操作状态的传感器46a至46d电通信。还应理解，感测系统内可以包括任何合适数量的传感器，传感器46a至46d中的一个或多个监测一个或多个操作状态。
更详细地，第一主体76可以以下形式提供：板、圆环、多边形、半球、立方体、圆锥体、圆柱体、平行六面体，或者适于将一个或多个第一电感器761至764等嵌入、安装、附接或集成在第一主体76内的任何其他三维形状。如图4所示，第一主体76经由附接构件82a附接到上部壳体12。附接构件82a提供绝缘部分，以将第一主体76与上部壳体12电隔离并且将第一主体76维持在距第二主体78的预定偏移处。此外，附接构件82a防止第一主体76相对于上部壳体12旋转。
更详细地，第二主体78可以以下形式提供：板、圆环、多边形、半球、立方体、圆锥体、圆柱体、平行六面体，或者适于将一个或多个第二电感器781至784等分别嵌入、安装、附接或集成在第二主体78内的任何其他三维形状。第二主体78经由附接构件82b附接到下部壳体84。附接构件82b提供绝缘部分，以将第二主体78与下部壳体14电隔离并且将第二主体78维持在距第一主体76的预定偏移处。从第一主体76到第二主体78的预定偏移保持分开约一到一百毫米。在一些示例中，受制于变压器性能，从第一主体76到第二主体78的预定偏移保持分开约十到二十毫米。然而，应理解，受制于变压器性能，任何此类范围可以是适当的。
此外，附接构件82b防止第二主体78相对于下部壳体14旋转。由此，包括第二主体78和附接构件82b的下部壳体14可相对于包括第一主体76和附接构件82a的上部壳体12旋转。因此，下部壳体14可以相对于上部壳体12旋转三百六十度。
第一主体76和第二主体78示出为安装到推进器壁并且与轴18径向间隔开。第一主体76和第二主体78的直径在图4中示出为小于上部壳体12的外径并且大于推进器101中包括的垂直轴18的直径。垂直轴18示出为穿过第一主体76和第二主体78内的安装在中心的孔，垂直轴18另外穿过上部壳体12和下部壳体14。因此，相应的第一主体76和第二主体78内的孔同心地布置，使得垂直轴18在下部壳体14相对于上部壳体12旋转期间不会因接触第一主体76和第二主体78中的任一个而受损。因此，第一主体76和第二主体78围绕轴18同心地布置。因此，第一电感器761和第二电感器781或每个第一电感器761和第二电感器781围绕轴18同心地布置。
在一些示例中，第一电感器761和第二电感器781或每个第一电感器761和第二电感器781是分别被配置在第一主体76和第二主体78内的同心卷绕的电线线圈。在另一示例中，第一电感器761和第二电感器781或每个第一电感器761和第二电感器781包括分别被配置在第一主体76和第二主体78内的一个或多个电感环。因此，第一电感器761和第二电感器781或每个第一电感器761和第二电感器781围绕相应的第一主体76和第二主体78内的孔中的一个或多个或者垂直轴18同心地定位。每个线圈或环可以包括附加的涂层或保护层。保护层可以包括聚合物涂层。
第一电感器761和第二电感器781可以被配置成任何合适的形状、结构或布置，并且可以包括分别盘绕(在一个或多个线圈的情况下)或定位(在一个或多个感应环的情况下)在第一主体76和第二主体78中的每个内的一个或多个导体(诸如，漆包铜导体)。如图4a所示，第一主体76经由附接构件82a附接到上部壳体12，并且被配置成从由第一电感器761生成的一个或多个磁场生成电流。如图4b所示，第二主体78经由附接构件82b附接到下部壳体14，并且被配置成经由第二电感器781来接收由第一电感器761生成的磁场。在包括第二主体78的下部壳体14相对于包括第一主体76的上部壳体12旋转时，第一电感器761和第二电感器781相对于彼此径向对齐，使得电感器761、781保持处于重叠的配置。因此，由于第一主体76和第二主体78且因此第一电感器761和第二电感器781被配置成在所有相对旋转位置处从磁场生成电流，因此电力传输是连续的。
因此，如图5c和图5d所示，在包括被配置成围绕相应第一主体76和第二主体78的圆周的多个电感器的示例中，第一电感器761至764等和第二电感器781至784等可以被配置成在所有相对旋转位置处维持谐振电路并且因此形成变压器。然而，在包括被配置在相应第一主体76和第二主体78的一个或多个相应部分内的一个或多个电感器而使得第一电感器761至764等和第二电感器781至784等不被配置成在所有相对旋转位置处维持谐振电路并且因此形成变压器的示例中，电力传输不是连续的。
第二主体78可以联接到电子部件(诸如，射频电路)，以将生成的电流提供给电子部件。在一些示例中，第一主体76经由交流到直流(ac/dc)转换器和滤波器(诸如，二极管整流器和电容器)联接到电子部件。
上文描述并且图4至图4b中示出的布置的有利方面在于，对于下部壳体14相对于上部壳体12的每一个定向，它们使得电信号和/或电力能够在上部壳体12与下部壳体14之间连续地供应。此外，主体布置76和78允许因模块覆盖区减小而改进空间使用，加上电力传输方式，使得额外的电力可以在上部壳体12与下部壳体14之间传输。主体布置76和78还允许改进的可维护性。在方位推进器101装配到诸如拖船等船舶的情况下(其中可以在很多不同的方向上频繁地使用方位推进器101)，图4至图4b所示的布置的有利之处因而在于，它们使得能够针对方位推进器101的每一个定向来传输电能。
图5a和图5b示出布置在相应的第一主体76和第二主体78中的第一电感器761至764和第二电感器781至784。因此，5a和5b的布置使得能够根据要求容易地制造可变尺寸和几何形状的第一主体和第二主体。因此，由于第一主体76和第二主体78的直径可扩展，因此能够将根据图4至图5b的系统安装到不同尺寸的方位推进器101中。
第一主体76的第一电感器761至764(图5a)和第二主体的第二电感器781至784(图5b)可以同心地配置在相应第一主体76和第二主体78内的不同径向位置处，每个第二电感器781至784相对于相应的第一电感器761至764定位在匹配的圆周和/或径向位置处。因此，在所有相对旋转位置处维持电感器761至764、781至784之间的基本上恒定的重叠程度。在这样的实施方式中，重叠的第一电感器761至764和第二电感器781至784仍被配置成在所有相对旋转位置处生成电流并且因此形成变换器。因此，在推进器的操作期间，电力传输是连续的。
图4a至图5b中描述的布置的有利方面在于，针对下部壳体14相对于上部壳体12的每一个定向，它们使得电信号和/或电力能够连续地供应在上部壳体12与下部壳体14之间。由于始终维持电力传输，该系统因而可以取消使用电池或在封闭的电池系统内临时储存电力。此外，主体布置76和78允许因模块覆盖区减小而改进空间使用，加上电力传输方式，使得额外的电力可以在上部壳体12与下部壳体14之间传输。主体布置76和78允许改进的可维护性。在方位推进器101装配到诸如拖船等船舶的情况下(其中可以在很多不同的方向上频繁地使用方位推进器101)，图4至图4b中所示的布置的有利之处因而在于，它们使得能够针对方位推进器101的每一个取向来传输电能。
图5a和图5b的布置另外优于先前描述的布置，因为它们提供上部壳体12与下部壳体14之间的更加稳健且可靠的电力传输方式。如果第一电感器761至764和第二电感器781至784中的一个或多个出故障，但假如至少一个环对仍操作，那么仍将在所有相对旋转位置处提供电力传输。此外，由于第一主体76和第二主体78的配置导致的改进电联接，因为电力的可用性增加，该系统内可以支持另外的电部件。
如图5c所示，为清楚起见，示出第一主体76和第二主体78的分解(即，非同心)布置。由此，第一电感器761至764等和第二电感器781至784等被配置成分别处于同心的第一主体76和第二主体78内的匹配径向位置处。因此，多个第一电感器761至764等和第二电感器781至784等本身可以被配置成径向围绕相应的第一主体76和第二主体78内的孔中的一个或多个以及垂直轴18。
在图5d所示的其他示例中，多个第一电感器761至764等可以另外或替代地在一个或多个相应的径向位置处周向放置在第一主体76内。因此，对应的第二电感器781至784等可以相对于第一电感器761至764等在匹配的周向和/或径向位置处放置在第二主体78内。对应的第二电感器781至784等可以围绕第二主体78的周边等距地或者替代地不成比例地间隔，以便在所有相对旋转维持处维持第一电感器761至764等中的至少一者与第二电感器781至784等之间的的重叠程度。在这样的实施方式中，第一电感器761至764等和第二电感器781至784等仍被配置成在所有相对旋转位置处维持谐振电路并且因此维持变换器。因此，电力传输是连续的。
第二主体78可以联接到第一电子部件(诸如，射频电路24、46a至46d)，以提供生成的电流。在一些示例中，第一主体76经由交流到直流(ac/dc)转换器和滤波器(诸如，二极管整流器和电容器)联接到电子部件。
上文描述并且图4至图5d中示出的布置的有利之处在于，针对下部壳体14相对于上部壳体12的每一个定向，它们使得电信号和/或电力能够在上部壳体12与下部壳体14之间连续地供应。由于始终维持电力传输，该系统因而可以取消使用电池或在封闭的电池系统内临时储存电力。在方位推进器101装配到诸如拖船等船舶的情况下(其中可以在很多不同的方向上频繁地使用方位推进器101)，图4至图5d所示的布置的有利之处因而在于，它们使得能够针对方位推进器101的每一个定向来传输电能。
此外，图4至图5d的主体布置76和78允许因模块覆盖区减小而改进空间使用，加上电力传输方式，使得在上部壳体12与下部壳体14之间可以传输额外的电力。由于更加容易进行模块替换，因此主体布置76和78还允许改进的可维护性。
此外，第一电感器761至764等和第二电感器781至784等可以被配置在相应的第一主体76和第二主体78中，以使得能够根据要求来容易地制造可变尺寸和几何形状的第一主体和第二主体。因此，由于第一主体76和第二主体78的直径可扩展，因此能够将根据图5c至图5d的系统安装到不同尺寸的方位推进器101中。
图4a至图5d的布置另外优于先前描述的布置，因为它们提供上部壳体12与下部壳体14之间的更加稳健且可靠的电力传输方式。如果第一电感器761至764和第二电感器781至784中的一个或多个出故障，但假如第一电感器761至764和第二电感器781至784中的至少一对仍重叠并且因此操作，那么仍将在所有相对旋转位置处提供电力传输。此外，由于改进的联接以及分别在第一主体76和第二主体78内包括更大容量和/或更高功率模块的能力，因为电力的可用性增加，因此该系统内可以支持另外或更加稳健的电部件。
图6示出根据各种示例的船舶84的示意图。船舶84可以是用于横穿一片水域的任何船舶。例如，船舶84可以是货船、客船(诸如，渡船)、港口工程船(诸如，拖船)、或者渔船。船舶84也可以是用于相对于陆地在一片水域上维持固定位置的任何船舶。例如，船舶84可以是海上石油平台。
船舶84包括船体86以及联接到船体86的一个或多个方位推进器10、101。在一些示例中，船舶84可以包括如图4至图4b所示的多个方位推进器101或者如图5a至图5b所示的多个方位推进器101。
图7示出根据各种示例的用于控制数据的传输的方法的流程图。在框88处，该方法包括从方位推进器10、101内的至少第一传感器46接收数据。例如，控制器40可以从第一传感器46接收方位推进器10、101的操作状态数据。框88可以连续地执行，或者可以定期地执行。
在框90处，该方法包括控制接收的数据存储在存储器中。例如，控制器40可以控制在框88处接收的数据存储在存储器58中作为存储数据92(图2中示出)。框90可以连续地执行(例如，控制器40可以连续地存储来自第一传感器46的连续数据流)。替代地，框90可以定期地执行。例如，控制器40可以缓冲来自第一传感器46的连续接收的数据，并且随后将接收的数据定期地存储在存储器58中。通过另一示例，控制器40可以定期地控制接收的数据的存储，其中控制器40从第一传感器46定期地接收数据。
控制器40可以被配置成将接收的数据存储在存储器58中作为单个数据文件。替代地，控制器40可以被配置成将接收的数据存储在存储器58中作为多个数据文件。例如，多个数据文件的大小可以各自是大约数十兆字节。
控制器40可以被配置成当数据在框90处被存储在存储器58中时对数据加时间戳。替代地，专用时间戳电路可以被配置成当数据在框90处被存储在存储器58中时对数据加时间戳。这意味着存储数据可以与例如速度信号等船载数据协调，所述船载数据也可以包括时间戳。时间戳器可以定期地协调以处理热漂移。
在框94处，该方法包括确定是否满足至少一个标准。至少一个标准随着安装在方位推进器10、101的下部壳体14上的第一天线66和安装在方位推进器10、101的上部壳体12上的第二天线68的相对位置而改变。
为了确定是否满足至少一个标准，控制器40可以被配置成确定主体间隔和/或从安装在上部壳体12上的第二电感器78传输到安装在下部壳体14上的第一电感器76的电力是否高于阈值电力。例如，控制器40可以监测由第一电感器76输出的电力，以确定所传输的电力是否高于阈值电力。
在第一天线66邻近第一电感器76放置并且第二天线68邻近第二电感器78放置的情况下，确定由第一电感器76输出的电力高于阈值电力表明第一天线66与第二天线68之间限定的距离在预定距离内，使得主体的偏移在可接受的公差界限内。预定距离可以被定义为射频单元48可以将无线信号有效地传输到射频单元52以使射频单元52以最小可接受信号强度来接收无线信号的最大距离。在另外的示例中，预定距离可以由方位推进器10、101的制造商限定。在一些示例中，控制器40可以被配置成确定电力是否在最大功率电平下从第二电感器78传输到第一电感器76，以确定第一主体76和第二主体78是否完全重叠并且由此是否满足至少一个标准。在传输的电力达到最大的情况下，控制器40确定第一主体76和第二主体78完全重叠并且因此满足标准。
另外地或替代地，控制器40可以被配置成确定是否已接收到激活信号，以确定是否满足至少一个标准。激活信号可以表明第一天线66与第二天线68且因此第一主体76与第二主体78之间限定的偏移在预定距离内。在确定的距离等于或小于预定距离的情况下，另一控制器50控制射频单元52(在这个示例中，其包括发射器或收发器)来发射激活信号。射频单元48(在这个示例中，其包括接收器或收发器)接收激活信号并且将激活信号提供到控制器40。在确定的距离大于预定距离的情况下，另一控制器50并不控制射频单元52发射激活信号，并且该方法重复框94。
在框96处，该方法包括响应于确定满足至少一个标准而控制存储数据92从第一天线66的传输。例如，控制器40可以确定从第二电感器78传输到第一电感器76的电力高于阈值电力，并且响应于所述确定，控制射频单元48从第一天线66传输存储数据92。通过另一示例，控制器40可以确定已经接收到激活信号，并且响应于所述确定，控制射频单元48从第一天线66传输存储数据92。
该方法随后返回到框94，使得控制器40可以确定何时控制射频单元48来传输存储数据92。
设备24的有利之处可以在于，在一段时间内可以由控制器40获得方位推进器10、101的操作状态数据并且将其存储在存储器58中。当第一天线66和第二天线68相对靠近彼此放置(也就是，在预定距离内)时，存储数据92便可以有效地从方位推进器10、101的下部壳体14传输出去。替代地，设备24可以使得存储数据92能够在更长一段时间内连续地传输到射频单元52，因为射频单元48可以使用更少的电力。
图8示出根据各种示例的用于控制数据的传输的另一方法的流程图。在框110处，该方法包括确定存储器58的存储容量是否低于阈值存储容量。例如，存储器58可以具有一百千兆字节的存储容量，并且阈值存储容量可以是存储器58剩余十千兆字节的存储容量的情况。在这个示例中，控制器40可以被配置成确定存储器58的存储容量是否低于十千兆字节。
在框112处，该方法包括响应于确定存储容量低于阈值存储容量而控制存储数据92从第一天线66的传输。例如，控制器40可以控制射频单元48传输所有的存储数据92，以清空存储器58。通过另一示例，控制器40可以控制射频单元48仅传输存储数据92的一部分，以部分地清空存储器58。
不论第一天线66与第二天线68之间的距离如何，控制器40都可以控制存储数据92的传输。换言之，控制器40可以在第一天线66和第二天线68并不彼此接近(即，第一天线66和第二天线68之间限定的距离大于预定距离)时以及在第一天线66和第二天线68彼此接近(即，第一天线66和第二天线68之间的距离等于或小于预定距离)时控制存储数据92的传输。在控制器40确定第一天线66和第二天线68并不彼此接近的情况下，控制器40可以减小第一天线66传输的无线信号的功率，以降低多路径失真的影响(通过利用石油的更高衰减效应，以减小采取更长路径的反射的强度)。
图8所示的方法的有利之处在于，它可以防止存储器58用尽存储容量并且无法存储来自第一传感器46的数据。因此，该方法可以提高存储数据92的完整性。
图9示出根据各种示例的用于控制数据的传输的又一方法的流程图。
在框114处，该方法包括接收数据请求信号。在射频单元48包括接收器电路或收发器的情况下，控制器40可以经由射频单元48来接收数据请求信号。数据请求信号可以源于船舶84的桥(bridge)，其中船员请求从方位推进器10、101传输存储数据92。请求也可以来自制造商，制造商在回顾之前上传的数据并且发现异常后想要所有最新的数据。此外，在推进器单元(即，控制器40)可以确定它已经发现值得立即数据上传的异常并且发送数据的子集或全部的数据，以便由船舶中更大计算和分析能力(例如，人工智能)、船舶所有人或制造商进一步分析(这可以是在船外位置)。
在框116处，该方法包括响应于接收到数据请求信号而控制存储数据从第一天线66的传输。例如，控制器40可以响应于确定已经接收到数据请求信号而控制射频单元48来传输存储数据92。应理解，控制器40可以控制射频单元48来传输所有的存储数据92，或者可以控制射频单元48仅传输存储数据92的一部分(其中存储数据92的这部分可以由控制器40使用数据请求信号中的信息进行选择)。
应理解，在框116中，不论第一天线66与第二天线68之间的距离如何(即，在第一天线66和第二天线68并不彼此接近时以及在第一天线66和第二天线68彼此接近)，控制器40都可以控制存储数据92的传输。在控制器40确定第一天线66和第二天线68并不彼此接近的情况下，控制器40可以减小第一天线66传输的无线信号的功率，以降低多路径失真的影响。
图9所示的方法的有利之处在于，它可以允许按需从方位推进器传输存储数据92。这在船舶84的船员迫切地需要知道方位推进器10、101的操作状态的情况下可以有用。
该系统和/或使用该系统的方法也可以应用于燃气涡轮发动机的齿轮箱，或者应用于在齿轮传动装置的旋转区段中传输电力。针对由振动或温度传感器获取的设备健康监测(ehm)数据，该系统和/或使用该系统的方法还可以应用于从燃气涡轮发动机中的电力齿轮箱的旋转部分到静态区段的数据传输。
除了相互排斥的情况，特征中的任一个可以单独地使用或者与任何其他特征结合使用，并且本公开延伸到并包括本文中描述的一个或多个特征的所有组合和子组合。
应理解，根据本公开的示例不限于上述实施方式，并且在不脱离本文中描述的概念的情况下，可以作出各种修改和改进。例如，设备24可以被包括在期望从旋转框架获取数据的其他旋转推进器系统内。例如，设备24可以被实施在隧道推进器或船舵内。