一种用于旋转物体的线圈装置的制作方法

本实用新型涉及电能或信号传输技术领域，特别涉及一种用于旋转物体的线圈装置。

背景技术：

随着技术的不断发展与进步，无线电能传输技术越来越备受关注，尤其在一些特定场合，无线电能传输技术具有传统电缆线供电方式所不及的独特优势，可以极大地提高设备供电的可靠性、便捷性和安全性。无线电能传输主要适合应用在高温、高湿、防火等级较高的环境、旋转环境等特殊场景下的用电问题。尤其在旋转环境下，通过电线供电会产生电线缠绕的问题。采用无线电能传输技术能够有效地解决这个问题。

要在电器中旋转的两个物体之间实现电能或者信号的传输,现有的方法采用的是通过端子连接线来实现电源之间的传输。这样的连接线当电器工作时会出现电线缠绕的问题。为了避免电线缠绕的问题，就需要给两个物体采用独立供电的形式，独立供电的方式将会造成资源浪费。而且，旋转两个物体中间有一根金属的旋转轴，发射线圈和接收线圈之间的磁场会在金属轴上产生涡流使金属轴发热，除了发热的问题，无线电能传输系统的效率也将大大降低。

因此，需要一种具有新设计的线圈，使得它结构上能在安装时穿过金属轴，同时能有效地解决电线缠绕和中间轴发热的问题。

技术实现要素：

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于旋转物体间的线圈装置，在所述线圈装置中，围绕旋转轴纵向布置的两个物体上分别布置有相互面对且耦合的发射线圈和接收线圈；所述发射线圈的与所述接收线圈背离的轴向外侧设置有第一磁屏蔽件，所述接收线圈的与所述发射线圈背离的轴向外侧设置有第二磁屏蔽件，所述第一磁屏蔽件和第二磁屏蔽件自所述旋转轴周向向外延伸并且延伸超过所述发射线圈和接收线圈的外缘，所述第一磁屏蔽件和所述第二磁屏蔽件在中央部均设置有供所述旋转轴通过的中空构造。

优选地，在根据本实用新型的线圈装置中的一个实施方式中，所述第一磁屏蔽件和第二磁屏蔽件具有相向向内凸起并且相互抵接的筒状构造。

优选地，在根据本实用新型的线圈装置的另一个优选实施方式中，所述线圈装置还包括第三磁屏蔽件，所述第三磁屏蔽件为环绕所述旋转轴的中空的筒状构造，并且所述第三磁屏蔽件在两端分别与所述第一磁屏蔽件和所述第二磁屏蔽件套接。

在根据本实用新型的线圈装置中，所述发射线圈和所述接收线圈均为利兹线绕制的线圈。

通过应用根据本实用新型的技术方案，在旋转的两个物体中分别安装发射线圈和接收线圈，通过发射线圈和接收线圈之间的耦合实现电能的传输，能有效地解决电线缠绕的问题。此外，本实用新型的改进方案由于采用具有中空结构的磁屏蔽件，还能有效地解决金属轴发热的问题，从而进一步提高了系统效率。

本领域技术人员应当理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。

并且，应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的线圈装置的结构示意图。

图2是图1中所示的线圈装置中的磁屏蔽件的结构示意图。

图3是图示图1中所示的线圈装置能有效地屏蔽磁场的剖视图。

图4是根据本实用新型另一个实施例的线圈装置的结构示意图。

图5是图4中所示的线圈装置中的用于屏蔽中间部分磁场的磁屏蔽件的结构示意图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本实用新型的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本实用新型并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本实用新型的具体细节。

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

为了使本实用新型的技术方案更加清楚、明白，下面将参照附图并结合具体实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1至图3所示，在本实用新型的用于旋转物体间的线圈装置中，围绕旋转轴5纵向布置的两个物体(未示出)上分别布置有相互面对且耦合的发射线圈2和接收线圈3；所述发射线圈的与所述接收线圈背离的轴向外侧设置有第一磁屏蔽件1，所述接收线圈的与所述发射线圈背离的轴向外侧设置有第二磁屏蔽件4，所述第一磁屏蔽件1和第二磁屏蔽件4自所述旋转轴周向向外延伸并且延伸超过所述发射线圈2和接收线圈3的外缘，所述第一磁屏蔽件1和所述第二磁屏蔽件4在中央部均设置有供所述旋转轴通过的中空构造。发射线圈2与接收线圈3间隔且同轴设置，磁屏蔽件1 设置在发射线圈2的背离接收线圈3的一侧侧面上。磁屏蔽件4设置在接收线圈3的背离发射线圈2的一侧侧面上。在这里，所述两个物体可以为同一电器中的同轴旋转的两个物体。

在本实用新型中，发射线圈2可以采用利兹线绕制的线圈，接收线圈3 也可以采用利兹线绕制的线圈。而且，发射线圈2和接收线圈3的形状并不受特别的限制，只要发射线圈2和接收线圈3相互耦合并且在中部形成有中空部使得它们能够穿过金属轴5即可。

图2示出了上述线圈装置中的磁屏蔽件1的结构的一种实施方式。如图2所示，磁屏蔽件1的中间部分采用中空结构，同时该中间部分的磁屏蔽件有突出设计。在根据本实用新型的线圈装置中的一个实施方式中，所述第一磁屏蔽件和第二磁屏蔽件具有相向向内凸起并且相互抵接的筒状构造。磁屏蔽件1和磁屏蔽件4的材料一般为铁氧体等高导磁性的材料，紧贴发射线圈2和接收线圈3设置。

而且，磁屏蔽件1的形状可以是圆形、环形或方形等多种形状，但一般要能够覆盖发射线圈2的外直径。由于上述线圈中的磁屏蔽件4具有与磁屏蔽件1类似的结构，所以这里省略其描述。如图3所示，发射线圈2 和接收线圈3安装后正好能有效地屏蔽磁场。

另外，本领域技术人员可以理解的是，在根据本实用新型的线圈装置中，发射线圈2和接收线圈3之间的间隔可根据具体的应用和实际要求而不同，并不受特别的限制，只要两者之间满足传输电能或者信号的要求。

在本实施例的线圈装置设计中，在旋转的两个物体中分别安装发射线圈和接收线圈，通过它们之间的耦合实现电能的传输，能够有效地解决电线缠绕的问题。此外，磁屏蔽件的中间部分采用中空结构，且该中间部分的磁屏蔽件具有突出设计，使得发射线圈和接收线圈安装后正好能有效地屏蔽磁场，从而有效地解决金属轴发热的问题，同时也提高了系统效率；

如图4至图5所示，本实用新型的另一个实施例提供一种线圈装置。与上述实施例一样，围绕旋转轴5纵向布置的两个物体上分别布置有相互面对且耦合的发射线圈2和接收线圈3；所述发射线圈的与所述接收线圈背离的轴向外侧设置有第一磁屏蔽件1，所述接收线圈的与所述发射线圈背离的轴向外侧设置有第二磁屏蔽件4，所述第一磁屏蔽件1和第二磁屏蔽件4 自所述旋转轴周向向外延伸并且延伸超过所述发射线圈2和接收线圈3的外缘，所述第一磁屏蔽件1和所述第二磁屏蔽件4在中央部均设置有供所述旋转轴通过的中空构造。

在图中所示的实例中，发射线圈2与接收线圈3间隔且同轴设置，磁屏蔽件1设置在发射线圈2的背离接收线圈3的一侧侧面上。磁屏蔽件4 设置在接收线圈3的背离发射线圈2的一侧侧面上。发射线圈2和接收线圈3分别被设置在可绕金属轴5同轴旋转的两个物体中。这里，所述两个物体可以为同一电器中的同轴旋转的两个物体。

然而，本实施例与上述实施例的不同之处在于，本实施例中的线圈装置还包括第三磁屏蔽件6，所述第三磁屏蔽件为环绕所述旋转轴的中空的筒状构造，并且所述第三磁屏蔽件在两端分别与所述第一磁屏蔽件1和所述第二磁屏蔽件4套接。第三磁屏蔽件6用于屏蔽中间部分磁场。如图5所示，用于屏蔽中间部分磁场的磁屏蔽件6具有单独的磁屏蔽设计，即采用中空柱状磁屏蔽设计。

由于本实施例的线圈采用中空柱状磁屏蔽设计来屏蔽中间部分磁场，所以它能够进一步抑制发射线圈和接收线圈之间的磁场在金属轴上产生涡流使金属轴发热。因此，除了上述实施例的有益效果之外，本实施例还能够更有效地解决金属轴发热的问题，从而进一步提高了系统效率。

包括上述线圈的无线电能传输系统，通过发射线圈和接收线圈之间的非接触式的耦合实现电能传输，能有效地解决电线缠绕的问题。而且，由于该线圈采用具有中空结构的磁屏蔽件，所以所述无线电能传输系统还能有效地解决金属轴发热的问题，进一步提高了系统效率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。