[发明专利]一种用于旋转机构的非接触式供电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触式供电装置，特别涉及一种用于旋转机构的非接触式供电装置。

背景技术

传统的接触式供电方式如采用电刷的供电方式，有两大缺陷：一是滑环与供电电刷始终接触导致磨损或损伤严重，因供电电刷的更换变得频繁而不能确保稳定且可靠性高的加工作业；二是为了减轻滑环的磨损或损伤，对其转速有限制，因此无法响应高速旋转的要求。

专利申请号为200680024192.3(公开号为CN101213042A)，公开日为2008年7月2日的中国专利申请公开了一种《超声波加工主轴装置》，其中采用单一的两个线圈感应的非接触供电方式为旋转超声波加工主轴的换能器非接触式地传递超声电信号；发表于2010年6期的《世界电子元器件》期刊上的文献“基于ANSYS的松耦合变压器三维仿真研究”中提供了一种用于旋转导向智能钻井系统核心部件的可控偏心器上非接触式能量传递装置，即上下罐状磁环非接触式变压器，主边与副边线圈分别缠绕于上下两个罐状磁芯中。上述的两种非接触供电方式均可应用于其他旋转机构的非接触供电，但感应效率较低，能量损耗大，不适用于大功率、高效的工作场合。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种用于旋转机构的非接触式供电装置，本发明可以克服现有技术的不足，实现能量的高效传递，减少能量损耗，适用于大功率、高效、高转速的场合。

本发明的一种用于旋转机构的非接触式供电装置予以实现的技术方案是：包括主边和副边，所述主边由主边线圈构成，所述副边由副边磁芯和缠绕于副边磁芯上的副边线圈构成；所述主边线圈相对于旋转机构的机座静止设置，所述副边磁芯固定设置在旋转机构的转动体上并随转动体一同旋转；所述主边线圈与设置在旋转机构外部的电源相连，将电能传输给非接触式供电装置的主边线圈，所述主边线圈通过电磁感应将电能非接触的传递给非接触式供电装置的副边线圈，非接触式供电装置的副边线圈与旋转机构的转动体上的需要供电的部件相连，最终将电能传递给转动体上的需电部件。

本发明一种用于旋转机构的非接触式供电装置，其中，所述副边设置在所述主边的心部，所述主边和所述副边设置在同一条轴线上，在径向上，所述主边的内径略大于所述副边的外径，使两者在径向具有间隙。所述副边磁芯的外周面为圆柱面，所述副边线圈缠绕于所述副边磁芯的外周面上。所述副边磁芯的外圆柱面上沿周向设有一个环形槽，所述副边线圈缠绕于所述环形槽内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的非接触式供电装置的独特结构，使得非接触式能量传输的感应效率明显提高，不但可以应用于小功率作业的场合，更能满足大功率、高效作业的需要，凡是机构中具有需要供电的旋转部件且采用非接触式供电方式时，均可采用本发明的非接触式供电装置为所述的旋转部件非接触式地供电，例如：本发明可应用于旋转超声波加工主轴为换能器供电；可应用于发表于2010年6期的《世界电子元器件》期刊上的文献“基于ANSYS的松耦合变压器三维仿真研究”中的旋转导向智能钻井系统核心部件的可控偏心器；可应用于旋转部件信号传递等。

附图说明

图1是本发明的一种用于旋转机构的非接触式供电装置的第一种结构主视图；

图2是图1所示的非接触式供电装置的俯视图；

图3是本发明的一种用于旋转机构的非接触式供电装置的第二种结构主视图；

图4是图3所示的非接触式供电装置的俯视图；

图5是本发明的一种用于旋转机构的非接触式供电装置的第三种结构主视图；

图6是图5所示的非接触式供电装置的俯视图；

图7是本发明的一种用于旋转机构的非接触式供电装置的第四种结构主视图；

图8是图7所示的非接触式供电装置的俯视图；

图9是本发明中的第一种非接触式供电装置的有限元模型；

图10是本发明中的第二种非接触式供电装置的有限元模型；

图11是本发明中的第三种非接触式供电装置的有限元模型；

图12是本发明中的第四种非接触式供电装置的有限元模型；

图13是现有技术中一种只有两个独立线圈感应无磁芯的有限元模型；

图14是现有技术中一种上下罐状环形磁芯，主副线圈分别绕于上下两个磁罐中感应的有限元模型；

图15是本发明中的主边电路模型原理图；

图16是本发明中的副边电路模型原理图。

图17是本发明的一种用于旋转机构的非接触式供电装置的一种实施例；

图18是本发明的一种用于旋转机构的非接触式供电装置的另一种实施例。

图中：