印制绕组式轻量化电磁能量采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种印制绕组式轻量化电磁能量采集装置，包括：机械增速单元和能量采集单元，能量采集单元包括：传动轴、印制绕组、永磁体组和壳体。传动轴与机械增速单元连接；印制绕组包括环绕设置在传动轴的周侧的多个感应线圈，多个感应线圈通过PCB印刷的方式设置在PCB电路板上，和/或，多个感应线圈通过丝网印刷的方式设置在承印基板上；永磁体组位于印制绕组的侧部并与传动轴固定连接；壳体配置为固定在外部机械设备上，传动轴的两端分别与壳体转动连接，印制绕组与壳体固定连接。由此，整个装置的体积能够大大地减小，重量能够得到减轻，而且集成度较高，可以广泛地应用于各种中小型农业机械设备。小型农业机械设备。小型农业机械设备。

【技术实现步骤摘要】
印制绕组式轻量化电磁能量采集装置


[0001]本专利技术涉及无线传感
，尤其涉及一种印制绕组式轻量化电磁能量采集装置。

技术介绍

[0002]随着农业智能化的不断发展，越来越多的远程无线检测机构应用到农业机械设备上，这些检测机构在工作的过程中需要消耗大量的电能，这样一来给作为载体的机械设备增加了电源供应上的负担，例如，在拖拉机上安装有温度传感器或者湿度传感器等，虽然温度传感器或者湿度传感器等能够有效地检测拖拉机的工作环境和工作状况，但是传感器在工作的过程中需要消耗拖拉机大量的电能。对此，为了实现自供电，针对能量收集和能量储存的研究正在大力推进中。
[0003]现有技术中，为了能够收集能量，常用的能量采集方式包括三种：压电式、静电式、电磁式。其中，电磁式的能量采集技术由于具有环境适应性强、能量收集效率高等特点，被广泛地应用在各种机械设备上。具体地，电磁式能量采集技术主要包括三类：第一类为利用永磁体采用径向磁通的方式进行布置，这类装置虽然能够具有较高的能量采集效率，但是整体体积较大，所占空间较多，而且质量较大，无法应用于中小型农业机械设备上；第二类为利用永磁体采用轴向磁通的方式进行布置，这类装置需要采取传统铜线的周向布置，并且需要使用导磁铁芯和磁轭，导致体积和质量偏大，而且使用成本较高；第三类为采用线性切割磁感线的方式进行布置，这类装置虽然相对于前两类的体积和质量较小，但是能量的采集效率较低，适用性有限。此外，在传统的电磁能量采集技术中，获取的能量还需要配置相应的能量管理电路和相关的负载设备，使得整个能量采集和检测设备的集成度较低，以及复杂的布线，导致需要占用大量的空间。
[0004]可见，现有的电磁式能量采集技术存在所占空间大，整体质量较大，集成度较低，结构相对复杂等技术问题，无法应用于诸如拖拉机等中小型农业机械设备上。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种印制绕组式轻量化电磁能量采集装置，用以解决现有技术中磁式能量采集设备所占空间大，整体质量较大，集成度较低，以及结构相对复杂的缺陷，实现中小型农业机械设备上的检测设备能够自供电的技术需求。
[0006]本专利技术提供一种印制绕组式轻量化电磁能量采集装置，包括：机械增速单元和能量采集单元，所述机械增速单元能够将外部机械设备的运动转化为周向旋转运动，并传递至所述能量采集单元，其中，所述能量采集单元包括：
[0007]传动轴，所述传动轴与所述机械增速单元连接，所述传动轴能够在所述机械增速单元的驱动下进行周向旋转运动；
[0008]印制绕组，所述印制绕组包括多个感应线圈，所述多个感应线圈环绕设置在所述传动轴的周侧，所述多个感应线圈通过PCB印刷的方式设置在PCB电路板上，和/或，所述多
个感应线圈通过丝网印刷的方式设置在承印基板上；
[0009]永磁体组，所述永磁体组环绕设置在所述传动轴的周侧，并且位于所述印制绕组的侧部，所述永磁体组与所述传动轴固定连接；
[0010]壳体，所述壳体配置为固定在所述外部机械设备上，所述传动轴的两端分别与所述壳体转动连接，所述印制绕组与所述壳体固定连接。
[0011]根据本专利技术提供的一种印制绕组式轻量化电磁能量采集装置，所述印制绕组的层数为至少两层，至少两层所述印制绕组沿所述传动轴的轴向方向层叠设置，每层所述印制绕组上的所述感应线圈与相邻的所述印制绕组上的所述感应线圈电连接。
[0012]根据本专利技术提供的一种印制绕组式轻量化电磁能量采集装置，所述印制绕组的输出相具有三相，所述三相依次为U相、V相、W相，每层所述印制绕组均包括六个所述感应线圈，六个所述感应线圈环绕所述传动轴均匀间隔设置，六个所述感应线圈包括：相对设置的U+、U
‑
两个感应线圈；相对设置的V+、V
‑
两个感应线圈；相对设置的W+、W
‑
两个感应线圈。
[0013]根据本专利技术提供的一种印制绕组式轻量化电磁能量采集装置，位于顶层的所述印制绕组中，U+、V+、W+三个感应线圈各自的一端分别形成为所述三相的输出电极，U+、V+、W+三个感应线圈各自的另一端分别与相邻的所述印制绕组中的U+、V+、W+三个感应线圈的一端电连接，U
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、V
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、W
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三个感应线圈各自的一端相互连接，U
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、V
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、W
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三个感应线圈各自的另一端分别与相邻的所述印制绕组中的U
‑
、V
‑
、W
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三个感应线圈的一端电连接；
[0014]位于底层的所述印制绕组中，U+、U
‑
两个感应线圈各自的一端相互电连接，U+、U
‑
两个感应线圈各自的另一端分别与相邻的所述印制绕组中的U+、U
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两个感应线圈的一端电连接，V+、V
‑
两个感应线圈各自的一端相互电连接，V+、V
‑
两个感应线圈各自的另一端分别与相邻的所述印制绕组中的V+、V
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两个感应线圈的一端电连接，W+、W
‑
两个感应线圈各自的一端相互电连接，W+、W
‑
两个感应线圈各自的另一端分别与相邻的所述印制绕组中的W+、W
‑
两个感应线圈的一端电连接。
[0015]根据本专利技术提供的一种印制绕组式轻量化电磁能量采集装置，所述印制绕组的层数为至少三层，位于中间层的所述印制绕组中，
[0016]U+、V+、W+三个感应线圈的一端分别与相邻一侧的所述印制绕组中的U+、V+、W+三个感应线圈的一端电连接，U+、V+、W+三个感应线圈的另一端分别与相邻另一侧的所述印制绕组中的U+、V+、W+三个感应线圈的一端电连接；
[0017]U
‑
、V
‑
、W
‑
三个感应线圈的一端分别与相邻一侧的所述印制绕组中的U
‑
、V
‑
、W
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三个感应线圈的一端电连接，U
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、V
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、W
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三个感应线圈的另一端分别与相邻另一侧的所述印制绕组中的U
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、V
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、W
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三个感应线圈的一端电连接；
[0018]并且，每个所述感应线圈均构造为螺旋型绕制结构，相邻两层的所述印制绕组中的相对应的所述感应线圈的螺旋方向相反。
[0019]根据本专利技术提供的一种印制绕组式轻量化电磁能量采集装置，所述能量采集单元还包括：
[0020]导磁背铁，所述导磁背铁与所述永磁体组固定连接，并位于所述永磁体组远离所述印制绕组的一侧；
[0021]法兰联轴器，所述法兰联轴器与所述导磁背铁固定连接，并位于所述导磁背铁远离所述永磁体组的一侧，所述法兰联轴器与所述传动轴固定连接。
[0022]根据本专利技术提供的一种印制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种印制绕组式轻量化电磁能量采集装置，其特征在于，包括：机械增速单元和能量采集单元，所述机械增速单元能够将外部机械设备的运动转化为周向旋转运动，并传递至所述能量采集单元，其中，所述能量采集单元包括：传动轴，所述传动轴与所述机械增速单元连接，所述传动轴能够在所述机械增速单元的驱动下进行周向旋转运动；印制绕组，所述印制绕组包括多个感应线圈，所述多个感应线圈环绕设置在所述传动轴的周侧，所述多个感应线圈通过PCB印刷的方式设置在PCB电路板上，和/或，所述多个感应线圈通过丝网印刷的方式设置在承印基板上；永磁体组，所述永磁体组环绕设置在所述传动轴的周侧，并且位于所述印制绕组的侧部，所述永磁体组与所述传动轴固定连接；壳体，所述壳体配置为固定在所述外部机械设备上，所述传动轴的两端分别与所述壳体转动连接，所述印制绕组与所述壳体固定连接。2.根据权利要求1所述的印制绕组式轻量化电磁能量采集装置，其特征在于，所述印制绕组的层数为至少两层，至少两层所述印制绕组沿所述传动轴的轴向方向层叠设置，每层所述印制绕组上的所述感应线圈与相邻的所述印制绕组上的所述感应线圈电连接。3.根据权利要求2所述的印制绕组式轻量化电磁能量采集装置，其特征在于，所述印制绕组的输出相具有三相，所述三相依次为U相、V相、W相，每层所述印制绕组均包括六个所述感应线圈，六个所述感应线圈环绕所述传动轴均匀间隔设置，六个所述感应线圈包括：相对设置的U+、U
‑
两个感应线圈；相对设置的V+、V
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两个感应线圈；相对设置的W+、W
‑
两个感应线圈。4.根据权利要求3所述的印制绕组式轻量化电磁能量采集装置，其特征在于，位于顶层的所述印制绕组中，U+、V+、W+三个感应线圈各自的一端分别形成为所述三相的输出电极，U+、V+、W+三个感应线圈各自的另一端分别与相邻的所述印制绕组中的U+、V+、W+三个感应线圈的一端电连接，U
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、V
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、W
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三个感应线圈各自的一端相互连接，U
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、V
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、W
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三个感应线圈各自的另一端分别与相邻的所述印制绕组中的U
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、V
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、W
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三个感应线圈的一端电连接；位于底层的所述印制绕组中，U+、U
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两个感应线圈各自的一端相互电连接，U+、U
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两个感应线圈各自的另一端分别与相邻的所述印制绕组中的U+、U
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两个感应线圈的一端电连接，V+、V
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两个感应线圈各自的一端相互电连接，V+、V
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两个感应线圈各自的另一端分别与相邻的所述印制绕组中的V+、V
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两个感应线圈的一端电连接，W+、W
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两个感应线圈各自的一端相互电连接，W+、W
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两个感应线圈各自的另...

【专利技术属性】
技术研发人员：李臻，周胥，何志祝，王龙龙，王康达，金晓萍，董昊轩，刘传科，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：