CN105004940B - 一种位置可调磁芯线圈参数测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种位置可调磁芯线圈参数测量装置，包括支撑平台，所述的支撑平台上安装有固定磁芯安装架；所述的支撑平台上还活动安装有水平移动平台，所述的水平移动平台上安装有竖直移动平台。本发明通过调节安装于移动平台上的磁芯线圈的水平和竖直位置，精细改变磁芯间隙和偏心距离，便于对耦合结构的参数进行对比测量；解决了感应无线电能传输技术开发中，难以对耦合参数进行精确测量的问题。

Description

一种位置可调磁芯线圈参数测量装置

技术领域

本发明涉及一种位置可调磁芯线圈参数测量装置，属于机电设备技术领域。

背景技术

随着电动汽车、便携式电气设备等用电池供电的机电设备的快速发展，基于电磁感应原理的无线输电技术近年来得到快速发展。作为其核心部件，磁芯线圈结构的参数的测量至关重要，因为磁芯间隙的微小改变便会引起较大的变化，影响系统的传输效果。因此，在结构设计中要对磁芯线圈的相对位置进行重点考虑，还要对电感、耦合系数等参数进行详细测量，以保证实际使用中参数的稳定性。然而，由于该项技术出现较晚，目前尚未普及，因此，相应的测量仪器发展也相对滞后，研究者基本采用简单计算或仿真来确定耦合参数，或者采用简易磁芯隔离方法。缺少规范、精确的测量装备，阻碍了新技术的进步。因此，开发能够精确测量磁芯线圈参数的测量装置，对于促进感应无线输电技术进步具有重要的意义。

发明内容

本发明目的在于提供了一种位置可调磁芯线圈参数测量装置，通过调节安装于移动平台上的磁芯线圈的水平和竖直位置，精细改变磁芯间隙和偏心距离，便于对耦合结构的参数进行对比测量；解决了感应无线电能传输技术开发中，难以对耦合参数进行精确测量的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种位置可调磁芯线圈参数测量装置，包括支撑平台，所述的支撑平台上安装有固定磁芯安装架；所述的支撑平台上还活动安装有水平移动平台，所述的水平移动平台上安装有竖直移动平台。

所述的支撑平台包括Z形架，所述的Z形架上安装有固定磁芯安装架和水平滑轨，所述的水平滑轨上安装有驱动螺母；

所述的水平移动平台包括与水平滑轨活动连接的水平动台，且所述的水平动台和水平滑轨配合安装，所述的水平动台上安装有水平拉板，所述的水平拉板上安装有水平螺杆，且所述的水平螺杆与所述的驱动螺母螺纹连接，所述的水平螺杆上还安装有水平调节柄；

所述的竖直移动平台包括安装在水平动台上的竖直平台，所述的竖直平台上安装有竖直拉板，所述的竖直平台上还活动安装有带螺纹孔的竖直滑座，所述的竖直拉板上安装有竖直螺杆，所述的竖直螺杆与带螺纹孔的竖直滑座螺纹连接，所述的竖直螺杆上还安装有竖直调节柄；所述的竖直滑座上安装有移动磁芯安装座；

所述的移动磁芯安装座上开设有第一凹槽，所述的固定磁芯安装架上开设有与第一凹槽形状相同的第二凹槽，所述的第一凹槽与第二凹槽相对且同一水平位置安装。

所述的Z形架包括上平台，所述的上平台通过竖板与下平台相连，所述的上平台上开设有2个第一螺纹孔，所述的下平台上开设有4个第一台阶孔；所述的固定磁芯安装架的底部两侧各开设有1个第一光孔，所述的位于2个第一光孔之间的固定磁芯安装架的底部开设有第二螺纹孔；且所述的2个第一光孔与所述的2个第一螺纹孔相对应安装，并通过固定平台螺丝使固定磁芯安装架与Z形架固连；

所述水平滑轨上开设有2个第一螺丝孔，且所述的2个第一螺丝孔之间的水平滑轨上开设有2个第二光孔；所述的驱动螺母的底面上开设有2个第二螺丝孔，所述的驱动螺母上还开设有第三螺纹孔；所述的下平台上位于外侧的2个第一台阶孔和水平滑轨上的2个第一螺丝孔相对应安装并通过支撑平台螺丝使下平台和水平滑轨固连；所述的下平台上位于中间的2个第一台阶孔、水平滑轨上的2个第二光孔及驱动螺母的底面上的2个第二螺丝孔相对应安装并通过支撑平台螺丝使下平台、水平滑轨和驱动螺母固连；所述的水平滑轨两侧设有第一倾斜平面；

所述的水平动台内侧设有与第一倾斜平面相配合安装用的第二倾斜平面；所述的水平动台的一端面上开设有2个第三螺丝孔，所述的水平动台的顶面上开设有2个第四螺丝孔；所述的水平拉板上开设有2个第二台阶孔和1个第三光孔；所述的2个第三螺丝孔与2个第二台阶孔相对应安装并通过水平拉板螺丝使水平动台和水平拉板固连；

所述的第三光孔内安装有水平螺杆，所述的水平螺杆的一侧为第一光杆，另一侧为开设有外螺纹的第一螺纹杆，所述的第一光杆和开设有外螺纹的第一螺纹杆一体制造而成；且所述的第一光杆的端部开设有第五螺丝孔，所述的第一光杆上还安装有第一定位台阶；所述的水平调节柄内开设有第一中心台阶孔，所述的第五螺丝孔与第一中心台阶孔相对应安装并通过水平螺杆连接螺丝使水平调节柄和水平螺杆固连，且所述的水平调节柄与第一定位台阶之间的水平螺杆上安装有水平拉板；所述的开设有外螺纹的第一螺纹杆与所述的驱动螺母上的第三螺纹孔螺纹连接；

所述的竖直平台上开设有2个第六螺丝孔和2个第七螺丝孔；所述的竖直平台上的2个第六螺丝孔与L型连接板上开设的2个第四光孔相对应安装并通过第一竖直固定螺丝使竖直平台与L型连接板固连；所述的L型连接板上另外开设的2个第五光孔和所述的水平动台上的第四螺丝孔相对应安装并通过第二竖直固定螺丝使L型连接板与水平动台固连；所述的2个第七螺丝孔与所述的竖直拉板上开设的2个第六光孔相对应安装并通过竖直拉板固定螺丝使竖直拉板与竖直平台固连；

所述的竖直平台上开设有凹槽，所述的竖直滑座上设有凸台，且所述的凹槽和凸台相配合安装；且所述的凸台的中间开设有第四螺纹孔；所述的竖直滑座上还开设有4个第五螺纹孔；

所述的竖直拉板内安装有竖直螺杆，所述的竖直螺杆的一侧为第二光杆，另一侧为开设有外螺纹的第二螺纹杆，所述的第二光杆和开设有外螺纹的第二螺纹杆一体制造而成；且所述的第二光杆的端部开设有第八螺丝孔，所述的第二光杆上还安装有第二定位台阶；所述的竖直调节柄内开设有第二中心台阶孔，所述的第八螺丝孔与第二中心台阶孔相对应安装并通过竖直螺杆连接螺丝使竖直调节柄和竖直螺杆固连；所述的开设有外螺纹的第二螺纹杆与所述的第四螺纹孔螺纹连接；

所述的移动磁芯安装座上开设有4个第七光孔和1个第六螺纹孔，所述的4个第七光孔和所述的4个第五螺纹孔相对应安装并通过滑座连接螺丝使移动磁芯安装座和竖直滑座固连。

所述的固定磁芯安装座为尼龙材料的固定磁芯安装座；所述的移动磁芯安装座为尼龙材料的移动磁芯安装座。

本发明的有益效果是：

（1）本发明采用水平移动平台和竖直移动平台结合的方法，调节初级磁芯和次级磁芯之间的间隙和偏心，为全面测量耦合参数提供条件。

（2）本发明采用螺杆驱动方法调节磁芯移动距离，做到耦合参数测量的精细化与连续性，更准确反应耦合结构的参数变化规律。

（3）本发明的操作方式简单，安装后只需调节水平和竖直方向两个手柄，便于与电动系统连接，实现自动化测量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的立体图；

图3为Z形架结构的放大结构示意图；

图4为固定磁芯安装座的放大结构示意图；

图5为水平滑轨的放大结构示意图；

图6为驱动螺母的放大结构示意图；

图7为水平动台的放大结构示意图；

图8为水平拉板的放大结构示意图；

图9为水平螺杆的放大结构示意图；

图10为水平调节柄的放大结构示意图；

图11为竖直平台的放大结构示意图；

图12为竖直螺杆的放大结构示意图；

图13为竖直调节柄的放大结构示意图；

图14为竖直滑座的放大结构示意图；

图15为移动磁芯安装座的放大结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例的一种位置可调磁芯线圈参数测量装置，如图1—15所示，包括支撑平台，所述的支撑平台上安装有固定磁芯安装架2；所述的支撑平台上还活动安装有水平移动平台，所述的水平移动平台上安装有竖直移动平台。

所述的支撑平台包括Z形架1，所述的Z形架1上安装有固定磁芯安装架2和水平滑轨3，所述的水平滑轨3上安装有驱动螺母5；

所述的水平移动平台包括与水平滑轨3活动连接的水平动台6，且所述的水平动台6和水平滑轨3配合安装，所述的水平动台6上安装有水平拉板7，所述的水平拉板7上安装有水平螺杆9，且所述的水平螺杆9与所述的驱动螺母5螺纹连接，所述的水平螺杆9上还安装有水平调节柄10；

所述的竖直移动平台包括安装在水平动台6上的竖直平台12，所述的竖直平台12上安装有竖直拉板14，所述的竖直平台12上还活动安装有带螺纹孔的竖直滑座19，所述的竖直拉板14上安装有竖直螺杆17，所述的竖直螺杆17与带螺纹孔的竖直滑座19螺纹连接，所述的竖直螺杆17上还安装有竖直调节柄16；所述的竖直滑座19上安装有移动磁芯安装座20；

所述的移动磁芯安装座20上开设有第一凹槽2003，所述的固定磁芯安装架2上开设有与第一凹槽2003形状相同的第二凹槽203，所述的第一凹槽2003与第二凹槽203相对且同一水平位置安装。

所述的Z形架1包括上平台101，所述的上平台101通过竖板105与下平台103相连，所述的上平台101上开设有2个第一螺纹孔102，所述的下平台103上开设有4个第一台阶孔104；所述的固定磁芯安装架2的底部两侧各开设有1个第一光孔202，所述的位于2个第一光孔202之间的固定磁芯安装架2的底部开设有第二螺纹孔201；且所述的2个第一光孔202与所述的2个第一螺纹孔102相对应安装，并通过固定平台螺丝26使固定磁芯安装架2与Z形架1固连；

所述水平滑轨3上开设有2个第一螺丝孔301，且所述的2个第一螺丝孔301之间的水平滑轨3上开设有2个第二光孔302；所述的驱动螺母5的底面501上开设有2个第二螺丝孔502，所述的驱动螺母5上还开设有第三螺纹孔503；所述的下平台103上位于外侧的2个第一台阶孔104和水平滑轨3上的2个第一螺丝孔301相对应安装并通过支撑平台螺丝4使下平台103和水平滑轨3固连；所述的下平台103上位于中间的2个第一台阶孔104、水平滑轨3上的2个第二光孔302及驱动螺母5的底面501上的2个第二螺丝孔502相对应安装并通过支撑平台螺丝4使下平台103、水平滑轨3和驱动螺母5固连；所述的水平滑轨3两侧设有第一倾斜平面303；

所述的水平动台6内侧设有与第一倾斜平面303相配合安装用的第二倾斜平面601；所述的水平动台6的一端面上开设有2个第三螺丝孔602，所述的水平动台6的顶面上开设有2个第四螺丝孔603；所述的水平拉板7上开设有2个第二台阶孔701和1个第三光孔702；所述的2个第三螺丝孔602与2个第二台阶孔701相对应安装并通过水平拉板螺丝8使水平动台6和水平拉板7固连；

所述的第三光孔702内安装有水平螺杆9，所述的水平螺杆9的一侧为第一光杆901，另一侧为开设有外螺纹的第一螺纹杆904，所述的第一光杆901和开设有外螺纹的第一螺纹杆904一体制造而成；且所述的第一光杆901的端部开设有第五螺丝孔902，所述的第一光杆901上还安装有第一定位台阶903；所述的水平调节柄10内开设有第一中心台阶孔1001，所述的第五螺丝孔902与第一中心台阶孔1001相对应安装并通过水平螺杆连接螺丝11使水平调节柄10和水平螺杆9固连，且所述的水平调节柄10与第一定位台阶903之间的水平螺杆9上安装有水平拉板7；所述的开设有外螺纹的第一螺纹杆904与所述的驱动螺母5上的第三螺纹孔503螺纹连接；

所述的竖直平台12上开设有2个第六螺丝孔1201和2个第七螺丝孔1202；所述的竖直平台12上的2个第六螺丝孔1201与L型连接板27上开设的2个第四光孔（图中未示）相对应安装并通过第一竖直固定螺丝13使竖直平台12与L型连接板27固连；所述的L型连接板27上另外开设的2个第五光孔（图中未示）和所述的水平动台6上的第四螺丝孔603相对应安装并通过第二竖直固定螺丝28使L型连接板27与水平动台6固连；所述的2个第七螺丝孔1202与所述的竖直拉板14上开设的2个第六光孔（图中未示）相对应安装并通过竖直拉板固定螺丝15使竖直拉板14与竖直平台12固连；

所述的竖直平台12上开设有凹槽1203，所述的竖直滑座19上设有凸台1901，且所述的凹槽1203和凸台1901相配合安装；且所述的凸台1901的中间开设有第四螺纹孔1902；所述的竖直滑座19上还开设有4个第五螺纹孔1903；

所述的竖直拉板14内安装有竖直螺杆17，所述的竖直螺杆17的一侧为第二光杆1701，另一侧为开设有外螺纹的第二螺纹杆1704，所述的第二光杆1701和开设有外螺纹的第二螺纹杆1704一体制造而成；且所述的第二光杆1701的端部开设有第八螺丝孔1702，所述的第二光杆1701上还安装有第二定位台阶1703；所述的竖直调节柄16内开设有第二中心台阶孔1601，所述的第八螺丝孔1702与第二中心台阶孔1601相对应安装并通过竖直螺杆连接螺丝18使竖直调节柄16和竖直螺杆17固连；所述的开设有外螺纹的第二螺纹杆1704与所述的第四螺纹孔1902螺纹连接；

所述的移动磁芯安装座20上开设有4个第七光孔2002和1个第六螺纹孔2001，所述的4个第七光孔2002和所述的4个第五螺纹孔1903相对应安装并通过滑座连接螺丝21使移动磁芯安装座20和竖直滑座19固连。

所述的固定磁芯安装座2为尼龙材料的固定磁芯安装座；所述的移动磁芯安装座20为尼龙材料的移动磁芯安装座。

工作原理：本发明所述的一种位置可调磁芯线圈参数测量装置通过调节移动平台的位置，改变次级磁芯相对初级磁芯的间隙和偏心，来测量不同间隙和偏心情况下耦合结构的电感、耦合系数等参数。首先在固定磁芯安装座2的凹槽203内安装初级磁芯22和初级线圈23；所述移动磁芯安装架20的凹槽2003内安装次级磁芯24和次级线圈25；转动所述水平调节柄10和所述竖直调节柄16，使次级磁芯24与初级磁芯22平齐，并且间隙最小；初始位置定好后，测量一组耦合结构参数。之后转动所述水平调节柄10，带动所述水平螺杆9，从所述驱动螺母5中转出，带动水平移动平台和竖直移动平台沿轴向移动，磁芯间隙变大；移动距离l可根据所述驱动螺母5和水平螺杆9的螺距p以及水平调节柄旋转的角度θ确定，关系为l=p(θ/360°)，因此可对待测量的磁芯间隙进行精确定位，获得精细化耦合参数数据。

同理，磁芯偏心的调节可通过竖直调节柄16、竖直螺杆17、竖直滑台19来实现，获得精细尺寸偏心情况下的耦合参数。

测量结束后，通过拆卸固定平台螺丝26和滑座连接螺丝21将装有磁芯线圈的固定磁芯安装座2和移动磁芯安装座20卸下，用适当的螺栓旋进螺纹孔203和2003中，将磁芯顶出。

首先本实施例采用水平移动平台和竖直移动平台结合的方法，调节初级磁芯和次级磁芯之间的间隙和偏心，为全面测量耦合参数提供条件。其次本实施例采用螺杆驱动方法调节磁芯移动距离，做到耦合参数测量的精细化与连续性，更准确反应耦合结构的参数变化规律。再是本实施例的操作方式简单，安装后只需调节水平和竖直方向两个手柄，便于与电动系统连接，实现自动化测量。

Claims (3)

1.一种位置可调磁芯线圈参数测量装置，其特征在于，包括支撑平台，所述的支撑平台上安装有固定磁芯安装架(2)；所述的支撑平台上还活动安装有水平移动平台，所述的水平移动平台上安装有竖直移动平台；所述的支撑平台包括Z形架(1)，所述的Z形架(1)上安装有固定磁芯安装架(2)和水平滑轨(3)，所述的水平滑轨(3)上安装有驱动螺母(5)；所述的水平移动平台包括与水平滑轨(3)活动连接的水平动台(6)，且所述的水平动台(6)和水平滑轨(3)配合安装，所述的水平动台(6)上安装有水平拉板(7)，所述的水平拉板(7)上安装有水平螺杆(9)，且所述的水平螺杆(9)与所述的驱动螺母(5)螺纹连接，所述的水平螺杆(9)上还安装有水平调节柄(10)；

所述的竖直移动平台包括安装在水平动台(6)上的竖直平台(12)，所述的竖直平台(12)上安装有竖直拉板(14)，所述的竖直平台(12)上还活动安装有带螺纹孔的竖直滑座(19)，所述的竖直拉板(14)上安装有竖直螺杆(17)，所述的竖直螺杆(17)与带螺纹孔的竖直滑座(19)螺纹连接，所述的竖直螺杆(17)上还安装有竖直调节柄(16)；所述的竖直滑座(19)上安装有移动磁芯安装座(20)；

所述的移动磁芯安装座(20)上开设有第一凹槽(2003)，所述的固定磁芯安装架(2)上开设有与第一凹槽(2003)形状相同的第二凹槽(203)，所述的第一凹槽(2003)与第二凹槽(203)相对且同一水平位置安装。

2.如权利要求1所述的一种位置可调磁芯线圈参数测量装置，其特征在于，所述的Z形架(1)包括上平台(101)，所述的上平台(101)通过竖板(105)与下平台(103)相连，所述的上平台(101)上开设有2个第一螺纹孔(102)，所述的下平台(103)上开设有4个第一台阶孔(104)；所述的固定磁芯安装架(2)的底部两侧各开设有1个第一光孔(202)，所述的位于2个第一光孔(202)之间的固定磁芯安装架(2)的底部开设有第二螺纹孔(201)；且所述的2个第一光孔(202)与所述的2个第一螺纹孔(102)相对应安装，并通过固定平台螺丝(26)使固定磁芯安装架(2)与Z形架(1)固连；

所述水平滑轨(3)上开设有2个第一螺丝孔(301)，且所述的2个第一螺丝孔(301)之间的水平滑轨(3)上开设有2个第二光孔(302)；所述的驱动螺母(5)的底面(501)上开设有2个第二螺丝孔(502)，所述的驱动螺母(5)上还开设有第三螺纹孔(503)；所述的下平台(103)上位于外侧的2个第一台阶孔(104)和水平滑轨(3)上的2个第一螺丝孔(301)相对应安装并通过支撑平台螺丝(4)使下平台(103)和水平滑轨(3)固连；所述的下平台(103)上位于中间的2个第一台阶孔(104)、水平滑轨(3)上的2个第二光孔(302)及驱动螺母(5)的底面(501)上的2个第二螺丝孔(502)相对应安装并通过支撑平台螺丝(4)使下平台(103)、水平滑轨(3)和驱动螺母(5)固连；所述的水平滑轨(3)两侧设有第一倾斜平面(303)；

所述的水平动台(6)内侧设有与第一倾斜平面(303)相配合安装用的第二倾斜平面(601)；所述的水平动台(6)的一端面上开设有2个第三螺丝孔(602)，所述的水平动台(6)的顶面上开设有2个第四螺丝孔(603)；所述的水平拉板(7)上开设有2个第二台阶孔(701)和1个第三光孔(702)；所述的2个第三螺丝孔(602)与2个第二台阶孔(701)相对应安装并通过水平拉板螺丝(8)使水平动台(6)和水平拉板(7)固连；

所述的第三光孔(702)内安装有水平螺杆(9)，所述的水平螺杆(9)一侧为第一光杆(901)，另一侧为开设有外螺纹的第一螺纹杆(904)，所述的第一光杆(901)和开设有外螺纹的第一螺纹杆(904)一体制造而成；且所述的第一光杆(901)的端部开设有第五螺丝孔(902)，所述的第一光杆(901)上还安装有第一定位台阶(903)；所述的水平调节柄(10)内开设有第一中心台阶孔(1001)，所述的第五螺丝孔(902)与第一中心台阶孔(1001)相对应安装并通过水平螺杆连接螺丝(11)使水平调节柄(10)和水平螺杆(9)固连，且所述的水平调节柄(10)与第一定位台阶(903)之间的水平螺杆(9)上安装有水平拉板(7)；所述的开设有外螺纹的第一螺纹杆(904)与所述的驱动螺母(5)上的第三螺纹孔(503)螺纹连接；

所述的竖直平台(12)上开设有2个第六螺丝孔(1201)和2个第七螺丝孔(1202)；所述的竖直平台(12)上的2个第六螺丝孔(1201)与L型连接板(27)上开设的2个第四光孔相对应安装并通过第一竖直固定螺丝(13)使竖直平台(12)与L型连接板(27)固连；所述的L型连接板(27)上另外开设的2个第五光孔和所述的水平动台(6)上的第四螺丝孔(603)相对应安装并通过第二竖直固定螺丝28使L型连接板(27)与水平动台(6)固连；所述的2个第七螺丝孔(1202)与所述的竖直拉板(14)上开设的2个第六光孔相对应安装并通过竖直拉板固定螺丝(15)使竖直拉板(14)与竖直平台(12)固连；

所述的竖直平台(12)上开设有凹槽(1203)，所述的竖直滑座(19)上设有凸台(1901)，且所述的凹槽(1203)和凸台(1901)相配合安装；且所述的凸台(1901)的中间开设有第四螺纹孔(1902)；所述的竖直滑座(19)上还开设有4个第五螺纹孔(1903)；

所述的竖直拉板(14)内安装有竖直螺杆(17)，所述的竖直螺杆(17)的一侧为第二光杆(1701)，另一侧为开设有外螺纹的第二螺纹杆(1704)，所述的第二光杆(1701)和开设有外螺纹的第二螺纹杆(1704)一体制造而成；且所述的第二光杆(1701)的端部开设有第八螺丝孔(1702)，所述的第二光杆(1701)上还安装有第二定位台阶(1703)；所述的竖直调节柄(16)内开设有第二中心台阶孔(1601)，所述的第八螺丝孔(1702)与第二中心台阶孔(1601)相对应安装并通过竖直螺杆连接螺丝(18)使竖直调节柄(16)和竖直螺杆(17)固连；所述的开设有外螺纹的第二螺纹杆(1704)与所述的第四螺纹孔(1902)螺纹连接；

所述的移动磁芯安装座(20)上开设有4个第七光孔(2002)和1个第六螺纹孔(2001)，所述的4个第七光孔(2002)和所述的4个第五螺纹孔(1903)相对应安装并通过滑座连接螺丝21使移动磁芯安装座(20)和竖直滑座(19)固连。

3.如权利要求2所述的一种位置可调磁芯线圈参数测量装置，其特征在于，所述的固定磁芯安装座(2)为尼龙材料的固定磁芯安装座；所述的移动磁芯安装座(20)为尼龙材料的移动磁芯安装座。