CN107863245A - 一种用于绕制无线电能传输平面螺旋线圈的装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于绕制无线电能传输平面螺旋线圈的装置，包括平板，平板置于最底层，N根排钉条以平板中心为基准、呈放射状均匀排开，并被牢固地固定在平板上。每一根排钉条都对应一根捆绑细棒，并与其紧挨平行放置。所述排钉条包括长条立方块、排钉，多个排钉等间距固定在长条立方块上。本发明一种用于绕制无线电能传输平面螺旋线圈的装置，可根据需要绕制不同尺寸大小、不同匝数、不同匝间距的多规格平面螺旋线圈。利用该装置绕制的平面螺旋线圈形状规则、匝间距均匀，具备结构简单、方便制作的优点。
Description
技术领域
本发明涉及无线电能传输技术领域，具体是一种用于绕制无线电能传输平面螺旋线圈的装置。
背景技术
无线电能传输技术是当前电气领域的热点研究问题，为了提高传输效率，通常需要在发射线圈和接收线圈之间加入两个平面螺旋形状的共振线圈；两个共振线圈不仅要求形状规则，更重要的是要大小、匝间距等要完全相同。绕制线圈的导线采用的是利兹线，由于利兹线材质较软，而很难将其绕制成一个规则的平面螺旋线圈。为了绕制出两个形状大小完全一样且形状规则的平面螺旋线圈，需要设计一种用于绕制无线电能传输平面螺旋线圈的简易工具。
发明内容
本发明提供一种用于绕制无线电能传输平面螺旋线圈的装置，可根据需要绕制不同尺寸大小、不同匝数、不同匝间距的多规格平面螺旋线圈。利用该装置绕制的平面螺旋线圈形状规则、匝间距均匀，具备结构简单、方便制作的优点。
本发明采取的技术方案为：
一种用于绕制无线电能传输平面螺旋线圈的装置，包括平板，平板置于最底层，N根排钉条以平板中心为基准、呈放射状均匀排开，并被牢固地固定在平板上。每一根排钉条都对应一根捆绑细棒，并与其紧挨平行放置。所述排钉条包括长条立方块、排钉，多个排钉等间距固定在长条立方块上。
所述排钉条为四根，包括第一排钉条、第二排钉条、第三排钉条、第四排钉条；第一排钉条、第二排钉条、第三排钉条、第四排钉条分别对应平行放置第一捆绑细棒、第二捆绑细棒、第三捆绑细棒、第四捆绑细棒。
所述长条立方块的长宽高依次为L、W和H；排钉为以d为底面直径、以h为高的圆柱体，且每个排钉的间距都为x；
第k根排钉条的最内侧第1个排钉距离平板中心的距离依次为：
其中D1为第一根排钉条的第1个排钉距离平板中心的距离，n＝1,2,3……。
本发明一种用于绕制无线电能传输平面螺旋线圈的装置，优点在于：
1：结构简单、方便自己动手制作。
2：利用此工具绕制的平面螺旋线圈形状规则、匝间距均匀。
3：可根据需要，绕制不同尺寸大小、不同匝数、不同匝间距的多规格平面螺旋线圈。
附图说明
图1为本发明装置的俯视结构示意图。
图2为本发明装置的排钉条结构示意图。
图3为本发明具体实施实例-无线电能传输平面螺旋线圈绕制装置结构示意图。
图4为平面螺旋线圈效果图。
具体实施方式
一种用于绕制无线电能传输平面螺旋线圈的装置，如图1所示，包括第一排钉条1、第二排钉条2、第三排钉条3、第四排钉条4；第一捆绑细棒5、第二捆绑细棒6、第三捆绑细棒7、第四捆绑细棒8；平板9。排钉条结构如图2所示，包括长条立方块10和排钉11。具体连接方式为：
(1)、图1所示的无线电能传输螺旋线圈绕制工具中，平板9置于最底层，至少4根(可以N根)第一排钉条1、第二排钉条2、第三排钉条3、第四排钉条4，以平板9中心为基准呈放射状均匀排开，并被牢固地固定在平板9上。
(2)、每一根排钉条都对应一根捆绑细棒，并与其紧挨平行放置。
(3)、图2所示的排钉条中，长条立方块10的长宽高依次为L、W和H；排钉11为以d为底面直径、以h为高的圆柱体，且每个排钉的间距都为x。
(4)、第k根排钉条的第1个排钉(最内侧)距离平板中心的距离依次为其中D1为第一根排钉条的第1个排钉距离平板中心的距离，n＝1,2,3……。
工作原理：无线电能传输用的平面螺旋线圈不仅要求形状呈标准螺旋状，而且还应根据实际需求而具备一定的匝间距。
当n＝1时，利用此工具可绕制匝间距为1*(d+x)的平面螺旋线圈，具体步骤为：
(1)、将第1根排钉条的第1个排钉做为起点，依次跨接第2根排钉条的第1个排钉、第3根排钉条的第1个排钉……第N根排钉条的第1个排钉，则可以绕制出平面螺旋线圈的第1匝；
(2)、绕制完第1匝后，由第N根排钉条的第1个排钉跨接到第1根排钉条的第2个排钉，并从这里开始重复步骤(1)，则可以绕制出平面螺旋线圈的第2匝；
(3)、以此类推，则可以绕制出多匝平面螺旋线圈。
(4)、将绕制完成的平面螺旋线圈用细线捆绑在捆绑细棒上，则可以将平面螺旋线圈可靠固定并将其连同捆绑细棒一起从绕制工具上取下，平面螺旋线圈绕制工作完成。
当n＝1时，匝间距相等且为1*(d+x)的原理如下：由于第k根排钉条距离平板中心的距离依次为即从第1根排钉条到第N根排钉条距离平板中心的距离依次增大则第N根排钉条的第1个排钉到平板中心的距离为而第1根排钉条的第2个排钉距离平板中心的距离为D1+(d+x)，那么第1根排钉条的第2个排钉距离第N根排钉的第1个排钉的径向距离为这说明从第1匝到第2匝的过渡是与第1匝内的曲线弧度一样平滑的。因此，利用此工具绕制平面螺旋线圈不仅能够保证形状规则，而且能够保证匝间距相等都为d+x。
当n＝2时，可绕制匝间距为2*(d+x)的平面螺旋线圈。
依次类推，利用此工具可以绕制出不同大小、不同匝间距的多种规格平面螺旋线圈。
实施例：
无线电能传输螺旋线圈绕制装置的俯视图如图3所示，其中：
(1)、图3所示的无线电能传输螺旋线圈绕制工具中，平板置于最底层，4根排钉条以平板中心为基准呈放射状均匀排开，并被牢固地固定在平板上。
(2)、每一根排钉条都对应一根捆绑细棒，并与其紧挨平行放置。
(3)、图2所示的排钉条中，长条立方块的长宽高依次为105mm、15mm和10mm；排钉为底面直径为5mm、高为10mm的圆柱体，且每个排钉的间距都为5mm，共10个排钉。
(4)、第1根排钉条的第1个排钉(最内侧)距离平板中心的距离依次为20mm，第2根排钉条的第1个排钉距离平板中心的距离依次为22.5mm，第3根排钉条的第1个排钉距离平板中心的距离依次为25mm，第4根排钉条的第1个排钉距离平板中心的距离依次为27.5mm。
现利用此工具绕制匝数为10匝、匝间距为10mm的平面螺旋线圈，具体步骤为：
步骤(1)、将第1根排钉条的第1个排钉做为起点，依次跨接第2根排钉条的第1个排钉、第3根排钉条的第1个排钉到第4根排钉条的第1个排钉，则可以绕制出平面螺旋线圈的第1匝。
步骤(2)、绕制完第1匝后，由第4根排钉条的第1个排钉跨接到第1根排钉条的第2个排钉，并从这里开始重复步骤(1)，则可以绕制出平面螺旋线圈的第2匝。
步骤(3)、以此类推，则可以绕制出匝间距为10mm的10匝平面螺旋线圈。
步骤(4)、将绕制完成的平面螺旋线圈用细线捆绑在捆绑细棒上，则可以将平面螺旋线圈可靠固定并将其连同捆绑细棒一起从绕制工具上取下，绕制完成平面螺旋线圈如图4所示。
Claims (6)
1.一种用于绕制无线电能传输平面螺旋线圈的装置，包括平板(9)，其特征在于：
平板(9)置于最底层，N根排钉条以平板(9)中心为基准、呈放射状均匀排开，并被牢固地固定在平板(9)上；
每一根排钉条都对应一根捆绑细棒，并与其紧挨平行放置；
所述排钉条包括长条立方块(10)、排钉(11)，多个排钉(11)等间距固定在长条立方块(10)上。
2.根据权利要求1所述一种用于绕制无线电能传输平面螺旋线圈的装置，其特征在于：所述排钉条为四根，包括第一排钉条(1)、第二排钉条(2)、第三排钉条(3)、第四排钉条(4)；
第一排钉条(1)、第二排钉条(2)、第三排钉条(3)、第四排钉条(4)分别对应平行放置第一捆绑细棒(5)、第二捆绑细棒(6)、第三捆绑细棒(7)、第四捆绑细棒(8)。
3.根据权利要求1所述一种用于绕制无线电能传输平面螺旋线圈的装置，其特征在于：所述长条立方块(10)的长宽高依次为L、W和H；排钉(11)为以d为底面直径、以h为高的圆柱体，且每个排钉的间距都为x；
第k根排钉条的最内侧第1个排钉距离平板(9)中心的距离依次为：
其中D1为第一根排钉条的第1个排钉距离平板中心的距离，n＝1,2,3……。
4.采用如权利要求1～3所述任意一项用于绕制无线电能传输平面螺旋线圈的装置的平面螺旋线圈绕制方法，其特征在于：
当n＝1时，利用此装置可绕制匝间距为1*(d+x)的平面螺旋线圈，具体步骤为：
步骤(1)：将第1根排钉条的第1个排钉做为起点，依次跨接第2根排钉条的第1个排钉、第3根排钉条的第1个排钉……第N根排钉条的第1个排钉，则可以绕制出平面螺旋线圈的第1匝；
步骤(2)：绕制完第1匝后，由第N根排钉条的第1个排钉跨接到第1根排钉条的第2个排钉，并从这里开始重复步骤(1)，则可以绕制出平面螺旋线圈的第2匝；
步骤(3)：以此类推，则可以绕制出多匝平面螺旋线圈；
步骤(4)：将绕制完成的平面螺旋线圈，用细线捆绑在捆绑细棒上，则可以将平面螺旋线圈可靠固定并将其连同捆绑细棒一起从绕制装置上取下，平面螺旋线圈绕制工作完成。
5.根据权利要求4所述一种平面螺旋线圈绕制方法，其特征在于：
当n＝1时，匝间距相等且为1*(d+x)，由于第k根排钉条距离平板中心的距离依次为即从第1根排钉条到第N根排钉条距离平板中心的距离依次增大则第N根排钉条的第1个排钉到平板中心的距离为而第1根排钉条的第2个排钉距离平板中心的距离为D1+(d+x)，那么第1根排钉条的第2个排钉距离第N根排钉的第1个排钉的径向距离为这说明从第1匝到第2匝的过渡是与第1匝内的曲线弧度一样平滑的。
6.根据权利要求4所述一种平面螺旋线圈绕制方法，其特征在于：当n＝2时，可绕制匝间距为2*(d+x)的平面螺旋线圈。
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