CN108305455A - 旋转平台及旋转雷达平台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种旋转平台及旋转雷达平台，属于电子监测平台技术领域。所述旋转平台包括固定模块、旋转模块和传动模块；所述固定模块与所述旋转模块可转动连接，所述固定模块内包括第一通信线圈和永磁体；所述旋转模块包括与所述永磁体匹配的转子和与所述第一通信线圈匹配的第二通信线圈，所述转子与所述第二通信线圈连接；所述传动模块固定连接在所述固定模块上，包括用于驱动所述旋转模块沿所述轴承转动的传动件。所述旋转模块围绕所述轴承旋转时，所述转子产生电能给所述第二通信线圈供电以使所述旋转模块和所述固定模块完成无线数据传输，降低了旋转平台的通信成本，减小了旋转平台的体积。
Description
技术领域
本发明涉及电子监测平台技术领域，具体而言，涉及一种旋转平台及旋转雷达平台。
背景技术
随着经济水平和科学技术的迅猛发展，物联网、智能机器人等紧跟网络时代的步伐开始大规模走进人们的日常生活中。几乎所有的智能设备，例如无人机、无人驾驶汽车和智能机器人等，都需要通过传感器对周围环境进行监测获取相关的环境参数，以使控制设备对所述环境参数进行计算处理后得到设备运行参数，控制所述智能设备的运行。
但是，许多传感设备配有可旋转平台，智能设备的传感器放置在可旋转平台上时通过有线连接进行通讯和供电十分不便，设备旋转可能会损坏线缆从而引起设备故障。除此之外，现有的旋转平台存在价格昂贵和体积较大的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种旋转平台及旋转雷达平台，以改善现有旋转平台价格昂贵和体积较大的问题。
本发明的实施例是这样实现的：
本发明提供了一种旋转平台，所述旋转平台包括固定模块、旋转模块和传动模块。所述固定模块的顶端与所述旋转模块的底端通过轴承可转动连接，所述固定模块内包括第一通信线圈和围绕所述轴承的轴向设置的永磁体。所述旋转模块包括与所述永磁体匹配的转子和与所述第一通信线圈匹配的第二通信线圈，所述转子与所述第二通信线圈连接，所述转子围绕所述轴承的轴向设置并伸入所述固定模块内。所述传动模块固定连接在所述固定模块上，包括用于驱动所述旋转模块沿所述轴承转动的传动件。当通过所述传动模块驱动所述旋转模块沿所述轴承转动时，利用所述转子产生的电能给所述第二通信线圈供电以使所述旋转模块和所述固定模块完成无线数据传输。
在本发明可选的实施例中，所述固定模块还包括分别与所述第一通信线圈和所述传动模块连接的第一控制主板，所述第一控制主板用于控制与所述第一通信线圈的通信以及控制所述传动模块。
在本发明可选的实施例中，所述固定模块还包括紧贴所述第一通信线圈的外侧围绕设置的第一屏蔽层。
在本发明可选的实施例中，所述第一通信线圈包括第一支撑件以及设置在所述第一支撑件上的第一绕组。
在本发明可选的实施例中，所述永磁体为多对磁极。
在本发明可选的实施例中，所述永磁体为铁氧体。
在本发明可选的实施例中，所述旋转平台还包括分别与所述转子、所述第二通信线圈和所述传动模块连接的第二控制主板，所述控制主板用于控制所述第二通信线圈并对所述转子传输来电流进行整流和稳压。
在本发明可选的实施例中，所述第一控制主板和所述第二控制主板为印刷电路板。
在本发明可选的实施例中，所述转子包括转子支撑件以及设置在所述转子支撑件上的转子绕组，所述转子绕组通过所述第二控制主板与所述第二通信线圈连接。
在本发明可选的实施例中，所述转子绕组还通过所述第二控制主板与所述传动模块连接。
在本发明可选的实施例中，所述转子绕组为鼠笼型。
在本发明可选的实施例中，所述转子与所述第二通信线圈之间还设置有第二屏蔽层。
在本发明可选的实施例中，所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层为高导磁材料屏蔽层。
在本发明可选的实施例中，所述第二通信线圈包括第二支撑件以及设置在所述第二支撑件上的第二绕组。
在本发明可选的实施例中，所述传动模块为电机。
在本发明可选的实施例中，所述传动件为环绕所述电机的输出轴和所述轴承设置的一条首尾相连的传动带。
本发明还提供了一种旋转平台及旋转雷达平台。所述旋转平台包括固定模块、旋转模块、传动模块和雷达模块。所述固定模块的顶端与所述旋转模块的底端通过轴承可转动连接，所述固定模块内包括第一通信线圈和围绕所述轴承的轴向设置的永磁体。所述旋转模块包括与所述永磁体匹配的转子、与所述第一通信线圈匹配的第二通信线圈以及雷达固定区域，所述转子与所述第二通信线圈连接，所述转子围绕所述轴承的轴向设置并伸入所述固定模块内。所述传动模块固定连接在所述固定模块上，包括用于驱动所述旋转模块沿所述轴承转动的传动件。所述雷达模块设置在所述雷达固定区域上，所述雷达模块采集的雷达信息传送至所述第二通信线圈。当通过所述传动模块驱动所述旋转模块沿所述轴承转动时，利用所述转子产生的电能给所述第二通信线圈供电以使所述旋转模块和所述固定模块完成雷达信息和控制信息的无线传输。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例提供了一种旋转平台及旋转雷达平台。所述旋转平台包括固定模块、旋转模块和传动模块，所述固定模块与所述旋转模块通过轴承可转动连接，所述固定模块内包括第一通信线圈和永磁体，所述旋转模块内包括与所述永磁体匹配的转子以及与所述第一通信线圈匹配的第二通信线圈，所述旋转模块在所述传动模块的驱动下环绕所述轴承转动时，转子产生电能并为所述第二通信线圈供电以使所述旋转模块和所述固定模块完成无线数据传输，同时所述电能还可以用于驱动所述旋转模块转动；在所述第一通信线圈和所述第二通信线圈周围设置了第一屏蔽层和第二屏蔽层，确保了通信质量；通过第二控制主板将所述电能整压和稳流后传输给所述第二通信线圈和所述传输模块，保证了电能质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰，在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为传统滑环的结构示意图；
图2a-图2b为本发明第一实施例提供的一种旋转平台的结构剖视图；
图3为本发明第一实施例提供的一种旋转平台的通信流程图；
图4为本发明第二实施例提供的一种旋转雷达平台的结构示意图。
图标：100-旋转平台；110-固定模块；111-第一通信线圈；112-第一绕组；113-第一支撑件；114-永磁体；116-第一屏蔽层；117-第一控制主板；120-旋转模块；121-第二通信线圈；122-第二绕组；123-第二支撑件；124-转子；125-转子绕组；126-转子支撑件；127-第二控制主板；128-雷达固定区域；129-第二屏蔽层；130-传动模块；132-传动件；140-轴承；200-旋转雷达平台；210-雷达模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
第一实施例
经本申请人研究发现，现有的无人机云台、汽车活动雷达平台等旋转平台在进行数据传输和电能供给时，多采用滑环进行能量及信息的传输。请参考图1，图1为传统滑环的结构示意图。滑环，即是负责为旋转体连通、输送能源与信号的电气部件。滑环通常安装在设备的旋转中心，主要由旋转与静止两大部分组成。应当理解的是，此处的滑环为电滑环，所述电滑环专用于在无限制连续旋转时，传输功率电源、信号电源。定子与转子部分分别引出导线连接固定结构与旋转结构的电源与终端电器，并随之旋转。但是滑环存在滑环本身成本及其维护成本高，以及滑环体积较大的问题。同时，现有旋转平台的旋转部分和固定部分的通信功能是通过光通信完成，进一步提高了所述旋转平台的经济成本和维护难度。为了解决上述问题，本发明第一实施例提供了一种旋转模块和固定模块能够无限通信的旋转平台100，请参考图2a-图2b，图2a-图2b为本发明第一实施例提供的一种旋转平台的结构剖视图。
旋转平台100包括固定模块110、旋转模块120和传动模块130。固定模块110的顶端与旋转模块120的底端可转动连接，固定在固定模块110上的传动模块130分别与固定模块110以及旋转模块120连接。可选地，本实施例中的固定模块110和旋转模块120通过轴承140连接。
固定模块110包括第一通信线圈111和永磁体114。作为一种实施方式，本实施例中的第一通信线圈111和永磁体114都环绕轴承140设置，第一通信线圈111更靠近轴承140，且第一通信线圈111和永磁体114之间留有一定距离的空隙。
第一通信线圈111即为具备发射和接收功能的线圈天线，第一通信线圈111将传输来的电流信号转换为电磁波信号进行无线传输，还用于接收电磁波。第一通信线圈111包括第一绕组112和第一支撑件113，第一绕组112卷绕在第一支撑件113上。第一绕组112为线圈导体，其材料可以是铜、铝或其他导电性满足要求的材料。第一支撑件113为线圈骨架，其材料可以是塑料、橡胶等材料，具体地，本实施例中的第一支撑件113为含氟塑料材质，氟塑料具有耐热、耐寒，绝缘性能及高频电性能优异，并具有不枯性、自润滑性、低磨擦系数等优点。
第一通信线圈111为通过电磁波进行信息传递的线圈天线，在所述磁场强度较弱时信息传递质量也会变差，同时其容易受到外接干扰。为了解决上述问题，本实施例的第一通信线圈111还可匹配设置有导磁体以增强第一通信线圈111的通信稳定性。
永磁体114的作用是产生磁场。永磁体是指经磁化后在开路状态下能长期保留较高剩磁从而产生磁场的磁体。作为一种实施方式，本实施例中的永磁体114可以是铁氧体，在其他实施例中还可以是铝镍钴系永磁合金或铁铬钴系永磁合金等。应当理解的是，本实施例中的永磁体114为多对磁极，在其他实施例中，永磁体114还可以是单对磁极。
应当注意的是，永磁体114产生的磁场会对第一通信线圈111造成极大的干扰，因此本实施例在永磁体114和第一通信线圈111之间围绕第一通信线圈111设置有第一屏蔽层116。第一屏蔽层116的材料可以是铁、铝或其他金属材料。
固定模块110还包括第一控制主板117，第一控制主板117与第一通信线圈111及传动模块130连接。第一控制主板117和第一通信线圈111通过电连接进行信息交换，并对所述信息进行处理，即：向第一通信线圈111传输控制信息并通过第一通信线圈111获取从旋转模块120传回的反馈信息，还基于所述控制信息和所述反馈信息通过传动模块130对旋转模块120进行精确地控制，其中，所述控制信息和所述反馈信息均通过电流传递。
旋转模块120包括与第一通信线圈111匹配的第二通信线圈121以及与永磁体114匹配的转子124。作为一种实施方式，本实施例中的第二通信线圈121和转子124均环绕轴承140设置，且第二通信线圈121更靠近轴承140。
请参考图3，图3为本发明第一实施例提供的一种旋转平台的通信流程图。
第二通信线圈121包围在第一通信线圈111的外侧，与第一通信线圈111存在微小间隙，通过互相传输电磁波的方式完成信息的无线传输。
第二通信线圈121结构与材料可以同第一通信线圈111一样，即为具备发射和接收功能的线圈天线，包括第二绕组122和第二支撑件123，第二绕组122卷绕在第二支撑件123上。
可选地，第一通信线圈111和第二通信线圈121除了环绕设置在轴承140周围，还可以是相对处于上下位置的扁平形状的线圈。
应当理解的是，为了保证通信质量，本实施例提供的第二信线圈121也匹配有导磁体。同时，为了减小转子124和永磁体114对第二通信线圈121和第一通信线圈111的干扰，本实施例还围绕贴合转子124的内壁设置有第二屏蔽层129。第二屏蔽层129的材料可以是铁、铝或其他高导磁材料。
转子124包括转子绕组125和转子支撑件126，转子124的转子支撑件126固定连接在旋转模块120上，随着旋转模块120的转动而转动。转子绕组125可以是由铜或其他金属导丝卷绕在转子支撑件126上形成，其卷绕方式可以是鼠笼型，鼠笼型卷绕更加经济实用。应当注意的是，转子绕组125在切割磁感线产生电能时会产生热量，如果转子支撑件126的散热性能较差，可能会导致转子124甚至是旋转平台100发生故障，因此，本实施例中的转子支撑件126采用含玻璃纤维的尼龙材料制成，在其他实施例中，转子支撑件126还可以是其他散热性、导热性及不导电性均满足要求的材料制成。
应当注意的是，旋转模块120还包括第二控制主板127，第二控制主板127分别与第二通信线圈121、转子124以及传动模块130连接。第二控制主板127用于控制第二通信线圈121，并将从转子124传输来的电能进行整流和稳压后传输给第二通信线圈121，如果电能还有剩余，第二控制主板127还会将其传输至传动模块130以提供旋转用电。
传动模块130包括传动件132，传动模块130通过传动件132驱动旋转模块120围绕轴承140旋转。可选地，传动模块130可以是，但不限于是电机，同时所述电机的种类可以是步进电机。作为一种实施方式，传动件132为环绕所述电机的输出轴和轴承140设置的一条首尾相连的传动带。
考虑到旋转平台100的耐用性，轴承140为金属材料制成，可以是深沟球轴承、滑动轴承或其他满足本实施例需求的轴承类型。
本实施例提供的旋转平台100的工作原理是：
本实施例提供了一种旋转平台100，传动模块130在第一控制主板117的控制下通过传动件132带动旋转模块120围绕轴承140与固定模块110发生相对转动，转子124在永磁体114形成的磁场中旋转切割磁感线产生电能，所述电能通过第二控制主板127进行整流和稳压后传输给第二通信线圈121和传动模块130进行供电，第一控制主板117生成的控制信号被第一通信线圈111由电流信号转换为电磁波传输至第二通信线圈121，第二通信线圈121将所述电磁波转化为电信号发送至第二控制主板127以对旋转模块120进行控制，旋转模块120的第二控制主板127生成的反馈信息通过与上述信息传输相反的步骤从旋转模块120传输至第一控制主板117，完成无线通信。
第二实施例
请参考图4，图4为本实施例提供的一种旋转雷达平台的结构示意图。
旋转雷达平台200与旋转平台100的不同之处在于，旋转雷达平台200还包括与第二控制主板127连接的雷达模块210，与此同时，旋转模块120外还设置有用于固定所述雷达模块210的雷达固定区域128。
雷达模块210安装于雷达固定区域128，雷达模块210在旋转模块120的活动中采集多角度的环境信息，传输至第二控制主板127，从而通过第二通信线圈121和第一通信线圈111发送至第一控制主板117完成环境信息的传输。同时，与雷达模块210和旋转模块120相关的控制信息也通过第一通信线圈111和第二通信线圈121传输至第二控制主板127，第二控制主板127基于所述控制信息控制雷达模块210和旋转模块120进行环境信息的采集。
综上所述，本发明提供了一种旋转平台及旋转雷达平台，包括固定模块、旋转模块、传动模块和雷达模块。所述固定模块的顶端与所述旋转模块的底端通过轴承可转动连接，所述固定模块内包括第一通信线圈和围绕所述轴承的轴向设置的永磁体。所述旋转模块包括与所述永磁体匹配的转子、与所述第一通信线圈匹配的第二通信线圈以及雷达固定区域，所述转子与所述第二通信线圈连接，所述转子围绕所述轴承的轴向设置并伸入所述固定模块内。所述传动模块固定连接在所述固定模块上，包括用于驱动所述旋转模块沿所述轴承转动的传动件。所述雷达模块设置在所述雷达固定区域上，所述雷达模块采集的雷达信息传送至所述第二通信线圈。当通过所述传动模块驱动所述旋转模块沿所述轴承转动时，利用所述转子产生的电能给所述第二通信线圈供电以使所述旋转模块和所述固定模块完成雷达信息和控制信息的无线传输。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种旋转平台，其特征在于，包括固定模块、旋转模块和传动模块：
所述固定模块的顶端与所述旋转模块的底端通过轴承可转动连接，所述固定模块内包括第一通信线圈和围绕所述轴承的轴向设置的永磁体；
所述旋转模块包括与所述永磁体匹配的转子和与所述第一通信线圈匹配的第二通信线圈，所述转子与所述第二通信线圈连接，所述转子围绕所述轴承的轴向设置并伸入所述固定模块内；
所述传动模块固定连接在所述固定模块上，包括用于驱动所述旋转模块沿所述轴承转动的传动件；
当通过所述传动模块驱动所述旋转模块沿所述轴承转动时，利用所述转子产生的电能给所述第二通信线圈供电以使所述旋转模块和所述固定模块完成无线数据传输。
2.根据权利要求1所述的旋转平台，其特征在于，所述固定模块还包括分别与所述第一通信线圈和所述传动模块连接的第一控制主板，所述第一控制主板用于控制与所述第一通信线圈的通信以及控制所述传动模块。
3.根据权利要求2所述的旋转平台，其特征在于，所述固定模块还包括紧贴所述第一通信线圈的外侧围绕设置的第一屏蔽层。
4.根据权利要求1-3任一权项所述的旋转平台，其特征在于，所述第一通信线圈包括第一支撑件以及设置在所述第一支撑件上的第一绕组。
5.根据权利要求4所述的旋转平台，其特征在于，所述永磁体为多对磁极。
6.根据权利要求1或5所述的旋转平台，其特征在于，所述永磁体为铁氧体。
7.根据权利要求1所述的旋转平台，其特征在于，所述旋转平台还包括分别与所述转子、所述第二通信线圈和所述传动模块连接的第二控制主板，所述第二控制主板用于控制所述第二通信线圈并对所述转子传输来电流进行整流和稳压。
8.根据权利要求2或7所述的旋转平台，其特征在于，所述第一控制主板和所述第二控制主板为印刷电路板。
9.根据权利要求7所述的旋转平台，其特征在于，所述转子包括转子支撑件以及设置在所述转子支撑件上的转子绕组，所述转子绕组通过所述第二控制主板与所述第二通信线圈连接。
10.根据权利要求9所述的旋转平台，其特征在于，所述转子绕组还通过所述第二控制主板与所述传动模块连接。
11.根据权利要求9或10所述的旋转平台，其特征在于，所述转子绕组为鼠笼型。
12.根据权利要求11所述的旋转平台，其特征在于，所述转子与所述第二通信线圈之间还设置有第二屏蔽层。
13.根据权利要求3或12所述的旋转平台，其特征在于，所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层为高导磁材料屏蔽层。
14.根据权利要求13所述的旋转平台，其特征在于，所述第二通信线圈包括第二支撑件以及设置在所述第二支撑件上的第二绕组。
15.根据权利要求1所述的旋转平台，其特征在于，所述传动模块为电机。
16.根据权利要求15所述的旋转平台，其特征在于，所述传动件为环绕所述电机的输出轴和所述轴承设置的一条首尾相连的传动带。
17.一种旋转雷达平台，其特征在于，包括固定模块、旋转模块、传动模块和雷达模块：
所述固定模块的顶端与所述旋转模块的底端通过轴承可转动连接，所述固定模块内包括第一通信线圈和围绕所述轴承的轴向设置的永磁体；
所述旋转模块包括与所述永磁体匹配的转子、与所述第一通信线圈匹配的第二通信线圈以及雷达固定区域，所述转子与所述第二通信线圈连接，所述转子围绕所述轴承的轴向设置并伸入所述固定模块内；
所述传动模块固定连接在所述固定模块上，包括用于驱动所述旋转模块沿所述轴承转动的传动件；
所述雷达模块设置在所述雷达固定模块上，所述雷达模块采集的雷达信息传送至所述第二通信线圈；
当通过所述传动模块驱动所述旋转模块沿所述轴承转动时，利用所述转子产生的电能给所述第二通信线圈供电以使所述旋转模块和所述固定模块完成雷达信息和控制信息的无线传输。
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