CN112889201A - 无触点电力供应及数据通信装置和具备利用其的旋转驱动单元的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无触点电力供应及数据通信装置以及利用其的系统。无触点电力供应及数据通信装置由借助于马达而旋转的旋转部及与所述旋转部隔开既定距离并接受外部电力的供应而在固定状态下运转的固定部构成一对而形成,旋转部和固定部由形成有内部贯通孔的中空环形态的铁氧体磁芯、将铁氧体磁芯固定于中央并执行控制功能的控制基板以及位于控制基板的中心部的光通信模块分别构成,借助于这种构成,对供应给固定部的电力进行电磁感应而向旋转部供应电力,旋转部与固定部执行利用红外线等的基于光通信模块的数据通信。

Description

无触点电力供应及数据通信装置和具备利用其的旋转驱动单 元的系统
技术领域
本发明涉及无触点电力供应及数据通信装置,更详细地,涉及一种结合于具备进行旋转的旋转部与被固定的固定部的机械装置,能够以无触点方式将固定部侧的电力供应到旋转部侧,在旋转部侧与固定部侧间执行数据收发的无触点电源供应及数据通信装置和具备利用其的旋转驱动单元的系统。
背景技术
一般而言,在马达或电动机的电力供应系统等中,一般采用具有有触点电路的有触点电力传输装置。有触点电力传输装置具有比较简单、廉价的优点,但由于以有线方式连接,因而在包括旋转结构或旋转驱动单元的机械装置中不易使用。
为了解决这种问题,在其他现有技术中,常用被称为旋转接头、旋转连接器等的作为电气/机械性部件的滑环(Slipring)。滑环(Slipring)作为为了向旋转的物体供应电源或电信号而使用的装置,是一种在接入电源进行运转的装置配备于旋转的物体内部的情况下,可以消除因连接其的电线发生缠绕而导致无法进行旋转动作,从而没有电线缠绕地传递电力的旋转型连接器。
但是,诸如滑环的无触点电力传输装置多用于单纯供应电源的目的,以石墨型的低价型滑环为主。可是,石墨型的滑环存在发生不良及维护困难和精细信号种类增加的问题,存在结构复杂、费用高及技术要求高的缺点。
作为另一现有技术,韩国授权专利公报第10-1671352号(2016年10月26日)公开了具备光信号传递手段的三轴滑环。该现有技术公开了一种三轴无触点滑环马达,所述无触点滑环马达的传递压力的压力传递部、传递电力的电力传递部和传递光信号的光信号传递部以一个构成形成,以便压力、电力及光信号可以供应到一个滑环。
但是,所述现有技术的无触点滑环马达具有包括转子部、电路基板部、连接器部及滑环单元的复杂结构,其构成也不是提供无线光通信,而是通过贯通孔内的光缆传递光信号。因此,上述的现有技术需具备用于传递光信号的贯通孔,因而存在制造困难,不容易确保耐久性、可靠性及重现性的问题。
发明内容
技术课题
为了解决如上所述现有技术的问题而研发的本发明,目的在于提供一种以无线电力方式配置诸如进行旋转的马达的旋转驱动单元(负载侧)和结合于其的电源侧固定单元的同时,能够以无触点方式在负载侧与电源侧间收发数据的方式构成的装置。
本发明的另一目的在于提供一种不仅提供用于稳定地供应旋转体与固定体间的电源的手段,而且能够在旋转体与固定体间提供数据通信环境的无触点电力供应及数据通信装置以及具备利用其的旋转驱动单元的系统或应用装置。
技术方案
旨在解决所述技术课题的本发明一个方面的无触点电力供应及数据通信装置的特征在于,借助于马达而旋转的旋转部及与所述旋转部隔开既定距离而固定并接受供应外部电力进行运转的固定部构成一对,将供应给所述固定部的电力以磁感应方式引导至所述旋转部而供应电力,通过安装于所述旋转部的第一光通信模块和固定于所述固定部的第二光通信模块,以无线方式收发信号或数据。
在一个实施例中,无触点电力供应及数据通信装置的特征在于,所述固定部和所述旋转部分别具备中空部,具备一个端面彼此相向的一对铁氧体,其中,所述第一及第二光通信模块通过所述中空部收发无线信号或数据。
旨在解决所述技术课题的本发明另一方面的无触点电力供应及数据通信装置包括:机械机构部,所述机械机构部由借助于马达而旋转的旋转部及与所述旋转部相向隔开配置的固定部构成一对;第一印刷电路板,所述第一印刷电路板配置于所述旋转部;第一铁氧体磁芯,所述第一铁氧体磁芯在所述第一印刷电路板上配置于所述旋转部的一面中央部;第一线圈,所述第一线圈与所述第一铁氧体磁芯的一个端面平行地缠绕于所述第一铁氧体磁芯,所述第一线圈两端部连接于所述第一印刷电路板的电源输入端子;第一光通信单元,所述第一光通信单元配置于所述第一印刷电路板上,露出于所述第一铁氧体磁芯的中空部;第二印刷电路板,所述第二印刷电路板配置于所述固定部,接受供应外部电力;第二铁氧体磁芯,所述第二铁氧体磁芯在所述第二印刷电路板上与所述第一铁氧体磁芯相向配置;第二线圈,所述第二线圈同与所述第一铁氧体磁芯的一个端面相向的所述第二铁氧体磁芯的一个端面平行地缠绕于所述第二铁氧体磁芯,所述第二线圈两端部连接于所述第二印刷电路板的电源输出端子;及第二光通信单元,所述第二光通信单元露出于所述第一铁氧体磁芯的中空部和以直线管中空部形态延长配置的所述第二铁氧体磁芯的中空部,配置于所述第二印刷电路板上。
在一个实施例中,无触点电力供应及数据通信装置可以还包括:第一绕线架(coilformer),所述第一绕线架(coil former)配置于所述第一铁氧体磁芯与所述第一线圈之间;及第二绕线架,所述第二绕线架配置于所述第二铁氧体磁芯与所述第二线圈之间。
旨在解决所述技术课题的本发明又一方面的无触点电力供应及数据通信装置的特征在于,借助于马达而旋转的旋转部及与所述旋转部隔开既定距离而固定并接受供应外部电力进行运转的固定部构成一对,所述旋转部和所述固定部分别由中空环形态的形成有内部贯通孔的铁氧体磁芯(Ferrite Core)、将所述铁氧体磁芯固定于中央并执行控制功能的控制基板以及位于所述控制基板的中心部的光通信模块构成,对供应给所述固定部的电力进行电磁感应而向所述旋转部供应电力,所述旋转部与所述固定部执行基于所述光通信模块的数据通信。
在一个实施例中,所述旋转部与所述固定部可以分别具备插入配备于所述铁氧体磁芯(Ferrite Core)内侧环空间的绕线架(coil former)及缠绕到所述绕线架(coilformer)外侧的线圈(Coil)。
在一个实施例中,所述旋转部的光通信模块与所述固定部的光通信模块可以通过在所述旋转部铁氧体磁芯形成的贯通孔及在所述固定部铁氧体磁芯形成的贯通孔的中心部,双向执行数据通信。
在一个实施例中,所述旋转部的光通信模块及所述固定部的光通信模块可以由收发光信号的红外线(IR)传感器构成。
旨在解决所述技术课题的本发明又一方面的具备旋转驱动单元的系统包括:前述实施例中某一者的无触点电力供应及数据通信装置;及结合于所述无触点电力供应及数据通信装置的旋转部的旋转驱动单元。
所述系统可以为激光测距仪或激光雷达(LiDAR:light detection andranging)。
发明效果
在使用前述无触点电力供应及数据通信装置以及具备利用其的旋转驱动单元的系统或应用装置的情况下,具有能够以更单纯的构成向旋转的旋转体供应电力的效果,具有在多样结构也适合加装,且容易与各种电气装置实现电气结合的优点。
另外,根据本发明,将光通信元件配备于在铁氧体磁芯形成的贯通孔的中心部,具有使得能够无障碍地进行无线光通信的效果。
附图说明
图1是本发明一个实施例的无触点电力供应及数据通信装置的概略性主视图。
图2是图1的装置的A-A线的横剖面图。
图3是图1的装置的分解立体图。
图4是显示具备利用图1装置的旋转驱动单元的系统的外观的示例图。
图5是图4系统可以采用的激光雷达(LiDAR:light detection and ranging)的主要构成部的主视图。
图6是图5的激光雷达的左视图。
图7是图5的激光雷达的L-L线的横剖面图。
图8是图5的激光雷达的分解立体图。
图9是显示利用本发明又一实施例的具备利用无触点电力供应及数据通信装置的旋转驱动单元的系统的外观的示例图。
具体实施方式
本说明书及权利要求书中使用的术语或词语,不得限定为通常的或词典的意义进行解释,应立足于“发明人为了以最佳方法说明其自身的发明而可以适当地定义术语的概念”的原则,只解释为符合本发明的技术思想的意义和概念。
因此,本说明书中记载的实施例和附图中图示的构成,只不过是本发明最优选的一个实施例,并非全部代表本发明的技术思想,因此应理解为,在本发明的申请时间点上,会存在可以取代他们的多样均等物和变形例。
下面参照附图,详细说明本发明的优选实施例。
图1是本发明一个实施例的无触点电力供应及数据通信装置的概略性主视图。图2是图1的装置的横剖面图。而且,图3是图1的装置的分解立体图。
如果参照图1至图3,本实施例的无触点电力供应及数据通信装置100具备由旋转部及固定部构成的机械机构部,具备配置于旋转部的第一印刷电路板11、第一铁氧体磁芯12、第一线圈13、第一绕线架(coil former)14及第一光通信单元16,具备配置于固定部的第二印刷电路板21、第二铁氧体磁芯22、第二线圈23、第二绕线架24及第二光通信单元26。旋转部包括借助于马达等旋转驱动单元而旋转的激光收发模块的外壳的一端部31,在所述一端部31,由第一印刷电路板11、第一铁氧体磁芯12、第一线圈13、第一绕线架(coilformer)14及第一光通信单元16构成的受电及通信单元可以被弹性体32支撑固定。
受电及通信单元可以在激光收发模块旋转时,与由第一印刷电路板11、第一铁氧体磁芯12、第一线圈13、第一绕线架(coil former)14及第一光通信单元16构成的送电及通信单元保持对齐状态。
前述激光收发模块可以一体具备至少2个相向配置或4个以上以对称型或辐射型配置的多个激光发射单元和在所述多个激光发射单元的一侧成对配置的多个激光接收单元。激光收发模块的另一端部直接或间接连接于马达的驱动轴,由此,激光收发模块可以随着马达的旋转轴的旋转而旋转,根据对马达的旋转速度的控制,可以控制其旋转速度。
在前述构成中,机械机构部的旋转部是指借助于马达等旋转驱动单元而旋转的部分,固定部是指与旋转部相向且隔开配置的部分。第一印刷电路板11配置于旋转部,第二印刷电路板21配置于固定部,以接受要传输给旋转部的外部电力的供应的方式设置。
第一铁氧体磁芯12使流经第一线圈13的有效的电力信号良好通过,切断高频成分等的无效电力信号。与此类似,第二铁氧体磁芯22使流经第二线圈23的有效的电力信号良好通过,切断高频成分等的无效电力信号。
前述第一铁氧体磁芯12在第一印刷电路板11上配置于旋转部的一面中央部。第一铁氧体磁芯12可以具备具有中空部12a的鼓形态,其虚拟的旋转轴的延长方向可以横穿旋转部的一面中央部配置,位于马达或旋转驱动单元的旋转轴上。中空部可以与内部贯通孔对应。
另外,第二铁氧体磁芯22配置于第二印刷电路板21的一面上。第二铁氧体磁芯22在第二印刷电路板21上与第一铁氧体磁芯12相向地配置。第二铁氧体磁芯22可以具备具有中空部22a的鼓形态,其虚拟的旋转轴的延长方向可以横穿第二铁氧体磁芯22的中空部的中心部,与第一铁氧体磁芯12的旋转轴相连,呈一条直线形态排列于马达或旋转驱动单元的旋转轴。
另外,第二铁氧体磁芯22可以具有具备罩22b的结构,所述罩22b从与第二印刷电路板21相向的一端部向中心轴的放射状方向延长既定长度,与第二铁氧体磁芯22的本体外表面隔开既定间隔,以双重管形态覆盖本体外表面。与之类似,第一铁氧体磁芯12可以具有具备罩的结构,所述罩从与第一印刷电路板11相向的另一端部向中心轴的放射状方向延长既定长度,与第一铁氧体磁芯12的本体外表面隔开既定间隔,以双重管形态覆盖本体外表面。
第一线圈13与第一铁氧体磁芯12的一端面平行地缠绕于第一铁氧体磁芯12的外周面,其两端部连接于第一印刷电路板11的电源输入端子侧。与之类似,第二线圈23与面向第一铁氧体磁芯12的一端面的第二铁氧体磁芯22的一端面平行地缠绕于第二铁氧体磁芯22的外周面上,其两端部连接于第二印刷电路板21的电源输出端子。
第二线圈23与第一线圈13按记载的顺序可以指发射线圈及接收线圈,可以根据磁感应方式运转而使得从第二线圈23向第一线圈13无线传输电力。无线电力可以为数瓦W。可以根据第一线圈13与第二线圈23的绕线量和第一及第二铁氧体磁芯12、22间的隔开距离,决定电磁感应量或无线电力传输能量。如果提高绕线量或降低隔开距离,则可以提高电力传输率,提升收率。
第一绕线架(coil former)14配置于第一铁氧体磁芯12与第一线圈13之间,第二绕线架24配置于第二铁氧体磁芯22与第二线圈之间。第一绕线架14及第二绕线架24可以形成能够将线圈缠绕于各铁氧体磁芯的外周面的凹陷部等凹凸部。
第二铁氧体磁芯22可以插入于第二绕线架24的中空部24a,与之类似,第一铁氧体磁芯12可以插入于第一绕线架14的中空部。
第一光通信单元16配置于第一印刷电路板11上,露出于第一铁氧体磁芯12的中空部。第二光通信单元26配置于第二印刷电路板21上,使得第二光通信单元26露出于与第一铁氧体磁芯12的中空部以直线管中空部形态延长配置的第二铁氧体磁芯22的中空部。
前述第一印刷电路板11和第二印刷电路板21支持双向通信,在用于激光雷达(LiDAR)时,可以借助于搭载的信号处理模块或控制模块,实现控制激光发射单元(参照图5的51)和激光接收单元(参照图5的52)。为了前述构成,第一印刷电路板11和第二印刷电路板21可以分别搭载红外线光通信元件作为第一及第二光通信模块。
如前所述,本实施例的无触点电力供应及数据通信装置100可以借助于从固定部向旋转部引导的电流而向旋转部侧的旋转驱动单元提供电力,或向旋转部侧的激光器等驱动装置供应电力,在具备固定部和旋转部的同一机械机构部中,可以通过利用了铁氧体磁芯贯通孔的中心部的第一及第二光通信模块,以无触点方式或无线方式无障碍地执行光通信。
进一步而言,本实施例的无触点电力供应及数据通信装置100不仅向旋转体供应电力,作为用于支持双向数据通信的装置,如图所示,借助于马达而旋转的旋转部和与所述旋转部分离并固定配置的固定部构成一对。
固定部可以与旋转部隔开既定间隔配置,可以包括接受外部电力供应的装置。所述的既定间隔意味着可实现磁感应的近距离。旋转部和固定部,可以由形成有内部贯通孔的中空环形态的铁氧体磁芯(Ferrite Core)、将所述铁氧体磁芯固定于中央并执行控制功能的控制基板以及位于控制基板的中心部的光通信模块分别构成。控制基板可以称为控制模块或印刷电路板。
具体而言,控制基板可以在印刷电路板(printed circuit board:PCB)上加装多个电子部件或电路元件,利用配线将他们连接,从而能够实现执行电源供应、数据通信、控制电路等的预先设置动作。
铁氧体磁芯以分别具备在内侧环空间插入配备的绕线架及向该绕线架外侧缠绕的线圈的结构形成。而且,铁氧体磁芯可以以圆筒在控制基板上的中央沿垂直方向固定的形态安装。
其中,所谓铁氧体磁芯,作为以铁氧体形成的磁芯,是利用导磁率高、导电性低的特性而用作变压器或感应器的芯等的强磁性元件。在本实施例中,使用的铁氧体磁芯为以在内侧形成有诸如中空孔或贯通孔的空间的环结构的圆筒形,且在内部被缠绕的线圈能够插入于内侧环空间的方式形成的铁氧体磁芯。
在本实施例中,出于说明的便利,可以将铁氧体磁芯区分称为旋转部铁氧体磁芯与固定部铁氧体磁芯。另外,可以将控制基板区分称为旋转部控制基板与固定部控制基板,光通信模块也可以分别区分称为旋转部光通信模块与固定部光通信模块。
即,旋转部铁氧体磁芯与固定部铁氧体磁芯具有相互对称的结构。因此,电磁感应量的性能会被线圈绕线量及旋转部铁氧体磁芯与固定部铁氧体磁芯的隔开距离所左右。作为一个示例,缠绕于线圈的绕线量越增加,隔开距离越接近,则根据电磁感应的收率就可以提高。
另外,在本实施例中,可以借助位于控制基板的中心部的光通信模块来双向执行数据通信。旋转部光通信模块与固定部光通信模块可以通过在旋转部铁氧体磁芯形成的贯通孔及在固定部铁氧体磁芯形成的贯通孔的中心部来执行光传输,可以借助于通过旋转部控制基板及固定部控制基板的信号处理流程,控制旋转部的附加装置或与固定部的附加装置相互联动。旋转部光通信模块及固定部光通信模块可以由收发光信号的红外线(IR)传感器构成。
图4是显示具备利用图1装置的旋转驱动单元的系统的外观的示例图。图5是图4系统可以采用的激光雷达(LiDAR:light detection and ranging)的主要构成部的主视图。图6是图5的激光雷达的左视图。图7是图5激光雷达的L-L线的横剖面图。图8是图5激光雷达的分解立体图。
如果参照图4至图8,根据本实施例的激光雷达装置200作为具备旋转驱动单元的系统的一种,具备无触点电力供应及数据通信装置100、激光收发模块50及旋转驱动单元60。激光雷达装置200可以通过在圆筒形状的外壳一面形成的激光透过窗201来送出激光,接收从外部物体等反射回来的激光。
无触点电力供应及数据通信装置100可以具备接入外部电力的电源连接器41和用于与外部网络连接的通信连接器42,根据情况,可以选择性地或追加地具备电源与通信兼用的统合连接器41a。电源连接器41、统合连接器41a及通信连接器42可以贴装于第二印刷电路板21。
根据本实施例的激光雷达装置200具备借助于马达而旋转并发射、接收激光的激光收发模块50。激光收发模块50可以在一端部借助于螺栓及螺母等紧固方式58而与无触点电力供应及数据通信装置100结合。
激光收发模块50可以简单地称为激光模块。激光模块可以具备多个激光发射单元51a、51b和多个激光接收单元52a、52b。
在多个激光发射单元51a、51b为2个时,可以从与旋转轴垂直交叉的既定方向朝向彼此相反方向地配置,在为3个以上时,可以分别朝向与旋转轴垂直交叉的放射状方向地均等排列。多个激光接收单元52a、52b可以与各激光发射单元邻接配置,以便与多个激光发射单元51a、51b构成一对。
另外,激光雷达装置200为了向激光模块供应电源而应用了前述无触点电力供应及数据通信装置100,旋转的激光模块通过旋转部控制基板、在旋转部控制基板上配置形成有内部贯通孔的旋转部铁氧体磁芯,在铁氧体磁芯内侧环空间配备绕线架,采取可供线圈缠绕的结构。
与此相对称地,与激光模块隔开既定距离配置的固定部控制基板可以具备固定部铁氧体磁芯、绕线架及缠绕于该绕线架的线圈。
旋转驱动单元60可以包括马达。在本实施例中,旋转驱动单元60可以借助于螺栓及螺母等紧固方式而结合于激光模块的另一端部,向激光模块提供旋转力,使激光模块旋转。其中,结合于激光模块一端部的无触点电力供应及数据通信装置100的旋转部可以随激光模块的旋转而一同旋转。
通过前述构成,激光雷达装置200可以对供应给固定部的电力进行电磁感应,向旋转部供应电力,借助于旋转部感应的电流,供应激光模块发射及接收动作所需的电力,或向旋转部控制基板或马达供应电力,另外,可以传递旋转部控制基板的控制功能所需的信号及数据,或传递用于控制马达运转的控制信号。
另外,在供激光模块结合的旋转部控制基板或固定部控制基板上可以配备有光通信模块,通过在旋转部铁氧体磁芯形成的贯通孔及在固定部铁氧体磁芯形成的贯通孔的中心部,无障碍地执行光通信。
因此,激光雷达装置200可以将从固定部感应的电流供应给旋转部的激光模块,在执行激光的发射及接收的同时,支持旋转部控制基板与固定部控制基板间的双向通信,可以使得旋转部控制基板通过信号处理来控制激光模块的发射及接收。
正如以上所作的考查,本实施例的激光雷达装置200搭载的无触点电力供应及数据通信装置100将供应给固定部的电力以磁感应方式供应给旋转部,可以有效适用于旋转部与固定部能够借助于光通信模块而收发信号及数据的多样结构的装置、应用装置或系统。
另一方面,在前述实施例中,已经充分了解了具备旋转驱动单元的激光雷达装置200的工作原理,因而省略对此的详细说明。不过,激光雷达装置200还可以具备镜子,其中,镜子可以实现借助于旋转驱动单元而移动并反射激光发射单元的激光,或反射激光接收单元的激光。此时,旋转驱动单元借助由无触点电源供应及数据通信装置供应的电力运转而可以使镜子的反射角度发生变化。另外,旋转驱动单元的运转可以根据通过无触点电源供应及数据通信装置接收的控制信号进行控制。
图9是显示本发明又一实施例的具备利用无触点电力供应及数据通信装置的旋转驱动单元的系统的外观的示例图。
如果参照图9,本实施例的具备旋转驱动单元的系统200a作为激光测距仪,具备上面参照图1至图3说明的无触点电源供应及数据通信装置、激光发射器、激光接收器及旋转驱动单元。
另外,系统200a具备镜子,镜子可以实现反射激光发射器的激光或反射激光接收器的激光。其中,旋转驱动单元借助由无触点电源供应及数据通信装置供应的电力运转而可以使镜子的反射角度发生变化。另外,旋转驱动单元的运转可以根据通过无触点电源供应及数据通信装置接收的控制信号进行控制。
如上所述,如果使用本实施例的利用无触点电力供应及数据通信装置的激光测距仪,则可以以单一模块形态的无触点电力供应及数据通信装置,实现控制镜子移动所需的马达的运转控制和电源供应。具有可以减小激光测距仪的体积和重量、简化构成、容易制造、提高耐久性和可靠性的优点。
以上说明了本发明的实施例,但此外当然也可以有多样的变形应用。只要是本发明技术领域的普通技术人员便可以理解,在不超出下述权利要求书记载的本发明思想及领域的范围内,可以修订及变更为多样形态。

Claims (7)

1.一种无触点电力供应及数据通信装置,其特征在于,
借助于马达而旋转的旋转部及与所述旋转部隔开既定距离并接受外部电力的供应而在固定状态下运转的固定部构成一对而形成,
其中,将供应给所述固定部的电力以磁感应方式引导至所述旋转部而供应电力,
通过安装于所述旋转部的第一光通信模块和固定于所述固定部的第二光通信模块,以无线方式收发信号或数据。
2.根据权利要求1所述的无触点电力供应及数据通信装置,其特征在于,
所述固定部和所述旋转部分别具备中空部,具备一端面彼此相向的一对铁氧体,所述第一及第二光通信模块通过所述中空部收发无线信号或数据。
3.一种无触点电力供应及数据通信装置,包括:
机械机构部,所述机械机构部由借助于马达而旋转的旋转部及与所述旋转部相向并隔开配置的固定部构成一对而形成;
第一印刷电路板,所述第一印刷电路板配置于所述旋转部;
第一铁氧体磁芯,所述第一铁氧体磁芯在所述第一印刷电路板上配置于所述旋转部的一面中央部;
第一线圈,所述第一线圈与所述第一铁氧体磁芯的一端面平行地缠绕于所述第一铁氧体磁芯,所述第一线圈两端部连接于所述第一印刷电路板的电源输入端子;
第一光通信单元,所述第一光通信单元配置于所述第一印刷电路板上,露出于所述第一铁氧体磁芯的中空部;
第二印刷电路板,所述第二印刷电路板配置于所述固定部,接受外部电力的供应;
第二铁氧体磁芯,所述第二铁氧体磁芯在所述第二印刷电路板上与所述第一铁氧体磁芯相向配置;
第二线圈,所述第二线圈与面向所述第一铁氧体磁芯的一端面的所述第二铁氧体磁芯的一端面平行地缠绕于所述第二铁氧体磁芯,所述第二线圈两端部连接于所述第二印刷电路板的电源输出端子;及
第二光通信单元,所述第二光通信单元露出于与所述第一铁氧体磁芯的中空部以直线管中空部形态延长配置的所述第二铁氧体磁芯的中空部,并配置于所述第二印刷电路板上。
4.根据权利要求3所述的无触点电力供应及数据通信装置,其中,还包括:
第一绕线架,所述第一绕线架配置于所述第一铁氧体磁芯与所述第一线圈之间;及
第二绕线架,所述第二绕线架配置于所述第二铁氧体磁芯与所述第二线圈之间。
5.根据权利要求3所述的无触点电力供应及数据通信装置,其中,
所述第一光通信模块及所述第二光通信模块包括收发光信号的红外线传感器。
6.一种系统,包括:
权利要求1或权利要求3所述的无触点电力供应及数据通信装置;及
结合于所述无触点电力供应及数据通信装置的旋转部的旋转驱动单元。
7.根据权利要求6所述的系统,其中,
所述系统为激光测距仪或激光雷达。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115516738A (zh) * 2020-05-11 2022-12-23 株式会社来德罗 无触点供电及数据通信装置和利用其的旋转驱动激光雷达系统
US20220317304A1 (en) * 2021-03-30 2022-10-06 Argo AI, LLC Closed-Loop Motor Control Using Unidirectional Data Feedback
WO2023126651A1 (en) * 2021-12-28 2023-07-06 Bosch Car Multimedia Portugal, S.A. Simultaneous wireless information and power transfer system for rotating sensors
WO2024020351A1 (en) * 2022-07-19 2024-01-25 CorePower Magnetics, Inc. Inductor for low and medium voltage application

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000092752A (ja) * 1998-09-11 2000-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非接触電源装置
JP3178159U (ja) * 2011-03-22 2012-09-06 巍世科技有限公司 レーザー測距装置の無接点電力伝送構造
JP2016139864A (ja) * 2015-01-26 2016-08-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 撮像装置
CN205608183U (zh) * 2015-08-13 2016-09-28 小米科技有限责任公司 激光测距设备及自主覆盖的清洁机器人
CN106597466A (zh) * 2016-12-22 2017-04-26 深圳市镭神智能系统有限公司 基于光通信的360度扫描的激光雷达
WO2017197877A1 (zh) * 2016-05-19 2017-11-23 上海思岚科技有限公司 一种激光扫描测距装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5637973A (en) * 1992-06-18 1997-06-10 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Noncontacting electric power transfer apparatus, noncontacting signal transfer apparatus, split-type mechanical apparatus employing these transfer apparatus and a control method for controlling same
KR101391298B1 (ko) * 2012-08-21 2014-05-07 한국생산기술연구원 3차원 레이저 스캐닝 시스템
JP2016051947A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 哲郎 小嶋 回転型回線器
KR20160104950A (ko) * 2015-02-27 2016-09-06 삼성전자주식회사 입력 장치, 이를 구비한 전자 장치 및 그 제어 방법
KR101671352B1 (ko) 2015-05-13 2016-11-16 (주) 슬립링코리아 광신호 전달수단이 구비된 3축 슬립링
WO2018125709A1 (en) * 2016-12-30 2018-07-05 Panosense, Inc. Interface for transferring power and data between a non-rotating body and a rotating body

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000092752A (ja) * 1998-09-11 2000-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非接触電源装置
JP3178159U (ja) * 2011-03-22 2012-09-06 巍世科技有限公司 レーザー測距装置の無接点電力伝送構造
JP2016139864A (ja) * 2015-01-26 2016-08-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 撮像装置
CN205608183U (zh) * 2015-08-13 2016-09-28 小米科技有限责任公司 激光测距设备及自主覆盖的清洁机器人
WO2017197877A1 (zh) * 2016-05-19 2017-11-23 上海思岚科技有限公司 一种激光扫描测距装置
CN106597466A (zh) * 2016-12-22 2017-04-26 深圳市镭神智能系统有限公司 基于光通信的360度扫描的激光雷达
WO2018113162A1 (zh) * 2016-12-22 2018-06-28 深圳市镭神智能系统有限公司 基于光通信的激光雷达

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