CN115083724B - 一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈，它包括：对称设置、铰接安装在外壳的磁场聚焦区两侧的旋转框架；设置在旋转框架的支撑框架上的第一线圈和第二线圈；所述的第一线圈和第二线圈形状相同，且第一线圈和第二线圈内至少包括一个圆弧形支臂；第一线圈和第二线圈之间在磁场聚焦区内相互抵靠设置，旋转第一线圈和第二线圈的位置改变位于磁场聚焦部的支臂，可以改变磁场聚焦部处的磁场分布范围。本设计采用直线支臂和圆弧支臂相切相邻的设计方案可以保证在不改变线圈的形状的前提下完成对线圈发生磁场的改变，同时这种设计可以保证在改变角度和位置时不会影响线圈和线缆的使用。

Description

一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈

技术领域

本发明属于电磁线圈技术领域，具体涉及一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈。

背景技术

8字型线圈由于其具有一定的磁场聚焦性质，在医疗行业被广泛的应用，尤其是在经颅磁产品上，8字线圈已经成为其标配的部件。但是现有的8字型线圈多是采用两个圆形线圈进行组合的，线圈为不可调节的状态，仅仅可以通过调节流经线圈的电流参数进行磁场调节。

由于8字线圈的磁场分布状态和线圈的形式具有一定关系，特别是磁场分布范围，固定的磁场线圈代表着其产生的磁场的分布范围也是固定，无法进行调节。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈，它利用特殊设计的线圈结构实现磁场分布可调。

一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈,包括对称设置、铰接安装在外壳的磁场聚焦区两侧的旋转框架；设置在旋转框架的支撑框架上的第一线圈和第二线圈；所述的第一线圈和第二线圈形状相同，且第一线圈和第二线圈均至少包括一个圆弧形支臂；第一线圈和第二线圈之间在磁场聚焦区内相互抵靠设置，旋转第一线圈和第二线圈可以改变线圈位于磁场聚焦部的支臂，改变磁场聚焦部处的磁场分布范围。

进一步的，所述的第一线圈和第二线圈均还包括两个与圆弧形支臂相切设置且长度不同的第一直线支臂、第二直线支臂。

进一步的，所述的第一线圈和第二线圈的匝数相同，截面形状为矩形或三角形；所述的第一线圈和第二线圈的相邻侧面为竖直面。

进一步的，所述的第一线圈和第二线圈固定设置在支撑框架的外周表面，所述的支撑框架内部设有转轴，支撑框架经转轴固定安装在外壳的内部；所述的转轴与圆弧形支臂同轴设置。

进一步的，所述的转轴上还有齿轮， 所述的旋转框架的转轴的两端铰接安装在外壳上的铰接孔中，且两个转轴上的齿轮相互啮合设置；所述的转轴远离齿轮的一端伸出外壳设置，伸出外壳的一端端部设有用于适配扳手的调节装置。

进一步的，所述的铰接孔设置在外壳上的磁场聚焦区的左右两侧；两个铰接孔之间的距离与圆弧形支臂的直径长度相等；所述的磁场聚焦区的左右两侧的铰接孔相互对称设置。

进一步的，所述的旋转框架的转轴上还设有用于外部电缆和第一线圈、第二线圈的连接端子；所述的电缆经连接端子和第一线圈、第二线圈连接。

进一步的，所述的第一线圈和第二线圈为铜线绕制的线圈，且第一线圈和第二线圈的线圈匝数相同；所述的第一线圈、第二线圈在磁场聚焦区处的电流方向相同。

进一步的，所述的第一直线支臂的长度与圆弧形支臂的半径长度相等；所述的第二直线支臂的长度与圆弧形支臂的直径长度相等。所述的第一直线支臂、第二直线支臂的夹角为0-175度。

进一步的，所述的第一线圈和第二线圈还包括第三支臂； 所述的第三支臂与第一直线支臂、第二直线支臂相互连接设置，且相互连接处设有圆弧过渡。

本发明提供了一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈,它包括：对称设置、铰接安装在外壳的磁场聚焦区两侧的旋转框架；设置在旋转框架的支撑框架上的第一线圈和第二线圈；所述的第一线圈和第二线圈形状相同，且第一线圈和第二线圈均至少包括一个圆弧形支臂；第一线圈和第二线圈之间在磁场聚焦区内相互抵靠设置，旋转第一线圈和第二线圈可以改变线圈位于磁场聚焦部的支臂，改变磁场聚焦部处的磁场分布范围。本设计采用直线支臂和圆弧支臂相切相邻的设计方案可以保证在不改变线圈的形状的前提下完成对线圈发生磁场的改变，同时这种设计可以保证在改变角度和位置时不会影响线圈和线缆的使用。

附图说明

图1为本发明一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈的主视图；

图2为本发明一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈的A-A剖视图；

图3为本发明一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈的第一线圈的主视图；

图4为本发明一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈的第一线圈的B-B剖视图；

图5为本发明一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈的第一线圈的立体视图；

图6为本发明一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈的第一线圈与旋转框架的立体视图；

图7为本发明一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈的两线圈的圆弧形支臂相互抵靠的示意图；

图8为本发明一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈的两线圈的第二直线支臂相互抵靠的示意图；

图9为本发明一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈的两线圈的第一直线支臂相互抵靠的示意图；

图10为本发明一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈的两线圈的圆弧形支臂相互抵靠的立体图；

图11为本发明一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈的第一线圈和第二线圈相对坐标示意图；

图12为本发明一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈的X轴方向磁场强度分布图；

图13为本发明一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈的Y轴方向磁场强度分布图。

具体实施方式

实施例：

请参见附图1-13，一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈,它包括第一线圈1和第二线圈2、旋转框架3、外壳4；

所述的第一线圈1和第二线圈2为铜线绕制的线圈，且第一线圈1和第二线圈2的线圈匝数相同；

所述的第一线圈1和第二线圈2的形状相同，所述的第一线圈1和第二线圈2均包括圆弧形支臂61、第一直线支臂62、第二直线支臂63、第三支臂64；

所述的圆弧形支臂61呈半圆弧状，所述的第一直线支臂62、第二直线支臂63分别与圆弧形支臂61的两端相互连接设置，且第一直线支臂62、第二直线支臂63分别与圆弧形支臂61相切设置；

所述的第三支臂64与第一直线支臂62、第二直线支臂63相互连接设置，且相互连接处设有圆弧过渡；

所述的第一直线支臂62的长度与第二直线支臂63的长度不同；

所述的第一直线支臂62的长度与圆弧形支臂61的半径长度相等；

所述的第二直线支臂63的长度与圆弧形支臂61的直径长度相等；

所述的第一直线支臂62、第二直线支臂63的夹角为0-175度；

所述的第一线圈1和第二线圈2的匝数相同，截面形状为矩形或三角形；

所述的第一线圈1和第二线圈2的截面形状优选为三角形，且为等腰三角形；

所述的第一线圈1和第二线圈2的相邻侧面为竖直面，既第一线圈1和第二线圈2的外周侧面为竖直面，以确保两个线圈相互接触的两个表面有最大的接触面积；

所述的第一线圈1和第二线圈2的内部设有用于固定的旋转框架3；

所述的旋转框架3包括相互固定设置的转轴31和支撑框架32；

所述的支撑框架32与第一线圈1和第二线圈2的内部形状相互匹配设置，第一线圈1和第二线圈2缠绕设置在支撑框架32的外部表面上；

所述的转轴31固定设置在支撑框架32的内部；

所述的转轴31与圆弧形支臂61同轴设置；

所述的转轴31上还设有齿轮33，所述的齿轮33设置在转轴的一端；

所述的第一线圈1、第二线圈2、旋转框架3设置在外壳4的内部；

所述的外壳4呈矩形盒状；

所述的外壳4中部设有磁场聚焦区401；

所述的外壳4上的磁场聚焦区401的左右两侧设有铰接孔41，且两铰接孔41之间的距离与圆弧形支臂61的直径长度相等；

所述的磁场聚焦区401的左右两侧的铰接孔41相互对称设置；

所述的第一线圈1、第二线圈2、旋转框架3设置在外壳4的内部；

所述的旋转框架3的转轴31的两端铰接安装在铰接孔41上，且两个转轴31上的齿轮33相互啮合设置，第一线圈1、第二线圈2关于外壳4的中轴面对称设置；

所述的转轴31远离齿轮33的一端伸出外壳4设置；

所述的转轴31与铰接孔41之间设有密封装置；

所述的转轴31伸出外壳4的一端端部设有用于适配扳手的调节装置311；

所述的调节装置311可以是内六角扳手孔或其他形状；

所述的第一线圈1、第二线圈2相互抵靠设置，通过旋转转轴31可以调节第一线圈1、第二线圈2的两个圆弧形支臂61或两个第一直线支臂62或两个第二直线支臂63相互抵靠设置；

所述的第一线圈1、第二线圈2在磁场聚焦区401处的电流方向相同；

所述的转轴31的最大调节范围为-90°～90°且转轴位于0度时，第一线圈1、第二线圈2的两个圆弧形支臂61相互抵靠设置；转轴位于0-90度之间的一个角度时，第一线圈1、第二线圈2的两个第一直线支臂62相互抵靠设置；转轴位于-90～0度之间的一个角度时，第一线圈1、第二线圈2的两个第二直线支臂63相互抵靠设置；

所述的旋转框架3的转轴31上还设有用于外部电缆和第一线圈1、第二线圈2连接的端子312；

所述的电缆经连接端子312和第一线圈1、第二线圈2连接。

使用时，电缆经连接端子312和第一线圈1、第二线圈2连接为线圈提供电源，第一线圈1、第二线圈2形成8字线圈，利用扳手旋转转轴31，可以调节第一线圈1、第二线圈2的相对位置；当转轴位于0度时，第一线圈1、第二线圈2的两个圆弧形支臂61相互抵靠设置，形成两个圆形线圈相互组合的磁场，在第一线圈1、第二线圈2的相切点形成最大的磁场强度，磁场呈锥形尖峰状，磁场穿透性较好，具有较大的分布范围，磁场的分布情况如图12、13中的圆弧形支臂相邻的磁场分布曲线所示；当转轴位于0-90度之间的一个角度时，第一线圈1、第二线圈2的两个第一直线支臂62相互抵靠设置，此时在两个直线支臂处形成最大磁场强度，最大磁场强度的位置为直线状，磁场呈锥形片状，磁场穿透性较好，纵向分布范围较大，磁场的分布情况如图12、13中的第一直线支臂相邻的磁场分布曲线所示；当转轴位于-90～0度之间的一个角度时，第一线圈1、第二线圈2的两个第二直线支臂63相互抵靠设置；此时在两个直线支臂处形成最大磁场强度，最大磁场强度的位置为直线状，磁场呈锥形片状，磁场穿透性较好，由于第二直线支臂63的长度大于第一直线支臂62，所以此时的X轴方向分布范围较大，并且大于两个第一直线支臂62形成的磁场，磁场的分布情况如图12、13中的第二直线支臂相邻的磁场分布曲线所示。

使用时，旋转转轴31，可以调节第一线圈1、第二线圈2的相对位置；此时由于旋转轴上的齿轮33相互啮合设置，位于磁场聚焦区401两侧的第一线圈1、第二线圈2的旋转角度会保持相同的相对角度，旋转过程中旋转轴始终与圆弧形线圈保持同心设置，并保持两个线圈始终处于相互紧密抵靠状态，由于第一直线支臂62、第二直线支臂63分别与圆弧形支臂61相切设置，旋转线圈至一定角度便可以变换两个线圈相互抵靠的位置，当两个线圈的相互抵靠的位置由圆弧支臂切换到直线支臂相互抵靠时，线圈产生的组合磁场的分布发生变化，磁场聚焦位置由点变成线，增加了磁场的分布范围。由于线圈中起主要作用的线圈为第一直线支臂62、第二直线支臂63和圆弧形支臂61，第一直线支臂62、第二直线支臂63分别设置在圆弧形支臂61的两侧，将两个线圈分别旋转90-180的范围内即可完成线圈形态的切换，这就可以保证与线圈连接的电缆不会由于旋转或移动太大的距离造成线缆缠绕和折叠，影响使用。

本设计采用直线支臂和圆弧支臂相切相邻的设计方案可以保证在不改变线圈的形状的前提下完成对线圈发生磁场的改变，同时这种设计可以保证在改变角度和位置时不会影响线圈和线缆的使用。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈,其特征在于：包括对称设置、铰接安装在外壳的磁场聚焦区两侧的旋转框架；

设置在旋转框架的支撑框架上的第一线圈和第二线圈；所述的第一线圈和第二线圈形状相同，且第一线圈和第二线圈均至少包括一个圆弧形支臂；

第一线圈和第二线圈之间在磁场聚焦区内相互抵靠设置，旋转第一线圈和第二线圈可以改变线圈位于磁场聚焦部的支臂，改变磁场聚焦部处的磁场分布范围；所述的第一线圈和第二线圈均还包括两个与圆弧形支臂相切设置且长度不同的第一直线支臂、第二直线支臂；所述的第一线圈和第二线圈的匝数相同，截面形状为矩形或三角形；所述的第一线圈和第二线圈的相邻侧面为竖直面；所述的第一线圈和第二线圈固定设置在支撑框架的外周表面，所述的支撑框架内部设有转轴，支撑框架经转轴固定安装在外壳的内部；所述的转轴与圆弧形支臂同轴设置。

2.根据权利要求1所述的一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈,其特征在于：所述的转轴上还有齿轮，所述的旋转框架的转轴的两端铰接安装在外壳上的铰接孔中，且两个转轴上的齿轮相互啮合设置；所述的转轴远离齿轮的一端伸出外壳设置，伸出外壳的一端端部设有用于适配扳手的调节装置。

3.根据权利要求2所述的一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈,其特征在于：所述的铰接孔设置在外壳上的磁场聚焦区的左右两侧；两个铰接孔之间的距离与圆弧形支臂的直径长度相等；所述的磁场聚焦区的左右两侧的铰接孔相互对称设置。

4.根据权利要求3所述的一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈,其特征在于：所述的旋转框架的转轴上还设有用于外部电缆和第一线圈、第二线圈的连接端子；所述的电缆经连接端子和第一线圈、第二线圈连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈,其特征在于：所述的第一线圈和第二线圈为铜线绕制的线圈，且第一线圈和第二线圈的线圈匝数相同；所述的第一线圈、第二线圈在磁场聚焦区处的电流方向相同。

6.根据权利要求5所述的一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈,其特征在于：所述的第一直线支臂的长度与圆弧形支臂的半径长度相等；所述的第二直线支臂的长度与圆弧形支臂的直径长度相等；所述的第一直线支臂、第二直线支臂的夹角为0-175度。

7.根据权利要求6所述的一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈,其特征在于：所述的第一线圈和第二线圈还包括第三支臂；所述的第三支臂与第一直线支臂、第二直线支臂相互连接设置，且相互连接处设有圆弧过渡。

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