CN115148455A - 插接式柔性线圈及具有其的旋转轴监测装置 - Google Patents

Abstract

插接式柔性线圈及具有其的旋转轴监测装置，该插接式柔性线圈，包括电路板及插接头，所述电路板包括基板及间隔布设于所述基板上的多条排线，所述插接头用于使所述电路板首尾相连，每一所述排线上均形成有首端及尾端，当所述电路板通过所述插接头首尾相连时，第N条所述排线的尾端与第N+1条所述排线的首端相连，其中，N为小于所述排线总条数的正整数。该插接式柔性线圈能够较为容易地设置于旋转轴上，并能够提高电感品质因数。

Description

插接式柔性线圈及具有其的旋转轴监测装置

技术领域

本发明涉及检测电路技术领域，尤其是一种插接式柔性线圈及具有其的旋转轴监测装置。

背景技术

旋转部件是机械装置中常用的部件，例如电机的转轴、车轮的转轴、齿轮的转轴、可旋转的叶片等，为了更稳定的工作，需要得到旋转部件的健康状态(例如表面应力、温度、加速度)反馈给控制部件。

然而由于旋转部件在工作时一直处于旋转中，为了不对旋转部件的工作造成影响，监测装置的能量需要通过无线供电的方式进行传输，同时，监测的结果也需要通过无线传输的方式实时进行传送。为了满足上述的要求，这就需要在旋转部件上绕设线圈。然而，现有的线圈一般会采用利兹线或者漆包线现场缠绕，施工麻烦且圈数不易控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种插接式柔性线圈及具有其的旋转轴监测装置，该插接式柔性线圈能够较为容易地设置于旋转轴上，并能够提高电感品质因数。

本发明提供了一种插接式柔性线圈，包括电路板及插接头，所述电路板包括基板及间隔布设于所述基板上的多条排线，所述插接头用于使所述电路板首尾相连，每一所述排线上均形成有首端及尾端，当所述电路板通过所述插接头首尾相连时，第N条所述排线的尾端与第N+1条所述排线的首端相连，其中，N为小于所述排线总条数的正整数，在所述基板的两个表面上均设置有排线，在所述基板的两个表面上的排线两两对应，在所述基板上设置有贯穿所述基板的通孔，在所述基板的两个表面上对应的排线通过所述通孔电性相连。。

进一步地，多条所述排线相互平行，在第二条至第N条所述排线上，每一所述排线包括位于首端的第一直线部、位于尾端的第二直线部及连接于所述第一直线部与所述第二直线部之间的连接部，第一条所述排线包括所述连接部及所述第二直线部，最后一条所述排线包括所述第一直线部及所述连接部，在所述排线的首端，第N+1条所述排线向第N条所述排线所在方向偏移，以使第N+1条所述排线的第一直线部与第N条所述排线的第二直线部位于同一直线上。

进一步地，在每一所述排线上设置有用于与所述插接头电性连接的连接触点，多条所述排线的连接触点的位置相对应，每个所述连接触点均包括至少两个连接片，两个所述连接片均与所述排线相连。

进一步地，沿每一所述排线的长度方向间隔设置有多个所述连接触点。

进一步地，在所述基板的侧面上，设置有耳朵卡扣。

进一步地，在所述基板相对于每个所述连接触点所在的位置，均设置有所述耳朵卡扣。

进一步地，在所述基板上相对于每个连接触点处均形成有所述通孔。

进一步地，在所述排线上还设置有覆盖膜，所述排线封装于所述覆盖膜与所述基板之间。

进一步地，在所述基板的其中一个表面的排线上还覆盖有隔磁层。

本发明还提供了一种旋转轴监测装置，包括上述的插接式柔性线圈。

综上所述，本发明通过将排线间隔设置在电路板上，且当电路板通过插接头首尾相连时，第N条排线的尾端与第N+1条线路的首端相连。当需要将该插接式柔性线圈绕设于轴上时，可以先将电路板绕设在轴上，并通过插接头首尾相连，此时，由于第N条排线的尾端与第N+1条线路的首端相连，也即第一条排线的首端会与第二条排线的尾端相连，而第二条排线的尾端又会与第三条排线的首端相连，这样多条排线依次首尾相连，就可以在轴上形成一线圈，以便于完成在轴上线圈的绕设。与此同时，在基板两个表面上的两个排线通过通孔相连后，结合为了一个整体，组成了一个新的线路，当电流流过该线路时，电流能够同时流过基板两个表面上的排线，这能够避免线路的集肤效应，降低整个线圈的电阻，提高电感品质因数。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明实施例提供的插接式柔性线圈的结构示意图。

图2所示为图1中插接式柔性线圈的电路板的结构示意图。

图3所示为图2中A处的放大结构示意图。

图4所示为图2中B处的放大结构示意图。

图5所示为沿电路板的长度方向的截面结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，详细说明如下。

本发明提供了一种插接式柔性线圈及具有其的旋转轴监测装置，该插接式柔性线圈能够较为容易地设置于旋转轴上，并能够提高电感品质因数。

图1所示为本发明实施例提供的插接式柔性线圈的结构示意图，图2所示为图1中插接式柔性线圈的电路板的结构示意图，图3所示为图2中A处的放大结构示意图，图4所示为图2中B处的放大结构示意图，图5所示为沿电路板的长度方向的截面结构示意图。需要说明的是，图3及图4中的填充图案，仅是为了表示排线与基板之间的区别。如图1至图5所示，本发明提供的插接式柔性线圈包括电路板10及插接头20，电路板10包括基板11及间隔布设于基板11上的多条排线12。插接头20用于使电路板10的首尾相连。每一排线12均形成有首端及尾端(在本实施例中，图3中表示了各排线12首端的结构，而图4表示了各排线12尾端的结构)。当电路板10通过插接头20首尾相连时，第N条排线12的尾端与第N+1条排线12的首端相连，其中，N为小于排线12总条数的正整数。在基板11的两个表面上均设置有排线12，在基板11的两个表面上的排线12两两相对应(请参见图5)，也即，在基板11一个表面上的排线12，向另个表面的投影，与基板11另一个表面上的排线12重合。在基板11上设置有贯穿基板的通孔127，在基板11两个表面上对应的排线12通过通孔127电性相连。

在本实施例中，通过将排线12间隔设置在电路板10上，且当电路板10通过插接头20首尾相连时，第N条排线12的尾端与第N+1条线路的首端相连。当需要将该插接式柔性线圈绕设于轴上时，可以先将电路板10绕设在轴上，并通过插接头20首尾相连，此时，由于第N条排线12的尾端与第N+1条线路的首端相连，也即第一条排线12的尾端会与第二条排线12的首端相连，而第二条排线12的尾端又会与第三条排线12的首端相连，这样多条排线12依次首尾相连，就可以在轴上形成一线圈，完成在轴上线圈的绕设。进一步地，在基板11两个表面上的两个排线12通过通孔127相连后，结合为了一个整体，组成了一个新的线路，当电流流过该线路时，电流能够同时流过基板11两个表面上的排线12，这能够避免线路的集肤效应，降低整个线圈的电阻，提高电感品质因数。

进一步地，根据电感品质因数公式Q＝2πfL/R可知，电感品质因数Q与频率f、电感L及电阻R有关。而对于绕设的线圈来说，电感L会与绕设完成后线圈的总宽度及线圈的绕设直径有关。通过该结构的设置，可以事先在电路板10上设置好各条排线12之间的间距及排线12的总条数，以对第一条排线12至最后一条排线12之间的宽度进行限制，这就能够对线圈的总宽度进行控制；进一步地，通过对基板11厚度的控制，能够对线圈的绕设直径进行调整，这能够较好地提升电感品质因数。

进一步地，在本实施例中，多条排线12相互平行，在第二条至第N条排线12上，每一排线12包括位于首端的第一直线部121、位于尾端的第二直线部122及连接于第一直线部121与第二直线部122之间的连接部123，第一条排线12包括连接部123及第二直线部122，而最后一条排线12包括第一直线部121及连接部，在排线12的首端，第N+1条排线12会向第N条排线12所在方向偏移，以使第N+1条排线12的第一直线部121与第N条排线12的第二直线部122位于同一直线上，以便于多条排线12首尾相接，同时降低串联电阻，提高电感品质因数。

进一步地，在本实施例中，在每一排线12上还设置有用于与插接头20电性连接的连接触点124，多条排线12的连接触点124的位置相对应，每个连接触点124均包括至少两个连接片1241，两个连接片1241均与排线12相连。在进行连接时，插接头20上与每条排线12相对应的连接点(图未示)均与每条排线12上的两个连接片1241同时相连。通过在每个连接触点124上设置多个连接片1241，能够增大排线12与插接头20上连接点的接触面积，提升连接时的稳定性。

进一步地，沿每一排线12的长度方向间隔设置有多个连接触点124，通过每一排线12上多个连接触点124的设置，能够便于电路板10长度的调整，以适应不同轴径的轴。也即，当需要使得插接式柔性线圈适应较小轴径的轴时，可以将排线12末端多余的几个连接触点124剪掉，以露出符合轴径长度的连接触点124，并使该连接触点124与插接头20相连，即可完成线圈的绕设。

进一步地，在本实施例中，在基板11的侧面上，相对于每个连接触点124所在的位置，还设置有耳朵卡扣125，以便于与插接板进行插接。需要说明的是，在本实施例中，仅示出了耳朵卡扣125设置于基板11相对于排线的第二直线段122的一端上，而在其它实施例中，其可以设置于基板11相对于排线的第一直线段121的位置上。

进一步地，在本实施例中，在排线12的首端还设置有与供电装置、检测装置等外置设备连接的连接端子126。

优选地，在基板11上相对于每个连接触点124处均形成有通孔127，以保证在调整排线12的长度后，至少基板11上两个表面上对应的排线12的首端及尾端均能够通过通孔127电性相连。

进一步地，在本实施例中，在排线12上还设置有覆盖膜(图未示出)，排线12封装于覆盖膜与基板11之间。在覆盖膜远离排线12的一侧还设置有补强层(图未示出)。在补强层与覆盖膜之间、覆盖膜与排线12之间及排线12与基板11之间均可以通过粘结胶固定。

在本实施例中，基板11、覆盖膜及补强层均可以由PI等材质制成。排线12可以由Cu、Au或Ag等材质制成。

在本实施例中，上述的各膜层可以采用热压一体成型工艺制成，以减少空气间隔与分布电容。

进一步地，在本实施例中，在基板11的其中一个表面的排线12上还覆盖有隔磁层111，当该线圈绕设于轴上时，隔磁层111设置于排线12与轴之间，以降低轴对磁场的影响，提高电感品质因数。

综上所述，本发明通过将排线12间隔设置在电路板10上，且当电路板10通过插接头20首尾相连时，第N条排线12的尾端与第N+1条线路的首端相连。当需要将该插接式柔性线圈绕设于轴上时，可以先将电路板10绕设在轴上，并通过插接头20首尾相连，此时，由于第N条排线12的尾端与第N+1条线路的首端相连，也即第一条排线12的首端会与第二条排线12的尾端相连，而第二条排线12的尾端又会与第三条排线12的首端相连，这样多条排线12依次首尾相连，就可以在轴上形成一线圈，以便于完成在轴上线圈的绕设。与此同时，在基板11两个表面上的两个排线12通过通孔127相连后，结合为了一个整体，组成了一个新的线路，当电流流过该线路时，电流能够同时流过基板11两个表面上的排线12，这能够避免线路的集肤效应，降低整个线圈的电阻，提高电感品质因数。

本发明还提供了一种旋转轴监测装置，包括上述的插接式柔性线圈，关于该旋转轴监测装置的其它技术特征，请参见现有技术，在此不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种插接式柔性线圈，其特征在于：包括电路板及插接头，所述电路板包括基板及间隔布设于所述基板上的多条排线，所述插接头用于使所述电路板首尾相连，每一所述排线上均形成有首端及尾端，当所述电路板通过所述插接头首尾相连时，第N条所述排线的尾端与第N+1条所述排线的首端相连，其中，N为小于所述排线总条数的正整数，在所述基板的两个表面上均设置有排线，在所述基板的两个表面上的排线两两对应，在所述基板上设置有贯穿所述基板的通孔，在所述基板的两个表面上对应的排线通过所述通孔电性相连。

2.根据权利要求1所述的插接式柔性线圈，其特征在于：多条所述排线相互平行，在第二条至第N条所述排线上，每一所述排线包括位于首端的第一直线部、位于尾端的第二直线部及连接于所述第一直线部与所述第二直线部之间的连接部，第一条所述排线包括所述连接部及所述第二直线部，最后一条所述排线包括所述第一直线部及所述连接部，在所述排线的首端，第N+1条所述排线向第N条所述排线所在方向偏移，以使第N+1条所述排线的第一直线部与第N条所述排线的第二直线部位于同一直线上。

3.根据权利要求1所述的插接式柔性线圈，其特征在于：在每一所述排线上设置有用于与所述插接头电性连接的连接触点，多条所述排线的连接触点的位置相对应，每个所述连接触点均包括至少两个连接片，两个所述连接片均与所述排线相连。

4.根据权利要求3所述的插接式柔性线圈，其特征在于：沿每一所述排线的长度方向间隔设置有多个所述连接触点。

5.根据权利要求3所述的插接式柔性线圈，其特征在于：在所述基板的侧面上，设置有耳朵卡扣。

6.根据权利要求5所述的插接式柔性线圈，其特征在于：在所述基板相对于每个所述连接触点所在的位置，均设置有所述耳朵卡扣。

7.根据权利要求3所述的插接式柔性线圈，其特征在于：在所述基板上相对于每个连接触点处均形成有所述通孔。

8.根据权利要求1所述的插接式柔性线圈，其特征在于：在所述排线上还设置有覆盖膜，所述排线封装于所述覆盖膜与所述基板之间。

9.根据权利要求1所述的插接式柔性线圈，其特征在于：在所述基板的其中一个表面的排线上还覆盖有隔磁层。

10.一种旋转轴监测装置，其特征在于：包括权利要求1至9中任意一项所述的插接式柔性线圈。

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