CN117375259A - 一种用于电场耦合传能的发射电极设计 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及医疗器械的领域，尤其是涉及一种用于电场耦合传能的发射电极设计，包括发射电极，设置有两个或多个，两个或多个所述发射电极之间的耦合电容值可调整；绝缘材料，设置在两个或多个所述发射电极之间；固定壳，套设在所述发射电极与所述绝缘材料外部，用于保护所述发射电极与所述绝缘材料；轴心，所述发射电极与所述绝缘材料的一端均固定在所述轴心上，且所述发射电极与所述绝缘材料缠绕设置在所述轴心上；其中，所述绝缘材料与所述发射电极结合形成折叠部分，所述折叠部分环绕设置在所述轴心上。本申请具有对耦合电容进行实时调整的效果。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械的领域，尤其是涉及一种用于电场耦合传能的发射电极设计。
背景技术
电场耦合式无线电能传输技术，是一种以高频电场作为能量传输载体，并综合利用电力电子技术、电工理论和现代控制理论，实现无直接电气连接的电能传输技术。电场耦合式无线电能传输技术的优点在于，耦合机构简易轻薄，成本低，形状易变；在工作状态中，耦合机构的绝大部分电通量分布于电极之间，对周围环境的电磁干扰很小；当耦合机构中或周围存在金属导体时，所产生的涡流损耗甚小；可以跨越金属物体进行传能。且该技术应用于多个领域。当将该技术应用于植入人体的医疗器械中时，极板的面积较小，间距也可能由于患者姿势发生变化，因而谐振频率也会随之变化，需要实时进行调整。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在谐振频率难以调整的缺陷。
发明内容
为了对耦合电容进行实时调整，本申请提供一种用于电场耦合传能的发射电极设计。
本申请提供的一种用于电场耦合传能的发射电极设计，采用如下的技术方案：
一种用于电场耦合传能的发射电极设计，包括：
发射电极，设置有两个或多个，两个或多个所述发射电极之间的耦合电容值可调整；
绝缘材料，设置在两个或多个所述发射电极之间；
固定壳，套设在所述发射电极与所述绝缘材料外部，用于保护所述发射电极与所述绝缘材料；
轴心，所述发射电极与所述绝缘材料的一端均固定在所述轴心上，且所述发射电极与所述绝缘材料缠绕设置在所述轴心上；
其中，所述绝缘材料与所述发射电极结合形成折叠部分，所述折叠部分环绕设置在所述轴心上。
通过采用上述技术方案，通过设置轴心以用于改变电机的形态，从而增加发射电极之间的耦合电容，从而减小所需的补偿电感，通过改变缠绕在轴心上的折叠部分的环绕圈数，从而对耦合电容值进行实时调整，并通过调整耦合电容值达到稳定系统谐振频率的目的，可通过旋转轴心从而改变缠绕在轴心上的折叠部分的环绕圈数，从而实现对耦合电容进行实时调整。
优选的，所述轴心上设置有一个或多个固定槽，所述发射电极、所述绝缘材料的一端设置在所述一个或多个所述固定槽内，固定后的所述发射电极与所述绝缘材料依次缠绕在所述轴心上。
通过采用上述技术方案，发射电极的一端可以卡接在固定槽内，卡接后的发射电极缠绕在轴心上，绝缘材料的一端可以卡接在固定槽内，卡接后的绝缘材料缠绕在轴心上，当发射电极和绝缘材料缠绕在轴心上时均匀设置，在缠绕时，一层发射电极一层绝缘材料进行设置。
优选的，每两个所述固定槽为一组，所述轴心上设置有一组或多组固定槽，每组所述固定槽以所述轴心的中心为轴线对称设置，每组所述固定槽可用于固定所述绝缘材料和/或所述发射电极。
通过采用上述技术方案，为了使发射电极和绝缘材料在轴心上均匀布置，得到更稳定的耦合电容值。
优选的，所述固定槽设置有两组，两组所述固定槽对称设置，两组固定槽分别用于固定所述绝缘材料和/或所述发射电极；固定后的所述绝缘材料与所述发射电极依次缠绕在所述轴心上。
通过采用上述技术方案，将两组固定槽对称设置可以将发射电极和绝缘材料依次分层均匀布置，从而得到更稳定的耦合电容值。
优选的，所述轴心为圆柱形轴心，每组所述固定槽均设置在所述轴心的直径上；两组所述固定槽所在的轴心的直径互相垂直。
通过采用上述技术方案，圆柱形轴心便于转动，当转动轴心时，可以调整发射电极以及绝缘材料的层数，进而对谐振频率进行调整，从而对耦合电容值进行调整。
优选的，所述轴心设置有多层，多层所述轴心之间可拆卸连接。
通过采用上述技术方案，通过设置轴心的层数改变轴心的大小，进而控制耦合电容值的调整范围。
优选的，每层所述轴心靠近所述轴心的中心处的一面均开设有安装槽，每层所述轴心远离所述轴心的中心处的一面均设置有安装槽契合的安装块。
通过采用上述技术方案，安装槽与安装块配合使用，将多层轴心互相固定，从而对轴心大小进行调整。
优选的，所述轴心外部贴合设置有一层绝缘材料，所述固定槽的槽壁上贴合设置有一层绝缘材料。
通过采用上述技术方案，轴心外部和固定槽的槽壁上均设置一层绝缘材料，之后将发射电极设置在绝缘材料外部，然后依次均匀按层设置绝缘电极和绝缘材料。
优选的，所述折叠部分与所述固定壳之间设置有固定件，所述固定件贴合所述折叠部分设置。
通过采用上述技术方案，固定件用于固定环绕在轴心上的绝缘材料和发射电极，使得折叠部分不轻易从轴心上散开。
优选的，所述固定件设置有一个或多个，所述固定件与所述固定壳之间通过弹性件连接。
通过采用上述技术方案，固定件通过弹性件连接，则固定件根据绝缘材料和发射电极在轴心上的层数的改变而调整，使得固定件可以实时贴合设置在折叠部分上。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过设置轴心以用于改变电机的形态，从而增加发射电极之间的耦合电容，从而减小所需的补偿电感，通过改变缠绕在轴心上的折叠部分的环绕圈数，从而对耦合电容值进行实时调整，并通过调整耦合电容值达到稳定系统谐振频率的目的，可通过旋转轴心从而改变缠绕在轴心上的折叠部分的环绕圈数，从而实现对耦合电容进行实时调整。
2.发射电极的一端可以卡接在固定槽内，卡接后的发射电极缠绕在轴心上，绝缘材料的一端可以卡接在固定槽内，卡接后的绝缘材料缠绕在轴心上，当发射电极和绝缘材料缠绕在轴心上时均匀设置，在缠绕时，一层发射电极一层绝缘材料进行设置。
3.安装槽与安装块配合使用，将多层轴心互相固定，从而对轴心大小进行调整。
附图说明
图1是本申请实施例中一种用于电场耦合传能的发射电极设计的结构示意图；
图2是本申请另一实施例的结构示意图。
附图标记说明：1、轴心；11、固定槽；12、安装槽；13、安装块；2、绝缘材料；3、发射电极；4、固定壳；41、调整口；5、折叠部分；6、固定件；61、弹性件。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开了一种用于电场耦合传能的发射电极3设计。参照图1和图2，用于电场耦合传能的发射电极3设计包括轴心1、缠绕设置在轴心1上的绝缘材料2、与绝缘材料2搭配设置的发射电极3，以及套设在发射电极3和绝缘材料2外部的固定壳4。固定壳4为柱体，在一可选的实施例中，固定壳4为圆柱形外壳，在一可选的实施例中，固定壳4为矩形柱外壳；在一优选的实施例中，固定壳4上对称开设有两个调整口41，两个所述调整口41用于穿设发射电极3和绝缘材料2。在一可选的实施例中，固定壳4的轴心1处设置有转轴，固定壳4可通过转轴进行转动。
参照图1和图2，绝缘材料2与发射电极3结合形成折叠部分5，折叠部分5环绕设置在轴心1上。发射电极3与绝缘材料2均为方形体，发射电极3的宽度小于或等于绝缘材料2，在一可选的实施例中，发射电极3与绝缘材料2的宽度相同，此时，在将绝缘材料2和发射电极3设置在轴心1时可以更为均匀，避免由于发射电极3与绝缘材料2的尺寸不同从而导致折叠部分5不均匀，当折叠部分5设置不均匀时，谐振频率也不稳定，从而使得耦合电容值不能被确定，难以达到良好的信号传输效果。
参照图1和图2，在一可选的实施例中，绝缘材料2的厚度小于发射电极3的厚度；在一可选的实施例中，绝缘材料2的厚度等于发射电极3的厚度；在一可选的实施例中，绝缘材料2的厚度大于发射电极3的厚度。当绝缘材料2的厚度小于发射电极3时，同样折叠层数的折叠部分5的耦合电容较小，此时需要多折叠几次增加耦合电容，但发射电极3的电场线更为密集。当绝缘材料2的厚度等于发射电极3时，耦合电容最为稳定，电场线最为均匀，且最便于对耦合电容进行调整。本实施例中以绝缘材料2的厚度与发射电极3的厚度相同进行说明。在一可选的实施例中，当绝缘材料2和发射电极3固定在轴心1上时，绝缘材料2的末端位于固定壳4内，发射电极3则通过调整口41伸出固定壳4外部。
参照图1和图2，轴心1设置在固定壳4内，且轴心1的轴线与固定壳4的轴线重合。在一可选的实施例中，轴心1与固定壳4可拆卸连接；在一可选的实施例中，轴心1与固定壳4固接。轴心1可为多种形状的柱体，在一优选的实施例中，轴心1为圆柱形柱体。轴心1上设置有一个或多个固定槽11，发射电极3、绝缘材料2的一端设置在一个或多个固定槽11内，固定后的发射电极3与绝缘材料2依次缠绕在轴心1上。当轴心1为圆柱体时，固定槽11沿轴心1的直径方向开设，固定槽11靠近轴心1的部分为固定槽11槽底，固定槽11槽底设置有容纳空间，安装在固定槽11内的绝缘材料2和/或发射电极3的一端上设置有可安装在容纳空间内的安装块13。
参照图1和图2，在一可选的实施例中，发射电极3的一端可通过容纳空间和安装块13配合使用卡接在固定槽11内，卡接后的发射电极3缠绕在轴心1上，绝缘材料2的一端可容纳空间和安装块13配合使用卡接在固定槽11内，卡接后的绝缘材料2缠绕在轴心1上，当发射电极3和绝缘材料2缠绕在轴心1上时均匀设置，在缠绕时，一层发射电极3一层绝缘材料2进行设置。可选的，每两个固定槽11为一组，轴心1上设置有一组或多组固定槽11，每组固定槽11以轴心1的中心为轴线对称设置，每组固定槽11可用于固定绝缘材料2和/或所述发射电极3。从而达到为了使发射电极3和绝缘材料2在轴心1上均匀布置，得到更稳定的耦合电容值的效果。
参照图1和图2，当固定槽11设置为一组时，两个相对设置的固定槽11分别用于固定发射电极3以及绝缘材料2；当固定槽11设置为多组时，此时固定槽11的数量为双数，此时一半的固定槽11用于固定发射电极3，一般的固定槽11用于固定绝缘材料2。在一可选的实施例中，发射电极3与绝缘材料2随机设置在不同的固定槽11内；在一可选的实施例中，发射电极3与绝缘材料2依次设置在不同的固定槽11内；在一可选的实施例中，发射电极3与绝缘材料2对称设置在多个固定槽11内。对于不同种设置绝缘材料2与发射电极3的设置方式，则可得到不同的耦合电容调整范围，适用于不同种的使用情况。
参照图1和图2，在一优选的实施例中，固定槽11设置有两组，两组固定槽11对称设置，两组固定槽11分别用于固定所述绝缘材料2和/或发射电极3；固定后的绝缘材料2与发射电极3依次缠绕在轴心1上；将两组固定槽11对称设置可以将发射电极3和绝缘材料2依次分层均匀布置，从而得到更稳定的耦合电容值。当固定槽11设置有两组时，在一可选的实施例中，一组固定槽11用于固定绝缘材料2，一组固定槽11用于固定发射电极3；在一可选的实施例中，每组固定槽11均分别设置绝缘材料2和发射电极3。当轴心1为圆柱形轴心1时，每组固定槽11均设置在轴心1的直径上，两组固定槽11所在的轴心1的直径互相垂直；圆柱形轴心1便于转动，当转动轴心1时，可以调整发射电极3以及绝缘材料2的层数，进而对谐振频率进行调整，从而对耦合电容值进行调整。
参照图1和图2，在一可选的实施例中，轴心1设置有多层，多层轴心1之间可拆卸连接，通过设置轴心1的层数改变轴心1的大小，进而控制耦合电容值的调整范围。每层轴心1靠近轴心1的中心处的一面均开设有安装槽12，每层轴心1远离轴心1的中心处的一面均设置有安装槽12契合的安装块13；安装槽12与安装块13配合使用，将多层轴心1互相固定，从而对轴心1大小进行调整。优选的，轴心1外部贴合设置有一层绝缘材料2，固定槽11的槽壁上贴合设置有一层绝缘材料2；轴心1外部和固定槽11的槽壁上均设置一层绝缘材料2，之后将发射电极3设置在绝缘材料2外部，然后依次均匀按层设置绝缘电极和绝缘材料2。
参照图1和图2，还包括固定件6，固定件6设置在折叠部分5与固定壳4之间，固定架贴合折叠部分5设置，固定件6用于固定环绕在轴心1上的绝缘材料2和发射电极3，使得折叠部分5不轻易从轴心1上散开。固定件6设置有一个或多个，固定件6与固定壳4之间通过弹性件61连接，固定件6通过弹性件61连接，则固定件6根据绝缘材料2和发射电极3在轴心1上的层数的改变而调整，使得固定件6可以实时贴合设置在折叠部分5上。
本申请实施例的实施原理为：通过设置轴心1以用于改变电机的形态，从而增加发射电极3之间的耦合电容，从而减小所需的补偿电感，通过改变缠绕在轴心1上的折叠部分5的环绕圈数，从而对耦合电容值进行实时调整，并通过调整耦合电容值达到稳定系统谐振频率的目的，可通过旋转轴心1从而改变缠绕在轴心1上的折叠部分5的环绕圈数，从而实现对耦合电容进行实时调整。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于电场耦合传能的发射电极设计，其特征在于，包括：
发射电极(3)，设置有两个或多个，两个或多个所述发射电极(3)之间的耦合电容值可调整；
绝缘材料(2)，设置在两个或多个所述发射电极(3)之间；
固定壳(4)，套设在所述发射电极(3)与所述绝缘材料(2)外部，用于保护所述发射电极(3)与所述绝缘材料(2)；
轴心(1)，所述发射电极(3)与所述绝缘材料(2)的一端均固定在所述轴心(1)上，且所述发射电极(3)与所述绝缘材料(2)缠绕设置在所述轴心(1)上；
其中，所述绝缘材料(2)与所述发射电极(3)结合形成折叠部分(5)，所述折叠部分(5)环绕设置在所述轴心(1)上。
2.根据权利要求1所述的用于电场耦合传能的发射电极(3)设计，其特征在于：所述轴心(1)上设置有一个或多个固定槽(11)，所述发射电极(3)、所述绝缘材料(2)的一端设置在所述一个或多个所述固定槽(11)内，固定后的所述发射电极(3)与所述绝缘材料(2)依次缠绕在所述轴心(1)上。
3.根据权利要求2所述的用于电场耦合传能的发射电极(3)设计，其特征在于：每两个所述固定槽(11)为一组，所述轴心(1)上设置有一组或多组固定槽(11)，每组所述固定槽(11)以所述轴心(1)的中心为轴线对称设置，每组所述固定槽(11)可用于固定所述绝缘材料(2)和/或所述发射电极(3)。
4.根据权利要求3所述的用于电场耦合传能的发射电极(3)设计，其特征在于：所述固定槽(11)设置有两组，两组所述固定槽(11)对称设置，两组固定槽(11)分别用于固定所述绝缘材料(2)和/或所述发射电极(3)；固定后的所述绝缘材料(2)与所述发射电极(3)依次缠绕在所述轴心(1)上。
5.根据权利要求4所述的用于电场耦合传能的发射电极(3)设计，其特征在于：所述轴心(1)为圆柱形轴心(1)，每组所述固定槽(11)均设置在所述轴心(1)的直径上；两组所述固定槽(11)所在的轴心(1)的直径互相垂直。
6.根据权利要求2所述的用于电场耦合传能的发射电极(3)设计，其特征在于：所述轴心(1)设置有多层，多层所述轴心(1)之间可拆卸连接。
7.根据权利要求6所述的用于电场耦合传能的发射电极(3)设计，其特征在于：每层所述轴心(1)靠近所述轴心(1)的中心处的一面均开设有安装槽(12)，每层所述轴心(1)远离所述轴心(1)的中心处的一面均设置有安装槽(12)契合的安装块(13)。
8.根据权利要求7所述的用于电场耦合传能的发射电极(3)设计，其特征在于：所述轴心(1)外部贴合设置有一层绝缘材料(2)，所述固定槽(11)的槽壁上贴合设置有一层绝缘材料(2)。
9.根据权利要求1所述的用于电场耦合传能的发射电极(3)设计，其特征在于：所述折叠部分(5)与所述固定壳(4)之间设置有固定件(6)，所述固定件(6)贴合所述折叠部分(5)设置。
10.根据权利要求9所述的用于电场耦合传能的发射电极(3)设计，其特征在于：所述固定件(6)设置有一个或多个，所述固定件(6)与所述固定壳(4)之间通过弹性件(61)连接。
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