CN210223394U - 旋转驱动装置及led灯带旋转成像设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种旋转驱动装置及LED灯带旋转成像设备，旋转驱动装置包括驱动LED灯带旋转的电机、控制LED灯带工作的控制板、接收电磁能量以向LED灯带供电的接收线圈、向接收线圈发送电磁能量的发射线圈和控制发射线圈的无线发射板；电机包括定子和转动安装于定子中的转子，发射线圈与接收线圈分别设置成扁平状线圈，接收线圈和发射线圈分别环绕转子设置，且发射线圈与接收线圈平行且间隔设置。在无线供电的过程中，由于发射线圈和接收线圈集成设置于电机的转子部分，不会在整个电机中产生较强的涡流效应，避免电机中涡流发热而引起故障，减少无线供电过程中的能量损耗，缩短了发射线圈与接收线圈之间的距离，提高电磁能量的无线传输效率。

Description

旋转驱动装置及LED灯带旋转成像设备

技术领域

本实用新型属于基于POV的成像显示技术领域，更具体地说，是涉及一种旋转驱动装置及LED灯带旋转成像设备。

背景技术

当前，各种新成像显示技术层出不穷，基于POV(persistence of vision，简称视觉暂留)技术的LED(Light Emitting Diode，简称发光二极管)旋转成像的动态显示技术就是其中的一种。如LED灯带旋转成像设备，是将具有超高密度的LED组装在带状的FPC(Flexible Printed Circuit简称柔性线路板)或PCB(Printed Circuit Board，简称印制电路板)上构成的LED灯带，在高速旋转时，通过人眼的视觉暂留产生3D的视觉效果。

LED灯带旋转成像设备通常需要采用结合无线供电装置的驱动电机，对360°高速旋转的LED灯带负载进行供电，以保证LED灯带旋转成像设备能够正常工作。当前，LED灯带旋转成像设备使用的无线供电装置，将筒状发射线圈与筒状接收线圈由内至外依次套设于整个驱动电机的外周。这种结构会在驱动电机中产生较强的涡流效应，容易导致驱动电机涡流发热而引起故障，同时还降低了无线供电效率，增加无线供电过程中的能量损耗，对LED灯带旋转成像设备工作的稳定性和可靠性产生较大影响。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种旋转驱动装置，以解决现有技术中存在的应用于LED灯带旋转成像设备的无线供电装置，会在驱动电机中产生较强的涡流效应，容易对驱动电机造成损害，并增加能量损耗的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种旋转驱动装置，包括用于驱动LED灯带旋转的电机、用于控制所述LED灯带工作的控制板、用于接收电磁能量以向所述LED灯带供电的接收线圈、用于向所述接收线圈发送电磁能量的发射线圈和控制所述发射线圈的无线发射板；所述电机包括定子和转动安装于所述定子中的转子，所述发射线圈与所述接收线圈分别设置成扁平状线圈，所述发射线圈环绕所述转子设置，所述接收线圈环绕所述转子设置，所述发射线圈与所述接收线圈平行且间隔设置；所述无线发射板固定于所述定子上，所述发射线圈与所述无线发射板相连；所述控制板与所述转子相连，所述接收线圈与所述控制板相连。

进一步地，所述接收线圈远离所述发射线圈的一侧设有用于磁屏蔽的第一隔磁板，且所述发射线圈远离所述接收线圈的一侧设有用于磁屏蔽的第二隔磁板。

进一步地，所述接收线圈包括采用单根漆包线由内至外环形绕制的第一单层线圈和由所述第一单层线圈引出的两根第一接线端，所述第一单层线圈远离所述发射线圈的一面固定于所述第一隔磁板上。

进一步地，所述发射线圈包括采用单根漆包线由内至外环形绕制的第二单层线圈和由所述第二单层线圈引出的两根第二接线端，所述第二单层线圈远离所述接收线圈的一面固定于所述第二隔磁板上。

进一步地，所述第一隔磁板与所述第二隔磁板平行且相对设置，且所述第一隔磁板的面积大于所述接收线圈的面积，所述第二隔磁板的面积大于所述发射线圈的面积。

进一步地，所述旋转驱动装置还包括将所述发射线圈支撑于所述定子靠近所述接收线圈一侧的若干支柱，各所述支柱的一端固定于所述无线发射板上，各所述支柱的另一端与所述发射线圈相连。

进一步地，所述旋转驱动装置还包括支撑并固定所述发射线圈的环板，所述环板转动套于所述转子的外侧以使所述转子可与所述环板相对转动，各所述支柱的另一端与所述环板相连。

进一步地，所述无线发射板安装于所述定子远离所述发射线圈的一端。

进一步地，所述接收线圈与所述发射线圈镜像对称设置。

本实用新型的目的之二在于提供一种LED灯带旋转成像设备，以解决现有技术中存在的应用于LED灯带旋转成像设备的无线供电装置，会在驱动电机中产生较强的涡流效应，容易对驱动电机造成损害，并增加能量损耗的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种LED灯带旋转成像设备，包括所述旋转驱动装置。

本实用新型提供的LED灯带旋转成像设备及旋转驱动装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型的旋转驱动装置，通过相对设置发射线圈和接收线圈实现电磁能量的无线传输，以对高速旋转中的LED灯带负载进行无线供电。由于使用扁平状发射线圈和扁平状接收线圈，仅在转子的较小范围内产生涡流效应，不会在电机中产生较强的涡流效应，从而避免电机中涡流发热而引起故障，减少了无线供电过程中的能量损耗。并且，缩短了发射线圈与接收线圈之间的距离，增强了发射线圈与接收线圈磁感耦合的强度，从而提高了发射线圈与接收线圈之间电磁能量的传输效率，进而增大了无线供电装置的输出功率，增强了LED灯带旋转成像设备工作的稳定性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的旋转驱动装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的旋转驱动装置的侧视方向的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的旋转驱动装置的俯视方向的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的旋转驱动装置的接收线圈的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的旋转驱动装置的发射线圈的结构示意图。

其中，图中各附图主要标记：

1-电机；11-定子；12-转子；2-控制板；

3-接收线圈；31-第一单层线圈；32-第一接线端；

4-发射线圈；41-第二单层线圈；42-第二接线端；

5-无线发射板；6-第一隔磁板；7-第二隔磁板；

8-支柱；9-环板。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请一并参阅图1至图3，现对本实用新型实施例提供的旋转驱动装置进行说明。本实用新型实施例提供的旋转驱动装置，包括用于驱动LED灯带旋转的电机1、用于控制LED灯带工作的控制板2、用于接收电磁能量以向LED灯带供电的接收线圈3、用于向接收线圈3发送电磁能量的发射线圈4和控制发射线圈4的无线发射板5，基于电磁共振原理，通过发射线圈4和接收线圈3实现电磁能量传递，实现无线供电。其中，电机1包括定子11和转动安装于定子11中的转子12，发射线圈4与接收线圈3分别设置成扁平状线圈，发射线圈4环绕转子12设置，接收线圈3环绕转子12设置，发射线圈4与接收线圈3平行且间隔设置；无线发射板5固定于定子11上，发射线圈4与无线发射板5相连；控制板2与转子12相连，接收线圈3与控制板2相连。则在电机1驱动LED灯带高速旋转的同时，通过相对设置发射线圈3和接收线圈4实现电磁能量的无线传输，以对高速旋转中的LED灯带负载进行无线供电。

本实用新型提供的旋转驱动装置的基本工作原理：LED灯带旋转成像设备工作时，基于电磁共振原理的无线供电能量的传输是通过发射线圈4和接收线圈3实现电磁能量传递的，接收线圈3接收的电磁能量通过控制板2上集成的控制电路，供给LED灯带旋转成像设备上的LED灯带负载。具体地，集成有无线供电电路的无线发射板5，通过无线供电电路将输入的直流电转换为一定频率的交流电，当交流电的频率与发射回路和接收回路的固有频率相同时，就会达到谐振状态，实现磁场的强耦合，从而实现电磁能量的无线传输。由于接收线圈3接收电磁能量的大小由有LED灯带负载的负载情况来确定，所以负载大小不同，接收线圈3的接收电磁能量也不会相同。集成有无线发射控制电路的无线发射板5，通过检测发射线圈4的电参数获取接收线圈3端是否有负载，进而判断控制发射线圈4的工作状态，使得发射线圈4发在接收电路端无负载时自动工作在待机状态以降低能耗，实现了发射电路随负载变化的控制，降低了能量损耗。其中，控制板2上集成的控制电路和集成有无线供电电路及无线发射控制电路的无线控制板2，是本领域技术人员所公知的常规技术，在此不作赘述。

本实用新型提供的旋转驱动装置，与现有技术相比，通过在电机1的转子12上套装有接收电磁能量以向LED灯带供电的扁平状接收线圈3，并在电机1的定子11上安装向扁平状接收线圈3发送电磁能量的扁平状发射线圈4，从而通过相对设置的扁平状发射线圈4和扁平状接收线圈3实现电磁能量的无线传输，实现对高速旋转中的LED灯带负载进行无线供电。在无线供电的过程中，由于扁平状发射线圈4和扁平状接收线圈3集成设置于电机1的转子12部分，仅在电机1转子12部分的较小范围内产生涡流效应，不会对整个电机1造成较强的涡流效应，从而避免电机1涡流发热而引起故障，减少了无线供电过程中的能量损耗。并且，扁平状发射线圈4和扁平状接收线圈3集成设置于电机1的转子12部分，缩短了发射线圈4与接收线圈3之间的距离，增强了发射线圈4与接收线圈3磁感耦合的强度，从而提高了发射线圈4与接收线圈3之间电磁能量的传输效率，进而增大了旋转驱动装置的输出功率，增强了LED灯带旋转成像设备工作的稳定性和可靠性，减小了LED灯带旋转成像设备的体积。

优选地，请一并参阅图2，作为本实用新型实施例提供的旋转驱动装置的一种具体实施方式，接收线圈3与发射线圈4镜像对称设置，也就是说，接收线圈3与发射线圈4的形状大小相同，接收线圈3与发射线圈4相互平行且正对设置，使接收线圈3与发射线圈4以较小的间距相互对齐，实现电磁能量的高效传输，并大幅度地降低涡流的产生。

进一步地，请一并参阅图1及图2，作为本实用新型实施例提供的旋转驱动装置的一种具体实施方式，接收线圈3远离发射线圈4的一侧设有用于磁屏蔽的第一隔磁板6，且发射线圈4远离接收线圈3的一侧设有用于磁屏蔽的第二隔磁板7。

本实施例中，在接收线圈3远离发射线圈4的一侧设有第一隔磁板6，并在发射线圈4远离接收线圈3的一侧设有第二隔磁板7，以通过第一隔磁板6和第二隔磁板7的挡磁作用，一方面，有效防止磁感线发生散射，从而将耦合磁场的磁感线聚拢于发射线圈4与接收线圈3之间，实现电磁能量的高效传输，进而增大了旋转驱动装置的输出功率；另一方面，有效降低涡流效应的产生，避免涡流效应发热损害LED灯带旋转成像设备，并且减少了供电过程中的能量损耗。

具体地，第一隔磁板6和第二隔磁板7采用导磁的铁氧体制成。当然，本实施例中的第一隔磁板6和第二隔磁板7也可以采用由铁氧体制成的隔磁片或者磁屏蔽膜替换。其中，第二隔磁板7可采用软磁片(合金磁粉添加到塑胶或橡胶中，再经加工成型)替换，材质较柔软，厚度非常薄，可根据无线充电方案所需隔磁片的形状尺寸进行冲切。

进一步地，请一并参阅图4，作为本实用新型实施例提供的旋转驱动装置的一种具体实施方式，接收线圈3包括采用单根漆包线由内至外环形绕制的第一单层线圈31和由第一单层线圈31引出的两根第一接线端32，第一单层线圈31远离发射线圈4的一面固定于第一隔磁板6上。

本实施例中，将接收线圈3设置成具有两根第一接线端32的第一单层线圈31，并将扁平状的第一单层线圈31与第一隔磁板6进行大面积结合，应用第一隔磁板6(由铁氧体制成)特有的饱和磁密、大横截面大来降低磁导率，可有效降低偏流的影响，达到磁感应能量的最大限度利用的目的，实现电磁能量的高效传输，进而增大了旋转驱动装置的输出功率。

进一步地，请一并参阅图5，作为本实用新型实施例提供的旋转驱动装置的一种具体实施方式，发射线圈4包括采用单根漆包线由内至外环形绕制的第二单层线圈41和由第二单层线圈41引出的两根第二接线端42，第二单层线圈41远离接收线圈3的一面固定于第二隔磁板7上。

本实施例中，将发射线圈4设置成具有两根第二接线端42的第二单层线圈41，并将扁平状的第二单层线圈41与第二隔磁板7进行大面积结合，应用第二隔磁板7(由铁氧体制成)特有的饱和磁密、大横截面大来降低磁导率，可有效降低偏流的影响，达到磁感应能量的最大限度利用的目的，实现电磁能量的高效传输，进而增大了旋转驱动装置的输出功率。

进一步地，请一并参阅图1及图2，作为本实用新型实施例提供的旋转驱动装置的一种具体实施方式，第一隔磁板6与第二隔磁板7平行且相对设置，且第一隔磁板6的面积大于接收线圈3的面积，第二隔磁板7的面积大于发射线圈4的面积。

本实例中，第一隔磁板6与第二隔磁板7平行且相对设置，且第一隔磁板6的面积大于接收线圈3的面积，第二隔磁板7的面积大于发射线圈4的面积，以较好地防止磁感线发生散射，实现电磁能量的高效传输和利用，增大旋转驱动装置的输出功率，降低涡流效应的产生，减少了供电过程中的能量损耗。

优选地，请一并参阅图1及图2，作为本实用新型实施例提供的旋转驱动装置的一种具体实施方式，第一隔磁板6和第二隔磁板7镜像对称设置，以提高防止磁感线发生散射的效果。

进一步地，请一并参阅图1及图2，作为本实用新型实施例提供的旋转驱动装置的一种具体实施方式，旋转驱动装置还包括将发射线圈4支撑于定子11靠近接收线圈3一侧的若干支柱8，各支柱8的一端固定于无线发射板5上，各支柱8的另一端与发射线圈4相连。

本实施例中，在无线发射板5上设置有若干支柱8，通过若干支柱8将发射线圈4支撑于定子11靠近接收线圈3一侧，缩短了发射线圈4与接收线圈3之间的距离，增强了发射线圈4与接收线圈3磁感耦合的强度，从而提高了发射线圈4与接收线圈3之间电磁能量的传输效率，进而增大了旋转驱动装置的输出功率。同时，通过若干支柱8将发射线圈4支撑于定子11靠近接收线圈3一侧，也增大了接收线圈3与无线发射板5之间的距离，有利于无线发射板5与发射线圈4的散热，避免无线发射板5与发射线圈4因热量聚集不能及时散发出去而烧毁损坏，影响旋转驱动装置供电的稳定可靠性。

进一步地，请一并参阅图1及图2，作为本实用新型实施例提供的旋转驱动装置的一种具体实施方式，旋转驱动装置还包括支撑并固定发射线圈4的环板9，环板9转动套于转子12的外侧以使转子12可与环板9相对转动，各支柱8的另一端与环板9相连。

本实施例中，通过在转子12的外侧转动套装有环板9，将发射线圈4支撑并固定于环板9上，使发射线圈4的受力均匀，并增强了发射线圈4安装的稳固性，避免电机1工作时的机械振动引起发射线圈4的漆膜磨损、龟裂而导致匝间短路，影响无线供电的稳定性。

优选地，旋转驱动装置还包括转动连接环板9与转子12的轴承(图中未示出)，轴承的内圈套装于转子12的外周面上，轴承的外圈与环板9相连。通过轴承将环板9转动安装于转子12上，避免环板9对转子12的转动造成干涉，提高转子12转动的稳定性和顺畅性。

进一步地，请一并参阅图1及图2，作为本实用新型实施例提供的旋转驱动装置的一种具体实施方式，无线发射板5安装于定子11远离发射线圈4的一端，避免电机1工作时产生的热量，对无线发射板5上的电器元件造成影响甚至损坏。

进一步地，请一并参阅图1、图2及图3，作为本实用新型实施例提供的旋转驱动装置的一种具体实施方式，控制板2的中部位置设有供转子12穿过的穿过孔，控制板2套装于转子12远离定子11的一端，以减小旋转驱动装置的体积，使LED灯带旋转成像设备趋向小型化发展。

本实用新型实施例还提供一种LED灯带旋转成像设备，其包括LED灯带旋转成像设备。

本实用新型提供的LED灯带旋转成像设备的旋转驱动装置，通过在电机1的转子12上套装有接收电磁能量以向LED灯带供电的扁平状接收线圈3，并在电机1的定子11上安装向扁平状接收线圈3发送电磁能量的扁平状发射线圈4，从而通过相对设置的扁平状发射线圈4和扁平状接收线圈3实现电磁能量的无线传输，实现对高速旋转中的LED灯带负载进行无线供电。在无线供电的过程中，由于扁平状发射线圈4和扁平状接收线圈3集成设置于电机1的转子12部分，仅在电机1转子12部分的较小范围内产生涡流效应，不会对整个电机1造成较强的涡流效应，从而避免电机1涡流发热而引起故障，减少了无线供电过程中的能量损耗。并且，扁平状发射线圈4和扁平状接收线圈3集成设置于电机1的转子12部分，缩短了发射线圈4与接收线圈3之间的距离，增强了发射线圈4与接收线圈3磁感耦合的强度，从而提高了发射线圈4与接收线圈3之间电磁能量的传输效率，进而增大了旋转驱动装置的输出功率，增强了LED灯带旋转成像设备工作的稳定性和可靠性，减小了LED灯带旋转成像设备的体积。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋转驱动装置，用于向LED灯带旋转成像设备上的LED灯带供电，其特征在于：包括用于驱动LED灯带旋转的电机、用于控制所述LED灯带工作的控制板、用于接收电磁能量以向所述LED灯带供电的接收线圈、用于向所述接收线圈发送电磁能量的发射线圈和控制所述发射线圈的无线发射板；所述电机包括定子和转动安装于所述定子中的转子，所述发射线圈与所述接收线圈分别设置成扁平状线圈，所述发射线圈环绕所述转子设置，所述接收线圈环绕所述转子设置，所述发射线圈与所述接收线圈平行且间隔设置；所述无线发射板固定于所述定子上，所述发射线圈与所述无线发射板相连；所述控制板与所述转子相连，所述接收线圈与所述控制板相连。

2.如权利要求1所述的旋转驱动装置，其特征在于：所述接收线圈远离所述发射线圈的一侧设有用于磁屏蔽的第一隔磁板，且所述发射线圈远离所述接收线圈的一侧设有用于磁屏蔽的第二隔磁板。

3.如权利要求2所述的旋转驱动装置，其特征在于：所述接收线圈包括采用单根漆包线由内至外环形绕制的第一单层线圈和由所述第一单层线圈引出的两根第一接线端，所述第一单层线圈远离所述发射线圈的一面固定于所述第一隔磁板上。

4.如权利要求2所述的旋转驱动装置，其特征在于：所述发射线圈包括采用单根漆包线由内至外环形绕制的第二单层线圈和由所述第二单层线圈引出的两根第二接线端，所述第二单层线圈远离所述接收线圈的一面固定于所述第二隔磁板上。

5.如权利要求2所述的旋转驱动装置，其特征在于：所述第一隔磁板与所述第二隔磁板平行且相对设置，且所述第一隔磁板的面积大于所述接收线圈的面积，所述第二隔磁板的面积大于所述发射线圈的面积。

6.如权利要求1所述的旋转驱动装置，其特征在于：所述旋转驱动装置还包括将所述发射线圈支撑于所述定子靠近所述接收线圈一侧的若干支柱，各所述支柱的一端固定于所述无线发射板上，各所述支柱的另一端与所述发射线圈相连。

7.如权利要求6所述的旋转驱动装置，其特征在于：所述旋转驱动装置还包括支撑并固定所述发射线圈的环板，所述环板转动套于所述转子的外侧以使所述转子可与所述环板相对转动，各所述支柱的另一端与所述环板相连。

8.如权利要求7所述的旋转驱动装置，其特征在于：所述无线发射板安装于所述定子远离所述发射线圈的一端。

9.如权利要求1至8任一项所述的旋转驱动装置，其特征在于：所述接收线圈与所述发射线圈镜像对称设置。

10.一种LED灯带旋转成像设备，其特征在于：包括如权利要求1至9任一项所述的旋转驱动装置。

Images