專利名稱：一種環(huán)形信號傳輸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及信號傳輸領(lǐng)域，更具體地，涉及一種將旋轉(zhuǎn)物體上的信號進(jìn)行無線傳送的裝置。
背景技術(shù)：
在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中，經(jīng)常需要檢測高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械部件的參數(shù)，并傳輸?shù)叫盘柼幚砥鬟M(jìn)行處理。如利用傳感器，測量高速旋轉(zhuǎn)軸上所受到的拉/壓力、扭矩，軸上的溫度及產(chǎn)生的應(yīng)變等。將這些參數(shù)信號傳遞給固定電路板，進(jìn)行處理獲得需要的參數(shù)值。通常，從高速旋轉(zhuǎn)的物體上釆集參數(shù)的辦法是，在與物體一同旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電路板上安裝無線電模塊發(fā)射器，在非旋轉(zhuǎn)的固定電路板安裝無線電接收器，由無線電發(fā)送器將脈沖電信號發(fā)送給接收器。另外一種傳遞方式是，利用電感線圈向外耦合。這幾種方法解決了將旋轉(zhuǎn)電路板上電信號傳遞給靜止電路板的難題。但是，當(dāng)多路信號同時(shí)傳送時(shí)，容易受到干擾，有傳動(dòng)信號不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。此外，還有一種插片式旋轉(zhuǎn)電容耦合器也可以實(shí)現(xiàn)所述信號的傳送，然而由于耦合層薄片之間容易發(fā)生相互摩擦、碰撞，從而影響信號的外輸耦合的穩(wěn)定性。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種環(huán)形信號傳輸器，利用電容傳遞脈沖信號的原理，實(shí)現(xiàn)了高速旋轉(zhuǎn)中的電信號傳遞問題，克服了現(xiàn)有技術(shù)中無線電傳輸和電感線圈傳輸中容易發(fā)生互相干擾、傳遞信號不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，克服了插片式旋轉(zhuǎn)電容耦合器定位要求高、不適合震動(dòng)等工作場合的缺點(diǎn)。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種環(huán)形信號傳輸器，所
述環(huán)形信號傳輸器包括外殼，
旋轉(zhuǎn)軸，通過若干軸承與所述外殼相連，所述旋轉(zhuǎn)軸上安裝有傳
感器，所述傳感器發(fā)出旋轉(zhuǎn)軸上待檢測數(shù)據(jù)的信號；
旋轉(zhuǎn)電路板，固定于所述旋轉(zhuǎn)軸的外側(cè)，與旋轉(zhuǎn)軸一同旋轉(zhuǎn)，放
大所述信號；
旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)，套于所述旋轉(zhuǎn)軸的外側(cè)，并通過信號線與所述旋轉(zhuǎn)電路板連接；
靜止電容極環(huán)，套于所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)的外側(cè)并與旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)之間留有一間隙，與所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)形成耦合電容，傳遞所述經(jīng)放
大的信號；
靜止電路板，位于靜止電容極環(huán)的外側(cè)，通過信號線與所述靜止電容極環(huán)連接，處理所述信號得到待檢測數(shù)據(jù)。
其中，所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)與所述旋轉(zhuǎn)軸之間有第一絕緣層，第一絕緣層與旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)及所述旋轉(zhuǎn)軸固定，可一起旋轉(zhuǎn)。
其中，所述旋轉(zhuǎn)軸上安裝的傳感器是扭矩傳感器或/和壓力傳感器。
其中，所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)為若干組，各組旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)之間設(shè)置有第二絕緣層；所述靜止電容極環(huán)為若干組，各組靜止電容極環(huán)之間設(shè)置有第二絕緣層。
其中，所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)與所述靜止電容極環(huán)具有相同的組數(shù)和相同的高度。
其中，所述第二絕緣層厚度為5mm。
其中，所述靜止電容極環(huán)與所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)的間隙為0.1 10mm。
其中，所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)及靜止電容極環(huán)為圓環(huán)形。其中，所述第一及第二絕緣層由塑料制成。本實(shí)用新型所提供的多通道環(huán)形信號無線傳輸器，利用旋轉(zhuǎn)的環(huán)形電容極環(huán)和靜止電容極環(huán)，非接觸傳遞脈沖信號，實(shí)現(xiàn)了高速旋轉(zhuǎn)中的電信號傳遞問題。本實(shí)用新型提供的信號傳輸器具有動(dòng)靜電極耦合同心定位好、安裝簡便、信號穩(wěn)定可靠、適于震動(dòng)等工況惡劣場合。


圖i是本實(shí)用新型一種環(huán)形信號傳輸器的剖面示意圖2是本實(shí)用新型另 一種環(huán)形信號傳輸器的俯視示意圖；圖3是本實(shí)用新型再一種環(huán)形信號傳輸器的剖面示意圖。圖中1、旋轉(zhuǎn)軸；2、旋轉(zhuǎn)電路板；3、旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)；4、靜止電容極環(huán)；5、靜止電路板；6、第一信號線；7、外殼；8、軸承；9、第二信號線；10、第一絕緣層；11、第三信號線；12、第二絕緣層。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍。實(shí)施例l
如圖l所示為本實(shí)用新型的一種包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)電極極環(huán)和一個(gè)靜止電極極環(huán)的環(huán)形信號傳輸器的剖面示意圖。圖l中的旋轉(zhuǎn)軸l是被檢測的機(jī)械部件；旋轉(zhuǎn)電路板2，固定于所述旋轉(zhuǎn)軸l的外側(cè)，與旋轉(zhuǎn)軸l一同旋轉(zhuǎn)； 一組旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3，圓環(huán)狀金屬，套于所述旋轉(zhuǎn)軸l的外側(cè)，所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3與所述旋轉(zhuǎn)軸l之間設(shè)有第一絕緣層l0，所
述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3、所述第一絕緣層10與所述旋轉(zhuǎn)軸1設(shè)置為可以共同旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3通過第一信號線6與所述旋轉(zhuǎn)電路板2連接，本實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3的內(nèi)徑為10mm，外徑為18mm，高度為25mm; —組靜止電容極環(huán)4，圓環(huán)狀，套于旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3的外側(cè)并與旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3之間留有一間隙，所述間隙介于O.lmm-10mm,本實(shí)施例中取該間隙為0.5mm，靜止電容極環(huán)4與旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3的高度相同；靜止電路板5，位于靜止電容極環(huán)4的外側(cè)，通過第二信號線9與靜止電容極環(huán)4連接，通過第三信號線ll接地；外殼7,通過若干軸承8與所述旋轉(zhuǎn)軸1連接，靜止電容極環(huán)4與外殼7固定，之間設(shè)有絕緣層。
根據(jù)檢測的需要，在旋轉(zhuǎn)軸l上安裝傳感器，比如安裝在旋轉(zhuǎn)軸l上的扭矩傳感器或者壓力傳感器或者兩種傳感器的結(jié)合。傳感器發(fā)出的脈沖電信號，經(jīng)旋轉(zhuǎn)電路板2放大，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3和靜止電容極環(huán)4組成的耦合電容傳遞給靜止電路板5處理，得到旋轉(zhuǎn)軸l承受的扭矩和壓力。
如圖2所示為本實(shí)用新型的另 一個(gè)實(shí)施例中的環(huán)形信號傳輸器的俯視圖。該環(huán)形信號傳輸器包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)電極極環(huán)3和一個(gè)靜止電極極環(huán)4的環(huán)形信號傳輸器的俯視圖。圖中表示出旋轉(zhuǎn)軸l、第一絕緣層10、 一個(gè)旋轉(zhuǎn)電極極環(huán)3和一個(gè)靜止電極極環(huán)4的位置關(guān)系。實(shí)施例2
為了增加傳輸信號的通道，擴(kuò)大信號傳輸效果，可以釆用電極組的方式，即旋轉(zhuǎn)電極極環(huán)采用2 n組極環(huán)相連，各組極環(huán)均固定在旋轉(zhuǎn)軸上，極環(huán)之間用絕緣層分隔，本實(shí)施例中取絕緣層厚度為5mm。靜止電極組電極層數(shù)與旋轉(zhuǎn)電極組電極層數(shù)相同，與旋轉(zhuǎn)電極極環(huán)相配合。如圖3所示為本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例中兩通道環(huán)形信號傳輸器剖面示意圖，釆用兩組旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)和兩組靜止電容極環(huán)。
圖3中的旋轉(zhuǎn)軸1是被檢測的機(jī)械部件；旋轉(zhuǎn)電路板2，固定于所述旋轉(zhuǎn)軸l的外側(cè)，與旋轉(zhuǎn)軸l一同旋轉(zhuǎn)；兩組旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3，圓環(huán)狀金屬，套于所述旋轉(zhuǎn)軸l的外側(cè)，所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3與所述旋轉(zhuǎn)軸l之間設(shè)有第一絕緣層10,所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3、所述第一絕緣層IO
與所述旋轉(zhuǎn)軸l固定在一起并且設(shè)置為可以共同旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3通過第一信號線6與所述旋轉(zhuǎn)電路板2連接，本實(shí)施例中的每組旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3的內(nèi)徑為10mm，外徑為18mm,高度為12mm,各旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3之間為第二絕緣層12，絕緣層厚度5mm;兩組靜止電容極環(huán)4，圓環(huán)狀，套于旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3的外側(cè)并與旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3之間留有一間隙，所述間隙介于O.lmm- 10mm，本實(shí)施例中取該間隙為 0.5mm,靜止電容極環(huán)4與旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3的高度相同，而且各靜止電 容極環(huán)4之間為第二絕緣層12，絕緣層厚度5mm;靜止電路板5，位于 靜止電容極環(huán)4的外側(cè)，通過第二信號線9與靜止電容極環(huán)4連接，通 過第三信號線ll接地；外殼7，通過若干軸承8與所述旋轉(zhuǎn)軸1連接， 靜止電容極環(huán)4與外殼7固定，之間設(shè)有絕緣層。
根據(jù)檢測的需要，在旋轉(zhuǎn)軸l上安裝傳感器，比如安裝在旋轉(zhuǎn)軸l 上的扭矩傳感器或者壓力傳感器或者兩種傳感器的結(jié)合。傳感器發(fā)出 的脈沖電信號，經(jīng)旋轉(zhuǎn)電路板2放大，經(jīng)過兩組旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)3和兩組 靜止電容極環(huán)4組成的耦合電容傳遞給靜止電路板5處理，得到旋轉(zhuǎn)軸 l承受的扭矩和壓力。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案所提供的多通道環(huán)形信號傳輸器，釆用多 組旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)和多組靜止電容極環(huán)，經(jīng)過電容的耦合作用，傳遞放 大信號，動(dòng)靜電極耦合同心定位好，信號傳遞互不干擾，穩(wěn)定可靠。
以上實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型，而并非對本實(shí)用新型的限 制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范 圍的情況下，還可以做出各種變化，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于 本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
8
權(quán)利要求1、一種環(huán)形信號傳輸器，其特征在于，包括外殼(7)；旋轉(zhuǎn)軸(1)，通過若干軸承(8)與所述外殼(7)相連，所述旋轉(zhuǎn)軸(1)上安裝有傳感器，所述傳感器發(fā)出旋轉(zhuǎn)軸(1)上待檢測數(shù)據(jù)的信號；旋轉(zhuǎn)電路板(2)，固定于所述旋轉(zhuǎn)軸(1)的外側(cè)，與所述旋轉(zhuǎn)軸(1)一同旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)(3)，套于所述旋轉(zhuǎn)軸(1)的外側(cè)，并通過第一信號線(6)與所述旋轉(zhuǎn)電路板(2)連接；靜止電容極環(huán)(4)，套于所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)(3)的外側(cè)，并與旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)(3)之間留有一間隙，與所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)(3)形成耦合電容；靜止電路板(5)，位于靜止電容極環(huán)(4)的外側(cè)，通過第二信號線(9)與所述靜止電容極環(huán)(4)連接，接收并處理所述信號得到待檢測數(shù)據(jù)。
2、 如權(quán)利要求1所述的環(huán)形信號傳輸器，其特征在于，所述旋 轉(zhuǎn)電容極環(huán)(3)與所述旋轉(zhuǎn)軸(1)之間有第一絕緣層(10),第一 絕緣層(10)與旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)(3)及所述旋轉(zhuǎn)軸(1)固定， 一起旋 轉(zhuǎn)。
3、 如權(quán)利要求1所述的環(huán)形信號傳輸器，其特征在于，所述旋 轉(zhuǎn)軸(1)上安裝的傳感器是扭矩傳感器或/和壓力傳感器。
4、 如權(quán)利要求1所述的環(huán)形信號傳輸器，其特征在于，所述旋 轉(zhuǎn)電容極環(huán)(3)為若干組，各組旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)(3)之間設(shè)置有第二 絕緣層(12);所述靜止電容極環(huán)為若干組，各組靜止電容極環(huán)(4) 之間設(shè)置有第二絕緣層(12)。
5、 如權(quán)利要求4所述的環(huán)形信號傳輸器，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)(3)與所述靜止電容極環(huán)(4)具有相同的組數(shù)和相同的 高度。
6、 如權(quán)利要求5所述的環(huán)形信號傳輸器，其特征在于，所述第 二絕緣層(12)厚度為5mm。
7、 如權(quán)利要求1所述的環(huán)形信號傳輸器，其特征在于，所述靜 止電容極環(huán)(4)與所述旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)(3)的間隙為0.1 10mm。
8、 如權(quán)利要求1所述的環(huán)形信號傳輸器，其特征在于，所述旋 轉(zhuǎn)電容極環(huán)(3)及靜止電容極環(huán)(4)為圓環(huán)形。
9、 如權(quán)利要求2中所述的環(huán)形信號傳輸器，其特征在于，所述 第一絕緣層(10)由塑料制成。
10、 如權(quán)利要求4 6中任一項(xiàng)所述的環(huán)形信號傳輸器，其特征在 于，所述第二絕緣層(12)由塑料制成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種環(huán)形信號傳輸器，包括旋轉(zhuǎn)軸(1)、旋轉(zhuǎn)電路板(2)、旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)(3)、靜止電容極環(huán)(4)以及靜止電路板(5)。其中，旋轉(zhuǎn)軸(1)、旋轉(zhuǎn)電路板(2)以及旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)(3)可以共同旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸(1)上安裝的傳感器將待測信號發(fā)送，經(jīng)旋轉(zhuǎn)電容極環(huán)(3)以及靜止電容極環(huán)(4)組成的耦合電容傳輸至靜止電路板(5)，由靜止電路板(5)接收并處理所述信號。本實(shí)用新型所提供的環(huán)形信號傳輸器具有安裝簡便、信號穩(wěn)定可靠、適于震動(dòng)等工況惡劣場合的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01M13/00GK201269808SQ20082010970
公開日2009年7月8日 申請日期2008年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月4日
發(fā)明者習(xí)進(jìn)錄, 王朝霞, 勇 許 申請人:北京迪威爾石油天然氣技術(shù)開發(fā)有限公司