專利名稱：表面吸貼式取電器結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的內(nèi)容屬于低壓供電技術(shù)領(lǐng)域，是一種利用高頻電磁脈沖實現(xiàn)無接觸式的輸電裝置，與開關(guān)電源技術(shù)密切相關(guān)?？捎糜诩彝ァ⑥k公場所等小功率用電器的取電，如給照明臺燈供電等。
二.
背景技術(shù)：
目前所有可移動的用電器供電都是采用插頭插入插座的方式，因為傳統(tǒng)的電能輸送是利用導體連接實現(xiàn)。對于交流電，也包括采用一體化的變壓器進行電能輸送，都屬于接觸式輸電方式。建筑物中的電源插座往往是一個必不可少部件。傳統(tǒng)的取電方式雖然成為一種默認的方式被廣泛接受，但不方便之處也是顯而易見的導體間可能會出現(xiàn)接觸不良， 其后果是燒損插頭、插座，也是引發(fā)火災的潛在因素；為了有良好的電接觸性能，需要有較大的機械壓力，有的電源插頭在插、撥時過分費勁，甚至于拉損插頭、插座等；插頭上帶有裸露的導體，特別是對于小孩在插、撥電源插頭時可能會接及導體，存在觸電的潛在危險，為此一般不讓小孩動用電源插頭；再有在取電時插頭、插座兩者對準后才能插入，必須用眼睛觀察，在黑暗的環(huán)境中、眼睛無法觀察的場所等取電就會變得很麻煩，傳統(tǒng)接插方式對于盲人其實有諸多的不便之處。除了采用電線連接方式供電外，無線供電方式也正在被人們認識和利用，如目前的無接觸刷卡系統(tǒng)，只是這一系統(tǒng)所能輸送的電能非常微小，而其便捷性得到了充分體現(xiàn)。 鑒于無線電能輸送的非導電體接觸特點，目前許多技術(shù)人員開始探索各種技術(shù)手段，盡量提高其輸電功率、輸電距離等。其中之一是將電能轉(zhuǎn)換成磁場能量，輻射至接收方，再將磁能轉(zhuǎn)換成電能。無接觸刷卡系統(tǒng)就是依靠這一手段得以實現(xiàn)，是一種行之有效的方式。但是電磁場失去導電體、導磁體約束后，成為開放形式，輸電的效率降低。特別是輸電功率加大后，需要重點考慮降低空間電磁干擾的措施。載流線圈周圍一定有磁場產(chǎn)生，其磁場的輻射范圍與激勵線圈尺寸成正比。獨立空心線圈在線圈平面上的磁力線分布基本均勻；距線圈越近，磁力線越密，磁場強度越高； 距線圈越遠，磁力線越疏，磁場強度越小。為了提高傳輸距離，一般采用橫向磁場耦合，同時加長其形成磁場的尺度，其原理如附圖1所示。這種方式中，磁場耦合量較小，且電磁干擾特別嚴重。為了限制電磁干擾程度，可以采用縱向磁場耦合方式，其原理如附圖2所示。對于半徑為R的空心線圈所輻射的磁場，在距離線圈χ處的磁感應強度B可以由下式計算?？梢?，隨著距離χ增大，磁感應強度衰減很快。
M0NR2I1當距離χ比較小時，可獲得比較多的磁場耦合量，但這種方式也只能做近距離的電能傳輸，適合貼近式輸電場合。本實用新型是針對民用交流供電中的電源插座和插頭進行全新設計。三.發(fā)明內(nèi)容表面吸貼式取電器包括替代傳統(tǒng)插頭的取電盤和替代傳統(tǒng)插座的供電座兩個獨立部分，如附圖1所示。供電座內(nèi)部有一個控制電路、一個將電能轉(zhuǎn)換成脈沖磁場能的磁場輻射線圈，必要時加配磁力線引導器，輻射線圈的前端是絕緣端面蓋板和座體絕緣面板，通過其內(nèi)置線圈向完全絕緣的座體端面蓋板外輻射脈沖磁場，在輻射線圈的中心靠近絕緣端面蓋板處裝有一塊高頻小磁芯，在絕緣端面蓋板的外表面有一個凸起的與磁場輻射線圈同心的絕緣圓環(huán)，環(huán)的直徑大于內(nèi)部磁場輻射線圈的直徑，所有導電體、電子器件均被封閉在座體的絕緣外殼之中；取電盤的前端面是平面狀圓形結(jié)構(gòu)，后部是圓弧形手柄和電線引出口，取電盤內(nèi)部有一個接收線圈和轉(zhuǎn)換電路，將脈沖磁場能轉(zhuǎn)換成電能輸出，在接收線圈的中心靠近前端面處的內(nèi)部裝有一塊小磁鐵，其位置能夠與供電座內(nèi)的磁芯對應并吸合，將取電盤和供電座貼住固定在一起。取電盤通過電線與用電器連接在一起。供電座從前往后分別是方形前面板、前扣環(huán)、帶磁芯的圓形前端蓋、輻射線圈、控制電路、后端殼，如附圖2所示。為了裝配方便，前面板中間有一個能夠套住前扣環(huán)、前端蓋和輻射線圈圓筒，裝入輻射線圈、前端蓋后，扣入前扣環(huán)，固定住前部的幾個部件?？刂齐娐钒逖b于圓筒的后部。為了使輻射磁場盡量向前端輻射，可以在輻射線圈與控制電路板之間加一塊用良導體制成的反射板，在輻射線圈的前端緊貼輻射線圈處，裝有由開環(huán)式環(huán)狀良導體做的前檔板，阻擋緊靠輻射線圈端面附近的磁力線通過，迫使其往遠處繞，能夠有更多的磁力線穿過接收線圈。如圖6所示的檔板是由若干塊小面積導體排列成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，各導體間相互絕緣，使之無法形成大環(huán)形電流。導體環(huán)的寬度略大于輻射線圈的疊厚。當輻射線圈疊厚較大時，也可以不使用前檔板。前檔板最好與前端蓋組成一體。整個裝配完成后， 將方形前面板與后端殼固定在一起，固定點位于四角。在方形的絕緣平板上設置一個凸起的圓環(huán)，是為了便于取電時定位，圓環(huán)的凸起高度不宜過大，一般以2mm左右為妥。取電盤從前往后分別是帶小磁鐵的圓形前蓋、輻射線圈、轉(zhuǎn)換電路、后端殼兼手柄、電線，如附圖3所示。圓形前蓋的直徑小于供電座的前扣環(huán)直徑，接收線圈的直徑與輻射線圈直徑相當。其中的小型永久磁鐵采用非導電材料。手柄做成圓弧形，給人以有良好的手感。表面吸貼式取電器實際是一個無線輸電裝置，當兩者吸合之后，利用電磁感應原理，電磁波就會在兩個線圈之間傳遞能量。這種全新的取電方式排除了裸露的金屬導電體， 消除了傳統(tǒng)插頭在插撥時產(chǎn)生的電火花，與人手接觸的地方都是絕緣材料，人手無論怎么觸摸都無觸電的可能，使得人們用電更加安全。就連小孩也能隨意使用。由于供電座端面蓋板的外表面設置有凸起的定位圓環(huán)，取電盤也采用圓形結(jié)構(gòu)， 取電時無方向要求，沒有了傳統(tǒng)插頭需要對準位置后再插入的要求，加上磁力的吸合作用， 取電盤的貼、卸均十分輕便。這種設計可以憑手的觸感找到貼合位置，在黑暗的環(huán)境下也能夠取電自如。特別對于盲人，要找電源插座的位置不再是一個麻煩事。為了能夠與其他傳統(tǒng)的插座相配套，本計中的供電座體的大小可以與通用電源插座一致。當然，也可以做特殊尺寸的設計。附圖4和附圖5所示的尺寸是一個典型的參考尺寸，但并不限于這一尺寸。
四.
[0014]圖1是表面吸貼式取電器整體立體視圖。圖中1.取電盤；2.供電座方形前面板；3.供電座前面板上的凸起圓環(huán)。供電座的后端殼不在圖中。圖2是供電座體裝配結(jié)構(gòu)圖。圖中1.供電座圓形前扣環(huán)；2.圓形絕緣端蓋；3.鐵氧體磁芯；4.輻射線圈；5.供電座絕緣殼體；6.供電控制器。圖3是取電盤裝配結(jié)構(gòu)圖。圖中7.取電盤前端蓋；8.接收線圈及電路；9.磁鐵；10.取電盤后端蓋兼手柄； 11.用電器連接電線。圖4是取電盤典型尺寸圖。 圖5是供電座體典型尺寸圖。圖6是脈沖磁場前檔板。黑色部分為良導體，白色部分是絕緣材料。圖7是表面吸貼式取電器整體立體模型視圖。
五.具體實施方式
本實用新型取名為表面吸貼式取電器，分作兩個獨立部件供電座和取電盤，見附圖1和附圖7。手可觸及的外殼均采用高強度絕緣材料，其中以供電座和取電盤的前端蓋以薄、硬、韌材料為好，如采用薄型玻璃纖維板板材等。供電座前端蓋中間的磁芯材料一般選用鐵氧體，也可以是其他高頻高導磁材料，其直徑不宜超過20mm。取電盤前端蓋中間的小型永久磁鐵應該采用非導電材料，防止脈沖磁場通過時產(chǎn)生渦流損耗，例如采用稀土類永磁體。供電座的安裝方法供電座體相當于插座，固定于建筑物或其他堅固物體上，同普通電源插座一樣，分為暗裝和明裝兩種方式。方形前面板與其后端殼的固定方法不同于普通電源插座，將固定點設置于四個角上，采用扣入方式，以便于面板安裝和增大內(nèi)部電路的安裝空間。取電器的使用方法取電貼盤就相當于電源插頭，用電線與用電器連接在一起，只是沒有裸露金屬體， 需要取電時，將他置于供電座體的圓環(huán)內(nèi)，能自動吸合并定位。不要供電時，只要握住手柄輕輕一拉就可以卸下。在暗環(huán)境下也可以憑著手感放置取電盤，因此適合盲人使用。目前可以為小功率用電器供電。
權(quán)利要求1.一種表面吸貼式取電器結(jié)構(gòu)，不同于現(xiàn)在通用的采用金屬導體接觸導電的插頭、插座組合結(jié)構(gòu)，供電器與取電器兩者間無接觸式導電金屬體，其特征是由取電盤和供電座兩個獨立部分組成；供電座內(nèi)部有一個控制電路、脈沖磁場輻射線圈和磁力線引導器，輻射線圈的前端是絕緣端面蓋板和座體絕緣面板，在輻射線圈的中心靠近絕緣端面蓋板處裝有一塊高頻小磁芯，在絕緣端面蓋板的外表面有一個凸起的與磁場輻射線圈同心的絕緣圓環(huán)， 環(huán)的直徑大于內(nèi)部磁場輻射線圈的直徑，所有導電體、電子器件均被封閉在座體的絕緣外殼之中；取電盤的前端面是平面狀圓形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有一個接收線圈和轉(zhuǎn)換電路，接收線圈的直徑與輻射線圈相當，在接收線圈的中心靠近前端面處裝有一塊小磁鐵，其位置能夠與供電座內(nèi)的磁芯對應并吸合，取電盤的后部是圓弧形手柄和電線引出口，通過電線與用電器連接在一起，取電器外表面全部是絕緣材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面吸貼式取電器結(jié)構(gòu)，其特征是磁力線引導器之一的磁力線阻擋環(huán)由若干弧形良導體片排列成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并且相互間留有絕緣縫隙，環(huán)的寬度略大于磁場輻射線圈的疊厚，置于輻射線圈前端并緊貼輻射線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面吸貼式取電器結(jié)構(gòu)，其特征是取電盤和供座兩者依靠磁力吸合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面吸貼式取電器結(jié)構(gòu)，其特征是電能輸送依靠電磁轉(zhuǎn)換和近距離磁場輻射得以實現(xiàn)。
專利摘要本實用新型利用近距離電磁感應原理，對交流電源插頭、插座的結(jié)構(gòu)進行改造，去除裸露的導體，做成全絕緣的供電座和全絕緣的取電盤兩個獨立部件，兩者配套使用，取電時采用磁力吸合。供電座內(nèi)含控制電路和脈沖磁場輻射線圈等，端面設有定位環(huán)，取電盤內(nèi)含接收線圈和轉(zhuǎn)換電路等，可以用手觸摸任何位置都不會造成觸電事故，進一步提高了電器用電的安全性。也排除了插頭、插孔對位問題，單憑手的觸感就可以找到貼合位置，在黑暗的環(huán)境下也能取電自如。目前可以為小功率用電器供電。
文檔編號H01F38/14GK202334011SQ20112036673
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者周永漢, 陳益敏 申請人:周永漢, 陳益敏