CN111295726B - 用于电磁线圈的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
这里的示例实现方式涉及电磁线圈。一个示例装置包括多个线圈绕组。每个线圈绕组可以在相应的第一端与相应的第二端之间围绕所述多个线圈绕组内部的共用芯区域延伸。相应的第一端电连接到相应的第一端电接触。相应的第二端电连接到相应的第二端电接触。该装置还包括多个可安装部件。每个可安装部件经由相应的第一线圈绕组的相应的第一端电接触和第二线圈绕组的相应的第二端电接触将该相应的第一线圈绕组电联接到该相应的第二线圈绕组。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求享有2017年10月31日提交的美国专利申请第15/799,432号的优先权,该美国专利申请通过引用全文合并于此。
技术领域
本发明涉及用于电磁线圈的装置和方法。
背景技术
除非在此另行指示,否则本部分中描述的材料不是本申请中的权利要求的现有技术,并且不因包含在本部分中而被承认为现有技术。
电磁线圈可以用在各种装置中,诸如电感器、电磁体、变压器、传感器、电动机、或配置为基于电流与磁场之间的相互作用而操作的任何其它装置。在一些布置中,通过向电磁线圈提供电流,可以用电磁线圈来产生磁场。在其它布置中,通过测量流过电磁线圈的(例如由磁场感应的)电流,可以用电磁线圈来检测磁场。
电磁线圈可以包括呈盘绕(coil)、螺旋(spiral)或螺旋线(helix)布置及其它可能性的一个或更多个电导体(例如导线、线圈绕组等)。在一些示例中,电磁线圈可以包括绕线圈的中心处的芯区域(例如“磁轴”)延伸的多个线圈绕组(例如盘绕形的导线等)。此外,在一些应用中,线圈绕组可以彼此相邻和/或重叠地密集布置。为了促进电流在进入另一线圈绕组之前沿着特定的线圈绕组的长度流动,各个线圈绕组可以沿其各自的长度彼此电绝缘。例如,线圈绕组可以具有不导电的绝缘材料(例如,诸如塑料或搪瓷)的涂层,该涂层在线圈绕组的(暴露的)端子或端部之间延伸。
发明内容
在一个示例中,一种装置包括多个线圈绕组,所述多个线圈绕组与所述多个线圈绕组内部的共用芯区域相关联。每个线圈绕组在相应的第一端与相应的第二端之间围绕共用芯区域延伸。相应的第一端电连接到相应的第一端电接触。相应的第二端电连接到相应的第二端电接触。该装置还包括多个可安装部件。每个可安装部件经由相应的第一线圈绕组的相应的第一端电接触和相应的第二线圈绕组的相应的第二端电接触将该相应的第一线圈绕组电联接到该相应的第二线圈绕组。
在另一示例中,一种方法涉及获得多个线圈绕组的电测量,所述多个线圈绕组与所述多个线圈绕组内部的共用芯区域相关联。该方法还涉及基于电测量来确定所述多个线圈绕组的电特性。该方法还涉及安装多个可安装部件。每个可安装部件经由相应的第一线圈绕组的相应的第一端电接触和相应的第二线圈绕组的相应的第二端电接触将该相应的第一线圈绕组电联接到该相应的第二线圈绕组。
在又一示例中,一种装置包括多个环形(toroidal)线圈绕组,所述多个环形线圈绕组与所述多个环形线圈绕组内部的共用芯区域相关联。每个环形线圈绕组在相应的第一端与相应的第二端之间围绕共用芯区域延伸。相应的第一端电连接到相应的第一端电接触。相应的第二端电连接到相应的第二端电接触。该装置还包括多个可安装部件。每个可安装部件经由相应的第一环形线圈绕组的相应的第一端电接触和相应的第二环形线圈绕组的相应的第二端电接触将该相应的第一环形线圈绕组电联接到该相应的第二环形线圈绕组。
在再一示例中,一种***包括用于获得多个线圈绕组的电测量的手段,所述多个线圈绕组与所述多个线圈绕组内部的共用芯区域相关联。该***还包括用于基于电测量来确定所述多个线圈绕组的电特性的手段。该***还包括用于安装多个可安装部件的手段。每个可安装部件经由相应的第一线圈绕组的相应的第一端电接触和相应的第二线圈绕组的相应的第二端电接触将该相应的第一线圈绕组电联接到该相应的第二线圈绕组。
通过在适当的情况下参照附图阅读以下详细描述,这些以及其它方面、优点和备选方案将对本领域普通技术人员而言变得明显。
附图说明
图1是根据一示例实施方式的包括电磁线圈的装置的简化框图。
图2是根据一示例实施方式的包括旋转接头的装置的简化框图。
图3A示出了根据一示例实施方式的包括旋转接头的装置的侧视图。
图3B示出了图3A中的装置的剖视图。
图3C示出了图3A中的装置的另一剖视图。
图3D示出了图3A中的装置的又一剖视图。
图4是根据一示例实施方式的包括电磁线圈的装置的简化电路图。
图5是根据一示例实施方式的方法的流程图。
图6是根据一示例实施方式的另一方法的流程图。
具体实施方式
以下详细描述参照附图描述了所公开的实现方式的各种特征和功能。在附图中,相似的符号标识相似的部件,除非上下文另行指示。在此描述的说明性实现方式不意味着是限制性的。本领域技术人员可以容易理解的是,所公开的实现方式的某些方面可以以各种各样不同的配置来布置和组合。
I.概述
在一些实现方式中,电磁线圈可以包括围绕共用芯区域呈同轴相对布置的多个线圈绕组。例如,线圈绕组的各个匝可以交织或以其它方式彼此相邻,以形成限定围绕共用芯区域的一个或更多个导电路径的线圈绕组的密集环。然而,在一些情形下,相邻的线圈绕组可能在相应线圈绕组的除端子(例如端部)以外的位置处无意地(例如,由于缺陷或制造误差等)电联接(例如短路)。在这些情形下,由线圈产生(或检测到)的所得磁场可以不同于在没有缺陷的情况下会产生(或检测到)的预期磁场。
为了检测这样的缺陷,可以在线圈的组装期间或之后测量(例如飞针测试等)线圈绕组的电特性。例如,可以将线圈绕组的测得电阻与预定值相比较或者当线圈绕组与相邻的线圈绕组适当地绝缘时所预期的值的范围相比较。然而,在一些情形下,单独测试每个线圈绕组在技术上可能是有挑战的。例如,在电磁线圈的组装之后,各个线圈绕组的端子或端部可以彼此串联或并联连接以形成电磁线圈。
因此,一个示例装置包括多个线圈绕组,所述多个线圈绕组与所述多个线圈绕组内部的共用芯区域相关联。
在一个实现方式中,线圈绕组可以包括缠绕共用芯区域的多个盘绕形导线。在一些情况下,盘绕形导线中的两个或更多个可以串联连接以形成沿着芯区域的长度延伸两次或更多次的导电路径。在其它情况下,盘绕形导线中的两个或更多个可以并联连接以形成两个分离的导电路径,其中每个导电路径沿着芯区域的长度延伸。
在另一实现方式中,线圈绕组可以形成在多层电路板(例如印刷电路板(PCB))中。例如,线圈绕组可以包括在PCB的第一层中的第一多个导电结构(例如铜迹线等)以及在PCB的第二层中的第二多个导电结构。在一个实施方式中,两层中的导电结构可以围绕公共轴圆形地布置(例如以至少彼此部分重叠)。此外,PCB中的多个互连(例如通路)可以被布置为连接两层中的导电结构以形成围绕公共轴的一个或更多个盘绕形导电路径。例如,通过这种布置,导电结构和互连可以一起限定围绕共用芯区域(例如两个PCB层之间的绝缘材料)彼此交织的多个环形线圈绕组(toroidal coil winding)。
示例装置还可以包括连接到所述多个线圈绕组的各个端部的多个电接触。例如,每个线圈绕组可以限定在两个相应的电接触之间围绕共用芯区域延伸的盘绕形导电路径。在一个实施方式中,电接触(例如暴露的铜迹线)可以沿着电路板的安装表面(例如顶层或底层)设置。
示例装置还可以包括多个可安装部件,诸如电阻器、导线、可拆装的连接器等。给定的可安装部件在安装时可以将第一线圈绕组的第一电接触电联接到第二线圈绕组的第二电接触。在一个示例中,给定的可安装部件可以被配置为以串联电路配置连接两个线圈绕组。因此,在这个示例中,两个盘绕形导电路径(例如两个线圈绕组)可以彼此连接,以形成沿着共用芯区域的长度延伸两次的单个导电路径。在另一示例中,给定的可安装部件可以被配置为以并联电路配置连接两个线圈绕组。因此,在这个示例中,并联连接的两个盘绕形导电路径(例如两个线圈绕组)可以并联地支持两个电流(例如相移AC信号等)。
例如,通过这种布置,可以在安装将线圈绕组彼此连接的可安装部件之前分别测试每个线圈绕组。例如,在将特定的线圈绕组与另一线圈绕组(串联或并联)连接之前,可以在该特定的线圈绕组的电接触(即端子)处测量或探查该特定的线圈绕组的电阻和/或电感。然后可以将测量到的电阻和/或电感与预定的值或值的预定范围进行比较,以确定该特定的线圈绕组是否有缺陷。
举例来说,如果该特定的线圈绕组的回路(例如匝)无意地连接(例如,“短路”)到另一绕圈绕组的回路,或者如果该特定的线圈绕组没有在两个相关联的电接触之间限定导电路径(例如,在该特定的线圈绕组的两个回路之间的“开路”)及其它可能性,则测量到的电阻和/或电感会在值的预定范围之外。
在一些实现方式中,在分别测试线圈绕组之后,然后可以将所述多个可安装部件安装到示例装置以连接线圈绕组并形成具有共用芯区域的电磁线圈。
II.示例***和装置
现在将更详细地描述其中可实现示例实施方式的***和装置。一般,在此公开的一个或更多个实施方式可以与包括电磁线圈的任何***一起使用。示例***的非穷举列表包括电动机、传感器线圈、电感器、变压器、电磁体、换能器、扬声器、旋转接头或包括电磁线圈的任何其它***。
图1是根据一示例实施方式的包括电磁线圈的装置100的简化框图。如所示出地,装置100包括电磁线圈140和电路150。
线圈140可以包括导电材料(例如铜、金、其它金属等)的一个或更多个回路,所述一个或更多个回路限定围绕线圈140内部的共用芯区域的一个或更多个导电路径。在第一示例中,线圈140可以包括电导体,例如,诸如呈围绕线圈140内部的芯区域延伸的盘绕、螺旋或螺旋线形状的导线。在第二示例中,线圈140可以包括缠绕共用芯区域的多个电导体(例如导线),每个电导体具有盘绕、螺旋、螺旋线等形状。在这个示例中,每个电导体可以对应于线圈140的线圈绕组。在第三示例中,线圈140可以包括共面导电结构的一种或更多种布置,该共面导电结构彼此连接以形成围绕线圈140的芯区域的一个或更多个线圈绕组(即导电路径等)。其它示例也是可行的。
在所示示例中,线圈140包括多个线圈绕组110、多个电接触120和多个可安装部件130。
线圈绕组110可以以各种方式实现。在一些示例中,线圈绕组可以由缠绕芯区域以限定线圈140的磁轴的导线或其它电导体形成。在其它示例中,线圈绕组可以由多个导电结构形成,所述多个导电结构彼此连接以形成呈盘绕、螺旋线、螺旋等形状的导电路径。为此,线圈140的芯区域可以具有诸如圆柱形或环形等的各种形状。
如所示出地,线圈绕组110可以包括多个导电结构112和多个互连114。
导电结构112可以包括导电材料(例如铜、其它金属等)的部分,所述部分电联接在一起以限定围绕线圈140的芯区域或磁轴的至少一个(例如盘绕形的)导电路径。为此,互连114可以包括电连接的布置,该电连接在特定导电结构之间以限定线圈绕组110的导电路径。
在一个实施方式中,导电结构112可以包括呈第一共面且圆形的布置的第一多个导电结构。在这个实施方式中,导电结构112还可以包括与第一多个导电结构重叠(例如平行)的呈第二共面布置和圆形布置的第二多个导电结构。例如,在电路板实现方式中,第一多个导电结构可以沿着电路板的第一层设置或构图,并且第二多个导电结构可以沿着电路板的第二层设置或构图。
在这个实施方式中,互连114可以包括导电材料,该导电材料延伸穿过电路板的两层之间的钻孔(例如通路)。通过这种布置,线圈绕组110可以围绕环形芯区域形成,该环形芯区域具有延伸穿过导电结构112的圆形布置的中心的对称轴。因此,在这个实施方式中,互连114可以将(在电路板的第一层中的)第一多个导电结构联接到(在电路板的第二层中的)第二多个导电结构,以限定围绕环形对称轴延伸的多个环形线圈绕组(即绕组110)。
其它实施方式也是可行的,诸如其中线圈绕组110与具有不同形状(例如圆柱形等)的芯区域相关联的实施方式。
电接触120可以包括连接到线圈绕组110的各个线圈绕组的端子或端部的导电材料(例如铜等)。举例来说,在特定线圈绕组包括经由互连114彼此连接的一组导电结构的情况下,电接触120可以包括连接到该特定线圈绕组的第一个导电结构和最后一个导电结构的两个特定电接触。因此,在这个示例中,可以在该特定线圈绕组的由所述两个特定电接触限定的端子处测量和/或提供流过该特定线圈绕组的电流。在一个实施方式中,所述两个特定电接触可以设置在包括导电结构112的电路板的安装表面(例如顶层或底层)上。
可安装部件130可以包括电阻器、导线、插头、开关或任何其它可拆装地安装的电子部件,该电子部件被配置为当安装到装置100时将第一线圈绕组的第一电接触电连接到第二线圈绕组的第二电接触。在一个示例中,线圈绕组110中的两个可以经由给定的可安装连接器彼此串联连接,以限定沿着线圈140的芯区域的长度延伸两次的导电路径。在另一示例中,线圈绕组110中的两个可以彼此并联连接以限定两个平行的导电路径,这两个平行的导电路径可以沿着线圈140的芯区域的长度支持两个分离的电流。在一个实施方式中,可安装部件130可以包括低电阻电阻器(例如0.002欧姆等),该低电阻电阻器安装到电路板的安装表面上以与两个线圈绕组的两个特定电接触重叠。
电路150可以包括配置为提供和/或检测流过线圈140的线圈绕组110的电流的模拟部件或数字部件。为此,电路150可以包括电源、控制器、滤波器、电容器、晶体管、传感器或任何其它电子部件的任何组合。
在一个示例中,电路150可以包括感测元件,该感测元件测量由于与线圈140的芯区域相交的磁场而在线圈140中感应的电流(们)。在这个示例中,电路150还可以包括基于测量到的电流(们)来确定磁场的控制器或计算机***。
在另一示例中,电路150可以包括控制器,该控制器调制流过线圈140的电流(们)以使线圈140产生磁场。在一个实施方式中,电路150可以通过线圈140提供三相AC信号以使用线圈140产生旋转磁场。其它示例是可行的。此外,在一些情况下,电路150可以通过调节流过线圈绕组110的电流(们)来调制所产生的磁场。因此,电路150可以包括布置为提供和调制流过线圈140的电流(们)的布线、导电材料、电容器、电阻器、放大器、滤波器、比较器、电压调节器、控制器和/或任何其它电路。
如上所述,在此公开的一个或更多个实施方式可以与包括电磁线圈的任何装置一起使用。举例来说,旋转接头装置可以包括配置为相对于第二结构(例如定子)旋转的第一结构(例如转子)。采用旋转接头装置的示例***包括传感器***(例如RADAR、LIDAR等)和(例如,用于引导麦克风、扬声器、机器人部件等的)机器人***等。为此,在此描述的说明性实施方式包括旋转接头装置,该旋转接头装置包括类似于装置100的电磁线圈。
图2是根据一示例实施方式的包括旋转接头的装置200的简化框图。如所示出地,装置200包括第一平台210和第二平台230。
第一平台210可以包括或可以联接到转子或其它可移动部件。例如,平台210可以被配置为相对于平台230并且围绕平台210的旋转轴(例如转子轴)旋转。因此,平台210可以被构造为旋转接头构造中的旋转平台。如所示出地,平台210包括传感器212、控制器214、通信接口216、电源接口218以及一个或更多个磁体220。
在一些示例中,平台210可以包括适合于支撑和/或安装平台210的各种部件的任何固体材料。例如,平台210可以包括安装通信接口216和/或平台210的其它部件的印刷电路板(PCB)。在这种情况下,PCB还可以包括用于将平台210的部件中的一个或更多个(例如传感器212、控制器214、通信接口216、电源接口218等)彼此电联接的电路(未显示)。在这种情况下,PCB可以被定位使得所安装的部件沿着平台210的面对平台230的对应一侧或与平台230的对应一侧相对的一侧。例如,通过这种布置,平台210和230可以响应于平台210相对于平台230的旋转而保持在距彼此给定的距离内。
传感器212可以包括安装到平台210的传感器的任意组合。示例传感器的非穷举列表可以包括方向传感器(例如陀螺仪、加速度计等)、遥感装置(例如RADAR、LIDAR等)、声音传感器(例如麦克风)以及其它示例。
控制器214可以被配置为操作第一平台210的部件中的一个或更多个。为此,控制器214可以包括以下的任何组合:通用处理器、专用处理器、数据储存器、逻辑电路和/或配置为操作装置200的一个或更多个部件的任何其它电路。在一个实现方式中,控制器214包括运行存储在数据储存器中以操作传感器212、接口216等的指令的一个或更多个处理器。在另一实现方式中,控制器214备选地或另外地包括电路,该电路被连接以执行在此描述的功能和过程中的一个或更多个,用于操作装置200的一个或更多个部件。在一个示例中,控制器214可以被配置为接收由传感器212收集的传感器数据,并向通信接口216提供指示传感器数据的调制过的电信号。例如,传感器数据可以指示测量的取向、对周围环境的扫描、检测到的声音和/或传感器212的任何其它传感器输出。
通信接口216可以包括配置为在平台210和230之间发送和/或接收数据和/或指令的无线或有线通信部件(例如发射机、接收机、天线、光源、光检测器等)的任何组合。在一个示例中,在通信接口216是光学通信接口的情况下,接口216可以包括布置为发射调制过的光信号202以供平台230中包括的光检测器接收的一个或更多个光源。例如,信号202可以指示由传感器212收集的传感器数据。此外,在这个示例中,接口216可以包括用于接收从平台230发射的调制过的光信号204的光检测器。例如,信号204可以指示用于操作传感器212和/或联接到平台210的任何其它部件的指令。在这种情况下,控制器214可以基于经由接口216检测到的所接收到的指令来操作传感器212。
电源接口218可以包括被配置用于平台210和230之间的无线(或有线)电力传输的一个或更多个部件。举例来说,接口218可以包括布置为接收磁通量的变压器线圈(们)(未显示),该磁通量延伸穿过变压器线圈以感应用于为平台210的一个或更多个部件(例如传感器212、控制器214、通信接口216等)供电的电流。例如,变压器线圈可以与平台230中包括的对应变压器线圈相对地围绕平台210的芯区域布置。此外,例如,装置200还可以包括磁芯(未示出),该磁芯延伸穿过接口218中的变压器线圈(和/或平台230中包括的变压器线圈)以引导穿过相应变压器线圈的磁通量,从而提高所述两个平台之间的电力传输效率。其它配置也是可行的。
磁体(们)220可以由诸如铁、铁磁化合物、铁氧体等的铁磁材料和/或被磁化以产生平台210的第一平台磁场的任何其它材料形成。
在一个实现方式中,磁体220可以被实现为呈围绕平台210的旋转轴的基本上圆形的布置的多个磁体。例如,磁体220可以沿着与旋转轴同心的圆布置,以产生朝向和/或穿过平台230延伸的组合磁场。此外,例如,磁体220中的相邻的磁体可以在交替的方向上磁化,使得给定磁体的沿着该给定磁体的面对平台230的表面的磁极与相邻磁体的沿着类似表面的磁极相反。例如,通过这种布置,磁场可以从该给定磁体的所述表面朝向平台230延伸,然后朝向所述相邻磁体的所述表面延伸。此外,另一磁场可以从该给定磁体的表面朝向平台230延伸,然后朝向另一相邻磁体延伸。
在另一实现方式中,磁体220可以被实现为与第一平台的旋转轴同心的单个环形磁体(ring magnet)。在这个实现方式中,环形磁体可以被磁化为具有与以上描述的所述多个磁体的磁化模式相似的磁化模式(magnetization pattern)。例如,环形磁体可以被实现为具有多个环形扇区(例如,环形磁体的在其相应的径向轴之间的区域)的印刷磁体。在这个示例中,环形磁体中的相邻的环形扇区可以在交替的方向上磁化,以限定面对平台230的多个交替的磁极。
如所示出地,磁体(们)220可以可选地包括索引磁体(index magnet)222。索引磁体222可以包括配置为具有与磁体220中的其它磁体的特征不同的特性的磁体(例如铁磁材料等)。
第二平台230可以被构造为旋转接头构造中的定子平台。例如,平台210的旋转轴可以延伸穿过平台230,使得平台210在保持于与平台230相距给定距离内的同时相对于平台230旋转。如所示出地,平台230包括控制器234、通信接口236、电源接口238、电磁线圈240、电路250和磁场传感器290。为此,平台230可以由适合于支撑安装或以其它方式联接到平台230的各种部件的固体材料的任何组合形成。在一些示例中,平台230可以包括安装装置200的一个或更多个部件(例如,接口236、238,传感器290等)的电路板。
例如,控制器234可以类似于控制器214具有各种物理实现方式(例如处理器、逻辑电路、模拟电路、数据储存器等)。此外,例如,分别与控制器214、通信接口216和信号202类似地,控制器234可以操作通信接口236以使其发送指示数据或指令的传输的信号204。例如,控制器234可以操作接口236(例如收发器、天线、光源等)以提供指示用于操作传感器212和/或平台210的任何其它部件的指令的调制过的无线信号。此外,例如,控制器234可以从接口236接收调制过的电信号,该调制过的电信号指示从平台210发送的调制过的信号202。
通信接口236可以类似于接口216来实现,以促进平台210和230之间的经由信号202和204的通信。
电源接口238可以类似于电源接口218来配置,并因此可以与电源接口218结合操作,以促进平台210和230之间的电力传输。举例来说,接口238可以包括变压器线圈(未示出),并且控制器234可以被配置为使电流流过该变压器线圈。然后,电流可以产生磁通量,该磁通量延伸穿过电源接口218的对应变压器线圈(未示出)以感应通过该对应变压器线圈的电流。因此,感应的电流可以为平台210中的一个或更多个部件提供电力。
例如,电磁线圈240和电路250可以分别类似于电磁线圈140和电路150。
在一个实现方式中,电路250(和/或控制器234)可以使一个或更多个电流流过线圈240以在线圈240内部产生第二平台磁场。因此,平台210的第一平台磁场可以与平台230的第二平台磁场相互作用,以在平台210上提供力或转矩。然后,感应的力可以使平台210绕其旋转轴旋转。此外,在一些情况下,电路250(和/或控制器234)可以通过调节流过线圈240的电流(们)来调制第二平台磁场。例如,通过这样做,装置200可以控制平台210的旋转的方向或速率。
磁场传感器290可以被配置为测量与磁体(们)220相关联的第一平台磁场的一个或更多个特性(例如方向、角度、大小、通量密度等)。例如,传感器290可以包括布置为与磁体(们)220和/或第一平台磁场重叠的一个或更多个磁强计。示例传感器的非穷举列表包括质子磁强计、奥弗豪泽(Overhauser)效应传感器、铯蒸汽传感器、钾蒸汽传感器、旋转线圈传感器、霍尔效应传感器、磁阻装置传感器、磁通门磁强计、超导量子干涉仪(SQUID)传感器、微机电***(MEMS)传感器和无自旋交换弛豫(SERF)原子传感器及其它示例。在一个实现方式中,传感器290可以包括三维(3D)霍尔效应传感器,其输出根据正交坐标系表示(例如x-y-z轴分量)或其它矢量场表示的对第一平台磁场在传感器290的位置处的角度(和/或大小)的指示。
因此,装置200可以使用来自传感器290的输出(们)作为用于确定平台210关于旋转轴的取向或位置的基础。举例来说,传感器290可以被定位成与第一平台磁场的在磁体(们)220中的两个相邻的磁体之间延伸的部分重叠。随着第一平台210旋转,所述部分的角度可以在传感器290的位置处改变,因此电路250(和/或控制器234)可以对来自传感器290的输出进行采样,以推断传感器290相对于所述两个相邻的磁体的位置。
因此,通过这种布置,装置200可以使用磁体(们)220作为既用于致动平台210又用于测量平台210的取向的部件(们)(例如磁性编码器)。这种布置可以提供具有降低的成本并且具有更紧凑的设计的致动器和磁性编码器。
在其中磁体(们)220包括索引磁体222的实现方式中,第一平台磁场的在索引磁体222和与索引磁体222相邻的一个或更多个磁体之间延伸的特定部分可以相对于第一平台磁场的其它部分具有一个或更多个有区别的特性。举例来说,如果索引磁体222定位在与平台210的旋转轴相距一距离处,该距离与旋转轴和磁体(们)220中的其它磁体之间的基本上均匀的距离不同,则第一平台磁场的该特定部分的方向可以不同于其它部分的各自的方向。因此,在一些示例中,在传感器290与索引磁体222重叠或与在索引磁体222和相邻磁体之间的区域重叠的情况下,电路250(和/或控制器234)可以将该差异的检测与平台210的取向相关联。通过这个过程,例如,装置200可以将传感器290的输出映射到平台210相对于索引磁体222位置的取向的范围。
在一些实现方式中,装置200可以包括相比于示出的部件更少或更多的部件。在一个示例中,装置200可以被实现为没有索引磁体222、传感器290和/或示出的任何其它部件。在另一示例中,平台210和/或230可以包括另外的或备选的传感器(例如麦克风等)、计算子***和/或任何其它部件。另外,要注意,示出的各种功能块可以以与示出的布置不同的布置来布置或组合。例如,包括在平台210中的一些部件可以备选地被包括在平台230中,或被实现为装置200的单独部件。
图3A示出了根据一示例实施方式的包括旋转接头的装置300的侧视图。如所示出地,装置300包括分别类似于平台210和230的转子平台310和定子平台330。在示出的示例中,平台310的侧面310a定位在距平台330的侧面330a的给定距离308处。平台310可以被配置为围绕旋转轴306旋转的转子平台。此外,平台330可以被配置为响应于平台310围绕轴306的旋转而保持在距平台310的距离308内的定子平台。在一些示例中,侧面310a可以对应于平台310的平面安装表面(例如电路板的外层)。类似地,例如,侧面330a可以对应于平台330的平面安装表面。
图3B示出了装置300的剖视图。在图3B中,轴306延伸穿过页面。如图3B所示,装置300还包括底座328以及由磁体320、322、324、326例示的多个磁体。
磁体320、322、324、426可以类似于磁体(们)320。例如,如所示出地,磁体320、322、324、326以围绕旋转轴306的基本上圆形的布置安装。在一些示例中,装置300的相邻的磁体可以在交替的方向上被磁化。例如,如所示出地,磁体320在指向页面内的方向上被磁化(例如,指向页面外的由字母“S”指示的南极),磁体322在指向页面外的方向上被磁化(例如,指向页面外的由字母“N”指示的北极),磁体324在与磁体320相同的方向上被磁化,依此类推。因此,在一些示例中,如所示出地,所述多个磁体(例如320、322、324、326等)的各自的磁化方向可以基本上平行于轴306。
底座328可以包括配置为以围绕轴306的圆形布置支撑平台310的所述多个磁体的任何结构。为此,底座328可以包括适合于以圆形布置支撑所述多个磁体的任何固体结构(例如塑料、铝、其它金属等)。例如,如所示出地,底座328可以具有在(圆形的)边缘328a和328b之间延伸的环形。此外,如所示出地,底座328可以包括以圆形布置容纳所述多个磁体的凹口。例如,如所示出地,底座328包括成形为容纳磁体326的(在壁328c和328d之间的)凹口。因此,例如,在组装期间,可以将所述多个磁体配合到底座328的各个凹口中,以便于将所述多个磁体放置成圆形布置。此外,如所示出地,环形底座328可以相对于轴306(例如,与环形底座328的中心轴对准的轴306)同心地布置。因此,例如,响应于平台310围绕轴306的旋转,圆形的边缘328a、328b以及磁体320、322、324、326等可以保持在距轴306的相应给定距离内。
在一些示例中,类似于索引磁体222,装置300中的至少一个磁体可以被配置为具有与其它磁体的共同特性不同的一种或更多种特性的索引磁体。如所示出地,例如,磁体322安装在与其它磁体(例如320、324、326等)和轴306之间的距离不同的距轴306的距离。为了促进这一点,如所示出地,容纳索引磁体322的(例如由壁328e限定的)凹口可以具有比容纳磁体320、324、326等的相应凹口短的长度。结果,索引磁体322在安装时可以比磁体320、324、326等更靠近边缘328a(和轴306)。
如图3B所示,平台310可以包括由边缘310b限定的中心间隙。在这个示例中,平台310可以包括围绕边缘310b布置的变压器线圈(未示出)。此外,在这个示例中,装置300可以包括磁芯(未示出),该磁芯延伸穿过该中心间隙以引导由平台330的类似变压器线圈(未示出)产生的磁通量。因此,例如,与以上针对电源接口218和238的讨论一致,电力可以在平台310和330之间传输。
注意,平台310可以包括相比于所示出的附加的或更少的部件。在一个示例中,底座328可以沿着印刷电路板(PCB)或其它电路板的周边布置。在另一示例中,底座328可以沿着电路板的表面或层设置。
图3C和图3D示出了装置300的其它剖视图。在图3C的剖视图中,平台330的侧面330a沿着页面的表面。图3D的剖视图可以对应于平台330的与侧面330a基本上平行的层的视图。例如,图3D所示的层可以对应于平台330的侧面330a和330b之间的层(例如内层等)。备选地,例如,图3D所示的层可以对应于平台330的侧面330b处的层(例如外层等)。在一个实现方式中,平台330可以被物理地实现为多层电路板(例如PCB),或者可以包括嵌入在其中的多层PCB。为此,图3C所示的一个或更多个部件可以对应于沿着PCB的第一层构图的导电材料(们)(例如轨迹(track)、迹线、铜等),图3D所示的一个或更多个部件可以对应于沿着PCB的第二层构图的导电材料(们)。其它实现方式也是可行的。
如图3C所示,装置300还包括:由结构340、342、344、346、348、349例示的第一多个导电结构,由互连350、352、354、356、358例示的多个互连,磁场传感器390,以及连接器392、394。如图3D所示,装置300还包括由结构360、362、364、366例示的第二多个导电结构。如图3C和图3D所示。装置300还包括由接触332、334、336、370、372、374、376、378例示的多个电接触。
图3C所示的电接触332、334、336可以被配置为分别将第一多个导电结构和第二多个导电结构电联接到电源、电压调节器、电流放大器或其它电路(例如电路350),所述电源、电压调节器、电流放大器或其它电路提供或调节流过联接到各接触的各导电轨迹的一个或更多个电流。为此,接触332、334、336可以由设置在平台330的在图3C中示出的层中的导电材料(例如铜等)形成。在一个示例中,接触332、334、336可以被配置将三相AC信号提供到由导电结构限定的线圈绕组中。在这个示例中,可以调制三相AC信号来控制由平台330产生的定子平台磁场。然而,其它实现方式也是可行的(例如二相信号等)。
图3C所示的第一多个导电结构(340、342、344、346、348、349等)可以包括呈围绕轴306的圆形布置的导电材料(例如铜等)。例如,如图3C所示,第一多个导电结构在关于轴306同心的圆301和302之间延伸。例如,侧面330a的在圆301和302之间的区域可以与转子平台310的所述多个磁体320、322、324、326等至少部分地重叠。此外,如图3C所示,每个导电结构(例如结构342等)在关于轴306的第一方向上(例如顺时针)倾斜。另外,第一多个导电结构呈基本上共面的布置。因此,例如,结构340、342、344、346、348、349等可以沿着电路板(例如PCB)的单层形成为图案化的导电轨迹。
类似地,图3D所示的第二多个导电结构(360、362、364、366等)呈(例如沿着PCB的第二层)基本上共面的圆形布置。因此,例如,第一多个导电结构可以在距转子平台310的第一距离处,第一距离小于第二多个导电结构与转子平台310之间的第二距离。
另外,结构360、362、364、366等分别在圆303和304之间延伸。圆303和304可以类似于圆301和302,因此可以以分别与圆301和302的半径类似的半径关于轴306同心。如图3D所示,第二多个导电结构在关于轴306的第二方向(例如逆时针方向)上倾斜。因此,图3D中的第二多个结构在与图3C的第一多个结构的倾斜方向相反的方向上倾斜。例如,结构340(图3C)在关于轴306的顺时针方向上倾斜。然而,结构360(图3D)在关于轴306的逆时针方向上倾斜。
如上所述,第一多个导电结构和第二多个导电结构可以彼此电联接以形成多个线圈绕组。为了促进这一点,互连350、352、354、356、358等可以包括导电材料,该导电材料延伸穿过平台330(例如穿过页面)以连接在互连的各个位置处重叠的各个导电结构。例如,互连350将导电结构340(图3C)电联接到导电结构360(图3D)。类似地,互连352将导电结构342(图3C)电联接到导电结构362(图3D)等。
通过这种布置,例如,装置300的第一线圈绕组可以限定第一导电路径,该第一导电路径按此顺序包括:结构340、互连350、结构360、互连354、结构344等至结构364。因此,第一线圈绕组可以围绕轴306并且围绕第一线圈绕组内部的基本上环形的芯区域(即,平台330内部的在圆301、302、303、304之间并且与第一多个导电结构和第二多个导电结构重叠的区域)延伸。因此,在示出的示例中,第一线圈绕组可以被配置为在结构340和364的端子之间的环形线圈绕组。类似地,装置300的第二线圈绕组可以限定第二导电路径,该第二导电路径按此顺序包括:结构342、互连352、结构362、互连356、结构346等至结构366。
因此,在一些情况下,装置300可以包括多个交织的环形线圈绕组(诸如上述第一线圈绕组和第二线圈绕组),它们与所述多个线圈绕组内部的共用芯区域相关联。例如,在图3C中,相邻的结构340和342可以被包括在包围围绕轴306的共用芯区域的两个不同的环形线圈绕组中。在一个实施方式中,在装置300包括PCB的情况下,芯区域可以被包括在PCB的中间层中(在图3C和图3D所示的层之间)。
为此,例如,当电流(们)流过所述多个线圈绕组时,可以在共用芯区域内部产生定子平台磁场。然后,定子平台磁场可以与和转子平台310中的磁体相关联的转子平台磁场相互作用,以导致使平台310围绕轴306旋转的转矩或力。
因此,在一些示例中,图3C和图3D所示的导电结构可以(例如通过互连)电联接以形成无芯PCB电动机线圈。例如,图3C所示的第一多个导电结构可以通过图3C和图3D所示的两个层之间的绝缘材料(诸如电绝缘层(例如塑料、搪瓷等))与图3D所示的第二多个导电结构分离。在这种情况下,定子平台磁场可以延伸穿过该绝缘材料。
然而,在其它示例中,装置300可以包括磁可渗透芯(未示出),该磁可渗透芯在图3C和图3D的两个层之间以引导或聚焦所产生的定子平台磁场。例如,平台330的中间层(未示出)可以包括设置在图3C和图3D的导电结构之间的导电材料(例如环形铜迹线等)。为此,中间层中的导电材料可以充当增强其中的定子平台磁场的磁芯。
类似于图3C所示的接触332、334、336等,图3D所示的电接触370、372、374、376、378等可以包括导电材料(例如铜迹线等),该导电材料连接到装置300的所述多个线圈绕组的各个端部。继续以上示例,第一线圈绕组的第一端(例如结构364)连接到电接触370。类似地,第二线圈绕组的一端(例如结构366)连接到电接触374,第二线圈绕组的另一端(例如结构342)经由互连358连接到电接触372。
因此,通过这种布置,当电接触370、372、374、376、378等不彼此连接(例如“开路”配置)时,与装置300的各个线圈绕组相关联的导电路径可以彼此电分离。因此,与以上讨论一致,可以通过在相应线圈绕组的端部或端子处测量两个相应电接触之间的电特性(例如飞针测试等)来单独测试每个线圈绕组。
此外,在一些示例中,两个线圈绕组可以通过电联接电接触而以串联电路配置连接。例如,(包括结构340和364的)第一线圈绕组可以通过将接触370连接到接触372而与(包括结构342和366的)第二线圈绕组串联连接。例如,诸如电阻器或导线的可安装部件(未示出)可以安装到接触370和372上以连接所述两个线圈绕组。在这种情况下,通过组合第一线圈绕组和第二线圈绕组的两个导电路径,电流可以围绕轴306流动两次。所组合的导电路径可以例如按此顺序包括:接触332、第一线圈绕组、接触370、可安装部件(未示出)、接触372、互连358、然后是第二线圈绕组。
备选地或另外地,在一些示例中,两个线圈绕组可以经由电接触以并联电路配置连接。例如,如果可安装部件电联接接触374和376,则第二线圈绕组可以与围绕轴306的第三线圈绕组(例如在接触378处终止的绕组)并联连接。
磁场传感器390可以类似于传感器290。为此,传感器390可以包括配置为测量由平台310的磁体(例如320、322、324、326等)产生的转子平台磁场的任何磁强计,诸如霍尔效应传感器等。因此,例如,计算***(例如控制器234、电路250等)可以基于来自传感器390的输出来确定平台310关于轴306的取向。
为了促进这一点,在一些示例中,传感器390可以定位在平台330中的与平台310的转子平台磁场基本上交叠的位置处。例如,如图3C所示,传感器390定位在圆301和302之间的区域(与平台310的磁体至少部分地重叠的区域)中。另外,为了减轻来自由第一多个导电结构和第二多个导电结构限定的线圈绕组的定子平台磁场的干扰,在平台330中围绕轴306延伸的盘绕形导电路径的一部分可以在平台330的在此安置传感器390的区域中被打断或修改。
如图3C所示,例如,第一多个导电结构包括以基本上均匀的距离间隔开的多个间隔开的导电结构。然而,图3C所示的第一多个导电结构可以包括两个相邻的结构(例如348和349),这两个相邻的结构以比所述基本上均匀的距离大的距离隔开。类似地,例如,(图3D所示的)第二多个导电结构也可以包括两个相邻的结构,这两个相邻的结构以比第二多个导电结构中的其它结构之间的基本上均匀的距离大的距离隔开。因此,如图3C所示,传感器390可以位于结构348和349之间(即,在围绕轴306延伸的盘绕形导电路径(们)中的“间隙”内)。
为了促进这一点,可以采用远离在此安置传感器390的区域延伸(例如,在圆301和302之间的区域之外等)的连接器392、394等来电联接盘绕形导电路径(们)的一部分和盘绕形导电路径(们)的其余部分。为此,连接器392和394可以包括导电材料(例如铜、金属、金属化合物等),该导电材料被成形和/或设置在距传感器390的适当距离处以减小定子平台磁场对借助于传感器390的测量的影响。
此外,尽管示出了两个连接器392和394,但是装置300可以包括相比于所示出的增加或更少的连接器(例如针对每个线圈绕组的连接器)。另外,连接器392和394中的一个或两个可以备选地设置在与图3C所示的层不同的层中。此外,尽管磁性传感器390被示出为安装到平台330的侧面330a,但是在一些示例中,传感器390可以备选地沿着平台330的不同侧面(例如侧面330b)或任何其它位置定位。
注意,装置300和/或其部件的在图3A-3D中示出的形状、尺寸和相对位置不一定按比例绘制,而是仅出于说明的方便如图所示地示出。为此,例如,装置300和/或其一个或更多个部件也可以具有其它形式、形状、布置和/或尺寸。还要注意,装置400可以包括比示出的部件更少或更多的部件,诸如装置300的部件中的任一个(例如接口、传感器、控制器等)等。
图4是根据示例实施方式的包括电磁线圈的装置400的简化电路图。例如,装置400可以类似于装置100、200和/或300。如所示出地,装置400包括:多个电接触432、434、436、470、472、474、476,多个线圈绕组440、442、444、446、448、450,以及由部件480、482例示的多个可安装部件。
在一些示例中,图4中的图示可以对应于图3的装置300的一个或更多个部件的电路表示。
接触432、434、436可以分别类似于接触332、334、336。在一个实现方式中,接触432、434、436可以连接到提供调制过的电力信号(例如,诸如三相交流(AC)信号)的电源,该调制过的电力信号流过线圈绕组440、442、444、446、448、450以产生旋转磁场(例如,类似于针对装置300描述的定子平台磁场)。然而,输入电力信号的其它配置也是可行的。因此,在一些实现方式中,装置400可以被配置为(经由接触432、434、436)向线圈绕组提供电信号以产生磁场。
然而,在其它实现方式中,装置400可以被配置为检测由外部磁场源(未示出)在线圈绕组中感应的电流(们)。例如,在电力变压器***中,装置400可以被配置为基于由另一变压器线圈(未示出)产生的磁场来提供电力。因此,在这些实现方式中,接触432、434、436可以连接到检测和/或以其它方式调节线圈绕组中感应的电流的电路(例如电路250)。
线圈绕组440、442、446、448、450可以包括与共用芯区域重叠的多个线圈绕组。为此,要注意,线圈绕组440、442、446、448、450仅是为了描述的方便而被示出为处于分开的物理位置中。实际上,例如,线圈绕组可以包围线圈绕组内部的相同的芯区域。
例如,参照回图3C-3D,线圈绕组440可以被实现为第一环形线圈绕组,其按此顺序包括:结构340、互连350、结构360、互连354、结构344等至结构364。此外,线圈绕组442可以被实现为第二环形线圈绕组,其按此顺序包括:结构342、互连352、结构362、互连356、结构346等至结构366。
作为另一示例,在装置400包括具有圆柱形芯区域的电磁线圈的情况下。每个线圈绕组可以被实现为围绕该圆柱形芯的圆周从该圆柱形芯的一端延伸到另一端的盘绕形导线。例如,线圈绕组可以物理地堆叠以围绕该圆柱形芯彼此重叠。其它示例是可行的。
因此,在一些示例中,线圈绕组440、442、446、448、450的导电回路可以沿着各线圈绕组的长度彼此交缠、交织、重叠或以其它方式彼此靠近。
电接触470、472、474、476可以分别类似于电接触370、372、374、376。例如,电接触可以用于使装置400中的线圈绕组的端子(或端部)电分离。例如,参照回图3D,类似于接触370和372,接触470和472可以插置在线圈绕组440和442的端子之间。此外,类似于接触374和376,接触474和476可以插置在线圈绕组442的端子与线圈绕组446和450的端子之间。
例如,可安装部件480、482等可以类似于装置100的可安装部件130。在一个示例中,可安装部件480、482等可以被实现为电阻器,该电阻器安装到装置400以按串联和/或并联配置连接各线圈绕组。参照回图3D,例如,可安装部件480(例如电阻器、导线等)可以安装在包括接触370和372的安装表面上,以将接触370、372彼此电连接。在这个示例中,可安装部件480因此可以相对于电路的电源引线(即接触432、434、436)以串联电路配置连接两个环形线圈绕组(例如绕组440和442)。例如,通过这种布置,串联连接的这两个环形线圈绕组可以限定围绕芯区域的长度延伸两次的导电路径。作为另一示例,可安装部件482可以被实现为电阻器,该电阻器安装在接触474和476上,以相对于电路的电源引线(即接触432、434、436)以并联电路配置将线圈绕组442连接到绕组446和450。
因此,通过这种布置,可安装部件480、482等可以允许各种线圈应用(例如,控制电源端子之间的匝数或回路数、控制并联导电路径中的匝数或回路数等)。此外,在安装可安装部件之前,可以在没有来自其它线圈绕组的干扰的情况下测试每个单独的线圈绕组的短路或其它缺陷。例如,可以在将部件480安装到接触470和472上之前测量线圈绕组440的电阻、电感等。类似地,例如,可以在安装部件480和482之前单独测试和/或测量线圈绕组442。
III.示例方法和计算机可读介质
图5是根据一示例实施方式的方法500的流程图。例如,方法500呈现了可与装置100、200、300和/或400中的任何装置一起使用的方法的实施方式。方法500可以包括如块502-504中的一个或更多个所示的一种或更多种操作、功能或动作。尽管按先后顺序示出了块,但是在一些情况下,这些块可以并行地和/或按与在此描述的顺序不同的顺序来执行。而且,各种块可以基于期望的实现方式被组合成更少的块、被划分成另外的块和/或被移除。
另外,对于在此公开的方法500和其它过程及方法,该流程图示出了本实施方式的一种可能的实现方式的功能和操作。在这方面,每个块可以代表包括一个或更多个指令的模块、段(segment)、制造过程或操作过程的一部分、或者程序代码的一部分,所述一个或更多个指令可由处理器运行以用于实现过程中的特定逻辑功能或步骤。程序代码可以存储在任何类型的计算机可读介质上,例如,诸如包括磁盘或硬盘驱动器的存储装置。该计算机可读介质可以包括非暂时性计算机可读介质,例如,诸如像寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(RAM)之类的在较短时间段内存储数据的计算机可读介质。计算机可读介质还可以包括非暂时性介质,例如,诸如像只读存储器(ROM)、光盘或磁盘、紧凑盘只读存储器(CD-ROM)之类的辅助或永久性长期储存器。计算机可读介质还可以是任何其它易失性或非易失性存储***。例如,计算机可读介质可以被认为是计算机可读存储介质或有形存储装置。
另外,对于在此公开的方法500及其它过程和方法,图5中的每个块可以代表被连接以在过程中执行特定逻辑功能的电路。
方法500是用于使装置(例如装置300)的转子平台(例如第一平台310)相对于装置的定子平台(例如第二平台330)并且围绕转子平台的旋转轴(例如轴306)旋转的示例方法。因此,在一些示例中,与以上讨论一致,转子平台可以响应于转子平台的旋转而保持在距定子平台的给定距离(例如距离308)内。
在块502处,方法500涉及使电流流过包括在定子平台中并且围绕转子平台的旋转轴延伸的导电路径。举例来说,装置200可以包括向导电路径(例如线圈绕组440、442、444、446、448、450等)提供电流的电路250(例如电源(们)、电压调节器(们)、电流放大器(们)、布线等)。
因此,如上所述,流过线圈(即平面导电结构的布置)的电流可以产生定子平台磁场,该定子平台磁场与转子平台的转子平台磁场相互作用,使得转子平台围绕旋转轴旋转。例如,磁场的相互作用可以引起转矩或力,该转矩或力使转子平台(取决于所提供的电流)围绕旋转轴在顺时针或逆时针方向上旋转。
在块504处,方法500涉及调制电流以调节第一平台围绕旋转轴的取向。举例来说,考虑其中传感器212是安装在平台210上的陀螺仪(例如方向)传感器的场景。在该场景中,控制器214(或234)可以被配置为处理来自传感器212的输出并使平台210旋转,直到传感器212测量一方向上的特定目标改变(例如,零值等)。在这种情形下,电路250可以调制电流以使平台310以与传感器312测量到的方向或速度的改变相反的特定方向和/或速度旋转。其它情形也是可行的。
因此,在一些实现方式中,方法500还涉及调制转子平台的旋转特性(例如速率、加速度、方向等)。另外地或备选地,在一些实现方式中,方法500还涉及获得磁场传感器(例如传感器290)的输出、以及基于磁场传感器的输出来确定转子平台围绕旋转轴的取向。
图6是根据一示例实施方式的另一方法600的流程图。例如,方法600呈现了可与装置100、200、300和/或400中的任何装置一起使用的方法的一实施方式。方法600可以包括如块602-606中的一个或更多个所示的一种或更多种操作、功能或动作。尽管按先后顺序示出了块,但是在一些情况下,这些块可以并行地和/或按与在此描述的顺序不同的顺序来执行。而且,各种块可以基于期望的实现方式被组合成更少的块、被划分成另外的块和/或被移除。
在块602处,方法600涉及获得多个线圈绕组的电测量,所述多个线圈绕组与所述多个线圈绕组内部的共用芯区域相关联。在块604处,方法600涉及基于电测量来确定所述多个线圈绕组的电特性。
举例来说,机器人装置可以被配置为在线圈绕组的各端部(例如,经由计算机视觉或其它感测设备)检测电接触的位置,然后将测量装置(例如电压表、欧姆表等)的探针端子定位到电接触上。在一个实现方式中,可以使用飞板测试(flying board)***来获得电测量。例如,示例***可以被配置为机电地控制探针接近包括线圈的PCB的安装表面上的电接触。其它示例***也是可行的,诸如在线测试(ICT)***、制造缺陷分析仪(MDA)、针床(bed-of-nails)测试***等。
在一些示例中,每个线圈绕组可以在相应的第一端(例如结构340)和相应的第二端(例如结构364)之间围绕共用芯区域延伸,并且可以具有电连接到相应的第一端的相应的第一端电接触(例如接触332)以及电连接到相应的第二端的相应的第二端电接触(例如接触370)。
因此,在一些示例中,在块602处获得电测量可以涉及经由线圈绕组的相应的第一端电接触和线圈绕组的相应的第二端电接触来测量每个线圈绕组。参照回图4,例如,可以针对接触470和接触432之间的线圈440测量诸如电阻、电感等的电特性。类似地,可以在接触472和474之间(例如,通过将探针的端子放置在接触472、474上)测量线圈442的电特性,诸如此类。
在块606处,方法600涉及安装多个可安装部件以电联接所述多个线圈绕组。在一些示例中,每个可安装部件可以被配置为经由相应的第一线圈绕组的相应的第一端电接触和相应的第二线圈绕组的相应的第二端电接触将该相应的第一线圈绕组电联接到该相应的第二线圈绕组。参照回图4,例如,可安装部件480可以安装在线圈绕组440和442的端子之间,从而以串联电路配置来连接绕组。作为另一示例,可安装部件482可以安装在绕组442和446(以及450)的端子之间,从而以并联电路配置连接绕组。
在一些实现方式中,在块606处安装所述多个可安装部件是基于在块604处确定的电特性与值的阈值范围之间的比较。参照回图4,例如,在将部件480和482安装到装置400之前,计算***(例如组装设备等)可以将线圈绕组442的测得电阻和在绕组442不与另一线圈绕组(无意地)短路的情况下所预期的值的预定范围相比较。如果测得电阻在值的所述范围内,则计算***可以操作机器人臂或其它设备以将部件480安装在接触470、472之间和/或将部件482安装在接触474、476之间。
IV.结论
应理解,在此描述的布置仅出于示例的目的。照此,本领域技术人员将理解,可以替代地使用其它布置和其它元素(例如机器、接口、功能、顺序和功能的分组等),并且可以根据期望的结果完全省略一些元素。此外,被描述的许多元件是功能实体,其可以以任何合适的组合和位置被实现为分立部件或分布部件或者与其它部件相结合地实现,或者可以组合被描述为独立结构的其它结构元件。
虽然已经在此公开了各种方面和实施方式,但是其它方面和实施方式对本领域技术人员将是明显的。在此公开的各种方面和实施方式是出于说明的目的而不旨在进行限制,且真实范围由所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来指示。还将理解,在此使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的,而不旨在进行限制。
Claims (19)
1.一种用于电磁线圈的装置,包括:
多个线圈绕组,所述多个线圈绕组与所述多个线圈绕组内部的共用芯区域相关联,其中每个线圈绕组在相应的第一端与相应的第二端之间围绕所述共用芯区域延伸,其中所述相应的第一端电连接到相应的第一端电接触,以及其中所述相应的第二端电连接到相应的第二端电接触,使得每个线圈绕组限定在其相应的第一端电接触和相应的第二端电接触之间围绕所述共用芯区域延伸的盘绕形导电路径;以及
多个可安装部件,其中每个可安装部件经由相应的第一线圈绕组的所述相应的第一端电接触和相应的第二线圈绕组的所述相应的第二端电接触将所述相应的第一线圈绕组电联接到所述相应的第二线圈绕组,
其中所述多个线圈绕组包括呈第一共面布置的第一多个导电结构,
其中所述第一多个导电结构包括:
第一导电结构,被包括在第一线圈绕组中;以及
第二导电结构,在所述第一共面布置中与所述第一导电结构相邻,其中所述第二导电结构被包括在第二线圈绕组中。
2.根据权利要求1所述的装置,其中所述多个可安装部件包括多个电阻器。
3.根据权利要求1所述的装置,其中所述多个线圈绕组呈围绕所述共用芯区域的环形布置。
4.根据权利要求1所述的装置,还包括:
电路,使一个或更多个电流流过所述多个线圈绕组,其中所述一个或更多个电流使所述多个线圈绕组产生与所述共用芯区域相关联的磁场。
5.根据权利要求1所述的装置,其中所述多个线圈绕组中的两个或更多个经由所述多个可安装部件中的一个或更多个以串联电路配置连接。
6.根据权利要求1所述的装置,其中所述多个线圈绕组中的两个或更多个经由所述多个可安装部件中的一个或更多个以并联电路配置连接。
7.根据权利要求1所述的装置,其中所述多个线圈绕组还包括:
第二多个导电结构,呈第二共面布置;以及
多个互连,将所述第一多个导电结构与所述第二多个导电结构电联接以形成所述多个线圈绕组。
8.根据权利要求7所述的装置,其中所述装置还包括电路板,其中所述第一多个导电结构设置在所述电路板的第一层中,其中所述第二多个导电结构设置在所述电路板的第二层中,以及其中所述多个互连包括在所述第一层与所述第二层之间的电连接。
9.根据权利要求7所述的装置,其中所述第一共面布置平行于所述第二共面布置。
10.根据权利要求7所述的装置,还包括:
围绕轴旋转的平台,其中所述第一多个导电结构在距所述轴的给定距离处。
11.根据权利要求10所述的装置,其中所述第二多个导电结构在距所述轴的所述给定距离处。
12.根据权利要求10所述的装置,其中所述轴延伸穿过所述第一共面布置的中心和所述第二共面布置的中心,以及其中所述轴垂直于所述第一共面布置和所述第二共面布置。
13.一种用于电磁线圈的方法,包括:
获得多个线圈绕组的电测量,所述多个线圈绕组与所述多个线圈绕组内部的共用芯区域相关联,
其中每个线圈绕组在相应的第一端和相应的第二端之间围绕所述共用芯区域延伸,并且具有电连接到所述相应的第一端的相应的第一端电接触和电连接到所述相应的第二端的相应的第二端电接触,以及
其中获得所述多个线圈绕组的所述电测量包括经由所述线圈绕组的所述相应的第一端电接触和所述线圈绕组的所述相应的第二端电接触来测量每个线圈绕组;
基于所述电测量来确定所述多个线圈绕组的电特性;以及
安装多个可安装部件,其中每个可安装部件经由相应的第一线圈绕组的所述相应的第一端电接触和相应的第二线圈绕组的所述相应的第二端电接触将所述相应的第一线圈绕组电联接到所述相应的第二线圈绕组。
14.根据权利要求13所述的方法,其中安装所述多个可安装部件是基于所述多个线圈绕组的所述电特性与值的阈值范围之间的比较。
15.根据权利要求13所述的方法,其中给定线圈绕组的给定电特性包括在连接到所述给定线圈绕组的第一端电接触和第二端电接触之间对所述给定线圈绕组的电阻的测量,其中安装所述多个可安装部件是基于确定所测得的电阻在阈值范围内。
16.一种用于电磁线圈的装置,包括:
多个环形线圈绕组,所述多个环形线圈绕组与所述多个环形线圈绕组内部的共用芯区域相关联,其中每个环形线圈绕组在相应的第一端和相应的第二端之间围绕所述共用芯区域延伸,其中所述相应的第一端电连接到相应的第一端电接触,以及其中所述相应的第二端电连接到相应的第二端电接触,使得每个线圈绕组限定在其相应的第一端电接触和相应的第二端电接触之间围绕所述共用芯区域延伸的盘绕形导电路径;以及
多个可安装部件,其中每个可安装部件经由相应的第一环形线圈绕组的所述相应的第一端电接触和相应的第二环形线圈绕组的所述相应的第二端电接触将所述相应的第一环形线圈绕组电联接到所述相应的第二环形线圈绕组,
其中所述多个环形线圈绕组包括呈第一共面布置的第一多个导电结构,
其中所述第一多个导电结构包括:
第一导电结构,被包括在第一环形线圈绕组中;以及
第二导电结构,在所述第一共面布置中与所述第一导电结构相邻,其中所述第二导电结构被包括在第二环形线圈绕组中。
17.根据权利要求16所述的装置,其中所述多个环形线圈绕组还包括:
第二多个导电结构,呈第二共面布置;以及
多个互连,将所述第一多个导电结构与所述第二多个导电结构电联接以形成所述多个环形线圈绕组。
18.根据权利要求17所述的装置,还包括:
电路板,其中所述第一多个导电结构设置在所述电路板的第一层中,其中所述第二多个导电结构设置在所述电路板的第二层中,以及其中所述多个互连从所述第一层延伸层到所述第二层。
19.根据权利要求17所述的装置,其中所述第一多个导电结构和所述第二多个导电结构围绕所述多个环形线圈绕组的对称轴同心地布置。
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