(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221089040 5.1 (22)申请日 2022.07.27 (71)申请人 青岛迈金智能科技股份有限公司 地址 266000 山东省青岛市城阳区夏庄街 道成康路328号甲3号楼3 02 (72)发明人 刘云龙　张召德　孙学斌　 (74)专利代理 机构 北京同辉知识产权代理事务 所(普通合伙) 11357 专利代理师 于晶晶 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01D 18/00(2006.01) H02J 50/12(2016.01) H02J 50/80(2016.01) H04B 1/40(2015.01) (54)发明名称 一种旋转的无线供电通信传感器及其通信 方法 (57)摘要 本发明公开了一种旋转的无线供电通信传 感器及其通信方法， 无线供电通信传感器包括旋 转轴、 套设在旋转轴上的静态组件和动态组件； 静态组件上设置的第一线圈与旋转轴上设置的 第二线圈同轴心放置， 静态组件内置的第一电路 板连接第一线圈， 动态组件内置的第二电路板连 接第二线圈； 第一电路板输出振 荡信号驱动第一 线圈与第二线圈耦合， 第二线圈产生的交流电压 经整流稳压后给第二电路板供电； 第二电路板采 集动态组件受力时的信号来对供电回路进行脉 冲位置调制， 控制供电回路中的电流大小， 电流 通过第二线圈与第一线圈的耦合传输至第一电 路板， 第一电路板将电流中的信号检出后进行放 大、 解码， 获得对应的数据。 通过电流来传输 数据 抗干扰能力更强。 权利要求书2页 说明书11页 附图12页 CN 115127618 A 2022.09.30 CN 115127618 A 1.一种旋转的无线供电通信传感器， 其特征在于， 包括旋转轴、 套设在旋转轴上的静态 组件和动态组件； 所述静态组件上设置的第一线圈与旋转轴上设置的第二线圈同轴心放 置， 静态组件内置的第一电路板连接第一线圈， 动态组件内置的第二电路板连接第二线圈； 所述第一电路板输出振荡信号驱动第 一线圈与第 二线圈耦合， 第 二线圈产生的交流电 压经整流稳压后给第二电路板供电； 所述第二电路板采集动态组件受力时的信号来对供电回路进行脉冲位置调制， 控制供 电回路中的电流大小， 所述电流通过第二线圈与第一线圈的耦合传输至第一电路板， 第一 电路板将电流中的信号检出后进行放大、 解码， 获得对应的数据。 2.根据权利要求1所述的旋转的无线供电通信传感器， 其特征在于， 所述静态 组件包括 轴套、 左支撑轴承和右支撑轴承； 第一线圈缠绕在轴套右端的套体表面， 所述轴套套在旋转 轴的轴体表面并使第一线圈与旋转轴上的第二线圈同轴心， 左支撑轴承套设在旋转轴的左 端并与轴套的左端抵接， 右支撑轴承套设在旋转轴的右端并与轴套的右端抵接， 左右支撑 轴承分别安装在自行车 的五通轴 管两端， 轴套和旋转轴固定在五通轴 管中； 第一电路板设 置在轴套的内部并与第一线圈电连接 。 3.根据权利要求2所述的旋转的无线供电通信传感器， 其特征在于， 所述动态 组件包括 扭矩检测盘和紧固件， 所述扭矩检测盘套设在旋转轴的右端并与右支撑轴承的右侧抵接， 扭矩检测盘中间的内花键与旋转轴上的外花键进 行花键连接， 紧固件通过扭矩检测盘内侧 的4齿花键与扭矩检测盘边 沿的卡槽进 行花键连接； 旋转轴上设有导线槽， 扭矩检测盘的内 腔中设有第二电路板， 第二线圈通过导线槽与第二线圈电连接， 扭矩检测盘上设有敏感元 件。 4.根据权利要求3所述的旋转的无线供电通信传感器， 其特征在于， 所述第 一电路板上 设有检波放大模块、 驱动模块、 第一控制模块、 数模转换模块和输出接口； 所述检波放大模 块连接第一控制模块和第一线圈， 驱动模块连接第一控制模块和第一线圈， 数模转换模块 连接第一控制模块和输出接口， 第一控制模块连接 输出接口， 输出接口接 外部控制设备； 所述第一控制模块输出振荡信号给驱动模块； 所述驱动模块根据振荡信号驱动第一线圈， 第一线圈与第二线圈耦合， 在第二线圈的 两端产生交流电压来给第二电路板供电； 所述检波放大模块对第 二线圈与第 一线圈耦合传输的电流进行检波、 放大后输出解调 信号， 第一控制模块对解调信号进行解码后输出数字量信号并通过输出接口输出， 还输出 总线信号至数模转换模块中转换为对应的模拟量信号， 模拟量信号 通过输出接口输出。 5.根据权利要求4所述的旋转的无线供电通信传感器， 其特征在于， 所述第 二电路板上 设有放大转换模块、 第二控制模块、 稳压整流模块和可变负载； 所述放大转换模块连接敏感 元件和第二控制模块， 第二控制模块连接稳压整流模块和可变负载， 稳压整流模块连接可 变负载和第二线圈； 所述稳压整流模块对第 二线圈上产生的交流电压进行整流、 稳压后输出第 三供电电压 来供电； 所述放大转换模块对敏感元件根据受力大小输出的差分电压信号进行放大； 所述第二控制模块对放大后的差分电压信号进行采样并生成对应的脉冲位置调制信 号；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115127618 A 2所述可变负载根据脉冲位置调制信号控制供电回路中的电流大小， 电流通过第 二线圈 与第一线圈的耦合传输给检波放大模块。 6.一种采用权利要求1所述的旋转的无线供电通信传感器的通信方法， 其特征在于， 包 括： 第一电路板输出振荡信号驱动第 一线圈与第二线圈耦合， 第 二线圈产生的交流电压经 整流稳压后给第二电路板供电； 第二电路板采集动态 组件受力时的信号来对供电回路进行脉冲位置调制， 控制供电回 路中的电流大小， 所述电流 通过第二线圈与第一线圈的耦合传输 至第一电路板； 第一电路板将电流中信号检出、 放大、 解码后获得对应的数据。 7.根据权利要求6所述的通信方法， 其特征在于， 所述第 一电路板输出振荡信号驱动第 一线圈与第二线圈耦合， 第二线圈产生的交流电压经整流稳压后给第二电路板供电的步骤 具体包括： 第一电路板上的第一控制模块输出振荡信号给第一电路板上的驱动模块； 所述驱动模块根据振荡信号驱动第一线圈， 第一线圈与第二线圈耦合， 在第二线圈的 两端产生交流电压； 第二电路板上的稳压整流模块对交流电压进行整流、 稳压后输出第 三供电电压来给第 二电路板供电。 8.根据权利要求7所述的通信方法， 其特征在于， 所述第 二电路板采集动态组件受力时 的信号来对供电回路进行脉冲位置调制， 控制供电回路中的电流大小， 所述电流通过第二 线圈与第一线圈的耦合传输 至第一电路板的步骤具体包括： 动态组件中的敏感元件根据受力大小输出差分电压信号； 第二电路板上的放大转换模块对差分电压信号进行放大； 第二电路板上的第二控制模块对放大后的差分电压信号进行采样并生成对应的脉冲 位置调制信号； 第二电路板上的可变负载根据 脉冲位置调制信号控制供电回路中的电流大小， 电流通 过第二线圈与第一线圈的耦合传输给第一电路板上的检波放大模块。 9.根据权利要求8所述的通信方法， 其特征在于， 所述第一电路板将电流中信号检出、 放大、 解码后获得对应的数据的步骤具体包括： 第一电路板上的检波放大模块对第 二线圈与第一线圈耦合传输的电流进行检波、 放大 后输出解调信号； 第一控制模块对解调信号进行解码后输出数字量信号并通过输出接口输出， 还输出总 线信号至数模转换模块中转换为对应的模拟量信号， 模拟量信号 通过输出接口输出。 10.根据权利要求8所述的通信方法， 其特征在于， 所述第二控制模块通过二进制编码 或四进制编 码将放大后的差 分电压信号变成脉冲位置调制 信号， 每段脉冲位置调制信号是 一段高电平加低电平的组合， 低电平的持续时间是高电平的持续时间的2倍以上。 11.根据权利要求8所述的通信方法， 其特征在于， 在高负载状态下下的总负载地电流 是低负载状态下的总负载地电流的1.5 至15倍。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115127618 A 3