运输装置制造方法及图纸

为了提供一种以平面电机形式的运输装置(1)，所述运输装置具有构成运输层(3)的至少一个运输区段(2)和能在所述运输层(3)中至少二维运动的至少一个运输单元，在所述运输单元上为至少一个第一磁体组(MGa)和至少一个第二磁体组(MGb)设置不同的极距，所述运输装置能实现高效的运行，规定：运输区段(2)的第一线圈组(SG1)的驱动线圈(AS1)在运输层(3)上的法线方向上以第一平均线圈间距与运输单元的第一磁体组(MGa)间隔开，而第二线圈组(SG2)的驱动线圈(AS2)在运输层(3)上的法线方向上以相对于所述第一平均线圈间距更大的第二平均线圈间距与运输单元的第二磁体组(MGb)间隔开，在运输单元上所述第一磁体组(MGa)的极距小于所述第二磁体组(MGb)的极距。第二磁体组(MGb)的极距。第二磁体组(MGb)的极距。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】运输装置


[0001]本专利技术涉及一种以平面电机形式的运输装置，所述运输装置具有构成运输层的至少一个运输区段和能在所述运输层中至少二维运动的至少一个运输单元，在所述运输区段上布置多个驱动线圈，并且在所述运输单元上布置至少一个第一磁体组和至少一个第二磁体组，所述第一磁体组和第二磁体组分别具有多个不同磁化方向的驱动磁体，所述驱动磁体沿确定的布置方向以确定的极距相继地布置，其中，在所述至少一个运输单元上为所述至少一个第一磁体组和所述至少一个第二磁体组设置不同的极距，并且在运输区段上布置具有多个驱动线圈的第一线圈组和具有多个驱动线圈的第二线圈组，所述第一线圈组定义用于使运输单元运动的第一主运动方向，所述第二线圈组定义用于使运输单元运动的第二主运动方向。本专利技术此外涉及一种用于以这种平面电机形式的运输装置的运输单元和一种用于运行以平面电机形式的运输装置的方法。

技术介绍

[0002]平面电机在现有技术中基本上是已知的。例如US 9 202 719 B2公开这样的平面电机的基本结构和运行模式。平面电机基本上具有构成运输层的定子，一个或多个运输单元可以在所述运输层中至少二维地运动。定子通常由一个或多个运输区段构造。为了使运输单元在运输层中运动，通过(运输区段的)定子的磁场与运输单元的磁场配合作用来产生作用到运输单元上的驱动力。为了使运输单元沿确定的运动方向运动，所述磁场中的至少一个磁场、即定子的磁场和/或运输单元的磁场必须随时间变化，以便跟随运输单元的运动。然而，在大多数情况下，仅一个磁场(通常是定子上的磁场)随时间变化，而另一个磁场(运输单元上的磁场)通常是恒定的，即不随时间变化。
[0003]在时间上变化的磁场例如可以通过线圈(电磁体)产生，所述线圈不仅可以布置在运输单元上、而且可以布置在定子上，尤其是可以布置在运输区段上。线圈通常也被称为驱动线圈。不随时间变化、即恒定的磁场通常借助永磁体产生。这些组件通常被称为驱动磁体。根据平面电机的实施方式，这些组件也可以不仅布置在运输单元上、而且布置在运输区段上。基于更简单的操控，驱动线圈通常布置在平面电机的运输区段上，而驱动磁体则布置在运输单元上。
[0004]驱动线圈通常由控制单元操控，以便在期望的运动方向上产生运动的磁场。与所述运动的磁场配合作用的驱动磁体设置成至少二维地分布在运输单元上，从而可以在运输单元上产生驱动力以及悬浮力。通过所述驱动力可以使运输单元沿期望的运动方向运动，通过所述悬浮力可以产生和维持在运输单元与运输区段之间的气隙并且可以产生倾斜力或倾斜力矩。为了能实现运输单元的对于平面电机特征性的二维运动，需要运输区段和运输单元的磁场的二维的配合作用，其中，所述两个磁场之一在至少两个维度中或所述两个磁场在至少一个(与另一个维度互补的)维度中必须在时间上变化。在此有利地这样布置驱动线圈和驱动磁体，使得除了沿由运输层撑开的轴线的一维运动之外，运输单元在运输层中的复杂的二维运动也是可能的。
[0005]平面电机例如可以用作生产过程中的运输装置，其中，能够实现具有复杂的运动曲线的非常灵活的运输过程。在EP 3 172 156 B1和EP 3 172 134 B1中例如示出平面电机作为运输装置的这样的应用。
[0006]这样的平面电机的定子可以具有不同的驱动线圈布置结构，并且驱动磁体在运输单元上的布置结构同样可以非常不同。在US 9 202 719 B2中例如公开一种平面电机，所述平面电机具有定子的多层结构，所述定子具有多个上下叠置的线圈层。邻接的线圈层中的驱动线圈相互正交，以构成两个正交的主运动方向，运输单元能沿所述两个正交的主运动方向运动。因此，平均来说，线圈层与运输单元的驱动磁体具有不同的间距。由此导致，在运输单元上的可产生的最大驱动力在所述两个主运动方向上不同。为了补偿这种情况，与更近的线圈层的驱动线圈相比，建议将更高的线圈电流施加到距运输单元的驱动磁体更远的线圈层的驱动线圈上。
[0007]在出版物Design and measurements of the Double Layer Planar Motor(双层平面电机的设计和测量)J.M.M.,Rovers等人，在International Electric Machines&Drives Conference(国际电机与驱动器会议)，芝加哥，2013年5月12日至15日，IEEE中公开了一种具有两个线圈层的分层布置的平面电机。为了补偿由于驱动线圈与运输单元的磁体之间的不同间距而得出的在所述两个主运动方向上的不同驱动力势，建议对两个线圈层使用不同高度的驱动线圈。因此，更向下的驱动线圈更高效并且可以产生更大的磁场。
[0008]WO 2013/112759 A1公开一种以平面电机形式的运输装置，所述运输装置具有定子，在所述定子上两个不同定向的驱动线圈组交替地布置在一层中。在运输单元上设置有两个不同定向的分别具有多个驱动磁体的磁体组，不同定向的磁体组可以具有不同的极距。
[0009]在WO 2017/005457 A1和CN 101609265 A中公开以平面电机形式的另外的运输装置。然而在此，驱动线圈设置在运输单元上，而驱动磁体设置在定子上，这是不利的，因为对运输单元的能量供应由此变得更加复杂。

技术实现思路

[0010]本专利技术的一个目的在于，能实现以平面电机形式的运输装置的更高效的运行。
[0011]根据本专利技术，所述目的通过如下方式实现，第一线圈组的驱动线圈在运输层上的法线方向上以第一平均线圈间距与运输单元的第一磁体组间隔开，而第二线圈组的驱动线圈在运输层上的法线方向上以相对于所述第一平均线圈间距更大的第二平均线圈间距与运输单元的第二磁体组间隔开，在运输单元上所述至少一个第一磁体组的极距小于所述至少一个第二磁体组的极距。通过为与具有较大线圈间距的驱动线圈配合作用的磁体组设置更大的极距，能够实现运输装置的更高效的运行，因为通过极距基本上影响由磁体组产生的磁场的穿透深度。
[0012]优选地，在运输单元中设有至少两个运输单元，在所述运输单元上分别布置至少一个第一磁体组和至少一个第二磁体组，所述第一磁体组和第二磁体组分别具有多个不同磁化方向的驱动磁体，所述驱动磁体在确定的布置方向上以确定的极距相继地布置，每个运输单元的所有磁体组具有相同的极距，而所述至少两个运输单元的极距不同。由此根据运输区段的预定的边界条件，对于不同目的或运动过程可以使用具有不同极距的多个不同
的运输单元。
[0013]在此能够有利地，第一线圈组的驱动线圈在运输层上的法线方向上以第一平均线圈间距与运输单元的第一磁体组间隔开，而第二线圈组的驱动线圈在运输层上的法线方向上以相对于所述第一平均线圈间距更大的第二平均线圈间距与运输单元的第二磁体组间隔开，在运输层中为具有较小极距的运输单元确定第一运动路径，运输单元可沿所述第一运动路径运动，并且在运输层中为具有较大极距的至少一个另外的运输单元确定第二运动路径，运输单元可沿所述第二运动路径运动，在第一运动路径的运动路径长度上，所述第一主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.以平面电机形式的运输装置(1)，所述运输装置具有构成运输层(3)的至少一个运输区段(2)和能在所述运输层(3)中至少二维地运动的至少一个运输单元(TE1.1)，在所述运输区段(2)上布置多个驱动线圈(AS1、AS2)，并且在所述运输单元(TE1.1)上布置至少一个第一磁体组和至少一个第二磁体组(MGa、MGb)，所述第一磁体组和第二磁体组分别具有多个不同磁化方向的驱动磁体(4)，所述驱动磁体沿确定的布置方向以确定的极距(Ta、Tb)相继地布置，在所述至少一个运输单元(TE1.1)上为所述至少一个第一磁体组(MGa)和所述至少一个第二磁体组(MGb)设置不同的极距(Ta≠Tb)，并且在运输区段(2)上布置具有多个驱动线圈(AS1)的第一线圈组(SG1)和具有多个驱动线圈(AS2)的第二线圈组(SG2)，所述第一线圈组定义用于使运输单元(TE1.1)运动的第一主运动方向(H1)，所述第二线圈组定义用于使运输单元(TE1.1)运动的第二主运动方向(H2)，其特征在于，所述第一线圈组(SG1)的驱动线圈(AS1)在运输层(3)上的法线方向上以第一平均线圈间距(S1)与运输单元(TE1.1)的第一磁体组(MGa)间隔开，而所述第二线圈组(SG2)的驱动线圈(AS2)在运输层(3)上的法线方向上以相对于所述第一平均线圈间距(S1)更大的第二平均线圈间距(S2)与运输单元(TE1.1)的第二磁体组(MGb)间隔开，在运输单元(TE1.1)上所述至少一个第一磁体组(MGa)的极距(Ta)小于所述至少一个第二磁体组(MGa)的极距(Tb)。2.根据权利要求1所述的运输装置(1)，其特征在于，在运输装置(1)中设有至少两个运输单元(TE1.2、TE2)，在所述至少两个运输单元上分别布置至少一个第一磁体组和至少一个第二磁体组(MGa、MGb)，所述第一磁体组和第二磁体组分别具有多个不同磁化方向的驱动磁体(4)，所述驱动磁体在确定的布置方向上以确定的极距(Ta、Tb)相继地布置，每个运输单元(TE1.2、TE2)的所有磁体组(MGa、MGb)具有相同的极距(Ta＝Tb)，而所述至少两个运输单元(TE1.2、TE2)的极距(Ta、Tb)不同。3.根据权利要求2所述的运输装置(1)，其特征在于，第一线圈组(SG1)的驱动线圈(AS1)在运输层(3)上的法线方向上以第一平均线圈间距(S1)与运输单元(TE1.2、TE2)的第一磁体组(MGa)间隔开，而第二线圈组(SG2)的驱动线圈(AS2)在运输层(T3)上的法线方向上以相对于所述第一平均线圈间距(S1)更大的第二平均线圈间距(S2)与运输单元(TE1.2、TE2)的第二磁体组(MGb)间隔开，在运输层(3)中为具有较小极距(Ta、Tb)的运输单元(TE1.2)确定第一运动路径(BP1)，运输单元(TE1.2)能沿所述第一运动路径运动，并且在运输层(3)中为具有较大极距(Ta、Tb)的至少一个另外的运输单元(TE2)确定第二运动路径(BP2)，运输单元(TE2)能沿所述第二运动路径运动，在所述第一运动路径(BP1)的运动路径长度(LBP1)上，所述第一主运动方向(H1)的分量大于所述第二主运动方向(H2)的分量，而在所述第二运动路径(BP2)的运动路径长度(LBP2)上，所述第一主运动方向(H1)的分量小于所述第二主运动方向(H2)的分量。4.根据权利要求1至3中任一项所述的运输装置(1)，其特征在于，至少一个运输单元(TE1.1)的至少一个磁体组(MGa、MGb)的驱动磁体(4)的极距(Ta、Tb)根据与其配合作用的驱动线圈(AS1、AS2)的平均线圈间距(S1、S2)来确定。5.根据权利要求1至4中任一项所述的运输装置(1)，其特征在于，至少一个运输单元(TE1.1)的至少一个磁体组(MGa、Mgb)的驱动磁体(4)在运输层(3)上的法线方向上的磁体高度(MHi)和/或磁体宽度(MBi)根据相应的磁体组(MGa、Mgb)的极距(Ta、Tb)来确定。6.根据权利要求1至5中任一项所述的运输装置(1)，其特征在于，至少一个运输单元
(TE1.1)的磁体组(MGa、Mgb)具有相同大小的磁体组面积(AMGa＝AMGb)和/或具有相同磁体数量(NMa＝NMb)的驱动磁体(4)和/或所述至少一个运输单元(TE)具有正方形或长方形的运输单元基面。7.根据权利要求1至6中任一项所述的运输装置(1)，其特征在于，至少一个运输单元(TE1.1)的至少一个磁体组(MGa、MGb)的驱动磁体(4)分别具有相同大小的磁体宽度(MBi)，所述磁体组(MGa、MGb)的相邻的驱动磁体(4)彼此直接邻接。8.用于根据权利要求1至7中任一项所述的以平面电机形式的运输装置(1)的运输单元(TE1.1)，在所述运输单元上布置至少两个磁体组(MGa、MGb)，所述至少两个磁体组分别具有多个不同磁化方向的驱动磁体(4)，所述驱动磁体沿确定的布置方向以确定的极距(Ta、Tb)相继地布置，所述至少两个磁体组(MGa、MGb)的极距(Ta、Tb)不同，其特征在于，至少一个磁体组(MGa、MGb)的驱动磁体(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：B和R工业自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：