一种高性能轨道运输系统技术方案

一种高性能轨道运输系统，包括轨道分系统和运输分系统，轨道分系统包括：轨道；定子部，沿着所述轨道布设；运输分系统包括：运输体，沿轨道移动，用于运输；动子部，与定子部配合设置在所述运输体上，作为初级输入用于电磁激励定子部；供电装置，与运输体连接，用于提供电力，供电装置采用非滑触供电；驱动控制器，设置在运输体上，输入端连接供电装置，输出端连接动子部，通过对动子部的驱动，控制运输体在轨道上的移动。具有结构简单、技术可靠、高效节能、低成本、高性能等突出优势。解决了高要求场合、复杂(洁净)环境下现有传输线控制系统复杂、成本超高、精度低、损耗大、可靠性低、装调周期长、维护量大等技术瓶颈和工程应用难题。维护量大等技术瓶颈和工程应用难题。维护量大等技术瓶颈和工程应用难题。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能轨道运输系统


[0001]本专利技术属于智能制造、电力装备
，特别涉及一种高性能轨道运输系统。

技术介绍

[0002]随着产业机械的自动化程度的提高，对机床、半导体设备、3C电子制造、激光加工设备的要求正越来越高。高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为这些设备发展趋势和方向。直线电机及直接驱动技术以其低惯性矩、高加速度、高定位精度、高刚度的特点提高了电子生产设备的生产效率，满足了从晶圆到集成电路以及PCB组装日益增长的生产需要，广泛应用于3C电子、自动化生产设备和精密数控机床等高精密设备领域。
[0003]直线电机自动化传输线(环线)系统一般有动圈式和动磁式两种结构。动圈式结构顾名思义，初级定子线圈运动，次级永磁作为定子铺设在轨道上，供电和控制较为简单，一般采用接触(滑触)供电，驱动器位于动子上，易于对多动子进行独立控制，成本低廉。但接触(滑触)供电易产生电火花和粉末，维护困难，运行速度低难以满足生产工艺要求，定子永磁体难以防护等问题，一般用在对环境和性能要求较低的低端传输线领域，不允许应用在无火花、无尘、防爆等复杂环境和高速、高精度、高要求、中高端场合，应用领域受到极大限制。
[0004]动磁式结构，次级永磁运动，初级线圈作为定子和驱动控制器一起沿轨道布置，优点是初级线圈短时通电可增加电密度减小直线电机体积，作为动子的次级永磁体积和自重较小，次级永磁易于防护，无需供电。但定子线圈需要分段供电，有多少段单元定子，就要分多少段供电切换装置。常见的分段供电切换装置有IGBT、晶闸管、固态继电器等功率器件或功率开关电子切换方式，以及接触器等电磁、机械切换方式。切换开关和驱动器（功率模块）数量繁多，需要沿轨道布置大量的位置检测传感器，专门的触发保护电路、上位机等处理器件，中间环节多，需要提前给与动子不耦合（相当于旋转电机抽出转子的非正常工作状态）的定子初级线圈预通电，预通电线圈的空耗电流比正常耦合定子线圈电流大2
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3倍，造成电能损耗(与空耗电流的平方成正比)很大、电路复杂、成本高、传感器或接触器失灵误动作、切换不可靠等缺陷。为了精确控制多个动子，单元定子在运动方向上的长度做的很短一般为动子长度的1/2~1倍，所以，驱动器（功率模块）、位置传感器和线缆数量繁多，有多少个单元定子，就有多少个驱动器（功率模块）和位置传感器，分段供电切换控制系统异常复杂，还需要解决多台驱动器（功率模块）同时控制一个动子的同步控制问题，可以说整个系统的可靠性很大程度上系于分段供电系统是否成熟可靠，工程实施难度较大。导致整个系统建造成本急剧升高，控制系统调机困难、调试周期很长（一般需要2~3个月），使用维护成本高，系统可靠性降低等问题，运行线路（轨道）上的任何一个位置传感器、单元线圈、驱动器（功率模块）失灵或出故障都会导致整个系统瘫痪。而且自动化传输线应用场合，直线电机大都为水平运行而非垂直运行工况，负荷很轻，所需要的推力本来就很小，多个初级线圈分段短时通电带来的力密度增加的好处实际上并不明显，但整个系统的成本却可能是动圈式的3~5
倍。一般多用在对环境和性能要求比较高的高精密设备领域。
[0005]此外，不仅自动化传输线场合，在车间、码头、铁路、物流、仓储、风电、雷达、基站、航天、舰船(如转台、行车、移动台、机械手、堆垛机等)等多个行业、场合也存在类似的移动供电问题，普遍大量使用电刷滑触供电，或采用导电环(一种密闭旋转导电环，也是滑触供电原理，体积、容量小，成本高，寿命短，需要经常更换，多用在信号、小电流传导场合)或类似于上述定子分段供电等复杂供电方式，如何使移动供电作为最基础设施(装备)更高效、更可靠、更方便、更低成本也是亟待解决的关键技术难题。

技术实现思路

[0006]为解决解决现有智能制造自动传输线及移动供电装备接触(滑触)供电容易产生电火花、粉末、能耗高、寿命短、需要经常更换和定子分段切换等其它复杂供电方式导致控制系统复杂、可靠性低，成本高等难题，本专利技术提供一种高性能轨道运输系统。
[0007]本专利技术的目的是以下述方式实现的：一种高性能轨道运输系统，包括轨道分系统和运输分系统，其特征在于：轨道分系统包括：轨道；定子部，沿着所述轨道布设，所述定子部为次级永磁、次级反应板、次级铁心中的至少一种；运输分系统包括：运输体，沿轨道移动，用于对于物料或人员的运输；动子部，与定子部配合设置在运输体上，作为初级输入用于电磁激励定子部，所述动子部为初级空心线圈、初级带铁心线圈、初级带永磁带铁心线圈中的至少一种；供电装置，与运输体连接，用于提供电力，所述供电装置采用非滑触供电；驱动控制器，设置在所述运输体上，输入端连接供电装置，输出端连接动子部，通过对动子部的驱动，控制运输体在轨道上的移动。
[0008]进一步的，供电装置为无线供电装置，包括无线供电发送部和与无线供电发送部配合设置的无线供电接收部，所述无线供电发送部设置于轨道或基础上，所述无线供电接收部设置在运输体上，用于从无线供电发送部获得电力。
[0009]进一步的，无线供电发送部与所述无线供电接收部之间采用电磁感应型、电场感应型、电磁波型、共振型、谐振型、反应型、耦合型无线传输供电中的至少一种方式。
[0010]进一步的，供电装置为随行变压器，包括初级部和次级部，初级部沿运输轨道或基础布设，次级部设置在运输体上，初级部设置用于主磁通电源输入激励的初级线圈，次级部设置用于主磁通感应电源输出的次级线圈，所述初级部、次级部至少其中之一设置铁心，初级部、次级部两者配合平行移动间隙设置，在初级部和或次级部之间形成至少一段平行移动间隙，所述平行移动间隙与初级部和次级部一起构成主磁通闭合回路；所述随行变压器的初级线圈输入端连接供电电源，随行变压器的次级线圈输出端连接驱动控制器。
[0011]进一步的，供电装置为随转变压器、随动发电机中的至少一种，设置于所述轨道或基础上；所述随转变压器包括静止部和随转部，静止部设置用于主磁通电源输入激励的原边线圈，随转部设置用于主磁通感应电源输出的副边线圈，所述静止部、随转部至少其中之
一设置铁心，静止部、随转部两者配合转动间隙设置，在静止部和或随转部之间形成至少一段转动间隙，所述转动间隙与静止部和随转部一起构成主磁通闭合回路；所述随动发电机，由同轴设置的电动机和发电机组成，包括定子部和随转部，所述随动发电机的定子部为电动机定子，随转部为发电机初级；所述随转变压器的原边线圈、随动发电机的电动机定子输入端连接供电电源，所述随转变压器的副边线圈、随动发电机的发电机初级输出端连接驱动控制器。
[0012]进一步的，轨道运输系统还包括通信装置或通信模块，与驱动控制器连接或包含在驱动控制器之内，用于接收轨道运输系统对于运输体的控制指令，所述通信装置或通信模块采用无线通信、有线通信、载波通信、微波通信、漏波通信、红外通信中的至少一种。
[0013]进一步的，轨道设有导轨，该导轨与所述运输体上设置的滚动、滑动、浮动支撑部件中的至少一种支撑部件配合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能轨道运输系统，包括轨道分系统和运输分系统，其特征在于：轨道分系统包括：轨道；定子部，沿着所述轨道布设，所述定子部为次级永磁、次级反应板、次级铁心中的至少一种；运输分系统包括：运输体，沿轨道移动，用于对于物料或人员的运输；动子部，与定子部配合设置在运输体上，作为初级输入用于电磁激励定子部，所述动子部为初级空心线圈、初级带铁心线圈、初级带永磁带铁心线圈中的至少一种；供电装置，与运输体连接，用于提供电力，所述供电装置采用非滑触供电；驱动控制器，设置在所述运输体上，输入端连接供电装置，输出端连接动子部，通过对动子部的驱动，控制运输体在轨道上的移动。2.根据权利要求1所述的一种高性能轨道运输系统，其特征在于，所述供电装置为无线供电装置，包括无线供电发送部和与无线供电发送部配合设置的无线供电接收部，所述无线供电发送部设置于轨道或基础上，所述无线供电接收部设置在运输体上，用于从无线供电发送部获得电力。3.根据权利要求2所述的一种高性能轨道运输系统，其特征在于：所述无线供电发送部与所述无线供电接收部之间采用电磁感应型、电场感应型、电磁波型、共振型、谐振型、反应型、耦合型无线传输供电中的至少一种方式。4.根据权利要求1所述的一种高性能轨道运输系统，其特征在于，所述供电装置为随行变压器，包括初级部和次级部，初级部沿运输轨道或基础布设，次级部设置在运输体上，初级部设置用于主磁通电源输入激励的初级线圈，次级部设置用于主磁通感应电源输出的次级线圈，所述初级部、次级部至少其中之一设置铁心，初级部、次级部两者配合平行移动间隙设置，在初级部和或次级部之间形成至少一段平行移动间隙，所述平行移动间隙与初级部和次级部一起构成主磁通闭合回路；所述随行变压器的初级线圈输入端连接供电电源，随行变压器的次级线圈输出端连接驱动控制器。5.根据权利要求1所述的一种高性能轨道运输系统，其特征在于：所述供电装置为随转变压器、随动发电机中的至少一种，设置于所述轨道或基础上；所述随转变压器包括静止部和随转部，静止部设置用于主磁通电源输入激励的原边线圈，随转部设置用于主磁通感应电源输出的副边线圈，所述静止部、随转部至...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪旭东，曹娟娟，辛沅栩，汪慧，段广祺，
申请(专利权)人：焦作市华鹰机电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：