[發明專利]一種基于電磁驅動和傳感模塊的可組裝自動化運輸系統

有效

• 申請號: 201610040379.8
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105600469B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 白坤;李國民;許若愚;王瑜輝;張超
• 申請（專利權）人: 東莞思谷數字技術有限公司;華中科技大學
• 主分類號: B65G54/02
• 分類號: B65G54/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林

1.一種基于電磁驅動和傳感模塊的可組裝自動化運輸系統，其特征在于，所述可組裝自動化運輸系統包括：

一個或多個移動平臺，用于進行物料運輸，所述移動平臺的底部設置有永磁體；

導軌，用于限定移動平臺的移動軌跡，所述移動平臺設置于所述導軌上且可在所述導軌上移動，

電磁模塊，包括分布于所述導軌上的多個電磁鐵；

位置檢測模塊，用于獲取所述移動平臺在軌道上的位置信息，并將該位置信息轉換為相應的電信號反饋至控制模塊；

控制模塊，設置于所述移動平臺上，用于接收所述位置檢測模塊發出的具有所述位置信息的電信號，并輸出控制各電磁鐵的線圈所需通電電流的信號，以使所述永磁體與電磁模塊之間產生的電磁力作為所述移動平臺在所述導軌上移動的驅動力，從而控制所述移動平臺在導軌上的移動；

所述控制模塊包括有一控制器與一電流放大器，所述控制器具有一用于控制各電磁鐵的線圈的通電電流大小的電壓信號輸出端，以及一用于選擇各電磁鐵的線圈通電的線圈通電選擇信號輸出端；

各電磁鐵的線圈均串聯連接有一開關模塊；

各開關模塊的控制端均與所述線圈通電選擇信號輸出端連接，各開關模塊的輸入端與所述電流放大器的輸出端并聯連接，所述電流放大器的輸入端與所述電壓信號輸出端連接；

各電磁鐵的線圈的通電電流由所述電流放大器提供，所述控制器通過線圈通電選擇信號輸出端發出相應的線圈通電選擇信號，使對應的開關模塊導通，從而使得所述電流放大器為所需的線圈供電，同一電流放大器同一時間內只為一個線圈供電；

所述可組裝自動化運輸系統在控制所述移動平臺移動時采用閉環控制方式，且在控制移動平臺移動過程中通過建立模型一來計算每一個線圈通單位電流時提供的力，并通過模型二來計算出為產生單位合力時每個線圈應該通入的電流大小；所述模型一為通過單位電流時所有電磁鐵提供的電磁力與永磁鐵位置之間關系的模型，所述模型二為產生單位大小合力時所有電磁鐵線圈的通電電流與移動平臺位置之間關系的模型；

其中，所述模型一利用安培力公式建立，即

其中，

其中R’為永磁鐵上的點，R為電磁鐵上的點，μ0為真空磁導率，π為圓周率，▽為拉普拉斯算子，M為磁鐵極化強度，n為磁鐵各表面的法線方向，V為磁鐵的體積，S為磁鐵的表面積；

所述模型二利用公式u＝[K]^T([K][K]^T)^-1F建立，其中，

K＝[K₁…K_n]為1×n的行向量；

u＝[u₁…u_n]^T為n×1的列向量；

取F為單位力，將移動平臺處于不同位置時某電磁鐵對應的u的大小關系進行擬合即可得到該電磁鐵的模型二。

2.根據權利要求1所述的可組裝自動化運輸系統，其特征在于：所述開關模塊由兩場效應管組成，兩場效應管的柵極相互連接作為開關模塊的控制端，兩場效應管的漏極相互連接，其中一場效應管的源極作為開關模塊的輸入端與所述電流放大器的輸出端連接，另一場效應管的源極作為開關模塊的輸出端與所述線圈的輸入端連接。

3.根據權利要求1～2中任意一項所述的可組裝自動化運輸系統，其特征在于：所述永磁體為永磁鐵，該永磁鐵嵌入在所述移動平臺的底部。

4.根據權利要求3所述的可組裝自動化運輸系統，其特征在于：所述永磁鐵通過過盈配合嵌入在移動平臺底部設置的方槽內。

5.根據權利要求1～2中任意一項所述的可組裝自動化運輸系統，其特征在于：所述位置檢測模塊為電磁傳感器，該電磁傳感器設置于所述電磁鐵的線圈中。

6.根據權利要求1～2中任意一項所述的可組裝自動化運輸系統，其特征在于：所述導軌包括直線導軌模塊和/或曲線導軌模塊，通過對直線導軌模塊與曲線導軌模塊的組裝得到所述移動平臺所需的任意移動軌跡。

7.根據權利要求6所述的可組裝自動化運輸系統，其特征在于：

所述電磁模塊中的電磁鐵在所述直線導軌模塊和/或曲線導軌模塊上呈陣列分布。