[發明專利]用于受控地相對定子輸送運輸體的具有定子的輸送裝置

有效

• 申請號: 201780077331.7
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN110073589B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: J.弗蘭根
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B60L13/04
• 分類號: B60L13/04;H02N15/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 梁敬;陳浩然

本發明涉及一種輸送裝置（10），其具有定子（100）和至少一個運輸體（200），其中，輸送裝置（10）設置用于，以受控的方式相對定子（100）輸送至少一個運輸體（200），其中定子或至少一個運輸體具有多個能運動地布置的調整磁體（26），調整磁體分別經由調整元件（114）與定子（100）或運輸體連接，其中，調整元件（114）設置用于，以受控的方式改變與之連接的調整磁體（26）相對定子（100）或運輸體的位置和/或定向。在此，另一個部分，這就是說運輸體（200）或定子具有至少兩個固定式磁體（22），固定式磁體以不能運動的方式與運輸體或定子連接。此外，定子（100）和至少一個運輸體（200）借助固定式磁體（22）和調整磁體（26）磁聯接，并且輸送裝置（10）設置用于，通過對調整磁體（26）借助調整元件（114）的受控的定位和/或定向來相對定子（100）輸送至少一個運輸體（200）。

技術領域

本發明涉及用于受控地相對定子輸送運輸體的具有定子的輸送裝置和用于運行該輸送裝置的方法。本發明優選可以在磁懸浮的范疇內用于懸浮地運輸物體和用于物體的定位和/或定向。本發明在此可以優選應用在制造技術的領域內、機械制造和基建中、物流或人員運輸中。

背景技術

在技術制造的范疇內，必須經常運輸或定位諸如材料、工件、工具或成品這樣的物體。為此使用與待輸送的物體處于直接的機械接觸的傳統的接觸式系統，如帶式運輸機、牽引式進料機構、圓工作臺或用于運輸工件的移動式機器人、軸系統或用于定位工件或工具的工業機器人、用于加工和檢驗工藝的特種裝置。

無接觸的輸送系統也是公知的，其例如應用在機械制造和基建中，例如用于在包裝機中運輸貨物、用于對機械元件定位或用于使工具盡可能精確地對準工件、例如用于激光加工或者在半導體工業中用于曝光光刻機中的基底。在此，可以使用用于使物體懸浮的系統。

磁懸浮中的一個挑戰在于，建立穩定地在磁場中懸浮的結構。另一個挑戰在于，對應目標規定自動地沿全部六個自由度（沿平移和旋轉各三個自由度）對懸浮的結構定位和/或使懸浮的結構運動，這也被稱為完全的磁懸浮。

為此可以使用簡化的系統，在所述系統中，例如通過機械的支撐支承件機械接觸地導引磁懸浮結構的一個或多個自由度，因而僅還須磁性導引五個或更少的自由度。因此這不是完全的磁懸浮。

US 8 803 646 A中公開了另一個系統。在此，以如下方式將一個磁陀螺保持在懸浮狀態中，即，不是通過磁力、而是通過慣性力無接觸地穩定化一個自由度，亦即陀螺的旋轉軸。這也不是完全的磁懸浮。

此外，文獻CA 2 905 783 A公開了一種由在有傳導能力的基底上方的平臺中的旋轉的永磁體構成的裝置。所述平臺在有傳導能力的基底上感受到浮力，因為旋轉的磁體引起了在有傳導能力的基底中的渦流，渦流的磁場又排斥永磁體。在此，多個自由度是不受控的，因此在此也不涉及完全的磁懸浮。

空氣支承的平面馬達也是可能的。在此，運輸體無接觸地在定子上方運動。懸浮通過吸引力和排斥力的均衡達到，其中，吸引以在運輸體中的電磁線圈和定子中的結構化的鐵磁板之間的磁力為基礎，排斥則通常通過氣動的空氣支承件，也就是說在運輸體和定子之間的空氣墊產生。懸浮間距典型地明顯小于1 mm并且運動大多局限于一個平面并且因此局限于少于六個自由度。此外，運輸體經常與定子電連接，因而基于饋電傳導可能強烈地限制所述運動自由度，特別是在一個定子上存在多個運輸體時。因為使用空氣支承件并且不能對運輸體的全部六個自由度定位，所以該系統也無法提供完全的磁懸浮。

例如由文獻WO 2015/017933 A公知有六個自由度和具有沒有電纜連接的運輸體的磁懸浮系統。這種系統經常以裝備有永久磁體的運輸體在裝備有大量無鐵的電磁線圈的定子磁場中的磁性排斥為基礎。運輸體的位置由傳感器檢測并且通過線圈電流的變化加以調節。這種系統實現了完全的磁懸浮，但是它們對多種應用的適用性僅是有限的。這種系統尤其經常具有在一些自由度中、首先在垂直于定子平面或作用面或輸送面的維度中強烈受限的運動區域，因而例如Z升程、俯仰和/或滾動僅極為有限地可行。