结构合理、可靠的自驱式磁悬浮曲直复合循环型传送单元制造技术

本发明专利技术公开了一种结构合理、可靠的自驱式磁悬浮曲直复合循环型传送单元，柔性传送带通过连接块安装在动子上，动子与磁悬浮工作台相连，磁悬浮工作台套装在支承导轨外周，支承导轨安装在支承块上，支承导轨由直线段和圆弧段组成，多组对称设置的支承电磁铁和一组对称设置的导向电磁铁的分布在磁悬浮工作台的内侧，垂直位移传感器和水平位移传感器分别安装在支承电磁铁和导向电磁铁处，支承导轨两侧安装支架，支架的直线段均匀的分布着若干个定子，定子的安装高度与磁悬浮工作台稳定悬浮时动子的高度一致，每个定子上绕有线圈。本发明专利技术结构合理，传送精度高，可靠性强，实现了磁悬浮技术的周期循环运动，进一步拓展了磁悬浮支承技术的应用领域。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号：201510406883.0、申请日：2015.7.13、名称“自驱式磁悬浮曲直复合循环型传送单元”的分案申请。
本专利技术涉及一种磁悬浮开关磁阻传送单元。
技术介绍
传送装置是一种将动力装置的动力传递各工作机构的中间装置，在制药、手机装配、物流分拣、半导体芯片封装等自动化传送领域中均有应用，要求具有传送平稳、定位精确、运行可靠等特点。但在现有的传送系统中，主要采用链轮链条、皮带、滚柱、钢带、涡轮蜗杆、滚珠丝杠、气缸等作为传送介质，并通过电动机和变速机构控制其传送速率，这一方面使得电动机到运动部件之间存在轴承、联轴器、齿轮等诸多中间环节，加大了定位机构的惯性质量，降低了响应速度；另一方面存在于运动部件与支承导轨间的摩擦和磨损降低了运动部件的运动精度和使用寿命，并增大了驱动部件的功率损耗。而更突出的问题是：现有的传送系统大多仅能实现直线传送功能，难以实现沿形状多样化、由直线和曲线组成的封闭式曲直复合型导轨循环传送的功能。因此，如何简化传送方式、减小导轨副之间摩擦，实现稳定、精确、可靠的曲直复合循环传送功能，成为制约传送系统进一步发展的重要因素。磁悬浮直线传送单元将磁悬浮支承技术和直线电动机相结合，在实现了驱动元件和运动部件之间“零传动”的同时，消除了运动导轨与支承导轨之间的摩擦，符合曲直复合型循环传送系统的发展要求。但从现有报道和相关文献中可获知，目前所研究的磁悬浮直线传送单元仅能实现直线往复运动，无法实现曲直复合型循环运动，这是因为目前所研究的磁悬浮直线传送单元中支承导轨的形式均为直线型，而能够完成曲直复合型循环运动的导轨一般是要由直线型和圆周型导轨复合而成。因此，如何在现有磁悬浮直线传送单元的基础上，分别根据直线和圆周运动的运动特征，研制出能够在直线和圆周运动之间自由切换从而实现曲直复合型循环运动的磁悬浮传送单元，对促进传送系统高速、高精密化的发展具有重要意义。本申请专利以实现磁悬浮技术周期循环进给运动为目标，将具有较强主动控制和信息处理能力，并能精确、可靠的实现在线检测和自动补偿功能的磁悬浮支承技术与具有启动出力大、耐高温、成本低等优点的直线开关磁阻电机相结合，研制出一种新型的能够在直线和圆周进给运动之间自由切换从而实现周期循环运动的磁悬浮传送单元，既符合现代传送
高精度、高速化发展要求，又拓展了磁悬浮支承和传送技术的应用领域。经检索，国内外虽已有多数磁悬浮直线进给单元的相关专利申请，但大多是以直线电动机作为驱动元件，将直线电动机的动子与磁悬浮工作台相连，在利用磁悬浮支承技术实现磁悬浮工作台稳定悬浮后，由直线电动机的动子带动磁悬浮工作台沿直线导轨做进给运动，而未见有对于要求多个磁悬浮工作台搭载一柔性传送带沿着由直线导轨和不同半径的圆周导轨组成的封闭式支承导轨运行从而实现周期循环传送的磁悬浮传送单元的相关专利申请。例如，专利201010017657.0、201110113611.3、200310107944.0、200820013968.8、200610161995、02132839.0等中的磁悬浮工作台均只沿直线导轨做进给运动，未提及磁悬浮工作台可沿着由直线导轨和不同半径的圆周导轨组成的封闭式导轨运行。专利201310021053.7、201210502591.3等虽提及若干个磁悬浮工作台带动柔性传送带沿跑道式导轨做进给运动，但与本申请专利相比，存在以下差异：1)本申请专利中的传送导轨由直线导轨和不同半径的圆周导轨相互平滑连接构成，传送导轨的形状可随圆周导轨的数量和半径的变化而改变，而专利201310021053.7、201210502591.3等的传送导轨形式固定，仅有直线导轨和半径唯一的圆周导轨组成，不能适应传送路径复杂的应用场合。2)专利201310021053.7、201210502591.3等由于考虑磁悬浮工作台分别做直线和圆周运动时悬浮气隙的形状分别为矩形和圆环状而设计了直线和圆周两大导向系统，即磁悬浮工作台在直线导轨上运行时，启用由矩形电磁铁构成的直线导向系统，当磁悬浮工作台在圆周导轨上运行时，启用由弧形电磁铁构成的圆周导向系统。而本申请专利中磁悬浮工作台中仅有一套由矩形电磁铁构成的直线导向系统，这是因为在本申请专利中，每个磁悬浮工作台沿进给方向的厚度相对于各圆周导轨半径的比值小于0.05，使得磁悬浮工作台在每个圆周导轨上运行时，矩形导向电磁铁与圆周导轨之间的悬浮气隙形状基本为矩形；另一方面，本申请专利中的支承导轨是由多个不同半径圆周导轨组成的，且相邻圆周导轨间是相互外切的，若要针对每个圆周导轨都设计一套导向系统，既增加了磁悬浮工作台的结构尺寸，又降低了控制系统的稳定性和可靠性。因此，本申请专利避免了专利201310021053.7、201210502591.3等两套或多套导向系统切换时所引起的系统稳定性差、控制策略复杂等问题，并有效降低了磁悬浮工作台的结构复杂性。专利201110381216.3、201210476597.8、201210476631.1中提及依靠静电磁铁对动电磁铁所产生的电磁吸力和电磁斥力的作用，实现动导轨沿跑道式导轨的无电机驱动和自动导向，但与本申请专利相比，存在以下差异：1)专利201110381216.3、201210476597.8、201210476631.1中的磁悬浮工作台中仅有支承电磁铁，即磁悬浮工作台仅具有实现垂直方向稳定悬浮的功能，不具有水平方向上的导向功能，当磁悬浮工作台水平方向出现扰动力时，则难以保证系统的正常运行。2)本申请专利中的动子7上未绕有线圈，而专利201110381216.3、201210476597.8、201210476631.1中动电磁铁4中绕有线圈，且该线圈在系统工作时始终处于通电发热状态，因此专利201110381216.3、201210476597.8、201210476631.1在工作时的热源点较本申请专利的多，系统工作性能的稳定性较本申请专利的低。3)专利201110381216.3、201210476597.8、201210476631.1中未具体分析动电磁铁4在圆周段上运行时的受力情况，即动电磁铁4在圆周导轨上运行时的向心力采用何种控制方式调整位于其上静电磁铁的电磁力大小而得到保证，因此本申请专利在运行时的可靠性较专利201110381216.3、201210476597.8、201210476631.1高。4)专利201110381216.3、201210476597.8、201210476631.1中的传送导轨形式固定，仅有直线导轨和半径唯一的圆周导轨组成，不能适应传送路径复杂的应用场合，而本申请专利中的传送导轨由直线导轨和不同半径的圆周导轨相互平滑连接构成，传送导轨的形状可随圆周导轨的数量和半径的变化而改变。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构合理，利用磁悬浮支承和驱动的能够在直线和圆周进给运动之间自由切换从而实现周期循环运动的自驱式磁悬浮曲直复合循环型传送单元。本专利技术的技术解决方案是：一种自驱式磁悬浮曲直复合循环型传送单元，其特征是：柔性传送带通过连接块安装在动子上，动子与磁悬浮工作台5、相连，磁悬浮工作台套装在支承导轨外周，支承导轨安装在支承块上，支承导轨由直线段和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构合理、可靠的自驱式磁悬浮曲直复合循环型传送单元，其特征是：柔性传送带通过连接块安装在动子上，动子与磁悬浮工作台相连，磁悬浮工作台套装在支承导轨外周，支承导轨安装在支承块上，支承导轨由直线段和圆弧段组成，多组对称设置的支承电磁铁和一组对称设置的导向电磁铁的分布在磁悬浮工作台的内侧，垂直位移传感器和水平位移传感器分别安装在支承电磁铁和导向电磁铁处，支承导轨两侧安装支架，支架的直线段均匀的分布着若干个定子，定子的安装高度与磁悬浮工作台稳定悬浮时动子的高度一致，每个定子上绕有线圈；磁悬浮工作台稳定悬浮时柔性传送带与支架之间的间隙值Δ1小于支承电磁铁与支承导轨之间的间隙值Δ2；安装在每个磁悬浮工作台中的支承电磁铁和导向电磁铁均为矩形状；每个磁悬浮工作台沿进给方向的厚度相对于各圆周导轨半径的比值小于0.05；支承导轨是由直线导轨和若干个不同半径的圆周导轨组成封闭状，且相邻导轨中心线外切。

【技术特征摘要】
1.一种结构合理、可靠的自驱式磁悬浮曲直复合循环型传送单元，其特征是：柔性传送带通过连接块安装在动子上，动子与磁悬浮工作台相连，磁悬浮工作台套装在支承导轨外周，支承导轨安装在支承块上，支承导轨由直线段和圆弧段组成，多组对称设置的支承电磁铁和一组对称设置的导向电磁铁的分布在磁悬浮工作台的内侧，垂直位移传感器和水平位移传感器分别安装在支承电磁铁和导向电磁铁处，支承导轨两侧安装支架，支架的直线段均匀的分布着若干个定子，定子的安装高度与磁悬浮工作台稳定悬浮时动子的高度一致，每个定子上绕有线圈；磁悬浮工作台稳定悬浮时柔性传送带与支架之间的间隙值Δ1小于支承电磁铁与支承导轨之间的间隙值Δ2；安装在每个磁悬浮工作台中的支承电磁铁和导向电磁铁均为矩形状；每个磁悬浮...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖萍，周一丹，吴强，马苏扬，倪红军，黄明宇，钱永明，陆豪洋，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32