一种线性传输系统技术方案

本申请公开了一种线性传输系统。该线性传输系统包括：定子基座，定子基座由一个或多个子基座组成；定子线圈组件，定子线圈组件固定于子基座上；多个动子，各动子设有永磁铁阵列和位置传感元件，其中永磁铁阵列产生的磁场和定子线圈组件产生的励磁磁场能够相互作用而推动动子产生平移运动；导轨，导轨安装于定子基座上，并且动子布置于导轨上并沿导轨运动；传感器阵列，传感器阵列沿导轨分布并布置成读取设置于动子上的位置传感元件所发出的信号；以及控制器，控制器与定子线圈组件和传感器阵列均电连接，并根据来自传感器阵列所检测到的动子位置信息来控制相应的定子线圈组件通电。本申请的线性传输系统伺服精度高，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种线性传输系统
本专利技术涉及输送装置，具体涉及线性传输系统。
技术介绍
随着制造技术向高产率、高精密化方向发展，精密运动控制技术的研究变得越来越重要，相应地，运动定位控制系统需求量也越来越大，广泛应用于自动化生产线、包装与运输、装配自动化、丝网印刷等行业，提供具有更高速度和加工柔性。传统驱动系统采用旋转马达驱动结构，传递系统中齿轮头、轴、键、链轮齿、链条、皮带等常用于传统旋转马达传动的部件非常的复杂笨重。线性马达应用了一种运动磁场来直接驱动运动部件，降低了结构复杂性，还降低了成本和因减小惯量、柔顺性、阻尼、摩擦和磨损而带来的速度增加等优点。运动控制系统的核心执行器部件——线性马达，它在电磁推力的作用下，电机动子能够带动负载产生高速、大推力的驱动，多个线性马达可以组合构建两维或多维运动，采用线性马达可以设计构造精密的线性传输设备、精密XY工作台，结构简单紧凑，机械尺寸小，响应速度快，精度高，而且由于动子和定子间无相对摩擦，因此不存在磨损，使用寿命很长。传统采用线性马达的线性传输系统中，采用光栅或磁栅测量，编码器读头安装于动子上跟随动子一起运动，编码器的测量的数据信息需要通过线缆连接到控制器，由此带来干扰和可靠性问题。另外，现有的线性传输系统中，当各动子在不同形状的导轨上进行运动切换时，会存在不能连续运动问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种运动可靠性高，动子可在不同形状的轨道上连续运动的线性传输系统。为实现上述目的，本申请提供了一种线性传输系统，所述线性传输系统包括：定子基座，所述定子基座由一个或多个子基座组成；定子线圈组件，所述定子线圈组件固定于所述子基座上；多个动子，各所述动子设有永磁铁阵列和位置传感元件，其中所述永磁铁阵列产生的磁场和所述定子线圈组件产生的励磁磁场能够相互作用而推动所述动子产生平移运动；导轨，所述导轨安装于所述定子基座上，并且所述动子布置于所述导轨上并沿所述导轨运动；传感器阵列，所述传感器阵列沿所述导轨分布并布置成读取设置于所述动子上的所述位置传感元件所发出的信号；以及控制器，所述控制器与所述定子线圈组件和所述传感器阵列均电连接，并根据来自所述传感器阵列所检测到的动子位置信息来控制相应的定子线圈组件通电。一实施例中，所述定子基座包括直线定子基座和弧形定子基座，其中所述直线定子基座安装有矩形定子线圈组件而形成直线定子模块，以及所述弧形定子基座安装有弧形定子线圈组件而形成弧形定子模块。一实施例中，每个所述动子上安装有第一传感元件和第二传感元件，其中所述第一传感元件和所述第二传感元件布置成当所述动子在所述直线定子模块上移动时，由所述第一传感元件发出的第一信号被所述直线定子模块上的传感器阵列读取，而当所述动子在所述弧形定子基座上移动时，由所述第二传感元件发出的第二信号被所述弧形定子模块上的传感器阵列读取。一实施例中，所述第一传感元件和所述第二传感元件在所述动子上的安装位置布置成在所述动子的运动期间的任何时刻，所述定子上相邻的两个传感器均能够采集到所述第一传感元件发出的第一信号或者所述第二传感元件发出的第二信号。一实施例中，相邻的两个传感器之间的距离小于所述动子的所述第一传感元件和所述第二传感元件的有效信号传递距离。一实施例中，所述第一传感元件和所述第二传感元件为磁栅，所述传感器阵列为磁栅读头，以及每相邻的两个磁栅读头之间的距离小于所述动子的所述第一传感元件和所述第二传感元件的长度；或者，所述第一传感元件和所述第二传感元件为光栅，所述传感器阵列为光栅读头，以及每相邻的两个光栅读头之间的距离小于所述动子的所述第一传感元件和所述第二传感元件的长度。一实施例中，所述第一传感元件的形状为直线形，以及所述第二传感元件的形状为弧形。一实施例中，各所述动子设置成能够独立地相对于所述定子运动。一实施例中，所述动子包含上下两个永磁铁阵列，其中所述定子线圈组件位于所述两个永磁铁阵列之间。一实施例中，所述控制器与所述定子线圈组件和所述传感器阵列均通过线缆电连接。一实施例中，所述导轨可拆卸地安装于所述定子基座上。一实施例中，所述线性传输系统还包括安装支架，所述安装支架固定于所述定子基座上，且所述传感器阵列安装于所述安装支架上。一实施例中，所述定子线圈组件包含相互层叠排布的至少两层线圈单元，相邻的两层所述线圈单元包含多个电枢绕组单元，每个电枢绕组单元具有三个线圈绕组，所述三个线圈绕组分别为该电枢绕组单元的U相、V相和W相，其中电枢绕组单元的U相和W相相邻布置在同一层，V相在U相和W相的上一层或下一层，与U相和W相的中心对齐排布，以及相邻的两层线圈单元中，如果相邻的两个电枢绕组单元中的一个电枢绕组单元的V相在该电枢绕组单元的U相和W相的上层，则另一个电枢绕组单元的电枢绕组单元的V相在该电枢绕组单元的U相和W相的下层。一实施例中，每个线圈绕组由多层线圈叠加工而成，其中各层间线圈的连接接口垂向互联，使得各层线圈串联。一实施例中，所述线圈为无铁芯线圈，且所述线圈通过印制电路板工艺制造。一实施例中，所述动子包括：基座；第一辅助支撑板，所述第一辅助支撑板安装于所述基座的上侧；第二辅助支撑板，所述第二辅助支撑板与所述第一辅助支撑板间隔开放置；第一背铁，所述第一背铁安装于所述第一辅助支撑板；第二背铁，所述第二背铁安装于所述第二辅助支撑板并与所述第一背铁间隔开；背铁支撑板，所述背铁支撑板置于所述第一背铁与所述第二背铁之间并与所述第一背铁和所述第二背铁共同形成U字形结构；第一永磁铁阵列，所述第一永磁铁阵列布置于所述第一背铁的表面上；以及第二永磁铁阵列，所述第二永磁铁阵列布置于所述第二背铁的表面上，其中所述第一永磁铁阵列与所述第二永磁铁阵列面面相对布置并间隔开。一实施例中，所述第一传感元件和所述第二传感元件为磁栅，且所述编码器阵列为磁栅读头，其中所述第一传感元件安装于所述基座的与所述第一背铁所在侧相反的一侧上，以及所述第二传感元件安装于所述基座的与安装有所述第一传感元件的一侧垂直的一侧上；或者，所述第一传感元件和所述第二传感元件为光栅，所述编码器阵列为光栅读头，其中所述第一传感元件安装于所述基座的与所述第一背铁所在侧相反的一侧上，以及所述第二传感元件安装于所述基座的与安装有所述第一传感元件的一侧垂直的一侧上。一实施例中，所述基座上设有弧形块，所述第二传感元件安装在所述弧形块的弧形面上。一实施例中，所述动子进一步包括滑座和滚轮，所述滑座安装于所述基座的下侧，以及所述滚轮安装于所述滑座上。一实施例中，所述动子进一步包括防撞块，所述防撞块安装于所述基座上并位于与所述动子的运动方向相同和相反的侧面上。本专利技术与现有技术相比所具有的进步效果：1)本专利技术的线性传输系统的动子没有线缆拖动，相比于采用线圈作为动子，永磁阵列作为定子的传统线性马达产品，没有了线缆拖动，提高了推力应用效率和提高伺服精度，也因使用短磁阵列应用而减少了永磁阵列使用数量，使得成本降低。2)本专利技术的线性传输系统的实现了标准化模块应用，定子采用标准模块化技术，实现多个定子之间的自由拼接和扩展，可以满足客户任意长度的应用需求，定子上可以同时运行多个动子。3)本专利技术的线性传输系统中，动子能够在不同的形状的导轨上进行运动切换，且不会存在连续运动问题。附图说明图1是根据本专利技术的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性传输系统，其特征在于，所述线性传输系统包括：定子基座，所述定子基座由一个或多个子基座组成；定子线圈组件，所述定子线圈组件固定于所述子基座上；多个动子，各所述动子设有永磁铁阵列和位置传感元件，其中所述永磁铁阵列产生的磁场和所述定子线圈组件产生的励磁磁场能够相互作用而推动所述动子产生平移运动；导轨，所述导轨安装于所述定子基座上，并且所述动子布置于所述导轨上并沿所述导轨运动；传感器阵列，所述传感器阵列沿所述导轨分布并布置成读取设置于所述动子上的所述位置传感元件所发出的信号；以及控制器，所述控制器与所述定子线圈组件和所述传感器阵列均电连接，并根据来自所述传感器阵列所检测到的动子位置信息来控制相应的定子线圈组件通电。

【技术特征摘要】
1.一种线性传输系统，其特征在于，所述线性传输系统包括：定子基座，所述定子基座由一个或多个子基座组成；定子线圈组件，所述定子线圈组件固定于所述子基座上；多个动子，各所述动子设有永磁铁阵列和位置传感元件，其中所述永磁铁阵列产生的磁场和所述定子线圈组件产生的励磁磁场能够相互作用而推动所述动子产生平移运动；导轨，所述导轨安装于所述定子基座上，并且所述动子布置于所述导轨上并沿所述导轨运动；传感器阵列，所述传感器阵列沿所述导轨分布并布置成读取设置于所述动子上的所述位置传感元件所发出的信号；以及控制器，所述控制器与所述定子线圈组件和所述传感器阵列均电连接，并根据来自所述传感器阵列所检测到的动子位置信息来控制相应的定子线圈组件通电。2.如权利要求1所述的线性传输系统，其特征在于，所述定子基座包括直线定子基座和弧形定子基座，其中所述直线定子基座安装有矩形定子线圈组件而形成直线定子模块，以及所述弧形定子基座安装有弧形定子线圈组件而形成弧形定子模块。3.如权利要求2所述的线性传输系统，其特征在于，每个所述动子上安装有第一传感元件和第二传感元件，其中所述第一传感元件和所述第二传感元件布置成当所述动子在所述直线定子模块上移动时，由所述第一传感元件发出的第一信号被所述直线定子模块上的传感器阵列读取，而当所述动子在所述弧形定子基座上移动时，由所述第二传感元件发出的第二信号被所述弧形定子模块上的传感器阵列读取。4.如权利要求3所述的线性传输系统，其特征在于，所述第一传感元件和所述第二传感元件在所述动子上的安装位置布置成在所述动子的运动期间的任何时刻，所述定子上相邻的两个传感器均能够采集到所述第一传感元件发出的第一信号或者所述第二传感元件发出的第二信号。5.如权利要求3所述的线性传输系统，其特征在于，相邻的两个传感器之间的距离小于所述动子的所述第一传感元件和所述第二传感元件的有效信号传递距离。6.如权利要求3所述的线性传输系统，其特征在于，所述第一传感元件和所述第二传感元件为磁栅，所述传感器阵列为磁栅读头，以及每相邻的两个磁栅读头之间的距离小于所述动子的所述第一传感元件和所述第二传感元件的长度；或者，所述第一传感元件和所述第二传感元件为光栅，所述传感器阵列为光栅读头，以及每相邻的两个光栅读头之间的距离小于所述动子的所述第一传感元件和所述第二传感元件的长度。7.如权利要求3所述的线性传输系统，其特征在于，所述第一传感元件的形状为直线形，以及所述第二传感元件的形状为弧形。8.如权利要求1所述的线性传输系统，其特征在于，各所述动子设置成能够独立地相对于所述定子运动。9.如权利要求1所述的线性传输系统，其特征在于，所述动子包含上下两个永磁铁阵列，其中所述定子线圈组件位于所述两个永磁铁阵列之间。10.如权利要求1所述的线性传输系统，其特征在于，所述控制器与所述定子线圈组件和所述传感器阵列均通过线缆电连接。11.如权利要求1所述的线性传输系统，其特征在于，所述导轨可拆卸地安装于所述定子基座上。12.如权利要求1所述的线性传输系统，其特征在于，所述线性传输系统还包括安装支架，所述安装支架固定于所述定子基座上，且所述传感器阵列安装于所述安装支架上。13....

【专利技术属性】
技术研发人员：池峰，
申请(专利权)人：上海果栗自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31