用于受控地相对定子输送运输体的具有定子的输送装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种输送装置（10），其具有定子（100）和至少一个运输体（200），其中，输送装置（10）设置用于，以受控的方式相对定子（100）输送至少一个运输体（200），其中定子或至少一个运输体具有多个能运动地布置的调整磁体（26），调整磁体分别经由调整元件（114）与定子（100）或运输体连接，其中，调整元件（114）设置用于，以受控的方式改变与之连接的调整磁体（26）相对定子（100）或运输体的位置和/或定向。在此，另一个部分，这就是说运输体（200）或定子具有至少两个固定式磁体（22），固定式磁体以不能运动的方式与运输体或定子连接。此外，定子（100）和至少一个运输体（200）借助固定式磁体（22）和调整磁体（26）磁联接，并且输送装置（10）设置用于，通过对调整磁体（26）借助调整元件（114）的受控的定位和/或定向来相对定子（100）输送至少一个运输体（200）。

Stator-equipped conveyor for controlled relative stator conveyor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于受控地相对定子输送运输体的具有定子的输送装置
本专利技术涉及用于受控地相对定子输送运输体的具有定子的输送装置和用于运行该输送装置的方法。本专利技术优选可以在磁悬浮的范畴内用于悬浮地运输物体和用于物体的定位和/或定向。本专利技术在此可以优选应用在制造技术的领域内、机械制造和基建中、物流或人员运输中。
技术介绍
在技术制造的范畴内，必须经常运输或定位诸如材料、工件、工具或成品这样的物体。为此使用与待输送的物体处于直接的机械接触的传统的接触式系统，如带式运输机、牵引式进料机构、圆工作台或用于运输工件的移动式机器人、轴系统或用于定位工件或工具的工业机器人、用于加工和检验工艺的特种装置。无接触的输送系统也是公知的，其例如应用在机械制造和基建中，例如用于在包装机中运输货物、用于对机械元件定位或用于使工具尽可能精确地对准工件、例如用于激光加工或者在半导体工业中用于曝光光刻机中的基底。在此，可以使用用于使物体悬浮的系统。磁悬浮中的一个挑战在于，建立稳定地在磁场中悬浮的结构。另一个挑战在于，对应目标规定自动地沿全部六个自由度（沿平移和旋转各三个自由度）对悬浮的结构定位和/或使悬浮的结构运动，这也被称为完全的磁悬浮。为此可以使用简化的系统，在所述系统中，例如通过机械的支撑支承件机械接触地导引磁悬浮结构的一个或多个自由度，因而仅还须磁性导引五个或更少的自由度。因此这不是完全的磁悬浮。US8803646A中公开了另一个系统。在此，以如下方式将一个磁陀螺保持在悬浮状态中，即，不是通过磁力、而是通过惯性力无接触地稳定化一个自由度，亦即陀螺的旋转轴。这也不是完全的磁悬浮。此外，文献CA2905783A公开了一种由在有传导能力的基底上方的平台中的旋转的永磁体构成的装置。所述平台在有传导能力的基底上感受到浮力，因为旋转的磁体引起了在有传导能力的基底中的涡流，涡流的磁场又排斥永磁体。在此，多个自由度是不受控的，因此在此也不涉及完全的磁悬浮。空气支承的平面马达也是可能的。在此，运输体无接触地在定子上方运动。悬浮通过吸引力和排斥力的均衡达到，其中，吸引以在运输体中的电磁线圈和定子中的结构化的铁磁板之间的磁力为基础，排斥则通常通过气动的空气支承件，也就是说在运输体和定子之间的空气垫产生。悬浮间距典型地明显小于1mm并且运动大多局限于一个平面并且因此局限于少于六个自由度。此外，运输体经常与定子电连接，因而基于馈电传导可能强烈地限制所述运动自由度，特别是在一个定子上存在多个运输体时。因为使用空气支承件并且不能对运输体的全部六个自由度定位，所以该系统也无法提供完全的磁悬浮。例如由文献WO2015/017933A公知有六个自由度和具有没有电缆连接的运输体的磁悬浮系统。这种系统经常以装备有永久磁体的运输体在装备有大量无铁的电磁线圈的定子磁场中的磁性排斥为基础。运输体的位置由传感器检测并且通过线圈电流的变化加以调节。这种系统实现了完全的磁悬浮，但是它们对多种应用的适用性仅是有限的。这种系统尤其经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输送面的维度中强烈受限的运动区域，因而例如Z升程、俯仰和/或滚动仅极为有限地可行。此外，在传统的系统中，停电经常是危急的，因为在壁式运行和顶式运行中，运输体可能不受控地掉落并且在此可能引起损伤。避免该问题的特殊解决方案虽然公知，但在成本、重量和功率上引发了一些缺点。
技术实现思路
因此值得期望的是，提供一种输送装置，该输送装置实现了用于用三个平移的和三个旋转的自由度输送运输体的安全和有效的运行。按照本专利技术，建议了具有独立权利要求的特征的用于受控地相对定子输送运输体的具有定子的输送装置和用于运行该输送装置的方法。有利的设计方案是从属权利要求和接下来的说明的主题。本专利技术以如下方式实现了受控地相对定子输送运输体，即，两个元件中的一个元件具有多个至少部分能运动地布置的调整磁体，所述调整磁体相对这个元件的位置和/或定向可以通过调整元件以受控的方式预定，并且两个元件中的另一个元件具有至少两个不能运动地与这个元件连接的固定式磁体，其中，所述固定式磁体与调整磁体磁联接。输送装置设置用于，通过调整磁体的受控的定位和/或定向来相对定子输送运输体。在此，输送尤其包括，将至少一个运输体带到相对定子的期望的位置中和/或定向中。本专利技术实现了运输体在六个自由度中，这就是说在三个平移的自由度和三个旋转的自由度中相对定子的完全的磁悬浮。这样的优点是，可以比在传统的系统中更为灵活地进行运输体的输送并且因此实现了输送装置的更为多种多样的可应用性。此外，本专利技术还提供了这样的优点，即，通过借助相应的调整元件对调整磁体的对应的定位和/或定向实现了运输体相对定子的悬浮和/或向前运动。由此可以取消提供磁线圈的复杂的布置和操控。这不仅降低了输送装置的复杂度并且因此降低了制造成本，而且也允许了永磁体的使用，所述永磁体经常可以提供比能用于这种目的的磁线圈大得多的磁通密度。这又可以实现在定子和运输体之间的更大的升程高度或更大的气隙，因此可以在沿Z方向和/或在俯仰角范围和滚动角范围内运动时获得更大的活动余地。此外，这还提供了这样的优点，即，中断电能的供应不一定会强制性导致故障或甚至引起损伤。中断功率供应尤其不会导致磁场的或在定子和运输体之间的磁联接的丢失。一旦调整磁体的位置和/或定向屈服于固定式磁体的吸引的力作用，那么例如可以在中断功率供应的情况下提高在调整磁体和固定式磁体之间的联接力，紧接着运输体被吸到定子上并且因此防止了不受控地掉落。此外，本专利技术还提供这样的优点，即，在定子和运输体之间的磁联接既可以造成运输体的悬浮，这就是说在定子上方的抬升，也可以造成运输体相对定子的前进，这就是说，输送，而不会为此强制性需要其它接触式或无接触式的系统。由此可以实现无接触的运输，因而根据本专利技术的输送装置也能使用在有更高的清洁度要求的环境中。运输体可以例如在有更高的清洁度要求的环境中输送，而定子则在外部布置在有较低的清洁度要求的环境中。例如分离元件可以延伸通过在定子和运输体之间的气隙，以便分离不同的清洁区域。因此本专利技术也适用于使用在生物、化学和/或制药工艺中，以及例如使用在气密的、液体密封的和/或封装的区域中。此外，本专利技术提供了这样的优点，即，在运输体中和在定子中均无须强制性提供磁线圈，因而可以避免运输体和/或定子因在这种线圈中出现的电流而变热。这有助于本专利技术在热临界的环境中的使用或用于输送对热敏感的物体并且改善了输送装置的效率，因为可以降低电能的消耗。通过借助磁联接的悬浮或输送，也可以以有效的方式达到运输体或输送装置与振荡和/或振动和/或固体声波的去耦，由此也能在输送敏感的物体和/或人员时使用本专利技术。所述输送装置优选具有多个调整磁体和/或多个固定式磁体。调整磁体和/或固定式磁体特别优选通过输送面布置在定子中或定子上或者运输体中或运输体上，因而运输体能沿着输送面悬浮和/或输送。以这种方式可以产生一个较大的区域，在该区域中能输送运输体。调整磁体尤为优选总共具有一定数量的自由度，所述数量至少和运输体的自由度的数量一样大，运输体应当在所述自由度中受控地输送或定位。若运输体例如应当在六个自由度中输送和/或定位，那么有利的是，提供多个调整磁体，所述调整磁体具有总共六个或更多自由度。为此可以例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.输送装置（10），具有定子（100）和至少一个运输体（200），其中，输送装置（10）设置用于，以受控的方式相对定子（100）输送至少一个运输体（200），其中：‑ 定子具有多个能运动地布置的调整磁体（26），调整磁体中的每个调整磁体均经由调整元件（114）与定子（100）连接，其中，调整元件（114）设置用于，以受控的方式改变与之连接的调整磁体（26）相对定子（100）的位置和/或定向；‑ 至少一个运输体（200）具有至少两个固定式磁体（22），固定式磁体与运输体（200）这样连接，使得至少两个固定式磁体（22）无法相对运输体（200）运动；‑ 定子（100）和至少一个运输体（200）借助至少两个固定式磁体（22）和多个调整磁体（26）磁联接；以及‑ 输送装置（10）设置用于，通过对多个调整磁体（26）借助调整元件（114）的受控的定位和/或定向来相对定子（100）输送至少一个运输体（200）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.14 DE 102016224951.71.输送装置（10），具有定子（100）和至少一个运输体（200），其中，输送装置（10）设置用于，以受控的方式相对定子（100）输送至少一个运输体（200），其中：-定子具有多个能运动地布置的调整磁体（26），调整磁体中的每个调整磁体均经由调整元件（114）与定子（100）连接，其中，调整元件（114）设置用于，以受控的方式改变与之连接的调整磁体（26）相对定子（100）的位置和/或定向；-至少一个运输体（200）具有至少两个固定式磁体（22），固定式磁体与运输体（200）这样连接，使得至少两个固定式磁体（22）无法相对运输体（200）运动；-定子（100）和至少一个运输体（200）借助至少两个固定式磁体（22）和多个调整磁体（26）磁联接；以及-输送装置（10）设置用于，通过对多个调整磁体（26）借助调整元件（114）的受控的定位和/或定向来相对定子（100）输送至少一个运输体（200）。2.输送装置（10），具有定子（100）和至少一个运输体（200），其中，输送装置（10）设置用于，以受控的方式相对定子（100）输送至少一个运输体（200），其中：-至少一个运输体（200）具有多个能运动地布置的调整磁体（26），调整磁体中的每个调整磁体均经由调整元件（114）与运输体（200）连接，其中，调整元件（114）设置用于，以受控的方式改变与之连接的调整磁体（26）相对运输体（200）的位置和/或定向；-定子（100）具有至少两个固定式磁体（22），固定式磁体与定子（100）这样连接，使得至少两个固定式磁体（22）无法相对定子（100）运动；-至少一个运输体（200）和定子（100）借助至少两个固定式磁体（22）和多个调整磁体（26）磁联接；以及-输送装置（10）设置用于，通过对多个调整磁体（26）借助调整元件（114）的受控的定位和/或定向来相对定子（100）输送至少一个运输体（200）。3.按照前述权利要求中任一项所述的输送装置（10），其中，所述至少两个固定式磁体（22）具有：-两个布置在直线上的固定式磁体（22），其中，固定式磁体中的至少一个固定式磁体的偶极矩不是平行于该直线地定向，或者-三个或更多固定式磁体（22）。4.按照前述权利要求中任一项所述的输送装置（10），其中，所述多个调整磁体（26）和/或所述至少两个固定式磁体（22）面朝输送面布置，其中，输送装置（10）设置用于，沿着输送面以受控的方式相对定子（100）输送所述至少一个运输体（200）。5.按照前述权利要求中任一项所述的输送装置（10），其中，所述至少两个固定式磁体（22）和/或所述多个调整磁体（26）分别具有至少一个永磁体。6.按照权利要求5所述的输送装置（10），其中，所述至少一个永磁体具有至少0.05T、优选至少0.1T、进一步优选至少0.25T、还进一步优选至少0.5T、特别优选至少0.75T、最为优选至少1T的磁通密度。7.按照前述权利要求中任一项所述的输送装置（10），其中，所述多个调整磁体（26）分别具有磁体组（24）和/或所述至少两个固定式磁体（22）布置在磁体组（24）中，其中，每个调整磁体（26）优选具有磁体组（24），和/或其中，每个调整磁体（26）优选具有磁体组（24），以及其中，每个磁体组具有多个永磁体和/或磁线圈。8.按照权利要求7所述的输送装置（10），其中，所述至少一个磁体组（24）的多个永磁体和/或磁线圈按照至少一个海尔贝克阵列这样布置，使得所述磁体组（24）的磁场优选朝着输送面延伸。9.按照前述权利要求中任一项所述的输送装置（10），其中，所述调整元件（114）具有驱动元件，该驱动元件设置用于，以受控的方式改变与之连接的调整磁体（26）的位置和/或定向；和/或其中，所述调整元件（114）具有传感器元件，该传感器元件设置用于，获取与所述调整元件（114）连接的调整磁体（26）的位置和/或定向；和/或其中，所述调整元件（114）具有控制元件，该控制元件设置用于，借助驱动器将与所述调整元件（114）连接的所述调整磁体（26）的位置和/或定向调整到预先确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：J弗兰根，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE