组合式模块化磁悬浮平面输送系统技术方案

组合式模块化磁悬浮平面输送系统，属于电机应用技术领域，本发明专利技术为解决直线电机驱动的输送系统实现多维度输送时存在系统结构复杂、维护不方便，及摩擦限制定位精度的问题。本发明专利技术包括m个定子单元和n个动子单元，m个定子单元拼装构建输送平面，n个动子单元分散或组合悬浮于输送平面上实现六自由度运动并按规划路径前进；沿规划路径启动动子单元前方的定子单元和关闭后方的定子单元。本发明专利技术用于在任意形状的输送平面内进行不拘泥于传统路径的运动。

Combined modular maglev plane conveying system

【技术实现步骤摘要】
组合式模块化磁悬浮平面输送系统
本专利技术涉及磁悬浮输送系统，属于电机应用

技术介绍
目前，许多工控场合如电工、电子、机械、化工、医药等生产流水线和装配线，一般常采用钢丝绳或者链传动，这些传动方式往往存在噪声大、速度慢、控制不方便等一系列缺点。现在世界上已有不少企业开始采用直线电机驱动，包括一些汽车生产线。国内物流系统输送机主要还以传统结构为主，传统的输送机包括传动轴、减速机、联轴器、链条、皮带、齿轮等中间传动机构，故障率高，效率低，维护量大。我国目前邮政系统的邮包、印刷品的物流分拣、输送线绝大部分通过旋转电机采用链传动或连杆等方式。国外一些发达国家则逐步采用了直线电机驱动，由计算机控制的新型邮政物流分拣输送系统。如日本东京多摩邮局的大型邮政分拣机；丹麦CRJSPLANT公司生产的高速包刷分拣机；瑞士、意大利等国的邮袋吊挂推式悬挂机等。与传统的链传动或连杆方式相比，直线电机驱动的物流系统具有高效、低噪、安全可靠、维护方便等优点而获得应用者青睐。直线电机驱动的输送系统相对于传统的输送系统有了很大改进，但是在一些多维度输送场合仍显窘迫。为了实现多维度输送，通常需要将几套直线电机驱动的输送系统叠加组合来实现相应的功能，整个系统的结构变得非常复杂，维护起来也不方便，并且目前直线电机支撑方式中存在的摩擦等问题也限制了输送系统的定位精度。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决直线电机驱动的输送系统实现多维度输送时存在系统结构复杂、维护不方便，及摩擦限制定位精度的问题，提供了一种组合式模块化磁悬浮平面输送系统。本专利技术所述组合式模块化磁悬浮平面输送系统包括m个定子单元1和n个动子单元2，m个定子单元1拼装构建输送平面，n个动子单元2分散或组合悬浮于输送平面上实现六自由度运动并按规划路径前进；沿规划路径启动动子单元2前方的定子单元1和关闭后方的定子单元1。优选地，定子单元1包括定子保护壳101、定子线圈阵列102、定子支架103和定子单元基座104，所述定子单元基座104为方形平板结构，定子保护壳101和定子单元基座104之间通过边框式的定子支架103固接，且定子单元基座104上表面的定子支架103的边框内设置有定子线圈阵列102。优选地，定子单元基座104设置有电源模块接口，用于从外部给定子线圈阵列102接入工作电源，输送平面的任意相邻两个定子单元1的电源模块接口通过转接器进行电连接。优选地，定子单元基座104设置有冷却液进出口，输送平面的任意相邻两个定子单元1的冷却液进出口通过转接器实现连接。优选地，定子线圈阵列102采用以下任一方案实现：方案一、定子线圈阵列102采用n×n阵列，每个阵列元素为1×m或m×1子阵列，相邻两个子阵列采用的阵列方式不同，子阵列的阵列元素为长条形线圈；方案二、定子线圈阵列102采用鱼骨形线圈阵列结构；方案三、定子线圈阵列102采用两层阵列叠加结构，上下两层阵列分别为1×n线圈阵列、n×1线圈阵列，每个阵列元素为长条形线圈；方案四、定子线圈阵列102采用n×n同心式线圈阵列结构，每个阵列元素为内外同心式线圈构成。优选地，动子单元2包括防撞缓冲垫201、动子平板支架202、Halbach永磁阵列203、感应线圈204和位置传感器205，动子平板支架202的外边框设置有防撞缓冲垫201，Halbach永磁阵列203、感应线圈204和位置传感器205固定在动子平板支架202的下表面，Halbach永磁阵列203的周边设置四排感应线圈204，每排感应线圈204的长度与Halbach永磁阵列203的边长相当，Halbach永磁阵列203的四个顶角、每两排感应线圈204之间设置一个位置传感器205；感应线圈204耦合定子单元1中定子线圈阵列102发出的能量，并为位置传感器205提供工作电源。优选地，定子单元1具有位置检测模块，为控制系统提供位置信号。优选地，动子单元2在沿规划路径前进过程中将位置信号实时发送给控制系统，控制系统根据行进中动子单元的位置信号依次启动其前方的定子单元1，同时关闭其后方已走过的定子单元1。优选地，m个定子单元1拼装构建的输送平面为任意形状，所述规则路径在输送平面范围内进行设定。本专利技术的优点：(1)本专利技术输送系统结构简单，可实现模块化设计与加工，便于组装，输送轨道可根据需要拼接为任意形状；(2)本专利技术输送系统的动子单元采用磁悬浮支撑，消除了摩擦，大大提高了定位精度，可工作于真空环境中；(3)本专利技术输送系统通过无线信号控制动子单元运动，动子上的传感器通过无线能量传输获得能量，实现无线控制和运动，从而代替传统的线缆构架结构设计，减少了线缆扰动对动子六自由度运动的干扰，提高了整机运动精度，降低了控制难度，提高了稳定性。附图说明图1是本专利技术所述组合式模块化磁悬浮平面输送系统实施例1的结构示意图；图2是本专利技术所述组合式模块化磁悬浮平面输送系统实施例2的结构示意图；图3是定子单元的爆炸图；图4是定子线圈的四种实施例；图5是动子单元的爆炸图。具体实施方式具体实施方式一：下面结合图1、3至图5说明本实施方式，本实施方式所述组合式模块化磁悬浮平面输送系统包括m个定子单元1和n个动子单元2，m个定子单元1拼装构建输送平面，n个动子单元2分散或组合悬浮于输送平面上实现六自由度运动并按规划路径前进；沿规划路径启动动子单元2前方的定子单元1和关闭后方的定子单元1。m个定子单元1拼装构建的输送平面为任意形状，具体形状可以根据实际需求设定,拼接后的输送平面固定在对应的台座上，所述规则路径在输送平面范围内进行设定。本实施方式中，行进路线可以是与定子单元平行的直线，也可以是斜线，因此规划路径优于链条式或轨道式的固定式路径。定子单元1包括定子保护壳101、定子线圈阵列102、定子支架103和定子单元基座104，所述定子单元基座104为方形平板结构，定子保护壳101和定子单元基座104之间通过边框式的定子支架103固接，且定子单元基座104上表面的定子支架103的边框内设置有定子线圈阵列102。动子单元2包括防撞缓冲垫201、动子平板支架202、Halbach永磁阵列203、感应线圈204和位置传感器205，动子平板支架202的外边框设置有防撞缓冲垫201，Halbach永磁阵列203、感应线圈204和位置传感器205固定在动子平板支架202的下表面，Halbach永磁阵列203的周边设置四排感应线圈204，每排感应线圈204的长度与Halbach永磁阵列203的边长相当，Halbach永磁阵列203的四个顶角、每两排感应线圈204之间设置一个位置传感器205；动子平板支架202中央区域具有阵列孔，阵列孔用于固定动子平板支架202上表面设置的加载装置，所述加载装置用于承载在输送平面上传送的物品。动子平板支架202的四周具有多个安装孔，用于与感应线圈204和位置传感器205的固定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.组合式模块化磁悬浮平面输送系统，其特征在于，包括m个定子单元(1)和n个动子单元(2)，m个定子单元(1)拼装构建输送平面，n个动子单元(2)分散或组合悬浮于输送平面上实现六自由度运动并按规划路径前进；沿规划路径启动动子单元(2)前方的定子单元(1)和关闭后方的定子单元(1)。/n

【技术特征摘要】
1.组合式模块化磁悬浮平面输送系统，其特征在于，包括m个定子单元(1)和n个动子单元(2)，m个定子单元(1)拼装构建输送平面，n个动子单元(2)分散或组合悬浮于输送平面上实现六自由度运动并按规划路径前进；沿规划路径启动动子单元(2)前方的定子单元(1)和关闭后方的定子单元(1)。


2.根据权利要求1所述组合式模块化磁悬浮平面输送系统，其特征在于，定子单元(1)包括定子保护壳(101)、定子线圈阵列(102)、定子支架(103)和定子单元基座(104)，所述定子单元基座(104)为方形平板结构，定子保护壳(101)和定子单元基座(104)之间通过边框式的定子支架(103)固接，且定子单元基座(104)上表面的定子支架(103)的边框内设置有定子线圈阵列(102)。


3.根据权利要求2所述组合式模块化磁悬浮平面输送系统，其特征在于，定子单元基座(104)设置有电源模块接口，用于从外部给定子线圈阵列(102)接入工作电源，输送平面的任意相邻两个定子单元(1)的电源模块接口通过转接器进行电连接。


4.根据权利要求2所述组合式模块化磁悬浮平面输送系统，其特征在于，定子单元基座(104)设置有冷却液进出口，输送平面的任意相邻两个定子单元(1)的冷却液进出口通过转接器实现连接。


5.根据权利要求2所述组合式模块化磁悬浮平面输送系统，其特征在于，定子线圈阵列(102)采用以下任一方案实现：
方案一、定子线圈阵列(102)采用n×n阵列，每个阵列元素为1×m或m×1子阵列，相邻两个子阵列采用的阵列方式不同，子阵列的阵列元素为长条形线圈；
方案二、定子线圈阵列(102)采用鱼骨形线圈阵列结构；
方案三、定子线圈阵列(102)采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鲁，寇宝泉，罗俊，葛庆稳，韦坚，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23