可变场磁耦合器和用于接合铁磁工件的方法技术

公开了可以被配置在至少三个状态中的磁耦合装置。可以通过改变永磁体相对于另一永磁体的位置和改变围绕永磁体的线圈中的电流水平中的一个或多个来提供各种状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可变场磁耦合器和用于接合铁磁工件的方法相关申请本申请要求于2018年2月23日提交的名称为“可变场磁耦合器和用于接合铁磁工件的方法(VARIABLEFIELDMAGNETICCOUPLERSANDMETHODSFORENGAGINGAFERROMAGNETICWORKPIECE)”、申请号为62/634,783(案卷号MTI-0016-01-US)的美国临时专利和于2018年4月27日提交的名称为“可变场磁耦合器和用于接合铁磁工件的方法(VARIABLEFIELDMAGNETICCOUPLERSANDMETHODSFORENGAGINGAFERROMAGNETICWORKPIECE)”、申请号为15/965,582的美国非临时专利的权益，这些申请的全部公开内容通过引用明确地并入本文。
本公开涉及磁耦合器。更具体地，本公开涉及包括可切换磁耦合器的可变场磁耦合器。
技术介绍
用于耦合铁磁工件以将铁磁工件从第一位置传输到第二位置、保持铁磁工件和/或举升铁磁工件的磁耦合器是已知的。示例性磁耦合器是可切换磁耦合器，其可以包括一个或多个永磁体，所述一个或多个永磁体能够相对于一个或多个静止的永磁体转动以便生成并分流磁场。可切换磁耦合器可以经由在“接通”状态与“断开”状态之间切换磁耦合器以可移除的方式附接到铁磁工件，诸如用于物体举升操作、材料处理、材料保持、将物体彼此磁性地锁定或耦合以及其它应用。
技术实现思路
本公开的实施例涉及用于传输铁磁工件的磁耦合器。在本公开的示例性实施例中，提供了一种磁耦合装置，用于磁耦合到定位在支撑件上的铁磁工件。该磁耦合装置包括：壳体；多个极靴，每个极靴具有适于接触铁磁工件的工件接触界面；第一永磁体，所述第一永磁体由所述壳体支撑并且具有有源N-S极对；第二永磁体，所述第二永磁体由所述壳体支撑并且具有有源N-S极对，所述第二永磁体能够相对于所述第一永磁体移动；致动器，所述致动器可操作地耦合到所述第二永磁体以使所述第二永磁体相对于所述第一永磁体移动；以及电子控制器，所述电子控制器可操作地耦合到所述致动器。电子控制器包括逻辑，该逻辑致动所述致动器，以将所述第二永磁体相对于所述第一永磁体定位在以下中的至少每个中：(a)第一状态，其中所述第二永磁体具有相对于所述第一永磁体的第一位置，以在多个极靴的工件接触界面处提供可用于所述铁磁工件的第一水平的磁通量，在所述多个极靴的工件接触界面处可用于所述铁磁工件的所述第一水平的磁通量不足以相对于所述支撑件举升所述铁磁工件；(b)第二状态，其中所述第二永磁体具有相对于所述第一永磁体的第二位置，以在所述多个极靴的工件接触界面处提供可用于所述铁磁工件的第二水平的磁通量，在所述多个极靴的工件接触界面处可用于所述铁磁工件的所述第二水平的磁通量足以相对于所述支撑件举升所述铁磁工件，所述第二水平的磁通量大于所述第一水平的磁通量；以及(c)第三状态，其中所述第二永磁体具有相对于所述第一永磁体的第三位置，以在所述多个极靴的工件接触界面处提供可用于所述铁磁工件的第三水平的磁通量，所述第三水平的磁通量大于所述第一水平的磁通量和所述第二水平的磁通量中的每一者。在其一个示例中，磁耦合装置还包括由壳体支撑的感测系统。该感测系统包括至少一个传感器，该至少一个传感器监测在多个极靴的工件接触界面处可用于铁磁工件的磁通量的水平。在其示例的变型中，所述致动器是步进马达，并且所述至少一个传感器通过监测所述步进马达的输出的位置来监测在所述多个极靴的工件接触界面处可用于铁磁工件的磁通量的水平，所述步进马达控制所述第二永磁体相对于所述第一永磁体的位置。在其示例的另一个变型中，磁耦合装置还包括能由电子控制器访问的存储器，并且致动器是马达，并且至少一个传感器监测马达的电流消耗(currentdraw)。电子控制器通过监测马达的电流消耗并且将电流消耗与至少一个存储的参考值进行比较来确定在多个极靴的工件接触界面处可用于铁磁工件的磁通量的水平。在其示例的另一个变型中，磁耦合装置还包括能由电子控制器访问的存储器，其中针对第一状态、第二状态和第三状态中的至少一个，至少一个传感器的第一传感器值存储在存储器上。在其改进中，第一传感器值对应于第二状态。在其另一个改进中，第一传感器值对应于第一状态，第二传感器值存储在存储器上，所述第二传感器值对应于第二状态，并且第三传感器值存储在存储器上，所述第三传感器值对应于第三状态。在其又一个改进中，电子控制器包括逻辑，该逻辑致动致动器以将所述第二永磁体相对于所述第一永磁体定位在第四状态中，其中第二永磁体具有相对于第一永磁体的第四位置，以在多个极靴的工件接触界面处提供可用于铁磁工件的第四水平的磁通量，在多个极靴的工件接触界面处可用于铁磁工件的第四水平的磁通量足以相对于支撑件举升铁磁工件，第四水平的磁通量大于第一水平的磁通量，小于第三水平的磁通量，并且为大于所述第二水平的磁通量和小于所述第二水平的磁通量中的一种。在其实施例的又一个变型中，所述至少一个传感器通过监测第二永磁体的转动位置来监测在多个极靴的工件接触界面处可用于铁磁工件的磁通量的水平。在其实例的又一个进一步变型中，所述至少一个传感器通过利用第一磁通量传感器监测与所述多个极靴中的第一极靴相关联的第一泄漏磁通量，来监测在所述多个极靴的工件接触界面处可用于铁磁工件的磁通量的水平。在其改进中，所述至少一个传感器通过利用第二磁通量传感器进一步监测与所述多个极靴中的第二极靴相关联的第二泄漏磁通量，来监测在所述多个极靴的工件接触界面处可用于铁磁工件的磁通量的水平。在其进一步改进中，磁耦合装置还包括能由电子控制器访问的存储器，其中针对第一状态、第二状态和第三状态中的至少一个，第一传感器的第一传感器值存储在存储器上。在其又一个改进中，第一传感器值对应于第二状态。在其另一个改进中，第一传感器值对应于第一状态，第二传感器值被存储在所述存储器上，所述第二传感器值对应于所述第二状态，并且第三传感器值被存储在所述存储器上，所述第三传感器值对应于所述第三状态。在其又一个改进中，电子控制器包括逻辑，所述逻辑致动所述致动器以将所述第二永磁体相对于所述第一永磁体定位在第四状态中，其中第二永磁体具有相对于第一永磁体的第四位置，以在所述多个极靴的工件接触界面处提供可用于铁磁工件的第四水平的磁通量，在所述多个极靴的工件接触界面处可用于铁磁工件的第四水平的磁通量足以相对于支撑件举升铁磁工件，第四水平的磁通量大于第一水平的磁通量、小于第三水平的磁通量并且为大于所述第二水平的磁通量和小于所述第二水平的磁通量中的一种。在其另一个示例中，第二永磁体能够相对于所述第一永磁体绕与所述第二永磁体相交的轴线转动，以改变第二永磁体相对于第一永磁体的位置。在其另一个示例中，所述第二永磁体能够相对于所述第一永磁体绕与所述第二永磁体非相交的轴线转动，以改变第二永磁体相对于第一永磁体的位置。在其进一步的示例的变型中，磁耦合装置还包括由壳体支撑的第一盘片和由壳体支撑的第二盘片，第二盘片能够相对于第一盘片移动以改变第二永磁体相对于第一永磁体的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁耦合装置，用于磁耦合到定位在支撑件上的铁磁工件，所述磁耦合装置包括：/n壳体；/n多个工件接触界面，所述多个工件接触界面由所述壳体支撑并且适于接触所述铁磁工件；/n第一永磁体，所述第一永磁体由所述壳体支撑并且具有有源N-S极对；/n第二永磁体，所述第二永磁体由所述壳体支撑并且具有有源N-S极对，所述第二永磁体能够相对于所述第一永磁体移动；/n致动器，所述致动器可操作地耦合到所述第二永磁体以使所述第二永磁体相对于所述第一永磁体移动；以及/n电子控制器，所述电子控制器可操作地耦合到所述致动器，所述电子控制器包括逻辑，所述逻辑致动所述致动器以将所述第二永磁体相对于所述第一永磁体定位在以下中的至少每一个中：/n(a)第一状态，其中所述第二永磁体具有相对于所述第一永磁体的第一位置，以在所述工件接触界面处提供可用于所述铁磁工件的第一水平的磁通量，在所述工件接触界面处可用于所述铁磁工件的所述第一水平的磁通量不足以相对于所述支撑件举升所述铁磁工件；/n(b)第二状态，其中所述第二永磁体具有相对于所述第一永磁体的第二位置，以在所述工件接触界面处提供可用于所述铁磁工件的第二水平的磁通量，在所述工件接触界面处可用于所述铁磁工件的所述第二水平的磁通量足以相对于所述支撑件举升所述铁磁工件，所述第二水平的磁通量大于所述第一水平的磁通量；以及/n(c)第三状态，其中所述第二永磁体具有相对于所述第一永磁体的第三位置，以在所述工件接触界面处提供可用于所述铁磁工件的第三水平的磁通量，所述第三水平的磁通量大于所述第一水平的磁通量和所述第二水平的磁通量中的每一者。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180223 US 62/634,783;20180427 US 15/965,5821.一种磁耦合装置，用于磁耦合到定位在支撑件上的铁磁工件，所述磁耦合装置包括：
壳体；
多个工件接触界面，所述多个工件接触界面由所述壳体支撑并且适于接触所述铁磁工件；
第一永磁体，所述第一永磁体由所述壳体支撑并且具有有源N-S极对；
第二永磁体，所述第二永磁体由所述壳体支撑并且具有有源N-S极对，所述第二永磁体能够相对于所述第一永磁体移动；
致动器，所述致动器可操作地耦合到所述第二永磁体以使所述第二永磁体相对于所述第一永磁体移动；以及
电子控制器，所述电子控制器可操作地耦合到所述致动器，所述电子控制器包括逻辑，所述逻辑致动所述致动器以将所述第二永磁体相对于所述第一永磁体定位在以下中的至少每一个中：
(a)第一状态，其中所述第二永磁体具有相对于所述第一永磁体的第一位置，以在所述工件接触界面处提供可用于所述铁磁工件的第一水平的磁通量，在所述工件接触界面处可用于所述铁磁工件的所述第一水平的磁通量不足以相对于所述支撑件举升所述铁磁工件；
(b)第二状态，其中所述第二永磁体具有相对于所述第一永磁体的第二位置，以在所述工件接触界面处提供可用于所述铁磁工件的第二水平的磁通量，在所述工件接触界面处可用于所述铁磁工件的所述第二水平的磁通量足以相对于所述支撑件举升所述铁磁工件，所述第二水平的磁通量大于所述第一水平的磁通量；以及
(c)第三状态，其中所述第二永磁体具有相对于所述第一永磁体的第三位置，以在所述工件接触界面处提供可用于所述铁磁工件的第三水平的磁通量，所述第三水平的磁通量大于所述第一水平的磁通量和所述第二水平的磁通量中的每一者。


2.根据权利要求1所述的磁耦合装置，还包括由所述壳体支撑的感测系统，所述感测系统包括至少一个传感器，所述至少一个传感器监测在所述工件接触界面处可用于所述铁磁工件的磁通量的水平。


3.根据权利要求2所述的磁耦合装置，其中所述致动器是步进马达，并且所述至少一个传感器通过监测所述步进马达的输出的位置来监测在所述工件接触界面处可用于所述铁磁工件的磁通量的所述水平，所述步进马达控制所述第二永磁体相对于所述第一永磁体的位置。


4.根据权利要求2-3中任一项所述的磁耦合装置，还包括能由所述电子控制器访问的存储器，其中所述致动器是马达，并且所述至少一个传感器监测所述马达的电流消耗，所述电子控制器通过监测所述马达的所述电流消耗并且将所述电流消耗与至少一个存储的参考值进行比较来确定在所述工件接触界面处可用于所述铁磁工件的磁通量的所述水平。


5.根据权利要求2-4中任一项所述的磁耦合装置，还包括能由所述电子控制器访问的存储器，其中针对所述第一状态、所述第二状态和所述第三状态中的至少一个，所述至少一个传感器的第一传感器值存储在所述存储器上。


6.根据权利要求5所述的磁耦合装置，其中所述第一传感器值对应于所述第二状态。


7.根据权利要求5-6中任一项所述的磁耦合装置，其中所述第一传感器值对应于所述第一状态，第二传感器值被存储在所述存储器上，所述第二传感器值对应于所述第二状态，并且第三传感器值被存储在所述存储器上，所述第三传感器值对应于所述第三状态。


8.根据权利要求5-7中任一项所述的磁耦合装置，其中所述电子控制器包括逻辑，所述逻辑致动所述致动器以将所述第二永磁体相对于所述第一永磁体定位在第四状态中，其中所述第二永磁体具有相对于所述第一永磁体的第四位置，以在所述工件接触界面处提供可用于所述铁磁工件的第四水平的磁通量，在所述工件接触界面处可用于所述铁磁工件的所述第四水平的磁通量足以相对于所述支撑件举升所述铁磁工件，所述第四水平的磁通量大于所述第一水平的磁通量、小于所述第三水平的磁通量、并且为大于所述第二水平的磁通量和小于所述第二水平的磁通量中的一种。


9.根据权利要求2-8中任一项所述的磁耦合装置，其中所述至少一个传感器通过监测所述第二永磁体的转动位置来监测在所述工件接触界面处可用于所述铁磁工件的磁通量的所述水平。


10.根据权利要求2-9中任一项所述的磁耦合装置，其中所述至少一个传感器通过利用第一磁通量传感器监测与所述多个工件接触界面中的第一工件接触界面相关联的第一泄漏磁通量，来监测在所述工件接触界面处可用于所述铁磁工件的磁通量的所述水平。


11.根据权利要求10所述的磁耦合装置，其中所述至少一个传感器通过利用第二磁通量传感器进一步监测与所述多个工件接触界面中的第二工件接触界面相关联的第二泄漏磁通量，来监测在所述工件接触界面处可用于所述铁磁工件的磁通量的所述水平。


12.根据权利要求11所述的磁耦合装置，还包括能由所述电子控制器访问的存储器，其中针对所述第一状态、所述第二状态和所述第三状态中的至少一个，所述第一传感器的第一传感器值存储在所述存储器上。


13.根据权利要求12所述的磁耦合装置，其中所述第一传感器值对应于所述第二状态。


14.根据权利要求12-13中任一项所述的磁耦合装置，其中所述第一传感器值对应于所述第一状态，第二传感器值被存储在所述存储器上，所述第二传感器值对应于所述第二状态，并且第三传感器值被存储在所述存储器上，所述第三传感器值对应于所述第三状态。


15.根据权利要求12-14中任一项所述的磁耦合装置，其中所述电子控制器包括逻辑，所述逻辑致动所述致动器以将所述第二永磁体相对于所述第一永磁体定位在第四状态中，其中所述第二永磁体具有相对于所述第一永磁体的第四位置，以在所述工件接触界面处提供可用于所述铁磁工件的第四水平的磁通量，在所述工件接触界面处可用于所述铁磁工件的所述第四水平的磁通量足以相对于所述支撑件举升所述铁磁工件，所述第四水平的磁通量大于所述第一水平的磁通量、小于所述第三水平的磁通量、并且为大于所述第二水平的磁通量和小于所述第二水平的磁通量中的一种。


16.根据权利要求1-15中任一项所述的磁耦合装置，其中所述第二永磁体能够相对于所述第一永磁体绕与所述第二永磁体相交的轴线转动，以改变所述第二永磁体相对于所述第一永磁体的位置。


17.根据权利要求1-16中任一项所述的磁耦合装置，其中所述第二永磁体能够相对于所述第一永磁体绕与所述第二永磁体成非相交关系的轴线转动，以改变所述第二永磁体相对于所述第一永磁体的位置。


18.根据权利要求17所述的磁耦合装置，还包括由所述壳体支撑的第一盘片和由壳体支撑的第二盘片，所述第二盘片能够相对于所述第一盘片移动，以改变所述第二永磁体相对于所述第一永磁体的位置，
其中所述第一盘片包括：
第一多个间隔开的永磁体，其包括所述第一永磁体，所述第一多个间隔开的永磁体中的每一个具有北极侧和南极侧，以及
第一多个极部分，其插入在所述第一多个永磁体的相邻永磁体之间，其中所述第一多个永磁体布置成使得所述第一多个极部分的每个极部分为北极部分和南极部分之一，所述北极部分与所述第一多个永磁体中的两个永磁体的北极侧相邻，并且所述南极部分与所述第一多个永磁体中的两个永磁体的南极侧相邻；
所述第二盘片包括：
第二多个间隔开的永磁体，其包括所述第二永磁体，所述第二多个间隔开的永磁体中的每一个均具有北极侧和南极侧，以及
第二多个极部分，其插入在所述第二多个永磁体的相邻永磁体之间，其中所述第二多个永磁体布置成使得所述第一多个极部分的每个极部分为北极部分和南极部分之一，该北极部分与所述第二多个永磁体中的两个永磁体的北极侧相邻，该南极部分与所述第二多个永磁体中的两个永磁体的南极侧相邻。


19.根据权利要求1-18中任一项所述的磁耦合装置，其中所述第二永磁体能够相对于所述第一永磁体平移，以改变所述第二永磁体相对于所述第一永磁体的位置。


20.根据权利要求1-19中任一项所述的磁耦合装置，其中所述第一状态、所述第二状态和所述第三状态中的至少一个是所述磁耦合装置的部分接通状态。


21.根据权利要求1-20中任一项所述的磁耦合装置，其中所述第一状态、所述第二状态和所述第三状态中的至少两个各自为所述磁耦合装置的对应部分接通状态。


22.根据权利要求1-21中任一项所述的磁耦合装置，其中所述第一状态、所述第二状态和所述第三状态中的每一个各自是所述磁耦合装置的对应部分接通状态。


23.根据权利要求1-22中任一项所述的磁耦合装置，还包括多个可移除的极靴，每个极靴支撑所述多个工件接触界面中的相应一个。


24.根据权利要求2-23中任一项所述的磁耦合装置，其中所述致动器是流体致动器，并且所述至少一个传感器通过监测所述流体致动器的工作流体的流体特性来监测在所述工件接触界面处可用于所述铁磁工件的磁通量的所述水平，所述工作流体控制所述第二永磁体相对于所述第一永磁体的位置。


25.根据权利要求2-24中任一项所述的磁耦合装置，其中所述致动器是流体致动器，并且所述至少一个传感器监测所述流体致动器的输出的位置。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·H·莫顿，C·克孜勒坎，P·J·卡普，
申请(专利权)人：磁转换技术全球私人有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US