本发明专利技术涉及一种引导装置、一种平面电机和一种运输穿梭件的方法，所述引导装置具有第一端部和第二端部，在第一端部和第二端部之间限定穿梭件的姿态走向，第一端部限定穿梭件的导入姿态，第一端部在平面电机的第一定子处能设置成，使得导入姿态相对于第一定子对应于能基于运行地操控的姿态，第二端部限定穿梭件的导出姿态，第二端部在平面电机的第一定子或第二定子处能设置成，使得所述导出姿态相对于第一定子或第二定子对应于能基于运行地操控的姿态，姿态走向包括至少一个姿态，至少一个姿态相对于平面电机的各所述定子是不能基于运行地操控的姿态，所述引导装置支撑和稳定在不能基于运行地操控的所述至少一个姿态中的穿梭件。件。件。
【技术实现步骤摘要】
引导装置、平面电机和用于运输穿梭件的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于平面电机的穿梭件的引导装置，所述引导装置具有第一端部和第二端部，并且在第一端部和第二端部之间限定穿梭件姿态走向，其中，第一端部限定穿梭件的导入姿态，并且其中，第一端部能够设置在平面电机的第一定子上，使得所述导入姿态对应于相对于第一定子能基于运行操控的姿态。此外，本专利技术还涉及一种具有引导装置的平面电机和一种用于利用引导装置运输穿梭件的方法。
技术介绍
[0002]平面电机原则上在现有技术中已知。US9,202,719B2例如公开了这种平面电机的基本结构和工作原理。
[0003]平面电机基本上具有运输平面，一个或多个运输单元、所谓的穿梭件可以沿着所述运输平面主要进行二维运动。为此，在平面电机上通常在运输平面上分布地设有驱动线圈，所述驱动线圈由控制单元控制，以便产生沿期望的运动方向的运动的磁场。包含驱动线圈并且构成运输平面的(通常固定安装的)单元通常称作定子。备选地，也可设有可运动地设置的永磁体以用于产生运动的磁场。此外也可以设想，在定子上仅安装固定的永磁体并且在穿梭件上产生运动的磁场。在本公开的上下文中，平面电机的固定单元在此与工作方式无关地一般地被称为定子，而在定子上运动的单元被称为穿梭件。
[0004]驱动磁体(永磁体或电磁体)二维分布地设置在穿梭件上，所述驱动磁体与定子的磁场共同作用，从而沿期望的运动方向将驱动力施加到运输单元上。在此，驱动线圈和驱动磁体有利地这样设置，使得除了沿着由运输平面展开的轴线的一维运动之外，穿梭件在运输平面中的复杂的二维运动也是可能的。平面电机例如可以用作生产过程中的运输装置，其中，可以实现具有复杂运动曲线的非常灵活的运输过程。
[0005]现代的平面电机允许在定子上方悬浮的穿梭件沿所有六个刚体自由度执行高精度的运动。
[0006]通过定子的模块化结构(以部段布置结构的形式)，基本上可以不受限制地实现在两个主运动方向上的平移运动(相对于与运输平面位置固定地定义的坐标系)，此外还可以在至少一个有限的程度上实施在第三空间方向上的平移(“抬升”或“下降”)以及旋转(直至一定的偏转)。为此所需的电机力和电机力矩借助(电)磁性产生。沿着第三空间方向(竖轴线)的平移运动以及旋转运动被称为副运动方向。
[0007]即使穿梭件的运动能够借助常规的平面电机在预先给定的界限内快速且精确地实施，可调节性的界限也是迄今不可克服的障碍。穿梭件的可调节性的损失(即使仅在唯一的副运动方向上)会导致扁平电机的未定义的和不可控的状态，并且因此绝对要避免。
[0008]WO2018/176137A1公开了具有大量不同构造的穿梭件和定子的平面电机。该文献还教导，在平面电机的定子和无定子的运输系统(例如输送带、机器人抓取器或类似物)之间的转移区域中利用导轨固定定子，从而当穿梭件已离开定子的磁性作用区域时，穿梭件首先以悬浮的方式从定子运动到导轨中，然后在导轨上(例如在滚子上)滑动并且由无定子
的运输系统继续运动。
技术实现思路
[0009]本专利技术的目的在于，提供一种装置和一种方法，利用所述装置和方法可以超出平面电机上的穿梭件目前可能的运动模式的界限，而在此不会出现未定义的或不可控的状态。
[0010]在第一方面中，所述目的和其它目的通过开头所述类型的引导装置来实现，在所述引导装置中，所述第二端部限定穿梭件的导出姿态，其中，所述第二端部能够在平面电机的第一定子或第二定子上设置成，使得所述导出姿态相对于第一定子或第二定子对应于能基于运行地操控的姿态，其中，姿态走向包括至少一个姿态，所述至少一个姿态相对于平面电机的定子是不能基于运行地操控的姿态，并且其中，所述引导装置支撑和稳定在所述至少一个不能基于运行地操控的姿态中的穿梭件。该引导装置允许穿梭件克服能基于运行地操控的姿态的界限，并且穿梭件甚至在“不可能的”姿态上运动，而不进入不可控制的状态。
[0011]在本公开内容的上下文中，“定子”尤其是指单个定子部段。这些单个定子部段中的多个可以组合成形成各个平面的表面的定子场。由多个单个的定子部段构成的这样的定子场在更广泛的意义上也可以视为单个的定子。如本文所使用的术语“定子”不限于任何特定的面积或结构形式。因此，结合本公开内容，也可将在能够共同调节的定子元件上任意关联的布置结构称作定子。因此，定子可以对应于一个唯一的构件或者对应于多个构件的任意选择的组，所述多个构件组成构件组。因此，根据系统界限的选择，平面电机可以具有任意数量的定子或者也可以仅具有几个少量的定子或者仅具有唯一一个定子。
[0012]与本公开内容相关地，穿梭件相对于平面电机的定子的空间位置被称为“姿态”，其中，空间位置关于时间的一阶导数(即速度)和空间位置关于时间的二阶导数(即加速度)分别在所有六个运动自由度中同样是姿态的特性。
[0013]与本公开相关地，将连续顺序的姿态称为“姿态走向”，穿梭件在运动过程期间依次占据所述姿态。在此，姿态走向可以具有平移的和旋转的运动分量。
[0014]穿梭件的如下姿态被称为“能基于运行地操控的姿态”，所述姿态能够借助平面电机在给定的运行条件下以稳定的方式实现。相反，所有其他姿态与本公开内容相关地被称为“不能基于运行地操控的姿态”。
[0015]在此，运行上的规定被称为“运行条件”，这些规定例如限定了平面电机的安全的和/或有效率的运行。例如，穿梭件的姿态虽然可以利用平面电机本身实现，但是这仅能以过度的能量消耗实现(例如用于形成或保持倾斜位置)。在这种情况下，所述姿态可被视为低效的并且因此不允许的，并且因此作为“不能基于运行地操控的姿态”来处理。
[0016]当平面电机可以将穿梭件引入姿态中，而在此不会使穿梭件出现不可控的状态时，所述姿态被称为“以稳定的方式实现”。穿梭件的状态和位置即使在能基于运行地操控的姿态中也必须随时通过测量或观察足够精确地确定。
[0017]当在至少一个空间方向上不满足上述前提条件中的至少一个时，则存在不能基于运行地操控的姿态。
[0018]在一种有利的实施方式中，穿梭件沿着姿态走向从第一端部到第二端部的可运动性能通过平面电机的定子来确保。这例如可以通过如下方式来确保，即，穿梭件在平面电机
的定子的姿态走向的第一区段中(或之前)被加速到这样的程度，使得穿梭件可以仅由于动能在没有定子的作用的情况下继续进一步的姿态走向。
[0019]以有利的方式，至少一个不能基于运行地操控的姿态与能基于运行地操控的姿态具有的偏转角和/或俯仰角和/或滚动角和/或提升高度的偏差。由此，利用引导装置可以实现复杂的运动，所述运动可以与不同的需求相匹配。
[0020]在一种有利的实施方式中，引导装置的姿态走向基本上平行于平面电机的运输平面延伸。由此，此外可能的是，穿梭件的运动通过由平面电机的定子形成的磁场来控制，而穿梭件自身处于本身不再能调节的姿态中。例如，穿梭件可以围绕竖轴线转动到实际不允许的区域中或者穿梭件可以超过最大允许的提升高度地提升到如下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于平面电机(3)的穿梭件(2)的引导装置(1)，其中，所述引导装置(1)具有第一端部(4)和第二端部(5)，并且在所述第一端部(4)和第二端部(5)之间限定穿梭件(2)的姿态走向(6)，其中，所述第一端部(4)限定穿梭件(2)的导入姿态(7)，并且所述第一端部(4)在平面电机(3)的第一定子(8
‘
)处能设置成，使得所述导入姿态(7)相对于第一定子(8
‘
)对应于能基于运行地操控的姿态(12)，其特征在于，所述第二端部(5)限定穿梭件(2)的导出姿态(9)，所述第二端部(5)在平面电机(3)的第一定子(8
‘
)或第二定子(8“)处能设置成，使得所述导出姿态(9)相对于第一定子(8
‘
)或第二定子(8“)对应于能基于运行地操控的姿态，其中，姿态走向(6)包括至少一个姿态，所述至少一个姿态相对于平面电机(3)的各所述定子(8)是不能基于运行地操控的姿态，并且所述引导装置(1)支撑和稳定在不能基于运行地操控的所述至少一个姿态中的穿梭件(2)。2.如权利要求1所述的引导装置(1)，其特征在于，所述穿梭件(2)沿着姿态走向(6)从第一端部(4)至第二端部(5)的可运动性能通过平面电机(3)的各所述定子(8)确保。3.如权利要求1或2所述的引导装置(1)，其特征在于，不能基于运行地操控的所述至少一个姿态与能基于运行地操控的姿态(12)具有偏转角(ψ)的和/或俯仰角(θ)的和/或滚动角的和/或提升高度(z)的偏差。4.如权利要求1至3中任一项所述的引导装置(1)，其特征在于，所述引导装置(1)的姿态走向(6)基本上平行于平面电机的运输平面(10)延伸。5.如权利要求1至4中任一项所述的引导装置(1)，其特征在于，所述引导装置(1)对于穿梭件(2)限定在一个或两个方向上从平面电机(3)的第一运输平面(10)至第二运输平面(10
‘
)的姿态走向(6)。6.如权利要求5所述的引导装置(1)，其特征在于，所述第一运输平面(10)平行于第二运输平面(10
‘
)设置。7.如权利要求5所述的引导装置(1)，其特征在于，所述第一运输平面(10)和所述第二运输平面(10
‘
)形成一个角度、尤其是一个直角。8.如权利要求1至7中任一项所述的引导装置(1)，其特征在于，所述引导装置(1)在第一端部(4)与第二端部(5)之间构成用于穿梭件(2)的桥和/或下部引导件。9.如权利要求1至8中任一项所述的引导装置(1)，其特征在于，所述引导装置(1)具有机械的引导件和/或磁性的引导件和/或电磁的引导件和/或气动的引导件。10.如权利要求1至9中任一项所述的引导装置(1)，其特征在于，不能基于运行地操控的所述至少一个姿态违背对于平面电机(3)的安全的和/或有效率的运行的规定，和/或不能基于运行地操控的所述至少一个姿态不满足对于穿梭件(2)的要求的稳定性的规定，和/或不能基于运行地操控的所述至少一个姿态本身...
【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：B和R工业自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：
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