自驅(qū)式磁懸浮曲直復合循環(huán)型傳送單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種磁懸浮開關(guān)磁阻傳送單元。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳送裝置是一種將動力裝置的動力傳遞各工作機構(gòu)的中間裝置，在制藥、手機裝 配、物流分揀、半導體芯片封裝等自動化傳送領(lǐng)域中均有應(yīng)用，要求具有傳送平穩(wěn)、定位精 確、運行可靠等特點。但在現(xiàn)有的傳送系統(tǒng)中，主要采用鏈輪鏈條、皮帶、滾柱、鋼帶、渦輪蝸 桿、滾珠絲杠、氣缸等作為傳送介質(zhì)，并通過電動機和變速機構(gòu)控制其傳送速率，這一方面 使得電動機到運動部件之間存在軸承、聯(lián)軸器、齒輪等諸多中間環(huán)節(jié)，加大了定位機構(gòu)的慣 性質(zhì)量，降低了響應(yīng)速度；另一方面存在于運動部件與支承導軌間的摩擦和磨損降低了運 動部件的運動精度和使用壽命，并增大了驅(qū)動部件的功率損耗。而更突出的問題是：現(xiàn)有的 傳送系統(tǒng)大多僅能實現(xiàn)直線傳送功能，難以實現(xiàn)沿形狀多樣化、由直線和曲線組成的封閉 式曲直復合型導軌循環(huán)傳送的功能。因此，如何簡化傳送方式、減小導軌副之間摩擦，實現(xiàn) 穩(wěn)定、精確、可靠的曲直復合循環(huán)傳送功能，成為制約傳送系統(tǒng)進一步發(fā)展的重要因素。
[0003] 磁懸浮直線傳送單元將磁懸浮支承技術(shù)和直線電動機相結(jié)合，在實現(xiàn)了驅(qū)動元件 和運動部件之間"零傳動"的同時，消除了運動導軌與支承導軌之間的摩擦，符合曲直復合 型循環(huán)傳送系統(tǒng)的發(fā)展要求。但從現(xiàn)有報道和相關(guān)文獻中可獲知，目前所研究的磁懸浮直 線傳送單元僅能實現(xiàn)直線往復運動，無法實現(xiàn)曲直復合型循環(huán)運動，這是因為目前所研究 的磁懸浮直線傳送單元中支承導軌的形式均為直線型，而能夠完成曲直復合型循環(huán)運動的 導軌一般是要由直線型和圓周型導軌復合而成。因此，如何在現(xiàn)有磁懸浮直線傳送單元的 基礎(chǔ)上，分別根據(jù)直線和圓周運動的運動特征，研制出能夠在直線和圓周運動之間自由切 換從而實現(xiàn)曲直復合型循環(huán)運動的磁懸浮傳送單元，對促進傳送系統(tǒng)高速、高精密化的發(fā) 展具有重要意義。
[0004] 本申請專利以實現(xiàn)磁懸浮技術(shù)周期循環(huán)進給運動為目標，將具有較強主動控制和 信息處理能力，并能精確、可靠的實現(xiàn)在線檢測和自動補償功能的磁懸浮支承技術(shù)與具有 啟動出力大、耐高溫、成本低等優(yōu)點的直線開關(guān)磁阻電機相結(jié)合，研制出一種新型的能夠在 直線和圓周進給運動之間自由切換從而實現(xiàn)周期循環(huán)運動的磁懸浮傳送單元，既符合現(xiàn)代 傳送技術(shù)領(lǐng)域高精度、高速化發(fā)展要求，又拓展了磁懸浮支承和傳送技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0005] 經(jīng)檢索，國內(nèi)外雖已有多數(shù)磁懸浮直線進給單元的相關(guān)專利申請，但大多是以直 線電動機作為驅(qū)動元件，將直線電動機的動子與磁懸浮工作臺相連，在利用磁懸浮支承技 術(shù)實現(xiàn)磁懸浮工作臺穩(wěn)定懸浮后，由直線電動機的動子帶動磁懸浮工作臺沿直線導軌做進 給運動，而未見有對于要求多個磁懸浮工作臺搭載一柔性傳送帶沿著由直線導軌和不同半 徑的圓周導軌組成的封閉式支承導軌運行從而實現(xiàn)周期循環(huán)傳送的磁懸浮傳送單元的相 關(guān)專利申請。
[0006] 例如，專利 201010017657. 0、201110113611. 3、200310107944. 0、200820013968. 8、 200610161995、02132839.0等中的磁懸浮工作臺均只沿直線導軌做進給運動，未提及磁懸 浮工作臺可沿著由直線導軌和不同半徑的圓周導軌組成的封閉式導軌運行。
[0007] 專利201310021053. 7、201210502591. 3等雖提及若干個磁懸浮工作臺帶動柔性 傳送帶沿跑道式導軌做進給運動，但與本申請專利相比，存在以下差異： 1)本申請專利中的傳送導軌由直線導軌和不同半徑的圓周導軌相互平滑連接構(gòu) 成，傳送導軌的形狀可隨圓周導軌的數(shù)量和半徑的變化而改變，而專利201310021053. 7、 201210502591. 3等的傳送導軌形式固定，僅有直線導軌和半徑唯一的圓周導軌組成，不能 適應(yīng)傳送路徑復雜的應(yīng)用場合。
[0008] 2)專利201310021053. 7、201210502591. 3等由于考慮磁懸浮工作臺分別做直線 和圓周運動時懸浮氣隙的形狀分別為矩形和圓環(huán)狀而設(shè)計了直線和圓周兩大導向系統(tǒng)，即 磁懸浮工作臺在直線導軌上運行時，啟用由矩形電磁鐵構(gòu)成的直線導向系統(tǒng)，當磁懸浮工 作臺在圓周導軌上運行時，啟用由弧形電磁鐵構(gòu)成的圓周導向系統(tǒng)。而本申請專利中磁 懸浮工作臺中僅有一套由矩形電磁鐵構(gòu)成的直線導向系統(tǒng)，這是因為在本申請專利中，每 個磁懸浮工作臺沿進給方向的厚度相對于各圓周導軌半徑的比值小于0.05,使得磁懸浮 工作臺在每個圓周導軌上運行時，矩形導向電磁鐵與圓周導軌之間的懸浮氣隙形狀基本 為矩形；另一方面，本申請專利中的支承導軌是由多個不同半徑圓周導軌組成的，且相鄰 圓周導軌間是相互外切的，若要針對每個圓周導軌都設(shè)計一套導向系統(tǒng)，既增加了磁懸浮 工作臺的結(jié)構(gòu)尺寸，又降低了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。因此，本申請專利避免了專利 201310021053. 7、201210502591. 3等兩套或多套導向系統(tǒng)切換時所引起的系統(tǒng)穩(wěn)定性差、 控制策略復雜等問題，并有效降低了磁懸浮工作臺的結(jié)構(gòu)復雜性。
[0009] 專利 201110381216. 3、201210476597. 8、201210476631. 1 中提及依靠靜電磁鐵對 動電磁鐵所產(chǎn)生的電磁吸力和電磁斥力的作用，實現(xiàn)動導軌沿跑道式導軌的無電機驅(qū)動和 自動導向，但與本申請專利相比，存在以下差異： 1)專利 201110381216. 3、201210476597. 8、201210476631. 1 中的磁懸浮工作臺中僅有 支承電磁鐵，即磁懸浮工作臺僅具有實現(xiàn)垂直方向穩(wěn)定懸浮的功能，不具有水平方向上的 導向功能，當磁懸浮工作臺水平方向出現(xiàn)擾動力時，則難以保證系統(tǒng)的正常運行。
[0010] 2)本申請專利中的動子7上未繞有線圈，而專利201110381216. 3、 201210476597. 8、201210476631. 1中動電磁鐵4中繞有線圈，且該線圈在系統(tǒng)工作時始終 處于通電發(fā)熱狀態(tài)，因此專利201110381216. 3、201210476597. 8、201210476631. 1在工作 時的熱源點較本申請專利的多，系統(tǒng)工作性能的穩(wěn)定性較本申請專利的低。
[0011] 3)專利 201110381216. 3、201210476597. 8、201210476631. 1 中未具體分析動電磁 鐵4在圓周段上運行時的受力情況，即動電磁鐵4在圓周導軌上運行時的向心力采用何種 控制方式調(diào)整位于其上靜電磁鐵的電磁力大小而得到保證，因此本申請專利在運行時的可 靠性較專利 201110381216. 3、201210476597. 8、201210476631. 1 高。
[0012] 4)專利 201110381216. 3、201210476597. 8、201210476631. 1 中的傳送導軌形式固 定，僅有直線導軌和半徑唯一的圓周導軌組成，不能適應(yīng)傳送路徑復雜的應(yīng)用場合，而本申 請專利中的傳送導軌由直線導軌和不同半徑的圓周導軌相互平滑連接構(gòu)成，傳送導軌的形 狀可隨圓周導軌的數(shù)量和半徑的變化而改變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，利用磁懸浮支承和驅(qū)動的能夠在直線和圓 周進給運動之間自由切換從而實現(xiàn)周期循環(huán)運動的自驅(qū)式磁懸浮曲直復合循環(huán)型傳送單 JL〇
[0014] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是： 一種自驅(qū)式磁懸浮曲直復合循環(huán)型傳送單元，其特征是：柔性傳送帶通過連接塊安裝 在動子上，動子與磁懸浮工作臺5、相連，磁懸浮工作臺套裝在支承導軌外周，支承導軌安裝 在支承塊上，支承導軌由直線段和圓弧段組成，多組對稱設(shè)置的支承電磁鐵和一組對稱設(shè) 置的導向電磁鐵的分布在磁懸浮工作臺的內(nèi)側(cè)，垂直位移傳感器和水平位移傳感器分別安 裝在支承電磁鐵和導向電磁鐵處，支承導軌兩側(cè)安裝支架，支架的直線段均勻的分布著若 干個定子，定子的安裝高度與磁懸浮工作臺穩(wěn)定懸浮時動子的高度一致，每個定子上繞有 線圈；磁懸浮工作臺穩(wěn)定懸浮時柔性傳送帶與支架之間的間隙值A(chǔ)1小于支承電磁鐵與支 承導軌之間的間隙值A(chǔ)2。
[0015] 安裝在每個磁懸浮工作臺中的支承電磁鐵和導向電磁鐵均為矩形狀。
[0016] 每個磁懸浮工作臺沿進給方向的厚度相對于各圓周導軌半徑的比值小于0. 05。
[0017] 支承導軌是由直線導軌和若干個不同半徑的圓周導軌組成封閉狀，且相鄰導軌中 心線外切。
[0018] 安裝在支承導軌兩側(cè)支架的形狀與支承導軌一致，且在支承導軌直線段兩側(cè)的直 線支架上均勻的安裝定子，定子的安裝高度與磁懸浮工作臺穩(wěn)定懸浮時動子的高度一致。
[0019] 安裝在直線支承導軌兩側(cè)支架上的定子為雙邊n相，n多4,動子為雙邊n-1相，每 個動子對應(yīng)一個磁懸浮工作臺；各相定子等間距排列，各相動子也等間距排列，各相定子間 的間距長度與各相動子間的間距長度之比等于動子相數(shù)與定子相數(shù)之比。
[0020] 柔性傳送帶的寬度不小于兩支架之間的安裝距離。
[0021] 本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，傳送精度高，可靠性強，實現(xiàn)了磁懸浮技術(shù)的周期循環(huán)運動，進 一步拓展了磁懸浮支承技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0022] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0023] 圖1為本發(fā)明一種自驅(qū)式磁懸浮曲直復合循環(huán)型傳送單元俯視圖； 圖2為圖1的A-A視圖； 圖3為直線進給運動