CN101378931B

CN101378931B - 运输系统

Info

Publication number: CN101378931B
Application number: CN2007800041921A
Authority: CN
Inventors: K·沃尔夫; J·施密特; G·贝克尔; L·波德别尔斯基
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2007-01-13
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2027-01-13
Also published as: WO2007090500A3; DE102006049588A1; CN101378931A; EP2343212A1; US20090013899A1; US8347789B2; EP1984203B1; DE102006049588B4; EP1984203A2; WO2007090500A2; EP2343212B1

Abstract

本发明涉及一种运输系统，包括轨道系统和可动地设置在该轨道系统上的托架，其中所述轨道被一初级导线系统包括，所述托架包括的至少一个次级线圈与该初级导线系统感应耦合，以非接触地传输电功率和/或信息。一涡流电机与所述轨道系统交互作用，以驱动所述托架。

Description

运输系统

技术领域

本发明涉及一种运输系统。

背景技术

由DE 44 46 779 C2已知一种带U形传输头()的非接触能量传输系统。由DE 197 35 624 C1同样已知一种这样的系统。

由WO 92/17929已知一种带E形传输头的非接触能量传输系统。

由JP H5-207605已知一种带C形传输头的非接触能量传输系统。

由DE 195 12 107 A1已知一种用于信息传输的泄漏波导线/导体(Leckwellenleiter)。

发明内容

因此本发明的目的是，改进一种可以应用在多方面和方便制造的运输系统。

按照本发明，所述目的由根据权利要求1或7所述特征的运输系统来实现。

在按照权利要求1的运输系统中，重要特征是，该运输系统包括轨道系统和可移动地设置在该轨道系统上的托架，其中在轨道系统上设有初级导线(体)系统(

)，相应托架包括的至少一个次级线圈与该初级导线系统感应耦合，以非接触地传输电功率和/或信息。其中优点是，托架可无损耗地被供电并可在轨道系统上移动。

在一种有利的实施形式中，由次级线圈供电的托架可借助于涡流驱动装置在轨道系统上驱动，其中驱动装置特别地包括至少一个由电机驱动的盘，该盘包括交替取向的磁性区域，这些磁性区域与一形成在轨道系统上的区域协同作用，其中特别是该区域形成在轨道型材上伸出的支撑部(Schwert)上。其中优点是，轨道系统本身可设置成用于涡流电机的反作用部件。因而该轨道系统仅需相应地成形，而不需要其它附加零件。此外，热量可以直接通过轨道型材散发。因此驱动装置可设计具有高的功率。

在一种有利的实施形式中，在轨道型材上形成用于托架轮子的导向滚轮的滚动面/导轨(工作)面，特别是用于自定心的弯曲滚动面。其中优点是，轨道型材仅通过形状承担滚动面的附加功能，亦即对托架定心的功能。此外，其中曲率可设计成使得实现自定心。这里，设计两个优选相互镜像对称的弯曲滚动面是有利的，从而使由相应的导向滚子引起的、作用在滚动面上的法向力产生指向重力方向的合力。在偏离稳定位置时产生倾覆力，该倾覆力这样定向，使得托架向稳定位置倾侧。其中这个回复力的大小随偏离稳定位置的角度的增加而加大。其大小优选正比于偏离角度。因此小的偏离被迅速抑制。

特别是圆形弯曲的滚动面能特别方便地制造。

为了强烈抑制相对于稳定位置的大的偏移，不同于圆形弯曲的(滚动面)变型也是有利的。

在一种有利的实施形式中，在轨道型材上可夹紧电缆线槽架，在该电缆线槽架上可形锁合(formschlüssig)和/或力锁合地(kraftschlüssig)连接特别是夹住用于容纳初级导线系统的馈线和/或回线的支承型材。其中优点是，轨道型材也用于固定初级导线，从而可精确地保持托架和轨道型材之间的相对位置。

在一种有利的实施形式中，在轨道型材上可力锁合和/或形锁合地连接特别是可夹紧用于容纳同轴导线的支承板，特别是其中在托架上设置一天线，该天线在托架运动时可沿同轴导线运动。其中优点是，还可方便和经济地实现数据交换。

在一种有利的实施形式中，在轨道型材上设置用于供电线特别是用于给系统的相邻线路区段供电的供电线的容纳部。其中优点是，可给其它线路区段供电。因而令人惊讶地可在第一段轨道型材上固定用于下一线路区段的初级导线的供电线，并且在第一段内不存在干扰或恶化那里的能量传输的不利磁场。这些供电线例如可以设计成电网供电线，来给配设于下一线路区段的供电器供电。这种供电器包括用于产生中频电压的变流器/逆变器，由该电压可给一产生可给相应初级导线系统供电的电流的回转器供电。

在按照权利要求7的运输系统中，本发明的重要特征是，该运输系统包括轨道系统和可移动地设置在该轨道系统上的托架，其中轨道被一初级导线系统包括，托架包括的至少一个次级线圈与该初级导线系统感应耦合，来非接触地传输电功率和/或信息。

其中优点是，运输系统也可用在室外区域、低温环境或潮湿环境中，因为轨道是初级导线系统的一部分，从而至少被电流略微加热。由此减小了湿气凝结或结冰的危险。因为轨道为初级导线系统所用，所以系统只需要少量部件，并且可方便和经济地制造。

轮子通过或可通过轨道引导。因此轨道满足双重功能，即传导初级电流和引导托架。

在一种有利的实施形式中，轮子设计成锥形。其中优点是，可实现自定心。

在一种有利的实施形式中，设置附加的导向滚轮。其中优点是，以简单的方式进行侧向导向。

在一种有利的实施形式中，轨道设计成管，特别是轮子和所述管接触。其中优点是，可用小的重量实现高的机械承载能力和电承载能力。

在一种有利的实施形式中，轮子由电驱动装置特别是涡流电机、异步电机、同步电机和/或磁阻电机或其它电机驱动。其中优点是，可采用已知的驱动方式。

在一种有利的实施形式中，驱动装置包括内置的变速器/减速箱和/或电子控制装置。其中优点是可内置电子变频装置。

在一种有利的实施形式中，轨道设计成初级导线系统环路的馈线，并且平行于轨道地设置一回线。其中优点是，需要少量部件。

在一种有利的实施形式中，一条或几条馈线和/或回线特别是在径向方向上至少部分地被次级线圈绕组的特别是U形、C形或E形的铁氧体磁芯包围。其中优点是，可实现良好的耦合进而以及高的效率。

在一种有利的实施形式中，回线力锁合和/或形锁合地保持在支承型材内。其中优点是，该支承型材可制成塑料连铸件，因此可在实现支承功能的同时实现对回线的附加绝缘。

在一种有利的实施形式中，平行于馈线和回线设置开槽的同轴导线，亦即泄漏波导线，托架的用于高频数据传输的天线可沿该同轴导线运动，特别是在托架运动时。其中优点是，能可靠和无干扰地传输大的数据流。

在一种有利的实施形式中，向初级导线系统输入中频的特别是频率在10至100kHz之间的电流。其中优点是，待传输的功率可迅速变化并且集肤效应不太强。因此可以传输大的，特别是超过10A的电流。

在一种有利的实施形式中，为传输数据叠加一高频的特别是最低频率为150kHz的交流电。其中优点是，可简单地实现数据传输。

在一种有利的实施形式中，数据传输设计成冗余的，特别是既通过初级导线与次级绕组的感应耦合，又通过天线与初级导线的耦合。其中优点是，可提高数据传输的可靠性。

在一种有利的实施形式中，沿轨道设置间隔保持件，特别是用于使管彼此相对固定。其中优点是，这些间隔保持件可由塑料制成，轨道可被稳固。

在一种有利的实施形式中，在驱动装置上设置一用于连接待运输载荷的板。其中优点是，载荷可直接安装在驱动装置上，或可借助于板设置用于安装不同载荷的接口。此外，可通过板向周围环境散发驱动装置的热量。因为板可用于扩散热量，并在热力技术方面显著地减轻驱动装置的负担。

其它优点由从属权利要求得到。

具体实施方式

现在借助于附图更详细地说明本发明。

在图1中以斜视图示意示出本发明运输系统的固定/静止部分。

这里路段由支座1支承。这些支座例如可由混凝土和/或钢制成。其中路段包括保持初级导体的保持元件。两条馈线2构造成延伸的，一条回线与之平行设置。回线在图1中被遮盖，在图2中放置在支架25内。因此可采用铝作为两条馈线的材料。因为通过选择两条并联的馈线2减小了电阻。

由一供电装置向初级导线系统输送中频交流电，该初级导线系统构造成包括馈线和回线的环路。

可动设置的负载构造成托架亦即运输工具，并包括至少一个次级线圈，该次级线圈与初级导线系统感应耦合，并可用这种方法非接触地供给电功率和信息。

在按照本发明的另一实施例中，沿路段铺设一开槽的同轴导线24，该同轴导线也可称为泄漏波导线，其构造成适合于数据传输，其中各托架分别包括至少一个被沿所述同轴导线引导的天线。用这种方式可实现高频数据传输。因此，数据传输甚至可冗余地实现，即一方面通过同轴导线，另一方面通过初级导线与次级线圈的感应耦合。

优选向初级导线系统输入频率在10至100kHz之间的中频交流电。所述的用于数据传输的高频设置成较高的频率。

在本发明中重要的是，馈线2不仅具有传导初级电流的功能，而且还具有用于托架的机械轨道功能。

托架的轮子在轨道亦即馈线2上滚动并支承在该轨道上。

间隔保持件3使得馈线2相互间的距离保持不变。这些间隔保持件沿路段以适当的间距设置。间隔保持件中的至少一些连接在支座1上，以支承初级导线。因此，初级导线通过这些间隔保持件支承。也设有带有缆线固定管状凸起(Seilhalterungsrohrfortsatz)的间隔保持件5，其中在缆线固定管状凸起上可设置用于进一步稳定运输系统固定部分的支承缆线。

在根据本发明的另一实施例中，每条馈线2构造成管。因此，可在重量小的情况下产生高的机械承载能力和高的电流密度。特别是由于在中频电流下起作用的集肤效应，管传输大的电流。

尽管管出现一定的发热，但是这对于室外设备是有利的。因为以这种方式防止了湿气结冰或凝结。甚至当与周围环境的温差很小时，也防止了湿气的凝结。因此，运输系统可有利地用于工业设备和其它的室外区域应用场合。

在图2中可清楚看到托架。轮子设计成锥形，以使托架在设计成管的馈线2之间自定心。这些管与间隔保持件连接，而这些间隔保持件与基本支承型材26连接，在该基本支承型材中既可置入同轴导线，又可卡入设计成适合于容纳回线的支承型材25。特别是可卡紧这条回线。

托架的轮子20由设计成电机的电驱动装置22驱动。其中该驱动装置在其壳体内包括相应的功率电子装置和信号电子装置。根据所希望的速度的不同，在驱动装置22内也可一体地设置一变速器。在该驱动装置的壳体上可设置板21。

在该驱动装置上还可设置带有功率电子装置的电子仪器28，并可连接天线23。这里，天线设置成用于在运输系统的固定部分和同轴导线24之间传输数据，其中同轴导线24可卡紧在支承型材25内。

次级线圈设置在一U形传输头27内。在此设置一U形铁氧体磁芯，该铁氧体磁芯部分包围回线，因此形成良好的感应耦合。在U形传输头27内，还有一电容器与次级线圈这样串联或并联，使得谐振频率基本上相当于输入初级导线系统的电流的中频。因此即使通过大的气隙也可在能量传输时实现高的效率。

在驱动装置上还设置一用于导向滚轮29的支架，以侧向导向。在正常运行时，导向滚轮29应该不与运输系统的固定部分接触。只有在出现偏移时托架才通过导向滚轮保持在所希望的方位。

图3示出本发明另一实施例的剖面图。同样，图4示出又一个例子，略去了部分部件和构件。

在图3中，托架包括一也具有电连接装置31的电机30。该电机驱动盘32，在该盘上施加有具有沿周向顺序排列的、沿轴向交替磁化的磁性区的磁性覆盖层33。电机高速运行，优选以超过3000转/分的转速运行。转速越高，驱动装置的效率便越高。在每分钟10000转时得到非常好的结果。

驱动装置根据涡流原理工作，并通过在轨道型材35的支撑部34内的涡流产生力，该涡流与通过电机的旋转运动产生的变化磁场交互作用。推进力沿轨道方向作用。

为了产生制动加速度，电机须减速或尽可能改变旋转方向。

控制电机的电子控制装置通过建模考虑支撑部的发热并这样控制电机，使得发热保持在一临界值之下。

轨道型材35还具有用于给下一轨道段供电的供电电缆的容纳区域36。电缆可以说是可导通的。在下一轨道段内，导通的能量便可提供给那里的初级导线。区域36可配备盖子37。其优选还配备屏蔽磁场的材料。

在夹紧板38上可设置用于同轴导线的支架39。托架也包括一被沿同轴导线引导用于数据交换的天线。可选地或者附加地，也可在支架39上的容纳区域45上设置条形码。代替条形码也可设置其它的阅读标记。对于条形码或其它阅读标记，可选地可在托架上设置一相应的阅读器/读取装置，该阅读器适合于读取信息并因此可进行位置检测。信息由托架的电子仪器处理，并通过数据传输装置如同轴导线和/或无线电波报告中央控制单元。

托架用设置在托架连杆上的导向滚轮40导向，所述导向滚轮可在滚动面42、43上滚动。这里，滚动面43用于侧向水平稳定。弯曲的滚动面42用于在重力方向上的稳定。滚动面42的曲率连同相对于重力方向倾斜设置的导向滚轮一起引起自稳定，该自稳定特别是在弯道区域内是重要的。在直线轨道段内，稳定并减小围绕平衡位置的振动。

在轨道型材35上可借助于通过旋转而可夹紧在该轨道型材的相应安装区域内的电缆线槽架44又可设置一支承型材25。在该支承型材25上又可力锁合和形锁合地夹紧多条馈线。回线可夹紧在另一个支承型材25内，也可固定在电缆线槽架44上。

在图4中通过斜视图也可看到在周向上分别并排设置的各个磁性区域33a，这些磁性区域在电机轴向上具有交替的磁化方向。

在图3和4中未示出电子仪器。但托架同样包括电子仪器。在图3中也未示出托架连杆。在按照图3的托架中，电机30和U形传输头27通过一连杆连接。

在根据本发明的另一实施例中，采用至少一个温度传感器测量环境温度。此外，可采用另一温度传感器测量支撑部的温度。为此，有利地采用红外线温度传感器。用这种方法可实现允许的最大推进力。防止了损坏支撑部。

附图标记列表

1 支座

2 初级导线

3 间隔保持件

4 托架

5 带缆线固定管的间隔保持件

20 轮子

21 板

22 驱动装置

23 天线

24 同轴导线

25 支承型材

26 基本支承型材

27 U形传输头，传感器(Pick-Up)

28 带有功率电子装置的电子仪器

29 导向滚轮

30 电机

31 电连接装置

32 盘

33 磁性覆盖层

33a 带交变磁化方向的磁体

34 支撑部

35 轨道型材

36 用于供电电缆的容纳区域

37 盖子

38 夹紧板

39 同轴导线支架

40 导向滚轮

41 连杆

42 弯曲的滚动面

43 滚动面

44 电缆线槽架

45 用于条形码或阅读标记的容纳区域

Claims

1.一种运输系统，包括轨道系统和可移动地设置在该轨道系统上的托架，其中，

在所述轨道系统上设有初级导线系统，相应托架包括的至少一个次级线圈与所述初级导线系统感应耦合来非接触地传输电功率和/或信息，

由次级线圈供电的托架能够借助于涡流驱动装置在轨道系统上驱动，

其中，所述涡流驱动装置包括至少一个由电机驱动的盘，该盘包括交替定向的磁性区域，所述磁性区域和形成在轨道型材上伸出的支撑部上的区域协同作用，

在轨道型材上形成用于托架轮子的导向滚轮的滚动面，其中所述滚动面以下述方式弯曲，即能实现自定心。

2.按照权利要求1所述的运输系统，其特征在于：

在轨道型材上能够夹紧电缆线槽架，在该电缆线槽架上能够形锁合和/或力锁合地连接用于容纳初级导线系统的馈线和/或回线的支承型材。

3.按照权利要求1或2所述的运输系统，其特征在于：

在轨道型材上能够夹紧电缆线槽架，在该电缆线槽架上能够夹住用于容纳初级导线系统的馈线和/或回线的支承型材。

4.按照权利要求1或2所述的运输系统，其特征在于：

在轨道型材上能够力锁合和/或形锁合地连接用于容纳同轴导线的支承板。

5.按照权利要求1或2所述的运输系统，其特征在于：

在轨道型材上能够夹紧用于容纳同轴导线的支承板。

6.按照权利要求4所述的运输系统，其特征在于：

在托架上设置天线，在托架运动时该天线能够沿同轴导线运动。

7.按照权利要求5所述的运输系统，其特征在于：

8.按照权利要求1或2所述的运输系统，其特征在于：

在轨道型材上设置供电线的容纳部。

9.按照权利要求8所述的运输系统，其特征在于：

所述供电线用于给系统的相邻线路区段供电。

10.一种运输系统，包括轨道系统和可移动地设置在该轨道系统上的托架，其中，

轨道被初级导线系统包括，相应托架包括的至少一个次级线圈和该初级导线系统感应耦合来非接触地传输电功率和/或信息，

其特征在于：

其中，所述涡流驱动装置包括至少一个由电机驱动的盘，该盘包括交替定向的磁性区域，所述磁性区域和形成在轨道系统上的区域协同作用，

11.按照权利要求10所述的运输系统，其特征在于：

托架轮子设计成锥形以用于自定心。

12.按照权利要求10或11所述的运输系统，其特征在于：

设有附加导向滚轮。

13.按照权利要求10或11所述的运输系统，其特征在于：

轨道设计成管。

14.按照权利要求13所述的运输系统，其特征在于：

托架轮子与所述管接触。

15.按照权利要求10或11所述的运输系统，其特征在于：

托架轮子由电驱动装置驱动。

16.按照权利要求15所述的运输系统，其特征在于：

所述电驱动装置是涡流电机、异步电机、同步电机或磁阻电机。

17.按照权利要求15所述的运输系统，其特征在于：

所述电驱动装置包括内置的变速器和/或电子控制装置。

18.按照权利要求17所述的运输系统，其特征在于：

所述电子控制装置是电子变频器。

19.按照权利要求10或11所述的运输系统，其特征在于：

轨道设计成初级导线系统的环路的馈线，并且平行于轨道地设置回线。

20.按照权利要求19所述的运输系统，其特征在于：

一条或几条馈线和/或回线在径向方向上被次级线圈绕组的铁氧体磁芯至少部分地包围。

21.按照权利要求20所述的运输系统，其特征在于：

所述铁氧体磁芯是U形、C形或E形的铁氧体磁芯。

22.按照权利要求19所述的运输系统，其特征在于：

在轨道型材上能够夹紧电缆线槽架，在该电缆线槽架上能够夹住和/或形锁合和/或力锁合地连接支承型材，回线力锁合和/或形锁合地保持在支承型材内。

23.按照权利要求19所述的运输系统，其特征在于：

平行于馈线和回线设置开槽的同轴导线，在托架运动时，托架的用于高频数据传输的天线能够沿所述同轴导线运动。

24.按照权利要求10或11所述的运输系统，其特征在于：

向初级导线系统输入中频的电流。

25.按照权利要求24所述的运输系统，其特征在于：

所述中频的电流的频率在10kHz至100kHz之间。

26.按照权利要求25所述的运输系统，其特征在于：

在所述中频的电流上叠加一高频的交流电，以传输数据。

27.按照权利要求26所述的运输系统，其特征在于：

所述高频的交流电的最低频率为150kHz。

28.按照权利要求23所述的运输系统，其特征在于：

数据传输设计成冗余的。

29.按照权利要求28所述的运输系统，其特征在于：

数据传输既通过初级导线与次级绕组的感应耦合、又通过天线与初级导线的耦合实现。

30.按照权利要求10或11所述的运输系统，其特征在于：

沿轨道设置间隔保持件。

31.按照权利要求30所述的运输系统，其特征在于：

轨道设计成管，所述间隔保持件用于使管彼此相对固定。

32.按照权利要求15所述的运输系统，其特征在于：

在所述电驱动装置上设置用于连接待运输载荷的板。