CN104870244A

CN104870244A - 短块线性同步电机和换向机构

Info

Publication number: CN104870244A
Application number: CN201380060618.0A
Authority: CN
Inventors: N·N·金; B·M·帕莱奥特; T·M·克拉克; J·门登霍尔; R·D·索顿; J·扬; M·W·伯塔索
Original assignee: Magnemotion Inc
Current assignee: Rockwell Automation Inc
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2033-09-18
Also published as: EP2897835B1; JP6342900B2; EP2897835A4; KR20150060800A; EP2897835A1; WO2014047104A8; CN104870244B; KR102167822B1; WO2014047104A1; JP2015534436A

Abstract

在一些方案中，本发明提供一种运输系统，其包括具有若干推进线圈的轨道，所述若干推进线圈沿着在其中一个或多个运载工具被推动的区域布置。一个或多个运载工具被布置在所述轨道上，每个所述运载工具包括磁通源。轨道具有支承运载工具的一个或多个行驶表面，运载工具沿行驶表面滚动或滑动。

Description

短块线性同步电机和换向机构

交叉引用和相关应用

本申请要求于2012年9月20日提交的申请号为13/623,124的美国专利申请的权益，该申请号为13/623,124的美国专利申请是于2010年6月22日提交的申请号为12/692,441的美国专利申请的部分继续申请并要求其权益，该申请号为12/692,441的美国专利申请是于2009年1月23日提交的申请号为12/359,022、名为“由短块线性同步电机驱动的运输系统”的美国专利申请的部分继续申请并要求其权益，同时也要求于2009年6月5日提交的申请号为61/184,570的美国临时专利申请“由短块线性同步电机驱动的改进运输系统”的权益。上述申请的内容被援引纳入本文。

技术领域

本发明涉及运输系统，尤其是例如具有短块线性同步电机的、基于导轨的运输系统。本发明的应用包括，但不限于，生产线应用、实验室应用、和要求复杂的轨道、急转弯、交汇和岔道换向以及/或者翻转的操作的其它应用。

发明背景

有许多可以使物体在轨道上运动的运输系统类型。其实例包括：由旋转或线性电机推动的轮悬挂式运载工具，由线性电机或线缆推动的磁悬浮或空气垫悬浮式运载工具，由空气压力推动以在管内运动的运载工具，由轴承支承或引导的运载工具，以及在传送带上运动的运载工具。现有运输系统具有很多实际应用，但也有许多可进行重大改进的地方，例如，在比较小且靠得很近的物体在复杂导轨上的精确运动方面。

小尺寸和中等尺寸物体往往在传送带上运输，因为这样就不需要轮子和其它机构来悬挂、引导和推动这些物体。带运输系统相对便宜，但它们缺乏经常需要的精密控制，而且因为有许多运动部件需要大量的维修。低成本运输的其它途径包括在管内运动的由空气推动的运载工具，和利用重力使物体沿斜面向下运动，但这些方法的控制精度更差。

利用线性同步电机(LSM)推进的众多优点是广为人知而且在其它的专利(包括，但不限于，美国专利7,458,454,7,448,327,6,983,701,6,917,136,6,781,524,6,578,495,6,499,701,6,101,952,和6,011,508,它们受让给本申请的受让人且它们的全部教导被援引纳入本文)中有所说明，但在很多情况下，尤其是当移动小且靠得很近的物体时，LSM可能更昂贵，而且生产率比一些竞争的推进系统要低。

基于以上原因，本发明的目的是提供改进的运输系统、装置和方法。

本发明的相关目标是提供能发挥LSM技术优势的这类系统、装置和方法。

本发明的另一个相关目标是提供适合用来运输小型物体和/或中等尺寸物体的这类系统、装置和方法。

本发明的另一个相关目标是提供适合用来运输靠得很近的物体的这类系统、装置和方法。

本发明的又一个相关目标是提供适合用在生产线，实验室和要求复杂轨道、急转弯、交汇和岔道换向和/或翻转操作的其它应用的这类系统、装置和方法。

发明内容

以上是本发明要达到的一些目标，本发明以几种方案提供一种运输系统，其包括具有若干推进线圈的轨道，所述若干推进线圈沿着在其中一个或多个运载工具被推动的区域布置。一个或多个运载工具被布置在所述轨道上，每个所述运载工具包括磁通源。轨道具有支承运载工具的一个或多个行驶表面，运载工具沿行驶表面滚动或滑动。各个运载工具可具有收窄的横截面的隔板部，所述隔板部连接至所述运载工具的一个或多个本体部。所述轨道包括岔道区域，所述岔道区域包括鳍状板和位于所述岔道的顶点处的所述行驶表面的延伸部。所述鳍状板通过对所述运载工具施加侧向力从而在岔道处使运载工具方向开始转换。所述延伸部通过与所述隔板接触从而使得在所述岔道处的运载工具方向转换继续进行。

本发明的其它方案提供例如如上所述的运输系统，其中，所述鳍状板通过例如沿着所述运载工具的本体的其中一个外表面与所述运载工具接触(而不是例如与运载工具的隔板接触)从而使运载工具方向开始转换。

本发明的其它方案提供例如如权利要求1所述的运输系统，其中，岔道处的行驶表面延伸部呈三角形。

本发明的其它方案提供例如如上所述的运输系统，其中，所述轨道具有限制所述运载工具向侧向运动的一个或多个引导表面。根据上述及相关的方案，这些表面为岔道处的运载工具方向的转换提供引导。

因此例如在本发明的一些方案中，所述鳍状板通过对所述运载工具施加侧向力从而在岔道处使运载工具方向开始转换，所述行驶表面的位于岔道的顶点处的延伸部使运载工具方向的转换继续，并且/或者所述引导表面为在岔道的后点位置处的换向提供进一步引导。

本发明的其它相关方案提供例如如上所述的运输系统，其中，换向机构例如通过转动式步进电机被机械致动，所述转动式步进电机不包括编码器或者包括一个或多个编码器。本发明的其它相关方案提供这样的运输系统，其中，步进电机的臂被容纳在所述鳍状板的肾形的孔口中。本发明的其它相关方案提供这样的运输系统，其中，所述电机将鳍状板驱动至以下三个位置中的任一个：非展开位置、展开位置和部分展开位置。

本发明的其它方案提供例如如上所述的被配置用于小部件检查和/或组装的运输系统，其中，所述运载工具为50mm至200mm宽，具有为所述宽度的一倍至两倍的长度，并且具有0.2kg至4kg之间的负载质量；所述运载工具以超过2m/s的速度在所述轨道上运行；所述鳍状板通过移动小于约2cm使所述运载工具换向开始。

本发明的其它相关方案提供例如如上所述的运输系统，其中，所述一个或多个运载工具具有包括一个或多个第一区域并包括一个或多个第二区域的引导表面，所述一个或多个第一区域用于在所述轨道的一些部分处与所述轨道的引导表面接触，所述一个或多个第二区域用于在所述轨道的其它部分处与所述轨道的引导表面接触。这些“第一”区域可以是直线的，而“第二”区域可以是弯曲的。另外，根据本发明的其它相关方案，例如如上所述的鳍状板可通过接触所述第二区域中的一个或多个(根据本发明的进一步方案可以是弯曲的)使得在岔道处的运载工具方向转换开始。

本发明的其它相关方案提供例如如上所述的运输系统，其中，所述一个或多个运载工具具有一个或多个销，所述一个或多个销从形成所述运载工具的一部分的行驶表面沿所述轨道的行驶表面滚动或滑动的位置附近延伸，并且其中，这些销与所述鳍状板相互作用以控制所述运载工具在所述岔道处的运动方向。

本发明的其它相关方案提供例如如上所述的运输系统，其包括交汇区域，所述交汇区域包括鳍状板和所述行驶表面的加宽区域。当所述运载工具进入所述交汇区域时，所述鳍状板对所述运载工具施加侧向力以改变其角度，并且所述加宽区域通过接触所述运载工具的所述隔板使交汇继续，从而对交汇提供进一步引导或导引。

本发明的其它相关方案提供这样的运输系统，其中，所述鳍状板被配备成完全展开或部分展开，并且，利用处于部分展开形态的鳍状板以使得当所述运载工具进入交汇时改变所述运载工具的角度。

本发明的其它方案提供使用在例如如上所述的运输系统中的运载工具。这些运载工具可以是长方形、尖状椭圆形或其它形状的横截面。另外，两个或多个这种运载工具例如以可枢转的方式连接以便形成另外的运载工具。

本发明的上述和其它方案在下文以及附图中将显而易见。

本发明的其它方案提供如上述地构造和操作的轨道、轨道模块和用于在其上使用的运载工具。本发明的其它方案提供操作上述运输系统、轨道、轨道模块和用于在轨道和轨道模块上使用的运载工具的方法。

附图说明

通过参考附图可以获得本发明的更完整的理解，其中：

图1是根据本发明的系统，包括直轨道和多个运载工具，它们在轨道上相隔很近地由LSM推动，而同时又在低摩擦系数轨道表面滑行且由轨道侧面的导轨引导。

图2显示根据本发明一个实施例的用来支持在图1轨道上运动的物体的运载工具细节。

图3显示根据本发明一个实施例的系统中运载工具的引导结构和磁体阵列。

图4与图3相似，但磁体是Halbach阵列。

图5与图3相似，但使用单个磁体来推进。

图6显示根据本发明一个实施例的轨道，包括印刷电路板，在该印刷电路板上面安装了推进线圈，后者与轨道表面贴近而且与线路板上的功率控制电路相连接。

图7显示根据本发明一个实施例的系统中，当运载工具通过时线圈内电流的典型波形。

图8显示根据本发明一个实施例的系统中运载工具通过90度水平急弯。

图9显示根据本发明一个实施例的系统中运载工具通过180度垂向急弯。

图10显示根据本发明一个实施例的系统中的右岔道，其中运载工具的方向由小鳍状板的位置决定。

图11显示可用于根据本发明一个实施例的系统中的转盘，它可代替曲线实现岔道和交汇操作。

图12显示一些推进线圈，它们对在根据本发明的系统的右岔道模块上运动的运载工具提供持续的力。

图13显示根据本发明一个实施例的系统中的垂向过渡段。

图14显示根据本发明的系统的一个例子。

图15-16显示根据本发明一个实施例的系统中的轨道和运载工具。

图17显示根据本发明一个实施例的系统中轨道直线段的透视图。

图18显示根据本发明一个实施例的系统中轨道右岔道段的透视图。

图19A-19D显示根据本发明一个实施例的系统中轨道各段的另一些结构。

图20A-20B显示根据本发明一个实施例的系统中轨道右岔道段的顶视图。

图21显示根据本发明一个实施例的系统中轨道右岔道段的剖开透视图。

图22A显示根据本发明一个实施例的系统中轨道岔道段的透视图。

图22B显示根据本发明一个实施例的用在系统的轨道岔道段的鳍状板的透视图。

图23A显示根据本发明一个实施例的系统中直道上的运载工具的运动。

图23B显示根据本发明一个实施例的系统中弯道上的运载工具的运动。

图24A-24B显示根据本发明一个实施例的系统中岔道处的运载工具的运动。

图25A-25B和26A-26B显示根据本发明的运载工具的其它配置。

具体实施方式

引言

本文描述的是以LSM为基础的运输系统，它可让运载工具在轨道上运动，该轨道可能很复杂而且可能包含水平和垂向转弯，交汇和岔道换向,以及翻转的操作。应用实例包括：使正在装配线上灌装和加盖中的瓶子运动，使用于分析的实验室玻瓶运动，使电子设备沿着生产线运动以让机器人可插入元件，分拣来自多个来源且必须分送到适当的位置的物体。在某些情况下可以使用轮子、轴承或其它滚动元件来帮助悬浮和引导，但本发明也可用于没有轮子(或其它滚动元件)且在轨道行驶表面上滑行的运载工具。当将要移动的物体不是太大时，没有轮子的运载工具可能很小且便宜。对于较重型的运载工具，同样的短块结构适合于轮子—或者轴承—为基础的悬挂和引导。

这样建成的运输系统将提供经济上有竞争力的、利用LSM推进来推动和控制在轨道上靠得很近的小型和中型运载工具。

本文所述的系统的其它方案有用作运输系统路轨(或“轨道”)件的LSM电机模块。选择标准路轨构建模块按即插即用方式装配在一起，几乎可以形成变化无穷的设计方案。众电机模块(或简单些，“电机群”)不仅可以包含推进和智能路径元件，而且还含有可用来快速装配以及路轨配置的引导和结构支持件。该系统非常适合于要求清洁地工作和/或能冲洗的环境(非限制性例子)。它还可支持“轨迹跟踪”要求，因为每一个运载工具可以在整个系统中被独特地识别和不断地跟踪。

具有滑行运动能达到的摩擦系数的悬浮系统很适合用于吸引力可以忽略的LSM。在所举的实施例中，这是通过使用无芯电机来实现的，其中推进线圈例如被安装在贴近运载工具的磁体处。

下面各段落将说明本发明各实施例的部件和工作。应该理解，本设计可以有很多变化方案，而且这些变化方案是在本发明预料之内的，不过本说明书展示的是，如何利用可以合理成本制造的简单系统实现上述和其它的目标。

轨道

图1显示轨道的直线段，上面各运载工具13靠得很近地移动。轨道的结构可由其侧面上的导轨12提供一个或多个维度上的引导。对于不带轮子的运载工具的应用，它们在轨道行驶表面上滑行，同时采用专门的材料(下面讨论)来最小化摩擦。轨道外壳11装纳全部电子器件，包括位置传感装置、推进线圈、功率电子元件以及微处理器。

这些图中所示的结构所依据的运载工具大约是50mm宽和50至60mm长。对于较大的物体，轨道和运载工具的尺寸可以按比例放大，尽管路轨模型是根据多个不同的比例因子建造。

运载工具

图2和3显示可用作所建议的运输系统一部分的运载工具21。它比较小，大约50mm见方和20mm高，同时具有带行驶(或“滑行”)表面的元件32(此处它们位于运载工具21的下表面上)，这些元件在轨道的行驶(或“滑行”)表面上滑行。运载工具顶部的孔22用来安装用于要被移动物体的支持机构。

该运载工具具有与弯曲轨道侧面匹配的曲形侧面23，以便能作短半径的水平转弯。运载工具由轨道引导，而且可在运输物体时在正常的直立位置运动以及在不携带物品的情况下向翻转位置运动。它还可以越过垂向转弯。在运载工具各个角部上的销24,31与岔道和模块内的机构相互配合，以控制运动的方向。

图3是运载工具下表面的视图，同时显示了永磁体33,34，它们被安装在运载工具底部附近，并提供用于LSM推进的装置。

图4显示图3的变型，其中磁体结构用的是Halbach阵列44，以在给定重量下产生更大的力。图5为单个磁体的结构51，它适合于要求较小的力的应用。

较大的物体可以在此同样的轨道上运动，这通过使用象常规LSM设计的双负重轮结构设计那样就行(例如，可参见2008年12月2日授权的题为“使用基于单通道的致动器的三维运动”的美国专利7,458,454，和2007年3月1日公开的题为“轨道致动式运载工具磁换向”的美国专利申请书2007/0044676，两者的教导都通过援引被纳入本文)，或者通过增加轨道和运载工具的尺寸来实现。

低摩擦滑动表面

为了降低所需推进力和摩擦发热，所示实施例的运载工具和轨道被设计成使摩擦系数c_f尽可能小，摩擦系数是使运载工具运动所需的推进力与在轨道上的运载工具的重力之比。有时利用轮子作为减少这个力的方法，不过本发明可以使用无轮的运载工具。图6显示具有低摩擦行驶(或“滑行”)表面63的轨道，它贴近推进线圈64地支持运载工具。

用于无轮应用的低摩擦例子包括在特氟龙上滑行的特氟龙和在不锈钢上滑行的特氟龙。如果表面用薄膜润滑，则可以得到较低的摩擦，但在许多应用中这是不允许的，因此设计上都假定不带润滑。我们还希望表面具有好的耐磨性，所以例如可以在轨道上使用不锈钢而在运载工具上使用特氟龙，以期望在钢上的磨损可以忽略，而运载工具最终可能需要更换其滑行表面，这比更换轨道要便宜。图3中的滑块32显示怎样安装低摩擦元件的例子。如果预期它们将会在运载工具到达其寿命终点之前就被磨损掉的话，它们可以被设计成可更改换的。

对于某些结构c_f可低至0.1，但较现实的值是0.15至0.2之间。因为这是一个比较高的值，最好不要让推进力在运载工具上产生很大的向下力。使用铁磁材料的典型LSM将施加4至6倍于推进力的吸力，而且运载工具在这么大吸力下可能无法运动，或者如果其确实在运动的话，将有很大的热量和功率消耗—在这种情况下，可结合有轮子、轴承或其它滚动元件以使运载工具悬挂。

磁体阵列

有很多可以使用的磁体阵列，其中之一示于图3。在这种结构中有一块中间磁体33(在其下表面有南极)，同时其两端有两个半磁体34(在其下表面有北极)。磁体一般使用NdFeB以获得高磁场，但也可以使用其它的材料，例如陶瓷(当要求成本或外部场必须很低时)或者钐钴磁铁(当工作温度很高时)。

一个设计考虑是相邻运载工具磁体之间的相互作用。铁磁件35可基本上防止相邻运载工具磁场的相互干扰。

图4显示出Halbach阵列，它可用于需要较大的力而且所增加的成本可以接受的场合。使用这种结构时磁场从一块磁体到下一块磁体是旋转的，结果可产生比图3中磁体结构更高的推进力。铁磁屏蔽43使得各相邻运载工具磁场之间的相互作用最小化。

图5显示单个磁体，在它的端部用铁磁材料提供回路从而提供全部磁通。这样产生的力可能不那么大，但比多磁体结构更便宜。

线性电机推进

图6显示贴近轨道行驶表面63安装的线圈64。在这些线圈内的电流通过功率电子元件和微处理器独立地控制，所以每个运载工具即使它与相邻运载工具相互接触也可以被单独控制。

所举实施例的特征是没有铁磁材料，这在LSM内是普遍使用的以期获得更高的效率。虽然没有铁磁材料我们达不到那么高的力，但可以将吸力限到推进力的很小一部分，因此即使摩擦系数在0.2量级或更高时，仍可有很强的加速和制动力使运载工具运动。

在使用以轮子为基础的运载工具中摩擦力可以足够小，以致可在定子内使用某些铁磁材料而获得更高的推进力。

控制微处理器的软件可能与用于具有几个线圈长的块体的LSM设计结构的控制软件相似。但是，这儿位置传感元件定位得足够近，即使运载工具间相互接触，位置传感元件仍可以识别单个运载工具。这样的传感系统有利于在轨道上相互独立地控制运载工具的运动。此前的局部转向的LSM示例已经显示，这个软件不要求什么特别的特性。

安装在印刷电路板上的线圈和控制电路

所示实施例可以独立地控制每个线圈而没有与传统设计相关的花费。参照图6，在所示的实施例中线圈62被直接安装在印刷电路板(PCB)64上。该板支撑线圈并提供线圈和控制电流的功率电子模块之间的连接。一般每个线圈与用来控制每个线圈中电流的大小和方向的MOSFET或IGBT器件的“H桥”的输出相连接。这些部件都被安装在同一块PCB上。该PCB还包含一些霍尔效应器件，利用它们来感应运载工具产生的磁场并让微处理器产生所需的力。图7显示随着运载工具被线圈移动，用于推动运载工具的推进线圈中电流的典型波形图。通过适当地选择波形，几个推进线圈可以协同工作以在运载工具上产生不变的力，而线圈中的功率消耗最小。用于制动时该电流的方向相反。

通过把线圈直接安装在印刷电路板上并使用集成功率控制器，可以降低线圈和电子器件的成本。一个微处理器可以控制多个H桥，若线圈的间距为16mm左右，每米电机可以有一打以上的微处理器，同时这些电机控制器的工作必须用较高水平的“节点”控制器来协调。利用现代半导体技术，对于低至中功率水平，这些元件可以全部被安装在处于电机外壳内的仅仅一或两块PCB上。

轨道模块

轨道是用模块建成的，一如模型火车是用很多模块搭成的。图6,8-11和13分别显示直段、90度水平转弯、180度垂向曲线、右岔道换向、转盘和垂向过渡段的例子。这些元件可以按各种不同的方式相互连接，以满足多种不同应用的需求。

图9中的180度的垂向曲线段主要是用作把空的运载工具送回到起始点的一种机构，同时越过这条曲线段的运载工具可以不用LSM而用别的手段控制和推进。例如，向下的运载工具可以由重力推进，而向上的运载工具可以通过与机械机构的相互作用推进，同时在两种情况下在曲线过渡过程中控制可以不精确。最好是一旦运载工具越过这条曲线段就恢复精确的控制。在某些情况下，垂向曲线段具有大得多的曲率半径，例如用作水平轨道和倾斜轨道之间过渡的曲线。(例如，参见图13)。在这种情况下，LSM推进可用于垂向曲线段并因此在通过该曲线段时保持精确控制。

图10显示右岔道部件，它使用小的机械鳍状板或磁鳍状板101，将运动的运载工具引导向直行或者向右岔道。该鳍状板由线性或旋转致动器控制，后者与运载工具上的销102相互作用将运载工具导向正确的方向。同样的装置可用来将两股运载工具流交汇起来。该鳍状板小而轻，因而可以在远不到一秒钟内从一个位置运动至另一个位置，所以生产率很高，同时相邻的运载工具能独立地换向。可以把左岔道部件做成右岔道部件的镜像。

图11显示可代替鳍状板的转盘111。在转盘上的导轨112和推进线圈(未示出)引导和推进该运载工具。图11中的转盘可以90度为增量旋转，但别的设计可以支持其它各种不同角度的运动。转盘由于质量的增加可能比鳍状板要慢一些，但是对某些应用而言比较便宜而且更多功能，因为它可以用来代替曲线并使运载工具反向和在多个轨道间转换。

图13示出垂向过渡段130。在所举实施例中，这包括凹形过渡部分132，直线段134和凸形过渡部分136，它们如图所示相互连接。图中所示的过渡段与垂向轴线成10度角，然而在其它实施例中该角度可以更大或更小。虽然这里所示的垂直过渡角度是通过过渡部分132,136建立的，但在其它实施例中该过渡可以由其它部分界定(例如，被结合到岔道段、直线段等等中。)

换向功能也可以由作用于运载工具上的磁力提供。例如，可以控制在轨道上或附近的线圈以产生横向力而执行换向功能。这种换向方法在美国专利申请书US 2007/0044676“由轨道执行的运载工具磁换向”中有所说明，其教导被援引纳入本文。

图12显示轨道岔道模块的剖视图，显示了用来在两条路径的任意一条上推动运载工具的推进线圈。这种通过岔道或交汇的连续推进对于在所有时间提供精确的位置控制来说是关键的。

对于封装有线性电机和轨道模块的其它模块元件技术的进一步了解，可参考题为“模块化的线性电机轨道及其制造方法”的美国专利6,578,495，它已被转让给本申请的受让人且其教导被援引纳入本文。

应用实例

有许多可能的应用，但图14的简单布局显示轨道模块可怎样相互连接。运载工具环绕主环路运动，但需要时可通过支路运动。典型的应用所用的轨道模块要比这个简单例子多得多。

附加实施例

如图1-14所示，在某些实施例中轨道的行驶或滑行表面包含紧邻推进线圈的轨道上表面，例如上述图6所示的表面63和线圈64。在其它实施例中，该行驶或滑行表面可以是轨道的另一个朝上(或接触运载工具)的表面--例如，轨道的导轨、突出部、凹陷部或凸缘的表面。该表面可能紧邻线圈64或相对于其偏移。

这正如图15所示，其中从线圈偏移一个距离(△)的表面63A提供支撑运载工具13的低摩擦行驶(或“滑行”)表面。图中已显示了这两个表面63A,但其它实施例可能包含与其它别的表面(例如图6中的表面63)相结合(或不结合)的更多或更少数目的此类表面。这在例如图16中已经显示。在图15和16的实施例中，轨道的行驶表面63A形成导轨12的一部分，虽然在其它实施例中这些可能包含分开的轨道结构(或者其它结构)。

同样，也如图1-14所示，在某些实施例中运载工具13的行驶或滑行表面可能由运载工具的滑块32或其它元件提供，例如图3所示和上述的那些。在其它实施例中，这类行驶或“滑行”表面可以是运载工具的面朝下(或接触轨道)的表面--例如，运载工具的导轨、突出部、凹陷部或凸缘的表面。这也在例如图15中显示出来了，其中表面32A提供低摩擦行驶(或“滑行”)表面，它们在轨道的行驶或滑行表面(此处为表面63A)上滑动。

在如图15所示的那些实施例，以及本发明其它一些实施例中，滑行表面32A，63A等是按一定尺寸制造的，或者如上所述是设计成使摩擦系数c_f最小，同时为运载工具13提供在预期工作条件下的适当支撑。

对图15-16所示的实施例的进一步了解可以参考图17，该图是这些实施例的轨道的直线段的透视图。图18是这些实施例的轨道的右岔道段的透视图；图19A-19D是这些实施例的轨道的直线段、左岔道段、垂向转弯和曲线段的透视图。

至于图18及提供交汇或岔道功能的其它各段，导轨12的行驶表面63A可以如图所示加宽和/或变窄，以便提供更好的引导或导引作用。

从上述讨论和各图所示很清楚，换向功能可以通过转盘以及使用机械鳍状板或磁换向构件来实现，后者处于轨道的交汇或岔道区域或其附近。利用后者的轨道结构在图20A和20B及21中画得更详细，而且下面将会讨论。虽然在这些图中只显示了岔道段，但人们知道，这里显示的鳍状板和换向装置也可用于其它的轨道模块和/或结构。

参看图20A和20B，图中显示根据本发明一个实施例的轨道的岔道或换向区域。包含上述类型的一个或多个模块(尽管如这里所讨论地构造和操作)的所示的岔道区域200包括入口路径250和两个或更多个出口路径(这里所示是出口260L和260R)。换向构件(例如鳍状板201)处于沿轨道区域200的横向(或外面)部分270，且实际上可如图所示地处于轨道的横向(侧面)导轨部分270内。在其它的实施例中，该换向构件201可能处于轨道的中央部分275，例如在它上面运动的运载工具行驶中心线280上或附近等。无论如何，该鳍状板201(或其它换向构件)最好是处在沿轨道上各出口相互分岔(例如该岔道的分岔点或岔口)的位置处或附近。

换向构件201包含适于在该构件201和通过的运载工具(也即在构件201附近—例如在岔道的分岔点附近—的轨道上运动的运载工具)之间产生磁吸力的铁磁材料，从而例如在沿着轨道的运载工具的运动方向的横向上选择性地改变通过的运载工具的路线。在所示实施例中，这样的吸力具体是在构件201和位于该运载工具上的永磁体之间产生的，虽然在其它实施例中，吸力可能是对运载工具上其它磁性元件产生的。所示换向构件(这儿是鳍状板201)被做成平板形、直线形元件，虽然在其它实施例中可能做成别的形状。

参见图20A和20B，致动器300被连接(例如，通过杆301或其它机构)到换向构件201，以便

*将换向构件置于第一位置内(而且，更一般而言，是置于第一配置内)，于是该换向构件施加更大的横向磁吸力在所通过的运载工具上，从而使它通过出口之一从岔道区域200出来，

*将换向构件置于第二位置内(而且，更一般而言，是置于第二配置内)，于是该换向构件施加更小的横向磁吸力在所通过的运载工具上，从而使它通过出口中的另一个(例如，直道出口)从岔道区域200出来，

*使换向构件201在第一位置和第二位置(或配置)之间运动。

该致动器可包含伺服机构、螺线管、杠杆、弹簧、马达或业内熟知的适于安置或移动换向构件的其它类型机构(或其组合)。该致动器可在微处理器或其它业内熟知的常规类型(与本文的教导相一致)控制装置(未示出)的控制下运行，以让通过的运载工具通过岔道区域。

参见图20A，图中致动器300将鳍状板201置于第一配置内—此时是在固定端201A(例如，在销或其它枢转构件)上枢转，使得自由端201B旋转进入第一旋转位置—以使运载工具通向(这儿用箭头220表示)出口260R。参见图20B，致动器300将鳍状板201置于第二配置内—此时是在固定端201(例如，在销子或其它枢转构件)上枢转，使得自由端201B旋转进入第二旋转位置—以使运载工具通向(这儿用箭头221表示)出口260L。

如这些图中所示，所示实施例的第一和第二配置代表鳍状板201的不同旋转位置，它们使自由端201B更靠近(在图20A的情况下)和更远离(在图20B的情况下)所通过的运载工具，从而对该运载工具施以不同的吸力。在其它实施例中，可以使用其它结构来作为替代或附加。例如，可以把鳍状板201的自由端和固定端反过来(例如，从图所示情况反过来)。再举一个例子，可以将致动器与鳍状板(或其它换向构件)连接起来，使得整个构件201(而不只是自由端)布置成在第一配置下离运载工具更近而在第二配置下离运载工具更远。还有一个例子，鳍状板或其它元件可以是柔性的，同时致动器布置成可以使它弯曲，使它的各部分在第一配置下更靠近运载工具，同时在第二配置下更弯离运载工具。在本文的教导下，本领域技术人员将会明白这些或其它的替代方案。

虽然在各图中仅显示并讨论了单个可动的换向构件201，但应理解，也可以提供另外的此类元件。例如这可以是像构件201那样的可动换向构件，但它是处于沿着与构件201相对的轨道区域200横向部分(沿轨道在岔道的分岔点或岔口的地方或其附近)，同时与图示构件201协同运动，以方便规划所通过的运载工具通向第一和第二出口。

按照另一种方式，该另一个元件可以是非可动(或者固定)构件—例如永磁体或其它铁磁元件—它作用于所通过运载工具上的磁吸力足以把它偏向出口之一，从而当换向构件201未被(致动器300)有效规划通向另一个出口的路径时，保证运载工具通向那个出口。该固定元件可沿与如图所示换向构件201相对的固定区域200横向部分或者其它位置放置(例如，轨道的中央部分)。如同活动构件201一样，该非可动元件置于沿轨道岔道的分岔点或岔口处或其附近的位置，而且可以做成平板形或直线形，或者别的形状。

我们可参考图21以进一步了解以上所讨论的换向实施例，该图是与图18所示类似的轨道右岔道段200切下来的透视图。导轨部分12和表面63A未被显示在图21中，以便能看见上面讨论过的类型的鳍状板201和固定板式非可动构件202。如图所示，该鳍状板201被置于导轨12的相对部分之间的间隙210内。

可通过以下的说明进一步了解上面所讨论的实施例：

*图示岔道区域200的工作取决于运载工具上的永磁体和轨道侧面上的铁磁板之间的吸力。运载工具上的磁体主要是用来在运载工具下面产生用于推进的磁场，但是在运载工具侧面上有足够强的磁场以产生足够的力来控制运载工具的方向。如果需要的话，可以加上附加的磁体，这完全是为了方便换向。

*如上面讨论过的，图21显示在岔道200直侧上的小固定板202及在分岔侧上的可动板201。如果希望运载工具直行，可把可动板201置于离轨道边缘几毫米处，使得没有很大的力将运载工具拉入岔道。在此情况下，直侧上的板202保证运载工具直行。如果希望让运载工具入岔道，那么可将可动板201置于贴近轨道边缘，同时由于该可动板201大于固定板202，有一个净力把运载工具拉入岔道路径。随着运载工具开始入岔道，力差增加而且变得足够大，以抵消转弯的运载工具的离心力。

*有几种方法可以控制可动板201。例如，可以把它附接到枢轴上并用旋转电机驱动，或者利用磁力使它横向运动。

*在某些实施例中，换向功能是由施加于在轨道上行进的运载工具上的磁力提供的。该磁力可用来控制运载工具在轨道岔道区域或交汇区域处的方向。例如，可以把一个或多个换向构件(如鳍状板)置于轨道上。该一个或多个换向构件可构造成这样，使当该一个或多个换向构件中至少一个被致动(如运动)时，该一个或多个换向构件中的至少一个与运载工具上的磁通源之间的磁通量改变。例如，该换向构件可通过枢转、平移、弯曲或其任意组合而运动。

*在运载工具上的磁通源可包括永磁体或电磁体。这个用来换向的磁通源也可用于提供LSM推进的手段。但是，该运载工具也可包含附加的且独立的永磁体或电磁体，它们被构造成能提供与用于推进的任何磁通源分开的磁通源。

上面讨论的是利用在轨道交汇或岔道区域处或其附近起作用的磁换向构件的岔道区域。人们将会理解，所举的实施例仅仅是提供这样一些区域的运输系统和模块的一个例子。因此，举例来说，虽然这里所指的可动和固定换向构件是在其附近轨道上与运载工具形成磁吸力，但在其它实施例中，这些换向构件中的一个或多个可以是依靠磁斥力而不是吸力。同时，尽管所举岔道区域具有直的和分岔出口，但其它实施例的岔道区域可以是不同的结构。例如，该岔道区域可以是Y形的。此外，它可以具有(替代或附加)附加的出口。

重点描述

通过上述讨论和图15至图18、图21示出的以及通过其结合进行的讨论，轨道的行驶或滑行表面可以偏离线圈64以及与其邻近的表面63。这种情况例如是附图所示的实施例以及上文讨论的那样，低摩擦行驶表面63A例如包含导轨12的突出部或凸缘部分。

形成运载工具13一部分的行驶表面在这些轨道表面上—更具体地，在附图示出的实施例中在导轨12上的这些表面上—行驶或滑行。如本文中其它部分讨论的，运载工具上的这些行驶表面包括帮助其在表面63A上运动的滑块或其它部件(例如轮、轴承或其它滚动元件)。

进一步参考图15至图18，能够看到这些行驶表面被布置在运载工具的本体上的凹陷部内，并且在示出的实施例中形成运载工具的凹陷部的一部分。这可以是在图15中导轨12布置于其中的类型的凹槽、或者在图16中轨道被置于其中的更深的凹陷部，其仅作为示例示出。该凹陷部(凹槽或其它构型)限定运载工具16的本体的被称为“隔板”的收窄部分。在图15和16的实施例中，隔板13D是使具有行驶表面和负载(例如由运载工具携带的物品)的上段和具有引导表面13B和提供推进的磁体阵列的下段相连的运载工具部分；尽管在其它实施例中可以变化。

参考图15(其示出了运载工具13和轨道的侧向横截面)，隔板13D的侧向尺寸可以稍微小于(i)运载工具13的位于轨道内的部分，并且/或者稍微小于(ii)运载工具13的位于轨道外的部分。通过比较，参考图16(其也示出了运载工具13和轨道的侧向横截面)，该隔板13D的侧向尺寸可以显著小于(i)运载工具13的位于轨道内的部分，并且/或者充分小于(ii)运载工具13的位于轨道外的部分。

除了行驶表面63A(其支承运载工具并且运载工具沿其滑行或滚动)，在图15至图18和图21示出的轨道的导轨12可以具有在侧向上约束运载工具的运动的引导表面63B(在图10示出的实施例中不需要包含这种引导表面，因为销24、31可具有引导功能)。在示出的实施例中，引导表面大致垂直于行驶表面，然而在一些实施例中其可以变化。

这些引导表面的一个或多个表面可以布置为与运载工具的本体(而不是隔板)的相应的表面13B具有充足的间隙，以使运载工具在不接触这些表面63B的情况下运动，从而如果需要将运载工具保持在轨道上的情况下(例如在交汇/岔道操作期间，运载工具负载不均匀的情况下，阵风等)提供引导。另外，引导表面63B的一个或多个可以布置成与在轨道上行驶的运载工具13的相应表面13B基本上恒定地接触，从而提供大致恒定的引导。

总结来说，表面63B与运载工具的表面13B可以是使摩擦系数c_f最小的滑行表面，运载工具的表面13B本身可以是低摩擦表面并且/或者可以包括有助于其在表面63B上运动的滑块或其它部件(例如轮、轴承或其它滚动元件)。

根据本发明的轨道可以包含交汇和/或岔道区域以改变通过的运载工具的路径。其中一个这种轨道(在图10中示出)与例如在图2、图3中示出的运载工具一起使用，该运载工具具有销24、31，销24、31从沿轨道的行驶表面行驶或滑行的形成运载工具一部分的行驶表面的位置附近的角部延伸。这些销与布置为与邻近于其中一个导轨的鳍状板101、以及相对的导轨的对应的部段101a相互作用，以控制在图10中示出的类型的岔道中运动的方向。(在一些实施例中，可以使用除销以外的其它延伸部件用于同样的目的)。如上文所述，鳍状板101—可以是机械的或磁性的，并且可以通过线性的或转动的致动器进行控制—与运载工具上的销102相互作用以使运载工具沿正确的方向行驶。如前所述，可以使用同样的机构使两组运载工具流交汇。

其它这种交汇/岔道区域示于图18、19B和21中，用于与图16中示出的类型的具有较窄的隔板的运载工具一起使用。很明显这些交汇/岔道区域具有加宽的(如区域1802示出)和收窄的(如区域1804示出)行驶表面63A，以提供(例如在加宽的区域的情况下)运载工具的更大的引导或导引。在这些配置中使用的铁磁鳍状板201例如在图20中示出并在相关部分中描述。如上所述，其连接至伺服致动器、螺线管致动器、杠杆致动器、弹簧致动器、马达致动器或其它形式控制的致动器，上述致动器将鳍状板201置于第一配置或第二配置中，从而对通过的运载工具施加更大或更小的侧向吸力，从而决定其方向，例如从岔道区域的入口路径向该区域的第一出口行驶或者转至该区域的第二出口。

在示出的实施例中，运载工具在入口处的运动方向与运载工具在第一出口处的运动方向大致相同，因此从入口向该出口的运动为此被认为是“直线”运动。相反地，运载工具在第二出口处的运动方向与运载工具的在入口处的运动方向成角度，因此从入口向该出口的运动被认为是转向的或换向的。在这些方面其它实施例可以改变，例如运载工具在两个出口处的运动方向均与运载工具在入口处的运动方向成角度。

在工作中，鳍状板201对例如在图16中示出的类型的通过的运载工具13施加侧向吸力以发起换向(例如向岔道的第二出口)。参考图16和图18，一旦换向开始，则运载工具的隔板13D与形成在行驶表面63A中的示出的三角形部分275的一侧接触并接合，其中行驶表面63A支承运载工具13并且当运载工具继续换向运动时引导运载工具13(尽管该部分在示出的实施例中为三角形，然而行驶表面的在岔道的“顶点278”处的延伸部可以根据岔道段的弯曲半径以及正在换向的运载工具的隔板的尺寸改变)。如果且当引导表面63B与运载工具的相应的表面13B形成接触时，用于换向的另外的引导随后可通过引导表面63B提供。

其它实施例

本发明的其它实施例单独地和/或组合地提供图10中示出的总体类型的机械鳍状板的变形、图16示出的类型的收窄隔板运载工具或其变型、和/或图15至图18以及图21示出的类型的轨道或其变型。当组合使用时，这些实施例通过使用更小(因此更快的)的换向从而利用运载工具隔板的收窄的横截面实现运载工具的换向。

其中一个这种实施例在图22A中示出，其示出了岔道模块220利用小鳍状板222沿侧向推动例如图16示出的类型的运载工具13以发起换向。在示出的实施例中，鳍状板通过推动并非位于隔板13上而是位于运载工具本体的其中一个更大的横截面区域上的表面13B发起换向；其它实施例可以在这一点上变化，例如通过推动隔板的表面以发起换向。无论如何，一旦开始换向，运载工具的隔板在其完全进入岔道时与延伸部275的一侧接合。如果且当引导表面63B与运载工具的相应的表面13B形成接触时，该引导表面63B提供用于换向的另外的引导。模块220还可包括上述类型的非可动构件202，在此，钢板产生吸力从而帮助引导未进行换向的运载工具。

可以使用模块220用于使运载工具13在用于小部件检查和/或组装操作的轨道上换向，或者在运载工具的速度较高和/或相隔较近(因此需要鳍状板快速的移动)的情况下进行换向。

对于小部件检查和/或组装，例如作为非限制性的示例，运载工具可以50mm(或更小)至200mm(或更大)之间宽—其中宽度是指运载工具的沿横向于在轨道上运动的方向的轴线的尺寸—并且具有为宽度的一至两倍(或者更多倍)的长度—其中长度是指运载工具的沿平行于在轨道上运动的方向的轴线的尺寸—并且在一些实施例中作为非限制性的示例为大约60毫米见方。作为非限制性的示例，这种运载工具可以具有0.2kg(或更低)至4kg(或更高)的负载质量，并且通常达到大约2kg(或更高)。

无论如何，这种运载工具可以以超过2m/s的速度在这种轨道上工作。运载工具可以在时间间隔远小于一秒的情况下操作并且当相邻运载工具沿不同方向运动时仍进行换向。通常，在上述应用中使用的鳍状板222优选具有尽可能小的质量和惯性力矩从而允许快速换向。

为此，对于小部件检查和/或组装以及上述尺寸的运载工具，作为非限制性的示例，例如具有约20g-60g的质量、并且优选地具有约40g(不包括转动轴承)质量以及约5cm-10cm的长度、并且优选地具有约7.5cm长度的鳍状板222可以通过仅移动较短距离(作为非限制性的示例，例如小于2cm或更多)即能发起换向。当然在其它实施例中，鳍状板222可以是其它质量和/或长度并且也能够根据在轨道上的运载工具13的速度和间隔、隔板和延伸部的相对尺寸(以及几何构型)等实现相似或足够快速的展开以及换向，所有这些通过本文教导将会被本领域技术人员所理解。

当通过可商购的本领域的旋转式步进电机进行致动时，所述的鳍状板的末端可以以大约30毫秒或者更短的时间横跨该距离(并可在任何情况下发起换向)。这使得模块220可用于运载工具间隔短至100毫秒的场合。

该鳍状板的形状可以例如如图22B所示。如图所示出的，鳍状板222包括孔口224，轴226布置于其中并且鳍状板本体可以绕其枢转。鳍状板另外包括肾形孔口(或切口)228，其接纳用于将鳍状板定位在例如展开位置、部分展开位置和完全展开位置的电机臂230。与例如可以是椭圆形的传统切口不同，肾形切口使移动重载的运载工具13所需的电机扭矩最小。

在示出的实施例中，运载工具在图22A所示的岔道的入口处的运动方向与运载工具在第一(即非换向)出口的运动方向大致相同，然而运载工具在岔道的第二出口处的运动方向与运载工具在入口处的运动方向成角度。然而，其它实施例在这些方面可以变化。因此例如运载工具在岔道的两个出口处的运动方向可以与运载工具在入口处的运动方向成角度，因此需要在两个不同的展开方向(例如左和右)换向。本领域的技术人员将会理解在不背离本发明的精神的情况下可以将本文教导方便的应用于这些实施例，因此例如上述类型的鳍状板222可以通过在这些不同的展开位置之间(例如从中心的“非展开”位置或其它位置)快速换向从而在这些实施例中实现换向。

在本发明的某些实施例中，步进电机224可以包括用以感应并允许对鳍状板的位置实现精确控制的编码器。这允许将鳍状板222布置在不仅仅两种配置中，而是布置在三种或更多中配置中，例如用于使通过的运载工具在岔道沿分岔变道的完全展开配置、用于在交汇处引导通过的运载工具的部分展开配置、以及允许运载工具在岔道处继续沿直道方向运动的缩回配置。这还允许根据运载工具的速度和/或质量对在上述各种配置中(尤其例如在完全展开和部分展开配置中)的鳍状板的位置进行优化(例如基于试错法、运动学计算或其它方法)。

基于上述讨论将会理解的是，在用于使紧凑地间隔和/或快速运动的运载工具换向的本发明的实施例中，将运载工具隔板13D的尺寸设定得尽可能窄是有帮助的，从而仅需要较小的鳍状板运动实现即能实现换向。同样，将鳍状板的质量和惯性力矩保持为尽可能小是有帮助的，从而允许快速换向。

图23A至图23B是在以图16的虚线160限定出的水平面中的运载工具13以及导轨的俯视图。此处示出的运载工具是适于与图22A中的换向段220一起使用的类型。如附图所示，引导表面13B可以包括用于与在(例如岔道段或其它部分的)直道段的轨道表面63B形成接触的一个或多个区域，例如13B-1，以及用于与在(例如岔道段的)弯曲段的轨道表面63B形成接触(其独自地或者与区域13B-1一起)的区域，例如13B-2。图23A(直的)和23B(弯曲的)中示出了这些区域13B-1、13B-2—尤其其与引导表面63B之间的接触—的使用。

在示出的实施例中，区域13B-1的特征可以是当运载工具位于直道时运载工具的在接触或潜在地接触引导表面63B附近的外周区域。这些区域的特征还可以是当运载工具位于直道时具有与邻近的表面63B的切线相平行的切线。更简单地说，区域13B-1是当运载工具沿直道行驶时趋于与表面63B相接触的区域。

相反地，在示出的实施例中，区域13B-2的特征可以是当运载工具位于弯道时运载工具的在接触或潜在地接触引导表面63B附近的外周区域。这些区域的特征还可以是当运载工具位于弯道时具有与邻近的表面63B的切线相平行的切线。更简单地说，区域13B-2是当运载工具沿轨道的弯曲段行驶时趋于与表面63B相接触的区域。关于示出的实施例，区域13B-2的特征还可以是引导表面13B的位于运载工具的前角部(即当运载工具在轨道上行驶时引导运载工具的角部)附近的弯曲区域或倒圆区域。

如图24A至图24B所示，区域13B-2(与区域13B-1相似)也可以对换向起作用。回到图22A的讨论，鳍状板222可以将运载工具13—尤其其前角部，此处为区域13B-2—沿侧向推动一小段距离从而发起换向，如图24A所示。一旦开始换向，随着运载工具更完全地进入岔道的分岔处，运载工具的隔板13D与延伸部275的一侧接合，如图24B所示。用于换向的进一步的引导可以随着引导表面63B与运载工具的相应的表面13B-2(13B-1)形成接触从而基本上通过引导表面63B提供。

尽管在其中一个或多个入口路径上(而不是岔道段的单个入口路径)有鳍状板222，然而用于使在轨道上的运载工具交汇的模块通常以上文讨论的以及例如在图22A中示出的方式构造和操作。另外，在交汇段，这些鳍状板仅由转动式步进电机224或其它机构部分地接合。因此，例如如果在给定的轨道中岔道段的鳍状板222被致动使得其末端移动约2cm从而开始换向操作，则同一轨道的交汇段的鳍状板可以被致动使其末端在交汇处移动0.5cm至1cm。这种局部接合(或“部分展开”)例如通过允许交汇的运载工具的侧向位置的固有变化从而提高运载工具(和系统)在交汇处的性能，同时有助于当运载工具开始交汇时对运载工具的角度进行小的调整。

因此，在示出的实施例中，当运载工具13进入交汇区域并且尤其是当运载工具13在交汇的入口处(在此处行驶表面63B开始变宽，例如图18中的区域1804与1802之间的过渡地带)进入区域时，致动器224可以使鳍状板222部分地展开以便使运载工具轻微地转动并且改善其进入该地带—并且更总体地说，进入交汇—的角度。如上所述，在示出的实施例中，鳍状板通过不是在隔板13上、而是在运载工具本体的其中一个更大的横截面区域上—并且更具体地，在一些实施例中是在区域13B-2上—推动表面13B从而实现上述操作，其它实施例可以在这一点上变化，例如通过推动运载工具本体的表面上的其它部分比如区域13B-1，通过推动隔板的表面以开始交汇，等等。另外，如同在图20A、20B描述的类型的鳍状板，鳍状板可以通过磁性和/或通过除与运载工具物理接触之外的其它方式实现这种转动。

无论如何，一旦开始交汇，随着运载工具更加完全地进入交汇，轨道的正在变宽或已经变宽的行驶表面63B与运载工具的隔板接触和/或接合，从而提供进一步的引导或导引。一旦运载工具进入线路或者开始离开交汇区域(在出口处)，行驶表面63B变窄。

另外，应该理解一些模块可以根据运载工具行驶的方向可用作岔道区域和交汇区域两者。这种模块可以在入口/出口中的每一个分别利用上文描述的鳍状板222，根据入口/出口用作岔道(或换向)操作的入口或用作交汇操作的入口从而按上文所述的方式选择性地致动各个鳍状板。

如图所示，在一些实施例中，一些运载工具13的本体可以是大致长方形横截面(在不考虑例如隔板13D，销，或其它延伸部24、31、102等)并且可以包括例如在图23和图24中示出的凸面侧。其它形状的运载工具也可以与根据本发明的轨道一起使用。

因此，例如上述类型并且在图23至图24示出的两个(或更多个)运载工具13可以例如通过平台250相互接合以形成图25A示出(在图25B中以分解图示出)的类型的单个运载工具252。为便于绕轨道的弯曲处、角部和其它区域的运动，一个或多个作为组成部分的运载工具13可以相对于其它运载工具13和/或相对于平台250转动。在示出的实施例中，这通过将平台250(凭借可包括轴承或其它部件的安装件254)连接至一个或多个作为组成部分的运载工具可枢转地实现。在其它实施例中，这可以通过使用铰接平台250或其它装置实现。运载工具250可以如上所述与文中其它部分讨论的运载工具13一起使用。在图25中示出的运载工具的优点包括例如其可以携带更大或更重的负载，可以更好地通过角部或弯曲部，并且能够用在需要使作为组成部分的运载工具在轨道上相对于彼此不同地运动的更加复杂的轨道操控。

其它形状的运载工具也可以与此处的轨道一起使用。其它这样的例子在图26A以及以分解视图在图26B中示出。运载工具260可以大致描述为具有尖状椭圆形横截面，而不是大致长方形横截面。除了具有比上文讨论的(尤其在图1至图24中讨论的)其它运载工具的质量和相对长度大的质量和相对长度外，运载工具260可以根据对运载工具13的描述进行构造和使用(并且可以通过与根据图25的讨论相同的方式与其它这种运载工具13、260枢转地连接)。根据其更大的横截面，运载工具260可以在其本体中(并且例如在隔板的下方并且更靠近轨道线圈的部分)结合更大的(或者量更多的)永磁体33、34从而有助于移动负载。图26示出的运载工具的优点包括例如其可以携带更大的或更重的负载。

上文所述的是符合上述及其它目的的系统、设备和方法。应该理解本文示出和讨论的实施例仅是本发明的示例，包含变型的其它实施例也在本发明的范围内。因此，通过非限制性的示例，本发明可以通过以下实施例实现，即，例如除了上述无轮的、带轮的、和其它基于滚动体的设计，还可以通过气垫或流体垫提供悬浮。作为其它非限制性的示例，鳍状板、隔板和三角形件275可以形成为不同于在附图中所示出以及上文所讨论的形状。

Claims

1.一种运输系统，其包括：

A.包括若干推进线圈的轨道，所述若干推进线圈沿着在其中一个或多个运载工具被推动的区域布置，所述轨道具有支承所述运载工具的一个或多个行驶表面，所述运载工具沿所述一个或多个行驶表面滚动或滑动，

B.布置在所述轨道上的一个或多个运载工具，每个所述运载工具包括磁通源，

C.各个运载工具具有隔板部，所述隔板部连接至所述运载工具的一个或多个本体部，其中，所述隔板部具有收窄的横截面，

D.所述轨道包括岔道区域，所述岔道区域包括鳍状板，并且包括在所述岔道的顶点处的所述行驶表面的延伸部，其中，所述鳍状板通过对所述运载工具施加侧向力从而在岔道处使运载工具方向开始转换，并且，所述延伸部通过与所述运载工具的所述隔板形成接触从而使在所述岔道处的运载工具方向转换继续。

2.根据权利要求1所述的运输系统，其中，所述鳍状板通过沿着所述运载工具的所述本体的一个或多个外表面与所述运载工具接触从而使运载工具方向开始转换。

3.根据权利要求2所述的运输系统，其中，所述延伸部呈三角形。

4.根据权利要求1所述的运输系统，其中，所述轨道具有限制所述运载工具向侧向运动的一个或多个引导表面。

5.根据权利要求4所述的运输系统，其中，由所述岔道区域内的引导表面的一部分提供对运载工具方向转换的进一步引导。

6.一种运输系统，其包括：

A.包括若干推进线圈的轨道，所述若干推进线圈沿着在其中一个或多个运载工具被推动的区域布置，所述轨道具有支承所述运载工具的一个或多个行驶表面，所述运载工具沿所述一个或多个行驶表面滚动或滑动，所述轨道还具有限制所述运载工具向侧向运动的一个或多个引导表面，

C.各个运载工具具有隔板部，所述隔板部连接至所述运载工具的一个或多个本体部，其中，所述隔板部具有收窄的横截面，并且，所述本体部中的一个或多个包括用于接触所述轨道的所述引导表面的一个或多个表面，

D.所述轨道包括具有鳍状板的岔道区域，

E.所述鳍状板通过对所述运载工具施加侧向力从而在岔道处使运载工具方向开始转换，并且，所述行驶表面的位于所述岔道的顶点处的延伸部使运载工具方向转换继续，并且，由所述岔道区域内的引导表面的一部分提供对运载工具方向转换的进一步引导。

7.根据权利要求6所述的运输系统，其中，所述鳍状板被机械地致动。

8.根据权利要求7所述的运输系统，其中，所述鳍状板通过转动式步进电机被机械地致动，所述转动式步进电机不含编码器或者包括一个或多个编码器。

9.根据权利要求8所述的运输系统，其中，所述电机的臂被接纳在所述鳍状板的肾形孔口中。

10.根据权利要求7所述的运输系统，其中，所述鳍状板被致动至以下三个位置中任一个：非展开位置、展开位置和部分展开位置。

11.根据权利要求6所述的运输系统，它被配置用于小部件检查和/或组装，其中，

A.所述运载工具为大约52mm至大约200mm宽，具有为所述宽度的一倍至两倍的长度，并且具有大约0.2kg至大约4kg之间的负载质量,

B.所述运载工具以超过大约2m/s的速度在所述轨道上运动，

C.所述鳍状板通过移动小于约2cm使所述运载工具开始换向。

12.根据权利要求1所述的运输系统，其中，所述一个或多个运载工具具有包括一个或多个第一区域并包括一个或多个第二区域的引导表面，所述一个或多个第一区域用于在所述轨道的一些部分处与所述轨道的所述引导表面接触，所述一个或多个第二区域用于在所述轨道的其它部分处与所述轨道的所述引导表面接触。

13.根据权利要求12所述的运输系统，其中，所述一个或多个第一区域在直道中与所述轨道的引导表面接触，并且，所述一个或多个第二区域在弯道中与所述轨道的引导表面接触。

14.根据权利要求12所述的运输系统，其中，所述鳍状板通过接触所述一个或多个第二区域在岔道处使运载工具方向的转换开始。

15.根据权利要求12所述的运输系统，其中，所述一个或多个第二区域是弯曲的。

16.根据权利要求12所述的运输系统，其中，所述一个或多个第一区域是所述运载工具的这样的外周区域，当所述运载工具位于直道时，该外周区域具有的切线与所述轨道的相邻表面的切线相平行。

17.根据权利要求12所述的运输系统，其中，所述一个或多个第二区域是所述运载工具的这样的外周区域，当所述运载工具位于弯道时，该外周区域具有的切线与所述轨道的相邻表面的切线相平行。

18.一种运输系统，其包括：

C.所述一个或多个运载工具各自具有一个或多个销，所述一个或多个销从形成所述运载工具的一部分的行驶表面沿所述轨道的行驶表面滚动或滑动的位置附近延伸，

D.所述轨道包括具有鳍状板的岔道区域，

E.所述一个或多个销与所述鳍状板相互作用以控制所述运载工具在岔道处的运动方向。

19.根据权利要求18所述的运输系统，其中，所述一个或多个销从所述运载工具的角部延伸。

20.根据权利要求19所述的运输系统，其中，

A.所述轨道的行驶表面包括第一导轨和第二导轨，

B.所述鳍状板被布置为与所述第一导轨相邻近。

21.根据权利要求20所述的运输系统，其中，所述销中的一个或多个与所述鳍状板相互作用并且与所述第二导轨的相应部段相互作用，以便控制所述运载工具在所述岔道处的运动方向。

22.根据权利要求1、6和18所述的运输系统，其包括电子功率和控制电路，所述电子功率和控制电路独立地激励所述推进线圈，从而沿所述轨道推动所述一个或多个运载工具。

23.根据权利要求22所述的运输系统，其中，所述一个或多个运载工具滑动地布置在所述轨道上。

24.根据权利要求22所述的运输系统，其中，至少一个所述运载工具的磁通源包括一个或多个磁体。

25.根据权利要求24所述的运输系统，其中，所述若干线圈布置在所述轨道中以接近通过的运载工具的所述一个或多个磁体。

26.一种运输系统，其包括：

C.布置在所述轨道上的一个或多个运载工具，每个所述运载工具包括磁通源，

D.所述轨道包括交汇区域，所述交汇区域包括鳍状板和所述行驶表面的加宽区域，其中，当所述运载工具进入所述交汇区域时，所述鳍状板对所述运载工具施加侧向力以改变其角度，并且，所述加宽区域通过接触所述运载工具的所述隔板使汇入继续，从而提供对汇入的进一步引导或导引。

27.根据权利要求26所述的运输系统，其中，所述鳍状板被机械地致动。

28.根据权利要求27所述的运输系统，其中，所述鳍状板通过转动式步进电机被机械地致动，所述转动式步进电机不含编码器或者包括一个或多个编码器。

29.根据权利要求28所述的运输系统，其中，所述电机的臂被接纳在所述鳍状板的肾形孔口中。

30.根据权利要求27所述的运输系统，其中，所述鳍状板适于被致动至展开配置和部分展开配置中的任意配置，并且，所述鳍状板被致动至所述部分展开配置从而当所述运载工具进入所述交汇区域时改变所述运载工具的角度。

31.一种用于根据权利要求1、6、18和26中的任一项所述的运输系统中的运载工具。

32.根据权利要求31所述的运载工具，其包括

A.磁通源，

B.连接至所述运载工具的一个或多个本体部的隔板部，其中，所述隔板部具有相对于其它本体部收窄的横截面。

33.根据权利要求31所述的运载工具，其包括

A.第一组成部分和第二组成部分，每个组成部分包括：

i.磁通源，

ii.连接至所述组成部分的一个或多个本体部的隔板部，其中，所述隔板部具有相对于其它本体部收窄的横截面

B.连接所述第一组成部分和所述第二组成部分的平台。

34.根据权利要求33所述的运载工具，其中，所述平台以可枢转地连接至所述组成部分中的至少一个。

35.根据权利要求31所述的运载工具，其具有大致长方形横截面。

36.根据权利要求31所述的运载工具，其具有大致尖状椭圆形横截面。