CN105151803A - 输送装置及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供输送装置和传输系统。传输装置包括可沿第一方向运动的磁齿条，具有沿第一方向排列的多个磁齿条磁齿并且相邻的所述磁齿条磁齿呈不同的极性；至少一个第一磁齿轮，可分别绕至少一条第一轴转动并且其中每一个具有多个第一磁齿轮磁齿并且相邻的第一磁齿轮磁齿呈不同的极性；和至少一个第二磁齿轮，其可分别绕至少一条第二轴转动并且其中每一个具有多个第二磁齿轮磁齿并且相邻的第二磁齿轮磁齿成不同的极性；磁齿条和第二磁齿轮可分别通过磁齿条磁齿和第二磁齿轮磁齿与的第一磁齿轮的不同的第一磁齿轮磁齿以非接触状态磁啮合；并且在第二磁齿轮作为主动轮输出动力的情况下，动力可通过至少一个第一磁齿轮传输至磁齿条使之沿第一方向运动。

Description

输送装置及其系统

技术领域

本发明涉及输送装置及其系统，更具体地说，涉及利用磁力的输送装置及其系统。

背景技术

在3C行业中，对于产品的组装需要在无尘环境中进行。例如就屏幕装配而言，为了达到较高的无尘等级，需要在洁净室中由支承部件承载并且输送屏幕面板。通常，支承部件由齿条－小齿轮机构通过机械啮合驱动，或由皮带、滚筒、链板通过摩擦驱动。在这种情况下机械啮合或摩擦所产生的微粒变得无法忽视。

为了要求减少微粒，专利JPS619104A公开了一种用于洁净室的物料输送系统。该系统包括可沿导轨运行的电磁铁，位于洁净室内的承载物料的托盘。该托盘可以与电磁铁通过磁力耦合从而在洁净室内悬浮并与电磁铁之间保持一定的距离，并且可以在洁净室内跟随电磁铁的运动来输送物料。因为需要电磁控制来使得托盘及其上的物料悬浮于洁净室中并且能够跟随电磁铁运动，所以系统比较复杂。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种输送装置，包括：可沿第一方向运动的磁齿条，具有沿第一方向排列的多个磁齿条磁齿并且相邻的所述磁齿条磁齿呈不同的极性；至少一个第一磁齿轮，其可分别绕至少一条第一轴转动并且其中每一个具有多个第一磁齿轮磁齿并且相邻的第一磁齿轮磁齿呈不同的极性；和至少一个第二磁齿轮，其可分别绕至少一条第二轴转动并且其中每一个具有多个第二磁齿轮磁齿并且相邻的第二磁齿轮磁齿成不同的极性；其中：至少一个第一磁齿轮分别和至少一个第二磁齿轮构成至少一个磁齿轮组；所述磁齿条和第二磁齿轮可分别通过所述磁齿条磁齿和第二磁齿轮磁齿与属于同一磁齿轮组的第一磁齿轮的不同的第一磁齿轮磁齿以非接触状态磁啮合；并且在所述至少一个第二磁齿轮作为主动轮输出动力的情况下，动力可通过所述至少一个第一磁齿轮传输至磁齿条使之沿第一方向运动。

输送装置的结构有效地抑制了诸如机械齿轮传动所产生的微粒。其次，可以用一个动力源使得多个非共轴布置的第一磁齿轮同步旋转；因此，不需要额外的控制部件，增强了输送装置的稳定性并且降低了系统的复杂度。

所述第一轴和第二轴可以有不同的布置方式，例如：所述多条第一轴彼此基本彼此平行布置；所述多条第二轴共轴并且与第一方向基本平行布置；并且所述第一轴和所述第二轴基本彼此垂直或倾斜布置；或者所述多条第一轴共轴布置；所述多条第二轴共轴布置；并且所述第一轴、所述第二轴和所述第一方向彼此基本平行布置。

使用直齿磁齿条会导致沿第一方向运动不平稳，因为其受到了与第一方向垂直的分力。通过将所述第一磁齿轮和第二磁齿轮设计为斜齿轮并且将所述磁齿条设计为斜齿条，可减小上述分力，使得直齿磁齿条会导致沿第一方向运动更加平稳。作为替代方案，可以将所述第一磁齿轮和第二磁齿轮设计为圆锥齿轮，并且将所述磁齿条设计为直齿条。通过采用圆锥磁齿轮，也可减小垂直于第一方向的分力，使得直齿磁齿条会导致沿第一方向运动更加平稳。

根据本发明的另一个方面，提供一种输送装置，包括：可沿第一方向运动的磁齿条，具有沿第一方向排列的多个磁齿条磁齿并且相邻的所述磁齿条磁齿呈不同的极性；共轴布置的至少一个第一磁齿轮，其可绕第一轴转动并且其中每一个具有多个第一磁齿轮磁齿并且相邻的第一磁齿轮磁齿呈不同的极性；其中：所述第一轴和所述第一方向彼此基本平行布置；所述多个磁齿条磁齿可分别与所述多个第一磁齿轮磁齿以非接触状态磁啮合；并且在所述至少一个第一磁齿轮作为主动轮输出动力的情况下，动力可通过所述至少一个第一磁齿轮传输至磁齿条使之沿第一方向运动。基于该方案，可以减少磁齿轮数量，降低成本，简化结构，节省空间。

根据本发明的另一个方面，提供一种输送系统，包括：采用上述输送装置结构之一的第一输送装置；和采用上述输送装置结构之一的第二输送装置；其中：所述第一输送装置的第一方向和所述第二输送装置的第一方向基本平行；所述第一输送装置的磁齿条磁齿和所述第二输送装置的磁齿条磁齿按八字布置。这样，作用于第一输送装置的磁齿条和第二输送装置的磁齿条之间的磁力F相抵消，基板在与第一方向垂直方向上的变动少，能维持稳定的姿势。

优选地，所述第一输送装置的磁齿条和所述第二输送装置的磁齿条之间相对位置固定。

附图说明

图1A和1B示出根据本发明的一个实施例的输送装置主视图和俯视图；

图2A和2B分别示出根据图1A和1B的实施例的磁齿条、第一磁齿轮和第二磁齿轮的侧视图以及其沿剖切线A的剖视图；

图3A和3B示出根据本发明的另一个实施例的输送装置；

图4A和4B分别示出根据图3A和3B的实施例的磁齿条、第一磁齿轮和第二磁齿轮的侧视图以及其沿剖切线B的剖视图；

图5A和5B示出根据本发明的另一个实施例的输送装置；

图6A和6B分别示出根据图5A和5B的实施例的磁齿条、第一磁齿轮和第二磁齿轮的侧视图以及其沿剖切线C的剖视图；

图7A和7B示出根据本发明的另一个实施例的输送装置；和

图8示出根据本发明的一个实施例的传输系统。

具体实施方式

图1A和1B示出根据本发明的一个实施例的输送装置主视图和俯视图。如图1所示，输送装置1包括：磁齿条10、至少一个第一磁齿轮110至113和至少一个第二磁齿轮120至123。磁齿条10可以沿第一方向D1运动。例如，磁齿条10可以固定在基板13上并且基板13与沿第一方向D1布置的导轨14滚动连接，由此磁齿条10能够随基板13在导轨14上沿第一方向D1运动，并且在基板13中放置带输送的物料。利用滚动连接，能降低因该与导轨14的接触而产生的微粒。磁齿条10还具有沿第一方向D1排列的多个磁齿条磁齿100至108并且相邻的所述磁齿条磁齿呈不同的极性。基板13可以是由支撑体替换，例如纵向配置的支承体在与行进方向垂直的截面中，具有两个矩形的侧面，利用其侧面分别能够支承待输送的物料。在整个水平方向的范围内设有卡合构件与导轨14滑动连接，卡合构件既可以具有曲面状的槽，也可以只具有能够滑动的平面。由此磁齿条10能够随支撑体在导轨14上沿第一方向D1运动。

在磁齿条10的一侧(例如如图1A所示磁齿条10的下方)，设有与磁齿条10以非接触状态磁耦合的第一磁齿轮110至113，其可分别绕至少一条第一轴A0至A3转动并且具有多个第一磁齿轮磁齿(未示出)并且相邻的第一磁齿轮磁齿呈不同的极性。如图1所示，第一轴A0至A3彼此基本彼此平行布置；沿着磁齿条10所移动的路径(第一方向D1)，第一磁齿轮110至113隔开规定的间隔地配置。在这里，第一磁齿轮110至113绕与相对于磁齿条10的行进方向垂直的方向平行的轴旋转。在第一磁齿轮110至113的一侧(例如图1所示第一磁齿轮110至113的下方)，设有与第一磁齿轮110至113以非接触状态磁耦合的第二磁齿轮120至123，其可分别绕至少一条第二轴B0至B3转动并且具有多个第二磁齿轮磁齿(未示出)并且相邻的第二磁齿轮磁齿呈不同的极性。如图1所示，第二轴B0至B3共轴并且与磁齿条10所移动的路径(第一方向D1)平行；沿着磁齿条10所移动的路径(第一方向D1)，第二磁齿轮120至123隔开规定的间隔地配置。在这里，第二磁齿轮120至123绕与相对于磁齿条10的行进方向平行的轴旋转。例如，第二磁齿轮120至123可以通过旋转轴15机械连接。

如图1A和1B所示，旋转轴15与电动机16的旋转轴固定机械连接，能够通过电动机16的旋转而旋转。在第二磁齿轮120至123作为主动轮输出动力的情况下，动力可通过第一磁齿轮传输110至113至磁齿条10使之沿第一方向D1运动。基板13在磁齿条10的带动下，能够沿轨道14运动，从而完成物料的输送。利用该第一磁齿轮110至113和第二磁齿轮120至123，以非接触状态构成将第二磁齿轮120至123的旋转转换为第一磁齿轮110至113的旋转进而转换为磁齿条10的直线移动。这有效地抑制了诸如机械齿轮传动所产生的微粒。另外，为了使分离地设置的磁齿轮旋转，也可以单独地设置电动机，并设置使各电动机同步的控制部件。其次，可以用一个动力源使得多个非共轴布置的第一磁齿轮同步旋转；因此，不需要额外的控制部件，增强了输送装置的稳定性并且降低了系统的复杂度。

图2A和2B分别示出根据图1A和1B的实施例的磁齿条、第一磁齿轮和第二磁齿轮的侧视图以及其沿剖切线A的剖视图。如图2A和2B所示，在磁齿条10沿着其所移动的路径(第一方向D1)，磁齿条磁齿100至108隔开规定的磁齿条磁齿间隔地配置，并且相邻的磁齿条磁齿100至108面向第一磁齿轮110至113呈不同的极性，S极或N极。磁齿条磁齿100至108可以是直齿，即设置成与磁齿条10所移动的路径(第一方向D1)垂直。

此外，能够旋转的第一磁齿轮110至113包含第一轴A0至A3和向外部呈现N极与S极交替排列的多个第一磁齿轮磁齿，多个第一磁齿轮磁具有相同形状，以相同第一磁齿轮磁齿间隔排列。例如，第一磁齿轮110包括第一磁齿轮磁齿110N、110S、110N、110S……；第一磁齿轮111包括第一磁齿轮磁齿111N、111S、111N、111S……；第一磁齿轮112包括第一磁齿轮磁齿112N、112S、112N、112S……；以及第一磁齿轮113包括第一磁齿轮磁齿113N、113S、113N、113S……。类似，能够旋转的第二磁齿轮120至123包含第二轴B0至B3和向外部呈现N极与S极交替排列的多个第二磁齿轮磁齿，多个第二磁齿轮磁具有相同形状，以相同第二磁齿轮磁齿间隔排列。例如，第二磁齿轮120包括第二磁齿轮磁齿120N、120S、120N、120S……；第二磁齿轮121包括第二磁齿轮磁齿121N、121S、121N、121S……；第二磁齿轮122包括第二磁齿轮磁齿122N、122S、122N、122S……；以及第二磁齿轮123包括第二磁齿轮磁齿123N、123S、123N、123S……。如图2A和2B所示，第一磁齿轮110至113和第二磁齿轮120至123可以是斜齿轮，即第一磁齿轮磁齿与第一轴存在第一角度α，第二磁齿轮磁齿与第二轴存在第二角度β。最好，磁齿条磁齿直线间隔＝第一磁齿轮弧长间隔＝第二磁齿轮弧长间隔，并且第一角度α+第二角度β＝90度。如图2A和2B所示，第一磁齿轮110至113分别和第二磁齿轮120至123构成磁齿轮组，其间产生非接触状态磁啮合。以第一磁齿轮110和第二磁齿轮120为例，磁齿条13和第二磁齿轮120例如通过磁齿条磁齿130(例如对第一磁齿轮呈现S极)和第二磁齿轮磁齿120N与属于同一磁齿轮组的第一磁齿轮110的不同的第一磁齿轮磁齿110N、110S以非接触状态磁啮合。随着第一磁齿轮110至113和第二磁齿轮120至123的转动，磁齿条13和第二磁齿轮120例如通过磁齿条磁齿131(例如对第一磁齿轮呈现N极)和第二磁齿轮磁齿120S与属于同一磁齿轮组的第一磁齿轮110的不同的第一磁齿轮磁齿110S、110N以非接触状态磁啮合，其中处于非接触状态磁啮合的磁齿条磁齿130、第一磁齿轮110的不同的第一磁齿轮磁齿110N、110S和第二磁齿轮磁齿120N以斜线标出。由此，当主动轮第二磁齿轮120旋转时，其第二磁齿轮磁齿120N对第一磁齿轮磁齿110S施加引力从而带动第二磁齿轮120旋转；进一步，当第一磁齿轮110旋转时，其第一磁齿轮磁齿110S对磁齿条磁齿130(N)施加沿第一方向D1的引力，因而带动磁齿条130沿第一方向运动。施加对磁齿条13的推力，同时非接触的磁啮合不会产生微粒。基于相同的原理，属于其它磁齿轮组的第一磁齿轮111至113第二磁齿轮121至123也可施加对磁齿条13的推力。

图3A和3B示出根据本发明的另一个实施例的输送装置。出于简洁的目的，与图1A和1B所示输送装置相同的部件和结构不再赘述。与图1A和1B所示的输送装置的不同，如图3A和3B所示的输送装置3，第一磁齿轮110至113的第一轴A0至A3共轴布置并且与磁齿条10所移动的路径(第一方向D1)。例如，第一磁齿轮110至113可以通过旋转轴17机械连接。沿着磁齿条10所移动的路径(第一方向D1)，第一磁齿轮110至113隔开规定的间隔地配置。第一轴A0至A3和第二轴B0至B3分别和第一方向D1平行。

图4A和4B分别示出根据图3A和3B的实施例的磁齿条、第一磁齿轮和第二磁齿轮的侧视图以及其沿剖切线B的剖视图。与图2A和2B不同，如图4A和4B所示，最好，磁齿条磁齿直线间隔＝第一磁齿轮弧长间隔＝第二磁齿轮弧长间隔，并且第一角度α＝第二角度β。

使用直齿磁齿条会导致沿第一方向运动不平稳，因为其受到了与第一方向垂直的分力。作为对上述实施例的变体，磁齿条磁齿100至108可以是斜齿。作为本发明实施例的一个变体，可以将图2A和2B的磁齿100至108设置成与磁齿条10所移动的路径(第一方向D1)成第三角度γ，最好第一角度α＝第三角度γ。这样，可减小上述分力，使得直齿磁齿条会导致沿第一方向运动更加平稳。

图5A和5B示出根据本发明的另一个实施例的输送装置。出于简洁的目的，与图1A和1B所示输送装置相同的部件和结构不再赘述。与图1A和1B所示的输送装置的不同，如图5A和5B所示的输送装置5，同一磁齿轮组的第一磁齿轮510至513和第二磁齿轮520至523是圆锥磁齿轮组。

图6A和6B分别示出根据图5A和5B的实施例的磁齿条、第一磁齿轮和第二磁齿轮的侧视图以及其沿剖切线C的剖视图。与图1A和1B不同，如图6A和6B所示，第一磁齿轮510至513和第二磁齿轮520至523的形状均大致呈锥形。绕圆锥磁齿轮布置有多个磁齿，这些磁齿定位在裙状主锥面上。例如，第一磁齿轮510包括第一磁齿轮磁齿510N、510S、510N、510S……；第一磁齿轮511包括第一磁齿轮磁齿511N、511S、511N、511S……；第一磁齿轮512包括第一磁齿轮磁齿512N、512S、512N、512S……；以及第一磁齿轮513包括第一磁齿轮磁齿513N、513S、513N、513S……。类似，能够旋转的第二磁齿轮520至523包含第二轴B0至B3和向外部呈现N极与S极交替排列的多个第二磁齿轮磁齿，多个第二磁齿轮磁具有相同形状，以相同第二磁齿轮磁齿间隔排列。例如，第二磁齿轮520包括第二磁齿轮磁齿520N、520S、520N、520S……；第二磁齿轮521包括第二磁齿轮磁齿521N、521S、521N、521S……；第二磁齿轮522包括第二磁齿轮磁齿522N、522S、522N、522S……；以及第二磁齿轮523包括第二磁齿轮磁齿523N、523S、523N、523S……。这些磁齿呈布置为从锥形头的假想顶点向着其底部延伸。在使用中，使相应的第一磁齿轮510至513和第二磁齿轮520至523旋转，从而相邻的裙状主锥面彼此紧密靠近地运动。所示的实施方式中，第一磁齿轮的磁齿都定向为使得每个磁齿的外表面(即，定位在端头部最外周处的表面)的极性与定位在位于同一个磁齿轮组的第二磁齿轮的对应磁齿的表面的极性相匹配。因此，由于相邻磁齿上的对应磁体之间的吸引磁力，第二轴的旋转能使第一轴旋转，反之亦然。最好，磁齿条10绕第一方向D1旋转一角度布置，使得处于非接触状态磁啮合的第一磁齿轮的磁齿与磁齿条的磁齿可达到基本平行。通过采用圆锥磁齿轮，可减小上述分力，使得直齿磁齿条会导致沿第一方向运动更加平稳。

图7A和7B示出根据本发明的另一个实施例的输送装置。出于简洁的目的，与图3A和3B所示输送装置相同的部件和结构不再赘述。与图3A和3B所示的输送装置的不同，如图7A和7B所示的输送装置7不包括第二磁齿轮120至123。旋转轴17与电动机70的旋转轴固定机械连接，能够通过电动机70的旋转而旋转。在第一磁齿轮110至113作为主动轮输出动力的情况下，动力可通过第一磁齿轮110至113传输至磁齿条10使之沿第一方向D1运动。由此，可以减少磁齿轮数量，降低成本，简化结构，节省空间。

在图1A和1B和图3A和3B所示的输送装置中的第一磁齿轮是斜齿轮或者圆锥齿轮的条件下，在磁齿条磁齿和第一磁齿轮磁齿的磁耦合会向磁齿条施加与第一方向D1垂直的分力F，这对物料输送的稳定性产生不利影响。图8示出根据本发明的另一个实施例的传输系统。如图8所示，传输系统8可以包括根据图3A和3B的第一输送装置3和根据图3A和3B的第二输送装置3。作为变体，根据本发明的传输系统也可以包括一对根据图1A和1B的输送装置1、一对根据图5A和5B的输送装置5、一对根据图7A和7B的输送装置7、根据图1A和1B的输送装置1和根据图3A和3B的输送装置3的组合、根据图1A和1B的输送装置1和根据图5A和5B的输送装置5的组合、根据图1A和1B的输送装置1和根据图7A和7B的输送装置7的组合、根据图3A和3B的输送装置3和根据图5A和5B的输送装置5的组合、根据图3A和3B的输送装置3和根据图7A和7B的输送装置7的组合或者根据图5A和5B的输送装置5和根据图7A和7B的输送装置7的组合。如图8所示，第一输送装置3的第一方向D1和第二输送装置3的第一方向D1基本平行，并且第一输送装置3的磁齿条磁齿100至108和第二输送装置3的磁齿条磁齿100至108按八字布置，并且第一输送装置3的磁齿条10和第二输送装置3的磁齿条10之间相对位置固定，比如固定在基板13两侧。

这样，作用于第一输送装置3的磁齿条10和第二输送装置3的磁齿条10之间的磁力F相抵消，基板13在与D1垂直方向上的变动少，能维持稳定的姿势。

虽然已参照本发明的某些优选实施例示出并描述了本发明，但本领域技术人员应当明白，在不背离由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式上和细节上对其做出各种变化。

Claims (10)

1.一种输送装置，包括：

可沿第一方向运动的磁齿条，具有沿第一方向排列的多个磁齿条磁齿并且相邻的所述磁齿条磁齿呈不同的极性；

至少一个第一磁齿轮，其可分别绕至少一条第一轴转动并且其中每一个具有多个第一磁齿轮磁齿并且相邻的第一磁齿轮磁齿呈不同的极性；和

至少一个第二磁齿轮，其可分别绕至少一条第二轴转动并且其中每一个具有多个第二磁齿轮磁齿并且相邻的第二磁齿轮磁齿成不同的极性；

其中：

至少一个第一磁齿轮分别和至少一个第二磁齿轮构成至少一个磁齿轮组；

所述磁齿条和第二磁齿轮可分别通过所述磁齿条磁齿和第二磁齿轮磁齿与属于同一磁齿轮组的第一磁齿轮的不同的第一磁齿轮磁齿以非接触状态磁啮合；并且

在所述至少一个第二磁齿轮作为主动轮输出动力的情况下，动力可通过所述至少一个第一磁齿轮传输至磁齿条使之沿第一方向运动。

2.如权利要求1所述的输送装置，还包括：

所述多条第一轴彼此基本彼此平行布置；

所述多条第二轴共轴并且与第一方向基本平行布置；

所述第一轴和所述第二轴基本彼此垂直或倾斜布置。

3.如权利要求1所述的输送装置，其中：

所述多条第一轴共轴布置；

所述多条第二轴共轴布置；并且

所述第一轴、所述第二轴和所述第一方向彼此基本平行布置。

4.如权利要求1-4之一所述的输送装置，其中：

所述第一磁齿轮和第二磁齿轮是斜齿轮；并且

所述磁齿条是斜齿条。

5.如权利要求1-4之一所述的输送装置，其中：

所述第一磁齿轮和第二磁齿轮是圆锥齿轮；并且

所述磁齿条是直齿条。

6.一种输送装置，包括：

可沿第一方向运动的磁齿条，具有沿第一方向排列的多个磁齿条磁齿并且相邻的所述磁齿条磁齿呈不同的极性；

共轴布置的至少一个第一磁齿轮，其可绕第一轴转动并且其中每一个具有多个第一磁齿轮磁齿并且相邻的第一磁齿轮磁齿呈不同的极性；

其中：

所述第一轴和所述第一方向彼此基本平行布置；

所述多个磁齿条磁齿可分别与所述多个第一磁齿轮磁齿以非接触状态磁啮合；并且

在所述至少一个第一磁齿轮作为主动轮输出动力的情况下，动力可通过所述至少一个第一磁齿轮传输至磁齿条使之沿第一方向运动。

7.如权利要求6所述的输送装置，其中：

所述第一磁齿轮是斜齿轮；并且

所述磁齿条是斜齿条。

8.如权利要求6所述的输送装置，其中：

所述第一磁齿轮是圆锥齿轮；并且

所述磁齿条是直齿条。

9.一种输送系统，包括：

如权利要求1至6之一所述的第一输送装置；和

如权利要求1至6之一所述的第二输送装置；

其中：

所述第一输送装置的第一方向和所述第二输送装置的第一方向基本平行；

所述第一输送装置的磁齿条磁齿和所述第二输送装置的磁齿条磁齿按八字布置。

10.如权利要求9所述的输送系统，其中：

所述第一输送装置的磁齿条和所述第二输送装置的磁齿条之间相对位置固定。