CN109477713A - 输送装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的温度管理装置具备：温度管理炉(1)，其具有配置物品(5)并进行温度管理的空间；棒状构件(2A、2B)，其包含磁性体；对置构件(3A、3B)，其分别与棒状构件(2A、2B)的侧面的一部分相对置，并包含磁性体；驱动装置(4A)，其使棒状构件(2A)绕中心轴旋转，并使棒状构件(2A)与对置构件(3A)的相对位置发生变化；驱动装置(4B)，其使棒状构件(2B)绕中心轴旋转，并使棒状构件(2B)与对置构件(3B)的相对位置发生变化；以及失步监视部(301)，其根据驱动装置(4A、4B)各自的扭矩的变动来预测或检测棒状构件(2A、2B)与对置构件(3A、3B)各自的失步。
Description
技术领域
本发明涉及输送技术。
背景技术
磁性螺杆通过基于磁力的非接触耦合加以驱动，因此，当施加过负荷时，外螺纹磁性螺杆与内螺纹磁性螺杆之间存在容易发生失步的倾向。当旋转驱动外螺纹磁性螺杆的磁性螺杆中发生失步时，存在外螺纹磁性螺杆的旋转指令与螺帽即内螺纹磁性螺杆的实际的移动位置之间的耦合产生偏差而无法再进行同步驱动的情况。在该情况下，有可能发生螺帽的定位不良或超限。因此，在使用磁性螺杆时，优选能够预测或检测失步。专利文献1揭示了一种对螺帽设置磁力传感器来检测由失步引起的磁通的变化的装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3610209号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的之一在于提供一种无须利用磁力传感器检测磁通的变化即可预测或检测失步的输送装置。
解决问题的技术手段
根据本发明的形态，提供一种温度管理装置，其具备：(a)温度管理炉，其具有配置物品并进行温度管理的空间；(b)棒状构件，其包含磁性体；(c)对置构件，其与棒状构件的侧面的一部分相对置，并包含磁性体；(d)驱动装置，其使棒状构件或对置构件绕棒状构件的中心轴旋转，并使棒状构件与对置构件的相对位置发生变化；以及(e)失步监视部，其根据驱动装置的扭矩的变动来预测或检测棒状构件与对置构件之间的失步。
也可为，上述温度管理装置还具备控制部，在预测或检测到失步的情况下，所述控制部控制驱动装置。
也可为，在上述温度管理装置中，失步监视部根据驱动装置的驱动电流的变动来检测扭矩的变动。
也可为，在上述温度管理装置中，失步监视部对表示扭矩的测量值进行微分。或者，也可为，失步监视部对表示扭矩的测量值进行积分。
也可为，在上述温度管理装置中，驱动装置使棒状构件绕棒状构件的中心轴旋转，失步监视部根据从驱动装置经由棒状构件施加到对置构件的外力与在未向对置构件施加负荷的情况下使对置构件运动所需的力的差来算出施加到对置构件的负荷，根据算出的负荷来预测或检测失步。
也可为，在上述温度管理装置中，根据驱动装置的扭矩来算出从驱动装置经由棒状构件施加到对置构件的外力。
也可为，在上述温度管理装置中，根据对置构件的位置来算出在未向对置构件施加负荷的情况下使对置构件运动所需的力。
也可为，在上述温度管理装置中，失步监视部通过对由于棒状构件与对置构件之间的磁耦合而产生的推力的最大值与负荷进行比较来预测或检测失步。
也可为，上述温度管理装置还具备存储装置，所述存储装置保存对置构件的位置与推力的最大值的关系。
也可为，在上述温度管理装置中，失步监视部对表示驱动装置的扭矩的参考值和表示驱动装置的扭矩的测量值的差与规定阈值进行比较。
也可为，在上述温度管理装置中，表示驱动装置的扭矩的参考值与表示驱动装置的扭矩的测量值的差为平均值。
也可为，在上述温度管理装置中，失步监视部将表示驱动装置的扭矩的参考值与表示驱动装置的扭矩的测量值的差成为大于规定阈值的次数视为发生了失步的次数。
也可为，上述温度管理装置还具备接触构件，所述接触构件随着棒状构件与对置构件的相对位置的变化而在温度管理炉内移动，与物品接触而使物品移动。
也可为，在上述温度管理装置中，驱动装置配置在进行温度管理的空间的外部。
也可为，在上述温度管理装置中，当驱动装置使棒状构件旋转时，对置构件沿棒状构件的中心轴移动，使对置构件上固定的接触构件移动。也可为，在该情况下，棒状构件、对置构件及接触构件配置在进行温度管理的空间的内部。也可为，温度管理装置还具备心轴，所述心轴贯穿温度管理炉的侧壁，连接棒状构件与驱动装置。此外，也可为，温度管理装置还具备密封构件，所述密封构件设置在心轴所贯穿的温度管理炉的侧壁的孔上。
也可为，在上述温度管理装置中，当驱动装置使对置构件旋转时，棒状构件在中心轴方向上移动，使棒状构件上固定的接触构件移动。也可为，在该情况下，接触构件配置在进行温度管理的空间的内部，对置构件配置在进行温度管理的空间的外部。也可为，棒状构件贯穿温度管理炉的侧壁。也可为，温度管理装置还具备密封构件，所述密封构件设置在棒状构件所贯穿的温度管理炉的侧壁的孔上。
也可为，在上述温度管理装置中，温度管理炉为冷冻干燥炉。也可为，物品包括医药品。
此外，根据本发明的形态，提供一种输送装置，其具备：(a)棒状构件，其包含磁性体；(b)对置构件，其与棒状构件的侧面的一部分相对置，并包含磁性体；(c)驱动装置，其使棒状构件或对置构件绕棒状构件的中心轴旋转，并使棒状构件与对置构件的相对位置发生变化；以及(d)失步监视部，其根据驱动装置的扭矩的变动来预测或检测棒状构件与对置构件之间的失步。
也可为，上述输送装置还具备控制部，在预测或检测到失步的情况下，所述控制部控制驱动装置。
也可为，在上述输送装置中，失步监视部根据驱动装置的驱动电流的变动来检测扭矩的变动。
也可为，在上述输送装置中，失步监视部对表示扭矩的测量值进行微分。或者，也可为，失步监视部对表示扭矩的测量值进行积分。
也可为，在上述输送装置中，当驱动装置使棒状构件旋转时，对置构件沿棒状构件的中心轴移动。或者，也可为，当驱动装置使对置构件旋转时，棒状构件沿中心轴方向移动。
也可为，在上述输送装置中，驱动装置使棒状构件绕棒状构件的中心轴旋转，失步监视部根据从驱动装置经由棒状构件施加到对置构件的外力与在未向对置构件施加负荷的情况下使对置构件运动所需的力的差来算出施加到对置构件的负荷，根据算出的负荷来预测或检测失步。
也可为，在上述输送装置中，根据驱动装置的扭矩来算出从驱动装置经由棒状构件施加到对置构件的外力。
也可为，在上述输送装置中，根据对置构件的位置来算出在未向对置构件施加负荷的情况下使对置构件运动所需的力。
也可为，在上述输送装置中，失步监视部通过对由于棒状构件与对置构件之间的磁耦合而产生的推力的最大值与负荷进行比较来预测或检测失步。
也可为，上述输送装置还具备存储装置，所述存储装置保存对置构件的位置与推力的最大值的关系。
也可为，在上述输送装置中，失步监视部对表示驱动装置的扭矩的参考值和表示驱动装置的扭矩的测量值的差与规定阈值进行比较。
也可为，在上述输送装置中，表示驱动装置的扭矩的参考值与表示驱动装置的扭矩的测量值的差为平均值。
也可为，在上述输送装置中，失步监视部将表示驱动装置的扭矩的参考值与表示驱动装置的扭矩的测量值的差成为大于规定阈值的次数视为发生了失步的次数。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种无须利用磁力传感器检测磁通的变化即可预测或检测失步的输送装置。
附图说明
图1为第1实施方式的温度管理装置的示意图。
图2为第1实施方式的棒状构件和对置构件的示意图。
图3为表示第1实施方式的扭矩的时间变化的图表。
图4为表示第1实施方式的扭矩的微分值的时间变化的图表。
图5为第1实施方式的变形例的棒状构件和对置构件的示意图。
图6为第1实施方式的变形例的棒状构件和对置构件的示意图。
图7为第2实施方式的温度管理装置的示意图。
图8为表示第3实施方式的施加至对置构件的负荷与推力的关系的图表。
图9为第3实施方式的棒状构件和对置构件的示意图。
图10为第3实施方式的具备驱动装置、棒状构件及对置构件的系统的二惯性系统力学模型。
图11为第3实施方式的二惯性系统力学模型的框图。
图12为第3实施方式的二惯性系统力学模型的框图。
图13为用以说明第4实施方式的k近邻法的图表。
图14为用以说明第4实施方式的k近邻法的图表。
图15为用以说明第4实施方式的当前时间点的扭矩与参考值的差的图表。
图16为用以说明第4实施方式的当前时间点的扭矩与参考值的差的图表。
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式进行说明。在以下的附图的记载中，以相同或类似符号表示相同或类似部分。但附图是示意性的。因而，具体尺寸等应结合以下的说明来加以判断。此外，附图相互之间当然也包含相互的尺寸的关系、比率不同的部分。
(第1实施方式)
如图1所示，第1实施方式的温度管理装置具备：温度管理炉1，其具有配置物品5并进行温度管理的空间；棒状构件2A、2B，其包含磁性体；对置构件3A、3B，其分别与棒状构件2A、2B的侧面的一部分相对置，并包含磁性体；驱动装置4A，其使棒状构件2A绕中心轴旋转，并使棒状构件2A与对置构件3A的相对位置发生变化；驱动装置4B，其使棒状构件2B绕中心轴旋转，并使棒状构件2B与对置构件3B的相对位置发生变化；以及失步监视部301，其根据驱动装置4A、4B各自的扭矩的变动来预测或检测棒状构件2A、2B与对置构件3A、3B各自的失步。失步监视部301例如包含在中央运算处理装置(CPU)300中。
温度管理炉1例如为冷冻干燥炉。温度管理炉1内例如配置有搁板7，在搁板7上配置包括成为冷冻干燥的对象的物体在内的物品5。物品5例如为注入有医药品的小瓶等。
圆柱状的棒状构件2A通过轴承12A、13A保持在温度管理炉1内。如图2所示，棒状构件2A为包含硬磁性体的磁性螺杆，在外周面交替呈螺旋状设置有S极磁化带和N极磁化带。棒状构件2A也可插入在非磁性体的薄壁管体20A中。管体20A例如由不锈钢构成。棒状构件2A与管体20A是一体的，当棒状构件2A旋转时，管体20A也绕棒状构件2A的中心轴旋转。
保持在温度管理炉1内的对置构件3A为包含硬磁性体的磁性螺帽，设置有比棒状构件2A的外周大的内周的孔。棒状构件2A贯穿螺帽状的对置构件3A的孔。在对置构件3A的孔的内周面交替呈螺旋状设置有S极磁化带和N极磁化带。对置构件3A的磁化带的间距与棒状构件2A的磁化带的间距大致相同。对置构件3A的内周面也可设置有衬套等导环31、32。导环31、32各自的内周比对置构件3A的内周小，与管体20A的外周面接触。由此，在棒状构件2A的磁化带与对置构件3A的磁化带之间保持一定间隔。导环31、32例如由氟树脂等摩擦系数较小的材料构成。
如图1所示，圆柱状的棒状构件2B通过轴承12B、13B以与棒状构件2A平行的方式保持在温度管理炉1内。棒状构件2B的构成与棒状构件2A相同。此外，保持在温度管理炉1内的对置构件3B的构成与对置构件3A相同。
温度管理装置例如还具备接触构件6，所述接触构件6随着棒状构件2A、2B与对置构件3A、3B的相对位置的变化而在温度管理炉1内移动，与物品5接触而使物品5移动。保持在温度管理炉1内的接触构件6为板状构件，以与搁板7表面大致垂直的方式固定在对置构件3A与对置构件3B之间。
驱动装置4A、4B包括旋转马达，配置在温度管理炉1的进行温度管理的空间的外部。驱动装置4A、4B可以配置在温度管理炉1的壳体的外部，也可以配置在温度管理炉1的壳体的内部而且是进行温度管理的空间的外部。驱动装置4A、4B也可以被防止有可能发生的粉尘等的扩散的护罩等覆盖。驱动装置4A与棒状构件2A例如经由贯穿温度管理炉1的侧壁的心轴11A连接在一起。驱动装置4A的配置是固定的，连接到驱动装置4A的棒状构件2A在其中心轴方向上无法移动。此外，驱动装置4B与棒状构件2B例如经由贯穿温度管理炉1的侧壁的心轴11B连接在一起。驱动装置4B的配置是固定的，连接到驱动装置4B的棒状构件2B在其中心轴方向上无法移动。在心轴11A、11B所贯穿的温度管理炉1的侧壁的孔上例如设置有油封等密封构件等。
驱动装置4A、4B同步地使棒状构件2A、2B旋转。当驱动装置4A使棒状构件2A旋转时，磁力作用于棒状构件2A的磁化带与对置构件3A的磁化带之间。对置构件3A固定在接触构件6及对置构件3B上，无法旋转。因此，当使棒状构件2A旋转时，对置构件3A沿棒状构件2A的中心轴移动。此外，当驱动装置4B使棒状构件2B旋转时，磁力作用于棒状构件2B的磁化带与对置构件3B的磁化带之间，对置构件3B沿棒状构件2B的中心轴移动。随着对置构件3A、3B的移动，固定在对置构件3A、3B之间的接触构件6也在搁板7上沿棒状构件2A、2B的中心轴移动。搁板7上配置的物品5被接触构件6推压而在搁板7上移动。进而，物品5也可从温度管理炉1的门被推出至温度管理炉1的外部。
此处，当对置构件3A相对于棒状构件2A快要失步或者发生失步时，如图3所示，驱动装置4A的扭矩减少，使得驱动装置4A的驱动电流减少。此外，当图1所示的对置构件3B相对于棒状构件2B快要失步或者发生失步时，驱动装置4B的扭矩减少，使得驱动装置4B的驱动电流减少。驱动电流与扭矩相关，因此，驱动电流的测量值可以用作表示扭矩的测量值。失步监视部301根据驱动装置4A、4B各自的时间轴上的驱动电流的变动来检测扭矩的变动。再者，失步监视部301也可通过监视驱动装置4A、4B各自的驱动电压来监视驱动装置4A、4B各自的驱动电流的变动。
例如，在驱动装置4A的驱动电流成为第1电流阈值以下的情况下，失步监视部301预测对置构件3A相对于棒状构件2A有可能失步。此外，在驱动装置4A的驱动电流成为比第1电流阈值小的第2电流阈值以下的情况下，失步监视部301判断对置构件3A相对于棒状构件2A已失步。同样地，在驱动装置4B的驱动电流成为第1电流阈值以下的情况下，失步监视部301预测对置构件3B相对于棒状构件2B有可能失步。此外，在驱动装置4B的驱动电流成为第2电流阈值以下的情况下，失步监视部301判断对置构件3B相对于棒状构件2B已失步。
再者，失步监视部301也可根据驱动装置4A、4B的驱动电流来算出扭矩。在该情况下，在驱动装置4A的扭矩成为第1扭矩阈值以下的情况下，失步监视部301预测对置构件3A相对于棒状构件2A有可能失步。此外，在驱动装置4A的扭矩成为比第1扭矩阈值小的第2扭矩阈值以下的情况下，失步监视部301判断对置构件3A相对于棒状构件2A已失步。同样地，在驱动装置4B的扭矩成为第1扭矩阈值以下的情况下，失步监视部301预测对置构件3B相对于棒状构件2B有可能失步。此外，在驱动装置4B的扭矩成为第2扭矩阈值以下的情况下，失步监视部301判断对置构件3B相对于棒状构件2B已失步。
此外，失步监视部301也可用时间对表示驱动装置4A、4B的扭矩的测量值进行微分来算出扭矩微分值，根据时间轴上的扭矩微分值的波形等来预测或检测失步。当发生失步时，驱动装置4A、4B的扭矩急剧减少，之后恢复至原扭矩。因此，如图4所示，未发生失步的情况下的扭矩微分值相对于时间轴而言是大致固定的，而当发生失步时，扭矩微分值相对于时间轴而言表现出朝负方向减少的峰，之后表现出朝正方向增加的峰。
因而，在驱动装置4A的扭矩微分值于规定的时间范围内成为第1负微分阈值以下、紧接着成为第1正微分阈值以上的情况下，图1所示的失步监视部301预测对置构件3A相对于棒状构件2A有可能失步。此外，在驱动装置4A的扭矩微分值成为比第1负微分阈值小的第2负微分阈值以下、紧接着成为比第1正微分阈值大的第2正微分阈值以上的情况下，失步监视部301判断对置构件3A相对于棒状构件2A已失步。
同样地，在驱动装置4B的扭矩微分值于规定的时间范围内成为第1负微分阈值以下、紧接着成为第1正微分阈值以上的情况下，失步监视部301预测对置构件3B相对于棒状构件2B有可能失步。此外，在驱动装置4B的扭矩微分值成为第2负微分阈值以下、紧接着成为第2正微分阈值以上的情况下，失步监视部301判断对置构件3B相对于棒状构件2B已失步。
或者，失步监视部301也可用时间对表示驱动装置4A、4B的扭矩的测量值进行积分来算出扭矩积分值，根据时间轴上的扭矩积分值的波形等来预测或检测失步。未发生失步的情况下的扭矩积分值相对于时间轴而言是大致固定的，当发生失步时，扭矩积分值相对于时间轴而言表现出朝正方向增加的峰。
因而，在驱动装置4A的扭矩积分值成为第1积分阈值以上的情况下，失步监视部301预测对置构件3A相对于棒状构件2A有可能失步。此外，在驱动装置4A的扭矩积分值成为比第1积分阈值大的第2积分阈值以上的情况下，失步监视部301判断对置构件3A相对于棒状构件2A已失步。
同样地，在驱动装置4B的扭矩积分值成为第1积分阈值以上的情况下，失步监视部301预测对置构件3B相对于棒状构件2B有可能失步。此外，在驱动装置4B的扭矩积分值成为第2积分阈值以上的情况下，失步监视部301判断对置构件3B相对于棒状构件2B已失步。
再者，在驱动装置4A、4B刚开始旋转之后以及即将停止之前，即便未发生失步，扭矩也较小。因此，在驱动装置4A、4B刚开始旋转之后以及即将停止之前，失步监视部301也可不进行失步的判断。
CPU 300还具备控制驱动装置4A、4B中的各方的控制部302。例如，在由失步监视部301预测或检测到失步的情况下，控制部302停止驱动装置4A、4B。
CPU 300上例如连接有存储装置401。存储装置401保存第1电流阈值及第2电流阈值、第1扭矩阈值及第2扭矩阈值、第1正微分阈值及第2正微分阈值、第1负微分阈值及第2负微分阈值、或者第1积分阈值及第2积分阈值。失步监视部301从存储装置401读出第1阈值及第2阈值。第1阈值及第2阈值预先设定为规定值。此外，第1阈值及第2阈值也可通过模拟等进行运算。
在以上说明过的第1实施方式的温度管理装置中，棒状构件2A、2B与对置构件3A、3B之间通过磁力以非接触形式进行驱动传递。因而，在棒状构件2A、2B与对置构件3A、3B之间进行驱动传递时，难以产生热、粉尘。因此，即便棒状构件2A、2B和对置构件3A、3B配置在温度管理炉1的进行温度管理的空间内，也能抑制进行温度管理的空间内的发热的影响而且使进行温度管理的空间保持清洁。
进而，由于驱动装置4A、4B配置在温度管理炉1的进行温度管理的空间的外部，因此，即便驱动装置4A、4B产生了粉尘，粉尘也难以侵入至温度管理炉1的进行温度管理的空间内。此外，假如驱动装置配置在温度管理炉内部，则发热的驱动装置有可能导致冷冻干燥炉等温度管理炉内部发生温度分布的不均。在该情况下，配置在温度管理炉内部的多个物品的品质有可能发生不均。相对于此，在第1实施方式的温度管理装置中，驱动装置4A、4B是配置在温度管理炉1的进行温度管理的空间的外部，因此温度管理炉1内部难以发生温度不均。
再者，在第1实施方式的温度管理装置中，在使接触构件6移动时，棒状构件2A、2B不会出去到温度管理炉1外部。因此，不存在棒状构件2A、2B将异物从温度管理炉1外部带入至温度管理炉1内部这一情况。因而，第1实施方式的温度管理装置能使温度管理炉1内部保持清洁而且抑制温度管理炉1内部的温度不均。
另外，在第1实施方式的温度管理装置中，能够预测或检测棒状构件2A、2B与对置构件3A、3B各自的失步。因此，能够防止因失步而导致物品5未被准确配置或者防止装置的故障。此外，在第1实施方式的温度管理装置中，无须对棒状构件2A、2B及对置构件3A、3B配置传感器即可检测扭矩。因此，可以在通常会发生传感器无法承受的温度变化的环境中配置棒状构件2A、2B及对置构件3A、3B，或者在使用传感器无法承受的药品进行清洗的环境中配置棒状构件2A、2B及对置构件3A、3B。
(第1实施方式的变形例)
棒状构件2A及对置构件3A的构成不限定于图2所示的例子。例如，如图5所示，棒状构件2A也可为设置有螺纹的软磁性体。对置构件3A的构成与图2相同。图5所示的棒状构件2A的螺纹的间距与对置构件3A的磁化带的间距大致相同。设置有螺纹的棒状构件2A可插入在非磁性体的薄壁管体20A中。由此，能够防止异物附着在棒状构件2A的螺纹槽中。当使棒状构件2A旋转时，磁力作用于棒状构件2A的螺纹与对置构件3A的磁化带之间，使得对置构件3A移动。
或者，如图6所示，对置构件3A也可为设置有螺纹的软磁性体。对置构件3A的设置有螺纹的孔的表面可被非磁性体的薄壁管体30A覆盖。由此，能够防止异物附着在对置构件3A的螺纹槽中。棒状构件2A的构成与图2相同。图6所示的对置构件3A的螺纹的间距与棒状构件2A的磁化带的间距大致相同。当使棒状构件2A旋转时，磁力作用于棒状构件2A的磁化带与对置构件3A的螺纹之间，使得对置构件3A移动。
图1所示的棒状构件2B及对置构件3B也一样，也可具有图5或图6所示那样的构成。
(第2实施方式)
如图7所示，第2实施方式的温度管理装置具备：温度管理炉1，其存放物品5；棒状构件102A、102B，其包含磁性体；对置构件103A、103B，其分别与棒状构件102A、102B的侧面的一部分相对置，并包含磁性体；驱动装置104A，其使对置构件103A绕棒状构件102A的中心轴旋转，并使棒状构件102A与对置构件103A的相对位置发生变化；驱动装置104B，其使对置构件103B绕棒状构件102B的中心轴旋转，并使棒状构件102B与对置构件103B的相对位置发生变化；以及失步监视部301，其根据驱动装置104A、104B各自的扭矩的变动来预测或检测棒状构件102A、102B与对置构件103A、103B各自的失步。
配置在温度管理炉1的进行温度管理的空间的外部的驱动装置104A经由皮带134A等使配置在温度管理炉1的进行温度管理的空间的外部的对置构件103A旋转。驱动装置104A的配置是固定的，对置构件103A在棒状构件102A的中心轴方向上无法移动。配置在温度管理炉1的进行温度管理的空间的外部的驱动装置104B经由皮带134B等使配置在温度管理炉1的进行温度管理的空间的外部的对置构件103B旋转。驱动装置104B的配置是固定的，对置构件103B在棒状构件102B的中心轴方向上无法移动。驱动装置104A、104B及皮带134A、134B也可被防止有可能发生的粉尘等的扩散的护罩等覆盖。
棒状构件102A、102B以能在各自的中心轴方向上移动的方式进行保持。在温度管理炉1的内部，接触构件106固定在棒状构件102A、102B的端部。棒状构件102A、102B贯穿温度管理炉1的侧壁而突出到温度管理炉1的外部。在棒状构件102A、102B所贯穿的温度管理炉1的侧壁的孔上例如设置有油封等密封构件等。棒状构件102A、102B的突出到温度管理炉1的外部的部分贯穿螺帽状的对置构件103A、103B的孔。由于棒状构件102A、102B固定在接触构件106上，因此无法绕各自的中心轴旋转。
驱动装置104A、104B同步地使对置构件103A、103B旋转。当驱动装置104A使对置构件103A旋转时，磁力使得棒状构件102A沿其中心轴移动。当驱动装置104B使对置构件103B旋转时，磁力使得棒状构件102B沿其中心轴移动。随着棒状构件102A、102B的移动，固定在棒状构件102A、102B之间的接触构件106也沿棒状构件102A、102B的中心轴在搁板7上移动。搁板7上配置的物品5被接触构件6推压而在搁板7上移动。
与第1实施方式一样，失步监视部301预测或监视失步。在由失步监视部301预测或检测到失步的情况下，控制部302停止驱动装置104A、104B。
在以上说明过的第2实施方式的温度管理装置中，棒状构件102A、102B与对置构件103A、103B之间通过磁力以非接触的形式进行驱动传递。因而，在棒状构件102A、102B与对置构件3A、3B之间进行驱动传递时，难以产生热、粉尘。因此，即便棒状构件102A、102B和对置构件103A、103B例如配置在无尘室内，也能抑制无尘室的发热的影响而且使无尘室保持清洁。
进而，由于驱动装置104A、104B配置在温度管理炉1的进行温度管理的空间的外部，因此，即便驱动装置104A、104B产生了粉尘，粉尘也难以侵入至温度管理炉1的进行温度管理的空间内。此外，由于驱动装置104A、104B配置在温度管理炉1的进行温度管理的空间的外部，因此温度管理炉1内部难以发生温度不均。再有，在第2实施方式的温度管理装置中，由于棒状构件102A、102B不旋转，因此无须在温度管理炉1内配置轴承等。因而，第2实施方式的温度管理装置能使温度管理炉1内部保持清洁而且抑制温度管理炉1内部的温度不均。
另外，在第2实施方式的温度管理装置中，能够预测或检测棒状构件102A、102B与对置构件103A、103B各自的失步。因此，能够防止因失步而导致物品5未被准确配置或者防止装置的故障。此外，在第2实施方式的温度管理装置中，无须对棒状构件102A、102B及对置构件103A、103B配置传感器即可检测扭矩。因此，可以在通常会发生传感器无法承受的温度变化的环境中配置棒状构件102A、102B及对置构件103A、103B，或者在使用传感器无法承受的药品进行清洗的环境中配置棒状构件102A、102B及对置构件103A、103B。
(第3实施方式)
第3实施方式的温度管理装置具备与图1所示的第1实施方式的温度管理装置同样的构成。当施加至对置构件3A、3B中的各方的负荷Fr(N)超过能够通过磁耦合产生的推力的最大值(能产生的最大推力)Fmax(N)时，会发生失步。例如，在图8所示的例子中，当向对置构件3A、3B中的各方施加负荷F1而且负荷F1始终不到能够产生的最大推力Fmax时，不会发生失步。但是，当向对置构件3A、3B中的各方施加负荷F2而且负荷F2超过能够产生的最大推力Fmax时，会发生失步。
因此，在第3实施方式的温度管理装置中，图1所示的失步监视部301具备逻辑电路，所述逻辑电路在驱动装置4A的驱动中对施加至对置构件3A的负荷Fr以及对置构件3A与棒状构件2A的磁耦合所能产生的最大推力Fmax进行监视，在负荷Fr超过能够产生的最大推力Fmax之前停止驱动装置4A。失步监视部301对对置构件3B及棒状构件2B的组合也同样进行监视，在负荷Fr超过能够产生的最大推力Fmax之前停止驱动装置4B。由此，能够防止失步于未然。下面，对对置构件3A与棒状构件2A的组合进行说明，而对置构件3B与棒状构件2B的组合也是一样的。
对置构件3A与棒状构件2A之间产生的磁耦合的数量与推力的关系处于比例关系。因此，能够产生的最大推力Fmax可以预先通过实验及/或解析求出。例如，图9的(a)中，对置构件3A的S极磁化带与N极磁化带的6个对组与由软磁性体构成的棒状构件2A的螺纹磁耦合在一起。相对于此，图9的(b)中，由于在棒状构件2A的接缝设置有联结器22A，因此，对置构件3A的S极磁化带与N极磁化带的4个对组与由软磁性体构成的棒状构件2A的螺纹磁耦合在一起。因而，图9的(b)所示的状态下的能够产生的最大推力Fmax比图9的(a)所示的状态下的能够产生的最大推力Fmax小。
例如，通过实验及/或解析求出对置构件3A的S极磁化带与N极磁化带的每1个对组的推力f(N)，根据与棒状构件2A的螺纹耦合在一起S极磁化带与N极磁化带的对组的数量R和比例系数k，由下述(1)给出能够产生的最大推力Fmax。再者，k为1以外。
Fmax＝kRf···(1)
图1所示的存储装置401保存预先获取到的对置构件3A相对于棒状构件2A的位置与能够产生的最大推力Fmax的关系。
例如，在具备马达即驱动装置4A、旋转轴即棒状构件2A以及被驱动体即对置构件3A的系统可以模型化为图10所示那样的二惯性系统力学模型的情况下，由下述式(2)给出二惯性系统力学模型的运动方程。再者，以下是对系统能够模型化为二惯性系统力学模型的情况进行说明，但也可模型化为三惯性系统力学模型或四惯性系统力学模型。
[数式1]
上述式(2)的各系数及变量由下述式(3)至式(7)给出。
[数式2]
上述式(3)至式(7)中的记号如下。
θM：驱动装置4A(棒状构件2A)的旋转角度(rad)
xn：对置构件3A的位移(m)
JM：驱动装置4A(棒状构件2A)的惯性矩(kg·m2)
Mn：对置构件3A的质量(kg)
DM：驱动装置4A(棒状构件2A)的粘滞摩擦系数(N·m·s/rad)
Cn：引导对置构件3A的引导件33A的粘滞摩擦系数(N·s/m)
N：旋转-直线运动的转换系数(m/rad)
Kn：轴向刚性(N/m)
TM：驱动装置4A(棒状构件2A)的扭矩(N·m)
TC：保持扭矩等恒定地施加的扭矩(N·m)
Fr：施加至对置构件3A的负荷Fr(N)
例如，根据上述式(3)至式(7)，可以将上述式(2)置换为下述式(8)所示的行列式。
[数式3]
若展开上述式(8)给出的行列式，则获得下述式(9)及式(10)。若将s设为复数对式(9)及式(10)进行拉普拉斯变换表示，则获得下述式(11)及式(12)。
[数式4]
JMs2θM+DMsθM+N2KnθM-NKnxn＝TM-Tc…(11)
Mns2xn+Cnsxn-NKnθM+Knxn＝Fr…(12)
根据上述式(11)，由下述式(13)给出sθM。
[数式5]
根据上述式(12)，由下述式(14)给出xn。
[数式6]
二惯性系统力学模型的框图在图11中展示。被方框201围住的部分相当于上述式(13)，被方框202围住的部分相当于上述式(14)。再者，xM表示棒状构件2A的位置。通过利用旋转编码器等来检测驱动装置4A(棒状构件2A)的旋转角度θM，能够检测出棒状构件2A的位置xM。Kn(NθM－xn)表示棒状构件2A与对置构件3A的位置偏差所引起的弹性力。
如图12所示，图1所示的失步监视部301根据施加至棒状构件2A的扭矩TM以及棒状构件2A的旋转角度θM来算出从驱动装置4A施加到对置构件3A的外力FO。如下述式(15)所示，外力FO相当于棒状构件2A与对置构件3A的位置偏差所引起的弹性力。
[数式7]
驱动装置4A的扭矩TM可以根据对驱动装置4A的驱动电流(扭矩指令电流)值Iref算出。再者，上述式(15)中，驱动装置4A(棒状构件2A)的扭矩TM也可为经用以去除马达电流的噪声的低通滤波器501处理而得的值。如上所述，驱动装置4A(棒状构件2A)的旋转角度θM可以利用旋转编码器等进行检测。或者，旋转角度θM可以根据发送至驱动装置4A的旋转角度的指令值算出。恒定地施加的扭矩TC、驱动装置4A(棒状构件2A)的惯性矩JM、驱动装置4A(棒状构件2A)的粘滞摩擦系数DM以及旋转-直线运动的转换系数N可以事先获取到，可保存在存储装置401中。
此外，如图12所示，图1所示的失步监视部301根据对置构件3A的位置xn来算出在未向对置构件3A施加负荷Fr的情况下使对置构件3A运动所需的力FP。仅使对置构件3A运动所需的力FP由下述式(16)给出。
[数式8]
FP＝Mns2xn+Cnsxn+Knxn…(16)
对置构件3A的质量Mn、引导件33A的粘滞摩擦系数Cn以及轴向刚性Kn可以事先获取到，可保存在存储装置401中。对置构件3A的位置xn例如可以利用激光位移计等线性编码器进行检测。或者，根据棒状构件2A的位置xM来修正位置xn的推断值，由此算出对置构件3A的位置xn。
位置xn的推断值的初始值任意，例如可假定为0，也可假定为棒状构件2A的位置xM res。位置xn的实际值与推断值的误差e由下述式(17)给出。
[数式9]
位置xn的推断值
误差
若对上述式(17)乘以sN，则获得下述式(18)。
[数式10]
再者，式(18)中，XM res＝NθM res。失步监视部302例如根据上述式(18)算出误差e。像根据上述式(13)而明确的那样，在位置xn的推断值与实际值相等的情况下，误差e变为0。接着，失步监视部302例如按照下述式(19)来修正位置xn的推断值。
[数式11]
修正后的位置xn的推断值
修正前的位置xn的推断值
A：常数
失步监视部302使用经上述式(19)修正后的位置xn的推断值、根据上述式(18)再次算出误差e。其后，失步监视部302反复进行上述式(18)及式(19)的计算直至算出的误差e的绝对值变得不到规定阈值为止。失步监视部302将算出的误差e的绝对值变得不到规定阈值时的位置xn的推断值用作对置构件3A的位置xn。图12的被方框203围住的部分发挥根据棒状构件2A的位置xM来修正位置xn的推断值的功能。
进而，如图12所示，图1所示的失步监视部301根据从驱动装置4A经由棒状构件2A施加到对置构件3A的外力FO与仅使对置构件3A运动所需的力FP的差来算出施加到对置构件3A的负荷Fr。
图1所示的失步监视部301根据对置构件3A的位置，像下述式(20)所示那样对施加到对置构件3A的负荷Fr与能够产生的最大推力Fmax进行比较，监视负荷Fr是否小于能够产生的最大推力Fmax。在检测到像下述式(21)所示那样负荷Fr大于能够产生的最大推力Fmax的征兆的情况下，预测对置构件3A相对于棒状构件2A有可能失步。此外，在负荷Fr变得大于能够产生的最大推力Fmax的情况下，判断对置构件3A相对于棒状构件2A已失步。
Fr＜Fmax···(20)
Fr＞Fmax···(21)
在第3实施方式中，在由失步监视部301预测或检测到失步的情况下，控制部302也会停止驱动装置4A。
(第4实施方式)
当发生失步时，棒状构件2A与对置构件3A之间的磁耦合消失而失去保持扭矩，导致驱动装置4A的扭矩急剧减少。在棒状构件2A与对置构件3A之间再次产生磁耦合的同时，驱动装置4A的扭矩恢复。通过监视当前时间点的扭矩的值例如与刚刚之前的过去的扭矩的值相距何种程度，可以判定驱动装置4A的扭矩是否因失步而减少。
例如，在第4实施方式中，图1所示的失步监视部301将过去的驱动装置4A的扭矩的值用作参考值而对当前时间点的扭矩的值与参考值进行比较，若当前时间点的扭矩的值与参考值的差小于规定阈值，则判断未发生失步，若差大于规定阈值，则判断发生了失步。
当前时间点的扭矩的值Tt与参考值Ti的差A(T)可像下述式(22)所示那样通过k近邻法算出。如图13及图14所示，在k近邻法中，选择n个参考值当中与作为判定对象的当前时间点的扭矩的值Tt相近的k个参考值，求当前时间点的扭矩的值Tt与参考值Ti的差的平均值A(T)。
[数式12]
如图15的(a)所示，在未发生失步的情况下，驱动装置4A的扭矩的变动较少，如图15的(b)所示，当前时间点的扭矩的值Tt与参考值Ti的差的平均值A(T)也在较小的状态下变化。相对于此，如图16的(a)所示，当发生失步时，驱动装置4A的扭矩发生较大的变动，如图16的(b)所示，当前时间点的扭矩的值Tt与参考值Ti的差的平均值A(T)也发生较大的变动。
图1所示的失步监视部301可将差成为大于规定阈值的次数视为发生了失步的次数。再者，扭矩的参考值也可为平均值。
(其他实施方式)
像上述那样借助实施方式对本发明进行了记载，但构成本揭示的一部分的记述及附图不应理解为对本发明的限定。根据本揭示，本领域技术人员当明确各种替代实施方式、实施例及运用技术。例如，朝温度管理炉内外输送的物品不限定于包括医药品，也可为食品、饮料及精密零件等，另外，包括受到温度管理的所有物品。此外，温度管理装置的温度管理炉不限定于冷冻干燥炉，也可为发酵炉，或者包括希望抑制内部的温度分布不均以及粉尘的产生的所有炉体。进而，对置构件的形状不限定于螺帽状，例如也可为凹状。在该情况下，棒状构件穿过凹状的对置构件的凹部。在凹状的对置构件的凹部侧面交替设置有S极磁化带和N极磁化带。如此，应理解，本发明包含此处未记载的各种实施方式等。
符号说明
1温度管理炉，2A、2B、102A、102B棒状构件，3A、3B、103A、103B对置构件，4A、4B、104A、104B驱动装置，5物品，6、106接触构件，7搁板，11A、11B心轴，12A、12B轴承，20A、30A薄壁管体，22A联结器，31导环，33A引导件，134A、134B皮带，201、202方框，300中央运算处理装置，301失步监视部，302控制部，401存储装置，501低通滤波器。
Claims (10)
1.一种输送装置，其特征在于，具备：
棒状构件，其包含磁性体；
对置构件，其与所述棒状构件的侧面的一部分相对置，并包含磁性体；
驱动装置，其使所述棒状构件或所述对置构件绕所述棒状构件的中心轴旋转，并使所述棒状构件与所述对置构件的相对位置发生变化；以及
失步监视部，其根据所述驱动装置的扭矩的变动来预测或检测所述棒状构件与所述对置构件之间的失步。
2.根据权利要求1所述的输送装置，其特征在于，
还具备控制部，在预测或检测到所述失步的情况下，所述控制部控制所述驱动装置。
3.根据权利要求1或2所述的输送装置，其特征在于，
所述失步监视部根据所述驱动装置的驱动电流的变动来检测所述扭矩的变动。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的输送装置，其特征在于，
所述失步监视部对表示所述扭矩的测量值进行微分或积分。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的输送装置，其特征在于，
所述驱动装置使所述棒状构件绕所述棒状构件的中心轴旋转，
所述失步监视部根据从所述驱动装置经由所述棒状构件施加到所述对置构件的外力与在未向所述对置构件施加负荷的情况下使所述对置构件运动所需的力的差，来算出施加到所述对置构件的负荷，根据所述算出的负荷来预测或检测所述失步。
6.根据权利要求5所述的输送装置，其特征在于，
根据所述驱动装置的扭矩来算出从所述驱动装置经由所述棒状构件施加到所述对置构件的外力。
7.根据权利要求5或6所述的输送装置，其特征在于，
根据所述对置构件的位置来算出在未向所述对置构件施加负荷的情况下使所述对置构件运动所需的力。
8.根据权利要求5至7中的任一项所述的输送装置，其特征在于，
所述失步监视部对由于所述棒状构件与所述对置构件之间的磁耦合而产生的推力的最大值与所述负荷进行比较，由此来预测或检测所述失步。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的输送装置，其特征在于，
所述失步监视部对表示所述驱动装置的扭矩的参考值和表示所述驱动装置的扭矩的测量值的差与规定阈值进行比较。
10.根据权利要求9所述的输送装置，其特征在于，
所述失步监视部将所述差成为大于所述规定阈值的次数视为发生了失步的次数。
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