CN112027527A - 线性输送系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线性输送系统，其包括可使能的定子装置和动子装置，动子装置包括动子基座、安装于动子基座下方的辊轮和固定于动子基座上的磁体阵列，动子装置还包括载盘和动子支架，载盘经由动子支架支承并固定连接至动子基座；定子装置包括定子铁芯和围绕定子铁芯的定子线圈，定子铁芯布置于磁体阵列的上方，从而向磁体阵列施加朝向上方的吸引力；线性输送系统还包括沿输送路径布置并位于动子基座下方的导轨，辊轮与导轨相配合，从而使得动子基座可经由辊轮沿导轨运动。根据本发明的线性输送系统，可避免动子发生偏载，有助于提高动子的运动性能、稳定性和系统的控制精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种线性输送系统。
背景技术
随着制造业的飞速发展，线性输送系统的使用范围越来越广，其应用范围包括但不限于生产线、装配的自动化以及运输和包装等行业。同时，各行业对线性输送系统的柔性与定制化、运输速率、控制精度、稳定性及抗干扰性、使用寿命等要求也越来越高。
传统的输送系统，一般是基于皮带，齿形带，链条等传动方式实，依靠伺服电机或者步进电机来提供动力。这种输送系统多是通过外部机械设备来实现载盘的定位和换向等操作。为了保证停止和换向的平稳性，载盘的运动速度很低。此外，由于复杂的传送机构和换向机构，该类型的输送系统还具有设计复杂，维护成本高，占地面积广等缺陷。因此，近年来行业内不断涌现基于直线电机原理的线性输送系统，永磁体作为动子带动载盘运动，线圈作为定子铺设在运动路径下方产生交变磁场为动子提供动力。相关的现有技术的专利可见于中国专利CN105813886A、CN104380585A、CN104528298A、CN105813886A、CN108328249A、CN107306067A。
然而，诸如中国专利CN104380585A提供的一种线性输送系统，但其中提供的装置中的动子易于发生偏载现象，对于动子的运动性能和系统的控制精度会产生不利影响，并可能降低机械的使用寿命。诸如专利CN104528298A提供的一种线性输送系统，其导向精度不足，可能降低动子的运动性能和系统的控制精度。
因此，亟需设计一种新的线性输送系统，以克服现有技术的上述缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有的线性输送系统的动子易发生偏载，动子的运动性能、稳定性和系统的控制精度不够高的缺陷，提出一种新的线性输送系统。
本发明是通过采用下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供了一种线性输送系统，其包括可使能的定子装置和动子装置，所述定子装置被配置为能够经由电磁作用带动所述动子装置在输送路径上运动，其特点在于，所述动子装置包括动子基座、安装于所述动子基座下方的辊轮和固定于所述动子基座上的磁体阵列，所述动子装置还包括载盘和动子支架，所述载盘经由所述动子支架支承并固定连接至所述动子基座；
所述定子装置包括定子铁芯和围绕所述定子铁芯的定子线圈，所述定子铁芯布置于所述磁体阵列的上方，从而向所述磁体阵列施加朝向上方的吸引力；
所述线性输送系统还包括沿所述输送路径布置并位于所述动子基座下方的导轨，所述辊轮与所述导轨相配合，从而使得所述动子基座可经由所述辊轮沿所述导轨运动。
较佳地，所述动子基座的下方两侧对称地安装有至少一对辊轮，所述辊轮的内侧表面分别与所述导轨的两侧表面相契合，从而使得所述辊轮可移动地连接至所述导轨。
较佳地，所述线性输送系统还包括导轨基座，所述导轨为V型导轨，所述V型导轨的上部的两侧表面分别与所述辊轮的内侧表面相契合，所述V型导轨的底部固定于所述导轨基座上。
较佳地，所述磁体阵列为永磁铁阵列或者海尔贝克阵列。
较佳地，所述线性输送系统还包括定子基座，所述定子基座和所述动子基座的相对位置固定，所述定子线圈和所述定子铁芯被固定安装于所述定子基座上，以使得所述定子铁芯位于所述磁体阵列的正上方。
较佳地，所述线性输送系统还包括基于霍尔效应的反馈元件，所述反馈元件被配置为能够检测所述磁体阵列周围的磁场。
较佳地，所述输送路径包含多段曲线段输送路径，所述定子装置和所述导轨分别包括和所述曲线段输送路径相对应的曲线型定子模块和曲线型导轨分段，所述曲线型定子模块中的定子铁芯和定子线圈具有与所述曲线段输送路径相一致的曲线形状。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
根据本发明的线性输送系统，可避免动子发生偏载，有助于提高动子的运动性能、稳定性和系统的控制精度。
附图说明
图1为根据本发明优选实施例的线性输送系统的示意图。
图2为根据本发明优选实施例的线性输送系统的局部的立体图。
图3和图4示例性地示出了根据本发明优选实施例的带有曲线段的线性马达的线性输送系统的导轨部分。
附图标记说明
1：定子支撑板 2：定子线圈
3：载盘 4：动子支架
5：反馈支撑板 6：反馈元件
7：磁体阵列 8：动子基座
9：第一辊轮 10：导轨基座
11：导轨 12：第二辊轮
具体实施方式
下面结合说明书附图，进一步对本发明的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本发明的限制，任何的其他类似情形也都将落入本发明的保护范围之中。
在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等，参考附图中描述的方向使用。本发明各实施例中的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。
参考图1-2所示，根据本发明优选实施方式的线性输送系统，其包括可使能的定子装置和动子装置，定子装置被配置为能够经由电磁作用带动动子装置在输送路径上运动。
其中，动子装置包括动子基座8、安装于动子基座8下方的辊轮和固定于动子基座8上的磁体阵列7，动子装置还包括载盘3和动子支架4，载盘3经由动子支架4支承并固定连接至动子基座8。
定子装置包括定子铁芯(图1中定子铁芯位于定子线圈2之中，因而未示出)和围绕定子铁芯的定子线圈2，定子铁芯布置于磁体阵列7的上方，从而向磁体阵列7施加朝向上方的吸引力。
线性输送系统还包括沿输送路径布置并位于动子基座8下方的导轨11，辊轮与导轨11相配合，从而使得动子基座8可经由辊轮沿导轨11运动。
根据本发明的上述优选实施方式，在载盘3加上负载后，整个动子结构，包括载盘3、动子支架4、动子基座8和辊轮会受到负载的垂直向下的重力作用。但在定子线圈22通电后的励磁磁场与磁体阵列7相作用时，磁体阵列7连带动子基座8和辊轮(诸如图1所示的辊轮9和12)会受到垂直向上的作用力，该垂直向上的作用力会抵消部分负载的垂直向下的重力作用，进而动子装置在运动中可更好地避免偏载的运动状态，由此可提升动子装置的运动性能，并且提高了机械的使用寿命。
如图1所示，根据本发明的一些优选实施方式，动子基座8的下方两侧可对称地安装有一对或多对辊轮。例如，按对称地安装有两个第一辊轮9和两个第二辊轮12，即，第一辊轮9和第二辊轮12可一一对应地布置于导轨11的两侧，第一辊轮9和第二辊轮12的内侧表面与导轨11的两侧表面相契合，从而使得辊轮可移动地连接至导轨11。
上述配置可使得动子装置在运动及承载载盘3上的负载的过程中，被该对辊轮更平衡、更稳定地支撑于导轨11之上，可进一步提升动子装置的运动性能。
如图1所示，根据本发明的一些优选实施方式，线性输送系统还包括安装于邻近定子线圈2处的反馈支撑板5，以用于将反馈元件6安装于其上。
如图1所示，根据本发明的一些优选实施方式，线性输送系统还包括导轨基座10，导轨11为V型导轨11，V型导轨11的上部的两侧表面分别与辊轮的内侧表面相契合，V型导轨11的底部固定于导轨基座10上。
可选地，磁体阵列7为永磁铁阵列或者海尔贝克阵列。
根据本发明的一些优选实施方式，线性输送系统还包括定子基座，定子基座和动子基座8的相对位置固定，定子线圈2和定子铁芯被固定安装于定子基座上，以使得定子铁芯位于磁体阵列7的正上方。如图1所示，该定子基座可采用定子支撑板1。
如图1所示的这种载盘3和动子支架4的这种构造，可使得负载本身的重心与动子空载时的重心之间的距离比较短，因此可进一步降低偏载风险对动子装置的运动性能的影响，提高系统的控制精度。
根据本发明的一些优选实施方式，线性输送系统还包括基于霍尔效应的反馈元件6，反馈元件6被配置为能够检测磁体阵列7周围的磁场变化，进而可计算得出对应的动子装置在输送路径上的位置。
图3和图4示意性地示出了带有曲线段的线性马达的线性输送系统的导轨部分。根据本发明的一些优选实施方式，输送路径可包含多段曲线段输送路径，定子装置和导轨分别包括和曲线段输送路径相对应的曲线型定子模块和曲线型导轨分段，曲线型定子模块中的定子铁芯和定子线圈具有与曲线段输送路径相一致的曲线形状。由此，可实现带有曲线段的线性马达的线性输送系统，其具有更广泛的适用性，其中，图3示意性地示出了在带有曲线段的线性输送系统中的四个动子装置。
根据本发明的上述优选实施方式的线性输送系统，可避免动子发生偏载，有助于提高动子的运动性能、稳定性和系统的控制精度。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，而且这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种线性输送系统，其包括可使能的定子装置和动子装置，所述定子装置被配置为能够经由电磁作用带动所述动子装置在输送路径上运动，其特征在于，所述动子装置包括动子基座、安装于所述动子基座下方的辊轮和固定于所述动子基座上的磁体阵列，所述动子装置还包括载盘和动子支架，所述载盘经由所述动子支架支承并固定连接至所述动子基座；
所述定子装置包括定子铁芯和围绕所述定子铁芯的定子线圈，所述定子铁芯布置于所述磁体阵列的上方，从而向所述磁体阵列施加朝向上方的吸引力；
所述线性输送系统还包括沿所述输送路径布置并位于所述动子基座下方的导轨，所述辊轮与所述导轨相配合，从而使得所述动子基座可经由所述辊轮沿所述导轨运动。
2.如权利要求1所述的线性输送系统，其特征在于，所述动子基座的下方两侧对称地安装有至少一对辊轮，所述辊轮的内侧表面分别与所述导轨的两侧表面相契合，从而使得所述辊轮可移动地连接至所述导轨。
3.如权利要求2所述的线性输送系统，其特征在于，所述线性输送系统还包括导轨基座，所述导轨为V型导轨，所述V型导轨的上部的两侧表面分别与所述辊轮的内侧表面相契合，所述V型导轨的底部固定于所述导轨基座上。
4.如权利要求1所述的线性输送系统，其特征在于，所述磁体阵列为永磁铁阵列或者海尔贝克阵列。
5.如权利要求1所述的线性输送系统，其特征在于，所述线性输送系统还包括定子基座，所述定子基座和所述动子基座的相对位置固定，所述定子线圈和所述定子铁芯被固定安装于所述定子基座上，以使得所述定子铁芯位于所述磁体阵列的正上方。
6.如权利要求1所述的线性输送系统，其特征在于，所述线性输送系统还包括基于霍尔效应的反馈元件，所述反馈元件被配置为能够检测所述磁体阵列周围的磁场。
7.如权利要求1所述的线性输送系统，其特征在于，所述输送路径包含多段曲线段输送路径，所述定子装置和所述导轨分别包括和所述曲线段输送路径相对应的曲线型定子模块和曲线型导轨分段，所述曲线型定子模块中的定子铁芯和定子线圈具有与所述曲线段输送路径相一致的曲线形状。
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