CN113039619A - 线性地致动的磁性耦接装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及磁性耦接装置。更具体地，本公开涉及被构造为被线性地致动和解除致动的磁性耦接装置。

Description

线性地致动的磁性耦接装置

技术领域

本公开涉及磁性耦接装置。更具体地，本公开涉及被构造为被线性地致动和解除致动的磁性耦接装置。

背景技术

磁性耦接装置用于耦接铁磁工件以便将铁磁工件从第一位置运输至第二位置，保持铁磁工件和/或提升铁磁工件。一种示例性的磁性耦接装置是可切换的磁性耦接装置，其可以包括磁性盘，该磁性盘在“断开”位置与“导通”位置之间可线性地平移。当磁性盘处于“导通”状态时，磁性耦接装置被构造为与铁磁工件耦接以执行例如提升操作、材料处理、材料保持、磁闩锁或将物体彼此耦接以及其它应用。

发明内容

本文中包括的实施方式涉及被构造为被线性地致动和解除致动的磁性耦接装置。实施方式包括但不限于以下示例。

在第一示例实施方式中，一种用于与铁磁工件磁性耦接的磁性耦接装置包括：壳体，该壳体具有在壳体的第一端部与壳体的第二端部之间延伸的轴线；铁片，该铁片距壳体的第二端部至少第一距离布置；磁性盘，该磁性盘由壳体支撑，该磁性盘包括插入在多个铁磁极片部分之间的多个永磁体部；并且其中，磁性盘在壳体内沿轴线可线性地平移到第一状态和第二状态中的至少每一个状态，在磁性盘处于第一状态时，磁性盘被布置成与铁片相邻，使得磁性耦接装置建立穿过铁片的第一磁路并且在磁性耦接装置的工件接触界面处提供第一磁场，并且在磁性盘处于第二状态时，磁性盘被布置成与铁片间隔开，使得磁性耦接装置在工件接触界面处提供第二磁场，第二磁场是非零磁场强度。

在第二示例实施方式中，一种将磁性耦接器与铁磁工件耦接和解耦的方法包括：使铁磁工件与磁性耦接器的工件接合界面接触；将磁性耦接装置的磁性盘从距工件接合表面第一间隔处移动到距工件接合表面第二间隔处，第二间隔小于第一间隔；通过磁性耦接器将工件从第一位置移动到第二位置；以及将磁性盘移动到距工件接合表面第三间隔处，以将磁性耦接器从工件解耦，并且在壳体内形成穿过铁片的磁路，第三间隔大于第二间隔。

在第三示例实施方式中，一种用于与铁磁工件磁性耦接的磁性耦接装置包括：壳体，该壳体具有限定通道轴线的通道；磁性盘，该磁性盘由壳体支撑，磁性盘能够沿通道轴线在第一位置与第二位置之间移动，磁性盘包括插入在多个铁磁极片部分之间的多个永磁体部；工件接触界面，该工件接触界面由壳体支撑并且适于接触铁磁工件；以及磁分路器，该磁分路器由壳体支撑并且可从通道磁性地接近，其中，在磁性盘处于第一位置的情况下，通过磁性盘和磁分路器形成第一磁路，并且在磁性盘处于第二位置的情况下，通过磁性盘和铁磁工件形成穿过工件界面的第二磁路。

尽管公开了多个实施方式，但是根据以下详细描述，本发明的其它实施方式对于本领域技术人员将变得显而易见，该详细描述示出并描述了本发明的说明性实施方式。因此，附图和详细描述本质上应被认为是说明性的而不是限制性的。

附图说明

图1A示出了定位在铁磁工件上的处于示例性的第一断开状态的示例性的磁性耦接装置的侧截面图。

图1B示出了图1A的磁性耦接装置的正截面图。

图1C示出了图1A的磁性耦接装置的正视图。

图2示出了处于第二导通状态的图1A-1C的磁性耦接装置的正截面图。

图3示出了处于第三导通状态的图1A-1C的磁性耦接装置的正截面图。

图4示出了图1A-1C的磁性耦接装置的分解图。

图5示出了在铁磁工件上的第一位置中的图1A-1C的磁性耦接装置的俯视截面图。

图6示出了在铁磁工件上的第二位置中的图1A-1C的磁性耦接装置的俯视截面图。

图7-13是可以结合到图1A-1C的磁性耦接装置中的极板的示例性部分。

图14示出了机器人系统，该机器人系统包括附接作为臂耦接器的端部的图1A-1C的示例性的磁性耦接装置。

图15示出了图1A-1C的磁性耦接装置的示例性的传感器布局的俯视截面图。

图16示出了图1A-1C的磁性耦接装置的简化的正视图并且在图1A-1C的磁性耦接装置附近没有铁磁工件。

图17示出了图1A-1C的磁性耦接装置和通过第一间隔与磁性耦接装置分开的铁磁工件的简化的正视图。

图18示出了图1A-1C的磁性耦接装置和与磁性耦接装置分开的铁磁工件的简化的正视图。

图19示出了相对于铁磁工件从左向右倾斜的图1A-1C的磁性耦接装置的简化的正视图。

图20示出了相对于铁磁工件从前向后倾斜的图1A-1C的磁性耦接装置的简化的正视图。

图21示出了接触铁磁工件的右边缘部分的图1A-1C的磁性耦接装置的简化的正视图。

图22示出了接触铁磁工件的中心部分的图1A-1C的磁性耦接装置的简化的正视图。

图23示出了在第一限制位置处与铁磁工件接触的图1A-1C的磁性耦接装置的简化的正视图。

图24示出了在第二限制位置处与铁磁工件接触的图1A-1C的臂磁性耦接装置的端部的简化的正视图。

虽然本发明适于各种修改和替代形式，但具体实施方式已经通过举例在附图中示出并且在下文中详细描述。然而，本发明不限于所描述的具体实施方式。相反，本发明旨在覆盖落在由所附权利要求限定的本发明的范围内的所有修改、等同物和替换。

具体实施方式

在附图以及在本说明书的前述部分中，诸如“上”、“下”、“轴向”等术语和其它参考术语用于便于理解此处所描述的技术，并且不应被视为绝对的和限制性的参考指示器，除非上下文另有指示。术语“耦接”、“被耦接”、“耦接器”及其变体用来包括其中两个或更多个部件直接物理接触的布置以及其中两个或更多个部件彼此不直接接触的布置(例如，部件经由至少第三部件“被耦接”)，但仍然彼此协作或交互。

图1A示出了处于第一断开状态的示例性的可切换的磁性耦接装置100的侧截面图；图1B示出了磁性耦接装置100的正截面图；并且图1C示出了磁性耦接装置100的正视图。图2示出了处于第二导通状态的图1A-1C的磁性耦接装置的正截面图。图3示出了处于第三导通状态的图1A-1C的磁性耦接装置的正截面图。

磁性耦接装置100可以在第一断开状态(图1A-1C中所描绘的)、第二导通状态(图2中所描绘的)和/或第三导通状态之间切换。当磁性耦接装置100被切换到导通状态时，由磁性耦接装置100产生的磁场穿过一个或多个铁磁工件102并且将磁性耦接装置100与铁磁工件102中的一个或多个铁磁工件耦接。当磁性耦接装置100被切换到断开状态时，由磁性耦接装置100产生的磁场主要被限制在磁性耦接装置100内，并且因此，磁性耦接装置100不再与铁磁工件102中的一个或多个铁磁工件耦接。下面更详细地讨论断开状态和导通状态。

磁性耦接装置100可以用作机器人系统，诸如机器人系统600(参见图14)的臂(“EOAMT”)单元的端部，但是也可以与用于铁磁工件102的其它提升、运输和/或分开系统一起使用。示例性的提升和运输系统包括机器人系统、机械台架、起重机以及提升和/或运输铁磁工件102的附加系统。另外，磁性耦接装置100也可以用作用于保持用于操作(诸如焊接、检查和其它操作)的至少一个部分的固定夹具的一部分。

参见图1A，磁性耦接装置100被定位在铁磁工件102的顶部上并且包括被构造成与铁磁工件102接触和接合的工件接触界面104。工件接触界面104可以是极板106。在至少一个实施方式中，极板106包括多个间隔开的凸起108，如图1B所示。在其它实施方式中，极板106不包括间隔开的凸起108。间隔开的凸起108可以便于将更多的磁通量集中在工件接触界面104附近，使得当磁性耦接装置100处于导通状态时，磁性耦接装置100的磁通量主要穿过第一铁磁工件102’。以下讨论极板106和凸起108的示例性方面。

磁性耦接装置100还包括支撑磁性盘112的壳体110。当磁性耦接装置100处于导通状态时，磁性盘112产生允许磁性耦接装置100与铁磁工件102耦接的磁场。在至少一个实施方式中，磁性盘112是包括多个间隔开的永磁体部114和多个极部116的层压磁性盘，如图1B所示。多个间隔开的永磁体部114中的每个永磁体部包括一个或多个永磁体。在一个实施方式中，每个永磁体部114包括单个永磁体。在另一实施方式中，每个永磁体部114包括多个永磁体。每个永磁体部114被完全磁化并且具有北极侧和南极侧。

每个极部116A被定位在永磁体部114中的两个永磁体部之间，并且极部116B被布置成与一个永磁体部114相邻。另外，永磁体部114被布置成使得与极部116A接触的两个永磁体部114中的每个永磁体部的北极侧或南极侧与极部116A接触。当相邻的永磁体部114的北极侧接触极部116A时，极部116A被称为北极部。当相邻的永磁体部114的南极侧与极部116A接触时，极部116A被称为南极部。类似地，对于极部116B，当永磁体部114的南极侧接触极部116B时，极部116B被称为南极部。相反，当永磁体部114的北极侧接触极部116B时，极部116B被称为北极部。

在示出的实施方式中，永磁体部114沿水平轴线118布置。然而，在其它实施方式中，永磁体部114可以布置成圆形构造。此外，虽然实施方式示出了包括六个永磁体部114和七个极部116的磁性盘112，但是其它实施方式可以包括更多或更少的永磁体部114和极部116。例如，在一个实施方式中，磁性盘112可以包括一个永磁体部114和两个极部116，其中一个极部116布置在永磁体部114的每一侧上。

由于磁性盘112和磁性耦接装置100的构造，磁性耦接装置100到铁磁片102中的一个或多个铁磁片的磁通量转移可大于常规实施方式。这导致磁性耦接装置100能够在磁性耦接装置100中包括的单位磁体积上提升更多和/或更重的铁磁工件102。例如，对于每立方毫米体积的磁性耦接装置100，磁性耦接装置100的保持力可以大于或等于0.35克的铁磁工件102。作为另一示例，对于每立方毫米体积的磁性耦接装置100的壳体110，磁性耦接装置100的保持力可以大于或等于0.8克的铁磁工件102。

为了在第一断开状态与第二导通状态之间切换磁性耦接装置100，磁性盘112在壳体104的内腔122内沿轴线120可线性地平移。在实施方式中，轴线120是竖直轴线120。替代地，轴线120是除了竖直轴线之外的轴线。轴线120在壳体104的第一端部124与壳体110的第二端部126之间延伸。在至少一些实施方式中，第一端部124是壳体110的上部，并且第二端部126是壳体110的下部，并且在此可以被如此引用。然而，在至少一些其它实施方式中，第一端部124是壳体110的除了壳体110的上部之外的部分，并且第二端部126是壳体110的除了壳体110的下部之外的部分。当磁性盘112被布置在壳体110的上部124附近时，磁性耦接装置100处于第一断开状态。当磁性盘112被布置在壳体110的下部126附近时，磁性耦接装置100处于第二导通状态。除了第一断开状态和第二导通状态之外，磁性盘112还可以被布置在上部124与下部126之间的一个或多个中间位置处，如图3所示。中间位置在本文中可以被称为第三导通状态。第三导通状态在工件接触界面104处可以产生比第二导通状态少的磁通量，如下文所讨论的。例如，第三导通状态可以导致大部分磁通量仅延伸穿过第一工件102’，使得仅少量的磁通量延伸穿过第二和第三工件102”、102”’。如此，第三导通状态可以便于从工件102”、102”’将工件102’拆堆，如所示的。

为了沿竖直轴线120平移磁性盘112以将磁性耦接装置100在导通状态与断开状态之间转变并且反之亦然，磁性耦接装置100包括致动器128。在至少一个实施方式中，致动器128经由接合部130和非铁磁安装板132与磁性盘112耦接。即，致动器128与接合部130耦接，该接合部与非铁磁安装板132耦接；并且非铁磁安装板132与磁性盘112耦接并接触。致动器128被构造成在接合部130上施加力，并且作为响应，接合部130沿竖直轴线120平移以使磁性耦接装置100从断开状态转变到导通状态，反之亦然。即，为了使磁性耦接装置100从断开状态转变到导通状态，致动器128在接合部130上施加向下的力，该向下的力传递至非铁磁安装板132和磁性盘112。作为响应，磁性盘112从上部124平移到下部126。相反，为了使磁性耦接装置100从导通状态转变到断开状态，致动器128在接合部130上施加向上的力，该向上的力传递至非铁磁安装板132和磁性盘112。作为响应，磁性盘112和非铁磁安装板132从下部126平移到上部124。

为了将磁性盘112布置在第三导通状态，致动器128可以在接合部130上产生力，以使磁性盘112从上部124向下部126平移，反之亦然。然后，当磁性盘112从上部124向下部126转变或者反之时，布置在壳体110内和/或致动器128内的制动器134可以接合磁性盘112、非铁磁安装板132和/或接合部130并且使磁性盘112停止在第三导通状态，如图3所描绘的。

示例性的致动器128包括电致动器、气动致动器、液压致动器以及在接合部130上施加力的其它合适的装置。在图4中描绘了示例性的气动线性致动器，并且结合其进行了更详细的讨论。示例性的电致动器是具有与接合部130耦接的“展开的”定子和转子的电动机。在题为“可切换的永磁性装置(SWITCHABLE PERMANENT MAGNETIC DEVICE)”的美国专利No.7,012,495、题为“模块化永磁体卡盘(MODULAR PERMANENT MAGNET CHUCK)”的美国专利No.7,161,451、题为“磁体阵列(MAGNET ARRAYS)”的美国专利No.8,878,639、2015年10月30日提交的题为“具有旋转致动系统的磁性耦接装置(MAGNETIC COUPLING DEVICE WITH AROTARY ACTUATION SYSTEM)”的美国临时专利申请No.62/248,804(卷号MTI-0007-01-US-E)以及2015年11月7日提交的题为“具有线性致动系统的磁性耦接装置(MAGNETICCOUPLING DEVICE WITH A LINEAR ACTUATION SYSTEM)”的美国临时专利申请No.62/252,435(卷号MTI-0006-01-US-E)中公开了其它示例性的接合部和致动器，其全部公开内容通过引用明确地并入本文。

另外地或替代地，致动器128可以包括控制器136和/或传感器138A。控制器136包括具有相关联的计算机可读介质(例示性地为存储器142)的处理器140。存储器142包括控制逻辑144，控制逻辑144当由处理器140执行时，使电子控制器136指示致动器128移动磁性盘112，使得磁性耦接装置100处于断开状态、第二导通状态和/或第三导通状态。例如，传感器138A可以感测致动器128的位置，并且响应于由传感器138A感测到的预定位置(其转变成磁性盘112的位置)，控制逻辑144指示致动器128在磁性盘112到达期望位置时停止在磁性盘112上施加力。

在至少一个实施方式中，致动器128是步进电机，并且致动器128的旋转运动经由致动器128的轴与接合部130之间的联轴器(coupling)(例如，齿轮)被转变为接合部130的线性运动。在这些实施方式中，传感器138A对用于驱动步进电机的脉冲进行计数，并且基于脉冲的数量来确定步进电机的轴的位置，该位置被转变成磁性盘112的位置。即，通过对脉冲的数量进行计数，通过电机移动的步长，磁性盘112沿竖直轴线120相对移动到定义的位置。在另一示例中，设置步进电机，该步进电机将编码器与步进器集成以检查是否维持适当的致动角度。

作为另一示例，磁性耦接装置100可以包括传感器138B。传感器138B可以测量磁性盘112在壳体110内的位置。示例性的传感器138B包括光学传感器，该光学传感器监测附着至磁性盘112的反射带。可以使用其它传感器系统来确定磁性盘112的位置。

作为又一示例，磁性耦接装置100可以包括一个或多个传感器138C(在图1B中示出)。传感器138C可以是磁通量传感器并且通常定位在极板106上方的一个或多个位置处。示例性的磁通量传感器包括霍尔效应传感器。传感器138C测量靠近极板106的一个或多个北极和南极的漏通量。每个传感器138C处的漏通量的量基于磁性盘112相对于极板106的位置以及通过极板106的北极和南极、工件接触界面104到铁磁工件102的通量的量而变化。通过监测与极板106的北极和南极的工件界面104相对的位置处的磁通量，可以确定磁性盘112的相对位置。在实施方式中，磁性耦接装置100定位在铁磁工件102的顶部上，并且在磁性盘112从断开状态移动到第二导通状态时，由传感器138C测量的磁通量被记录为磁性盘112的位置的函数。磁通量中的每个磁通量被分配给磁性盘112的期望位置。在2018年4月27日提交的题为“具有传感器装置和消磁功能中的至少一项的磁性耦接装置(MagneticCoupling Device with at Least One of a Sensor Arrangement and a DegaussCapability)”的美国专利申请No.15/964,884中公开了具有传感器138C的示例性的传感系统，其全部公开内容通过引用明确地并入本文。

作为又一示例，磁性耦接装置100可以包括一个或多个传感器138D(在图1A、1B、1C、2和3中示出)。传感器138D可以是磁通量传感器并且通常邻近极板106定位。示例性的磁通量传感器包括霍尔效应传感器。在至少一个示例中，传感器138D位于极板106的凸起108中的一个或多个凸起的端部附近，并且测量来自极板106的一个或多个北极和南极的侧面的漏通量。每个传感器138D处的漏通量的量基于磁性盘112相对于极板106的位置以及通过极板106的北极和南极和工件接触界面104到铁磁工件102的通量的量而变化。通过监测在极板106附近的位置处的磁通量，可以确定磁性盘112的相对位置。在实施方式中，磁性耦接装置100定位在铁磁工件102的顶部上，并且在磁性盘112从断开状态移动到第二导通状态时，由传感器138D测量的磁通量被记录为磁性盘112的位置的函数。每个磁通量被分配给磁性盘112的期望位置。在2018年4月27日提交的题为“具有传感器装置和消磁功能中的至少一项的磁性耦接装置(Magnetic Coupling Device with at Least One of a SensorArrangement and a Degauss Capability)”的美国专利申请No.15/964,884公开了具有传感器138D的示例性的感测系统，其全部公开内容通过引用明确地并入本文。

在至少一些实施方式中，磁性耦接装置100包括屏蔽板139(在图1A、图1B、图1C、图2和图3中示出)。当磁性耦接装置100处于断开位置时，屏蔽板139可以吸收来自磁性盘112的磁通量并且减少磁性耦接装置100的外磁场。屏蔽板139可以由能够吸收大量磁通量的高磁饱和材料形成。在一个示例中，屏蔽板139位于壳体110的外部。屏蔽板139的顶部边缘可以与磁性盘112的顶表面成平面。附加地或替代地，屏蔽板139可以沿壳体110向下延伸，使得屏蔽板139的底部边缘延伸超过磁性盘112的底部平坦表面。屏蔽板139可以位于磁性耦接装置100的任何侧上。在至少一个示例中，屏蔽板139位于磁性耦接装置100的所有侧上。在另一示例中，屏蔽板139A仅位于磁性耦接装置100的邻近永磁体部114的端部的面上，如图1A、1C所示。换句话说，屏蔽板139A可以与传感器138D位于(多个)相同侧上。在另一示例中，屏蔽板139B仅位于磁性耦接装置110的平行于凸起108延伸的侧上，如图2和3中所示。

在实施方式中，控制器136响应于从I/O装置146接收的输入信号改变磁性耦接装置100的状态。示例性的输入装置包括按钮、开关、控制杆、拨盘、触摸显示器、气动阀、软键和通信模块。示例性的输出装置包括可视指示器、音频指示器和通信模块。示例性的视觉指示器包括显示器、灯和其它视觉系统。示例性的音频指示器包括扬声器和其它合适的音频系统。在实施方式中，装置100包括由控制逻辑144的处理器140驱动的一个或多个LED形式的简单的视觉状态指示器，以指示何时预定义的磁性耦接装置100状态存在或不存在(例如，当磁性耦接装置100处于第一断开状态时，红色LED开启，当磁性耦接装置100处于第二导通状态并且检测到铁磁工件102接近时，绿色LED快速闪烁，当在铁磁工件102(例如，部分完整的磁性工作电路)上的预期特定区域(参见关于图22-24的讨论)外部接触铁磁工件102时，绿色LED较慢闪烁而黄色LED开启，并且黄色LED断开而稳定的绿色LED开启，示出了在阈值限制内的磁性耦接装置100接合，示出了安全的磁性耦接状态。

例如，在一个实施方式中，磁性耦接装置100与机械臂的臂的端部耦接，并且I/O装置146是网络接口，控制器136通过该网络接口从机器人控制器接收关于何时将磁性耦接装置100置于第一断开状态、第二导通状态或第三导通状态之一的指令。示例性的网络接口包括有线网络连接和用于无线网络连接的天线。虽然以上讨论的实施方式涉及电子、气动或液压致动，但在替代实施方式中，磁性耦接装置100可以由操作人员手动致动。

磁性耦接装置100还可以包括布置在壳体100的上部124处或附近的一个或多个铁磁片148，如图1A所示。在至少一个实施方式中，非铁磁安装板132和铁磁片148被布置在壳体110内，使得当磁性耦接装置100处于第一断开位置时，非铁磁安装板132位于铁磁片148之间并且与之接触。此外，磁性盘112的顶部可以与铁磁片148的底部接触。在另一示例性实施方式中，铁磁片148可以沿磁性盘112的侧面向下延伸。在这些实施方式中，铁磁片148可以通过额外吸收由磁性盘112产生的磁场来减少磁性盘112的泄漏。

在至少一个实施方式中，非铁磁安装板132可以由非铁磁材料(例如，铝、奥氏体不锈钢等)制成。在这些实施方式中，当磁性耦接装置100处于第一断开状态并且磁性盘112和非铁磁安装板132被定位在壳体104的上部118处或附近时，在安装盘112、铁磁片148和非铁磁安装板132之间产生一个或多个回路，如图1B所示。此外，当磁性耦接装置100处于第一断开状态时，在内部空腔116中包括空气和/或具有低磁化率的另一种物质的间隙150(图1A的)位于极板106与磁性盘112之间，并且将极板106与磁性盘112分开。因而，当磁性耦接装置100处于第一断开状态时，很少或没有来自磁性盘112的磁通量延伸到工件接触界面104并且穿过铁磁工件102。因此，磁性耦接装置100可以与铁磁工件102分开。此外，由于安装盘112、铁磁片148和非铁磁安装板132之间的回路，来自磁性盘112的大部分(如果不是全部的话)磁通量被包含在壳体110内。

包括铁磁片148的另一个优点是，磁性盘112的底部与极板106之间的间隙150的距离可以小于如果磁性耦接装置100不包括非铁磁安装板132和铁磁片148的情况。即，在磁性盘112、铁磁片148和非铁磁安装板132之间产生的一个或多个回路便于将来自磁性盘112的大部分(如果不是全部的话)磁通量限制在壳体110内，靠近磁性盘112并远离极板106。这样，通过磁性耦接装置100转移至铁磁工件102的磁通量不足以提升铁磁工件102中的一个或多个铁磁工件。换言之，磁通量在极板106的底部处可以有效地为零，因此，有效地，磁通量不会通过磁性耦接装置102转移至铁磁工件102，这减小了当磁性耦接装置102在断开状态与一个或多个导通状态之间转变时磁性盘112需要行进的总体所需的高度(见下面的高度182)。

相反，如果非铁磁安装板132和铁磁片148不包括在磁性耦接装置102中，则来自磁性盘112的较少磁通量将被限制在壳体110内和/或磁性盘112附近。并且，因为较少的磁通量将被限制在磁性盘112附近，所以磁性盘112的底部与极板106之间的间隙150将不得不更大，以便磁通量不向下延伸穿过极板106并使磁性耦接装置100与铁磁工件102中的一个或多个铁磁工件耦接。由于在所示的实施方式中间隙150较小，所以磁性耦接装置100可以小于不具有这些特征的其它磁性耦接装置。

作为示例，磁性盘112在第一断开状态与第二导通状态之间转变所行进的间隙150可以小于或等于8mm。相反，为了从第二导通状态转变到第一断开状态，磁性盘112可以行进小于或等于8mm。

所示的实施方式的另一个优点在于，由于间隙150较小，所以致动器128可以使用较少的能量来在壳体110内沿竖直轴线120平移磁性盘112。所示的实施方式的又一优点是，当致动器128使磁性盘112从第一断开位置平移到第二导通位置并且磁性盘112与极片106接触时，磁性盘112将不太可能断裂。这是因为磁性盘112由于减小的间隙150而在转变期间建立较少的动量。作为所示的实施方式的又一个优点，在磁性耦接装置100失效，同时磁性耦接装置100处于断开状态的情况下，由于非铁磁安装板132和铁磁片148，磁性耦接装置100将不会转变到导通状态。这样，磁性耦接装置100比当磁性耦接装置失效时从断开状态转变到导通状态的磁性耦接装置更安全。相反，在磁性耦接装置100不包括非铁磁安装板132和/或铁磁片148的情况下，由于缺少在断开位置产生的磁路，所以磁性盘112更有可能转变到导通状态。

如上所述，当磁性盘106被定位在壳体104的下部126处或附近时，磁性耦接装置100处于第二导通状态。如图2所示，当磁性耦接装置100处于第二导通状态时，来自磁性盘106的磁通量延伸穿过铁磁工件102中的一个或多个铁磁工件。这样，磁性耦接装置100被构造成当磁性耦接装置100处于第一导通状态时与一个或多个铁磁工件102耦接。虽然磁通量线被示为穿过两个铁磁工件102’、102”，但是在一些实施方式中，磁通量线主要仅穿过铁磁工件102’。当磁通量线主要穿过第一铁磁工件102’时，磁性耦接装置100可以用于将铁磁工件102彼此拆堆和分开。

为了在磁性耦接装置100处于第二导通状态时便于磁通量线主要仅穿过第一铁磁工件102’，磁性盘112可以是可移除的和可替换的，这允许不同强度、高度和/或宽度的磁性盘112与磁性耦接装置100一起使用。磁性盘112的强度、高度和/或宽度可以基于铁磁工件102的厚度来选择，使得当磁性耦接装置100处于第二导通位置时，铁磁工件102可以被充分地拆堆并且彼此分开。

另外地或替代地，极板106可以是可移除的和可替换的，这允许不同类型的极板106与磁性耦接装置100一起使用。例如，极板106可以基于磁性耦接装置100正在耦接的铁磁工件102的类型来选择。例如，磁性耦接装置100可以处理不能被划伤或擦伤的a类表面。因此，可以选择在工件接触界面上布置有橡胶(或者降低铁磁工件102被划伤或擦伤的可能性的另一种材料)的极板106并且将其结合到磁性耦接装置100中。作为另一示例，可以基于磁性耦接装置100正在耦接的铁磁工件102的厚度选择具有不同凸起和/或间隙的极板106。下文结合图7-13更详细地解释凸起和/或间隙的相关性的附加示例。

如下文结合图4更详细地讨论的，壳体104以使得允许磁性盘112和/或极板106可容易地去除和替换的方式构造。

另外地或替代地，磁性耦接装置100可以转变到如上所述的一个或多个中间状态。例如，磁性耦接装置100可以转变到第三导通状态，如图3所示。第三导通状态是当磁性盘112沿竖直轴线120位于当磁性耦接装置100处于第一断开状态时磁性盘112的位置与当磁性耦接装置100处于第二导通状态时磁性盘112的位置之间时。在使用相同的磁性盘112的实施方式中，与当磁性耦接装置100处于第二导通状态时相比，当磁性耦接装置100处于第三导通状态时，更少的磁通量穿过工件接触界面104并且进入铁磁工件102，如图3所示。即，假设在图2和图3所描绘的实施方式中使用相同强度的磁性盘112，则图2中的磁通量线穿过铁磁工件102’、102”二者，而图3中的磁通量线仅穿过铁磁工件102’。通过能够处于第三导通状态，磁性耦接装置100可以能够在不必用不同强度的磁性盘112替换磁性盘112的情况下将不同厚度的铁磁工件102拆堆。

如上所述，极板106包括多个凸起108。每个凸起108作为极部116的相应极部的极延伸部。即，当磁性耦接装置100处于第二或第三导通状态时，极部116的相应的北极或南极向下延伸穿过相应的凸起108。然后产生磁路，该磁路从N极部116穿过相应的N极凸起108、穿过一个或多个铁磁工件102、穿过S极凸起108并且穿过S极部116。当磁性耦接装置100处于导通状态时，每个永磁体部产生这些磁路中的一个磁路。如下面结合图7-13更详细地解释的，凸起108的大小和其之间的距离影响铁磁工件102的通量转移，并且允许铁磁材料102的更有效的拆堆和增加的保持力。例如，在至少一些实施方式中，为了实现被转移通过铁磁工件102的铁磁工件102’的最高磁通量浓度并且因此具有能够使铁磁工件102’从铁磁工件102”、102”’拆堆的最大可能性，凸起的大小(例如，宽度和高度)以及其间的间隙应当大致匹配铁磁工件102的厚度。

为了分开N和S凸起108，极板106可以包括被构造成接收一个或多个非铁磁片152(在图1B中描绘)的槽。非铁磁片152可以布置在每个凸起108之间的相应封套154(在图1B中描绘)内。由于非铁磁片152，由永磁体部114产生的磁路基本上不延伸穿过非铁磁片152，因此，N和S凸起彼此分开。此外，如上所述，与如果极板106不包括多个凸起108相比，凸起108导致来自磁性盘112的磁通量更靠近工件接触界面104。下面结合图7-13讨论便于来自磁性盘112的磁通量更靠近工件接触界面104集中的凸起108的不同方面。

参见图4，示出了磁性耦接装置100的分解视图。如所示的，壳体110包括可释放地固定至上部110B的下部110A。下部110A可以使用一个或多个螺钉156固定至上部110B。螺钉156可以使得容易接近布置在壳体110内的磁性耦接装置110的部件，如以下所解释的。

在连接下部110A与上部110B之前，下部110A接收极板106。在至少一个实施方式中，下部110A包括被构造成接收极板106的凸耳160的凹部/切口158。凸耳160便于极板106在下部110A内的适当定位。在期望具有与当前安装的极板106不同的凸起108的极板106的情况下，那么极板106的适当定位可以便于容易地替换极板106。例如，壳体110的下部110A可以通过去除螺钉156而与上部110B分开。然后，可以从下部110A去除极板106。此后，具有不同凸起108的另一极板106可以被插入下部110A中，使得凸耳160被凹部/切口158接收。最后，螺钉156可以用于将下部110A固定至上部110A。

除了替换极板106之外或作为替换极板106的替代，磁性耦接装置100的设计还便于容易地去除和更换磁性盘112。例如，如所示的，非铁磁安装板132经由一个或多个螺钉161与磁性盘116耦接。在从上部110B去除下部110A之后，可以沿竖直轴线120降低磁性盘116，从而可以接近螺钉161。一旦螺钉161被拧下，磁性盘116就可以与非铁磁安装板132分开，并且换成另一磁性盘116。可以使用螺钉161将新的磁性盘116固定至非铁磁安装板132。之后，下部110A和上部110B可以使用螺钉156耦接在一起。

在一些情况下，在磁性盘116破裂或损坏的情况下，可能需要替换磁性盘116。在其它示例中，可能需要用产生更强或更弱磁场的磁性盘116替换磁性盘116。如上所讨论的，用具有更强或更弱磁性的磁性盘116替换磁性盘116可以便于将铁磁工件102拆堆。例如，第一磁性盘116可以通过第一和第二铁磁工件102”、102”’产生足够的磁通量以提升铁磁工件102’、102”二者。然而，将第一铁磁工件102’与第二铁磁工件102”分开可能是期望的。在这些示例中，比第一磁性盘116弱并且仅产生足以提升第一铁磁工件102’的通过铁磁工件102的磁通量第二磁性盘116可以替换第一磁性盘116。

在所示的实施方式中，使用一个或多个螺钉162使致动器128的下部128A与壳体110耦接。这样，下部128A作为壳体110的盖。此外，使用一个或多个螺钉162使铁磁片148与致动器128的底部128A耦接。这样，当磁性盘112和非铁磁安装板132被移动到壳体110的上部并且磁性耦接装置100处于第一断开位置时，磁性盘112和非铁磁安装板132被布置在铁磁片148附近和/或与铁磁片148接触。然后从磁性盘112的N极部116形成穿过铁磁工件148中的一个铁磁工件、穿过非铁磁安装板132、穿过另一个铁磁工件148并到达磁性盘112的S极部116的磁路。该回路导致磁性耦接装置100的多个优点，如上所讨论的。

如所示的，非铁磁安装板132通过螺钉166与接合部130耦接。接合部130包括第一部分130A和第二部分130B，其中在至少一些实施方式中，第一部分130A的横截面积小于第二部分130B。在至少一个实施方式中，第一部分130A延伸穿过底部128A中的通道168并且经由螺钉166与非铁磁安装板132耦接。由于接合部130与非铁磁安装板132的耦接，接合部130沿竖直轴线120的平移将使非铁磁安装板132和磁性盘112沿竖直轴线120平移。

为了使接合部130沿竖直轴线120平移，致动器128可以被气动地致动。例如，致动器的壳体128B可以包括端口174，该端口174包括第一端口174A和第二端口174B。当空气经由空气压缩机或以其它方式被提供到端口174A中时，致动器的壳体128B内第二部分130B上方的压力增加，这导致接合部130沿竖直轴线120向下移动。接合部130的平移导致磁性盘112沿竖直轴线120向下移动，使得磁性耦接装置100从第一断开状态转变到第二导通状态或第三导通状态或从第三导通状态转变到第二导通状态。为了将提供到端口174A中的空气限制在致动器的壳体128B内和接合部130上方，致动器128可以包括经由一个或多个螺钉176固定至致动器的壳体128B的盖(未示出)。附加地或替代地，可以从端口174B抽出空气，以相对于第二部分130B上方的压力减小第二部分130B下方的压力，这导致接合部130沿竖直轴线120向下移动。

相反地，当空气被提供到端口174B中时，致动器的壳体128B内第二部分130B下方的压力增加，这导致板沿竖直轴线120向上移动。接合部130的平移导致磁性盘112沿竖直轴线120向上移动，使得磁性耦接装置100从第二导通状态转变为第三导通状态或第一断开状态或从第三导通状态转变为第一断开状态。附加地或替代地，可以从端口174A抽出空气，以便相对于第二部分130B下方的压力减小第二部分130B上方的压力，这导致接合部130沿竖直轴线120向上移动。

在至少一些其它实施方式中，端口174A、174B可以穿过壳体110B形成，并且可以向磁性盘112的顶部或磁性盘112的底部施加压力或减小压力，以沿竖直轴线120平移磁性盘112。

图5和6示出了图1A-1B的磁性耦接装置在铁磁工件102上的不同位置中的俯视截面图。参见图5，磁性盘112被示为在铁磁工件102’上。如所示的，磁性盘112的整个覆盖区已经被放置在铁磁工件102’上。如本文所使用的，术语覆盖区可以被定义为磁性盘112的表面积，即，宽度180乘以高度182。优选地将磁性盘112的整个覆盖区放置在铁磁工件102’上，因为最大量的通量将从磁性盘112转移至铁磁工件102’。当磁性盘112的整个覆盖区被放置在铁磁工件102’上时，磁性耦接装置100可以被构造成每平方毫米的磁性盘112的覆盖区面积提升大于或等于22.0克的铁磁工件102。

虽然优选地使磁性盘112的整个覆盖区放置在铁磁工件102’上，但是磁性盘112常常如图6所示被放置在铁磁工件102’上。这可以在磁性耦接装置100附接至机器人系统(诸如(图14的)机器人系统600)的臂单元的端部时发生，其中使用磁性耦接装置100的确定位置、计算机视觉和/或一些其它自动化过程来执行磁性盘112在铁磁工件102’上的放置。

在如图6所示磁性盘112被放置在铁磁工件102’上的情况下，磁性盘112的构造可以提供一些优点。具体地，与其它磁性耦接装置相比，当磁性盘112提升铁磁工件102’时，磁性盘112从铁磁工件102’剥离的可能性更低。即，由于多个永磁体部114被包括在磁性盘112中，所以当磁性盘112被如图6所示放置在铁磁工件102’上时，仅最左边的永磁体部114离开铁磁工件102’。因此，在磁性盘112与铁磁工件102’之间仍然形成五个其它磁路。这样，磁性盘112仍可以在大约83％的负荷(5/6＝.83)下操作。相比之下，如果磁性盘112仅包括一个永磁体部114，则由于1/3的极部离开铁磁工件102’，所以三分之一的磁路将不会通过铁磁工件102’形成。这样，磁性盘112可以在大约66％的负荷下操作。作为另一示例，在磁性盘具有包括一个或多个北极和一个或多个南极的圆形覆盖区并且磁性盘仅部分地放置在铁磁工件102上的情况下，极中的一个极的大部分或多个极将离开铁磁工件102，从而显著地减小磁性盘的保持力。

如上所述，极板106可以具有间隔开的凸起108。参见图7-13，其是可以并入到图1A-1C的磁性耦接装置中的极板106和凸起108的示例性部分。

图7是可以用作极板106的极板200的示例性部分的一部分的侧视图。极板200包括布置在极板200的底部208上的多个凸起206。每个凸起206被凹部210隔开。此外，多个凸起206共同形成极板200的工件接触界面212。

由于在极板200中包括的多个凸起206，所以包括极板200的磁性耦接装置在工件接触界面212附近产生比具有不包括凸起206的极板的磁性耦接装置更强的磁场。在工件接触界面212附近产生的磁场在本文中可以被称为浅磁场。此外，通过在极板200上包括多个凸起206，包括极板200的磁性耦接装置比不包括凸起206的磁性耦接装置在深度上更远离极板200处产生了更弱的磁场。更远离极板200产生的磁场此处被称为由极板200产生的远场或深磁场。换言之，包括具有凸起206的极板200的磁性耦接装置在工件接触界面212附近具有比包括具有不含凸起206的齐平的连续界面的极板的磁性耦接装置更强的保持力。

由于极板200的凸起206便于产生更强的浅磁场和更弱的远场磁场，所以与具有不含凸起206的极板的磁性耦接装置相比，包括极板200的磁性耦接装置可以用于更好地对薄铁磁工件102进行拆堆。即，包括不含凸起206的极板的磁性耦接装置可以产生更强的远场磁场，该更强的远场磁场将导致多个薄的铁磁工件102与磁性耦接装置耦接。当试图从薄的铁磁工件102的堆叠阵列获得单个薄的铁磁工件102时，这是不期望的结果。这样，代替使用包括不含凸起206的极板的磁性耦接装置来将铁磁工件102拆堆，可以使用包括凸起206的极板200。

在实施方式中，改变凸起206的宽度214导致由相同的磁性耦接装置产生的不同的浅磁场。例如，随着磁凸起206的宽度214增加，浅磁场减少并且远场磁场增大。这样，为了产生用于特定铁磁工件102的优选的浅磁场，凸起206的宽度214可以在待拆堆的铁磁工件102的厚度的大约+/-25％内。例如，当磁性耦接装置对2mm厚的铁磁工件102进行拆堆时，凸起206的宽度214可以是大约2mm(例如，2mm+/-25％)。在实施方式中，这将在距离工件接触界面212 0mm与2mm之间的深度产生强的浅磁场。然而，在至少一个实施方式中，对于厚度小于极限的一些铁磁工件102，可能存在用于产生优选的浅磁场的极限。即，对于厚度小于Xmm的铁磁工件102，可以通过宽度214在下限Xmm但是不小于该下限的凸起206产生优选的浅磁场。即，为了对于厚度为1/2*Xmm的工件102产生优选的磁场，凸起206的宽度214可以处于下限Xmm，而不是1/2*Xmm的+/-25％。然而，如果铁磁工件102的厚度为Xmm或更大，则宽度214可以大致等于铁磁工件102的厚度(例如，+/-25％)。下限的示例可以在0mm至2mm的范围内。然而，这仅是示例，并不意味着是限制性的。

在至少一个实施方式中，当包括极板200的磁性耦接装置与具有不同厚度的铁磁工件102耦接时，可以使用具有宽度214(其是铁磁工件102的厚度的平均值)的极板200来减少改变极板的需要。然而，类似于上文，可以应用下限(例如，2.0mm)，使得如果铁磁工件102的平均厚度低于下限(即，＜2.0mm)，则宽度214可以被构造为下限(即，2.0mm)。

在实施方式中，改变凹部210的深度216和/或宽度218导致由相同的磁性耦接装置100产生的不同的浅磁场。在实施方式中，为了针对特定的铁磁工件102产生适当的浅磁场，凹部210的深度216和/或宽度218可以与凸起206的宽度214大致相同(例如，+/-25％)。例如，如果凸起206的宽度214是2mm，则凹部210的深度216和/或宽度218可以是大约2mm(例如，2mm+/-25％)。在实施方式中，这将在距接触界面212 0mm与2mm之间的深度产生强的浅磁场。然而，类似于上文，对于厚度小于极限的一些铁磁工件102，可能存在产生优选的浅磁场的极限。即，对于厚度小于Xmm的铁磁工件102，可以通过处于下限Xmm但是不小于该下限的深度216和宽度218来产生优选的浅磁场。即，为了对于厚度为1/2*Xmm的铁磁工件102产生优选的磁场，深度216和宽度218可以在下限Xmm，而不是1/2*Xmm的+/-25％。然而，如果铁磁工件102的厚度为Xmm或更大，则深度216和宽度218可以近似等于铁磁工件102的厚度(例如，+/-25％)。

类似于上文，当包括极板200的磁性耦接装置100耦接具有不同厚度的铁磁工件102时，可以使用具有凹部210的深度216和/或宽度218(其为铁磁工件102的厚度的平均值)的极板200来减少改变极板的需要。此外，可以应用下限(例如，2.0mm)，使得如果铁磁工件102的平均厚度低于下限(即，＜2.0mm)，则深度216和宽度218可以被配置为下限(即，2.0mm)。

极板200可以可释放地与磁性耦接装置100耦接。因此，当极板200的凸起206对于磁性耦接装置100所耦接的铁磁工件102不具有合适的宽度214、深度216和/或宽度218时，可以用更合适的极板200来替换极板200。

图8是极板300的另一示例性部分的一部分的侧视图，该极板可以用作极板106。类似于图7中描绘的极板200，极板300包括被布置在极板300的底部308上的多个凸起306。每个凸起306被凹部310分开。多个凸起306共同形成极板300的工件接触界面312。

类似于上文，改变凸起306的宽度314和/或凹部310的深度316和/或宽度318导致由相同的磁性耦接装置100产生的不同的浅磁场。在实施方式中，为了针对特定的铁磁工件102产生适当的浅磁场，凸起的宽度314和/或深度316和/或凹部310的宽度318可以与待耦接至磁性耦接装置100的铁磁工件102的厚度大致相同(例如，+/-25％)。然而，在至少一个实施方式中，对于厚度小于极限的一些铁磁工件102，可能存在用于产生优选的浅磁场的极限。即，对于厚度小于Xmm的铁磁工件102，优选的浅磁场可以通过处于下限Xmm但不小于该下限的宽度314、深度316和/或宽度318产生。即，为了针对厚度为1/2*Xmm的铁磁工件102产生优选的磁场，宽度314、深度316和/或宽度318可以在下限Xmm而不是1/2*Xmm的+/-25％。然而，如果铁磁工件102的厚度为Xmm或更大，则宽度314、深度316和/或宽度318可以近似等于铁磁工件102的厚度(例如，+/-25％)。下限的示例可以在0mm至2mm的范围内。然而，这仅是示例，并不意味着是限制性的。

替代地，当包括极板300的磁性耦接装置与具有不同厚度的铁磁工件102耦接时，可以使用具有宽度314、深度316和/或宽度318(其大约是铁磁工件102的厚度的平均值)的极板300来减少改变极板的需要。然而，类似于上文，可以应用下限(例如，2.0mm)，使得如果铁磁工件102的平均厚度低于下限(即，＜2.0mm)，则宽度314、深度316和/或宽度318可以被构造为下限(即，2.0mm)。

参见图9，凸起306之间的凹部310可以在其上末端处具有连续的斜坡轮廓(斜坡限定在所有点处，没有尖角)。与包括具有尖角的凹部的极板的磁性耦接装置相比，弯曲的凹部310可以将更高的磁通量转移至铁磁工件102。在实施方式中，为了提供高磁通量转移，弯曲的凹部310的曲率半径324可以是凹部310的宽度318的大约1/2。测试数据表明，通过包括凹部310的斜坡轮廓(其为凹部324的宽度318的1/2)，可以获得大于3％的改进。

图10是可以用作极板106的另一示例性的极板400的一部分的侧视图。类似于分别在图6和图7中描绘的极板200、300，极板400包括布置在极板400的底部408上的多个凸起406。每个凸起406被凹部410分开。多个凸起406共同形成极板400的工件接触界面412。

类似于上文，改变凸起406的宽度414和/或凹部410的深度416和/或宽度418导致由相同的磁性耦接装置100产生的不同的浅磁场。在实施方式中，为了针对特定的铁磁工件102产生适当的浅磁场，凸起406的宽度414和/或凹部410的深度416和/或宽度418可以与铁磁工件102的厚度大致相同(例如，+/-25％)。然而，在至少一个实施方式中，对于厚度小于极限的一些铁磁工件102，可能存在用于产生优选的浅磁场的极限。即，对于厚度小于Xmm的铁磁工件102，可以通过处于下限Xmm但是不小于该下限的宽度414、深度416和/或宽度418来产生优选的浅磁场。即，为了针对厚度为1/2*Xmm的铁磁工件102产生优选的磁场，宽度414、深度416和/或宽度418可以在下限Xmm而不是1/2*Xmm的+/-25％。然而，如果铁磁工件102的厚度为Xmm或更大，则宽度414、深度416和/或宽度418可以近似等于铁磁工件102的厚度(例如，+/-25％)。下限的示例可以在0mm至2mm的范围内。然而，这仅是示例，并不意味着是限制性的。

替代地，当包括极板400的磁性耦接装置与具有不同厚度的铁磁工件102耦接时，具有宽度414、深度416、和/或宽度418(其是铁磁工件102的厚度的平均值)的极板400可以用于减少改变极板的需要。然而，类似于上文，可以应用下限(例如，2.0mm)，使得如果铁磁工件102的平均厚度低于下限(即，＜2.0mm)，则宽度414、深度416和/或宽度418可以被构造为下限(即，2.0mm)。

在实施方式中，极板400还可以包括在凹部410中的凸起406之间布置的可压缩构件420。在实施方式中，当包括极板400的磁性耦接装置100与铁磁工件102耦接时，可压缩构件420压缩。由于可压缩构件420的压缩，在可压缩构件420与铁磁工件102之间产生静摩擦，该静摩擦可能大于凸起406与铁磁工件102之间的静摩擦。这样，与铁磁工件102与不包括可压缩构件420的极板耦接的情况相比，与包括极板400的磁性耦接装置100耦接的铁磁工件102不太可能旋转和平移。在实施方式中，可压缩构件420可以由弹性材料构成，诸如异戊二烯、聚氨酯、丁腈橡胶聚合物和/或类似物。

图11A-11B描绘了另一示例性的极板500，其可以用作极板106。类似于图7、8、10中所描绘的极板200、300、400，极板500包括布置在极板500的底部504上的多个凸起502。每个凸起502被凹部506分开。多个凸起502共同形成极板500的工件接触界面508。

如所示的，工件接触界面508是非平面的。在实施方式中，非平面的工件接触界面508可以便于将磁性耦接装置100与具有非平面表面的铁磁工件耦接。例如，包括极板500的磁性耦接装置100可以用于将磁性耦接装置100与一个或多个类型的杆、轴等(例如，凸轮轴)耦接。虽然工件接触界面508包括弯曲表面510，但是工件接触界面508可以具有任何其它类型的非平面表面。例如，工件接触界面508的轮廓可以类似于包括工件接触界面508的磁性耦接装置旨在耦接的铁磁片。

尽管具有非平面的工件接触界面508，但是改变凸起502的宽度512和/或凹部506的深度514和/或宽度516导致由相同的磁性耦接装置产生的不同的浅磁场。在实施方式中，为了针对特定的铁磁工件102产生适当的浅磁场，凸起552的宽度512和/或凹部506的深度514和/或宽度516可以与铁磁工件102的厚度大致相同(例如，+/-25％)。然而，在至少一个实施方式中，对于厚度小于极限的一些铁磁工件102，可能存在用于产生优选的浅磁场的极限。即，对于厚度小于Xmm的铁磁工件102，优选的浅磁场可以通过处于下限Xmm但不小于该下限的宽度512、深度514和/或宽度516产生。即，为了针对厚度为1/2*Xmm的铁磁工件102产生优选的磁场，宽度512、深度514和/或宽度516可以在下限Xmm而不是1/2*Xmm的+/-25％。然而，如果铁磁工件102的厚度为Xmm或更大，则宽度512、深度514和/或宽度516可以近似等于铁磁工件102的厚度(例如，+/-25％)。下限的示例可以在0mm至2mm的范围内。然而，这仅是示例，并不意味着是限制性的。

替代地，当包括极板500的磁性耦接装置与具有不同厚度的铁磁工件102耦接时，可以使用具有宽度512、深度514、和/或宽度516(其是铁磁工件102的厚度的平均值)的极板500来减少改变极板的需要。然而，类似于上文，可以应用下限(例如，2.0mm)，使得如果铁磁工件102的平均厚度低于下限(即，＜2.0mm)，则宽度512、深度514和/或宽度516可以被构造为下限(即，2.0mm)。

图12A-12B描绘了另一示例性的极板550，其可以用作极板106。类似于图7、8、10、11A-11B中所描绘的极板200、300、400、500，极板550包括布置在极板550的底部554上的多个凸起552。每个凸起552被凹部556分开。多个凸起552共同形成极板550的工件接触界面558。

如所示的，工件接触界面558是非平面的。在实施方式中，非平面的工件接触界面558可以便于使磁性耦接装置100与具有非平面表面的铁磁工件耦接。例如，包括极板550的磁性耦接装置可以用于使磁性耦接装置100与铁磁工件的一个或多个边缘、拐角等耦接。虽然工件接触界面558包括从中心点562延伸的两个向下倾斜的表面560，但工件接触界面558可以具有任何其它类型的非平面表面。例如，工件接触界面558的轮廓可以类似于包括工件接触界面558的磁性耦接装置旨在耦接的铁磁片。

尽管具有非平面的工件接触界面558，但是改变凸起552的宽度564和/或凹部556的深度566和/或宽度568导致由相同的磁性耦接装置产生的不同的浅磁场。在实施方式中，为了针对特定的铁磁工件102产生适当的浅磁场，凸起552的宽度564和/或凹部556的深度566和/或宽度568可以与铁磁工件102的厚度大致相同(例如，+/-25％)。然而，在至少一个实施方式中，对于厚度小于极限的一些铁磁工件102，可能存在用于产生优选的浅磁场的极限。即，对于厚度小于Xmm的铁磁工件102，优选的浅磁场可以通过处于下限Xmm但不小于该下限的宽度564、深度566和/或宽度568产生。即，为了产生厚度为1/2*Xmm的铁磁工件102的优选的磁场，宽度564、深度566和/或宽度568可以在下限Xmm而不是1/2*Xmm的+/-25％。然而，如果铁磁工件102的厚度为Xmm或更大，则宽度564、深度566和/或宽度568可以近似等于铁磁工件102的厚度(例如，+/-25％)。下限的示例可以在0mm至2mm的范围内。然而，这仅是示例，并不意味着是限制性的。

替代地，当包括极板550的磁性耦接装置与具有不同厚度的铁磁工件102耦接时，可以使用具有宽度564、深度566和/或宽度568(其是铁磁工件102的厚度的平均值)的极板550来减少改变极板的需要。然而，类似于上文，可以应用下限(例如，2.0mm)，使得如果铁磁工件102的平均厚度低于下限(即，＜2.0mm)，则宽度564、深度566和/或宽度568可以被构造为下限(即，2.0mm)。

图13是示例性的凸起206的一部分的侧面。如所示的，每个凸起206本身可以包括凸起206’。与凸起206不包括凸起206’的情况相比，凸起206’可以进一步增加浅磁场并且减少远场磁场。在替代实施方式中，凸起206可以不包括凸起206’。

极板的其它特征在2018年1月29日提交的题为“具有带有间隔开的凸起的极靴的磁性提升装置(MAGNETIC LIFTING DEVICE HAVING POLE SHOES WITH SPACED APARTPROJECTIONS)”的美国临时专利申请No.62/623,407(卷号MTI-0015-01-US-E)中描述，其全部内容通过引用明确地并入本文。

考虑到验证图7-13的前述公开内容，下表中提供了用于不同类型的极板106的以下平均分开力。

参考图14，示出了示例性的机器人系统600。虽然在图14中描绘了机器人系统600，但是结合其描述的实施方式可以应用于其它类型的机器(例如，起重机、取放机器、机器人固定装置等)。

机器人系统600包括电子控制器136。电子控制器136包括存储在相关联的存储器142中以供处理器140执行的附加逻辑。包括控制机械臂604的移动的机器人移动模块602。在所示出的实施方式中，机械臂604包括第一臂段606，其围绕竖直轴线相对于底座是可旋转的。第一臂段606通过第一接头610与第二臂段608可移动地耦接，第二臂段608可以在该第一接头610处相对于第一臂段606在第一方向上旋转。第二臂段608通过第二接头612与第三臂段611可移动地耦接，第三臂段611可以在该第二接头612处相对于第二臂段608在第二方向上旋转。第三臂段611通过第三接头616和旋转接头618与第四臂段614可移动地耦接，第四臂段614可以在该第三接头616处相对于第三臂段611在第三方向上旋转，第四臂段614在该旋转接头618处相对于第三臂段611的取向可以改变。磁性耦接装置100被说明性地示出为固定至机械臂604的端部。磁性耦接装置100用于将铁磁工件102(未示出)与机械臂604耦接。

在一个实施方式中，电子控制器136通过处理器140执行机器人移动模块602而使机械臂604移动到第一姿势，在该第一姿势处，磁性耦接装置100在第一位置处接触铁磁工件102。电子控制器136通过处理器140执行控制逻辑144而指示磁性装置100从第一断开状态转变到第二导通状态或第三导通状态以使铁磁工件102与机器人系统600耦接。电子控制器136通过处理器140执行机器人移动模块602将铁磁工件102从第一位置移动到期望的间隔开的第二位置。一旦铁磁工件102处于期望的第二位置，电子控制器136就通过处理器140执行控制逻辑144而指示磁性耦接装置100从第二导通状态转变到第一断开状态以将铁磁工件102从机器人系统600解耦。电子控制器136然后重复该过程以耦接、移动和解耦另一铁磁工件102。

在实施方式中，控制逻辑144还可以确定铁磁工件102相对于磁性耦接装置100的存在、不存在或其它特性。为此，磁性耦接装置100可以包括一个或多个磁场传感器。参见图15，示出了包括磁场传感器702的磁性耦接装置100的代表性俯视截面图。如在此所描述的，磁场传感器702被定位成第一磁场传感器702A被定位在磁性耦接装置100的左侧半部704中，并且第二磁场传感器702B被定位在磁性耦接装置100的右侧半部706中。另外，第三磁场传感器702C被定位在磁性耦接装置100的前半部708中，并且第四磁场传感器702D被定位在磁性耦接装置100的后半部710中。前半部708包括左侧半部704的第一部分712和右侧半部706的第一部分714。后半部710包括左侧半部704的第二部分716和右侧半部706的第二部分718。第三和第四磁场传感器702C、702D的添加提供了可以用于确定磁性耦接装置100的不同操作状态的附加传感器值。例如，基于四个磁场传感器的输出，控制逻辑144可以确定工件接触界面104相对于铁磁工件102在两个旋转轴上的取向，诸如从左向右倾斜和从前向后倾斜。

然后转到控制逻辑144的功能块。关于磁性耦接装置100所需要的最简单的信息是磁性耦接装置100的切换状态的信息，即，是处于第一断开状态、第二导通状态或部分导通状态(如第三导通状态)中的单元。在第一断开状态中，磁性耦接装置100的漏通量极少或甚至没有。在第二导通状态下，即使在具有铁磁工件102的接近完美的磁性工作回路上，磁性耦接装置100的漏通量也比在第一断开状态下显著地更多。因此，在校准过程中，在磁性耦接装置100的断开状态下对第一磁场传感器702中的一个或多个第一磁场传感器的读数可以作为校准值或硬编码值存储在与控制逻辑144的处理器140相关联的存储器142(参见图15)中，并且当磁强计读数上升到高于该第一断开状态值或高于该断开状态值的某个偏移时，磁性耦接装置100可以被认为处于第二导通状态或部分导通状态，诸如第三导通状态。当磁强计读数处于或接近校准存储值时，磁性耦接装置100可以被认为处于第一断开状态。在实施方式中，通过校准过程，处于期望的部分导通状态的第一磁场传感器702中的一个或多个第一磁场传感器的读数可以作为校准值或硬编码值被存储在存储器142中，并且当磁强计读数上升到特定的存储读数或在特定的存储读数的某个百分比内时，磁性耦接装置100可以被认为处于相应的部分导通状态，诸如第三导通状态。在一些实施方式中，可以通过用于确定磁性盘112的位置以校准磁性耦接装置100的一个或多个位置传感器补充磁场传感器702。

当磁性耦接装置100处于导通状态时，控制逻辑144的另一个功能块可以用来确定仅在左侧半部704下方、仅在右侧半部706下方或者在左侧半部704和右侧半部706两者下方是否存在铁磁工件102。当不存在使磁性耦接装置100磁附接至的目标部件时(参见图16)，不存在通过极板106的“真实的”(即，外部工作)磁路(参见图1B)。假设任何工件102与极板106充分间隔开以便不扭曲磁场，通量将延伸穿过(图1B的)极部116之间的空气，从而有效地表示漏通量。这也导致在磁场传感器702处存在高漏通量。在磁性耦接装置100的正常操作中，通过针对给定的第二导通状态或部分导通状态(诸如第三导通状态)将该“最大漏通量”存储在与控制逻辑144的处理器140相关联的存储器142中，(漏通量或者是硬编码的(给定这个值将是不变的)或者来自校准运行)，通过将磁性耦接装置100放置在对应于所存储的“最大漏通量”参考值的第二导通状态或部分导通状态(诸如第三导通状态)并且将电流传感器输出与所存储的用于导通状态或部分导通状态的“最大漏通量”参考值相比较，可以确定是否存在铁磁工件102。

除了检测工件102的存在或不存在之外，当检测到铁磁工件102的存在(电流传感器值低于针对存在检测所存储的“最大漏通量”)时，控制逻辑144还可以提供工件接触界面104与工件102的间隔的指示。在实施方式中，控制逻辑144被构造为确定工件接触界面104是否接近铁磁工件102。在一个示例中，当对应传感器702的当前值下降到低于阈值时，控制逻辑144确定工件接触界面104是否接近工件102。阈值可以在校准运行期间确定并存储在存储器142中，并且可以对应于工件接触界面104与工件102之间的已知间隔(参见图17)。在一个实施方式中，在存储器142上存储多个阈值，每个阈值对应相应的已知间隔。多个存储的阈值允许控制逻辑144提供工件接触界面104与工件102之间的间隔的更好的近似，并且区分第一间隔(参见图17)与更小的第二间隔(参见图18)。其中一个优势是，准确地确定工件的接近度的能力允许机器人系统600(参见图14)以更高的速度移动，直到磁性耦接单元100在距工件102的第一间隔内，并且随后以更低的速度移动，直到与工件102接触。在实施方式中，对于在此讨论的各种校准运行和值，由于目标传感器读数可以基于目标铁磁工件的相应大小、形状、材料等而不同的事实，针对不同类型的铁磁材料执行单独的校准运行或值。

在实施方式中，控制逻辑144被构造成确定第一工件接触界面104和第二工件接触界面104相对于铁磁工件102的取向。在一个示例中，工件接触界面104的左侧半部704和工件接触界面104的右侧半部706相对于铁磁工件102的取向通过比较第一磁场传感器702A的输出和第二磁场传感器702B的输出来确定。当第一磁场传感器702A的输出和第二磁场传感器702B的输出满足第一标准时，工件接触界面104的左侧半部704与铁磁工件102之间的第一间隔和工件接触界面104的右侧半部706与铁磁工件102之间的第二间隔由控制逻辑144确定为大体相等。在一个示例中，第一标准是第一磁场传感器702A的输出在第二磁场传感器702B的输出的阈值量内。示例阈值量是绝对差。在另一示例中，阈值量是百分比差。当满足第一标准时，工件接触界面104的左侧半部704和右侧半部706相对于工件102具有大致相等的间隔(参见图18)。当不满足第一标准时，工件接触界面104的左侧半部704和右侧半部706相对于工件102成角度(参见图19)。如果并入了第三和第四磁场传感器，诸如图15中所示，则除了图19中描绘的绕横摇轴的角度之外，还可以确定绕俯仰轴的角度(参见图20)。附加地或替代地，三维磁通量传感器的并入可以确定绕俯仰轴的角度(参见图20)和/或图19中描绘的绕横摇轴的角度。

除了这些装置状态和工件检测能力之外，至少两个磁场传感器702在极板106上的指定位置中的存在和特定位置提供更高级的反馈。这是因为可以对极板106的各个极部116周围的漏通量的依赖于情形的可能的不均匀分布进行采样、比较和评估。

在实施方式中，在磁性耦接装置100的第二导通状态(同样适用于已知的部分导通状态)下，如果极板106的工件接触界面104的左侧半部704与铁磁工件102具有良好的接触，但是工件接触界面104的右侧半部706与工件102具有不良的接触(参见图21)，则在右侧半部706上将存在比左侧半部704更多的漏通量。左侧半部704上方的第一磁场传感器702A和右侧半部706上方的第二磁场传感器702B能够检测这种情况，并且右侧半部706上方的传感器702B将返回比左侧半部704上方的传感器702A更高的读数。在一个示例中，双向霍尔效应传感器被用于传感器702。因此，通过分别读取每个传感器702并比较它们之间的读数，控制逻辑144能够确定右侧半部706在工件102上具有不良的接触。在实施方式中，控制逻辑144具有能在硬件和微处理器软件中实现的执行这种评估的功能块。在一个示例中，当传感器702A和传感器702B的读数的差异超过所存储的阈值量时，控制逻辑144确定右侧半部706具有不良的接触。在另一示例中，当传感器702B的读数与已知存储值的差小于阈值时，控制逻辑144确定右侧半部706具有不良的接触，其中可以在磁性耦接装置100的校准期间确定已知存储值。

在实施方式中，控制逻辑144被构造为确定工件接触界面104的左侧半部704和工件接触界面104的右侧半部706相对于铁磁工件102的放置是否在铁磁工件102上的目标区域802内(参见图22-24)。在一个示例中，当第一磁场传感器702A的输出满足第一标准并且第二磁场传感器702B的输出满足第二标准时，通过控制逻辑144确定工件接触界面104的左侧半部704和工件接触界面104的右侧半部706相对于铁磁工件102的放置在铁磁工件102的目标区域802(图22-24)内。示例性的第一标准是第一磁场传感器702A的输出在磁通量值的第一范围内，并且示例性的第二标准是第二磁场传感器702B的输出在磁通量值的第二范围内。

参考图22-24，示出了目标区域802。工件102被示为具有右端804和左端806的材料片。目标区域802是工件102的在距工件102的右端804的第一偏移808与距工件102的左端806的第二偏移810之间的部分。在一个示例中，在磁性耦接装置100接近和/或超过第二偏移810时，由于工件接触界面104的左侧半部704接近工件102的左端806，所以与工件接触界面104的左侧半部704相关联的漏通量高于与工件接触界面104的右侧半部706相关联的漏通量。以类似的方式，在装置100接近和/或超过第一偏移808时，由于工件接触界面104的右侧半部706接近工件102的右端804，所以与工件接触界面104的右侧半部706相关联的漏通量高于与工件接触界面104的左侧半部704相关联的漏通量。尽管示出为线性目标区域802，但是可以针对铁磁工件102的长度和宽度限定二维目标区域802。在一个示例中，执行校准运行，其中装置100被放置在第一限制808(参见图24)和第二限制810(参见图23)中的每一个处，并且磁通量传感器702A、702B在两个限制处的对应漏通量值被存储在存储器142中。为第一限制位置(参见图24)所存储的两个漏通量值被存储在存储器142中作为“限制位置1”(两个值，每个传感器702A、702B一个值)。为第二限制位置(参见图23)所存储的两个漏通量值被存储在存储器142中作为“限制位置2”(两个值，每个传感器702A、702B一个值)。在实施方式中，第一标准的第一范围是用于磁场传感器702A、702B中的一个磁场传感器的限制位置1和限制位置2之间的值并且包括用于磁场传感器702A、702B中的一个磁场传感器的限制位置1和限制位置2，并且第二标准的第二范围是用于磁场传感器702A、702B中的另一个磁场传感器的限制位置1和限制位置2之间的值并且包括用于磁场传感器702A、702B中的另一个磁场传感器的限制位置1和限制位置2。假设值的第一范围对应于工件接触界面104的左侧半部704并且值的第二范围对应于工件接触界面104的右侧半部706，则控制逻辑144确定，当满足第二标准并且不满足第一标准时，磁性耦接装置100的左端被定位在目标区域802之外，并且同样地，当满足第一标准并且不满足第二标准时，磁性耦接装置100的右端被定位在目标区域802之外。

在实施方式中，在存储器142上使用(存储)“限制位置1和限制位置2”校准值允许装置用户校准铁磁工件102存在信号仅在形成特定磁性工作电路(如果被校准为相同的位置)时导通或在磁性工作电路的范围内(如果被校准为2个不同的位置)。工件接触界面104的左侧半部704和右侧半部706可以或者等同于限制位置1/2的“最大泄露”位置，或者它可以在更大的泄露位置中在其之外。这些校准是允许所谓的双空白检测(DBD)和部分特定或范围特定确认的校准。工件接触界面104的左侧半部704和右侧半部706在限制位置外部的自由旨在给予用户更多的自由，尤其是如果它们落在更薄的钢板上的边缘附近。

在实施方式中，还有可能使用这种多传感器方法来提供附加装置状态数据。在以上情况下，除了仅比较两个传感器读数以确定磁性耦接装置100的总体状态以及在工件接触界面104附近的铁磁工件104的存在或不存在之外，通过在更接近铁磁工件102时从每个传感器702进行更有区别的和精确的磁场测量(即，已经检测到存在，但是接近度(proximity，距离)还未被量化)并且对每个传感器702信号的值和磁强计读数之间的差的值进行计算，可以确定磁性耦接装置100相对于铁磁工件102的取向，诸如包括装置100的磁体夹持器相对于平坦的铁磁工件102处于什么角度。

更进一步地，相对于具有已知参数(大小、形状、材料等)的预定义铁磁工件102使用磁性耦接装置100的校准运行，并且通过将从在不同校准运行期间对传感器702输出信号的处理中获得的评估回路数据存储到存储器142中，可以完全确定相对于磁性耦接装置100位置到铁磁工件102目标表面的取向和距离，即使在工件接触界面104接触铁磁工件102之前也是如此，尤其是如果附加的磁场传感器被放置在除了先前指定的位置之外的位置中，如图15所示。由于磁性耦接装置100在任何状态下(即使在断开状态下)发射漏通量，所以非常灵敏的传感器可以响应于在断开状态下在传感器检测表面处从极板106发出的漏通量的小变化。当处于断开状态或已知的部分导通状态的磁性耦接装置100接近铁磁工件102时，那么，足够灵敏的磁强计可以指示与部件的接近度，并且可以传递被转换成控制信号的信号，该控制信号用于机械臂600，作为用于机器人的一种“视觉”，否则机器人是盲目的。作为另一示例，足够灵敏的磁强计可以辅助机械臂600，该机械臂600可以仅通过确定磁性耦接装置100与铁磁工件102之间的距离(例如，两者之间的深度)来确定其二维位置。因此，机械臂600可以被编程为在磁性耦接装置100接近铁磁工件102时减速(例如，线性地或非线性地)以避免碰撞。

例如，假设存在总共四个磁强计，一个在工件接触界面104的左半侧704的通量检测表面处并且一个在工件接触界面104的右半侧706的通量检测表面处，如前所述，并且两个附加传感器在其它位置处，诸如图15所示，当在传感器702之一比其它传感器更靠近(在绝对值方面)地移动的情况下使磁性耦接装置100朝向铁磁工件102移动时，那个传感器702附近的漏通量线的密度将增加，使它们本身朝向铁磁工件102集中。在使磁性耦接装置100更接近铁磁工件102(而不改变与机器人600的臂的端部耦接的磁性耦接装置100的空间姿态和平移方向)时，通量线将在磁性耦接装置100上更密集地重新分布，其中在最近的传感器702上的通量线的密度与传感器702与铁磁工件102之间的距离成反比。这会在近距离传感器702上的磁强计中产生更高的读数。通过比较近距离磁强计输出与从其它3个磁强计输出的信号，并且通过评估该数据，给定传感器702与工件接触界面104的工作面之间的已知空间关系，可以知道铁磁工件102的位置和距磁性耦接装置100的工作面的距离。作为另一示例，一个或多个三维磁强计可以用于确定铁磁工件102离磁性耦接装置100的工作面有多近。

在对磁性耦接装置100的磁强计的输出进行准确计算时，当开启磁通量源并且与铁磁工件102建立接触时，可以启用其它功能。在工作磁路中的磁通量的量与工作磁路能够承受的物理力的量之间存在直接关系，在磁性耦接装置100的情况下物理力的量对应于装置100的有效载荷。由于来自永磁体的漏通量取决于在主工作回路中“消耗”(即，约束)多少磁通量，所以在漏通量与磁性耦接装置100可以维持的最大有效载荷之间存在相关性。在一个实施方式中，控制逻辑144的处理器140被用适当的公式编程，并且可以执行校准运行，使得磁性耦接装置100上的磁强计的组合读数可以用于导出比已知装置更精确的磁性耦接装置100的保持力。这可以用作(i)“安全检查”，以确保磁性耦接装置100能够在被机器人600移动之前提升铁磁工件102，(ii)磁性耦接装置100在全负荷下操作，和/或(iii)磁性耦接装置100操作未被损坏或降级。附加地或替代地，这些方法可以用于部件特定检测和/或铁磁工件102的厚度范围的检测。

在所有这些情况下，控制逻辑144的处理器140负责接受来自磁性耦接装置100的每个磁强计702的输入并且执行计算和比较。处理器140然后基于这些计算来确定不同装置状态。在实施方式中，装置100将所确定的装置状态和反馈点传送至机器人控制器(例如，图14的136)。这由24VI/O或通信模块(未示出)来处理。一旦反馈已被传送到机器人控制器136，则机器人控制器136能够调整装置100的取向和操作以解决操作中的挑战或问题。

应理解，控制逻辑144包括用于对由传感器提供的信号进行隔离、滤波和放大以便由磁性耦接装置100的记载处理器140处理的所需部件。

关于可以并入到磁性耦接装置100中的感测能力和传感器布置的附加细节和实施方式在2018年4月27日提交的题为“具有传感器布置和消磁能力中的至少一个的磁性耦接装置(MAGNETIC COUPLING DEVICE WITH AT LEAST ONE OF A SENSOR ARRANGEMENT AND ADEGAUSS CAPABILITY)”的PCT专利申请No.PCT/US18/29786中公开，其全部内容通过引用明确地并入本文。

可以对所讨论的示例性实施方式进行不同修改和添加，而不脱离本发明的范围。例如，虽然上述实施方式涉及特定特征，但是本发明的范围还包括具有不同特征组合的实施方式和不包括所有上述特征的实施方式。因而，本发明的范围旨在包括落入权利要求的范围内的所有这种替换、修改和变化以及其所有等同物。

Claims (19)

1.一种用于与铁磁工件磁性耦接的磁性耦接装置，包括：

壳体，所述壳体具有在所述壳体的第一端部与所述壳体的第二端部之间延伸的轴线；

铁片，所述铁片距所述壳体的所述第二端部至少第一距离布置；

磁性盘，所述磁性盘由所述壳体支撑，所述磁性盘包括插入在多个铁磁极片部分之间的多个永磁体部；并且

其中，所述磁性盘在所述壳体内沿所述轴线能够线性地平移到第一状态和第二状态中的至少每一个状态，在所述磁性盘处于所述第一状态时，所述磁性盘被布置成与所述铁片相邻，使得所述磁性耦接装置建立穿过所述铁片的第一磁路并且在所述磁性耦接装置的工件接触界面处提供第一磁场，并且在所述磁性盘处于所述第二状态时，所述磁性盘被布置成与所述铁片间隔开，使得所述磁性耦接装置在所述工件接触界面处提供第二磁场，所述第二磁场是非零磁场强度。

2.根据权利要求1所述的磁性耦接装置，还包括距所述壳体的所述第二端部至少第二距离布置的至少一个非铁磁片。

3.根据权利要求1所述的磁性耦接装置，其中，所述磁性盘平移的距离小于或等于8mm。

4.根据权利要求1所述的磁性耦接装置，其中，对于每立方毫米的磁性耦接装置，所述磁性耦接装置提供的保持力大于或等于0.25克。

5.根据权利要求1所述的磁性耦接装置，其中，对于每立方毫米的所述磁性盘，所述磁性耦接装置提供的保持力大于或等于0.35克。

6.根据权利要求1所述的磁性耦接装置，其中，对于每平方毫米的所述工件接触界面，所述磁性耦接装置提供的保持力大于或等于0.15克。

7.根据权利要求1所述的磁性耦接装置，其中，所述磁性耦接装置能够线性地平移至第三状态，当所述磁性盘处于所述第三状态时，所述磁性盘被布置在所述第一状态与所述第二状态之间。

8.根据权利要求7所述的磁性耦接装置，其中，所述壳体包括制动器，所述制动器被构造成将所述磁性盘可释放地保持在所述第三状态中。

9.根据权利要求1所述的磁性耦接装置，其中，所述工件接触界面包括多个间隔开的凸起。

10.根据权利要求9所述的磁性耦接装置，其中，所述工件接触界面由所述壳体可释放地支撑。

11.根据权利要求1所述的磁性耦接装置，其中，所述磁性盘由所述壳体可释放地支撑。

12.根据权利要求1所述的磁性耦接装置，其中，所述工件接触界面具有四边形覆盖区。

13.根据权利要求12所述的磁性耦接装置，其中，所述四边形覆盖区是矩形覆盖区或正方形覆盖区。

14.根据权利要求1所述的磁性耦接装置，还包括由所述壳体支撑的感测系统，所述感测系统包括至少一个传感器，所述至少一个传感器监测在所述工件接触界面处可用于所述铁磁工件的磁通量的水平。

15.根据权利要求1所述的磁性耦接装置，还包括致动器，所述致动器被构造为在所述第一状态与所述第二状态之间线性地平移所述磁性盘。

16.根据权利要求15所述的磁性耦接装置，其中，所述致动器是气动致动器、液压致动器和电致动器中的至少一种。

17.根据权利要求1所述的磁性耦接装置，其中，所述铁片跨越多个极片部分和/或多个永磁体部。

18.一种将磁性耦接器与铁磁工件耦接和解耦的方法，所述方法包括以下步骤：

使所述铁磁工件与所述磁性耦接器的工件接合界面接触；

将所述磁性耦接装置的磁性盘从距所述工件接合表面第一间隔处移动到距所述工件接合表面第二间隔处，所述第二间隔小于所述第一间隔；

通过所述磁性耦接器将所述工件从第一位置移动到第二位置；以及

将所述磁性盘移动到距所述工件接合表面第三间隔处以将所述磁性耦接器从所述工件解耦，并且在所述壳体内形成穿过铁片的磁路，所述第三间隔大于所述第二间隔。

19.一种用于与铁磁工件磁性耦接的磁性耦接装置，包括：

壳体，所述壳体具有限定通道轴线的通道；

磁性盘，所述磁性盘由所述壳体支撑，所述磁性盘能够沿所述通道轴线在第一位置与第二位置之间移动，所述磁性盘包括插入在多个铁磁极片部分之间的多个永磁体部；

工件接触界面，所述工件接触界面由所述壳体支撑并且适于接触所述铁磁工件；以及

磁分路器，所述磁分路器由所述壳体支撑并且能够从所述通道磁性地接近，其中，在所述磁性盘处于所述第一位置的情况下，通过所述磁性盘和所述磁分路器形成第一磁路，并且在所述磁性盘处于所述第二位置的情况下，通过所述磁性盘和所述铁磁工件形成穿过所述工件界面的第二磁路。

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