CN113168152B - 用于在驱动面上驱动至少两个动子时避免碰撞的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于避免在驱动面(510)上驱动至少两个动子(200，513)时避免碰撞的方法，其中每个动子(200，513)具有至少一个第二磁场发生器，其中设备具有多个板形的扇区(501)，其中扇区(501)分别具有用于产生磁场的至少一个磁场发生器，其中扇区(501)形成驱动面，其中扇区经由相应地控制磁场发生器的供电以如下方式产生磁场：即动子(200，513)可以至少沿一个方向在驱动面(510)之上移动，其中对第一动子(200)实施第一路线规划，其中求出或接收第二动子(513)的估算的第二行进路线，其中在第一动子(200)的第一路线规划中考虑第二动子(513)的估算的第二行进路线，以便以如下方式求出用于第一动子的第一行进路线(503)：即避免第一动子(200)与第二动子(513)的碰撞。

Description

用于在驱动面上驱动至少两个动子时避免碰撞的设备和方法
技术领域
本发明涉及用于在驱动面上驱动至少两个动子时避免碰撞的设备和方法。
本专利申请要求德国专利申请DE 10 2018 129 727.0的优先权，其公开内容通过引用结合于此。
背景技术
平面驱动系统还可使用在自动化技术、尤其是生产技术、操作技术和工艺技术中。借助于平面驱动系统可以将机器的设施的可移动的元件、即所谓的动子沿至少两个线性无关的方向移动或定位。平面驱动系统可以包括具有平面定子和转子、即动子的永久励磁的电磁平面马达，其中所述转子在定子上可沿至少两个方向移动。这种平面驱动系统例如从WO 2016012160 A1中已知。
在永久激励的电磁平面马达的情况下，通过如下方式将驱动力施加到动子上：即电通流的导体与磁体装置的驱动磁体磁交互作用。本发明尤其涉及平面驱动设备的设计，其中电平面马达的驱动磁体设置在动子处，并且平面马达的电通流的导体设置在位置固定设置的驱动面中。
从EP 3 095 739 A1中已知一种用于在驱动面上的至少一个动子的设备，其中，计算用于动子的行进路线。
发明内容
本发明的目的在于：提供用于避免在驱动面上驱动至少两个动子时避免碰撞的改进的设备和改进的方法。
本发明的目的通过根据独立权利要求来实现。
所描述的设备和所描述的方法的一个优点在于：在规划第一动子的路线时借助于少的计算耗费考虑第二动子的移动。另外，必须交换的数据量较低。为此，在规划第一动子的路线时考虑第二动子的估算的第二行进路线。因为没有考虑为将来计算的精确的第二行进路线，所以可更容易地实施估算的第二行进路线和第一行进路线之间的比较。比较两条精确行进路线要比在精确的行进路线和估算的行进路线之间进行比较在计算方面显著更加耗费。承担通过估算第二行进路线得出的第二行进路线的不精确性。在对第一动子进行路线规划时，求出第一行进路线。第一行进路线确定第一动子的未来的预设的时间的路路线段。
第二路线的估算可以由控制单元执行，所述控制单元执行用于第一动子的路线规划。此外，估计的第二行进路线也可以由控制单元仅进行接收，使得节约控制单元中的计算耗费。根据所选择的实施方式，根据第二动子的当前的第二移动方向来求出估算的第二行进路线。例如，借助该估算可以以简单的方式检查：第二动子的第二移动方向究竟是否与第一动子的第一行进路线交叉。可以将该检查用于两个动子之间的可能发生碰撞的第一简单估算。
在另一实施方式中，除了第二动子的第二移动方向之外，根据第二动子的当前的第二速度和/或第二加速度和/或第二加速度的变化求出和考虑第二动子的第二行进路线。第二行进路线确定第二动子的未来位置。除了移动方向之外，通过考虑第二动子的第二速度还可以检查：第二动子究竟是否在可预见的时间内实际上与第一动子的第一行进路线相遇。另外，可以根据所估算的第二行进路线检查：第一和第二动子之间究竟是否可能发生碰撞。可能发生碰撞会认为：动子在预设的时间范围内在预设的地点范围中相撞。相撞的概率可以由各种因素影响。决定性因素是直至碰撞的时间。在时间增加直至碰撞的情况下，总是变得更不可能的是：发生碰撞，因为实际上也如此驶过规划的或估计的行经路线总是变得更不可能。其他的因素是动子的在碰撞时存在的相交面，即动子是否完全相遇或仅碰触，并且可能还有动子的速度向量之间的角度。第二动子的当前速度足以进行简单估算。为了改进估计，除了第二动子的速度之外，还可以考虑第二动子的加速度。为了进一步改善估算，除了第二动子的加速度之外，还可以考虑加速度的变化，即第二动子的加加速度。为了检查碰撞，将第一动子的计算出的第一行经路线用于第一动子。
在一个实施方式中，根据第二动子的当前的第二行进路线的线性外推在移动方向和/或速度和/或加速度和/或加加速度保持不变的情况下求出估算的第二行进路线。然后，该线性外推得到简化的估算的行进路线，例如具有在当前的移动方向下的直线移动的估算的行进路线，或者具有在当前速度下的恒定速度的估算的行进路线，或具有在当前加速度下的恒定的加速度的估算的行进路线，或者具有在当前加速度下的恒定的加加速度的估算的行进路线。第二动子的当前的第二行进路线的线性外推具有的优点是：尤其显著地减小估算的第二行进路线的数据量，因为估算的第二行进路线例如可以以分析的方式例如借助于公式描述。
在一个实施方式中，以预设的时间间隔重复地求出用于第一动子的第一行进路线。此外，在另一实施方式中以预设的时间间隔求出或接收估算的第二行进路线。此外，在对第一动子的第一行进路线进行路线规划时以预设的时间间隔重复考虑第二动子的估算的第二行进路线。时间间隔例如可以处于100μs至400μs的范围中。此外，时间间隔也可以处于2ms的范围中。以该方式，在第一动子和/或第二动子移动期间执行持续的更新。
在另一实施方式中，控制单元构造成，如果在预设的时间段之内第一动子与第二动子的碰撞具有至少一个预设的概率，则在对第一行进路线进行路线规划时考虑估算的第二行进路线。如果在考虑第一行进路线和估算的第二行进路线时动子在预设的时间范围内停留在预设的位置区域中，碰撞可看作为是可能的。时间范围和位置区域可相应地根据估算精确性来选择。通过该估算也可省去不必要考虑可能碰撞的情况。
在另一实施方式中仅在预设的时间段之内估算的第二行进路线与得出的第一行进路线有交叉时，在对第一行进路线进行路线规划时才考虑估算的第二行进路线。以该方式，如果根据估算对于该时间段没有识别到行进路线的交叉进而可以排除碰撞，则可以节约计算时间。预设的时间段例如可以处于100μs至2s的范围中。
在另一实施方式中，在对第二动子进行路线规划时也考虑第一动子的估算的第一行进路线。因此可以通过相互考虑所估算的行进路线及早识别可能的碰撞并且相应地改变第一和/或第二动子的路线规划，以避免碰撞。因此，为了避免碰撞不仅可以改变第一动子的行进路线，而且也改变第二动子的第二行进路线。
以类似的方式，对于多于两个动子也可以避免碰撞。在多于两个动子的情况下提出：为动子分配优先级，以便可以使用明确的先行规则和规避规则。例如会有利的是：仅对于具有较低优先级的动子根据具有较高优先级的动子的行进路线的估算执行具有较低优先级的动子的行进路线的改变。
在一个实施方案中，控制单元具有至少一个第一子控制单元和第二子控制单元，其中由第一子控制单元实施用于第一动子的第一路线规划，并且由第二子控制单元实施用于第二动子的第二路线规划，或者其中由第一规划程序实施用于第一动子的第一路线规划并且由第二规划程序实施用于第二动子的第二路线规划，并且其中由第一子控制单元或由第一规划程序求出第一动子的估算的第一行进路线，其中由第二子控制单元或由第二规划程序求出第二动子的估算的第二行进路线，并且其中由第一子控制单元或由第一规划程序接收估算的第二行进路线，并且其中由第二子控制单元或由第二规划程序接收估算的第一行进路线。以该方式可以执行快速的路线规划。
提出一种用于避免在驱动面上驱动至少两个动子时避免碰撞的方法，其中每个动子具有至少一个第二磁场发生器，其中设备具有多个板形的扇区，其中扇区分别具有用于产生磁场的至少一个磁场发生器，其中扇区形成驱动面，其中对于第一动子实施第一路线规划，其中求出或接收第二动子的估算的第二行进路线，其中在第一动子的第一路线规划中考虑第二动子的估算的第二行进路线，以便以如下方式求出用于第一动子的第一行进路线：即避免第一动子与第二动子的碰撞。
在一个实施方式中，以如下方式对扇区的磁场发生器供电：即第一动子沿着所求出的第一行进路线能够在驱动面之上移动。由此将路线规划实现为动子的移动。
在一个实施方式中，根据第二动子的当前的第二移动方向求出估算的第二行进路线。以该方式可以简单地估算第二行进路线。
在一个实施方式中，根据第二动子的当前的第二速度和/或第二加速度和/或第二加速度的变化求出估算的第二行进路线。由此可以以简单的方式更精确估算第二行进路线。
在一个实施方式中，在第二移动方向和/或第二速度和/或第二加速度和/或第二加速度的变化保持不变的情况下根据第二动子的当前的第二行进路线的线性外推求出估算的第二行进路线。以该方式可以更精确地即小的计算耗费执行第二行进路线的估算。
在一个实施方式中，以预设的时间间隔重复地求出或接收第二动子的所述估算的第二行进路线，并且在对第一动子的第一行进路线进行第一路线规划时以预设的时间间隔重复对其进行考虑。尽管简单地估算第二行进路线，通过重复第一路线规划可以相对精确地执行碰撞监控。
在一个实施方案中，重复第二动子的第二行进路线的估算或第二动子的估算的第二行进路线的接收，其中以100μs至2000μs的时间间隔在考虑第二动子的估算的第二行进路线的情况下重复地执行第一动子的第一行进路线的第一路线规划。
在一个实施方案中，如果在预设的时间段之内估算的第二行进路线与所求出的第一行进路线交叉，则在第一行进路线的第一路线规划中考虑估算的第二行进路线，其中时间段尤其处于100μs至2s的范围中。由此时间充分地监控碰撞。
在一个实施方案中，如果在预设的时间段之内第一动子可能与第二动子碰撞，则在第一行进路线的第一路线规划中考虑估算的第二行进路线。
在一个实施方案中，实施用于第二动子的第二路线规划，其中在第二动子的第二路线规划中考虑第一动子的估算的第一行进路线，以便以如下方式求出用于第二动子的第二行进路线：即避免动子的碰撞，并且其中尤其以如下方式对磁场发生器供电：即第二动子能够沿着所求出的第二行进路线在驱动面之上移动。
在一个实施方案中，设有第一子控制单元和第二子控制单元，其中由第一子控制单元实施用于第一动子的第一路线规划，并且由第二子控制单元实施用于第二动子的第二路线规划，或者其中由第一规划程序实施用于第一动子的第一路线规划并且由第二规划程序实施用于第二动子的第二路线规划，并且其中由第一子控制单元或由第一规划程序求出第一动子的估算的第一行进路线，其中由第二子控制单元或由第二规划程序求出第二动子的估算的第二行进路线，并且其中由第一子控制单元或由第一规划程序接收估算的第二行进路线，并且其中由第二子控制单元或由第二规划程序接收估算的第一行进路线。
提供一种控制单元，其构成用于执行所描述的方法。
另外，提供一种计算机程序，其具有指令，所述指令在计算机上运行时执行所描述的方法之一。
附图说明
下面根据实施例并参考附图更详细地阐述本发明。在此，分别以示意图示出：
图1示出用于在驱动面上驱动动子的平面驱动系统；
图2示出具有六个彼此并排设置的定子模块的另一驱动系统的视图；
图3示出具有磁体装置的图1中示出的平面驱动系统的动子；
图4示出根据图1的驱动系统的一部分的立体图；
图5示出具有第一、第二、第三和第四定子层的图1所示的驱动系统的扇区的分解图；
图6示出具有各个定子区段的设备的第一扇区的图5所示的定子层；
图7示出驱动面和控制单元的部分断面，两个动子在第一时间点在所述驱动面上移动；
图8示出根据图7的驱动面的部分断面，两个动子在第二时间点在所述驱动面上移动；
图9示出根据图7的驱动面的部分断面，两个动子在第三时间点在所述驱动面上移动；
图10示出用于执行方法的示意的程序流程；
图11示出用于执行另一方法的示意的程序流程；和
图12示出具有两个控制单元的系统。
具体实施方式
本发明主要涉及在公开文献WO 2013/059934 A1、WO 2015/017933 A1、WO 2015/179962 A1、WO 2015/184553 A1、WO 2015/188281 A1和WO 2017/004716 A1中公开的平面驱动系统的改进形式。所提及的参考文献的公开内容也通过引用整体上成为本说明书的主题。
本发明还涉及在2017年12月27日向德国专利商标局(DPMA)提交的德国专利申请10 2017 131 304.4、10 2017 131 314.1和10 2017 131 321.4中公开的平面驱动系统的改进形式。通过引用将德国专利申请10 2017 131 304.4、10 2017 131 314.1和10 2017131 321.4的公开内容也整体上成为本说明书的主题。
图1示出用于驱动呈平面驱动系统1形式的驱动面上的至少一个动子200的设备，其中所述平面驱动系统具有定子模块10和通过动子200形成的转子。
定子模块10包括模块壳体19和定子单元100。定子模块10具有上侧8和与上侧8相对置的下侧9。定子单元100沿从下侧9到8取向的竖直方向15设置在模块壳体19之上并且设置在定子模块10的上侧8处。定子单元100构成为平面定子，并且在定子模块10的上侧8处具有平面的、即平坦的定子面11。定子面11同时形成定子模块10的表面。
定子面11垂直于竖直方向15取向，并沿方向12和14在定子单元100和定子模块10的整个上侧8上延伸。在定子面11处，定子单元100包括至少一个可加载驱动电流的导体条带125。如所示的那样，定子单元100可以在定子面11处具有多个导体条带125。可以由控制单元506分别对导体条带125加载驱动电流。借助于导体条带125中的驱动电流，可以产生磁场，所述磁场以与动子200的图1未示出的驱动磁体交互作用的方式驱动动子200。具有电通流的导体条带125的定子单元100和动子200形成电磁平面马达。导体条带125形成定子单元100的线圈导体，并且也可以被称为线圈导体或磁场发生器。
动子200在运行中可移动地设置在定子模块10的定子面11上，并且在运行中既可以沿第一方向12驱动，也可以沿第二方向14上驱动。第一方向12和第二方向14线性独立。特别地，如图1所示，第一方向12和第二方向14可以彼此垂直定向。第一方向12和第二方向14分别平行于定子面11并且垂直于竖直方向15取向。通过动子200被同时沿第一方向12和第二方向14驱动，动子200可以在定子面11上方沿任意方向驱动。在运行中，动子200可以悬浮地保持在定子面11之上，例如通过在驱动磁体和导体条带125中的合适的驱动电流之间的磁相互作用来保持。除了沿第一和/或第二方向12、14驱动动子200之外，也可以沿竖直的第三方向15进行驱动。此外，动子200也可以绕其轴线转动。导体条带为印制导线。
定子面11矩形地构成。特别地，如图所示，定子面11可以正方形地构成。定子面11通过四个分别直线的外边缘30限界。各两个彼此相对置的外边缘30平行于第一方向12取向，并且两个另外的彼此相对置的外边缘30平行于第二方向14取向。
定子单元100在竖直方向15上的扩展小于定子单元100在第一方向和第二方向12、14上的扩展。因此，定子单元100形成扁平的、在第一方向和第二方向12、14上扩展的长方体或在第一和第二方向12、14上扩展的板。
可以在定子模块10的下侧9处或在模块壳体19的下侧处将其他的部件设置在模块壳体19或定子模块10处。这些另外的部件在第一方向12或第二方向14上最多伸展直至定子单元100的外边缘30，使得另外的部件在第一方向或第二方向12、14上不伸出于定子单元100的外边缘30。
在模块壳体19的下侧处设置有未在图1中示出的端子，用于将定子模块10与多条连接线18连接。连接线18例如可以是数据网络的输入导线、数据网络的输出导线和用于对定子模块10供应电能的能量供应导线。另外，控制单元506可以与连接线18连接。特别地，可以经由能量供应导线将电能输送给定子模块10以产生驱动电流。定子模块10可以经由数据网络与平面驱动系统的控制单元连接，其中平面驱动系统的控制单元可以由控制单元506形成。借助于数据网络，例如可以与控制单元506交换用于控制动子200或用于控制对导体条带125以对准目标的方式加载适合的驱动电流的控制数据。
定子面11可以在第一方向12上具有在100mm和500mm之间、特别是在120mm和350mm之间、特别是240mm的扩展。定子面11可以在第二方向12上具有在100mm与500mm之间、特别是在120mm与350mm之间、特别是240mm的扩展。定子模块10可以在竖直方向15上具有在10mm与100mm之间、特别是在15mm与60mm之间、特别是30mm的扩展。模块壳体19可以在竖直方向15上具有在8mm与80mm之间、特别是在13mm与55mm之间、特别是26.6mm的扩展。模块壳体19可以在第一方向和/或第二方向12、14上具有与定子面11相同的扩展。
定子模块10的多个样本可以彼此并排地设置，使得相邻的定子模块10的外边缘30相互贴靠，并且定子模块10的定子面11形成连续的驱动面，动子200可以无中断地在所述驱动面之上移动，如这在图2所示。由于定子模块10的侧面在外边缘30处于定子面11平接，所以可以通过如下方式将两个彼此并排设置的定子模块10的定子面11几乎无缝地彼此连接的设置：即定子模块10以定子单元100的侧面彼此贴靠或定子面11的外边缘30彼此贴靠的方式设置。
相邻的定子模块10分别彼此连接地设置成，使得相邻的定子模块10的定子面11的外边缘30彼此贴靠。由此，定子模块10的定子面11形成用于动子200的连续的、平面驱动面。动子200可以无缝地从定子模块10之一的定子面11移动到相邻的定子模块10的定子面11上或在其至少移动。可以经由各自身的连接导线18将控制信号和/或能量输送给每个定子模块10。定子模块10的替选的在此未示出的实施方式也可以具有电连接元件，借助所述连接元件可以将控制信号和/或电能从一个定子模块10传输至相邻的定子模块10。这种连接元件例如可以设置在定子模块10的侧面处。连接元件可以构成为插接连接器或构成为可相邻设置的接触面。
在替选的、在此同样未示出的实施方式中，定子模块10也可以分别经由自身的连接导线星形地连接于中央的能量供应装置和/或中央的控制单元。
图3示出转子、即动子200的从下方到动子200的下侧的视图。动子200在下侧处具有磁体装置201。磁体装置201矩形地、尤其正方形地构成并且包括多个磁体。动子200的下侧尤其在磁体装置201的磁体的区域中平面或平坦地构成。在运行中，动子200的具有磁体装置201的下侧基本上平行于定子面11取向并且朝向定子面11设置。
磁体装置201包括第一磁体单元210、第二磁体单元220、第三磁体单元230和第四磁体单元240。第一磁体单元210和第三磁体单元230分别在第一转子方向206上长形地构成并且沿着垂直于第一转子方向206取向的第二转子方向208彼此并排设置的驱动磁体211。特别地，第一和第三磁体单元210、230可以分别具有三个驱动磁体211。第二磁体单元220和第四磁体单元240分别具有在第一转子方向206上彼此并排设置的并且沿着第二转子方向208长形构成的另外的驱动磁体221。在运行中，第一和第三磁体单元210、230用于沿第二转子方向208驱动动子200，并且在运行中，第二和第四磁体单元220、240用于沿第一转子方向206驱动动子200。第一和第三磁体单元210、230的驱动磁体211和第二和第四磁体单元220、240的另外的驱动磁体221分别垂直于第一和第二转子方向206、208磁化。
驱动磁体211和/或另外的驱动磁体221为第二磁场发生器250。第二磁场发生器250也可以具有不同的材料、功能原理和/或形状。
图4示出平面驱动系统1的定子模块10的没有动子200的定子模块10。定子模块10的定子单元100包括第一定子扇区110、第二定子扇区112、第三定子扇区113和第四定子扇区114。定子扇区110、112、113、114就其而言分别包括设置在定子单元100的定子面11处的导体条带125的一部分。定子面11处的每个导体条带125完全地设置在定子扇区110、112、113、114之一中。定子扇区110、112、113、114矩形地构成。特别地，定子扇区110、112、113、114可以正方形地构成，使得定子扇区110、112、113、114在第一方向12上的扩展对应于定子扇区110、112、113、114在第二方向14上的扩展。
定子扇区110、112、113、114分别包括定子单元100的面的四分之一，即一个象限。
在定子扇区110、112、113、114内，导体条带125设置在多个叠置的定子层或定子平面中，其中每个定子层仅包括如下导体条带125，所述导体条带或者基本上沿着第一方向12或者基本上沿着第二方向14长形地扩展。除了导体条带125的伸展之外，并且只要在下文中没有描述区别，不同定子层上的定子扇区110、112、113、114就相同地构成。在定子模块10的图4所示的定子单元100中，在定子面11处的定子层仅包括导体条带125，所述导体条带沿第一方向12长形地扩展并且沿着第二方向14彼此并且彼此连接地设置。
定子面11处的图4中可见的定子层形成定子单元100的第一定子层。在第一定子层下方在竖直方向15上，定子单元100至少包括又一第二定子层。
图5示出具有各个定子层的定子单元100的分解图的示意立体图。
在竖直方向15上，定子单元100在设置在定子面11处的第一定子层104下方包括第二定子层105，在第二定子层105下方包括第三定子层106并且在第三定子层106下方包括第四定子层107。只要在下文中没有描述区别，第二、第三和第四定子层105、106、107如定子单元100的定子面11处的图4所示的第一定子层104构成。
第一至第四定子扇区110、112、113、114在第三定子层106中如同在第一定子层104中那样包括沿着第一方向12长形扩展的且在第二方向14上彼此并且彼此连接设置的导体条带125。在第二定子层105中和在第四定子层107中，第一至第四定子扇区110、112、113、114包括另外的导体条带126。只要在下文中没有描述区别，另外的导体条带126就如第一定子层104和第三定子层106中的导体条带125那样构成。与第一和第三定子层104、106的导体条带125不同，第二和第四定子层105、107的另外的导体条带126沿第二方向14长形地扩展并且在第一方向12上彼此并排且彼此连接地设置。
在第一和第三定子层104、106中，第一至第四定子扇区110、112、113、114仅包括沿第一方向12长形扩展的导体条带125，并且也还不附加地包括沿第二方向14长形伸展的导体条带126。同样地，在第二和第四定子层105、107中，第一至第四定子扇区110、112、113、114仅包括沿第二方向14长形扩展的另外的导体条带126，并且也还不附加地包括沿第一方向12长形扩展的导体条带125。
第一至第四定子扇区110、112、113、114在所有第一至第四定子层104、105、106、107中分别具有相同的尺寸。特别地，在所有第一至第四定子层104、105、106、107中，第一至第四定子扇区110、112、113、114在第一方向12和第二方向14上分别具有相同的尺寸。
彼此叠置的第一至第四定子层104、105、106、107的导体条带125和另外的导体条带126分别彼此电绝缘地构成。例如，第一至第四定子层104、105、106、107可分别构成为多层电路板的相互绝缘的印制导线层。
第一至第四定子扇区110、112、113、114以可彼此独立通电的方式构成。特别地，定子单元100上的第一至第四定子扇区110、112、113、114的导体条带125和另外的导体条带126彼此电绝缘地构成。
尽管定子单元100上的各个第一至第四定子扇区110、112、113、114的导体条带125和其他的导体条带126分别与其余的第一至第四定子扇区110、112、113、114的导体条带125和其他的导体条带126电绝缘地构成，而各个第一至第四定子扇区110、112、113、114之内的导体条带125和其他的导体条带126可以分别彼此导电地连接。特别地，在第一至第四定子扇区110、112、113、114内，第一定子层104和第三定子层106的分别彼此叠置的导体导带125可以彼此导电地连接。例如，第一至第四定子扇区110、112、113、114的分别彼此叠置的导体条带125可以串联。同样地，在第一至第四定子扇区110、112、113、114内，第二定子层105和第四定子层107的分别彼此叠置的另外的导体条带126可以彼此导电地连接。例如，第一至第四定子扇区110、112、113、114的分别彼此叠置的另外的导体条带126可以彼此串联。
定子单元100的替选的在此未示出的实施方式可包括在第二和第三定子层105、106之间沿竖直方向15上下设置的另外的定子层。在此，在竖直方向15上，定子单元100可分别交替地包括具有基本上沿第一方向12长形扩展的导体条带125的定子层和具有基本上沿第二方向14长形扩展的另外的导体条带126的定子层。在替选于此的同样未示出的实施方式中，定子单元100可沿竖直方向15上分别包括具有基本沿第一方向12长形扩展的导体条带125的定子层和具有基本上沿第二方向14长形扩展的另外的导体条带126的定子层，其中具有基本上沿第一方向12长形扩展的导体条带125的定子层的总和具有基本上沿第二方向14长形扩展的另外的导体条带126的定子层的总和具有距定子面11相同的平均间距。另外，在定子单元100的替选的未示出的实施方式中，在第一和第二定子层104、105之间和/或在第三和第四定子层106、107之间，设置有具有沿第一方向12扩展的导体条带125或具有沿第二方向14扩展的另外的导体条带126的另外的定子层。
第一至第四定子扇区110、112、113、114的导体条带125、126在第一至第四定子层104、105、106、107内分别组合成定子区段。
图6示出第一定子扇区110的第一至第四定子层104、105、106、107的示意图，所述定子层具有各个定子区段。
第一定子扇区110的导体条带125和另外的导体条带126在第一至第四定子层104、105、106、107内分别组合成定子区段120、121。第一定子扇区110在每个第一至第四定子层104、105、106、107中分别包括三个彼此并且彼此连接设置的定子区段120、121。每个定子区段120、121分别包括六个彼此并排设置的导体条带125或另外的导体条带126。第一定子扇区110在第一和第三定子层104、106中分别包括三个第一定子区段120并且在第二和第四定子层105、107中分别包括三个第二定子区段121。第一定子区段120分别包括沿着第二方向14彼此并排设置的且沿着第一方向12长形扩展的六个导体条带125。第二定子区段121分别包括沿着第一方向12彼此并排设置的且沿着第二方向14长形扩展的六个导体条带126。
定子单元100的第一定子扇区110因此在第一定子层104和第三定子层106中仅包含沿第一方向12长形扩展的导体条带125，并且在第二定子层105和第四定子层107中仅包含沿着第二方向14长形扩展的另外的导体条带126。
第一和第二定子区段120、121除了其取向外具有相同的尺寸。特别地，第一定子区段120在第一方向12上的尺寸对应于第二定子区段121在第二方向14上的尺寸，并且第一定子区段120在第二方向14上的尺寸对应于第二定子区段121在第一方向12上的尺寸。
定子区段120、121彼此叠置地设置，使得第一定子扇区110的第一和第三定子层104、106的第一定子区段120中的每个分别沿第一方向12在第一定子扇区110的第二和第四定子层105、107的沿第一方向12彼此并排设置的三个第二定子区段121之上延伸。此外，第一定子扇区110的第二和第四定子层105、107的第二定子区段121在第二方向14上在第一定子扇区110的第一和第三定子层104、106的所有在第二方向14上彼此并排设置的第一定子区段120上延伸。
导体条带125和另外的导体条带126在第二定子扇区112、第三定子扇区113和第四定子扇区114的第一至第四定子层104、105、106、107中的设置对应于导体条带125和另外的导体条带126在第一定子扇区110的第一至第四定子层104、105、106、107中的图6所示的设置。
在平面驱动系统1运行中，动子200可以在定子单元100上定向成，使得第一转子方向206沿第一方向12取向，并且第二转子方向208沿第二方向14取向。在运行中，第一磁体单元210和第三磁体单元230可以与通过第一定子区段120的导体条带125产生的磁场相互作用，以便沿第二方向14驱动动子200。在运行中，第二磁体单元220和第四磁体单元240可以与通过第二定子区段121的另外的导体条带126产生的磁场相互作用，以便沿第一方向12驱动动子200。
替选地，与图6所示不同，动子200也可以定向成，使得第一转子方向206沿第二方向14取向并且第二转子方向208沿着第一方向12取向。在这种情况下，第一和第三磁体单元210、230与第二定子区段121的磁场共同作用以沿第一方向12驱动动子200，并且第二和第四磁体单元220、240与第二定子区段120的磁场共同作用，以沿第二方向14驱动动子200。
各个第一或第二定子区段120、121的导体条带125或另外的导体条带126分别独立于其余的第一或第二定子区段120、121的导体条带125或另外的导体条带126可借助驱动电流通电。特别地，第一或第二定子区段120、121中的一个中的驱动电流不强制性与其他第一或第二定子区段120、121中的一个中的驱动电流相关。另外，第一或第二定子区段120、121中的一个的导体条带125或另外的导体条带126可被加载驱动电流，而其他的、例如相邻的第一或第二定子区段120、121的导体条带125或另外的导体条带126是无电流的。各个第一或第二定子区段120、121的导体条带125或另外的导体条带126在定子单元100上与其余的第一或第二定子区段120、121的导体条带125或另外的导体条带126电绝缘地构成。例如，不同的第一或第二定子区段120、121的导体条带125或另外的导体条带126例如可以由分别单独的功率模块或由单独的电流产生单元或定子模块10的功率模块的端部级加载驱动电流。
各个第一至第四定子扇区110、112、113、114中的导体条带125或另外的导体条带126可分别互连成具有共同星形点的多相系统。星形点可以在定子单元100上构成。特别地，导体条带125或另外的导体条带126可以互连成具有共同星形点的三相系统。三相系统可以分别包括六个相邻的导体条带125或六个相邻的另外的导体条带126。三相系统之一中的相邻的导体条带125或另外的导体条带126的数量也可以分别是三个、十二个或三的其他倍数个。
多相系统可以在定子单元100上接触，使得每个多相系统可以独立于其他多相系统加载驱动电流。替选地，在定子单元100上各两个或更多个多相系统可以彼此连接，使得所连接的多相系统分别共同被加载共同的驱动电流。例如，定子单元100上的所连接的多相系统可以串联或并联。
为了对导体条带125或另外的导体条带126通电，在将导体条带125或另外的导体条带126互连成多相系统时，与在对各个导体条带125或另外的导体条带126单独通电的情况下相比，需要更少的触点。由此，减小了对于对导体条带125或另外的导体条带126通电所需的硬件耗费、尤其对于通电所需的电力产生单元的数量。
如图4和5所示，第一至第四定子扇区110、112、113、114可以在第一至第四定子层104、105、106、107的每个中分别包括十八个导体条带125或另外的导体条带126。各六个相邻的导体条带125或另外的导体条带126可互联成三相系统，并且第一至第四定子扇区110、112、113、114可分别具有三个在第一方向12上彼此并排的三相系统和分别具有三个在第二方向14上彼此并排的三相系统。在此，导体条带125或另外的导体条带126可以串联成共同的三相系统，其中所述导体条带基本上沿相同方向12、14扩展并且在第一至第四定子层104、105、106、107中叠置。导体条带125或另外的导体条带126在此可以互联成，使得在竖直方向15上叠置的导体条带125或另外的导体条带126分别加载相同的驱动电流。借此，三相系统具有三个相，所述相由在第一至第四定子层104、105、106、107中叠置的导体条带125或另外的导体条带126联接而成。
例如，在各个第一至第四定子层104、105、106、107中，可以分别将所有叠置的且平行定向的导体条带125或另外的导体条带126串联。特别地，第一定子层104中和第三定子层106中叠置的三相系统的导体条带125以及在第二定子层105和在第四定子层107中彼此叠置的三相系统的另外的导体条带126分别串联成共同的三相系统。在此，第一和第三定子层104、106和第二和第四定子层105、107的所有在竖直方向15上彼此叠置且平行取向的导体条带125或另外的导体条带126可以分别串联。
特别地，在定子单元100中在各个定子区段120内将沿着第一方向12长形扩展的定子条带125分别互联成具有共同的星形点的多相系统。在此，不同的定子区段120的各个多相系统可以彼此独立地通电。同样地，各个另外的定子区段121的所有另外的导体条带126分别互联成另外的多相系统。另外的定子区段121的各个另外的多相系统分别可以彼此独立地并且独立于定子区段120的多相系统通电。特别地，定子区段120的导体条带125和另外的定子区段121的另外的导体条带126分别互联成三相系统。导体条带125和另外的导体条带126可分别加载三相驱动电流。驱动电流包括第一相U、第二相V和第三相W，所述相彼此间分别具有彼此120°的相移。
导体条带125空间上在第二方向14上分别以偏移第一和第三磁体单元210、230的与导体条带125相互作用的驱动磁体211的有效波长的三分之一的方式设置。另外的导体条带126空间上在第一方向12上分别以偏移第二和第四磁体单元220、240的与另外的导体条带126相互作用的另外的驱动磁体221的另一有效波长的三分之一的方式设置。
导体条带125和另外的导体条带126为电的磁场发生器127。磁场发生器127也可以具有其他材料、功能原理和/或形状。
动子为设备的可移动的元件，进而为转子并且具有用于产生磁场的机构，特别是磁体或永磁体，所述机构称作为第二磁场发生器。动子的磁场与定子单元的通过磁场发生器127产生的可变的磁场确保了动子在定子单元上移动，使得尤其在定子单元和动子之间构成气隙。
图7以示意图示出驱动面510的一部分的俯视图。驱动面510可以通过图1至图6中描述的平面驱动系统1的多个定子模块10构成。然而，也可以使用平面驱动系统的其他实施方式，所述平面驱动系统借助于磁场在在驱动面510上移动动子200。示出了4个扇区501，其中扇区501可以分别通过图1至图6的定子模块10形成。在该实施例中，四个扇区501具有正方形形状。根据所选的实施方案，扇区501也可以具有其他形状、即例如矩形或三角形等。扇区501例如可以具有150mm×150mm至240mm×240mm范围中的大小。根据所选择的实施方式，扇区501也可以具有其他大小。另外，扇区501也可以具有不同的大小。
此外，将第一动子200和另一动子513设置在驱动面510上。如图1至图3所描述的那样，第一动子200例如以图1至3中所描述的那样构成。第一动子200可以具有正方形、圆形或矩形或其他形状。第一动子200例如可以具有在从100mm×100mm到200mm×200mm的范围内的大小。第一动子200可以具有在8mm至20mm的范围内的厚度。驱动面510、即扇区501，和第一动子200可以构成用于以例如1m/s至6m/s的速度移动第一动子200。驱动面510、即扇区501和第一动子200可以构成用于以直至30m/s2或更大的加速度移动第一动子200。另外，第一动子200可构成用于承载直至1.5kg和更大的负载。另外，第一动子200可构成用于以距驱动面510的直至6mm或更大的间距移动。第二动子513可以与第一动子200相同地构成。
控制单元506与数据存储器512连接，并且与扇区501的磁场发生器127直接或间接地连接。另外，控制单元506与驱动面510的传感器560连接，所述传感器例如检测第一和第二动子200、513的当前位置、第一和第二动子200、513的当前速度、第一和第二动子200、513的当前加速度、第一或第二动子200、513的当前移动方向和/或第一或第二动子200、513的当前加加速度，并转发给控制单元506。另外，控制单元506可以在数据存储器512中存储关于第一和第二动子200、513的规划的或计算的位置的、第一和第二动子200、513的速度的计算值的、第一和第二动子200、513的加速度的计算值的、第一和第二动子200、513的移动方向的计算值和/或第一和第二动子200、513的加加速度的计算值的信息。
第一动子200应在第一行进路线503上从第一起始点507移动到第一目标点508。第一行进路线503具有第一路径和关于第一动子200在哪个时间点处于第一路径的哪个位置的信息。为了简单地图示第一路线503，仅示出用于第一路径的箭头。另外，对于第一动子200作为虚线箭头示出当前的第一移动方向518。
第二动子513应在第二行进路线517上从第二起始点515移动到第二目标点516。第二行进路线517具有第二路径和关于第二动子513在哪个时间点处于在第二路径的哪个位置的信息。为了简单地图示第二路线517，仅示出用于第二路径的箭头。另外，对于第二动子513作为虚线箭头示出当前的第二移动方向514。
图8示出在稍后的时间点的与图7相同的情况。将第一动子200沿着第一行进路线503移动一段。由于第一动子200的变化的位置和所经过的第一行进路线503，第一动子200的当前的第一移动方向518也相应地改变。第一起始点507始终对应于第一动子200的当前位置，因为在下面描述的第一动子200的第一路线规划中考虑了第一起始点507。第二动子513同样沿着第二行进路线517移动了一段。由于第二动子513的改变的位置和所经过的第二行进路线517，第二动子513的当前的第二移动方向514也相应地改变。在此，第二动子513的第二移动方向514与第一动子200的第一行进路线503交叉。第二起始点515始终对应于第二动子513的当前位置，因为在下面描述的第二动子513的第二路线规划中考虑了第而起始点515。
图9示出比图8中所示更晚的时间点的与图7相同的情况。第一动子200沿着第一行进路线503移动了一段。由于第一动子200的再次改变的位置以及进一步经过的第一行进路线503，第一动子200的当前的第一移动方向518相应地再次改变。在此，第一动子200的当前的移动方向518现在也与第二动子513的第二行进路线517交叉。第二动子513同样沿着第二行进路线517移动了一段。由于第二动子513的再次改变的位置以及进一步经过的第二行进路线517，第二动子513的当前的第二移动方向514相应地再次改变。如已经在根据图8的图示中那样，第二动子513的第二移动方向514在此也与第一动子200的第一行进路线503交叉。
如从图7至图9中可见：第一动子200的在控制单元506方面求出的第一行进路线503和第二动子513的在控制单元506方面求出的第二行进路线517交叉，使得会造成第一动子200和第二动子513之间的碰撞，但应避免这种情况。引起求出行进路线、即用于第一动子200的第一行进路线503和第二动子513的第二行进路线517是计算量非常密集的并且产生非常大量的位置值结合每个行进路线的时间值，所以交换这些信息以比较行进路线进而以避免碰撞取决于大量的位置交换并且极其延迟第一行进路线503和/或第二行进路线517的求出。通过下面结合图10和11描述的方法可以建筑地减小所需的计算能力和数据交换量。
根据图10的程序流程描述用于第一动子200的第一路线规划的方法，其中在相应的位置参考根据图7、8或9的图示的相应的情况。
在对应于根据图7的第一情况的第一程序点700中，控制单元506已知第一动子200在驱动面510上的当前位置。因此，第一动子200的当前位置为用于第一路线规划的第一起始点507。另外，第一动子200应从第一起始点507移动到预设的第一目标点508。第一目标点508例如存储在数据存储器512中。对于第一路线规划，控制单元506具有相应的计算程序，所述计算程序根据预设的边界条件实施用于第一动子200的从第一起始点507到第一目标点508的第一路线规划并求出用于第一动子200的第一行进路线503。
第一行进路线503包括第一路径和确定在哪个时间点第一动子200位于第一路径的哪个点处。根据第一行进路线503，执行动态规划，所述动态规划确定第一动子200沿着第一路径必须以何种速度和以何种加速度移动，以便遵守第一行进路线503。控制单元506构成用于：以基于动态规划和第一路线规划以如下方式操控四个扇区501的磁场发生器127：即第一动子200借助于期望的第一行进路线503上的磁场从第一起始点507移动到第一目标点508。
第一行进路线503由控制单元506在随后的第二程序点710中求出。在图7至9中以箭头的形式示意性地示出第一行进路线503，所述箭头从第一起始点507引导至第一目标点508。根据所选择的实施方式，已经可以求出从第一起始点507到第一目标点508的整个第一行进路线503，或者对于预设的时间范围或预设的路线范围，即距第一动子200的当前位置的距离，求出第一行进路线503的子部段。
在随后的第三程序点720中，求出用于第二动子513的估算的第二行进路线，特别是针对预设的时间范围或路线范围求出估算的第二行进路线。在该方法的一个简单的实施方案中，例如基于第二动子513的当前的第二移动方向514来求出估算的第二行进路线。第二移动方向514在图7至9中示意性地作为虚线箭头示出，所述箭头始于第二动子513的中心。根据所选择的实施方式，除了第二移动方向514之外，考虑第二动子513的当前的第二速度以估算第二行进路线。此外，除了第二动子513的第二速度之外在估算第二行进路线时可以考虑第二动子513的第二加速度。
在求出第一行进路线503时，由控制单元506考虑第二动子513的估算的第二行进路线。在随后的第四程序点730中，控制单元506检查：是否根据第一动子200的所求出的第一行进路线503和根据考虑第二动子513的估算而存在第一动子200和第二动子513之间发生碰撞的风险。为此，控制单元检查：对于预设的时间范围第一行进路线503和估算的第二行进路线是否交叉。在检查交叉时，也可以考虑第一和第二动子200、513的伸展。在简单的情况，第二动子513的估算的第二行进路线视作为第二动子513沿第二移动方向514的直线移动。根据所选择的实施方式，除了另一移动方向514之外，可以将第二动子513的当前的第二速度考虑用于估算第二行进路线。在该情况下，根据第二动子513的第二移动方向514和当前的第二速度估算所估算的第二行进路线。在另一实施方案中，除了第二动子513的速度之外在估算第二行进路线时考虑第二动子513的当前的第二加速度并且根据当前的第二移动方向514、当前的第二速度和根据当前的第二加速度计算所估算的第二行进路线。
如果在第四程序点730中检查得出：在考虑估算的第二行进路线的情况下根据所求出的第一行进路线503对于预设的时间范围不出现第一动子200与第二动子513的碰撞，则拒绝碰撞的危险并且分支到第五程序点740。这在根据图7中的情况所示的时间点是这种情况，因为在此第二动子513的第二移动方向514不与第一动子200的第一行进路线503交叉。
在第五程序点740中，控制单元506以如下方式操控扇区501的磁场发生器127：即第一动子200在第一行进路线503上在驱动面510之上朝第一目标点508的方向继续移动。
然后分支到第一程序点700，并且该程序在第一程序点700中重新启动。
如果在第四程序点730中检查得出：存在碰撞的风险，则在随后的第六程序点750中以避免碰撞的方式改变第一行进路线503。该情况在图8和图9中示出。在此识别第一动子200和第二动子513的可能的碰撞，因为当前的第二移动方向514与第一动子200的第一行进路线503交叉。在根据第六程序点750改变第一行进路线503时，第一动子200的移动方向和/或速度和/或加速度可以以如下方式改变：即根据估算的第二行进路线避免与第二动子513的碰撞。根据所选择的实施方式，代替或者除了改变第一行进路线503之外，也可以以如下方式改变第二动子513的第二行进路线517：即避免第一动子200和第二动子513之间的碰撞。为了避免两个动子200、513的碰撞，可以在数据存储器512中存储相应的策略。例如，第一动子200和/或第二动子513的方向变化或速度变化可以是优选的。
在第六程序点750之后，分支回到第一程序点700，并且重新遍历程序。
然而，因为第二动子513由于其自身的移动而总是可以沿与所估算的第二方向不同的方向移动，所以必须以预设的时间间隔重复所描述的程序遍历。因此，周期地以预设的时间间隔重复地遍历程序。周期遍历程序的时间周期可以处于100μs至400μs之间的范围中，或者处于2ms至更大的范围中。
另外，根据所选择的实施方式，控制单元506还可以对第二动子513实施第二路线规划。第二路线规划包括规划第二路径和动态规划，所述动态规划确定：第二动子513沿着第二路径以何种速度和以何种加速度移动。从第二路径和速度和可能的加速度中得出第二动子513在第二路径上的时间上的位置，所述时间上的位置被称为第二行进路线517。控制单元506构成用于：基于动态规划和路径规划来以如下方式操控扇区501的磁场发生器127：即第二动子513借助于磁场在期望的第二行进路线517上从第二起始点514移动到第二目标点516。
因此，以类似于图11所示的方式，第二动子513的第二行进路线517的规划在考虑第一动子200的估算的第一行进路线的情况下执行以避免第二动子513与第一动子200碰撞。在此，控制单元506承担第二动子513从第二起始点515直至第二目标点516的第二路线规划。
根据图11的程序流程，描述了用于第二动子513的第二路线规划的方法，所述第二路线规划由控制单元506执行，其中在相应的位置参考根据图7、8或9的图示的相应的情况。
在对应于根据图7的第一情况的另一第一程序点800中，控制单元506已知第二动子513在驱动面510上的当前位置。因此，第二动子513的当前位置为用于第二路线规划的第二起始点515。另外，第二动子513应从第二起始点515移动到预设的第二目标点516。第二目标点516例如存储在数据存储器512中。对于第二路线规划，控制单元506具有相应的计算程序，所述计算程序根据预设的边界条件实施用于第二动子513的从第二起始点515到第二目标点516的第二路线规划并求出用于第二动子513的第二行进路线517。
第二行进路线517由控制单元506在随后的第二程序点810中求出。在图7至9中以箭头的形式示意性地示出第二行进路线517，所述箭头从第二起始点515引导至第二目标点516。根据所选择的实施方式，已经可以求出从第二起始点515到第二目标点516的整个第二行进路线517，或者对于预设的时间范围或预设的路线范围，即距第二动子513的当前位置的距离，求出第二行进路线517的子部段。
在随后的第三程序点820中，求出用于第一动子200的估算的第一行进路线，特别是针对预设的时间范围或路线范围求出估算的第一行进路线。在该方法的一个简单的实施方案中，例如根据第一动子200的当前的第一移动方向518来求出估算的第一行进路线。第一移动方向518在图7至9中示意性地作为虚线箭头示出，所述箭头始于第一动子200的中心。根据所选择的实施方式，除了第一移动方向518之外，考虑第一动子200的当前的第一速度以估算第一行进路线。此外，除了第一动子200的第一速度之外在估算第一行进路线时可以考虑第一动子200的第一加速度。
在求出第二行进路线517时，由控制单元506考虑第一动子200的估算的第一行进路线。在随后的第四程序点830中，控制单元506检查：是否根据所求出的第二行进路线517和根据考虑第一动子200的估算的第一行进路线而存在第一动子200和第二动子513之间发生碰撞的风险。为此，控制单元506检查：对于预设的时间范围第二行进路线517和估算的第一行进路线是否交叉。在检查交叉时，也可以考虑第一和第二动子200、513的伸展。在简单的情况，第一动子200的估算的第一行进路线视作为第一动子200沿第一移动方向518的直线移动。根据所选择的实施方式，除了第一移动方向518之外，可以将第一动子200的当前的第一速度考虑用于估算第一行进路线。在该情况下，根据第一动子200的第一移动方向518和当前的第一速度估算所估算的第一行进路线。在另一实施方案中，除了第一动子200的第一速度之外在估算第一行进路线时考虑第一动子200的当前的第一加速度并且根据当前的第一移动方向518、当前的第一速度和根据当前的第一加速度计算所估算的第一行进路线。
如果在另一第四程序点830中检查得出：在考虑估算的第一行进路线的情况下根据所求出的第二行进路线517对于预设的时间范围不出现第一动子200与第二动子513的碰撞，则拒绝碰撞的危险并且分支到另一第五程序点840。这对于仅考虑第一移动方向518的最简单的实施方式在图7和8中所示的时间点是这种情况，因为在此第一动子200的第一移动方向518不与第二动子513的第二行进路线517交叉。
在第五程序点840中，控制单元506以如下方式操控扇区501的磁场发生器127：即第二动子513在第二行进路线517上在驱动面510之上朝第二目标点516的方向继续移动。
然后分支到另一第一程序点800，并且该程序在另一第一程序点800中重新启动。
如果在第四程序点830中检查得出：存在碰撞的风险，则在随后的另一第六程序点850中以避免碰撞的方式改变第二行进路线517。在此，碰撞的风险可在图9中所示的时间点识别，因为在此第一动子200的第一移动方向518与第二动子513的第二行进路线517交叉。在根据另一第六程序点850改变第二行进路线517时，第二动子513的移动方向和/或速度和/或加速度可以以如下方式改变：即根据估算的第一行进路线避免与第一动子200的碰撞。根据所选择的实施方式，代替或者除了改变第二行进路线517之外，也可以以如下方式改变第一动子200的第一行进路线503：即避免第一动子200和第二动子513之间的碰撞。为了避免两个动子200、513的碰撞，可以在数据存储器512中存储相应的策略。例如，第一动子200和/或第二动子513的方向变化或速度变化可以是优选的。
在另一第六程序点850之后，分支回到另一第一程序点800，并且重新遍历程序。
然而，因为第一动子200由于其自身的移动而总是可以沿与所估算的第一方向不同的方向移动，所以必须以预设的时间间隔重复所描述的程序遍历。因此，周期地以预设的时间间隔重复地遍历程序。周期遍历程序的时间周期可以处于100μs至400μs之间的范围中，或者处于2ms至更大的范围中。
在一个未示出的实施方式中可以通过如下方式实现进一步降低计算能力和数据交换量，即代替所求出的第一行进路线503和考虑所估算的第二行进路线，或代替所求出的第二行进路线517和考虑估算的第一行进路线，在第一或第二路线规划时，仅执行将当前的第一移动方向514与当前的第一移动方向518比较，使得不再必须执行所求出的第一行进路线503或所求出的第二行进路线517的比较。
如在图7至9中所示出的那样，控制单元506可以借助第一规划程序901执行第一路线规划，并且例如借助第二规划程序902执行第二路线规划。另外，根据所选择的实施方式，可以由第一规划程序901求出估算的第一行进路线，并且可以由第二规划程序902求出第二行进路线的估算。因此，为了执行第一路线规划并估计第一动子200和第二动子513之间的可能的碰撞，仅必须由第二规划程序902将估算的第二行进路线传输给第一规划程序901。以类似的方式，对于的第二路线规划，仅必须将估算的第一行进路线由第一规划程序901传输给第二规划程序902。
图12示出如下一种实施方式，其中控制单元506可以被划分成第一子控制单元519和附加地划分成第二子控制单元511，其中第一子控制单元519可以与第二子控制单元511交换数据。第二子控制单元511具有至少一个另外的第一规划程序903或者也具有另外的第二规划程序904。在该设置中，可以由第一子控制单元519执行第一路线规划并且由第二子控制单元511执行第二路线规划。在此，将估算的第一行进路线由第一子控制单元519传输给第二子控制单元511。此外，估算的第二行进路线由第二子控制单元511传输给第一子控制单元519。第一和第二子控制单元519、511例如可以为计算系统的不同的计算核心。
借助于所描述的方法不需要：在第一或第二动子200、513的行进路线规划和避免两个动子200、513之间碰撞时必须交换或考虑关于精确的路径规划和动态规划的复杂的信息，即第一和第二动子200、513的行进路线规划。例如，第一和/或第二动子200、513的估算的行进路线可以在移动方向和/或速度和/或加速度和/或加加速度保持不变的情况下被线性地外推。为了避免碰撞，例如对于另外的第一和/或第二动子200、513中的一个或多个的行进路线规划仅考虑该线性外推。外推可能仅适用于小的时间段，因为但是通常周期性地修改行进路线规划，所以外推足以避免碰撞。此外，外推提供的优点是：不必将其他被移除的动作的数据用于碰撞规划。如果对于预设的时间范围估计：第二动子513的估算的第二行进路线不会导致与第一动子的第一行进路线503的碰撞，则在对第一动子200的第一行进路线503进行路线规划时不必考虑第二动子513的估算的第二行进路线。
该行进路线包括规划的路径和动子沿该路径的对于未来计算的位置。
借助所描述的方法，显著地减少了在规划路线时必须考虑的数据。因此，也对于更大数量的动子提供系统的可伸缩性。
附图标记列表
1 平面驱动系统
8 上侧
9 下侧
10 定子模块
11 定子面
12 第一方向
14 第二方向
15 竖直方向
18 连接导线
19 模块壳体
30 定子面的外边缘
100 定子单元
104 第一定子层
105 第二定子层
106 第三定子层
107 第四定子层
110 第一定子扇区
112 第三定子扇区
113 第二定子扇区
114 第四定子扇区
120 第一定子区段
121 第二定子区段
125 导体条带
126 另一导体条带
127 印制导线
200 动子
201 磁体装置
206 第一转子方向
208 第二转子方向
210 第一磁体单元
211 驱动磁体
220 第二磁体单元
221 另一驱动磁体
230 第三磁体单元
240 第四磁体单元
250 第二磁场发生器
501 扇区
502 第一动子
503 第一行进路线
506 控制单元
507 起始点
508 目标点
509 障碍物
510 驱动面
511 第二子控制单元
512 数据存储器
513 第二动子
514 第二移动方向
515 第二起始点
516 第二目标点
517 第二行经路线
518 第一移动方向
519 第一子控制单元
560 传感器
901 第一规划程序
902 第二规划程序
903 另一规划程序
904 另一第二规划程序

Claims (16)

1.一种用于避免在驱动面(510)上驱动至少两个动子(200，513)时避免碰撞的设备，其中每个动子(200，513)具有至少一个用于产生磁场的磁场发生器(250)，其中所述设备具有多个板形的扇区(501)，其中所述扇区(501)分别具有用于产生磁场的至少一个磁场发生器(127)，其中所述扇区(501)形成所述驱动面(510)，其中所述扇区(501)与控制单元(506)连接，其中所述控制单元(506)构成用于：经由相应地控制所述扇区(501)的所述磁场发生器(127)的供电以如下方式产生磁场：即所述动子(200，513)能够至少沿一个方向在所述驱动面(510)之上移动，其中所述控制单元( 506)构成用于：对所述动子(200)实施路线规划，其中所述控制单元(506)构成用于：以便以如下方式求出用于所述动子(200，513)的行进路线(503)：即避免所述动子(200，513)的碰撞，其中所述控制单元(506)构成用于：以如下方式借助电流操控所述扇区(501)的所述磁场发生器(127)：即所述动子(200)沿着所求出的所述行进路线(503)能够在所述驱动面(510)之上移动，
其特征在于，
所述控制单元(506)构成用于：在求出第一动子(200)的行进路线(503)时考虑另一动子(513)的相应估算的行进路线，其中，在动子之间有碰撞风险时根据为动子分配的优先级确定、改变先行规则和规避规则，其中，仅对于具有较低优先级的动子根据具有较高优先级的动子的行进路线的估算执行具有较低优先级的动子的行进路线的改变，并且其中，以预设的时间间隔重复地求出或重复地接收另一动子(513)的估算的行进路线，并且在求出第一动子(200)的行进路线(503)时以预设的时间间隔重复地进行考虑。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制单元(506)构成用于：根据所述另一动子(513)的当前的移动方向(514)求出所述估算的行进路线。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制单元(506)构成用于：根据所述另一动子(513)的当前的速度和/或加速度和/或所述加速度的变化求出所述估算的行进路线。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制单元(506)构成用于：在所述另一动子(513)的移动方向和/或速度和/或加速度和/或加速度的变化保持不变的情况下根据所述另一动子(513)的当前的行进路线(517)的线性外推求出所述估算的行进路线。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述预设的时间间隔是100μs至2000μs的时间间隔。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制单元(506)构成用于：如果在预设的时间段之内所述估算的行进路线与所求出的行进路线(503)交叉，则在所述行进路线(503)的第一路线规划中考虑所述估算的行进路线。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述预设的时间间隔在100μs至2s的范围内。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述控制单元(506)具有至少一个第一子控制单元(519)和第二子控制单元(511)，其中由所述第一子控制单元(519)实施用于所述第一动子(200)的第一路线规划，并且由第二子控制单元(511)实施用于所述另一动子(513)的第二路线规划，或者其中由第一规划程序(901)实施用于所述第一动子(200)的所述第一路线规划并且由第二规划程序(902)实施用于所述另一动子(513)的所述第二路线规划，并且其中由所述第一子控制单元(519)或由所述第一规划程序(901)求出所述第一动子(200)的估算的行进路线，其中由所述第二子控制单元(511)或由所述第二规划程序(902)求出所述另一动子的估算的行进路线，并且其中由所述第一子控制单元(519)或由所述第一规划程序(901)接收所述另一动子的估算的行进路线，并且其中由所述第二子控制单元(511)或由所述第二规划程序(902)接收所述第一动子（200）的估算的行进路线。
9.一种用于避免在驱动面(510)上驱动至少两个动子(200，513)时避免碰撞的方法，其中每个动子(200，513)具有至少一个用于产生磁场的第二磁场发生器，其中设备具有多个板形的扇区(501)，其中所述扇区(501)分别具有用于产生磁场的至少一个磁场发生器(127)，其中所述扇区(501)形成所述驱动面(510)，其中对于第一动子(200)实施第一路线规划，其中，对所述动子(200，513)实施路线规划，以便以如下方式求出用于所述动子的行进路线：即避免所述动子(200，513)的碰撞，
其特征在于，
在求出第一动子(200)的行进路线(503)时考虑另一动子(513)的相应估算的行进路线，其中，在动子之间有碰撞风险时根据为动子分配的优先级确定、改变先行规则和规避规则，其中，仅对于具有较低优先级的动子根据具有较高优先级的动子的行进路线的估算执行具有较低优先级的动子的行进路线的改变，并且其中，以预设的时间间隔重复地求出或重复地接收另一动子(513)的估算的行进路线，并且在求出第一动子(200)的行进路线(503)时以预设的时间间隔重复地进行考虑。
10.根据权利要求9所述的方法，其中以如下方式对所述扇区(501)的所述磁场发生器(127)供电：即所述第一动子(200)沿着所求出的行进路线能够在所述驱动面(510)之上移动。
11.根据权利要求9所述的方法，其中根据所述另一动子(513)的当前的移动方向(514)求出所述估算的行进路线。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，根据所述另一动子(513)的当前的速度和/或加速度和/或所述加速度的变化求出所述估算的行进路线。
13.根据权利要求9所述的方法，其中在所述另一动子(513)的移动方向和/或速度和/或加速度和/或加速度的变化保持不变的情况下根据所述另一动子(513)的当前的行进路线(517)的线性外推求出所述估算的行进路线。
14.根据权利要求9所述的方法，其中预设的重复时间间隔是100μs至2000μs的时间间隔。
15.根据权利要求9所述的方法，其中如果在预设的时间段之内所述估算的行进路线与所求出的行进路线(503)交叉，则在所述行进路线(503)的第一路线规划中考虑所述估算的行进路线，其中所述预设的时间段至少处于100μs至2s的范围中。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的方法，其中设有第一子控制单元(519)和第二子控制单元(511)，其中由所述第一子控制单元(519)实施用于所述第一动子(200)的第一路线规划，并且由第二子控制单元(511)实施用于所述另一动子(513)的第二路线规划，或者其中由第一规划程序(901)实施用于所述第一动子(200)的所述第一路线规划并且由第二规划程序(902)实施用于所述另一动子(513)的所述第二路线规划，并且其中由所述第一子控制单元(519)或由所述第一规划程序(901)求出所述第一动子(200)的估算的行进路线，其中由所述第二子控制单元(511)或由所述第二规划程序(902)求出所述另一动子(513)的估算的行进路线，并且其中由所述第一子控制单元(519)或由所述第一规划程序(901)接收所述另一动子(513)的估算的行进路线，并且其中由所述第二子控制单元(511)或由所述第二规划程序(902)接收所述第一动子（200）的估算的行进路线。
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