CN113644804A - 引导装置、平面电机和用于运输穿梭件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种引导装置、一种平面电机和一种运输穿梭件的方法，所述引导装置具有第一端部和第二端部，在第一端部和第二端部之间限定穿梭件的姿态走向，第一端部限定穿梭件的导入姿态，第一端部在平面电机的第一定子处能设置成，使得导入姿态相对于第一定子对应于能基于运行地操控的姿态，第二端部限定穿梭件的导出姿态，第二端部在平面电机的第一定子或第二定子处能设置成，使得所述导出姿态相对于第一定子或第二定子对应于能基于运行地操控的姿态，姿态走向包括至少一个姿态，至少一个姿态相对于平面电机的各所述定子是不能基于运行地操控的姿态，所述引导装置支撑和稳定在不能基于运行地操控的所述至少一个姿态中的穿梭件。

Description

引导装置、平面电机和用于运输穿梭件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于平面电机的穿梭件的引导装置，所述引导装置具有第一端部和第二端部，并且在第一端部和第二端部之间限定穿梭件姿态走向，其中，第一端部限定穿梭件的导入姿态，并且其中，第一端部能够设置在平面电机的第一定子上，使得所述导入姿态对应于相对于第一定子能基于运行操控的姿态。此外，本发明还涉及一种具有引导装置的平面电机和一种用于利用引导装置运输穿梭件的方法。

背景技术

平面电机原则上在现有技术中已知。US9,202,719B2例如公开了这种平面电机的基本结构和工作原理。

平面电机基本上具有运输平面，一个或多个运输单元、所谓的穿梭件可以沿着所述运输平面主要进行二维运动。为此，在平面电机上通常在运输平面上分布地设有驱动线圈，所述驱动线圈由控制单元控制，以便产生沿期望的运动方向的运动的磁场。包含驱动线圈并且构成运输平面的(通常固定安装的)单元通常称作定子。备选地，也可设有可运动地设置的永磁体以用于产生运动的磁场。此外也可以设想，在定子上仅安装固定的永磁体并且在穿梭件上产生运动的磁场。在本公开的上下文中，平面电机的固定单元在此与工作方式无关地一般地被称为定子，而在定子上运动的单元被称为穿梭件。

驱动磁体(永磁体或电磁体)二维分布地设置在穿梭件上，所述驱动磁体与定子的磁场共同作用，从而沿期望的运动方向将驱动力施加到运输单元上。在此，驱动线圈和驱动磁体有利地这样设置，使得除了沿着由运输平面展开的轴线的一维运动之外，穿梭件在运输平面中的复杂的二维运动也是可能的。平面电机例如可以用作生产过程中的运输装置，其中，可以实现具有复杂运动曲线的非常灵活的运输过程。

现代的平面电机允许在定子上方悬浮的穿梭件沿所有六个刚体自由度执行高精度的运动。

通过定子的模块化结构(以部段布置结构的形式)，基本上可以不受限制地实现在两个主运动方向上的平移运动(相对于与运输平面位置固定地定义的坐标系)，此外还可以在至少一个有限的程度上实施在第三空间方向上的平移(“抬升”或“下降”)以及旋转(直至一定的偏转)。为此所需的电机力和电机力矩借助(电)磁性产生。沿着第三空间方向(竖轴线)的平移运动以及旋转运动被称为副运动方向。

即使穿梭件的运动能够借助常规的平面电机在预先给定的界限内快速且精确地实施，可调节性的界限也是迄今不可克服的障碍。穿梭件的可调节性的损失(即使仅在唯一的副运动方向上)会导致扁平电机的未定义的和不可控的状态，并且因此绝对要避免。

WO2018/176137A1公开了具有大量不同构造的穿梭件和定子的平面电机。该文献还教导，在平面电机的定子和无定子的运输系统(例如输送带、机器人抓取器或类似物)之间的转移区域中利用导轨固定定子，从而当穿梭件已离开定子的磁性作用区域时，穿梭件首先以悬浮的方式从定子运动到导轨中，然后在导轨上(例如在滚子上)滑动并且由无定子的运输系统继续运动。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种装置和一种方法，利用所述装置和方法可以超出平面电机上的穿梭件目前可能的运动模式的界限，而在此不会出现未定义的或不可控的状态。

在第一方面中，所述目的和其它目的通过开头所述类型的引导装置来实现，在所述引导装置中，所述第二端部限定穿梭件的导出姿态，其中，所述第二端部能够在平面电机的第一定子或第二定子上设置成，使得所述导出姿态相对于第一定子或第二定子对应于能基于运行地操控的姿态，其中，姿态走向包括至少一个姿态，所述至少一个姿态相对于平面电机的定子是不能基于运行地操控的姿态，并且其中，所述引导装置支撑和稳定在所述至少一个不能基于运行地操控的姿态中的穿梭件。该引导装置允许穿梭件克服能基于运行地操控的姿态的界限，并且穿梭件甚至在“不可能的”姿态上运动，而不进入不可控制的状态。

在本公开内容的上下文中，“定子”尤其是指单个定子部段。这些单个定子部段中的多个可以组合成形成各个平面的表面的定子场。由多个单个的定子部段构成的这样的定子场在更广泛的意义上也可以视为单个的定子。如本文所使用的术语“定子”不限于任何特定的面积或结构形式。因此，结合本公开内容，也可将在能够共同调节的定子元件上任意关联的布置结构称作定子。因此，定子可以对应于一个唯一的构件或者对应于多个构件的任意选择的组，所述多个构件组成构件组。因此，根据系统界限的选择，平面电机可以具有任意数量的定子或者也可以仅具有几个少量的定子或者仅具有唯一一个定子。

与本公开内容相关地，穿梭件相对于平面电机的定子的空间位置被称为“姿态”，其中，空间位置关于时间的一阶导数(即速度)和空间位置关于时间的二阶导数(即加速度)分别在所有六个运动自由度中同样是姿态的特性。

与本公开相关地，将连续顺序的姿态称为“姿态走向”，穿梭件在运动过程期间依次占据所述姿态。在此，姿态走向可以具有平移的和旋转的运动分量。

穿梭件的如下姿态被称为“能基于运行地操控的姿态”，所述姿态能够借助平面电机在给定的运行条件下以稳定的方式实现。相反，所有其他姿态与本公开内容相关地被称为“不能基于运行地操控的姿态”。

在此，运行上的规定被称为“运行条件”，这些规定例如限定了平面电机的安全的和/或有效率的运行。例如，穿梭件的姿态虽然可以利用平面电机本身实现，但是这仅能以过度的能量消耗实现(例如用于形成或保持倾斜位置)。在这种情况下，所述姿态可被视为低效的并且因此不允许的，并且因此作为“不能基于运行地操控的姿态”来处理。

当平面电机可以将穿梭件引入姿态中，而在此不会使穿梭件出现不可控的状态时，所述姿态被称为“以稳定的方式实现”。穿梭件的状态和位置即使在能基于运行地操控的姿态中也必须随时通过测量或观察足够精确地确定。

当在至少一个空间方向上不满足上述前提条件中的至少一个时，则存在不能基于运行地操控的姿态。

在一种有利的实施方式中，穿梭件沿着姿态走向从第一端部到第二端部的可运动性能通过平面电机的定子来确保。这例如可以通过如下方式来确保，即，穿梭件在平面电机的定子的姿态走向的第一区段中(或之前)被加速到这样的程度，使得穿梭件可以仅由于动能在没有定子的作用的情况下继续进一步的姿态走向。

以有利的方式，至少一个不能基于运行地操控的姿态与能基于运行地操控的姿态具有的偏转角和/或俯仰角和/或滚动角和/或提升高度的偏差。由此，利用引导装置可以实现复杂的运动，所述运动可以与不同的需求相匹配。

在一种有利的实施方式中，引导装置的姿态走向基本上平行于平面电机的运输平面延伸。由此，此外可能的是，穿梭件的运动通过由平面电机的定子形成的磁场来控制，而穿梭件自身处于本身不再能调节的姿态中。例如，穿梭件可以围绕竖轴线转动到实际不允许的区域中或者穿梭件可以超过最大允许的提升高度地提升到如下区域中，该区域虽然在没有通过引导装置的支撑的情况下由平面电机本身不能达到，但是该区域足够靠近运输平面，以便继续将足够的推进力施加到穿梭件上。

有利地，引导装置可以对于穿梭件限定在一个或两个方向上从平面电机的第一运输平面至第二运输平面的姿态走向，由此允许穿梭件在设置在第一运输平面上的穿梭件的第一定子组件与设置在第二运输平面上的第二定子组件之间的快速转移。

在一个有利的实施方式中，第一运输平面能够平行于第二运输平面设置。由此，例如可以设置用于不同水平的运输平面之间的穿梭件的过渡部。

在另一有利的实施方式中，第一运输平面和第二运输平面可以形成一个角度、尤其是一个直角。由此，例如在平面的和竖直的平面电机区段之间对穿梭件的运输能够以简单的方式单独地通过平面电机的定子的相应调节来实现，这迄今通常仅能够借助于机器人或手动地实现。

引导装置能以有利的方式在第一端部和第二端部之间构成用于穿梭件的桥和/或下部引导件。例如在交叉点处，由此能以简单的方式并且在没有复杂的计算的情况下可靠地避免穿梭件与交叉的姿态走向的碰撞，而在此不必制动任何的穿梭件。

在一种有利的实施方式中，引导装置可以具有机械的引导件和/或磁性的引导件和/或电磁的引导件和/或气动的引导件。由此，能够实现针对特定的应用情况优化的特性，例如小的滑动摩擦、稳定且精确的引导和/或高的速度。

根据另一有利的实施方式，至少一个不能基于运行地操控的姿态可能违背对于平面电机的安全和/或有效率的运行的规定，和/或至少一个不能基于运行地操控的姿态可能不满足对穿梭件的要求的稳定性的规定，和/或至少一个不能基于运行地操控的姿态本身不能利用平面电机的定子来设定。在第一种情况下，引导装置提高了平面电机的效率并且降低了能量需求。在第二种情况下，引导装置提高了平面电机的安全性并且允许设定由于安全性而不允许设定的姿态。在第三种情况下，引导装置扩展穿梭件的可能的运动空间超过可由平面电机控制的区域。

在另一有利的实施方式中，姿态走向可以包括被动的、亦即无法由平面电机的定子致动的运动区段，所述运动区段能由穿梭件借助动能和/或势能驶过。穿梭件在此通过动量或通过重力运动经过所述不能致动的运动区段。术语“不能致动”在本文中意指平面电机在这些区段中不能对穿梭件的运动施加足够的影响。

有利地，穿梭件在整个姿态走向中的至少一个自由度方面的位置通过平面电机的传感机构至少能估算、并且优选能测量。即使暂时不确保穿梭件的效率和/或稳定性和/或可操控性，也可能的是，借助于包含在平面电机中的传感机构或者足够精确地测量所述位置，或者在姿态走向的一定区段中至少以对此目的而言足够的精确度来估算所述位置。必要时，位置的测量或估算可以限制在一个或多个特别感兴趣的自由度上。

在另一方面中，本发明涉及一种平面电机，包括至少一个第一定子和至少一个在此所述的引导装置，其中，所述第一端部设置在第一定子处，其中，所述导入姿态对应于相对于第一定子能基于运行地操控的姿态，其中，所述第二端部设置在第一定子或第二定子处，并且所述导出姿态对应于相对于第一定子或第二定子能基于运行地操控的姿态。

根据一个有利的实施方式，在引导装置上能够设置有至少一个加工站。由此，由穿梭件运输的、应在加工站中被加工的物体的姿态能够任意地匹配于加工站。

平面电机可以有利地具有至少一个设置在第一运输平面中的定子和至少一个设置在第二运输平面中的定子，其中，至少一个用于穿梭件的引导装置在一个或两个方向上从第一运输平面至第二运输平面限定姿态走向。由此可以实现用于由平面电机运输的穿梭件的高度灵活的运动模式。

在另一方面，本发明涉及一种用于利用在此所述的平面电机运输穿梭件的方法，该方法包括以下步骤：利用第一定子将穿梭件浮动地设置在引导装置的导入姿态中，利用至少所述第一定子使穿梭件在引导装置的姿态走向的方向上运动和必要时加速，使穿梭件继续运动经过至少一个穿梭件位置，直至所述穿梭件达到导出姿态，所述至少一个穿梭件位置相对于平面电机的定子是不能基于运行地操控的姿态，其中，所述引导装置支撑和稳定在不能基于运行地操控的至少一个位置中的穿梭件。

以有利的方式，所述继续运动能在利用磁场的情况下进行，所述磁场由平面电机的定子建立。这尤其是在穿梭件虽然失去了其关于一个或多个副方向的可调节性，但在主方向或剩余副方向中的至少一个上仍能够通过定子的磁场调节时是有利的。

备选地或附加地，继续运动能以有利的方式在利用穿梭件的动能的情况下实现。因此，利用穿梭件也可以越过如下区段，在所述区段中可调节性基本上完全丧失。

备选地或附加地，继续运动可以在充分利用穿梭件的势能的情况下实现，由此，穿梭件必要时也可以越过非常长的路段(当所述路段引起势能降低时)。

在另一备选的实施方式中，继续运动可以通过利用至少一个另外的穿梭件的推动和/或拉动实现。由此例如可以使用先入先出原理形式的引导装置。

附图说明

下面参照附图1至10详细阐述本发明，附图1至10示例性地、示意性地并且非限制性地示出本发明的有利的设计方案。图中：

图1示出了具有设置在其上的穿梭件的平面电机的示意图，

图2以俯视图示出穿梭件的示意图，

图3以侧视图示出穿梭件的示意图，

图4以俯视图示出具有设置在其上的引导装置的平面电机，

图5以两个分开视图示出平面电机连同其上设置的引导装置，其中，定子设置在两个相互错开的平面内，

图6以两个分开视图示出了根据另一实施例的平面电机连同其上设置的两个引导装置，

图7以两个分开视图示出平面电机连同其上设置的两个引导装置，其中，定子设置在两个相互垂直的平面内，

图8以两个分开视图示出平面电机连同其上设置的两个引导装置，其中，定子设置在两个倾斜的平面中，

图9以俯视图示出根据另一实施方式的具有设置在其上的引导装置的平面电机，和

图10示出了平面电机的示意图，其具有设置在其上的引导装置，引导装置具有两个基本上彼此垂直地设置的定子。

具体实施方式

图1示出具有两个彼此邻接的定子8的平面电机3的示意图，所述定子限定了运输平面10，其中，穿梭件2悬浮地设置在运输平面10上方。必要时，构成运输平面10的定子元件的整体也可以视为唯一的定子。对于平面电机3可以定义与定子固定连接的坐标系x_P，y_P，z_P，其中，运输平面10例如可以被设置在主平面x_P-y_P中。

借助于这种平面电机3，基本上可以实施所述浮动穿梭件2沿所有六个刚体自由度的方向的高精度运动。通过部段式布置结构中的定子8的模块化结构，在两个主运动方向上的平移运动在一定程度上可以是不受限制的，此外，通常在四个剩下的副运动方向(1个平移以及3个旋转方向)上受限制的运动同样是可能的。所需的力由(电)磁性产生。利用一些平面电机，也可以实现基本不受限制地围绕z轴线的旋转。

穿梭件的运动可以通过与穿梭件固定连接的坐标系(x_Sh，y_Sh，z_Sh)描述，或者通过该坐标系相对于定子的坐标系的位置、运动和加速度描述。两个主运动方向x_P和y_P基本上平行于平面电机3的运输平面10设置。此外，运动空间包括四个副运动方向，即沿着副运动方向z_P的平移(上升和下降)和所有三个旋转。所述旋转被称为围绕x轴线的滚动

围绕y轴线的俯仰θ和围绕竖轴线z的偏转ψ。

在副运动方向上的运动典型地物理地或由于结构被限制。因此，沿着竖轴线z_P的副运动方向由于随着提升高度指数下降的磁通量密度而受到限制。围绕竖轴线的偏转典型地(但不是必须地)由于在穿梭件处的定子线圈和磁体单元之间的相互作用而受限。从一定的偏转角ψ起，平面电机此外可能失去绕竖轴线旋转的可调节性。剩余的两个旋转基本上由于旋转所需的空间需求而受限，也就是说又由于必要的升降运动以及可调节性的损失(由于最大的力/力矩的限制)和可观察性。在从该有受限的区域中引导穿梭件的应用中，例如可以使用外部的操纵装置(例如机器人)，然而这与显著的技术耗费相关联。

在图2和3中示意性地示出了由穿梭件2执行的运动。图2示出穿梭件2的俯视图。穿梭件2例如可以关于定子(其位置通过坐标系x_P，y_P，z_P示出)设置在第一主层中，其中，第一主轴线x_Sh平行于定子的相应的第一主轴线x_P设置，或者设置在第二主层中，其中，第一主轴线x_Sh平行于定子的相应的第二主轴线y_P设置。通过对定子的相应控制，穿梭件2可以沿着主轴线x_P、y_P运动。此外，穿梭件2可以从该主位置出发围绕竖轴线z_P在正方向或负方向上枢转(偏转ψ)。然而，该运动由于结构典型地仅能受限地实现，因为穿梭件2在偏差过大时失去可调节性，也就是说不再能由定子控制或者至少不再能完全控制，或者不再能被观察到。因此，关于定子坐标系可以定义可基于运行地操控的姿态12的区域。

图3以侧视图示出穿梭件2的示意图，其中，穿梭件2以间距z悬浮地设置在运输平面10上方。在此，对于围绕第一主轴线x_P的滚动

也存在这样的区域，其限定了可基于运行地操控的姿态12。以类似的方式可以说明绕第二主轴线y_P的俯仰θ的这样的区域。距运输平面10的距离z也可以变化直至最大提升高度z_max，其中，这也限定了具有能基于运行操控的姿态12‘的区域。

因为穿梭件在位于能基于运行操控的姿态12之外的姿态中不具有或仅具有差的可调节性或者不能基于运行来操作，所以利用传统的平面电机3不能使穿梭件运动超过能基于运行地操控的姿态12的区域。然而，对于许多应用，期望克服该技术限制。

因此，根据本发明的公开内容，提出一种引导装置1，该引导装置允许穿梭件2也使用在能基于运行地操控的姿态12之外的姿态。在此，穿梭件通过引导装置1强制引导，使得通过余留的电磁的、动能的或势能的作用到穿梭件上的力能够实现进一步的运动。因此，能够增大沿副运动方向的允许的运动范围。在极端情况下，当沿推进方向的可调节性完全丧失时，也就是说沿该方向不再可能有足够的电磁力作用时，穿梭件的动能或势能可以被用于克服在相应的瞬时的不可调节的过渡区域中的运动阻力。对于穿梭件的局部附加的引导装置1，原则上可以使用所有技术上可用的方法，例如基于接触的和/或无接触的引导。

图4示出了具有多个定子8的平面电机3，所述定子设置在运输平面中。平面电机3可以使多个穿梭件2同时悬浮地在运输平面的整个区域上运动，例如以便在加工站11、11‘中加工设置在穿梭件2上的物体，所述加工站在图4中示意性地示出为矩形区域。对于在第一加工站11中的加工需要的是(或有利的是)，穿梭件以与“正常位置”相差如此大的角度设置，使得所述穿梭件不能基于运行地被操控。因此，如果尝试利用平面电机3调整穿梭件2的姿态(在图4中用附图标记2表示所述姿态)，则穿梭件能够进入不允许的或者甚至不可控的状态。为了尽管如此仍能够实现在第一加工站11中的加工，设置有引导装置1，该引导装置例如由两个平行的滑轨或滚子组件构成，在它们之间穿梭件2‘可沿着姿态走向6(在图4中示出为点划线)运动，而该穿梭件在其偏转角ψ方面稳定地定位。因此，引导装置1在第一加工站的区域中防止，在其中引导的穿梭件2‘执行绕竖轴线z_P的不受控制的旋转，并且平行于运输平面的运动也被限制到沿着姿态走向6的运动上。

为了在加工站11中加工穿梭件2‘，该穿梭件由定子8运动到导入姿态7中，所述导入姿态位于以附图标记8‘标记的定子上。从导入姿态7，穿梭件2‘可以在引导装置1的第一端部4处沿着姿态走向6运动到引导装置1中。在由引导装置1引导的穿梭件2‘沿着姿态走向6继续运动的情况下，穿梭件2‘围绕竖轴线从完全可调节的姿态中扭转出来。即使定子8本来就不能使穿梭件运动到这种扭转的姿态中，也可以的是，由引导装置1强制引导的穿梭件2‘随着定子8继续沿着姿态走向6运动或者也稳定地保持在其相应的位置中。在此，加工站11中的加工可以或者在穿梭件2静止时进行，或者在穿梭件2以与加工协调的速度和必要时加速度沿着姿态走向6运动期间进行。

因此，通过利用引导装置限制穿梭件2‘的自由度，现在可以借助定子8的磁场沿着姿态走向6稳定地移动穿梭件2‘，尽管偏转角ψ实际上位于能基于运行地操控的姿态之外。

在引导装置1的第二端部5之前，穿梭件2‘通过引导装置1再次枢转到能基于运行地控制的姿态中并且在导出姿态9中离开导轨1的第二端部5，其中，导出姿态9所在的定子以附图标记8“表示。

在替代的实施方式中，也可以使穿梭件2完全(也就是说，对于所有或基本上所有平移运动方向和旋转运动方向而言)失去可调节性，而该穿梭件由引导装置1强制引导。在这种情况下，穿梭件沿姿态走向6的继续运动或是在利用穿梭件的势能、或是在利用穿梭件的势能的情况下得以确保。

在图5中示例性地示出了这种实施方式。在图5中以两个分开视图示出的平面电机3在该情况下具有设置在两个不同的运输平面10、10‘中的定子。两个运输平面10、10‘彼此平行地错开地设置，其中，运输平面10、10‘例如可以水平地(上下相叠地)设置，但也可以任意竖直地或倾斜地设置，只要这利用所使用的由定子8和穿梭件2构成的组合在技术上是可行的。

在两个运输平面之间设置有引导装置1，其中，设置在其上的穿梭件2‘在沿着姿态走向6的运动中被强制引导。引导装置1例如可以设计为机械的引导装置，例如滑动引导装置或滚子轨道，或者设计为(电)磁的或气动的引导装置，并且能够使穿梭件2从第一运输平面10移动到第二运输平面10‘中，或者反之亦然。为此，穿梭件再次首先运动到导入姿态7中，所述导入姿态相对于引导装置1的第一端部4被限定。穿梭件从导入姿态7由定子8沿姿态走向6的方向运动，其中，穿梭件或者从导入姿态7加速，或者已经以相应的速度运动到导入姿态7中。

在沿着姿态走向6的继续运动中，穿梭件2一方面在竖轴线z_P的方向上从第一运输平面提升，另一方面穿梭件围绕第二主轴线枢转。在用附图标记2‘示出的姿态中，穿梭件2此时离开完整的可调节性的姿态，因为该穿梭件距离第一运输平面10的定子8过远，从而由这些定子8产生的磁场不再能够发挥对穿梭件2‘的足够的作用或者不再能够检测穿梭件的位置/状态。因为穿梭件2‘在该姿态中因此不再能够被定子8影响，所以必须通过调节来确保，在达到基于运行要求的不可控的姿态时达到足够的速度，使得穿梭件2利用存在的动量(初始动能)并且必要时借助于重力(势能)在引导装置1的第二端部5上再次达到能基于运行地控制的姿态，而不会在引导装置1中卡住或者由于重力而沿错误的方向运动。穿梭件在此通过消耗力、例如摩擦、空气阻力、涡流损耗来制动，其方式是所述消耗力从穿梭件抽取初始动能。初始动能基本上取决于穿梭件的初始速度和重量。势能基本上取决于平面电机的布置结构以及重力加速度作用的方向。

在引导装置1中卡住的、不可调节(固定)的穿梭件可选地可以借助于另一个穿梭件从引导装置“推动”或“拉动”。

在引导装置1的第二端部5上，穿梭件2又到达第二运输平面10‘的定子8的影响区域中，其中，穿梭件2在导出姿态9中又处于能基于运行地控制的姿态中。利用相同的原理也可以实现穿梭件2沿相反的方向、即从第二端部5到第一端部4的运动，其中，所述关系仅在重力方面不同。

图6示出了具有引导装置1的平面电机3的另一个实施方式，该引导装置1具有“桥”的功能。平面电机3的定子8设置在唯一的运输平面10中，其中，两个在运输平面10上示出的穿梭件2沿着多个轨道曲线13运动，所述轨道曲线例如能够由过程决定地预先给定。这种轨道曲线13通过另一穿梭件2的跨越虽然本身是容易实现的，但是必须在时间上与在轨道曲线13上运动的穿梭件2相协调。特别是在路线很频繁的情况下，这可能是有问题的，并且可能在交叉路口之前引起“拥堵”。代替桥，也能以类似的方式实现“下部引导件”，其中，引导装置1将穿梭件2向下引导通过运输平面10中的开口，并且在相对的端部通过另一开口再次向上引导。

利用在图6中示出的引导装置1，往返运动2‘可以从引导装置1的第一端部4上的导入姿态7(定子8‘)运动至引导装置1的第二端部5上的导出姿态9(定子8“)并且在此跨越轨道曲线13，而不影响轨道曲线13上的运输。在此，引导装置1(或由引导装置1限定的姿态走向6)在第一端部4的区域中首先平行于运输平面10延伸，在另一走向中向上枢转(相对于运输平面10)并且在位于其下的定子8上形成桥，轨道曲线13位于所述定子中。桥足够高，以防止在引导装置1上引导的穿梭件2受到位于其下的定子8的磁场的影响，所述定子8沿着轨道曲线13在运输平面10中运输穿梭件2。在进一步的走向中，引导装置1或姿态走向6又向下枢转并且又接近运输平面10，其中，在引导装置1上滑动的穿梭件2‘又到达能基于运行地操控的姿态中并且可以由定子8继续运动直至引导装置1的第二端部5。由引导装置1限定的姿态走向6在第二端部5或者说导出姿态9的区域中又平行于运输平面延伸，从而通过定子(在此定子8“)确保穿梭件2‘从引导的运输到正常的运输的不受干扰的过渡。

在图6中示出的桥式构造的引导装置1不仅可以与如下平面电机3一起使用，所述平面电机的运输平面10水平地设置，而且也可以在垂直的或倾斜的运输平面10中使用，其中，必要时必须考虑作用到穿梭件2‘上的重力。在图6中示出的引导装置1也可以用于跨过其他障碍物，例如使得穿梭件2在没有设置定子8的区域上方运输。必要时，引导装置1也可以具有在另一个方向上弯曲的走向，例如以便构成曲线，或者穿梭件2‘的枢转可以在穿过引导装置1时实现。

图7示出了具有引导装置1的平面电机3的另一个示例性实施方式，该引导装置1被设置用于将穿梭件2‘从第一运输平面10转移到第二运输平面10‘(或者反之)，该第二运输平面基本上与第一运输平面10成直角地设置。为此需要穿梭件2‘跨过中间区域14，在所述中间区域中，穿梭件的姿态既不关于第一运输平面10的任意定子8，也不关于第二运输平面10的定子8对应于能基于运行地操控的姿态。通过引导装置1从一个运输平面10到另一个运输平面10转换基本上对应于已经结合其它附图的描述详细地公开的方法。在图7中示出的引导装置1也可以在两个方向上使用，其中，根据平面电机3的定向相应地考虑作用到穿梭件2‘上的重力。

在另一实施方式中，引导装置1也可以设置用于在运输平面10、10之间的转换，所述运输平面形成与直角偏离的角度。图8示出了具有平的角度的这种实施方式，其中，工作原理又类似于之前所描述的那样。

图9示出了另一个实施例，其可以与包括单个运输平面10的平面电机结合使用。在此示出了多个穿梭件2，所述穿梭件沿着弯曲的轨道曲线13运动。由于穿梭件2围绕其竖轴线的受限的可枢转性，在此在不旋转的情况下进行运动，也就是说，穿梭件2的主轴线x_Sh和y_Sh在每个位置中基本上保持平行于定子8的相应的主轴线x_P或y_P。然而，在许多情况下，可能期望某些穿梭件2在经过弯道时“随之枢转”。在这种情况下，轨道曲线13执行90°的枢转，这相当于穿梭件2‘同样90°的旋转。在图9中示出的引导装置1刚好用于该目的并且强制穿梭件2在沿着姿态走向6经过引导装置1时除了方向改变之外也围绕竖轴线旋转90°。

必要时也可以设置引导装置1，以便实现围绕第一主轴线x_Sh的滚动。图10示出了相应的实施方式。在此，与在图7和8中类似地，实现穿梭件2‘从第一运输平面10到第二运输平面10‘的过渡，其中，所述第二运输平面10‘相对于所述第一运输平面10形成一个角度。在图10中，由引导装置1沿姿态走向6移动穿梭件2‘，其中，穿梭件2‘同时以90°滚动。必要时能以类似的方式实施以其它角度的滚动运动。

此外，之前公开的示例可具有如下特征，其中，所有公开的特征能够任意地相互组合，只要没有技术障碍。穿梭件由定子8完全可调节地操控地浮动地运动向引导装置1的第一端部4，其中，穿梭件2的定向匹配于引导入口，使得所述穿梭件对应于导入姿态7。穿梭件(悬浮地)运动到引导装置中并且必要时加速到如在具体情况下可能的、必要的和/或根据应用允许的程度。由此，穿梭件的动能提高。如果在穿梭件2随后的(通过引导装置1强制引导的)运动中沿姿态走向提高势能和/或沿推进方向的电磁力作用完全消失和/或消耗力(摩擦、空气阻力、涡流损耗等)作用到穿梭件上，则所述动能可以补偿这些损耗。在失去完全的可调节性之前的阶段中，引导装置已经可以从穿梭件中除去相应的自由度，尽管穿梭件还是能够完全调节的。由于强制引导而“变为自由的”磁力可以间接地用于其它目的(例如推进和/或加速)。随着沿着姿态走向6的继续运动，可调节性降低，或者在单个的、必要时也在所有方向上完全失去可调节性，并且在此，引导装置承担相应的力的一部分。

在极端情况下，穿梭件在此也有时失去在(至少一个)运动方向上的可调节性，也就是说不再可能有足够的电磁力作用。对于穿梭件沿着相应的自由度(克服运动阻力)的必要的进一步运动，所述区域能以穿梭件的“存储的”动能和/或存储的势能被跨过。

在可调节性达到其最小值之后，该可调节性在穿梭件沿着姿态走向的运动的进一步过程中再次增大，并且穿梭件在到达引导装置的第二端部5之前再次达到其完全的可调节性。在该区域中，如果这在之前的运动期间由于差的或不存在的电磁力作用而仅能受限地实现，则也可以通过定子再次进行速度状态的匹配。例如，如果穿梭件的速度由于势能而被提高，则穿梭件可以被制动。

在引导装置的第二端部上，穿梭件又悬浮地且在能在能基于运行地操控的姿态中离开引导装置。

在说明书和权利要求书中，除非另外指明，术语“基本上”或“大约”是指所述值的偏差直至10％，如果在物理上可能，无论是向下还是向上，或者仅仅在合理的方向，在程度的表述(角度和温度)上，都是指±10°。

所有的量值数据和比例数据，尤其是用于界定本发明的那些，只要其不涉及具体的实例，都应被理解为具有±10％的公差。因此，数据“11％”例如意味着：“从9.9％到12.1％”。对于术语如“一溶剂”，词语“一”不应被理解为数词，而应被理解为不定冠词或代词，除非上下文另有指示。

在各个实施方案和实施例中所说明的各个特征和变型可以(只要不是当场另外说明)能与其它实施例和实施方案的特征和变型自由组合，并且尤其是用于在权利要求中对本发明进行特征描述，而不强制地包括相应的实施方案或相应的实施例的其它细节。

附图标记列表：

1 引导装置

2 穿梭件

3 平面电机

4 第一端部

5 第二端部

6 姿态走向

7 导入姿态7

8 定子

9 导出姿态

10 运输平面

11 加工站

12 完全调节性的区域

13 轨道曲线

14 中间区域

Claims (20)

1.一种用于平面电机(3)的穿梭件(2)的引导装置(1)，其中，所述引导装置(1)具有第一端部(4)和第二端部(5)，并且在所述第一端部(4)和第二端部(5)之间限定穿梭件(2)的姿态走向(6)，其中，所述第一端部(4)限定穿梭件(2)的导入姿态(7)，并且所述第一端部(4)在平面电机(3)的第一定子(8‘)处能设置成，使得所述导入姿态(7)相对于第一定子(8‘)对应于能基于运行地操控的姿态(12)，其特征在于，所述第二端部(5)限定穿梭件(2)的导出姿态(9)，所述第二端部(5)在平面电机(3)的第一定子(8‘)或第二定子(8“)处能设置成，使得所述导出姿态(9)相对于第一定子(8‘)或第二定子(8“)对应于能基于运行地操控的姿态，其中，姿态走向(6)包括至少一个姿态，所述至少一个姿态相对于平面电机(3)的各所述定子(8)是不能基于运行地操控的姿态，并且所述引导装置(1)支撑和稳定在不能基于运行地操控的所述至少一个姿态中的穿梭件(2)。

2.如权利要求1所述的引导装置(1)，其特征在于，所述穿梭件(2)沿着姿态走向(6)从第一端部(4)至第二端部(5)的可运动性能通过平面电机(3)的各所述定子(8)确保。

3.如权利要求1或2所述的引导装置(1)，其特征在于，不能基于运行地操控的所述至少一个姿态与能基于运行地操控的姿态(12)具有偏转角(ψ)的和/或俯仰角(θ)的和/或滚动角

的和/或提升高度(z)的偏差。

4.如权利要求1至3中任一项所述的引导装置(1)，其特征在于，所述引导装置(1)的姿态走向(6)基本上平行于平面电机的运输平面(10)延伸。

5.如权利要求1至4中任一项所述的引导装置(1)，其特征在于，所述引导装置(1)对于穿梭件(2)限定在一个或两个方向上从平面电机(3)的第一运输平面(10)至第二运输平面(10‘)的姿态走向(6)。

6.如权利要求5所述的引导装置(1)，其特征在于，所述第一运输平面(10)平行于第二运输平面(10‘)设置。

7.如权利要求5所述的引导装置(1)，其特征在于，所述第一运输平面(10)和所述第二运输平面(10‘)形成一个角度、尤其是一个直角。

8.如权利要求1至7中任一项所述的引导装置(1)，其特征在于，所述引导装置(1)在第一端部(4)与第二端部(5)之间构成用于穿梭件(2)的桥和/或下部引导件。

9.如权利要求1至8中任一项所述的引导装置(1)，其特征在于，所述引导装置(1)具有机械的引导件和/或磁性的引导件和/或电磁的引导件和/或气动的引导件。

10.如权利要求1至9中任一项所述的引导装置(1)，其特征在于，不能基于运行地操控的所述至少一个姿态违背对于平面电机(3)的安全的和/或有效率的运行的规定，和/或不能基于运行地操控的所述至少一个姿态不满足对于穿梭件(2)的要求的稳定性的规定，和/或不能基于运行地操控的所述至少一个姿态本身不能利用平面电机(3)的定子(8)来设定。

11.如权利要求1至10中任一项所述的引导装置(1)，其特征在于，所述姿态走向(6)包括被动的、亦即无法由平面电机(3)的定子(8)致动的运动区段，所述运动区段能由穿梭件(2)借助动能和/或势能驶过。

12.如权利要求1至11中任一项所述的引导装置(1)，其特征在于，所述穿梭件(2)在整个姿态走向(6)中的至少一个自由度方面的位置通过平面电机(3)的传感机构至少能估算、并且优选能测量。

13.一种平面电机(3)，包括至少一个第一定子(8‘)和至少一个如权利要求1至12中任一项所述的引导装置(1)，其中，所述第一端部(4)设置在第一定子(8‘)处，所述导入姿态(7)相对于第一定子(8‘)对应于能基于运行地操控的姿态，所述第二端部设置在第一定子(8‘)或第二定子(8“)处，并且所述导出姿态(9)相对于第一定子(8‘)或第二定子(8“)对应于能基于运行地操控的姿态。

14.如权利要求13所述的平面电机(3)，其特征在于，在所述引导装置(1)上设置有至少一个加工站(11)。

15.如权利要求13或14所述的平面电机(3)，其特征在于，所述平面电机(3)具有至少一个设置在第一运输平面(10)中的定子(8)并且具有至少一个设置在第二运输平面(10‘)中的定子(8)，其中，至少一个引导装置(1)对于穿梭件(2)限定在一个或两个方向上从第一运输平面(10)至第二运输平面(10‘)的姿态走向(6)。

16.一种利用如权利要求13至15中任一项所述的平面电机(3)运输穿梭件(2)的方法，其中，所述方法具有如下步骤：

-利用第一定子(8‘)将穿梭件(2)浮动地设置在引导装置(1)的导入姿态(7)中，

-利用至少所述第一定子(8‘)使穿梭件(2)在引导装置(1)的姿态走向(6)的方向上运动和可选地加速，

-使穿梭件(2)继续运动经过至少一个穿梭件位置，直至所述穿梭件达到导出姿态(9)，所述至少一个穿梭件位置相对于平面电机(3)的定子(8)是不能基于运行地操控的姿态，其中，所述引导装置(1)支撑和稳定在不能基于运行地操控的至少一个位置中的穿梭件(2)。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述继续运动在利用磁场的情况下实现，所述磁场由平面电机(3)的定子(8)建立。

18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述继续运动在利用穿梭件(2)的动能的情况下实现。

19.如权利要求16至18中任一项所述的方法，其特征在于，所述继续运动在利用穿梭件(2)的势能的情况下实现。

20.如权利要求16至19中任一项所述的方法，其特征在于，所述继续运动通过利用至少一个另外的穿梭件的推动和/或拉动实现。

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