CN113965042A - 一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置及其控制策略 - Google Patents

一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置及其控制策略 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置及其控制策略，包括：通过弹簧固定销紧固安装于支架内部的滑动组件；滑动组件包括通过滑轨滑动连接的箱体与底座，设于箱体外表面的感应开关，设于箱体底部的动轨，通过固定板设于底座上方的电机，动轨与电机轴向平行；电机通过内设的无线接收面板接收到感应开关发出的控制指令并运行，推动动轨滑动，箱体随动动轨滑出/滑入支架。可见，直线电机与动轨外形紧凑，且直线电机布设于底座之上，动轨则布设于箱体底部，无需大量占用内部空间即可实现紧凑的内置布设；此外，直线电机的运行噪音小，避免了因外露布设带来的空间占用与噪音过大等问题。其适用范围广泛，可在各领域推广应用。

Description

一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置及其控制策略
技术领域
本发明涉及直线电机技术领域，尤其涉及一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置及其控制策略。
背景技术
在制造业领域，为了减少分拣错误，提高工作效率，常对物料或工具分类放置于不同的抽屉之中，在进行特定工序时从物料柜中抽出相应的抽屉以取料作业。而在抽屉装载了大量物料或工具，自身重量较重的情况下，依靠人力抽出或推入抽屉的动作费时费力，因而可自动推拉的抽屉应运而生。且随着设计理念与使用需求的发展，诸如工业生产中的料盒、箱体、柜体、机械部件，甚至部分民用领域的家具，如折叠沙发床、折叠餐桌等，均衍生了加装滑轨装置的需求。
目前，市面上的滑轨装置多配备旋转电机，旋转电机通过传动带与所要驱动的滑动组件连接，由旋转电机旋转来带动传动带，进而传动带带动滑动组件沿滑轨滑出或收回。
然而，旋转电机体积较大，多采用外置安装，使得设备整体需占据较大的空间，且运行时噪音问题严重；若将旋转电机内置安装，则旋转电机将大幅占用滑动组件的内部空间，严重挤占滑动组件的容量与内部结构。其适用范围小，难以在民用领域推广应用。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置及其控制策略。
其中，本发明所涉及的一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置，包括：
外框架1，以及通过弹簧固定销2紧固安装于所述外框架1内部的滑动组件3；
其中，所述滑动组件3包括通过滑轨31滑动连接的箱体32与底座33，设于所述箱体32外表面的感应开关34，固设于所述箱体32底部凹槽的动轨 35，以及通过固定板36固设于所述底座33上方的直线电机37，所述动轨35 与所述直线电机37轴向平行；
所述动轨35包括固定型材351，固设于所述固定型材351内部的铁片352 及铺设于所述铁片352一侧的若干磁铁353；
所述直线电机37采用铝壳371及所述铝壳371两端的端板372进行封装，所述铝壳371内部固设有矽钢片373，套设于矽钢片373之上的线圈骨架374，缠绕于所述线圈骨架374之上的线圈375，电连接所述线圈375的控制面板 376，以及与所述控制面板376电连接的霍尔传感面板377与无线接收面板 378；
所述固定板36内部安装有电连接所述直线电机37及外部电源的内置电源38，用以驱动所述直线电机37运行；
所述感应开关34通信连接所述无线接收面板378，以及，所述固定板36 上还设有电连接所述控制面板376的电插锁39；
当所述无线接收面板378接收到所述感应开关34发出的，指示推动所述箱体32的控制指令时，所述控制面板376基于所述控制指令驱动所述直线电机37运行，进而所述直线电机37推动所述动轨35滑动，同时，所述箱体 32随动于所述动轨35滑出/滑入所述外框架1。
优选的，在当所述箱体32完全滑出时，其在投影平面上与所述外框架1 存在重叠区域；
所述直线电机37布设于重叠区域，以对所述动轨35实现全行程控制。
优选的，所述霍尔传感面板377具备霍尔传感器，用以对所述动轨35 中的磁铁353相对所述直线电机37的位置进行检测识别，以确定所述直线电机37针对所述动轨35的驱动方向。
优选的，所述弹簧固定销2包括插销底座33及贯穿布设于所述插销底座 33的弹簧插销；
所述插销底座33通过螺丝固设于所述底座33两侧；
所述弹簧插销的尖端插入开设于所述外框架1内壁的固定孔，将所述滑动组件3紧固安装于所述外框架1内部。
优选的，当抽出所述弹簧插销，以使所述弹簧插销的尖端脱离所述固定孔时，所述滑动组件3相对所述外框架1整体脱离。
优选的，所述直线电机37与所述内置电源38通过布设于所述外框架1 内部的电源线缆及信号线缆实现电连接与通信连接；
以及，所述电插锁39与所述控制面板376也通过布设于所述外框架1 内部的电源线缆及信号线缆实现电连接与通信连接。
优选的，所述内置电源38包括电连接的驱动单元及蓄电单元；
所述驱动单元电连接外部电源及所述直线电机37，用以将外部电源转换为适配于所述直线电机37运行的运行用电，以及，用以将外部电源转换为适配于所述蓄电单元充能的充能用电；
所述蓄电单元采用蓄电池，用以储蓄电能，并在外部电源断供时通过所述驱动单元向所述直线电机37提供应急用电。
优选的，所述滑轨31采用多段式的滚珠式滑轨或齿轮式滑轨，其上具备限位卡槽，用以配合螺丝限定其滑动行程，避免所述箱体32滑出所述直线电机37的控制范围；
此外，本发明所涉及的一种控制策略，包括：
设于箱体上的感应开关用以接收用户的控制指令，所述控制指令至少包括单击指令、双击指令及长按指令；
当箱体完全收纳时，若所述感应开关接收到单击指令，则控制所述箱体滑出至其全行程的半程；若所述感应开关接收到双击指令，则控制所述箱体完全滑出。
优选的，当所述箱体处于其全行程的半程时，若所述感应开关接收到单击指令，则控制所述箱体完全滑出；若所述感应开关接收到长按指令，则控制所述箱体滑入至完全收纳；
当所述箱体完全滑出时，若所述感应开关接收到单击指令，则控制所述箱体滑入至其全行程的半程；若所述感应开关接收到长按指令，则控制所述箱体滑入至完全收纳。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
直线电机与动轨外形紧凑，且直线电机布设于底座之上，动轨则布设于箱体底部，无需大量占用内部空间即可实现紧凑的内置布设；且直线电机的运行噪音小，彻底避免了因外露布设带来的空间占用与噪音过大等问题。其适用范围广泛，可在各领域推广应用。
附图说明
图1是本发明所涉及的一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置的结构分解示意图；
图2是本发明所涉及的一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置中滑动组件的结构分解示意图；
图3是本发明所涉及的一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置中直线电机的结构分解示意图；
图4是本发明所涉及的一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置中动轨的结构分解示意图；
图5是本发明所涉及的一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置中箱体底部及动轨的结构示意图；
图6是本发明所涉及的一种控制策略的流程示意图。
具体实施方式
为加深对本发明的理解，下面将结合实施案例和附图对本发明作进一步详述。本发明可通过如下方式实施：
实施例一
请参阅图1、图2、图3、图4及图5，一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置，包括：
外框架1，以及通过弹簧固定销2紧固安装于外框架1内部的滑动组件3；
其中，滑动组件3包括通过滑轨31滑动连接的箱体32与底座33，设于箱体32外表面的感应开关34，固设于箱体32底部凹槽的动轨35，以及通过固定板36固设于底座33上方的直线电机37，动轨35与直线电机37轴向平行；
动轨35包括固定型材351，固设于固定型材351内部的铁片352及铺设于铁片352一侧的若干磁铁353；
直线电机37采用铝壳371及铝壳371两端的端板372进行封装，铝壳371内部固设有矽钢片373，套设于矽钢片373之上的线圈骨架374，缠绕于线圈骨架374之上的线圈375，电连接线圈375的控制面板376，以及与控制面板376电连接的霍尔传感面板377与无线接收面板378；
固定板36内部安装有电连接直线电机37及外部电源的内置电源38，用以驱动直线电机37运行；
感应开关34通信连接无线接收面板378，
以及，固定板36上还设有电连接控制面板376的电插锁39；
当无线接收面板378接收到感应开关34发出的，指示推动箱体32的控制指令时，控制面板376基于控制指令驱动直线电机37运行，进而直线电机 37推动动轨35滑动，同时，箱体32随动于动轨35滑出/滑入外框架1。
本实施例中，以制造业及民用领域均广泛使用的抽屉为例，提出了一款加装了隐藏式直线电机与滑轨装置的自动抽屉。
本实施例中，电插锁39用于在箱体32完全收纳于外框架1内部时，配合开设于箱体32底部的凹槽，对箱体32进行锁紧，以避免因摆放区域不平而造成箱体32自行滑出等情况的发生。
本实施例中，在当箱体32完全滑出时，其在投影平面上与外框架1存在重叠区域；直线电机37布设于重叠区域，以对动轨35实现全行程控制。
作为一种可选的实施方式，滑轨31采用多段式的滚珠式滑轨或齿轮式滑轨，其上具备限位卡槽，用以配合螺丝限定其滑动行程，避免箱体32滑出直线电机37的控制范围。
具体地，通过滑轨31的限位卡槽来限定箱体32的滑动行程，从而箱体 32上的动轨始终处于直线电机37的控制范围内，避免箱体32因过度滑出而失控无法收回。
本实施例中，弹簧固定销2包括插销底座33及贯穿布设于插销底座33 的弹簧插销；插销底座33通过螺丝固设于底座33两侧；弹簧插销的尖端插入开设于外框架1内壁的固定孔，将滑动组件3紧固安装于外框架1内部。当抽出弹簧插销，以使弹簧插销的尖端脱离固定孔时，滑动组件3相对外框架1整体脱离。
从而，通过弹性固定销2，滑动组件3可在外框架1内部实现整体拆卸或整体安装。此外，通过在外框架1内壁的不同位置开始固定孔，还可灵活调整滑动组件3的安装位置。
本实施例中，直线电机37与内置电源38通过布设于外框架1内部的电源线缆及信号线缆实现电连接与通信连接；以及，电插锁39与控制面板376 也通过布设于外框架1内部的电源线缆及信号线缆实现电连接与通信连接。
从而，滑动组件的直线电机、动轨及连接线缆均隐藏布设于支架内部，不存在设备外露问题，且相比传统的旋转电机，直线电机运行噪音小，体积紧凑，适用范围广泛。
本实施例中，内置电源包括电连接的驱动单元及蓄电单元；
驱动单元电连接外部电源及直线电机37，用以将外部电源转换为适配于直线电机37运行的运行用电，以及，用以将外部电源转换为适配于蓄电单元充能的充能用电；
蓄电单元采用蓄电池，用以储蓄电能，并在外部电源断供时通过驱动单元向直线电机37提供应急用电。
从而，在有外部稳定供电的情况下，驱动单元为电机稳定提供运行用电；而在停电时，则转由蓄电单元中的蓄电池对电机应急供电，避免滑动组件因断电而无法运行。
本实施例中，除了响应控制指令对箱体32进行滑出/滑入控制，还可由人力直接拉动箱体32滑动，而在箱体32受人力拉动滑出后，箱体32的位置对于电机而言为未知状态，进而直线电机37在接收到控制指令时无法确定其驱动动轨35的驱动方向。
作为一种可选的实施方式，霍尔传感面板377具备霍尔传感器，用以对动轨35中的磁铁353相对直线电机37的位置进行检测识别，以确定直线电机37针对动轨35的驱动方向。
从而，当直线电机37在接收到控制指令时，若检测到箱体32滑出于外框架1，则可驱动动轨35滑入；若检测到箱体32处于外框架1内部，则可驱动动轨35滑出。
综上，直线电机与动轨外形紧凑，且直线电机布设于底座之上，动轨则布设于箱体底部，无需大量占用内部空间即可实现紧凑的内置布设；且直线电机的运行噪音小，彻底避免了因外露布设带来的空间占用与噪音过大等问题。其适用范围广泛，可在各领域推广应用。
实施例二
请参阅图6，一种控制策略，包括：
设于箱体上的感应开关用以接收用户的控制指令，控制指令至少包括单击指令、双击指令及长按指令。从而，用户通过单击、双击或者长按感应开关，即可向滑动组件输入不同含义的控制指令。
作为一种可选的实施方式，当箱体完全收纳时：
若感应开关接收到单击指令，则控制箱体滑出至其全行程的半程；
若感应开关接收到双击指令，则控制箱体完全滑出。
从而，在箱体完全收纳于支架时，可通过以上指令控制箱体滑出至半程或全程。
作为另一种可选的实施方式，当箱体处于其全行程的半程时，
若感应开关接收到单击指令，则控制箱体完全滑出；
若感应开关接收到长按指令，则控制箱体滑入至完全收纳。
从而，若滑出至半程的箱体无法满足用户取放物品的需求，则可通过单击指令，控制箱体完全滑出；而长按指令则可控制出于半程的箱体完全滑入支架中。
作为又一种可选的实施方式，当箱体完全滑出时，
若感应开关接收到单击指令，则控制箱体滑入至其全行程的半程；
若感应开关接收到长按指令，则控制箱体滑入至完全收纳。
从而，若完全滑出的箱体对用户的作业产生阻碍，则可通过单击指令，控制箱体滑入至半程；而长按指令则可控制完全滑出的箱体完全滑入支架中。
可见，通过以上控制策略，可准确有效地对箱体进行滑出/滑入控制，满足用户对滑动组件的不同使用需求。
本实施例中，滑动组件还可配备有电插锁，用以锁紧收纳与支架内部的箱体，避免因摆放区域不平而造成箱体自行滑出等情况的发生，此时，可增加针对电插锁的控制策略。
作为一种可选的实施方式，当箱体完全收纳时，若感应开关接收到长按指令，则控制电插锁锁紧箱体。
作为另一种可选的实施方式，当箱体完全收纳且锁紧时，
若感应开关接收到长按指令，则控制电插锁的锁舌缩回以松脱箱体；
若感应开关接收到单击指令，则控制电插锁的锁舌缩回以松脱箱体，并控制箱体滑出至其全行程的半程
若感应开关接收到双击指令，则控制电插锁的锁舌缩回以松脱箱体，并控制箱体完全滑出。
应当理解的是，以上的控制策略仅针对采用单感应开关控制单个滑动组件的情况进行设计，因而对于采用多感应开关的单滑动组件，或者滑动组件数量多于感应开关时，应当相应地采用设计不同的控制策略。以上控制策略仅用以举例，不对本控制策略产生限定。
本实施例中，针对特殊应用场景下滑动组件众多的情况(如装有数百个物料盒的物料柜，或者中药房里分装有众多药材的药柜)，提出了如下控制策略。
作为一种可选的实施方式，对每一滑动组件的无线接收面板设定设备编码，并建立映射表，于映射表上对每一滑动组件中所装载物品的物品编码、物品名称与该滑动组件对应的设备编码进行关联映射，以及，仅采用一个控制面板或智能设备作为感应开关，将映射表导入其中关，用以对多滑动组件的滑轨装置进行统一控制。
从而，在需要针对某一物品所在的滑动组件进行控制时，通过在感应开关上输入物品编码或物品名称，即可根据映射表调出针对该物品所在滑动组件的控制界面，进而通过控制界面对该物品所在滑动组件进行滑出、滑入、锁紧等控制操作。

Claims (10)

1.一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置，其特征在于，包括：
外框架1，以及通过弹簧固定销2紧固安装于所述外框架1内部的滑动组件3；
其中，所述滑动组件3包括通过滑轨31滑动连接的箱体32与底座33，设于所述箱体32外表面的感应开关34，固设于所述箱体32底部凹槽的动轨35，以及通过固定板36固设于所述底座33上方的直线电机37，所述动轨35与所述直线电机37轴向平行；
所述动轨35包括固定型材351，固设于所述固定型材351内部的铁片352及铺设于所述铁片352一侧的若干磁铁353；
所述直线电机37采用铝壳371及所述铝壳371两端的端板372进行封装，所述铝壳371内部固设有矽钢片373，套设于矽钢片373之上的线圈骨架374，缠绕于所述线圈骨架374之上的线圈375，电连接所述线圈375的控制面板376，以及与所述控制面板376电连接的霍尔传感面板377与无线接收面板378；
所述固定板36内部安装有电连接所述直线电机37及外部电源的内置电源38，用以驱动所述直线电机37运行；
所述感应开关34通信连接所述无线接收面板378，以及，所述固定板36上还设有电连接所述控制面板376的电插锁39；
当所述无线接收面板378接收到所述感应开关34发出的，指示推动所述箱体32的控制指令时，所述控制面板376基于所述控制指令驱动所述直线电机37运行，进而所述直线电机37推动所述动轨35滑动，同时，所述箱体32随动于所述动轨35滑出/滑入所述外框架1。
2.根据权利要求1所述的一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置，其特征在于，包括：
在当所述箱体32完全滑出时，其在投影平面上与所述外框架1存在重叠区域；
所述直线电机37布设于重叠区域，以对所述动轨35实现全行程控制。
3.根据权利要求1所述的一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置，其特征在于，包括：
所述霍尔传感面板377具备霍尔传感器，用以对所述动轨35中的磁铁353相对所述直线电机37的位置进行检测识别，以确定所述直线电机37针对所述动轨35的驱动方向。
4.根据权利要求1所述的一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置，其特征在于，包括：
所述弹簧固定销2包括插销底座33及贯穿布设于所述插销底座33的弹簧插销；
所述插销底座33通过螺丝固设于所述底座33两侧；
所述弹簧插销的尖端插入开设于所述外框架1内壁的固定孔，将所述滑动组件3紧固安装于所述外框架1内部。
5.根据权利要求4所述的一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置，其特征在于，包括：
当抽出所述弹簧插销，以使所述弹簧插销的尖端脱离所述固定孔时，所述滑动组件3相对所述外框架1整体脱离。
6.根据权利要求1所述的一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置，其特征在于，包括：
所述直线电机37与所述内置电源38通过布设于所述外框架1内部的电源线缆及信号线缆实现电连接与通信连接；
以及，所述电插锁39与所述控制面板376也通过布设于所述外框架1内部的电源线缆及信号线缆实现电连接与通信连接。
7.根据权利要求6所述的一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置，其特征在于，包括：
所述内置电源38包括电连接的驱动单元及蓄电单元；
所述驱动单元电连接外部电源及所述直线电机37，用以将外部电源转换为适配于所述直线电机37运行的运行用电，以及，用以将外部电源转换为适配于所述蓄电单元充能的充能用电；
所述蓄电单元采用蓄电池，用以储蓄电能，并在外部电源断供时通过所述驱动单元向所述直线电机37提供应急用电。
8.根据权利要求1所述的一种采用隐藏式直线电机的滑轨装置，其特征在于，包括：
所述滑轨31采用多段式的滚珠式滑轨或齿轮式滑轨，其上具备限位卡槽，用以配合螺丝限定其滑动行程，避免所述箱体32滑出所述直线电机37的控制范围。
9.一种控制策略，其特征在于，包括：
设于箱体上的感应开关用以接收用户的控制指令，所述控制指令至少包括单击指令、双击指令及长按指令；
当箱体完全收纳时，若所述感应开关接收到单击指令，则控制所述箱体滑出至其全行程的半程；若所述感应开关接收到双击指令，则控制所述箱体完全滑出。
10.根据权利要求9所述的一种控制策略，其特征在于，所述控制策略还包括：
当所述箱体处于其全行程的半程时，若所述感应开关接收到单击指令，则控制所述箱体完全滑出；若所述感应开关接收到长按指令，则控制所述箱体滑入至完全收纳；
当所述箱体完全滑出时，若所述感应开关接收到单击指令，则控制所述箱体滑入至其全行程的半程；若所述感应开关接收到长按指令，则控制所述箱体滑入至完全收纳。
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