CN115027936A - 自由分度设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自由分度设备，包括控制单元、至少一个定子和至少一个动子，动子与定子间隙配合，并分布在定子的四周；控制单元与定子电连接，并控制定子，使得定子与动子之间产生磁动力，驱动动子围绕定子以至少一个方向转动。该自由分度设备通过磁动力驱动动子；采用间隙配合，动子实现了以悬浮方式移动；通过控制单元可以改变磁动力的方向和大小，使得多个动子实现同向或异向移动，间距相等或不等，也可以同速异速移动；通过控制单元启动或停止磁动力，使得多个动子可随意同步或异步移动，从而实现了对多个动子智能地自由分度；启动加速度快，提高了定位精度，动子的启动和停止位置灵活。

Description

自由分度设备

技术领域

本发明涉及生产线装备的技术领域，特别地涉及一种自由分度设备。

背景技术

现有技术的自动化生产线，采用电机或凸轮分割器驱动，夹具或转子做等距(等角度)的圆周运动，实现在生产线上不同位置的改变。现有的圆周运动夹具之间的位置相对固定的，夹具只能做同步等距运动，同时夹具之间只能做同步同方向的圆周运动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中分度设备无法实现不同方向和不同间距移动的缺陷，提供一种自由分度设备。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种自由分度设备，所述自由分度设备包括控制单元、至少一个定子和至少一个动子，所述动子与所述定子间隙配合，并分布在所述定子的四周；

所述控制单元与所述定子电连接，并控制所述定子，使得所述定子与所述动子之间产生磁动力，所述磁动力驱动所述动子围绕所述定子以至少一个方向转动。

本方案中，动子与定子之间采用间隙配合，使得两者之间具备产生磁场的基础；通过控制单元与定子电连接，能够产生磁场，并且控制单元控制定子，使得定子与动子之间可以产生磁动力，实现了对动子的驱动；同时定子与动子采用间隙配合，使得两者之间不接触，动子实现了以悬浮方式移动，减小了移动阻力；通过将动子分布在定子的四周，使得动子实现对定子的环绕运动；通过控制单元可以改变磁动力的方向和大小，使得多个动子实现同方向或不同方向的移动，间距相等或不等，也可以同速或异速移动；通过控制单元启动或停止磁动力，使得多个动子可随意做同步或异步移动，从而实现对多个动子智能地自由分度；相比于其他驱动方式，采用磁动力驱动，启动加速度快，提高了定位精度，动子的启动和停止位置灵活，也省去了额外的定位机构和刹车装置。

较佳地，所述动子包括凹陷结构，至少部分的所述定子套设在所述凹陷结构中。

本方案中，将定子套设在凹陷结构中，增加了定子和动子之间能够产生磁场的面积，有利于提高磁动力的大小和获得稳定的磁动力。

较佳地，所述动子沿移动方向的侧面上还设有至少一个防撞结构。

本方案中，通过在动子沿移动方向的侧面上设置防撞结构，当多个动子之间移动产生碰撞时，能够避免损坏动子。

较佳地，所述动子包括至少一个导向轮，所述自由分度设备还包括导轨，所述导向轮与所述导轨配合以使得所述导向轮沿着所述导轨移动。

本方案中，通过导向轮和导轨的配合，实现动子按设定的路径移动，移动更平稳；通过调节导向轮的位置和高度，可以调节动子与定子之间的间隙大小。

较佳地，多个所述动子和所述导轨环设在所述定子的四周。

本方案中，通过将多个动子和导轨环设在定子的四周，实现了动子围绕定子在导轨上循环往复地移动。

较佳地，至少部分所述控制单元设在多个所述定子所围成的中间区域。

本方案中，将控制单元设在多个定子所围成的中间区域，方便与四周的多个定子连接布置，实现控制，结构紧凑。

较佳地，所述自由分度设备还包括承载主体，所述定子和所述动子设在所述承载主体上；

所述控制单元包括第一控制部分和第二控制部分，所述第一控制部分和所述第二控制部分电连接；

所述第一控制部分设在设在多个所述定子所围成的中间区域，所述第一控制部分与所述定子电连接；

所述第二控制部分设在所述承载主体内，所述第二控制部分用于与外部设备电连接和通信。

本方案中，将所述控制单元分为第一控制部分和第二控制部分，实现对内部定子控制部分和与外部通电、通信部分分别模块化设置；将第二控制部分设在承载主体内，结构紧凑，也方便与第一控制部分的连接。

较佳地，所述自由分度设备还包括支撑盘，所述定子和所述动子设在支撑盘上，所述支撑盘设在所述承载主体上，并与所述承载主体可拆卸连接。

本方案中，通过支撑盘与承载主体可拆卸连接，使得方便将支撑盘上所有部件整体更换，切换不同形状的分度结构。

较佳地，所述承载主体的底部还设有若干个支撑组件。

本方案中，通过支撑组件，使得承载主体更稳固。

较佳地，所述动子均匀分布在所述定子的四周。

相比于动子不均匀分布的情况，将动子均匀分布在定子的四周，使得动子之间的间距相等，适应均等分度的需要，而不需额外的分度调节。

本发明的积极进步效果在于：该自由分度设备通过动子与定子之间采用间隙配合，使得两者之间具备产生磁场的基础；通过控制单元与定子电连接，能够产生磁场，并且控制单元控制定子，使得定子与动子之间可以产生磁动力，实现了对动子的驱动；同时定子与动子采用间隙配合，使得两者之间不接触，动子实现了以悬浮方式移动，减小了移动阻力；通过将动子分布在定子的四周，使得动子实现对定子的环绕运动；通过控制单元可以改变磁动力的方向和大小，使得多个动子实现同方向或不同方向的移动，间距相等或不等，也可以同速或异速移动；通过控制单元启动或停止磁动力，使得多个动子可随意做同步或异步移动，从而实现对多个动子智能地自由分度；相比于其他驱动方式，采用磁动力驱动，启动加速度快，提高了定位精度，动子的启动和停止位置灵活，也省去了额外的定位机构和刹车装置。

附图说明

图1为本发明实施例的自由分度设备的结构示意图。

图2为本发明实施例的支撑盘上部的结构示意图。

图3为本发明实施例的动子与导轨连接的结构示意图。

附图标记说明：

自由分度设备1

定子2

中间区域21

动子3

凹陷结构31

防撞结构32

导向轮33

V形沟槽34

盖板4

支撑盘5

导轨6

承载主体7

台面板71

控制主机8

插口81

支撑组件9。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1至图3所示，本实施例提供了一种自由分度设备1，用于圆形结构的柔性生产线，该自由分度设备1包括控制单元、两个定子2和4个动子3，每个定子2为180°半圆环形结构，两个定子2拼接成整体上360°圆形结构的组合定子，4个动子3均布在定子2的四周，控制单元包括控制电路板(图中未显示)，控制电路板设在圆环形定子2所围成的中间区域21，并与各个定子2电连接，盖板4覆盖在控制电路板的上方,保护里面的电路板。

动子3与定子2间隙配合，控制电路板与定子2通电后，在动子3和定子2之间产生磁场；控制电路板控制定子2，使得定子2与动子3之间产生磁动力，磁动力驱动动子围绕定子以一个方向或不同方向转动。

该自由分度设备的动子与定子之间采用间隙配合，使得两者之间具备产生磁场的基础；通过控制单元与定子电连接，能够产生磁场，并且控制单元控制定子，使得定子与动子之间可以产生磁动力，实现了对动子的驱动；同时定子与动子采用间隙配合，使得两者之间不接触，动子实现了以悬浮方式移动，减小了移动阻力；通过将动子分布在定子的四周，使得动子实现对定子的环绕运动；通过控制单元可以改变磁动力的方向和大小，使得多个动子实现同方向或不同方向的移动，间距相等或不等，也可以同速或异速移动；通过控制单元启动或停止磁动力，使得多个动子实现同步或异步移动，从而实现多个动子的自由分度；相比于其他驱动方式，采用磁动力驱动，启动加速度快，提高了定位精度，动子的启动和停止位置灵活，也省去了额外的定位机构和刹车装置。相比于动子不均匀分布的情况，将动子均匀分布在定子的四周，使得动子之间的间距相等，适应均等分度的需要，而不需额外的分度调节。

将控制单元设在多个定子2所围成的中间区域21，方便与四周的多个定子2连接布置，实现控制，结构紧凑。

在其他实施例中，根据生产线的需要，自由分度设备也可以为椭圆形等不同的形状结构，其上面的定子和动子的形状和数量可以根据需要相应地调整，并且动子之间的预分布角度可以根据形状结构的不同相应调整。根据磁动力的力量大小和方向调节的需要，也可以灵活地调整动子与定子的间隙大小。

本实施例列举本申请的磁悬浮自由分度方案和非磁悬浮的分度方案的效果对比如下表所示：

如图2和图3所示，动子3的本体上包括一个U形的凹陷结构31，定子2的边缘部分套设在凹陷结构31中，边缘部分的上、下表面与凹陷结构31的内表面保持有一定的距离，使之具备产生磁场的条件。

将定子2套设在凹陷结构31中，增加了定子2和动子3之间能够产生磁场的面积，有利于提高磁动力的大小和获得稳定的磁动力。

其中，动子3的本体沿移动方向的两个侧面上分别还设有2个防撞结构32，防撞结构32具备为防撞柱。

当多个动子3之间移动产生碰撞时，防撞结构32能够避免损坏动子3。

如图3所示，动子3的本体上包括4个导向轮33，分成2排连接在本体的下表面，导向轮33可绕其轴线自由滚动，导向轮33上有一个V形沟槽34；该自由分度设备1还包括导轨6，导轨6环绕在组合定子2的四周，导轨6上有与导向轮33的V形沟槽34相配合的结构，使得导向轮33卡在导轨6上，以使得导向轮33沿着导轨6自由滑动。

通过导向轮和导轨的配合，实现动子按设定的路径移动，移动更平稳；还可以通过调节导向轮的位置和高度，调节动子与定子之间的间隙大小。通过将多个动子和导轨环设在定子的四周，实现了动子围绕定子在导轨上循环往复地移动。

如图1所示，该自由分度设备1还包括一个由方形框架构成的承载主体7，定子2和动子3设在承载主体上；

控制单元包括第一控制部分和第二控制部分，第一控制部分为控制电路板，第二控制部分为控制主机8，控制电路板和控制主机8电连接；

控制主机8设在承载主体7的框架内，控制主机8的表面有用于通电和通信的插口81，用于与外部设备电连接和通信；控制主机8的表面除了此插口以及几个吊装拉手，没有其他突出结构，保持外面整洁的外观。

将控制单元分为控制电路板和控制主机，实现对内部定子控制部分和与外部通电、通信部分分别模块化设置；将控制主机设在承载主体内，结构紧凑，也方便与控制电路板的连接。

如图1所示，该自由分度设备还包括支撑盘5，定子2和动子3设在支撑盘5上，支撑盘5的四周通过螺纹连接设在承载主体7的台面板71上，实现支撑盘5与承载主体7之间可拆卸连接。因不同产品的生产需要，其生产线上的分度设备可能有不同形状的分度结构，例如圆形的、椭圆形的分度结构，通过支撑盘5与承载主体7可拆卸连接，使得方便将支撑盘5上所有部件整体更换，切换不同形状的分度结构。

如图1所示，承载主体的底部还设有4个支撑组件9，支撑组件9具体为脚杯支撑柱，使得承载主体更稳固。在其他实施例中，支撑组件9也可以替换为其他支撑方式，例如万向轮，使得整个自由分度设备可以灵活移动。

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，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自由分度设备，其特征在于，所述自由分度设备包括控制单元、至少一个定子和至少一个动子，所述动子与所述定子间隙配合，并分布在所述定子的四周；

所述控制单元与所述定子电连接，并控制所述定子，使得所述定子与所述动子之间产生磁动力，所述磁动力驱动所述动子围绕所述定子以至少一个方向转动。

2.如权利要求1所述的自由分度设备，其特征在于，所述动子包括凹陷结构，至少部分的所述定子套设在所述凹陷结构中。

3.如权利要求1所述的自由分度设备，其特征在于，所述动子沿移动方向的侧面上还设有至少一个防撞结构。

4.如权利要求1所述的自由分度设备，其特征在于，所述动子包括至少一个导向轮，所述自由分度设备还包括导轨，所述导向轮与所述导轨配合以使得所述导向轮沿着所述导轨移动。

5.如权利要求4所述的自由分度设备，其特征在于，多个所述动子和所述导轨环设在所述定子的四周。

6.如权利要求1所述的自由分度设备，其特征在于，至少部分所述控制单元设在多个所述定子所围成的中间区域。

7.如权利要求6所述的自由分度设备，其特征在于，所述自由分度设备还包括承载主体，所述定子和所述动子设在所述承载主体上；

所述控制单元包括第一控制部分和第二控制部分，所述第一控制部分和所述第二控制部分电连接；

所述第一控制部分设在设在多个所述定子所围成的中间区域，所述第一控制部分与所述定子电连接；

所述第二控制部分设在所述承载主体内，所述第二控制部分用于与外部设备电连接和通信。

8.如权利要求7所述的自由分度设备，其特征在于，所述自由分度设备还包括支撑盘，所述定子和所述动子设在支撑盘上，所述支撑盘设在所述承载主体上，并与所述承载主体可拆卸连接。

9.如权利要求8所述的自由分度设备，其特征在于，所述承载主体的底部还设有若干个支撑组件。

10.如权利要求1所述的自由分度设备，其特征在于，所述动子均匀分布在所述定子的四周。

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