CN212392792U - 长行程运动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种长行程运动系统。本实用新型中，长行程运动系统包括：至少一个动子，各动子包括：具有第一工作部、第二工作部和第三工作部的动子基座、设置在第一工作部上的线圈阵列单元和设置在第二工作部上的滚轮组件，第二工作部和第三工作部相对设置，第一工作部至少部分设置在第二工作部和第三工作部之间，且连接第二工作部和第三工作部；定子，包括：定子基座、设置在定子基座上的永磁阵列单元、设置在定子基座上并与第二工作部相对设置的滑轨，永磁阵列单元和滑轨均按预设轨迹设置；线圈阵列单元与永磁阵列单元相对设置，滚轮组件沿滑轨滑动设置。与现有技术相比，使得动子结构更为紧凑，长行程运动系统结构更为简单，成本降低。

Description

长行程运动系统

技术领域

本实用新型涉及运输系统，特别涉及长行程运动系统。

背景技术

随着制造技术向高产率、高精密化方向发展，精密运动控制技术的研究变得越来越重要，相应地，精密的运动传输系统需求量也越来越大，广泛应用于自动化生产线、包装与运输、装配自动化、丝网印刷等行业，提供具有更高速度和加工柔性。长行程运动系统应用了一种运动磁场来直接驱动运动部件，降低了结构复杂性，还降低了成本和因减小惯量、柔顺性、阻尼、摩擦和磨损而带来的速度增加等优点。因此，长行程运动系统的概念越来越多地用于生产和制造、运输系统，其可以控制多个运输支架和移动彼此独立的传输路径，使高弹性的生产流程，例如为了执行产品分组或允许不同的处理时间。

在现有市场中，通过对长行程运动系统中的线圈阵列单元通电，线圈阵列单元与永磁体单元在电流励磁下产生驱动力，让动子进行运动，实现运输系统的运行。动子上设有滚轮组件和线圈阵列单元，线圈阵列单元与定子上的永磁体单元相对设置，滚轮组件沿定子上的滑轨运动，而滚轮组件和线圈阵列单元设置在动子的承载面上，永磁体单元的磁场会将对滚轮组件产生影响，让动子无法稳定运行。在现有技术中，为了防止永磁体单元与滚轮组件之间的干扰，线圈阵列单元与滚轮组件之间的间隔较大，使得动子的承载面延伸至定子外侧较长，动子的整体结构不紧凑，动子占用长行程运动系统较大的空间，成本较高。

实用新型内容

本实用新型实施方式的目的在于提供一种长行程运动系统，使得动子结构更为紧凑，长行程运动系统结构更为简单，成本降低。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种长行程运动系统，包括：

至少一个动子，各所述动子包括：具有第一工作部、第二工作部和第三工作部的动子基座、设置在所述第一工作部上的线圈阵列单元和设置在所述第二工作部上的滚轮组件，其中所述第二工作部和所述第三工作部相对设置，所述第一工作部至少部分设置在所述第二工作部和所述第三工作部之间，且连接所述第二工作部和所述第三工作部；

定子，包括：定子基座、设置在所述定子基座上的永磁阵列单元、设置在所述定子基座上并与所述第二工作部相对设置的滑轨，且所述永磁阵列单元和所述滑轨均按预设轨迹设置；

其中，所述线圈阵列单元与所述永磁阵列单元相对设置，所述滚轮组件沿所述滑轨滑动设置。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，由于动子基座包括第一工作部、第二工作部和第三工作部，第一工作部至少部分设置在第二工作部和第三工作部之间，线圈阵列单元设置在所述第一工作部上，滚轮组件设置在第二工作部上，线圈阵列单元和滚轮组件不共面，从而动子运动过程中，永磁阵列单元产生的磁场将干扰不到滚轮组件，动子可正常稳定运行。且在第二工作部和第一工作部的空间得到合理运用，无需设置空置区域，进而动子的整体空间得到合理的运用，没有浪费，动子的结构更紧凑，布局更合理，也降低了动子的成本。

在一实施例中，所述第一工作部垂向设置，所述第二工作部水平设置。

在一实施例中，所述滑轨包括：

第一滑道，沿所述预设轨迹设置；

第二滑道，与所述第一滑道相对设置，沿所述预设轨迹设置；

所述滚轮组件包括：

滑座，设置在所述动子基座的第二工作部上；

第一滚轮件，设置在所述滑座上，沿所述第一滑道滚动；

第二滚轮件，设置在所述滑座上，沿所述第二滑道滚动；

其中，连接所述第一滑道和所述第二滑道的平面与所述第二工作部相对设置；所述第一滚轮件和所述第二滚轮件夹持所述第一滑道和所述第二滑道。

在一实施例中，所述动子还包括：设置在所述第三工作部上的多个滑触单元，至少部分所述滑触单元与所述线圈阵列单元相连；

所述定子还包括：设置在所述定子基座上的传输单元，所述传输单元沿预设轨迹设置；其中,所述传输单元所在面与所述第三工作部相对设置，各所述滑触单元与所述传输单元相抵接。

在一实施例中，所述传输单元包括：

多个导电端，与部分滑触单元的导电件相抵接；所述导电端与所述部分滑触单元中的滑触单元一一对应设置；

多个通信端，与另一部分滑触单元的导电件相抵接；所述通信端与所述另一部分滑触单元中的滑触单元一一对应设置。

在一实施例中，所述第三工作部上设有彼此平行且间隔开的一对相对设置的面板；其中，部分滑触单元设置在一个面板上，另一部分滑触单元设置在另一个面板上。

在一实施例中，所述动子还包括：驱动单元，与所述线圈阵列单元和所述滑触单元电连接；所述驱动单元设置在所述第一工作部上；

所述长行程运动系统还包括：主控单元，与所述驱动单元、所述传输单元相连，所述主控单元控制所述驱动单元驱动所述线圈阵列单元。

在一实施例中，所述长行程运动系统还包括：

第一待检测件，按所述预设轨迹设置在所述定子基座上；

各所述动子还包括：

第一检测单元，与所述驱动单元连接，读取所述第一待检测单元，用于检测动子相对于定子的实时位置；

第二检测单元，与所述驱动单元连接，用于检测动子相对于定子的位移；

所述驱动单元用于接收并处理所述第一检测单元和所述第二检测单元检测到的信息，还用于将接收并处理的信息发送给主控单元。

在一实施例中，所述驱动单元包括：

处理子单元，与所述第一检测单元和所述第二检测单元电连接；

功率驱动子单元，与所述处理子单元电连接，并连接所述线圈阵列单元。

在一实施例中，所述第一检测单元设置在第二工作部上；

所述第二检测单元设置在第一工作部上。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型的实施方式中一种长行程运动系统的结构示意图；

图2是本实用新型的实施方式中另一实施例中的长行程运动系统的结构示意图；

图3是本实用新型的实施方式中再一实施例中的长行程运动系统的结构示意图；

图4是本实用新型的实施方式中动子安装在定子上的侧面视图，其中定子为剖视图；

图5是本实用新型的实施方式中本实用新型的实施方式中长行程运动系统的电路模块图，其中第二检测单元为磁栅式增量编码器；

图6是本实用新型的实施方式中滑触单元的立体结构示意图；

图7是图6中滑触单元的主视图；

图8是本实用新型的实施方式中动子的线圈阵列单元与定子的永磁阵列单元安装方位示意图；

图9是本实用新型的实施方式中长行程运动系统的电路模块图，其中第二检测单元为光栅式或容栅式增量编码器；

图10是本实用新型的实施方式中主控单元与驱动单元有线通讯中动子的驱动控制模块图；

图11是本实用新型的实施方式中主控单元与驱动单元无线通讯中动子的驱动控制模块图；

图12是本实用新型的实施方式中长行程运动系统的控制方法的流程图；

图示标号：1、定子；12、永磁阵列单元；11、定子基座；13、传输单元；13a、第一侧面；13b、第二侧面；131、导电端；132、通讯端；133、抵触固定部；2、动子；21、动子基座；22、线圈阵列单元；221、铁芯；225、铁芯；226、铁芯；222、线圈绕组；223、线圈绕组；224、线圈绕组；221、铁芯；23、滑触单元；231、固定件；232、导电件；233、偏压件；2321、悬臂；2322、导电触头；234、阻挡部；27、面板；251、第一挡隔件；252、第二挡隔件；250、遮挡区；24、驱动单元；241、处理子单元；242、功率驱动子单元；28、第一检测单元；29、第二检测单元；201、第一工作部；202、第二工作部；203、第三工作部；110、滑轨；111、第一滑道；112、第二滑道；261、滑座；262、第一滚轮件；263、第二滚轮件；3、第一待检测件；4、尺栅；5、主控单元；6、后台端。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

如图1、图2、图3，长行程运动系统包括定子1、至少一个动子2和主控单元，主控单元控制动子2，动子2在定子1上按预设轨迹运动。定子1包括：定子基座11、设置在定子基座11上的永磁阵列单元12。永磁阵列单元12为NS或Halbach磁阵列构建方式，NS或Halbach磁阵列可应用周期性延展宽度，并以此类推。如图7，永磁阵列单元中的NS周期性顺次排列，行程动子运行的轨迹。如图1中，在定子1的基座21上可设置多组永磁阵列单元12，永磁阵列单元12可按照标准长度的模块制造，针对长行程应用可组装拼接。永磁阵列单元12可设置弧形段和直线段拼接而成。

另外，如图1和图4所示，定子1还包括：传输单元13，传输单元13也按预设轨迹设置在定子基座11上，与永磁阵列单元12排列轨迹一致。传输单元13可以为电源传输单元，也可以是电源传输单元与通讯传输单元一体。传输单元13为电源传输单元，此时传输单元13包括：多个导电端131，导电端131可为金属导电条，按预设轨迹设置，固定在抵触固定部133上，抵触固定部133可为大理石板。当传输单元13既是电源传输单元又是通讯传输单元，此时传输单元13包括：多个导电端131和多个通讯端132，多个导电端131和多个通讯端132均固定在抵触固定部133上。如图4所示，导电端131设有三个，对应的通讯端132设有三个，导电端131为三条平行于对应的通讯端132设置的金属导电条，沿预设轨迹设置，通讯端132也为三条平行设置在金属导电条，沿预设轨迹设置。从而长行程运动系统通讯或通电功能为三线并列布置。

在部分实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，动子2设有多个，各动子2的结构相同，现以一个动子2的结构为例进行具体说明。动子2包括：基座21、设置在基座21上的线圈阵列单元22。如图4和图8所示，为实现动子的稳定运行，线圈阵列单元22与永磁阵列单元12相对设置。线圈阵列单元22上有接线端子接口，线圈阵列单元22包括：铁芯221、铁芯225、铁芯226、线圈绕组222、线圈绕组223、线圈绕组224，线圈绕组222、线圈绕组223、线圈绕组224分别为一个电枢绕组的U、V、W三相线圈。线圈阵列单元22的每个线圈的气隙非常小，且比较均匀，从而推力纹波非常小，齿槽力的影响较小，尤其适应于高精密控制应用场景。如图4所示，动子2还包括多个滑触单元23，滑触单元23与线圈阵列单元22电连接，且设置在基座21上，与传输单元13相抵接。

如图4、图6和图7所示，滑触单元23包括：固定件231、导电件232和偏压件233，导电件232与固定件231可动连接以能够沿朝向或远离固定件231的方向运动。偏压件233连接于固定件231与导电件232之间并将导电件232向远离固定件231的方向偏压。偏压件233可为弹簧或其他有弹性的部件。

具体的说，如图4、图6、图7所示，一个滑触单元23对应传输单元13的一个导电端131，动子2沿定子1运动时，导电件232与传输单元13压持，此时导电件232压住偏压件233，偏压件233对导电件232产生弹推力，让导电件232保持与传输单元13保持稳定抵压。定子1可为圆弧凸形闭环、闭环多边曲线外形等不同的形状。永磁阵列单元12、导电端131均按此定子1的外形周向间隔设置。在动子2运动到定子1的曲面处时，会有部分导电件232远离或靠近传输单元13的导电端131的趋势，但通过偏压件233的弹推力，可推动导电件232继续压触传输单元13。较具体地，由于设置偏压件233始终为压缩状态，故而对外一直有弹性支撑力，在动子2运动过程中，当导电件232压触传输单元13进一步受到挤压时，导电件232向固定件231的方向滑动，偏压件233被进一步压缩，而当导电件232压触传输单元13压力变小有远离趋势时，偏压件233的弹性支撑力推动导电件232，此时导电件232向远离固定件231方向滑动，从而使得导电件232与传输单元13之间持续抵压。

另外，偏压件233与导电件232形成滑触主体，滑触主体设有多个，较优地，如图6和图7所示，滑触主体为两个，让图4中的传输单元13的一个导电端131对应两个滑触主体，从而滑触单元23与传输单元13之间的接触更为稳定。同样的，传输单元13的一个通讯端132也对应两个滑触主体。

进一步的，如图6所示，导电件232包括：悬臂2321和导电触头2322，悬臂2321与偏压件233连接，导电触头2322铰接至悬臂2321。导电触头2322可为金属件，也可是外表镀有金属导电层的器件。

另外，如图6所示，悬臂2321与固定件231相铰接并能朝向和远离固定件231转动，悬臂2321与固定件231的铰接位置和悬臂2321与导电触头2322的铰接位置彼此间隔开。悬臂2321的一端与固定件231相铰接，而另一端与导电触头2322相铰接，且偏压件233连接于悬臂2321的两端之间，不超过铰接中心位置之间。从而在滑触单元23沿传输单元13运动时，按照轨迹的变化，悬臂2321与固定件231之间可扭转，悬臂2321与导电触头2322之间也可以扭转，让导电触头2322与传输单元13之间保持接触。

进一步的，如图6所示，定义悬臂2321与偏压件233相连接的一侧为第一连接侧(未标识)，对面相对设置的为第二连接侧(未标识)。固定件231上铰接位置附件设有阻挡部234，且该阻挡部234设有倾斜面，用于支撑抵触第二连接侧，用于限定悬臂2321与固定件231相铰接的一端远离固定件231方向转动的角度，从而对悬臂2321进行限位，防止悬臂2321过度运动，让导电触头2322与传输单元13接触不稳定。

由以上结构可得知，在动子2绕定子1运动过程中，在偏压件233受到一定压力被进一步压缩时，悬臂2321的与固定件231相铰接的一端远离固定件231的方向转动，悬臂2321与导电触头2322铰接的另一端向靠近固定件231的方向滑动，而导电触头2322与传输单元13抵触发生松弛趋势时，偏压件233推动悬臂2321，此时悬臂2321的与固定件231相铰接的一端向靠近固定件231的方向转动，悬臂2321与导电触头2322铰接的另一端向远离固定件231方向滑动，从而导电触头2322与传输单元13之间持续抵压。

导电触头2322远离悬臂2321的一端设有平坦面，平坦面与传输单元13的导电端131侧表面接触，如图4所示，平坦面的表面至少部分为碳刷面。另外，也可以是导电触头2322整体为石墨碳。从而给导电触头2322与传输单元13可有更大的接触面积，让传输更为稳定。且碳刷面的设置，让导电触头2322与传输单元13之间受力均匀、光滑，防止导电触头2322的磨损，传输单元13与导电触头2322之间可长期稳定导通。

进一步的，如图1和4所示，传输单元13对动子2的线圈阵列单元22进行供电，线圈阵列单元22在永磁阵列单元12电流励磁下产生驱动力，推动整个动子2在定子1的滑轨110上滑动。动子2中有多个滑触单元23，传输单元13包括：多个导电端131，与至少部分滑触单元23的导电件232相抵接，导电端131与滑触单元23一一对应设置。动子2与传输单元13之间的通电采用三线并列布置，传输单元13的导电端131设有三个，滑触单元23也有三个与该三个导电端131一一对应设置。

基座21的底部向上延伸设有彼此平行且间隔开的一对面板27，且较优地，面板27与永磁体阵列单元12大致平行，多个滑触单元23分别直接或间接地固定在这对面板上。在两边面板上的滑触单元23的数量可相同或不同；滑触单元23与面板固定间距可动调整，与在同一面板上的滑触单元23根据传输单元13不同形状大小调整固定间距，从而调整相对预紧力。较优地，在两边的面板滑触单元23数量相同，且大致在同一水平面上一一对应；传输单元13整体大致呈矩形，在同一面板上的滑触单元23大致垂直排列。如图4所示，在本实施例中，三个滑触单元23垂向排列地固定在一个面板上，另三个滑触单元23垂向排列地固定在另一个面板。一个表面上的滑触单元23与传输单元13抵接，另一个表面上的滑触单元23也与传输单元13抵接，通过双面夹持传输单元13，使得滑触单元23均与传输单元13之间接触稳定，滑触单元23也可稳定的对各电气元件供电以及稳定信息传输，让动子2与定子1之间的运行更为稳定。

如图4、图6、图7和图8所示，面板中的至少一个面板两侧还设有第一挡隔件251和第二挡隔件252，第一挡隔件251和第二挡隔件252朝向另一个面板的方向延伸，第一挡隔件251、面板和第二挡隔件252围绕形成遮挡区250，滑触单元23至少部分设置在遮挡区250中。在本实施例中，一面板上的三个滑触单元23垂直均位于第一挡隔件251和第二挡隔件252之间。从而第一挡隔件251和第二挡隔件252可挡住部分灰尘。

另外，如图4、图6、图7和图8所示，动子2还包括：驱动单元24，设置在基座21上方，且与线圈阵列单元22电连接，也与至少部分滑触单元23电连接，其中，滑触单元23的导电件232与传输单元13的导电端131相抵，驱动单元24通过导线与该导电件232相连，从而实现对驱动单元24供电，驱动单元24与线圈阵列单元22又通过导线连接，实现对线圈阵列单元22的供电。如图1、图5、图9、图10和图11所示，长行程运动系统还包括：主控单元5，主控单元5控制至少一个动子2，主控单元5与驱动单元24相连。通过主控单元5控制各动子2上的驱动单元24，让各驱动单元24驱动对应的动子2上的线圈阵列单元22，实现对各动子2的调控。从而通过控制各动子2来调节长行程运动系统，需要被控制的线圈阵列单元22的数量小于设定在定子1上的线圈阵列单元22的全部的数量，需要的算法也较为简单，降低控制难度，通过一个主控单元5可实现全局控制，降低成本。且通过一个主控单元5控制多个动子2，便于全面协调控制。另外，每个动子2上设有线圈阵列单元22和驱动单元24，实现动子2的动子2线圈阵列单元22与对应的驱动单元24安装一体化。

本实用新型长行程运动系统可以是有线通讯或无线通讯，具体地，主控单元5与各动子2的驱动单元24之间可以是有线通讯或无线通讯。

较优地，主控单元5与各动子2的驱动单元24之间是有线通讯，如图4、图8和图9所示，本实施例在传输单元13上还设置通讯端132，通讯端132可设置3个，均匀分布在抵触固定部133上，各通讯端132为金属导电条，沿预设轨迹设置，其中，动子2上的一侧面板27上的3个滑触单元23与通讯端132相抵接，另一侧面板27说的另3个滑触单元23中部分与传输单元13上的导电端131抵接，传输单元13右侧全为导电端131，传输单元13左侧全为通讯端132。动子2与传输单元13之间的通讯采用三线并列布置，通讯端132设有三个，动子2上与通讯端132相抵接的滑触单元23设有三个，一一对应，一个滑触单元23对应一个通讯端132。滑触单元23与通讯端132接触导电，主控单元5与传输单元13通过通讯线相连接，即主控单元通过通讯端132向驱动单元24传入的高低电频信号，使得主控单元5控制动子2的驱动单元24。

本实用新型长行程运动系统也可以是无线通讯，可通过无线网络或蓝牙实现，此时，如图10所示，主控模块与驱动单元24的处理子单元间通过无线通讯连接，将不通过传输单元。

另外，如图9所示，主控单元5可与电脑、手机等后台端6相连，后台端6将动子2的运动规划发送给主控单元5，主控单元5将运动规划发送给驱动单元24，驱动单元24再相应地控制各动子2的线圈。

如图5、图9、图10和图11所示，驱动单元24包括：处理子单元241和功率驱动子单元242，功率驱动子单元242与线圈阵列单元22电连接。处理子单元241，与主控单元5相连。输入输出处理子单元241与主控单元之间可以是无线网络或蓝牙通讯，也可以是有线通讯。输入输出处理子单元241与通讯端132相连，输入输出处理子单元241与和通讯端132相抵的滑触单元23相连。主控单元5发送驱动线圈阵列单元22需要的信号给输入输出处理子单元241，包括但不限于电流、力矩的大小。再通过功率子单元将电信号转化为输出电流驱动每个线圈阵列单元22。其中，功率驱动子单元242为功率放大器，也可为其他元件。

如图4、图5和图9所示，动子2还包括：第一检测单元28和第二检测单元29。长行程运动系统还包括：第一待检测件3，按预设轨迹设置在定子1上。第一检测单元28与驱动单元24连接，读取第一待检测件3，用于检测动子2相对于定子1的实时位置。第二检测单元29与驱动单元24连接，用于检测动子2相对于定子1的相对位移。驱动单元24用于接收并处理第一检测单元28和第二检测单元29检测到的信息，还用于将接收并处理的信息发送给主控单元5。第一检测单元28和第二检测单元29均设置在动子2上，驱动单元24也在动子2上，第一待检测件3在定子1上，第一检测单元28和第二检测单元29的数量将与动子2数量一致，一个动子2包括一个检测单元28和一个第二检测单元29，无需过多，整体成本降低，线路结构也将得到简化。且在定子1的行程延长时，无需增加第一检测单元28和第二检测单元29，再增加线路，便于长行程运动系统在不同使用场合的改进。

具体地说，第一检测单元28为绝对编码器，第一待检测件3为尺栅。绝对编码器28与处理子单元241电连接，绝对编码器28主要是用于对齐相位及绝对位置矫正，实现全局实时测量，绝对式编码器28读取动子2所在位置处的相对应的尺栅，即获取动子2的位置参数。处理子单元241接收绝对编码器28获取的参数，并对该参数进行处理。处理子单元241将处理过的参数输送给主控单元5，与主控单元5相连的后台端6接收到参数后将合适的控制指令反馈给主控单元5，主控单元5再控制对应的动子2自动对齐相位，实现长行程运动系统开机启动后自动对齐相位，可节约重启的时间，提高效率。第一检测单元28可为磁栅式、光栅式、容栅式编码器，另外也可为光电传感器等。

具体地说，如图5所示，当第二检测单元29为磁栅式增量编码器时，磁栅式增量编码器读取永磁阵列单元12。第二检测单元29的读数头与处理子单元241电连接。磁栅式增量编码器用于测量动子2所在位置的磁场强度或方向夹角计算移动增量，经过每个NS磁铁排列为一个周期。动子2沿永磁体阵列单元12阵列方向运动，动子2上的线圈阵列单元22返回电流大小至功率驱动子单元242矫正电流大小，同时增量编码器返回位置信号至处理子单元241，处理子单元241检测校对位移、速度或力矩大小是否符合计划量，若有差距则对应增大减少输出量。处理子单元241将接收的各参数输出至主控单元5便于主控单元5统筹调度动子2运动轨迹。主控单元5将各参数输送给后台端6，各参数包括但不限于速度、位置、力矩、电流，便于后台端6以及人工矫正。

如图9所示，当第二检测单元29不为磁式增量编码器，而是光栅式或容栅式等其他增量编码器时，定子1上还设有尺栅4，且尺栅4的设置轨迹与动子2在定子1上的运动轨迹相同。第二检测单元29读取该尺栅4，从而获取动子2的位移。在图9本实施例中，永磁阵列单元12为NS磁阵列构建方式，但应理解也可为Halbach或其他形式的磁阵列构建方式。

从上述内容可以看出，增量编码器作为位置测量的主要传感器，绝对编码器弥补增量传感器的不足，包括但不限于自动对齐相位、闭环运动自动校零等，其中增量编码器有较高精度及分辨率，绝对编码器测量精度可以较低。通过第一检测单元28和第二检测单元29均设置在动子2上，直接获得动子2实时位置信息，有利于进行精密运动定位，且在定子1的滑轨110延长时，不需要根据定子1的滑轨110的长度增加相应的第一检测单元28和第二检测单元29数量，降低成本，也减少计算量，可实现更高效反应速度。并且也可使用一个主控单元5控制所有的动子2，有利于整体化规模控制。

另外，如图8和9所示，在长行程运动系统中，动子2设有多个，每个动子2上的增量编码器与绝对编码器配合调节相应的动子2的运动。通过处理子单元241将各增量编码器和各绝对编码器采样得到的位置计算得到各个动子2的全局位置信息，并将此信息发送给各功率驱动子单元242，各处理子单元241将各增量编码器和各绝对编码器的位置计算得到各个动子2的全局位置信息同时实时传送给主控单元5，主控单元5根据每个动子2的全局位置信息计算出动子2线圈功率，在计算出的动子2线圈功率与预设功率不一致时，对动子2进行相应的调节，将控制信号发送给处理子单元241，然后处理子单元241将控制信号实时传送给功率驱动子单元242，功率驱动子2控制线圈阵列单元22，实现对动子2的控制。主控单元5可实时统筹控制单个或多个动子2。

更值得一提的是，如图9所示，第一检测单元28与第二检测单元29沿垂线方向上平行设置。其中，第一检测单元28为绝对编码器，第二检测单元29为增量编码器，从而第一检测单元28和第二检测单元29测量的是定子1上的同一水平向相对位置，其主要用于对齐相位，避免闭环长行程运动系统重启后再次对齐相位，其次绝对编码器修正增量编码器在闭环长行程运动系统中长行程循环测量后产生的数据溢出以及增量误差累计，每绕定子移动一周可通过绝对编码器重置增量测量的距离。也就是说，在动子2运行一周后，增量编码器会累计行程，通过绝对编码器将增量编码器的累计行程清零，让动子2在新的一周运行时，可重新开始新的位移测量，从而尽管动子2在新的一周运行中重复经过之前运动的方位，也可获取动子2的实时位置。

另外，动子2上还可以设置霍尔传感器(未标识)，霍尔传感器(未标识)与处理子单元241电连接，将获取的参数输送给处理子单元241，处理子单元241对参数进行计算处理，在于预设参数不一致时，进行相应的调节，发送相应的调节后参数给功率驱动子单元242，让功率驱动子单元242驱动该动子2上的线圈阵列单元22快速换相。当然，动子2的基座21上也可以设置采取如温度、开关信号的传感器，让主控单元5可获得其他辅助信号，便于后台端6对所有动子2的统筹调节。

进一步的，如图1和图4所示，定子基座11上设有沿预设轨迹设置的滑轨110，动子2沿滑轨110滑动。动子2还包括：设置在动子21顶部的滚轮组件，滚轮组件沿定子1上的滑轨110滑动。滑轨110可以为弧形也可以为直线型，按照动子2需要运行的轨迹进行设置。

具体的说，如图1和图4所示，滑轨110包括：第一滑道111和第二滑道112。第一滑道111和第二滑道112沿预设轨迹设置，且第二滑道112与第一滑道111相对设置。动子2还包括：设置在动子21顶部的滚轮组件，滚轮组件沿定子1上的滑轨110滑动。滚轮组件包括：滑座261、第一滚轮件262和第二滚轮件263，滑座261设置在基座21上，第一滚轮件262和第二滚轮件263设置在滑座261上，第一滚轮件262沿第一滑道111滚动，第二滚轮件263沿第二滑道112滚动。第一滚轮件262和第二滚轮件263夹持第一滑道111和第二滑道112运动。

进一步的，如图1和图4所示，动子2的基座21包括：第一工作部201、第二工作部202和第三工作部203，第二工作部202和第三工作部203相对设置，第一工作部201连接第二工作部202和第三工作部203。线圈阵列单元22设置在第一工作部201上，滚轮组件设置在第二工作部202上。永磁阵列单元12所在面与第一工作部201相对设置，滑轨110所在面与第二工作部202相对设置。第一工作部201可全部夹持在第三工作部203和第二工作部202之间，也可部分在第三工作部203和第二工作部202之外。

进一步的，如图4所示，第一工作部201垂向设置，第二工作部203水平设置。可以理解的，第一工作部201也可向不同方向倾斜设置，第二工作部203也可向不同方向倾斜设置。

如图1和4所示，传输单元13所在面与第二工作部203相对设置。第一滚轮件262和第二滚轮件263夹持滑轨110，沿定子1阵列轴向移动，支撑动子2侧面受励磁吸附力产生的形变。

从而永磁阵列单元12、滑轨110、传输单元13在不同的工作部上，永磁阵列单元12的磁场将不会对滚轮组件和滑触单元23产生影响，让动子2可正常工作。且永磁阵列单元12和滚轮组件或滑触单元23设置在一个工作部时，为了防止永磁阵列单元12的干扰性，需要将永磁阵列单元12和滚轮组件或滑触单元23之间隔开，动子2的整体布局将不易规划，且动子2将有一侧较大，结构不紧密，现进行三个工作部的布局，让动子2的结构也更为紧凑，电气元件集中，降低成本。

长行程运动系统中，动子2的第二工作部202上可设置承载托盘，用于放置物品，通过第一滚轮件262和第二滚轮件263的设置，可稳定的承载托盘，保证长行程运动系统承载物品的稳定性。另外，如图4所示，第一检测单元28设置在第二工作部202上。第二检测单元29设置在第一工作部201上。从而使得动子2的布局紧凑、合理，且能检测到合适的信息数据。

由上述内容可知，第二工作部202于定子上方，第一工作部201位于定子侧面，第三工作部203位于定子下方，三个工作部成嵌套式卡在定子上。其中第一滚轮件262和第二滚轮件263位于定子上方夹持滑轨110，第一检测单元28也位于定子上方，线圈阵列单元22和第二检测单元29位于定子侧面，线圈阵列单元22与定子上的永磁阵列单元12相对设置，滑触单元23位于定子下方与定子下方的传输单元13相配合。使得动子上的各元件合理布局分配，节省动子的内部空间，让动子的结构更为紧凑。

在另一实施例中，如图1、图5和图12所示，长行程运动系统的控制方法包括如下步骤：

步骤110，提供上述长行程运动系统；

步骤120，通过安装在动子上的第一检测单元28检测该动子2相对于定子1的绝对位置，并获取该动子2的位置参数Y；

步骤130，通过安装在动子2上的第二检测单元29检测该动子2相对于定子1的相对位移，并获取累计位移X；

步骤140，根据位置参数Y和累计位移X，控制各动子2在定子1上的运行位置。

进一步的，在步骤140中包括步骤141、142和143：

步骤141，判断动子的位置参数Y是否为0；

若Y等于0，步骤142，控制动子2的相对位移X置0；

若Y不等于0，步骤143，控制该动子上的第二检测单元29继续检测相对位移，并继续获取累计位移X；

步骤144，根据动子2的累计位移，获取动子2的全局位置信息；

步骤145，根据各动子2的全局位置信息，调节各动子2的位置。

本实施例为与上述实施例相对应的系统实施例，本实施例可与上述实施例互相配合实施。上述实施例方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在上述实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本实用新型的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本实用新型所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种长行程运动系统，其特征在于，包括：

至少一个动子，各所述动子包括：具有第一工作部、第二工作部和第三工作部的动子基座、设置在所述第一工作部上的线圈阵列单元和设置在所述第二工作部上的滚轮组件，其中所述第二工作部和所述第三工作部相对设置，所述第一工作部至少部分设置在所述第二工作部和所述第三工作部之间，且连接所述第二工作部和所述第三工作部；

定子，包括：定子基座、设置在所述定子基座上的永磁阵列单元、设置在所述定子基座上并与所述第二工作部相对设置的滑轨，且所述永磁阵列单元和所述滑轨均按预设轨迹设置；

其中，所述线圈阵列单元与所述永磁阵列单元相对设置，所述滚轮组件沿所述滑轨滑动设置。

2.根据权利要求1所述的长行程运动系统，其特征在于，所述第一工作部垂向设置，所述第二工作部水平设置。

3.根据权利要求2所述的长行程运动系统，其特征在于，所述滑轨包括：

第一滑道，沿所述预设轨迹设置；

第二滑道，与所述第一滑道相对设置，沿所述预设轨迹设置；

所述滚轮组件包括：

滑座，设置在所述动子基座的第二工作部上；

第一滚轮件，设置在所述滑座上，沿所述第一滑道滚动；

第二滚轮件，设置在所述滑座上，沿所述第二滑道滚动；

其中，连接所述第一滑道和所述第二滑道的平面与所述第二工作部相对设置；所述第一滚轮件和所述第二滚轮件夹持所述第一滑道和所述第二滑道。

4.根据权利要求1所述的长行程运动系统，其特征在于，所述动子还包括：设置在所述第三工作部上的多个滑触单元，至少部分所述滑触单元与所述线圈阵列单元相连；

所述定子还包括：设置在所述定子基座上的传输单元，所述传输单元沿预设轨迹设置；其中,所述传输单元所在面与所述第三工作部相对设置，各所述滑触单元与所述传输单元相抵接。

5.根据权利要求4所述的长行程运动系统，其特征在于，所述传输单元包括：

多个导电端，与部分滑触单元的导电件相抵接；所述导电端与所述部分滑触单元中的滑触单元一一对应设置；

多个通信端，与另一部分滑触单元的导电件相抵接；所述通信端与所述另一部分滑触单元中的滑触单元一一对应设置。

6.根据权利要求4所述的长行程运动系统，其特征在于，所述第三工作部上设有彼此平行且间隔开的一对相对设置的面板；其中，部分滑触单元设置在一个面板上，另一部分滑触单元设置在另一个面板上。

7.根据权利要求4所述的长行程运动系统，其特征在于，所述动子还包括：驱动单元，与所述线圈阵列单元和所述滑触单元电连接；所述驱动单元设置在所述第一工作部上；

所述长行程运动系统还包括：主控单元，与所述驱动单元、所述传输单元相连，所述主控单元控制所述驱动单元驱动所述线圈阵列单元。

8.根据权利要求7所述的长行程运动系统，其特征在于，所述长行程运动系统还包括：

第一待检测件，按所述预设轨迹设置在所述定子基座上；

各所述动子还包括：

第一检测单元，与所述驱动单元连接，读取所述第一待检测单元，用于检测动子相对于定子的实时位置；

第二检测单元，与所述驱动单元连接，用于检测动子相对于定子的位移；

所述驱动单元用于接收并处理所述第一检测单元和所述第二检测单元检测到的信息，还用于将接收并处理的信息发送给主控单元。

9.根据权利要求8所述的长行程运动系统，其特征在于，所述驱动单元包括：

处理子单元，与所述第一检测单元和所述第二检测单元电连接；

功率驱动子单元，与所述处理子单元电连接，并连接所述线圈阵列单元。

10.根据权利要求8所述的长行程运动系统，其特征在于，所述第一检测单元设置在第二工作部上；

所述第二检测单元设置在第一工作部上。

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