TWI609831B

TWI609831B - 磁性傳動之輸送方法

Info

Publication number: TWI609831B
Application number: TW106119277A
Authority: TW
Inventors: Chiu Fong Huang; Hsiang Yueh Yu
Original assignee: Usun Technology Co Ltd
Priority date: 2016-08-16
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2018-01-01
Also published as: KR20180100032A; KR101917037B1; TW201808763A

Abstract

本發明為有關一種磁性傳動之輸送方法，該輸送方法之步驟係將一實體磁性體、一環形磁性體分別以相同磁性面朝工作平台二表面貼近，且實體磁性體對位環形磁性體之中空內徑，而實體磁性體則由工作平台另側面貼近時，因相同磁性面產生相斥作用，當實體磁性體貼附在工作平台表面後，並進入環形磁性體的磁力保持圈內後，即形成磁力線順流供實體磁性體與環形磁性體位於工作平台二側面相互吸著、平衡，再以環形磁性體驅動位於實體磁性體周圍之預設工作物於工作平台上滑行位移，達到二磁性體間準確定位不偏移、且可平衡二磁性體的磁吸力之目的。

Description

磁性傳動之輸送方法

本發明係提供一種磁性傳動之輸送方法，尤指可將二磁性體準確定位於工作平台上之輸送方法，利用實體磁性體與環形磁性體以同極性對位組合於工作平台二表面，透過磁力線順流將互推力改為上下吸著，達到利推移工作平台上的預設工作物之目的，不致形成太大摩擦阻力。

按，隨著電子科技時代的不斷進步，許多應用於自動化加工製造生產的機具、生產線或品管的加工物件傳輸或是倉儲物流的大量貨物傳輸等，早期透過人工送料或半自動化近距離輸送的傳輸作業，不僅相當耗時費工，並不利於大量生產或大量物品的傳輸作業進行，因此，透過自動化傳輸方式例如自動配送之輸送系統的輸送帶、滾輪式輸送道或是機械手臂等，進行物料或加工物件的傳輸，可以有效縮短工時，並能夠提升自動化作業品質等，已被各種需要自動配送作業的加工製造業、物流業或是生產線等廣泛應用。

一般自動配送之輸送系統所採用的輸送帶、滾輪式輸送道、機械手臂或自動販賣機內部物品的輸送等，都必須透過動力如馬達、氣壓缸或液壓缸等予以帶動，但在輸送作業進行中，會產生相當大的噪音、揚塵或撞擊等情況，造成物料輸送的降低，尤其對於精緻機械加工、電子高科技產品生產製造或無塵式加工等作業場所或是自動販賣機內部物品輸送等，自動輸送的輸送系統的要求高，必須是在低噪音或無塵、無異物等狀態中進行，所以傳統輸送帶、滾輪式輸送道或機械手臂等輸送模式，在精緻機械加工、電子高科技產品生產製造或無塵式加工等作業場所或自動販賣機內部物品輸送等，在實際應用時猶存在些許缺失。

因此業者期盼在完全沒有塵埃、微細物質等環境中進行加工生產、製造、輸送等作業，則研發出非接觸式傳動方式，進行電子、電氣產品零組件、半導體產品等高科技產品的輸送傳遞或是自度販賣機內部物品的輸送等，透過運用磁鐵的磁極特性，在磁鐵的N極、S極之間極性相斥、相吸原理，以磁鐵在輸送路徑上移動，進而推移各式零組件、半導體產品等輸送至各個加工作業區，進行必要的加工製程；惟，目前應用之磁力非接觸傳動機構之傳動方式，請參閱第七、八、九圖所示，其係以二實心磁鐵A、B分別以不同極性(S極、N極)相對吸附在輸送平台C二表面，透過實心磁鐵A帶動另側實心磁鐵B進行橫向位移，則由實心磁鐵B將周圍的工作物D予以推動，達到非接觸式傳動輸送之目的，避免傳動過程發生塵埃散佈或產生細小物質等缺失，且隨著工作物D的體積增加、重量變大，二實心磁鐵A、B的磁力也必須增加，或者增加實心磁鐵A、A1、B、B1的數量，如此亦將造成實心磁鐵A、A1、B、B1之間的磁吸力增加，反而造成實心磁鐵A、A1、B、B1與輸送平台C之間的摩擦力，也導致各實心磁鐵A、A1、B、B1在輸送平台C上移動困難，推動工作物D的速度變慢，容易影響加工製程的進度亦變慢，並隨著時實心磁鐵A、A1、B、B1數量增加，對輸送平台C周圍與加工區的機具等，亦容易受到磁力吸引∣的影響，此種非接觸式傳動方式、雖達到防塵的效果，但在實際實施應用時，卻難以解決摩擦力及加工速度變慢等問題，有待改善。

因利用二實心磁鐵A、B(或四個實心磁鐵A、A1、B、B1)，其實驗之數據如下：

則根據二實心磁鐵A、B的尺寸不同(直徑ψ20mm或ψ30mm)，二實心磁鐵A、B之間貼附在輸送平台C二表面的磁性吸附力平均達3.50Kgf~10.62Kgf，而最大靜摩擦力之平均即由2.27Kgf~8.50Kgf，因二實心磁鐵A、B同時以相異磁極(N極、S極)磁性面，同時貼附在輸送平台C二表面上，其最小啟動力(最大摩擦力)相當大，在輸送工作物D所產生的阻力亦增加，將造成在輸送平台C輸送工作物D時發生停頓、卡制等現象之缺失。

則本案申請人前於民國105年8月16日，以「磁性傳動之輸送方法」提出發明專利之申請，申請案號第105126111號，請參閱如第六圖所示，該發明專利係利用一實體磁性體1a、一環形磁性體2a分別以相同磁性面朝工作平台3a二側表面貼近，以供環形磁性體2a貼附在工作平台一側表面，而實體磁性體1a則由工作平台3a另側面貼近時，因相同磁性面產生相斥作用，當實體磁性體1a貼附在工作平台3a表面後，並進入環形磁性體2a的中央位置的磁力保持圈內後，即形成磁力線順流供實體磁性體1a與環形磁性體2a、分別位於工作平台3a二側面相互吸著、平衡，再以環形磁性體2a驅動位於實體磁性體1a周圍之預設工作物4a於工作平台3a上滑行位移，達到二磁性體間準確定位不偏移、且可平衡二磁性體的磁吸力之目的，然因實體磁性體1a與環形磁性體2a係以相同磁性面(N極或S極)貼近工作平台3a表面，易產生相同磁性面相斥之問題，必須予以克服。

是以，如何解決目前電子、電氣產品零組件、半導體產品等在星產製程時，透過非接觸式傳輸造成摩擦力增加、速度變慢等之麻煩與困擾，且視工作物的體積大小、必須調整實心磁鐵數量也影響輸送平台周圍機具受到磁力吸引影響等之缺失及問題，即為從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，發明人有鑑於上述之問題與缺失，乃搜集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種可透過實體磁性體與環形磁性體，利用相同極性分別貼附在工作平台二表面，藉由磁力由相斥改變為上、下吸著、左右保持平衡，形成穩定吸著於工作平台上，進而可推動較重的預設工作物、並會產生太大摩擦阻力之磁性傳動之輸送方法的發明專利誕生者。

本發明之主要目的乃在於該輸送方法之步驟係將一實體磁性體、一環形磁性體分別以相同磁性面朝工作平台二表面貼近，且實體磁性體對位環形磁性體之中空內徑，以供環形磁性體貼附在工作平台一側表面，而實體磁性體則由工作平台另側面貼近時，因相同磁性面產生相斥作用，當實體磁性貼附在工作平台表面後，並進入環形磁性體的周邊之磁力保持圈內後，即形成磁力線順流供實體磁性體與環形磁性體位於工作平台二面相互吸著、平衡，再以環形磁性體驅動位於實體磁性體周圍之預設工作物於工作平台上滑行位移，達到二磁性體間準確定位不偏移、且可平衡二磁性體的磁吸力之目的。

本發明之次要目的乃在於該實體磁性體係可為圓形體、橢圓形體、矩形體、六邊形體或多邊形體等形狀之實心磁鐵；而該環形磁性體則可為圓環形、橢圓環形、矩形環形、六邊環形或多邊環形等形狀之環形磁鐵。

本發明之另一目的乃在於該實體磁性體、環形磁性體分別以相同極性面(N極或是S極)，相對朝工作平台的二表面貼近，而實體磁性體利用(N極面或是S極面)貼近工作平台表面，則與工作平台另側面環形磁性體相同極面(N極面或是S極面)形成磁力相斥，透過實體磁性體的磁力線(N極面流向S極面)與環形磁性體的磁力線(N極面流向S極面)，造成實體磁性體與環形磁性體的磁力線產生順流，即構成相互吸引的吸著力，並供實體磁性體定位於環形磁性體中央位置，不致朝橫向側邊位移，達到實體磁性體與環形磁性體保持平衡相對狀態之效果，並可降低與工作平台所產生的摩擦力。

1‧‧‧實體磁性體

11‧‧‧N極磁性面

12‧‧‧S極磁性面

2‧‧‧環形磁性體

20‧‧‧內徑

21‧‧‧N極磁性面

22‧‧‧S極磁性面

3‧‧‧工作平台

4‧‧‧預設工作物

1a‧‧‧實體磁性體

2a‧‧‧環形磁性體

3a‧‧‧工作平台

4a‧‧‧工作物

A‧‧‧實心磁鐵

A1‧‧‧實心磁鐵

B‧‧‧實心磁鐵

B1‧‧‧實心磁鐵

C‧‧‧輸送平台

D‧‧‧工作物

第一圖係為本發明之流程圖。

第二圖係為本發明之立體外觀圖。

第三圖係為本發明之立體分解圖。

第四圖係為本發明之側視剖面分解圖。

第五圖係為本發明較佳實施例之側視剖面圖。

第六圖係為本發明前案之側視剖面圖。

第七圖係為習知非接觸式傳動機構之側視剖面分解圖。

第八圖係為習知非接觸式傳動機構較佳實施例之側視圖。

第九圖係為習知非接觸式傳動機構另一實施例之側視圖。

為達成上述目的與功效，本發明所採用之技術手段及其構造、實施之方法等，茲繪圖就本發明之較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第一、二、三、四、五圖所示，係分別為本發明之流程圖、立體外觀圖、立體分解圖、側視剖面分解圖、較佳實施例之側視剖面圖，由圖中所示可以清楚看出，本發明磁性傳動之輸方法，其輸送之步驟係：

(101)將一實體磁性體1、一環形磁性體2分別位於工作平台3二側表面，形成上、下相對方式。

(102)且供實體磁性體1與環形磁性體2分別以相同N極磁性面11、21(或S極磁性面12、22)相對朝工作平台3二側表面貼近。

(103)先利用環形磁性體2貼附在工作平台3一側表面後，而供實體磁性體1由工作平台3另側表面貼近，且實體磁性體1對位環形磁性體2的中空內徑20。

(104)並供實體磁性體1與環形磁性體2之間因相同N極磁性面11、21(或S極磁性面12、22)產生相斥作用，則於實體磁性體1貼附在工作平台3表面後，而進入工作平台3另側表面之環形磁性體2的磁力保持圈內，即於實體磁性體1與環形磁性體2間形成磁力線順流，進而改變原來相同極性(相同N極磁性面11、21或S極磁性面12、22)相斥的推力模式，且構成上、下相對吸著、而左右保持平衡狀態，以供實體磁性體1與環形磁性體2位於工作平台3二表面形成相互吸著、橫向保持平衡狀態，達到平穩定位作用。

(105)則利用實體磁性體1與環形磁性體2於工作平台3表面上進行推動、位移，並驅動位於實體磁性體1周圍之預設工作物4於工作平台3表面上進行滑動位移之輸送。

而上述該步驟(104)中，該實體磁性體1利用(N極磁性面11或是S極磁性面12)貼近金屬材質之工作平台3表面、對位於環形磁性體2的中空內徑20，並進入環形磁性體2的(N極磁性面21流相S極磁性面22)周邊之磁力保持圈內，藉由環形磁性體2較大體積的磁力保持圈，供實體磁性體1較小的體積進入環形磁力保持圈內，造成實體磁性體1與周圍的環形磁性體2之間的磁力線形成順流，則使工作平台3二側表面實體磁性體1的周邊所產生之磁力線(N極磁性面11流向S極磁性面12)與周圍環形磁性體2周邊之的磁力線(N極磁性面21流向S極磁性面22)，由相同極性相斥改變成與相鄰另一異性磁性面形成上、下相互吸引的吸著力以及左右保持力；即因實體磁性體1與環形磁性體2之間的相同N極磁性面11、21形成相斥，但相同的N極磁性面11、21卻又分別與相鄰的S極磁性面12、22間形成相互吸引作用，而克服相同N極磁性面11、21之間形成相斥的排斥力，則可供實體磁性體1周邊與環形磁性體2周邊同時形成左、右方向的磁力吸引限位作用，並可供實體磁性體1定位於環形磁性體2的中央位置，不致朝橫向側邊位移、脫離，進而保持實體磁性體1與環形磁性體2在工作平台3二側表面相互吸著的平衡狀態，即可達到實體磁性體1與環形磁性體2穩固貼附在工作平台3二表面之功效。

本案申請人經實測，如下表所揭示：以實體磁性體1(圓柱ψ20mm、厚10mm)、環形磁性體2(外徑ψ40mm＊內徑ψ20mm、厚10mm)所得結果：

上述實測結果顯示之數據，單位：Kgf，其中環形磁性體2吸附於工作平台3後，實體磁性體1縱向置於工作平台3並對正於環形磁性體2的中空內徑(如第三、四圖所示)，而供實體磁性體1的N極磁性面11的磁力線穿透環形磁性體2中空的孔徑與S極磁性面22、克服N極磁性面11與N極磁性面21之間相斥的力量，同時實體磁性體1的S極磁性面12之磁力線則與環形磁性體2的N極磁性面21形成相互吸引(異極相吸)之吸力，並依工作平台3的厚度(板厚)由1.0mm、1.2mm、1.5mm、2.0mm等不同，實體磁性體1與環形磁性體2之間的磁性吸附力平均可達1.53Kgf~2.30Kgf，且最大靜摩擦力平均為0.83Kgf~1.50Kgf，則證明確實可將實體磁性體1與環形磁性體2，可以同時吸附於金屬材質之工作平台3的二表面，並可減少移動時的摩擦力。

若以實體磁性體1(圓柱ψ 30mm、厚20mm)、環形磁性體2(外徑ψ 60mm＊內徑ψ 30mm、厚20mm)所得結果：

其中，實體磁性體1與環形磁性體2之間的磁性吸附力平均更可達5.32Kgf~7.27Kgf，而最大靜摩擦力之平均僅為2.25Kgf~4.50Kgf，亦再次證明實體磁性體1、環形磁性體2同時以相同磁極N極磁性面11、21或S極磁性面12、22，同時貼附在金屬材質之工作平台3二表面上，具有較佳的相對磁吸附力、最小啟動力(最大摩擦力)，而能利用環形磁性體2在工作平台3一側驅動另側之實體磁性體1，並透過實體磁性體1推移預設工作物4，因環形磁性體2與實體磁性體1所產生的摩擦力較小，所以實體磁性體1推移預設工作物4的阻力亦會降低，達到確實輸送預設工作物4之功效及目的。

而經由上列實驗數據可以清楚得知，該實體磁性體1利用與環形磁性體2相同極性磁性面貼附在工作平台3表面，因實體磁性體1的N極磁性面11(或S極磁性面12)係對位環形磁性體2的內徑20中空位置，則實體磁性體1與環形磁性體2之間位於外部的S極磁性面12、22會透過磁力線順流與相異極性的N極磁性面11、21產生相互吸引，因環形磁性體2的N極磁性面21面積範圍大於實體磁性體1的N極磁性面11之面積範圍，則N極磁性面21與實體磁性體1的S極磁性面12間之相互吸引力會大於二N極磁性面11、21之間相斥的排斥力，再透過環形磁性體2的S極磁性面22由中空內徑20處與實體磁性體1的N極磁性面11產生相互吸引作用，亦降低二N極磁性面11、21在內徑20處所產生的相斥之排斥力，即可同時克服二N極磁性面11、21貼附工作平台3所產生相斥的作用力，達到實體磁性體1與環形磁性體2同時吸附在工作平台3二表面之目的。

又，上述該實體磁性體1，係可為圓形體、橢圓形體、矩形體、六邊形體或多邊形體等形狀之實心磁鐵；而該環形磁性體2，則可為圓環形、橢圓環形、矩形環形、六邊環形或多邊環形等形狀之環形磁鐵。

再者，實體磁性體1與環形磁性體2，係分別於工作平台3二表面同時形成相斥改變的相互吸引之作用力量，會明顯小於左、右平行方向之穩定狀態保持力，則當環形磁性體2驅動實體磁性體1靠近工作平台3表面之預設工作物4時，除了實體磁性體1的磁性推力外，並可透過環形磁性體2的磁性推力輔助，且因環形磁性體2的體積係大於實體磁性體1，即使得實體磁性體1、環形磁性體2在左、右方向平行位置的磁性保持力，明顯大於上、下相互吸引的結合力，即能推動較重的預設工作物4在工作平台3上滑動、位移，而不會產生太大的摩擦阻力，亦不致影響實體磁性體1、環形磁性體2與預設工作物4在工作平台3表面推移的速度變慢，以供推動、輸送預設工作物4的作業可以更順利，即可提升非接觸式磁性傳動輸送之實用功效。

是以，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此侷限本發明之專利範圍，本發明磁性傳動之輸送方法，係利用實體磁性體1、環形磁性體2分別以相同極性(N極磁性面11、21)由工作平台3二表面貼近，則使環形磁性體2貼附在工作平台3一側表面，因環形磁性體2體積大於實體磁性體1的體積，則實體磁性體1再由工作平台3另側表面貼近工作平台3表面時並對位於環形磁性體2的中空內徑20，而N極磁性面11與環形磁性體2的N極磁性面21相斥，但進入環形磁性體2周邊的磁力保持圈(N極流向S極)後，N極磁性面11之磁性力則與環形磁性體2周邊之S極磁性面22即產生異極相吸之上、下相互吸引的吸著力以及左、右平衡保持力，俾可達到供實體磁性體1、環形磁性體2 於工作平台3二表面上穩定結合之目的，且藉由實體磁性體1與環形磁性體2間因磁力線順流，將互推立力改變為上、下吸著力明顯小於左右平行方向之穩定狀態保持力，則可推動工作平台3上較重預設工作物4之，亦不會產生太大摩擦阻力實用功效，故舉凡可達成前述效果之結構、裝置皆應受本發明所涵蓋，此種簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

故，本發明為主要針對磁性傳動之輸送方法進行設計，係利用實體磁性體、環形磁性體以相同極性(N極磁性面或S極磁性面)相對貼近工作平台二側表面，實體磁性體並對位於環形磁性體的中空內徑，且供實體磁性體、環形磁性體之間相互排斥推力改變成上、下吸著及左、右保持力，而可達到實體磁性體與環形磁性體位於工作平台二表面穩定吸著為主要保護重點，且實體磁性體進入環形磁性體的磁力保持圈內，因磁力線順流，乃僅使上、下相同極性結合面相斥力改變為吸著力之目的，並供實體磁性體、環形磁性體於工作平台表面上推移較重預設工作物之效果，而不致形成太大摩擦阻力的影響，實用性極佳，惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本發明上述磁性傳動之輸送方法於實際執行、實施時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之研發，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼審委早日賜准本案，以保障發明人之辛苦研發、創設，倘若鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。

Claims

一種磁性傳動之輸送方法，其輸送之步驟係：(101)將一實體磁性體、一環形磁性體分別位於工作平台二側表面；(102)且實體磁性體與環形磁性體分別以相同磁性面朝工作平台二側表面貼近；(103)利用環形磁性體貼附在工作平台一側表面，而供實體磁性體由工作平台另側表面貼近，且實體磁性體對位環形磁性體的中空內徑；(104)並供實體磁性體與環性磁性體之間因相同磁性面產生相斥作用，則於實體磁性體貼附在工作平台表面後，而進入環形磁性體的磁力保持圈內，即於實體磁性體與環形磁性體間形成磁力線順流，以供實體磁性體與環形磁性體位於工作平台二側面形成相互吸著、橫向保持平衡狀態；(105)則利用環形磁性體與實體磁性體於工作平台表面上作位移，並驅動位於實體磁性體周圍之預設工作物於工作平台表面上進行滑動位移之輸送。
如申請專利範圍第1項所述磁性傳動之輸送方法，其中該步驟(101)之工作平台一側面之實體磁性體，係相對位於工作平台另側面的環形磁性體中央位置。
如申請專利範圍第2項所述磁性傳動之輸送方法，其中該實體磁性體係為圓形體、橢圓形體、矩形體、六邊形體或多邊形體。
如申請專利範圍第2項所述磁性傳動之輸送方法，其中該該環形磁性體係為圓環形、橢圓環形、矩形環形、六邊環形或多邊環形。
如申請專利範圍第1項所述磁性傳動之輸送方法，其中該步驟(102、103)之實體磁性體、環形磁性體分別以相同極性面N極或是S極，相對朝工作平台的二表面貼近。
如申請專利範圍第1項所述磁性傳動之輸送方法，其中該步驟(104)之實體磁性體利用N極磁性面或是S極磁性面貼近工作平台表面，則與工作平台另側面環形磁性體相同極面N極磁性面或是S極磁性面形成磁力相斥，透過實體磁性體的磁力線N極磁性面流向S極磁性面與環形磁性體的磁力線N極磁性面流向S極磁性面，造成實體磁性體與環形磁性體的磁力線產生順流，即構成相互吸引的吸著力，並供實體磁性體定位於環形磁性體中央位置，不致朝橫向側邊位移。