用于移动负载及用于其控制的装置和方法与流程

本发明目的是用于移动负载及用于其控制的装置和方法。特别地，本发明涉及用于调节第一平面，例如与自动机器和/或与物体平面一体的平面，相对于平面或者参考方向，例如重力方向，定位和/或定向的装置。

更具体地，本发明由装置构成，该装置使得可以沿着至少一个轴线移动自动机器的下部的至少多个点和/或物体的至少多个点，以便调节机器和/或物体相对于参考方向的定向和/或倾斜度。当使用自动机器加工和/或处理物体时，通常需要或在任何情况下非常希望的是：正在被加工的物体相对于至少一个理想参考平面，例如大致垂直于重力的平面或者直接相对于重力方向，具有某个定向。

背景技术：

通常，待加工物体必须相对于其被适当地定向的方向可以由任何直线的方向组成，所以对重力的参考仅与以下事实相关：用于检测物体的倾斜度的仪器是基于与仪器一体的给定方向与重力方向之间的角度，如在常规水平仪的情况下。事实上，假定加工装置相对于重力正确地放置，并且先假设待加工的物体也处于相对于重力的某个位置，然后将加工装置用于进行加工。

这样的目的在于加工和/或处理的精度，其实现是基于物体相对于自动机器的部件的布置处于预定位置的假定。主要是由于机器放置在其上的表面中的缺陷以及/或者因为物体的结构变形，所以经常发现物体本身处于不适当的位置，因为物体放置在与机器结构一体的实际放置平面上，但是相对于参考平面或重力被不正确地定向。

例如，鉴于情况是：寻求由机器正确执行的操作的目的是为了物体放置在垂直于参考平面的实际放置平面上，如果物体所放置的实际平面的法线相对于参考平面的法线倾斜，则必须改变该实际放置平面。为此目的，然后必须继续调节物体安放在其上的机器的一个或更多个放置点的高度，以便由此也改变用于将物体放置在机器上的实际放置平面的定向。或者，可以继续调节用于将物体放置在机器平面上的一个或更多个放置元件的高度，以便由此也改变用于将物体放置在机器上的实际放置平面的定向。

目前通过使用手动或电子设备检测该实际平面相对于参考平面法线的定向来执行用于调节放置物体的实际放置平面的定向的调整过程。检测之后是一个或更多个手动过程，用于使用提升这些放置点的手动激活的升降设备来降低和/或提升机器在地面上的一个或多个放置点。

每个手动位移意味着加工设备的平面的未知位移和/或待加工物体的未知位移。由于这个原因，在每次位移之后，继续检查实际放置平面的法线的新倾斜度，并且可能使用升降设备再次干预这些放置点，直到相对于参考方向达到待处理/加工物体将位于其上的实际放置平面的令人满意的定向。

通常，目的是相对于第二理想直线定向与和机器一体的第一理想表面垂直的第一理想直线。为了实现该目的，通常地，以上解释的和旨在找到期望的倾斜度的移位和测量过程必须被执行至少两次。

事实上，用于检测第一直线相对于第二直线的倾斜度的单个检测装置允许测量在与检测设备一体的平面上的第一直线的投影和第二直线的投影之间的角度。

鉴于用于移动机器和/或物体的放置点的过程的完全手动的性质，需要相当长的时间来根据需要调节机器的定向，并且这涉及延长的停机时间，结果增大了机器用户的总成本。另外，用于干预机器和/或物体在机器平面上的放置点的过程的手动特性不允许在赋予各个放置点的移动量上的高精度。这使得对任何弹性形变的补偿非常困难，并且尽管这种形变甚至可以是非常轻微的，但是其会使得待加工物体的定位对于给定公差是不足的。

特别地，当打算加工或处理大物体时，出现先前的缺点，在这种情况下，可能希望量化大物体与标称数据相比的变形和/或不完善度。在这种情况下，实际上有必要使用相同的上述手动升降设备来干预物体在该实际放置平面上的一个或更多个放置点，但是其中后者被放置在用于物体的该实际放置平面与物体本身之间。

此外，这些过程的手动特性通常需要存在：提供升高机器的放置点的至少第一操作者，以及负责在由第一操作者引起的移动之后来检测物体的实际放置平面的新倾斜度的第二操作者。

更具体地，在操作者干预机器的放置点的情况下，鉴于手动操作的升降设备位于机器的最下部和/或位于其中机器和相关加工设备将在此操作的区域附近，存在一些安全性风险。此外，用于调节机器的放置点的高度的设备位于相当受限的区域中，这使得需要拆卸机器的部件，需要更多的时间，并且尤其使得更难以执行用于移动放置点的过程。

此外，目前这种调节通常必须由制造公司的熟练技术人员现场进行，因为干预需要一定程度的经验。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种用于移动负载及用于其控制的装置和方法，该装置和过程能够调节物体的放置平面(例如在自动机器上)相对于参考平面或者相对于参考方向，例如重力方向的位置和/或定向，与当前的现有技术的方法相比，这使得可以减少用于该调节的时间并且因此实现与该调节相关联的成本的显著降低。

本发明的另一目的是提供一种装置，相对于当前的现有技术方法，该装置使得可以简化该过程并且实现更好的结果。

本发明的进一步的目的是提供一种装置，该装置使得也可以由可能由没有被培训以干预机器的操作者来执行该调节。

本发明的另一个目的是提供一种装置，该装置使得可以执行该调节而不需要操作者位于机器的潜在危险区域中，因此提高了操作者在调节过程期间的安全性。

这些目的通过一种用于移动负载及用于其控制的装置而实现，该装置包括在一项或多项所附权利要求中阐述的技术特征：

—控制单元，其被配置为接收至少第一信号并至少根据该第一信号发送驱动信号；

—马达，其被配置为至少根据所述驱动信号产生移动；

—致动器，其连接到所述马达，并且被配置为至少根据由所述马达产生的所述移动而将移动传递到所述负载；

—测量设备，其适于检测与所述移动在物理上相关的物理量；

所述控制单元至少部分地被编程为至少根据所述第一信号和由所述测量设备执行的至少一个检测来控制由所述马达产生的移动。

本发明的优选实施例可包括以下方面中的至少一个。

优选地，其包括用于在所述电动马达和所述致动器之间传输运动的传动设备。

所述测量设备优选地包括传感器。所述控制单元优选地包括印刷电路板。优选地，其包括适于将所述驱动信号从所述控制单元传输到所述马达的连接设备，并且所述驱动信号有效地增大和/或减小和/或调节与所述马达产生的移动相关联的速度。优选地，其包括适于在所述控制单元和所述测量设备之间至少传输第二信号的连接设备，所述第二信号有效地激活至少部分所述测量设备。

优选地，其包括适于在所述测量设备和所述控制单元之间至少传输第三信号的连接设备，所述第三信号与所述测量设备检测的物理量至少部分地相关。

所述控制单元优选地适于至少根据所述第三信号控制所述驱动信号的时间模式。所述控制单元优选地适于至少基于所述第一信号控制所述驱动信号的时间模式。所述控制单元优选地适于基于至少所述第一信号和至少所述第三信号控制所述驱动信号的时间模式。

所述致动器优选地包括带有斜面的移动设备，该移动设备包括适于使所述斜面相互滑动的元件。

所述元件至少部分地带螺纹。

所述马达优选地包括驱动轴。

所述物理量优选地与驱动轴的旋转相关。

所述传感器优选地包括编码器。

所述马达优选地是电动马达。

所述传动设备优选地包括传送带。所述传动设备优选地包括第一皮带轮和第二皮带轮。

所述第一皮带轮优选地适于借助于马达旋转并且作用为驱动轮，而第二皮带轮适于旋转致动器元件并且作用为从动轮。优选地，所述第一皮带轮和所述第二皮带轮是带齿的，所述传送带是带齿的，并且皮带轮啮合在传送带上。

所述传动设备优选地包括具有至少一个齿轮的机构。

所述机构优选地包括行星齿轮。所述机构优选地在从马达到致动器的运动方向上布置在传送带前方。

所述机构、所述第一皮带轮、所述传送带和所述第二皮带轮优选地在从所述马达到所述致动器的运动方向上顺序地布置。

鉴于所述马达和所述第一皮带轮在垂直于致动器作用方向的平面上的投影，所述马达和所述第一皮带轮优选地被布置在与所述第二皮带轮和所述致动器的布置方向相反的方向上。

鉴于所述马达和所述致动器在与所述致动器的致动方向垂直的平面上的投影，所述马达优选地在致动器的旁边。

例如，负载能够由下列项构成：

—执行给定加工方法的物体或者工业机器的一部分；

—所述工业机器的物体放置平面，其中相对于参考平面的位置和/或定向而调节该放置平面；

—结构平面，其中相对于参考平面的位置和/或定向而调节所述平面。

控制单元适于接收的第一信号可来自于个人计算机、笔记本、移动电话(诸如智能电话)或者平板电脑，或者来自于类似的装置。

有利地，发送第一信号的装置包括配置用于将该第一信号以无线方式传输到控制单元的发送器，并且用于控制装置移动的控制单元关联于合适的接收器。

使用的无线技术优选地是WIFI或者Bluetooth类型。

附图说明

在通过所要求保护的更一般概念的非限制性示例提供的以下详细描述中，将进一步阐明本发明的特征。

详细说明引用了附图，其中：

-图1是根据本发明的用于移动负载及用于其控制的装置的示意性透视图；

-图2是图1的装置的俯瞰示意图；

-图3是图1的装置的不同角度的另一示意性透视图；

-图4是沿着图2的线IV-IV截取的装置的示意性截面侧视图；

-图5是根据本发明的装置的块形图。

具体实施方式

图1中示出了示意性透视图，其表示根据本发明的用于移动负载及用于其控制的装置1(或系统)的可能实施方式。

该装置适于移动，特别是远程地移动具有任何尺寸和重量(包括显著尺寸和重量)的物体，以便产生规定的移动。特别地，该装置可以应用于需要对物体进行校平、预先限定移动的实体的所有情况，例如促使物体/部件的定位/校平以加工它们和/或促使对整个机器或结构的校平。

有利地，根据本发明的装置包括马达2，附图中可见马达2的外壳2a。马达2优选地是电动式马达。

根据可能的实施方式，装置2包括传动设备3和4，用于传输由马达2产生的移动，并且可操作地插入在马达2和适于提升负载的致动器5之间。根据可能的实施方式，传动设备3和4被容纳在两个外壳3a和4a中。

参考图1，致动器5包括外壳5a和轭部5b，轭部5b在本实施方式中可以沿着轴线C平移。致动器5优选地部分地位于外壳5a内部，以保护其结构。

图4中示出了沿图2的线IV截取的致动器5的截面，致动器5有利地包括元件5c，该元件5c适于使具有斜面的校平器的斜面5d和5e相互滑动。根据本发明的优选实施方式的类型的致动器5包括至少部分地带螺纹的元件5c。

参考图4的实施方式，斜面5d与至少部分带螺纹的元件5c插入其中的下部支撑5f成一体。轭部5b与呈现在斜面5d上滑动的斜面5c的底板5g成一体。

下部支撑5f优选地被穿孔以便减小元件5c的摩擦表面，并且在负载沿着轴线C的滑动速度和所需的马达功率之间达到令人满意的平衡。

板5g和轭部5b也优选地被穿孔以节省材料。

在图2表示本发明优选实施方式的俯瞰视图，其可以区分出与下部支撑5f一体的斜面5d的一部分。

在图4中，可以看到元件5c的旋转确定了沿着下部支撑5f的轴线B的平移，且由此确定了斜面5e和斜面5d之间的相对滑动。这种滑动导致轭部5b沿轴线C的平移，该轭部5b优选地是与板5g成一体的单件。

在优选的实施方式中，外壳5a被密封，并且在内部限定填充有油的密封室。

换句话说，装置1的机械部件，即板5g、元件5c和下部支撑5f被浸在油槽中。

在这方面，提供适当的垫圈并使其与板5g和元件5c相关联，以便将外壳5a(或腔)的内部与外部液压隔离。

这些垫圈优选地锚固到壳体5a，并且可滑动地附接到板5g和元件5c。

有利地，以这种方式，装置1还可以放置在具有高浓度的屑片、冷却液、灰尘或其它外部因素的潮湿区域或加工区域中。

参考图1～3，装置1优选地包括电池6，电池6适当地装备有用于与装置的部件连接的适当设备。

有利地，电池的存在避免了对装置敷设电线的需要，这在诸如具有排屑等的机械加工的应用中是特别可观的，这些应用中存在多个移动元件和大量冷却剂。

优选地，电池6是锂聚合物(LiPo)类型。

有利地，以这种方式，电池具有小尺寸、合适的形状和有限的重量。换句话说，使用电池6LiPo有助于同时限制装置的尺寸和重量。

根据可能的实施方式，装置1包括控制单元7。

该控制单元7包括例如被配置为例如从计算机接收至少第一信号S1的印刷电路板7b(图5)。印刷电路板7b优选地位于盒子7a内。

在优选的实施方式中，控制单元7包括具有遥控装置的通信模块。

换句话说，通信模块被配置为从所述远程装置发送和/或接收数据，优选地通过用户接口模块进行。

更确切地，装置1并且特别是控制单元7包括与印刷电路板7b相关联的通信装置11，以允许通过通信网络驱动马达2。

详细地，通信设备11包括可从远程装置PC(例如PC、智能电话或平板电脑)访问的接口12模块，以将所述第一信号S1发送到所述控制单元7，特别是印刷电路板7b。

在优选的实施方式中，通信设备11包括配置成建立到通信网络的固定连接的路由器，以允许远程装置PC访问控制单元7。

通过使用工具使得该路由器用于无线通信，并且优选地通过频带3G和/或4G，可以支持如GPRS、EDGE、UMTS、HSDPA和HSUPA的技术。

在优选的实施方式中，通信网络基于IP类型协议。

因此，路由器构配置为保持其自己的IP地址(静态IP)，以便于访问装置1。

在优选的实施方式中，接口模块12是一种web应用，通过该web应用，用户可以通过经由使用上述通信网络的通信设备11，即路由器将第一信号S1发送到控制单元7，从而甚至远程地驱动发动机2。

根据可能的实施方式，第一信号S1有利地与要传递给负载的移动相关。具体地，印刷电路板7b被编程，以利用驱动信号来控制由马达2根据至少第一信号和至少与马达的给定位置或者构造相对应的物理量产生的移动。例如，可以通过测量设备10来检测该物理量，该测量设备10优选地包括传感器10，例如编码器，并且测量设备10有利地布置在马达2附近。

在优选的实施方式中，编码器10是增量型的。然而，优选地，该编码器与控制单元7相关联，特别是与电卡7b相关联，以向其发送第三相对信号S3'。

电子板7b又被编程以处理该信号S3'，以使其成为绝对的，从而使得由该装置执行的自测量准确，并且同时以较低的成本获得这样的结果。

当致动器5例如从磁轭5b施加的移动达到优选地由用户例如通过发送第一信号和通过计算机设置的值时，印刷电路板7b使马达2停止。电池6(如果存在)适于对马达2和/或至少部分电子部件供电，例如控制单元7或传感器。

在本发明的优选实施方式中，传动设备4包括一对皮带轮8a、8b以及传送带9。在图3中，仅部分地示出了容纳传送带9和皮带轮8a、8b的外壳4a。

第一皮带轮8a适于由马达2旋转并用作驱动轮，而第二皮带轮8b安装在元件5c上并用作从动轮。图3中未示出致动器5的外壳，因此可以观察到其中插入有元件5c的下部支撑5f，其旋转使得斜面5d相对于板5g的斜面5e滑动，从而使轭部5b向上平移。

第一皮带轮8a和第二皮带轮8b优选是带齿的，并且它们与带齿的传送带9啮合。

优选地，例如如图1～3所示的传动设备3包括容纳在外壳3a中且包括至少一个齿轮的至少一个机构，该齿轮可以是行星齿轮的一部分。

在优选的实施方式中，该机构包括行星齿轮的多个级，优选地以级联(串联)布置的至少三个级。

以这种方式，可以获得高达1∶3000的减速比。

有利地，以这种方式，可以在确保处理高负载的可能性的同时，使用小型(例如150W)的马达2。

在从马达2至致动器5的运动方向上，该机构，特别是行星齿轮优选地布置在传送带9之前，如图3所示。

如图1～3所示，本发明的优选实施方式包括容纳在外壳3a中的机构，第一皮带轮8a、传送带9和第二皮带轮8b(后者容纳在外壳4a中，从而在图1和图2中不可见)沿从马达2到致动器5的运动方向顺序地布置。

如尤其在图2中可以看出的，鉴于这些部件在与致动器5作用和平移轭5b的方向垂直的平面上的投影，例如图2中所示的平面，马达2和第一皮带轮8a沿着轴线A在与方向B'相反的方向A'上布置，其中第二皮带轮8b和致动器5沿着轴线B根据方向B'布置。

以这种方式，鉴于它们在垂直于致动器5的致动方向的平面上的投影，马达2在致动器5旁边。这一方面确保了良好的紧凑度。此外，在图2中可以注意到，致动器5和第二皮带轮8b沿着轴线B对准，轴线B平行于轴线A，马达2和第一皮带轮8a沿着轴线A对准。

参考图5，在装置的图中示意性地示出了马达2、致动器5和印刷电路板7b。远程装置(诸如计算机、智能手机等)表示为PC，用户可以通过远程装置与如上下文所述的装置交互。

以数字10表示适于检测与马达2的移动相关的移动参数的传感器。在本发明的优选实施例中，传感器10检测的移动参数以马达2的驱动轴执行的转数表示。

依据根据本发明的装置1的优选实施方式，该装置包括适于在印刷电路板7b和马达2之间至少传输驱动信号Sp的连接设备。该驱动信号Sp可有利地有效增大和/或减小和/或更通常地用于调节与由马达2产生的移动相关联的速度。特别地，驱动信号可以有利地有效增大和/或减小和/或更一般地用于调节马达2的可能的驱动轴的旋转速度。以这种方式，印刷电路板7b可以基于由传感器10执行的检测并基于第一信号S1移动和/或激活致动器5。该第一信号S1优选地与用户通过接口模块12输入到远程装置PC中的数值成比例，并且对应于希望通过致动器5的轭部赋予负载的移动值。

装置1优选地还包括适于在印刷电路板7b和传感器10之间传输至少第二信号S2的连接设备。第二信号优选地有效激活传感器10。以这种方式，印刷电路板7b可以以这样的方式起作用：使得传感器10仅在马达2由同一印刷电路板7b激活时被激活，使得传感器10的至少一个检测可以与移动参数相关，移动参数又与马达2由于被激活而产生的移动相关的。由马达2产生的该移动又与致动器5施加的移动相关，并且因此与负载所经历的移动相关联，从而定义了在传感器10的至少一个检测与负载已经经历的移动之间的联系。

有利地，装置1可以包括适于在传感器10和印刷电路板7b之间至少传输第三信号S3的连接设备。第三信号S3与传感器10的至少一个检测相关联，基于该信号，印刷电路板通过驱动信号Sp控制由马达2产生的移动，并且由此控制负载已经经历的移动。

优选地，印刷电路板7b被编程，以便被配置为基于和/或根据至少第一信号S₁来控制驱动信号Sp。以这种方式，印刷电路板7b可以基于用户旨在给予负载的移动来加速、减慢和更通常地调节由马达2产生的移动。

优选地，印刷电路板7b被编程，以便被配置为基于和/或根据至少第三信号S3来控制驱动信号Sp，该第三信号S3由于上文所述的原因与负载已经经历的移动相关。

优选地，印刷电路板7b被编程，以便被配置为基于和/或根据至少第一信号S1和第三信号S3来控制驱动信号Sp，如上所述，第一信号S1和第三信号S3分别与用户希望给予负载的移动和负载已经经历的移动相关。

如从图5中的箭头可以注意到的，个人计算机PC优选地以第一信号S1的形式将用户期望的移动发送到印刷电路板7b，印刷电路板7b以这样的方式被编程：通过驱动信号Sp并基于传感器10的检测以及基于该第一信号S1来起动并调节由马达2产生的移动，传感器10的检测通过第三信号S3的形式到达印刷电路板7b。例如通过第二信号S2进行印刷电路板7b对传感器10的启动，而通过驱动信号Sp进行该移动的调节和/或控制，并且由此调节和/或控制马达2产生的移动，并且由此还调节和/或控制其起动。

通过在图5中未示出但优选位于箭头K的水平处的传动设备，马达2作用于致动器5，致动器5又导致负载的移动。马达2和传感器10之间的箭头H表示传感器连接到马达2，以便能够检测相对于所产生的移动的至少一个参数，并且传感器10和印刷电路板7b之间的箭头表示传感器10的至少一个检测已经通过第三信号S3传输到印刷电路板7b。上述信号可以通过合适的连接装置在各种部件之间传递，这些部件至少部分地可以是电子类型的，诸如与转换元件相关联的传感器(transducer)，这两者都位于传感器(sensor)10和印刷电路板7b之间。

优选地，控制单元7并且特别地印制电路板7b配置成驱动马达2，以便弥补行星齿轮的固有游隙。

更精确地，印刷电路板7b被编程为驱动马达2和致动器5，使得总是以与负载或重力相反的移动方向到达用户通过接口模块12给予的目标位置。

换句话说，如果目标位置相对于检测到的位置处于更大的高度，则印刷电路板7b驱动发动机2以提升负载，从而到达其目标位置。

相反，如果目标位置相对于检测到的位置处于较低高度，则印刷电路板7b驱动发动机2以降低负载，直到到达低于目标位置的停止位置，然后以相反方向再次驱动马达2，以便提升负载直到到达目标位置。

有利地，通过总是与负载相对地工作，可以避免行星齿轮的游隙，以“标准化”测量。

注意，优选地，接口模块12可在两个不同模式中切换。

已经描述的第一模式规定了用户可以设置期望的位移并且控制板7b相应地驱动马达2。在第二模式或轻推模式中，用户接口被配置为向控制单元7发送第一信号S1，该第一信号S1表示与来自用户的时间命令相等的持续时间的移动。

换句话说，在该模式中，接口模块12包括由用户连续控制并代表在上升或下降方向上的移动的控制元件。

在用户释放控制元件时，接口模块被配置为向控制单元7发送表示发动机2的停止的第一信号S1。

优选地，在该模式中，控制单元7然后被配置为总是通过通信设备11向接口模块12发送表示负载的瞬时位移的信号或第三信号S3。

所述接口模块包括被编程为显示瞬时位移的用户数据的至少一个可视化模块，从而允许对装置1的“手动”驱动。

根据可能的方面，本发明涉及使用装置1的过程，其中所述过程包括如下步骤：将垂直于与机器一体的第一理想表面的第一理想直线相对于能够垂直于第二理想参考表面的第二理想直线定向。基于倾斜度检测器对该倾斜度的至少一个检测来进行该定向，该倾斜度检测器优选地是电子的并且提供在微米范围内的精度和/或精确度。通过使用上述的装置改变第一理想表面的一些点的位置，来执行对第一理想直线的定向。

该第一理想表面优选地包括例如放置在多个致动器5上的该机器的工作表面，并且第二理想参考表面优选地平行于重力。

该机器优选地是用于加工和/或处理物体的工业机器，并且其包括如上所述的装置，特别是多个致动器，每个致动器适于移动机器的一部分，由此移动工作表面的一部分。