专利名称：手推车车速检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种用于在半导体制造车间内检测运输手推车车速的装置。
背景技术：
近几年来，由于半导体芯片在电脑，通信等领域的广泛应用，半导体制造业也在全球得到了飞速发展。在半导体制造业中，工厂的设施规划已经成为半导体制造商们最关心的问题。半导体制造车间的设施规划包括设备布局设计和物料搬运系统设计两个方面，由于其昂贵设备的敏感性和制造过程的复杂性，工厂的布局变得不可以轻易更改。但还可以对物料搬运进行改进，即使是一些细节的改进也可以有效地提高半导体厂的生产效率。
半导体制造是由氧化、光刻、掺杂、刻蚀和薄膜淀积等单项工艺以不同次序和数目，经多次重复而成。每一晶片的制造往往需要上百步的工艺程序并多次经过同一机台的加工才能完成。故而，在制造过程中，需要将晶片在各个工序间往复传送。目前，半导体制造中因晶片面积较小，重量较轻，一般都采用由操作工用手推运输小车进行搬运的方式，而这一方式存在着一定的人为安全隐患。在实际操作过程中，因对手推车的速度没有一定的检测手段，只能凭借操作工的主观感觉来判断车速的快慢，当手推车的车速较快时，若运输途中遇到障碍物就易出现翻车事故，造成晶片的损坏。
申请号为02824034.0的中国专利公开了一种加入了缓冲垫的运输箱，通过在晶片运输箱内部底面加入晶片缓冲垫，达到保护晶片免遭损坏的目的。但是该方法操作较为复杂，成本较高，并且在出现翻车事故时，运输箱会从车内跌落，此时即使箱底有缓冲垫，晶片仍难免会被损坏。
申请号为200420060607.0的中国专利公开了一种手推车刹车装置以达到安全行车的目的，利用该刹车装置上的刹车块与两车轮轮胎接触，能准确快速地将手推车刹住。但对于不易发现的小障碍物，该装置也无法解决翻车问题。图1为手推车遇到小障碍物时的示意图，如图1所示，进行晶片运输时，先将晶片装入运输箱101后，再将运输箱101放入手推车内，由操作工用手推车进行搬运。当障碍物102较小时，操作工103不易发现，无法进行事先的刹车处理，如果车速过快，翻车事故仍不可避免，运输箱将跌出车外，造成晶片的损坏。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种手推车车速检测装置，该装置可实现当车速过快时，发出警告信息，提示操作工需减速慢行，解决现有晶片运输过程中仅依靠人的主观感觉来判断车速的快慢，易造成翻车事故，损坏晶片的问题。
为达到上述目的，本发明提供的一种手推车车速检测装置，包括磁性材料、线圈和报警装置，其特征在于磁性材料和线圈分别安装在车轮上的不同位置处，其之间切割磁力线运动所产生的电信号由线圈两端连接至报警装置。
其中，所述磁性材料对称安装在车轮的转动部件上，随着车轮转动；所述线圈安装在车轮或手推车中不转动的部件上，不随车轮进行转动。
其中，可以将所述磁性材料安装在车轮内圈或车轮着陆面内部或二者之间的部位上；线圈安装在车轮主轴内。
也可以将所述磁性材料安装在车轮内圈或车轮着陆面内部或二者之间的部位上；线圈安装在车轮支架上。
还可以将所述磁性材料安装在车轮内圈或车轮着陆面内部或二者之间的部位上；线圈安装在手推车底部或侧面上。
其中，所述磁性材料安装在车轮或手推车中不转动的部件上，不随车轮进行转动；所述线圈安装在车轮的转动部件上，随着车轮转动。
其中，可以将所述磁性材料作为车轮的主轴或置于主轴内；所述线圈安装在车轮内圈外部或车轮着陆面内部或二者之间的部位上。
也可以将所述磁性材料对称安装在车轮支架上靠近主轴的位置处；所述线圈安装在车轮内圈外部或车轮着陆面内部或二者之间的部位上。
还可以将所述磁性材料安装在手推车底部或侧面上；线圈安装在车轮内圈或车轮着陆面内部或二者之间的部位上。
此外，本发明手推车车速检测装置中所述的线圈的两端经过整流电路，与限流电路串联，再与滤波电路并联后，连接到所述的报警装置。其中，所述的限流电路是可调节的电阻。
本发明手推车车速检测装置的还可以将所述的线圈的首端和末端分别逄接至两换向片上，再通过两电刷将产生的电信号连接到报警装置。
其中，所述的两电刷与限流电路串联、滤波电路并联后，再连接到所述的报警装置。其中，所述的限流电路是可调节的电阻。
本发明手推车车速检测装置中所述的报警装置可以是发光管、蜂鸣器或直流电流表中的一种。
其中，所述的磁性材料的安装数量至少有2块，其材料可以是铝镍钴或稀土钕铁硼。
与现有技术相比，本发明具有以下优点利用简易的磁电转换装置，将车速信号转换为电信号，当车速过快时，输出较大的电信号，报警装置将发出警告信息，提示操作工减速慢行，一方面提供了一种客观的判断标准，解决了依靠人主观判断车速不准确的问题；另一方面该检测装置还具有无需外加电源，电路简单，性能稳定，安装方便，成本低廉等优点。
本发明利用对手推车车速的控制，保证车子具有足够的平稳性，在利用手推车进行晶片运输过程中，即使路上出现了小障碍物，也不会引起翻车事故，而能较平稳地继续前行，有效地防止了晶片在运输过程中的损坏。
图1为现有技术中手推车遇到小障碍物时的示意图；图2A至2F为本发明的测速装置在手推车上的安装示意图；图3为本发明的一种电路连接示意图；图4为本发明的第一具体实施例的安装示意图；图5为本发明的第二具体实施例的安装示意图；图6A和6B为本发明的第三具体实施例的安装及电路示意图。
具体实施例方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。
本发明提供了一种手推车车速检测装置，该装置是利用磁电转换器检测手推车车轮的转速，进而实现对手推车车速的监控。本发明的中心部件是磁电转换器，它属于一种机一电能量变换器，其通过在导体和磁场之间发生相对运动，而在导体两端输出感应电动势。由法拉第电磁感应定律ε＝-N(d/dt)可知，N匝线圈在磁场中运动切割磁力线或线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中所产生的感应电动势ε的大小取决于穿过线圈的磁通的变化率。本发明就是根据这一原理，在车轮附近安装了磁电转换器，其输出的感应电动势经过整流、滤波、限流电路与用于报警的发光管或蜂鸣器相连接。由于该感应电动势的输出情况是由车轮转速的快慢决定，当手推车车速过快时，将会产生较大的电信号，使得报警装置发出警告，这一报警结果可以作为判断手推车车速的客观标准，用于提示操作工需减速慢行，实现对手推车车速的客观上的控制。
图2A至2F表示的是本发明的测速装置在手推车上的安装示意图，也就是磁电转换器的安装示意图。如图2A所示为手推车车轮的主视图，手推车的车轮结构一般比较简单，主要有车轮主轴201、车轮侧面202、车轮着陆面203、车轮支架204以及车轮内圈205等几部分。
图2B至2F是分别利用五种方法在手推车车轮上安装磁电转换器的安装示意图。图2B所示的安装方法中利用磁性材料206作为车轮的主轴或置于主轴内，并在车轮内圈205的外部绕上线圈207。在手推车前进时，线圈207随着手推车前进而发生转动，这就与作为车轮主轴的不转动的磁性材料206之间发生了切割磁力线的相对运动，产生了感应电动势。当操作工推车的速度较快时，会使得车轮转速加快，切割磁力线的运动速度就加快，最终会因产生的电信号较强而驱动报警装置——发光管或蜂鸣器报警，实现对手推车车速的监控。
本发明检测手推车车速的装置安装既简单又灵活多变，图2C所示的是一种改变对磁性材料的装配的安装方法，该方法中将两块磁性材料206对称装配在了车轮支架204上靠近车轮主轴201的部位，在手推车前进时，仍然可以实现在转动的线圈207与不转动的磁性材料206之间的切割磁力线运动，实现对手推车车速的监控。
对于上述的两种磁性材料装配方式，适用的线圈装配方法也不仅仅一种，可以如图2B和2C所示安装在车轮内圈205上，也可以安装在车轮着陆面203的内部环面上，或者是内圈与着陆面之间的车轮侧面202的任一位置上，如图2D所示，采用将两块磁性材料206对称装配在车轮支架204上靠近车轮主轴201的部位，线圈207装配在车轮着陆面203的内部环面上的方式，同样也可以实现对车速的监控。
图2B至2D所示的安装方法都是采用了线圈随着车轮转动，实现与磁性材料间的切割磁力线的运动。另外，也可以采用如图2E和2F中所示的磁性材料转动而线圈相对不动的方式来进行安装设计。
图2E所示的方法中将线圈207绕在车轮主轴201上，将两块磁性材料206对称安装在车轮着陆面203内；图2F所示的方法中磁性材料206位置不变，而将线圈207绕在车轮支架204的上方。这两种安装方法都可以实现磁性材料相对于线圈转动，产生感应电动势。除图2E和2F所示的安装方法外，还可以再进行一定的变化，如将磁性材料对称安装在车轮侧面202或车轮内圈205的任意位置上，或将线圈固定在车轮支架204的侧面部位，甚至手推车的车体底部、侧面部位等等。
本发明手推车车速检测装置中，不仅其中心部件磁电转换器的安装灵活方便，与其配套的电路连接也很简便。
图3是本发明的一种电路连接示意图，如图3所示，安装在车轮附近的磁性材料206和线圈207因车轮转动而产生的感应电动势，输出到全桥整流电路301中，经整流后，由原来输出的交流电信号转变为直流脉冲信号；该脉冲信号再经由电容和可调节电阻组成的滤波电路303，转变为平稳的直流电信号；然后连至报警装置304；另外，为了使控制具有可调性，还串联了一个可调节的限流电阻302。这样，通过本发明检测手推车车速的装置，就灵活方便地实现了对手推车车速的监控。
除上述电路连接方法外，还可以利用直流发电机的原理，通过在线圈的两端加装换向片和电刷，输出电信号，这样的电路连接更为简单，可将输出信号直接连至报警装置，或通过一限流电阻、滤波电路连接至报警装置即可。
本发明手推车车速检测装置的第一具体实施例如下图4为本发明第一具体实施例的安装示意图。如图4所示，首先将两块磁性材料206对称安装在车轮侧面202上，本实施例中是选用永磁合金作为磁性材料，如在强磁场中铸造的铝镍钴，其剩磁和矫顽力都较大，稳定性也较高。该永磁合金的长宽高均可以在5mm到30mm范围之间，比如长为20mm，宽为10mm，高为8mm。
然后，将车轮主轴201更换为内有带铁芯的线圈207，外面套有较厚的硬性保护套的结构。该线圈采用铸铁芯，绕线的直径在0.1到1mm范围内，如为0.6mm，线圈匝数可在3000到10000之间，如为6000匝。同时，将线圈的两端引出，以输出感应电动势。安装时要使任一磁性材料206到线圈207中心的距离相同，均保持在5mm到100mm之间，如为30mm。
接着，将线圈的输出端沿车轮支架204固定并引出，在手推车的底部与整流301、滤波303及限流302电路相连后，得到的稳定的直流信号再引至最后的报警装置304——发光管处。为提示操作工，该发光管安装在手推车的扶手附近，并采用了红色发光管。
本发明手推车车速检测装置的第二具体实施例如下图5为本发明第二具体实施例的安装示意图。如图5所示，首先将两块磁性材料206对称装配在车轮支架204上靠近车轮主轴201的部位，本实施例中是选用在强磁场中铸造的铝镍钴为磁性材料，其长宽高均可以在5mm到50mm范围之间，比如长为10mm，宽为15mm，高为20mm。
然后，将环形线圈207装配固定在车轮着陆面203与车轮内圈205之间的车轮侧面202的中间位置上。该线圈采用铸铁芯，绕线的直径在0.1到1mm范围内，如为0.6mm，线圈匝数可在3000到10000之间，如为6000匝。安装时要使得磁性材料206到线圈207中心的距离保持在5mm到100mm之间，如为30mm。
接着，将磁电转换器输出的感应电动势引出，并沿车轮支架204连接到后面的电路中。该信号经安装在手推车的底部的整流301、滤波303及限流302电路后转变为稳定的直流信号，再引至最后的报警装置304——蜂鸣器处，本实施例中，该蜂鸣器安装在手推车的扶手附近。
以上所述的实施例中，只是分别例举了一种线圈或磁性材料随着车轮转动的磁电转换器的安装方式，在本发明的其它实施例中，还可以是图2B至2F中的任一方式或其它类似方式。
本发明手推车车速检测装置的第三个具体实施例如下图6A和6B为本发明的第三实施例的安装及电路示意图。其中，图6A为其测速装置的安装示意图。如图6A所示，首先将两块磁性材料206对称装配在车轮支架204上靠近车轮主轴201的部位，本实施例中是选用在强磁场中铸造的铝镍钴为磁性材料，其长宽高均可以在5mm到50mm范围之间，比如长为10mm，宽为15mm，高为20mm。
然后，在车轮着陆面203与车轮内圈205之间的车轮侧面202的中间位置上装配线圈207，线圈的首端和末端分别连连接至两个圆弧形的铜片，即换向片601上，该换向片601以包围车轮主轴201的形式固定在车轮侧面202上，在换向片与车轮之间加入绝缘材料相互隔离。在车轮主轴201上安装一对固定不动的电刷602，随着手推车的前进，车轮的转动，线圈就通过换向片和电刷输出了电信号，该电信号的大小由车轮转速，即手推车车速的大小决定。
图6B所示为本实施例的电路连接示意图。如图6B所示，将由测速装置得到的电信号通过一个并联的滤波电路303，变为稳定的直流信号，再串联一可调节的限流电阻302连接至报警装置发光管304，当车速较快时，电信号较大，发光管将发光，提示操作工需减速慢行。
以上所述的实施例中，只对称安装了两块磁性材料，在本发明的其它实施例中，还可以对称安装多对磁性材料。
以上所述的实施例中，所用的磁性材料为铝镍钴，还可以为稀土钕铁硼等其它磁性材料。
以上所述的实施例中，报警装置分别采用了发光管和蜂鸣器，在本发明的其它实施例中，还可以选用直流电流表，依靠指针的指示判定手推车的车速快慢。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种手推车车速检测装置，包括磁性材料、线圈和报警装置，其特征在于磁性材料和线圈分别安装在车轮上的不同位置处，其之间切割磁力线运动所产生的电信号由线圈两端连接至报警装置。
2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于所述磁性材料对称安装在车轮的转动部件上，随着车轮转动；所述线圈安装在车轮或手推车中不转动的部件上，不随车轮进行转动。
3.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于所述磁性材料安装在车轮内圈或车轮着陆面内部或二者之间的部位上；线圈安装在车轮主轴内。
4.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于所述磁性材料安装在车轮内圈或车轮着陆面内部或二者之间的部位上；线圈安装在车轮支架上。
5.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于所述磁性材料安装在车轮内圈或车轮着陆面内部或二者之间的部位上；线圈安装在手推车底部或侧面上。
6.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于所述磁性材料安装在车轮或手推车中不转动的部件上，不随车轮进行转动；所述线圈安装在车轮的转动部件上，随着车轮转动。
7.如权利要求6所述的检测装置，其特征在于所述磁性材料作为车轮的主轴或置于主轴内；所述线圈安装在车轮内圈外部或车轮着陆面内部或二者之间的部位上。
8.如权利要求6所述的检测装置，其特征在于所述磁性材料对称安装在车轮支架上靠近主轴的位置处；所述线圈安装在车轮内圈外部或车轮着陆面内部或二者之间的部位上。
9.如权利要求6所述的检测装置，其特征在于所述磁性材料安装在手推车底部或侧面上；线圈安装在车轮内圈或车轮着陆面内部或二者之间的部位上。
10.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于所述的线圈的两端经过整流电路，与限流电路串联，再与滤波电路并联后，连接到所述的报警装置。
11.如权利要求10所述的检测装置，其特征在于所述的限流电路是可调节的电阻。
12.如权利要求1或6所述的检测装置，其特征在于所述的线圈的首端和末端分别连接至两换向片上，再通过两电刷将产生的电信号连接到报警装置。
13.如权利要求12所述的检测装置，其特征在于所述的两电刷与限流电路串联、滤波电路并联后，再连接到所述的报警装置。
14.如权利要求13所述的检测装置，其特征在于所述的限流电路是可调节的电阻。
15.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于所述的报警装置是发光管、蜂鸣器或直流电流表中的一种。
16.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于所述的磁性材料的安装数量至少有2块。
17.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于所述的磁性材料是铝镍钴或稀土钕铁硼。
全文摘要
本发明公开了一种手推车车速检测装置，该装置包括安装在车轮上的磁性材料(206)和线圈(207)，其输出的电信号经过整流(301)、滤波(303)、限流电路(302)与报警装置(304)相连接，当手推车的车速较快时，因电信号较强，报警装置将发出警告信息，提示操作工需减速慢行，实现对手推车车速客观上的监控，解决了现有手推车运输过程中仅依靠人的主观感觉来判断车速的快慢，易造成翻车事故，损坏晶片的问题。
文档编号G01P3/481GK101078734SQ200610026760
公开日2007年11月28日 申请日期2006年5月22日 优先权日2006年5月22日
发明者张峻铭, 王国强 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司