用于在驱动面上驱动至少两个动子时避免碰撞的设备和方法与流程

文档序号:26007841发布日期:2021-07-23 21:27阅读:88来源:国知局
用于在驱动面上驱动至少两个动子时避免碰撞的设备和方法与流程

本发明涉及用于在驱动面上驱动至少两个动子时避免碰撞的设备和方法。

本专利申请要求德国专利申请de102018129732.7的优先权,其公开内容通过引用结合于此。



背景技术:

平面驱动系统还可使用在自动化技术、尤其是生产技术、操作技术和工艺技术中。借助于平面驱动系统可以将机器的设施的可移动的元件、即所谓的动子沿至少两个线性无关的方向移动或定位。平面驱动系统可以包括具有平面定子和转子、即动子的永久励磁的电磁平面马达,其中所述转子在定子上可沿至少两个方向移动。

在永久激励的电磁平面马达的情况下,通过如下方式将驱动力施加到动子上:即电通流的导体与磁体装置的驱动磁体磁交互作用。本发明尤其涉及平面驱动设备的设计,其中电平面马达的驱动磁体设置在动子处,并且平面马达的电通流的导体设置在位置固定设置的驱动面中。

从ep3096144a1中已知一种实验室系统,其中设有承载样品的样品载体。将优先级与样品相关联。根据样品的优先级将样品载体行进至处理站。



技术实现要素:

本发明的目的在于:提供一种用于在驱动面上驱动至少两个动子时避免碰撞的改进的设备和改进的方法。

本发明的目的通过根据独立权利要求来实现。

提出一种用于在驱动面上驱动至少两个动子时避免碰撞的设备,其中每个动子具有至少一个第二磁场发生器,其中设备具有多个扇区,其中扇区具有用于产生磁场的磁场发生器,其中扇区形成驱动面,其中扇区与至少一个控制单元连接,其中控制单元构成用于:实施用于至少两个动子的行进路线规划,其中将优先级与至少两个动子相关联,其中控制单元构成用于:动子的优先级在对动子的行进路线进行行进路线规划时以如下方式考虑:即具有较高优先级的动子的行进路线具有高于具有较低优先级的动子的行进路线的优先权,使得避免动子的碰撞,其中控制单元构成用于以如下方式用电流操控磁场发生器:即动子沿着所求出的行进路线能够在驱动面之上移动。由此可以以简单的方式确定具有较高优先级的动子的优先权。

在一个实施方式中,第一动子具有比第二动子更高的优先级,其中,控制单元构成用于:在对用于第一动子的第一行进路线进行行进路线规划时不考虑第二动子。因此,在计算用于第一动子的第一行进路线时可以节约计算时间。

在一个实施方式中,控制单元构成用于:在对用于第二动子的第二行进路线进行行进路线规划时考虑第一动子的第一行进路线并且规划第二行进路线,使得第二行进路线不引起第二动子与第一动子的碰撞。因此,以简单的方式,考虑第一动子的较高的优先级,并且避免碰撞。例如,第二行进路线可以以距第一行进路线能够间距的方式规划。另外,可以避免第一和第二行进路线之间的交叉。另外,在第二行进路线的两条路径交叉的情况下,将在动子经过路径的交叉点的时间点偏移,使得不发生动子的碰撞。

因此,如果第一动子具有比第二动子更高的优先级,则将第一动子考虑为动态障碍物。以该方式,第二动子的第二行进路线被规划成,使得第二动子避开第一动子。

在一个实施方式中,设有第三动子,其中第三动子具有低于第二动子的优先级,其中控制单元构成用于:在对用于第一动子的第一行进路线进行行进路线规划时不考虑第三动子,其中控制单元构成用于:在对用于第二动子的第二行进路线进行行进路线规划时不考虑第三动子,其中控制单元构成用于:在对用于第三动子的第三行进路线进行行进路线规划时考虑第一动子的第一行进路线和第二动子的第二行进路线,并且将第三行进路线规划成,使得第三行进路线不引起第三动子与第一动子和第二动子的碰撞。因此,在行进路线规划时,也对多于两个动子考虑优先级。当然,也可以设有具有优先级的多于三个的动子,所述动子的行进路线根据优先级来考虑。

在一个实施方式中,动子的优先级与动子的运行状态或特性相关。因此,可以实现灵活且优化的行进路线规划。

在一个实施方式中,动子的优先级与动子的速度相关,其中优先级随着速度的大小而增加。较快的动子更难于制动。此外,较高的速度引起在曲线行进中更大的径向力。此外,在较快的动子中,反应路程更长。因此有利的是:对较高的速度设有较高的优先级。

在一个实施方式中,动子的优先级越大,动子距目标点的间距就越小。以该方式实现:动子不处于目标点前不远。目标点可以是预设的站点,在所述站点处接收或发出负载。此外,目标点也可以是加工站点,在所述加工站点处进行负载的加工。

在一个实施方式中,动子的优先级越大,动子的最小可行弯曲半径就越大。在最小弯曲半径大的情况下可行的是:与在最小弯曲半径小的情况下相比强度更低地改变行进路线。因此有利的是:对于迟缓的动子基于较高优先级。

在一个实施方式中,动子的优先级与动子的重量、特别是动子的负载物品的重量相关,其中动子与负载物品的重量越大,优先级就尤其越大。动子与负载物品的质量影响改变行进路线的可行性。动子的质量越高,行进路线就越缓慢地改变。此外,在对具有较大质量的动子改变行进路线时与对于具有较小质量的动子相比,电消耗更大。此外,动子的优先级可以与负载物品的类型相关。例如,液态的负载物品具有比由固体构成的负载物品相比更高的优先级。此外,有毒的负载物品与无毒的负载物品相比具有更高的优先级。

在一个实施方式中,动子的最大加速度越小,动子的优先级就越大。最大角速度越小,改变行进路线的反应时间就越缓慢。

在一个实施方式中,动子的优先级与扇区的运行状态或特性相关,动子处于所述扇区上。由此,可以考虑扇区的条件,以便得出对于优先级的最佳选择。

在一个实施方式中,动子的优先级与扇区的温度相关,动子处于所述扇区上,其中优先级随温度的水平而增加。可以有利地避免扇区的过热。因此有利的是:在具有高温度扇区中避免对于改变动子行进路线所需的对该扇区的电输送。

在一个实施方式中,动子的优先级与扇区的电消耗相关。会有利的是:将扇区的电消耗限制于可预设的值,以便例如避免扇区的过热。

在一个实施方式中,将个体的标识符与每个动子相关联,其中根据动子的标识符确定优先级。因此,以简单的方式明确地确定动子的优先级的排序。

提出一种用于在求出驱动面上的用于至少两个动子的行进路线时避免碰撞的方法,其中每个动子具有至少一个第二磁场发生器,其中设备具有多个扇区,其中扇区具有用于产生磁场的磁场发生器,其中扇区形成驱动面,其中实施用于至少两个动子的行进路线规划,其中将优先级与至少两个动子相关联,其中动子的优先级在对动子的行进路线进行行进路线规划时以如下方式考虑:即具有较高优先级的动子的行进路线具有高于具有较低优先级的动子的行进路线的优先权,使得避免动子的碰撞。

在一个实施方式中,以如下方式用电流操控扇区的磁场发生器:即动子沿着所求出的行进路线能够在驱动面之上移动。

在一个实施方式中,第一动子具有比第二动子更高的优先级,其中在对用于第一动子的第一行进路线进行行进路线规划时不考虑第二动子。

在一个实施方式中,在对用于第二动子的第二行进路线进行行进路线规划时以如下方式规划第二行进路线,即使得第二行进路线不引起与第一动子的碰撞。

在一个实施方式中,设有第三动子,其中第三动子具有低于第二动子的优先级,其中在对用于第一动子的第一行进路线进行行进路线规划时不应考虑第三动子,其中在对用于第二动子的第二行进路线进行行进路线规划时不考虑第三动子,其中在对用于第三动子的第三行进路线进行行进路线规划时将第三行进路线规划成,使得第三行进路线不引起第三动子与第一动子和第二动子的碰撞。

在一个实施方式中,动子的优先级与动子的运行状态或特性相关。

在一个实施方式中,动子的优先级与动子的速度相关,其中优先级随着速度的大小而增加,和/或其中,随着距动子的目标点的间距减小,动子的优先级增加,和/或其中,动子的最小可行弯曲半径越大,动子的优先级就越大,和/或其中,动子的优先级与动子的重量、特别是动子的负载物品的重量相关,其中动子与负载物品的重量越大,优先级就尤其越大,和/或其中,动子的最大可行加速度越小,动子的优先级就越大。

在一个实施方式中,动子的优先级与扇区的运行状态或特性相关,动子处于所述扇区上。

在一个实施方式中,动子的优先级与扇区的温度相关,动子处于所述扇区上,其中优先级随温度的水平而增加,和/或其中,动子的优先级与扇区的电消耗相关。

提出一种控制单元,其构成用于执行所描述的方法之一。

另外,提出一种计算机程序,其具有指令,所述指令在计算机上运行时执行所描述的方法。

附图说明

下面根据实施例并参考附图更详细地阐述本发明。在此,分别以示意图示出:

图1示出用于在驱动面上驱动动子的设备;

图2示出具有六个彼此并排设置的定子模块的另一驱动系统的视图;

图3示出具有磁体装置的平面驱动系统的动子;

图4示出驱动系统的一部分的立体图;

图5示出具有第一、第二、第三和第四定子层的驱动系统的扇区的分解图;

图6示出具有各个定子区段的设备的第一扇区的定子层;并且

图7示出驱动面和控制单元的部分断面图,动子在所述驱动面上移动。

具体实施方式

本发明主要涉及在公开文献wo2013/059934a1、wo2015/017933a1、wo2015/179962a1、wo2015/184553a1、wo2015/188281a1和wo2017/004716a1中公开的平面驱动系统的改进形式。所提及的参考文献的公开内容也通过引用整体上成为本说明书的主题。

本发明还涉及在2017年12月27日向德国专利商标局(dpma)提交的德国专利申请102017131304.4、102017131314.1和102017131321.4中公开的平面驱动系统的改进形式。通过引用将德国专利申请102017131304.4、102017131314.1和102017131321.4的公开内容也整体上成为本说明书的主题。

图1示出用于驱动呈平面驱动系统1形式的驱动面上的至少一个动子200的设备,其中所述平面驱动系统具有定子模块10和通过动子200形成的转子。

定子模块10包括模块壳体19和定子单元100。定子模块10具有上侧8和与上侧8相对置的下侧9。定子单元100沿从下侧9到上侧8取向的竖直方向15设置在模块壳体19之上并且设置在定子模块10的上侧8处。定子单元100构成为平面定子,并且在定子模块10的上侧8处具有平面的、即平坦的定子面11。定子面11同时形成定子模块10的表面。

定子面11垂直于竖直方向15取向,并沿方向12和14在定子单元100和定子模块10的整个上侧8上延伸。在定子面11处,定子单元100包括至少一个可加载驱动电流的导体条带125。如所示的那样,定子单元100可以在定子面11处具有多个导体条带125。可以由控制单元506分别对导体条带125加载驱动电流。借助于导体条带125中的驱动电流,可以产生磁场,所述磁场以与动子200的图1未示出的驱动磁体交互作用的方式驱动动子200。具有电通流的导体条带125的定子单元100和动子200形成电磁平面马达。导体条带125形成定子单元100的线圈导体,并且也可以被称为线圈导体或磁场发生器。

动子200在运行中可移动地设置在定子模块10的定子面11上,并且在运行中既可以沿第一方向12驱动,也可以沿第二方向14上驱动。第一方向12和第二方向14线性独立。特别地,如图1所示,第一方向12和第二方向14可以彼此垂直定向。第一方向12和第二方向14分别平行于定子面11并且垂直于竖直方向15取向。通过动子200被同时沿第一方向12和第二方向14驱动,动子200可以在定子面11上方沿任意方向驱动。在运行中,动子200可以悬浮地保持在定子面11之上,例如通过在驱动磁体和导体条带125中的合适的驱动电流之间的磁相互作用来保持。除了沿第一和/或第二方向12、14驱动动子200之外,也可以沿竖直的第三方向15进行驱动。此外,动子200也可以绕其轴线转动。导体条带为印制导线。

定子面11矩形地构成。特别地,如图所示,定子面11可以正方形地构成。定子面11通过四个分别直线的外边缘30限界。各两个彼此相对置的外边缘30平行于第一方向12取向,并且两个另外的彼此相对置的外边缘30平行于第二方向14取向。

定子单元100在竖直方向15上的扩展小于定子单元100在第一方向和第二方向12、14上的扩展。因此,定子单元100形成扁平的、在第一方向和第二方向12、14上扩展的长方体或在第一和第二方向12、14上扩展的板。

可以在定子模块10的下侧9处或在模块壳体19的下侧处将其他的部件设置在模块壳体19或定子模块10处。这些另外的部件在第一方向12或第二方向14上最多伸展直至定子单元100的外边缘30,使得另外的部件在第一方向或第二方向12、14上不伸出于定子单元100的外边缘30。

在模块壳体19的下侧处设置有未在图1中示出的端子,用于将定子模块10与多条连接线18连接。连接线18例如可以是数据网络的输入导线、数据网络的输出导线和用于对定子模块10供应电能的能量供应导线。另外,控制单元506可以与连接线18连接。特别地,可以经由能量供应导线将电能输送给定子模块10以产生驱动电流。定子模块10可以经由数据网络与平面驱动系统的控制单元连接,其中平面驱动系统的控制单元可以由控制单元506形成。借助于数据网络,例如可以与控制单元506交换用于控制动子200或用于控制对导体条带125以对准目标的方式加载适合的驱动电流的控制数据。

定子面11可以在第一方向12上具有在100mm和500mm之间、特别是在120mm和350mm之间、特别是240mm的扩展。定子面11可以在第二方向12上具有在100mm与500mm之间、特别是在120mm与350mm之间、特别是240mm的扩展。定子模块10可以在竖直方向15上具有在10mm与100mm之间、特别是在15mm与60mm之间、特别是30mm的扩展。模块壳体19可以在竖直方向15上具有在8mm与80mm之间、特别是在13mm与55mm之间、特别是26.6mm的扩展。模块壳体19可以在第一方向和/或第二方向12、14上具有与定子面11相同的扩展。

定子模块10的多个样本可以彼此并排地设置,使得相邻的定子模块10的外边缘30相互贴靠,并且定子模块10的定子面11形成连续的驱动面,动子200可以无中断地在所述驱动面之上移动,如这在图2所示。由于定子模块10的侧面在外边缘30处于定子面11平接,所以可以通过如下方式将两个彼此并排设置的定子模块10的定子面11几乎无缝地彼此靠近的设置:即定子模块10以定子单元100的侧面彼此贴靠或定子面11的外边缘30彼此贴靠的方式设置。

相邻的定子模块10分别彼此靠近地设置成,使得相邻的定子模块10的定子面11的外边缘30彼此贴靠。由此,定子模块10的定子面11形成用于动子200的连续的、平面驱动面。动子200可以无缝地从定子模块10之一的定子面11移动到相邻的定子模块10的定子面11上或在其至少移动。可以经由各自身的连接导线18将控制信号和/或能量输送给每个定子模块10。定子模块10的替选的在此未示出的实施方式也可以具有电连接元件,借助所述连接元件可以将控制信号和/或电能从一个定子模块10传输至相邻的定子模块10。这种连接元件例如可以设置在定子模块10的侧面处。连接元件可以构成为插接连接器或构成为可相邻设置的接触面。

在替选的、在此同样未示出的实施方式中,定子模块10也可以分别经由自身的连接导线星形地连接于中央的能量供应装置和/或中央的控制单元。

图3示出转子、即动子200的从下方到动子200的下侧的视图。动子200在下侧处具有磁体装置201。磁体装置201矩形地、尤其正方形地构成并且包括多个磁体。动子200的下侧尤其在磁体装置201的磁体的区域中平面或平坦地构成。在运行中,动子200的具有磁体装置201的下侧基本上平行于定子面11取向并且朝向定子面11设置。

磁体装置201包括第一磁体单元210、第二磁体单元220、第三磁体单元230和第四磁体单元240。第一磁体单元210和第三磁体单元230分别在第一转子方向206上长形地构成并且沿着垂直于第一转子方向206取向的第二转子方向208彼此并排设置的驱动磁体211。特别地,第一和第三磁体单元210、230可以分别具有三个驱动磁体211。第二磁体单元220和第四磁体单元240分别具有在第一转子方向206上彼此并排设置的并且沿着第二转子方向208长形构成的另外的驱动磁体221。在运行中,第一和第三磁体单元210、230用于沿第二转子方向208驱动动子200,并且在运行中,第二和第四磁体单元220、240用于沿第一转子方向206驱动动子200。第一和第三磁体单元210、230的驱动磁体211和第二和第四磁体单元220、240的另外的驱动磁体221分别垂直于第一和第二转子方向206、208磁化。

驱动磁体211和/或另外的驱动磁体221为第二磁场发生器250。第二磁场发生器250也可以具有不同的材料、功能原理和/或形状。

图4示出平面驱动系统1的定子模块10的没有动子200的定子模块10。定子模块10的定子单元100包括第一定子扇区110、第二定子扇区112、第三定子扇区113和第四定子扇区114。定子扇区110、112、113、114就其而言分别包括设置在定子单元100的定子面11处的导体条带125的一部分。定子面11处的每个导体条带完全地设置在定子扇区110、112、113、114之一中。定子扇区110、112、113、114矩形地构成。特别地,定子扇区110、112、113、114可以正方形地构成,使得定子扇区110、112、113、114在第一方向12上的扩展对应于定子扇区110、112、113、114在第二方向14上的扩展。

定子扇区110、112、113、114分别包括定子单元100的面的四分之一,即一个象限。

在定子扇区110、112、113、114内,导体条带125设置在多个叠置的定子层或定子平面中,其中每个定子层仅包括如下导体条带125,所述导体条带或者基本上沿着第一方向12或者基本上沿着第二方向14长形地扩展。除了导体条带125的伸展之外,并且只要在下文中没有描述区别,不同定子层上的定子扇区110、112、113、114就相同地构成。在定子模块10的图4所示的定子单元100中,在定子面11处的定子层仅包括导体条带125,所述导体条带沿第一方向12长形地扩展并且沿着第二方向14彼此并排且彼此靠近地设置。

定子面11处的图4中可见的定子层形成定子单元100的第一定子层。在第一定子层下方在竖直方向15上,定子单元100至少包括又一第二定子层。

图5示出具有各个定子层的定子单元100的分解图的示意立体图。

在竖直方向15上,定子单元100在设置在定子面11处的第一定子层104下方包括第二定子层105,在第二定子层105下方包括第三定子层106并且在第三定子层106下方包括第四定子层107。只要在下文中没有描述区别,第二、第三和第四定子层105、106、107如定子单元100的定子面11处的图4所示的第一定子层104构成。

第一至第四定子扇区110、112、113、114在第三定子层106中如同在第一定子层104中那样包括沿着第一方向12长形扩展的且在第二方向14上彼此并排且彼此紧靠设置的导体条带125。在第二定子层105中和在第四定子层107中,第一至第四定子扇区110、112、113、114包括另外的导体条带126。只要在下文中没有描述区别,另外的导体条带126就如第一定子层104和第三定子层106中的导体条带125那样构成。与第一和第三定子层104、106的导体条带125不同,第二和第四定子层105、107的另外的导体条带126沿第二方向14长形地扩展并且在第一方向12上彼此并排且彼此贴靠地设置。

在第一和第三定子层104、106中,第一至第四定子扇区110、112、113、114仅包括沿第一方向12长形扩展的导体条带125,并且也还不附加地包括沿第二方向14长形伸展的导体条带126。同样地,在第二和第四定子层105、107中,第一至第四定子扇区110、112、113、114仅包括沿第二方向14长形扩展的另外的导体条带126,并且也还不附加地包括沿第一方向12长形扩展的导体条带125。

第一至第四定子扇区110、112、113、114在所有第一至第四定子层104、105、106、107中分别具有相同的尺寸。特别地,在所有第一至第四定子层104、105、106、107中,第一至第四定子扇区110、112、113、114在第一方向12和第二方向14上分别具有相同的尺寸。

彼此叠置的第一至第四定子层104、105、106、107的导体条带125和另外的导体条带126分别彼此电绝缘地构成。例如,第一至第四定子层104、105、106、107可分别构成为多层电路板的相互绝缘的印制导线层。

第一至第四定子扇区110、112、113、114以可彼此独立通电的方式构成。特别地,定子单元100上的第一至第四定子扇区110、112、113、114的导体条带125和另外的导体条带126彼此电绝缘地构成。

尽管定子单元100上的各个第一至第四定子扇区110、112、113、114的导体条带125和其他的导体条带126分别与其余的第一至第四定子扇区110、112、113、114的导体条带125和其他的导体条带126电绝缘地构成,而各个第一至第四定子扇区110、112、113、114之内的导体条带125和其他的导体条带126可以分别彼此导电地连接。特别地,在第一至第四定子扇区110、112、113、114内,第一定子层104和第三定子层106的分别彼此叠置的导体导带125可以彼此导电地连接。例如,第一至第四定子扇区110、112、113、114的分别彼此叠置的导体条带125可以串联。同样地,在第一至第四定子扇区110、112、113、114内,第二定子层105和第四定子层107的分别彼此叠置的另外的导体条带126可以彼此导电地连接。例如,第一至第四定子扇区110、112、113、114的分别彼此叠置的另外的导体条带126可以彼此串联。

定子单元100的替选的在此未示出的实施方式可包括在第二和第三定子层105、106之间沿竖直方向15上下设置的另外的定子层。在此,在竖直方向15上,定子单元100可分别交替地包括具有基本上沿第一方向12长形扩展的导体条带125的定子层和具有基本上沿第二方向14长形扩展的另外的导体条带126的定子层。在替选于此的同样未示出的实施方式中,定子单元100可沿竖直方向15上分别包括具有基本沿第一方向12长形扩展的导体条带125的定子层和具有基本上沿第一方向12长形扩展的另外的导体条带126的定子层,其中具有基本上沿第一方向12长形扩展的导体条带125的定子层的总和具有基本上沿第二方向14长形扩展的另外的导体条带126的定子层的总和具有距定子面11相同的平均间距。另外,在定子单元100的替选的未示出的实施方式中,在第一和第二定子层104、105之间和/或在第三和第四定子层106、107之间,设置有具有沿第一方向12扩展的导体条带125或具有沿第二方向14扩展的另外的导体条带126的另外的定子层。

第一至第四定子扇区110、112、113、114的导体条带125、126在第一至第四定子层104、105、106、107内分别组合成定子区段。

图6示出第一定子扇区110的第一至第四定子层104、105、106、107的示意图,所述定子层具有各个定子区段。

第一定子扇区110的导体条带125和另外的导体条带126在第一至第四定子层104、105、106、107内分别组合成定子区段120、121。第一定子扇区110在每个第一至第四定子层104、105、106、107中分别包括三个彼此并排且彼此贴靠设置的定子区段120、121。每个定子区段120、121分别包括六个彼此并排设置的导体条带125或另外的导体条带126。第一定子扇区110在第一和第三定子层104、106中分别包括三个第一定子区段120并且在第二和第四定子层105、107中分别包括三个第二定子区段121。第一定子区段120分别包括沿着第二方向14彼此并排设置的且沿着第一方向12长形扩展的导体条带125中的六个彼此并排的导体条带。

定子单元100的第一定子扇区110因此在第一定子层104和第三定子层106中仅包含沿第一方向12长形扩展的导体条带125,并且在第二定子层105和第四定子层107中仅包含沿着第二方向14长形扩展的另外的导体条带126。

第一和第二定子区段120、121除了其取向外具有相同的尺寸。特别地,第一定子区段120在第一方向12上的尺寸对应于第二定子区段121在第二方向14上的尺寸,并且第一定子区段120在第二方向14上的尺寸对应于第二定子区段121在第一方向12上的尺寸。

定子区段120、121彼此叠置地设置,使得第一定子扇区110的第一和第三定子层104、106的第一定子区段120中的每个分别在第一定子区段110的第二和第四定子层105、107的沿第一方向12彼此并排设置的三个第二定子区段121之上延伸。此外,第一定子扇区110的第二和第四定子层105、107的第二定子区段121在第二方向14上在第一定子扇区110的第一和第三定子层104、106的所有在第二方向14上彼此并排设置的第一定子区段120上延伸。

导体条带125和另外的导体条带126在第二定子扇区112、第三定子扇区113和第四定子扇区114的第一至第四定子层104、105、106、107中的设置对应于导体条带125和另外的导体条带126在第一定子扇区110的第一至第四定子层104、105、106、107中的图6所示的设置。

在平面驱动系统1运行中,动子200可以在定子单元100上定向成,使得第一转子方向206沿第一方向12取向,并且第二转子方向208沿第二方向14取向。在运行中,第一磁体单元210和第三磁体单元230可以与通过第一定子区段120的导体条带125产生的磁场相互作用,以便沿第二方向14驱动动子200。在运行中,第二磁体单元220和第四磁体单元240可以与通过第二定子区段121的另外的导体条带126产生的磁场相互作用,以便沿第一方向12驱动动子200。

替选地,与图6所示不同,动子200也可以定向成,使得第一转子方向206沿第二方向14取向并且第二转子方向208沿着第一方向12取向。在这种情况下,第一和第三磁体单元210、230与第二定子区段121的磁场共同作用以沿第一方向12驱动动子200,并且第二和第四磁体单元220、240与第二定子区段120的磁场共同作用,以沿第二方向14驱动动子200。

各个第一或第二定子区段120、121的导体条带125或另外的导体条带126分别独立于其余的第一或第二定子区段120、121的导体条带125或另外的导体条带126可借助驱动电流通电。特别地,第一或第二定子区段120、121中的一个中的驱动电流不强制性与其他第一或第二定子区段120、121中的一个中的驱动电流相关。另外,第一或第二定子区段120、121中的一个的导体条带125或另外的导体条带126可被加载驱动电流,而其他的、例如相邻的第一或第二定子区段120、121的导体条带125或另外的导体条带126是无电流的。各个第一或第二定子区段120、121的导体条带125或另外的导体条带126在定子单元100上与其余的第一或第二定子区段120、121的导体条带125或另外的导体条带126电绝缘地构成。例如,不同的第一或第二定子区段120、121的导体条带125或另外的导体条带126例如可以由分别单独的功率模块或由单独的电流产生单元或定子模块10的功率模块的端部级加载驱动电流。

各个第一至第四定子扇区110、112、113、114中的导体条带125或另外的导体条带126可分别互连成具有共同星形点的多相系统。星形点可以在定子单元100上构成。特别地,导体条带125或另外的导体条带126可以互连成具有共同星形点的三相系统。三相系统可以分别包括六个相邻的导体条带125或六个相邻的另外的导体条带126。三相系统之一中的相邻的导体条带125或另外的导体条带126的数量也可以分别是三个、十二个或三的其他倍数个。

多相系统可以在定子单元100上接触,使得每个多相系统可以独立于其他多相系统加载驱动电流。替选地,在定子单元100上各两个或更多个多相系统可以彼此连接,使得所连接的多相系统分别共同被加载共同的驱动电流。例如,定子单元100上的所连接的多相系统可以串联或并联。

为了对导体条带125或另外的导体条带126通电,在将导体条带125或另外的导体条带126互连成多相系统时,与在对各个导体条带125或另外的导体条带126单独通电的情况下相比,需要更少的触点。由此,减小了对于对导体条带125或另外的导体条带126通电所需的硬件耗费、尤其对于通电所需的电力产生单元的数量。

如图4和5所示,第一至第四定子扇区110、112、113、114可以在第一至第四定子层104、105、106、107的每个中分别包括十八个导体条带125或另外的导体条带126。各六个相邻的导体条带125或另外的导体条带126可互联成三相系统,并且第一至第四定子扇区110、112、113、114可分别具有三个在第一方向12上彼此并排的三相系统和分别具有三个在第二方向14上彼此并排的三相系统。在此,导体条带125或另外的导体条带126可以串联成共同的三相系统,其中所述导体条带基本上沿相同方向扩展并且在第一至第四定子层104、105、106、107中叠置。导体条带125或另外的导体条带126在此可以互联成,使得在竖直方向15上叠置的导体条带125或另外的导体条带126分别加载相同的驱动电流。借此,三相系统具有三个相,所述相由在第一至第四定子层104、105、106、107中叠置的导体条带125或另外的导体条带126联接而成。

例如,在各个第一至第四定子层104、105、106、107中,可以分别将所有叠置的且平行定向的导体条带125或另外的导体条带126串联。特别地,第一定子层104中和第三定子层106中叠置的三相系统的导体条带125以及在第二定子层105和在第四定子层107中彼此叠置的三相系统的另外的导体条带126分别串联成共同的三相系统。在此,第一和第三定子层104、106和第二和第四定子层105、107的所有在竖直方向上彼此叠置且平行取向的导体条带125或另外的导体条带126可以分别串联。

特别地,在定子单元100中在各个定子区段120内将沿着第一方向12长形扩展的定子条带125分别互联成具有共同的星形点的多相系统。在此,不同的定子区段120的各个多相系统可以彼此独立地通电。同样地,各个另外的定子区段121的所有另外的导体条带126分别互联成另外的多相系统。另外的定子区段121的各个另外的多相系统分别可以彼此独立地并且独立于定子区段120的多相系统通电。特别地,定子区段120的导体条带125和另外的定子区段121的另外的导体条带126分别互联成三相系统。导体条带125和另外的导体条带126可分别加载三相驱动电流。驱动电流包括第一相u、第二相v和第三相w,所述相彼此间分别具有彼此120°的相移。

导体条带125空间上在第二方向14上分别以偏移第一和第三磁体单元210、230的与导体条带125相互作用的驱动磁体211的有效波长的三分之一的方式设置。另外的导体条带126空间上在第一方向12上分别以偏移第二和第四磁体单元220、240的与另外的导体条带126相互作用的另外的驱动磁体221的另一有效波长的三分之一的方式设置。

导体条带125和另外的导体条带126为电的磁场发生器127。磁场发生器127也可以具有其他的材料、功能原理和/或形状。

动子为该设备的可移动的元件,因此为该设备的转子,并且具有用于产生磁场的机构,特别是磁体或永磁体,所述机构称作为第二磁场发生器。动子的磁场与定子单元的通过磁场发生器127产生的、可变的磁场确保了动子在定子单元上移动,使得尤其在定子单元和动子之间构成气隙。

图7以示意图示出驱动面510的一部分的俯视图。驱动面510可以通过图1至图6中描述的平面驱动系统1构成。然而,也可以使用平面驱动系统的其他实施方式,所述平面驱动系统借助于磁场在驱动面510上移动动子5、200、513、514。示出了四个扇区501的部分断面图。扇区501可以通过图1至图6中描述的定子模块10形成。在该实施例中,扇区501具有正方形形状。根据所选的实施方式,扇区501也可以具有其他形状、即例如矩形或三角形等。扇区501例如可以具有150mm×150mm至240mm×240mm范围中的大小。根据所选择的实施方式,扇区501也可以具有其他大小。另外,扇区501也可以具有不同的大小。

此外,第一动子200、第二动子513和第三动子514设置在驱动面510上。只要在下文中在各个第一、第二或第三动子5、200、513、514之间没有区别,对第一动子200、第二动子513和/或第三动子514做出的说明以类似的方式适用。于是,与之相应地,在相应的部位处在下文中仅谈及具有共同的附图标记5的动子。第一动子200例如以转子的形式构成。动子200可以具有正方形、圆形或矩形或其他形状。第一动子200例如可以具有在从100mm×100mm到200mm×200mm的范围内的大小。第一动子200可以具有在8mm至20mm的范围内的厚度。驱动面510、即定子模块10和第一动子200可以构成用于以例如1m/s至6m/s的速度移动第一动子200。驱动面510、即定子模块10和第一动子200可以构成用于以直至30m/s2或更大的加速度移动第一动子200。另外,第一动子200可构成用于承载直至1.5kg和更大的负载物品。另外,第一动子200可构成用于以距驱动面510的直至6mm或更大的间距移动。第二动子513和/或第三动子514可以与第一动子200相同地构成。

此外,静态的障碍物509附加地设置在驱动面510上。控制单元506与数据存储器512连接,并且直接或间接与扇区501的磁场发生器连接。另外,控制单元506与驱动面510的传感器560连接,所述传感器例如检测动子5的当前位置、动子5的当前速度、动子5的当前加速度和/或动子5的当前移动方向和/或动子与负载物品5的装载并且转发给控制单元506。

另外,控制单元506可以在数据存储器512中存储关于动子5的规划的或计算的位置的、动子5的速度的计算值的、动子5的加速度的计算值的、动子5的移动方向的计算值的和/或动子5的转载的和/或和/或动子5的重量的和/或动子5的最大加速度值的信息。

此外,可以对每个动子5将优先级存储在数据存储器512中。动子5的优先级例如可以与动子5的运行状态或特性相关。例如,动子5的优先级可以与动子5的速度相关,其中优先级随速度的大小增加。此外,随着距动子5的目标点508、516的间距减小,动子5的优先级可以增加。另外,动子5的最小可行的弯曲半径越大,则动子5的优先级就越大。此外,动子5的优先级可以与动子5的重量、特别是与动子5与负载物品的装载相关,其中负载物品的重量越大,则优先级越大。另外,动子5的优先级可以与负载物品的类型相关。例如,具有液体负载物品的动子5可以具有比具有由固体构成的负载物品的动子5更高的优先级。另外,动子5的最大加速度越小,则动子5的优先级就会越大。

此外,动子5的优先级可以与动子5所处于的扇区501的运行状态或特性相关。动子5的优先级例如可以与动子5所处于的扇区501的温度相关,其中优先级随着温度的大小而增加。另外,动子5的优先级可以与扇区501的电消耗相关。此外,扇区的特性可以在于:可以多快建立磁场和/或可以由扇区501建立何种磁场强度。另外,可以将确定的优先级与每个动子5相关联,所述优先级例如与动子5的个体的标识符、例如数字相关。标识符例如存储在数据存储器512中。每个标识符仅存在一次。因此,可以借助于标识符以简单的方式确定动子5的优先级的明确的次序。

动子5的优先级可以由控制单元506根据所确定的规则来求出。规则可以存储在数据存储器512中。另外,可通过操作员输入到控制单元506中来改变动子5的优先级或确定动子5的优先级的规则。

控制单元506构成用于:根据预设的边界条件求出从动子5的各起点到动子5的各目标点的行进路线。在此,控制单元506首先检查动子5的优先级。动子5的优先级可以固定地存储在数据存储器512中或者当前在求出行进路线之前根据另外参数求出。

在以下实施方案中,仅考虑三个动子200、513、514。选择用于确定优先级的标准,使得动子200、513、514的优先级关系是可传递的,从而为多个动子200、513、514确定优先级的明确的等级。由此得出:第一动子200具有比第二动子513更高的优先级,并且第二动子513具有比第三动子514更高的优先级,进而第一动子200也具有比第三动子514更高的优先级。

在一个实施方式中,控制单元506首先求出具有最高优先级的第一动子200。然后,控制单元506对于第一动子200根据预设的边界条件求出从第一动子200的第一起点507到第一动子200的第一目标点508的第一行进路线503。在此,在第一动子200的行进路线规划中不考虑具有较低优先级的动子5及其可能的行进路线。行进路线包含路径和关于第一动子200应在哪个时间点处于路径的哪个位置处的信息。

然后,控制单元506求出具有第二高优先级的第二动子513。然后,控制单元506根据预设的边界条件求出从第二动子513的第二起点515到第二目标点516的第二行进路线。在此,具有以比第二动子513更高优先级的第一动子200和第一行进路线503被以如下方式考虑:即第二动子513避开第一动子200,进而不发生碰撞。在用于第二行进路线的行进路线规划中,不考虑优先级低于第二动子513的其他动子5、514及其行进路线。以类似的方式为所有动子5确求出行进定路线。控制单元506执行动态规划并以如下方式操控扇区501的相应的磁场发生器,使得动子5根据所求出的行进路线移动。

在另一实施方式中,还可以如下求出动子的行进路线:

控制单元506根据预设的边界条件求出从第一起点507到第一目标点508的第一动子200的第一行进路线503。

另外,由控制单元506求出始于第二起点515到第二目标点516的第二动子513的第二行进路线517。第一行进路线503包含第一路径和关于第一动子200应在哪个时间点处于第一路径的哪个位置处的信息。第二行进路线517包含第二路径和关于第二动子513应在哪个时间点处于第二路径的哪个位置处的信息。为了简化图示,以具有朝第一目标点方向的箭头的虚线的形式示出第一行进路线503,所述虚线描述第一路径。此外,为了简化第二行进路线517的图示,第二行进路线517以具有朝第二目标点516方向的的箭头的虚线的形式示出,所述虚线描述第二路径。

在由控制单元506求出第一行进路线503和第二行进路线517之后,或者在求出第一行进路线和第二行进路线期间,由控制单元506检查:第一动子与第二动子200、513之间是否存在碰撞的风险。如果第一动子200在驶离第一行进路线503时且第二动子513在驶离第二行进路线517时碰撞,则存在碰撞的危险。如果检查不会预期到碰撞,则控制单元506执行动态规划并以如下方式控制扇区501的相应的磁场发生器127:即第一动子200根据第一行进路线503移动,第二动子513根据第二行进路线517移动。

但是,如果检查会在第一和第二动子200、513之间发生碰撞,则将第一动子200的优先级与第二动子513的优先级进行比较。在规划行进路线503、517时,具有较高优先级的第一或第二动子200、513具有优先权,使得具有较高优先级的第一或第二动子200、513保留所求出的行进路线503、517。对于具有较低优先级的第一或第二动子200、513,相应的改变行进路线503、517,使得不发生碰撞并且仍然尽可能根据预设的边界条件到达目标点。例如,由于较低的优先级,第一或第二行进路线503、517的变化可以在于:第一或第二动子200、513更缓慢地移动;或者第一或第二动子200、513使用不同的路径,进而阻止第一和第二动子200、513之间的碰撞。

例如,如果第一动子200具有比第二动子513更高的优先级,则第二动子513的第二行进路线517相应地改变,使得避免了碰撞。根据所选择的实施方式,分别在求出第一或第二行进路线503、517之前,由控制单元506可以根据预设的规则求出优先级,或者由控制单元506从数据存储器512中读出确定的优先级。

动子5的优先级由控制单元506从数据存储器512中读取或如下确定:

在该方法的一个简单的实施方式中,明确地确定动子5的优先级,并且例如通过与动子5相关联的标识符、即例如数字形式的标识符来确定。在该实施方式中,例如,具有较小数字的第一或第二动子200、513具有比具有较大数字的第一或第二动子200、513具有更高的优先级。

在另一实施方式中,动子5的优先级可以与多个参数相关,并且可以由控制单元506如下确定。

例如,在着重于避免扇区501中的高温的情况下,可以如下确定动子5的优先级:

位于较高温度的扇区501上或具有高于预设临界温度的温度的扇区501上的动子5具有较高的优先级。如果至少两个动子5、即第一动子200、第二动子513和/或第三动子514位于具有相同高温度的扇区501上或位于温度高于预设的临界温度的温度的扇区501上,则检查:哪个动子5以更高的速度移动。具有较高速度的动子5具有较高的优先级。如果至少两个动子5具有相同高的当前速度,则可以检查另一参数。另一参数例如可以在于:具有距其目标点508、516较小距离的动子5具有更高的优先级。如果例如至少动子5与其各自的目标点508、516具有相同的距离,则可以检查另一参数。

例如,另一参数可以是动子5的标识符。因此,动子5具有较高的优先级,所述动子具有较小的标识符。根据所选择的实施方式,具有较高标识符的动子5也可以具有较高的优先级。

在另一方法中,其中在规划行进路线时优先较迟缓的动子5,可以根据如下处理方式确定优先级:首先,检查哪个动子5必须驶过较大的最小弯曲半径。最小弯曲半径与当前速度、具有负载的动子5的当前重量和所提供的力相关,其中扇区501的磁场发生器可以借助所述力作用于动子5上。可以驶过较小的弯曲半径的动子5具有较小的优先级。如果至少两个动子5应驶过相同大的最小弯曲半径,则可以检查另一参数。

另一参数例如在于更小的可行的最大加速度。因此确定:可以以较低的最大加速度进行加速的动子5具有较高的优先级。较低的可行的最大加速度例如可以与动子5的类型、动子5的重量、动子5所处于的扇区501的可行的最大磁场等相关。如果至少两个动子5能够以相同大的可行的最大加速度进行加速,则可以检查另一参数。该另一参数可以距相应的动子5的相应的目标点508、516处于一定距离。例如,具有距相应的目标点508、516的较小距离的动子5具有较高的优先级。如果至少两个动子5距相应的目标点508、516具有相同的距离,则可以检查另一参数。另一参数可以在于动子5的标识符中。将较大的优先级与具有较小标识符的动子5相关联。根据所选择的实施方式,可以将较高的优先级与具有较大标识符的动子5相关联。因此,也可以对于该处理方式明确地确定动子5之间的优先级的次序。

用于确定优先级的另一处理方式根据有效负载的类型可以被优先化。将不同的有效负载不同地优先化的可能的理由例如可以在于:液体作为有效负载不那么适合于暴露于高的加速度和高的侧向力。因此会有利的是:具有液态有效负载的动子5比由固体构成的有效负载被更高级地优先化,以便具有液态有效负载的动子5可以比具有固体作为有效负载的动子5相比更不受干扰地移动。

在此,将较高的优先级与具有较高有限度的有效负载的动子5相关联。为此,例如在数据存储器512中存储用于有效负载和其优先级的次序。例如,产品b作为有效负载可以具有比产品a更高的优先级。此外,产品a具有比作为有效负载的另一产品c具有更高的优先级。如果检查得出两个动子5承载相同高优先度的有效负载,则检查另一参数。另一参数可以距相应的动子5的目标点具有较小的距离。如果至少两个动子5距目标点508、516具有相同的距离,则检查另一参数。另一参数可以在于动子5的标识符中。在此,将较高的优先级与具有较小标识符的动子5相关联。根据所选择的实施方式,也可以将较高的优先级与具有较大标识符的动子5相关联。

根据所选择的实施方式,控制单元506可以例如在规划用于第一动子200的行进路线时忽略其他动子5的行进路线517,例如第二动子513或第三动子514的行进路线,所述第二或第三动子具有比第一动子200更低的优先级。因此,不必适配第一动子200的第一行经路线503,因为在规划用于第一动子200的行进路线时无需考虑第二和/或第三动子513、514的行进路线。

另外,在规划行进路线时,可以将具有较高优先级的动子200、513、514考虑为动态障碍物519。于是,然而,在规划用于第二动子513的行进路线时,以如下方式和方法考虑第一动子200的第一行进路线,使得适配第二行进路线517,以至于第一动子200由于其较高优先级而不受阻碍驶过第一行进路线503。通常而言,因此,总是在对具有较低优先级的动子5进行行进路线规划时,考虑具有较高优先级的动作5的行进路线规划或考虑动子5,并且控制单元506选择用于具有较低优先级的动子5的行进路线503、517,以便避开具有较高优先级的其他动子5。

根据所选择的实施方式,可以根据扇区501的运行状态,在用于确定优先级的不同方法之间进行切换。

根据所选择的实施方式,控制单元506在动子5的行进路线规划中仅考虑动子5的如下优先级,所述优先级处于距动子5的预设的确定的范围中,对于所述动子执行行进路线规划。所确定的范围例如可以是距动子5的确定的径向间距。此外,可以将确定的范围选择成,使得在预设的时间界限之内可以在所确定的范围之外排除与其他动子5的碰撞。由此,节约用于控制单元506的计算耗费。因此,在多个动子5的情况下,控制单元506可以掌控动子55的相应的环境的不同的本地的优先级列表。因此不必存储所有动子5的全局的明确的优先级列表。

另外,根据所选择的实施方式,可以在确定的时间部段内,也就是以预设的周期重复用于各个动子5的相应的行进路线规划。此外,可以由不同的控制单元506、尤其多核系统的不同的核执行用于不同的动子5的相应的行进路线规划。通过动子5的明确的优先级明确地解除潜在的冲突。

通过仅考虑位于预设范围内的动子5和/或仅考虑具有较高优先级的动子5,显着简化了用于多个动子5的行进路线规划。

动子5的位置、动子5的速度和/或动子5的加速度可以借助与扇区501相关联的传感器560来求出。传感器560例如可以是磁场传感器,特别是霍尔传感器。另外,可根据扇区501的磁场发生器127的操控来评估动子5的位置、动子5的速度和/或动子5的加速度。

在为动子5创建行进路线503、517之后,由控制单元506执行动态规划并确定:必须借助哪个磁场、借助哪个磁场发生器127将动子5在哪个时间点并且在哪个地点处移动,以便遵守各所求出的行进路线503、517。然后,根据动态规划,由控制单元506为对扇区501的相应的磁场发生器127供电,以实现动子5的期望的行进路线503、517。

借助所描述的方法,显著地减少了在规划行进路线时必须考虑的数据。因此,也对于更大数量的动子5提供系统的更好的可缩放性。

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