具有旋转致动系统的磁性联接装置的制作方法

本公开涉及诸如磁性工具基座、磁性固定件以及磁性升降机之类的磁性联接装置，并且更具体地涉及通过旋转致动系统而启用或停用的磁性联接装置。

背景技术：

磁性联接装置包括将工具相对于工件进行定位的磁性工具基座、将第一工件相对于第二工件进行保持的磁性固定件以及将工件联接至用于使工件从第一位置运动到第二位置的升降装置的磁性升降机。示例性的升降装置包括机械臂。一些常规的磁性联接装置能够在启用状态(on-state)与停用状态(off-state)之间切换，在启用状态下，磁性联接装置提供足够的外部磁场以将工件联接至磁性联接装置，在停用状态下，磁性联接装置的外部磁场减小以促使工件与磁性联接装置分离。美国专利No.7,161,451中示出了示例性的常规可切换磁性联接装置。

期望对上述磁性联接装置进行改进。

技术实现要素：

在本公开的示例性实施方式中，提供了一种磁性联接装置。该磁性联接装置包括：壳体；由壳体支承的第一盘板；由壳体支承的第二盘板，第二盘板包括旋转接合部；以及联接至第二盘板的旋转接合部以使第二盘板相对于第一盘板旋转的旋转致动器。第一盘板包括：间隔开的多个第一永磁体部，该多个第一永磁体部各自具有北极侧和南极侧；以及插置在多个第一永磁体部的相邻永磁体部之间的多个第一极部。第一盘板包括相等数目的永磁体部和极部。多个第一永磁体部布置成使得多个第一极部中的每个极部各自是下述两者中的一者：与多个第一永磁体部的两个永磁体部的北极侧相邻的北极部；以及与多个第一永磁体部的两个永磁体部的南极侧相邻的南极部。第二盘板包括：间隔开的多个第二永磁体部，该多个第二永磁体部各自具有北极侧和南极侧；以及插置在多个第二永磁体部的相邻永磁体部之间的多个第二极部。第二盘板包括相等数目的永磁体部和极部。多个第二永磁体部布置成使得多个第二极部中的每个极部均是下述两者中的一者：与多个第二永磁体部的两个永磁体部的北极侧相邻的北极部；以及与多个第二永磁体部的两个永磁体部的南极侧相邻的南极部。旋转致动器使第二盘板相对于第一盘板在(a)第一状态与(b)第二状态之间旋转，在第一状态下，第一盘板的南极部与第二盘板的南极部相邻并且第一盘板的北极部与第二盘板的北极部相邻，在第二状态下，第一盘板的南极部与第二盘板的北极部相邻并且第一盘板的北极部与第二盘板的南极部相邻。

在一个示例中，磁性联接装置的旋转致动器是气动致动器。在另一示例中，磁性联接装置的旋转致动器是电动马达。

在另一示例中，在磁性联接装置中，第二盘板的间隔开的多个第二永磁体部布置成使得间隔开的多个第二永磁体部中的每个永磁体部的纵向范围从第二盘板的中央径向面向外延伸，从而使第二盘板具有：包括第二盘板的中央并且以第一边界由间隔开的多个第二永磁体部中的每个永磁体部的内部范围界定的第一邻接区域；与第一邻接区域共用第一边界并且以第二边界由间隔开的多个第二永磁体部中的每个永磁体部的外部范围界定的第二邻接区域；以及与第二邻接区域共用第二边界并且由第二盘板的外部范围界定的第三邻接区域。在该示例的变型中，第二盘板的旋转接合部定位在第二盘板的第一邻接区域内。在其另一变型中，第二盘板的旋转接合部定位在第二盘板的第二邻接区域内。在又一变型中，第二盘板的旋转接合部定位在第二盘板的第三邻接区域内。在再一变型中，第二盘板的旋转接合部定位在第二盘板的第一邻接区域、第二盘板的第二邻接区域、第二盘板的第三邻接区域中的至少两个邻接区域内。

在根据前述示例中的任一示例的另一示例中，旋转接合部在第二盘板中包括孔。在根据前述示例中的任一示例的又一示例中，旋转接合部包括在间隔开的多个第二永磁体部的上方延伸的突出部。在根据前述示例中的任一示例的再一示例中，旋转接合部包括多个齿轮齿。在根据前述示例中的任一示例的进一步的示例中，旋转接合部包括齿轮。

在根据前述示例中的任一示例的另一示例中，旋转致动器的旋转轴线相对于第二盘板的旋转轴线成角度。在其变型中，旋转致动器的旋转轴线垂直于第二盘板的旋转轴线。在另一变型中，旋转致动器的旋转轴线平行于第二盘板的旋转轴线。在又一变型中，旋转致动器的旋转轴线与第二盘板的旋转轴线对准。在再一变型中，旋转致动器的旋转轴线定位在第二盘板的第一邻接区域内。在进一步的变型中，旋转致动器的旋转轴线定位在第二盘板的第二邻接区域内。在更进一步的变型中，旋转致动器的旋转轴线定位在第二盘板的第三邻接区域内。在更进一步的变型中，旋转致动器的旋转轴线定位在壳体的竖向边界内并且与第二盘板处于非重叠关系。

在另一示例中，旋转致动器包括联接至第二盘板的可旋转轴。在其变型中，旋转致动器的可旋转轴包括旋转轴线并且第二盘板包括旋转轴线，可旋转轴和第二盘板各自都包括互锁特征部以使可旋转轴联接至第二盘板。在其改进方案中，互锁特征部包括由可旋转轴承载的第一键特征部和由第二盘板承载的第二键特征部。在另一变型中，旋转致动器的旋转轴线与第二盘板的旋转轴线对准。在又一变型中，互锁特征部为齿轮齿，并且旋转致动器的旋转轴线与第二盘板的旋转轴线对准。在其改进方案中，可旋转轴通过行星齿轮组联接至第二盘板，可旋转轴承载行星齿轮组的太阳齿轮，并且第二盘板承载行星齿轮组的环形齿轮，太阳齿轮通过多个行星齿轮联接至环形齿轮。

在变型示例中，互锁特征部是齿轮齿，并且旋转致动器的旋转轴线平行于第二盘板的旋转轴线并且偏离第二盘板的旋转轴线。在其改进方案中，可旋转轴通过齿轮组联接至第二盘板，可旋转轴承载第一齿轮，并且第二盘板承载第二齿轮，第一齿轮联接至第二齿轮，并且其中，第二盘板的间隔开的多个第二永磁体部布置成使得间隔开的多个第二永磁体部中的每个永磁体部的纵向范围从第二盘板的中央径向面向外延伸，从而使第二盘板具有：包括第二盘板的中央并且以第一边界由间隔开的多个第二永磁体部中的每个永磁体部的内部范围界定的第一邻接区域；与第一邻接区域共用第一边界并且以第二边界由间隔开的多个第二永磁体部中的每个永磁体部的外部范围界定的第二邻接区域；以及与第二邻接区域共用第二边界并且由第二盘板的外部范围界定的第三邻接区域。在其另一改进方案中，第二齿轮的齿轮齿位于第一邻接区域中。在其又一改进方案中，第二齿轮的齿轮齿位于第二邻接区域中。在其再一改进方案中，第二齿轮的齿轮齿位于第三邻接区域中。在进一步的改进方案中，其中，第二齿轮是锥齿轮，并且可旋转轴的旋转轴线垂直于第二盘板的旋转轴线。

在另一个示例中，前述示例中的任一示例所述的磁性联接装置还包括由壳体支承的第三盘板和由壳体支承的第四盘板。第三盘板包括：间隔开的多个第三永磁体部，所述多个第三永磁体部各自具有北极侧和南极侧；以及插置在多个第三永磁体部的相邻永磁体部之间的多个第三极部。第三盘板包括相等数目的永磁体部和极部，并且多个第三永磁体部布置成使得多个第三极部中的每个极部均是下述两者中的一者：与多个第三永磁体部的两个永磁体部的北极侧相邻的北极部；以及与多个第三永磁体部的两个永磁体部的南极侧相邻的南极部。第四盘板包括：间隔开的多个第四永磁体部，所述多个第四永磁体部各自具有北极侧和南极侧；以及插置在多个第四永磁体部的相邻永磁体部之间的多个第四极部。第四盘板包括相等数目的永磁体部和极部，并且多个第四永磁体部布置成使得多个第四极部中的每个极部均是下述两者中的一者：与多个第四永磁体部的两个永磁体部的北极侧相邻的北极部；以及与多个第四永磁体部的两个永磁体部的南极侧相邻的南极部。第四盘板包括旋转接合部。旋转致动器联接至第四盘板的旋转接合部以使第四盘板相对于第一盘板在(a)第三状态与(b)第四状态之间旋转，在第三状态下，第一盘板的南极部与第四盘板的南极部相邻并且第一盘板的北极部与第四盘板的北极部相邻，在第四状态下，第一盘板的南极部与第四盘板的北极部相邻并且第一盘板的北极部与第四盘板的南极部相邻。在其变型中，旋转致动器包括可旋转轴，并且可旋转轴联接至第二盘板以及联接至第四盘板以使第二盘板相对于第一盘板、第四盘板相对于第三盘板同时旋转。在其另一变型中，旋转致动器的可旋转轴通过齿条-小齿轮副的齿轮装置联接至第四盘板。

在另一示例中，前述示例中的任一示例的磁性联接装置还包括电子控制器和输入设备。电子控制器响应于从输入设备接收的第一输入而使旋转致动器将第二盘板相对于第一盘板定位在第一状态，并且响应于从输入设备接收的第二输入而使旋转致动器将第二盘板相对于第一盘板定位在第二状态。

在又一示例中，前述示例中的任一示例的磁性联接装置的第一盘板和第二盘板是圆柱形的。第一盘板具有第一外径。第二盘板具有第二外径。第一外径大致等于第二外径。

在再一示例中，前述示例中的任一示例的磁性联接装置的第一盘板的多个第一极部是第一整体基座部件的一部分。第一整体基座部件包括接收第一盘板的多个第一永磁体的多个第一开口，并且第二盘板的多个第二极部是第二整体基座部件的一部分。第二整体基座部件包括接收第二盘板的多个第二永磁体的多个第二开口。在其变型中，多个第一永磁体沿径向布置在第一基座部件中，并且第一盘板的多个第一永磁体中的每个永磁体包括北极侧、南极侧、径向面向内的端部、径向面向外的端部、顶侧以及底侧，并且其中，多个第二永磁体沿径向布置在第二基座部件中，并且第二盘板的多个第二永磁体中的每个永磁体包括北极侧、南极侧、径向面向内的端部、径向面向外的端部、顶侧和底侧。在其改进方案中，第一整体基座部件围绕第一盘板的多个第一永磁体的北极侧、南极侧、径向面向内的端部和径向面向外的端部，并且第二整体基座部件围绕第二盘板的多个第二永磁体的北极侧、南极侧、径向面向内的端部以及径向面向外的端部。在其另一改进方案中，第二整体基座部件围绕第二盘板的多个第二永磁体的顶侧。在其又一改进方案中，第一整体基座部件围绕第一盘板的多个第一永磁体的底侧。

在又一示例中，前述示例中的任一示例的磁性联接装置的第二盘板定位在第一盘板的顶部上。在其变型中，在第一状态下，第一盘板的南极部与第二盘板的南极部竖向地对准，并且第一盘板的北极部与第二盘板的北极部竖向地对准。在其改进方案中，在第二状态下，第一盘板的南极部与第二盘板的北极部竖向地对准，并且第一盘板的北极部与第二盘板的南极部竖向地对准。

在前述示例中的任一示例的另一示例中，磁性联接装置由机械臂的端部承载。

附图说明

通过结合附图参考本发明的实施方式的以下描述，本公开的上述及其他特征和优点以及实现所述特征和优点的方式将变得更加明显，并且本发明本身将被更好地理解。在附图中：

图1是根据本公开的教示的示例性磁性联接装置的示意图；

图2是用于图1的磁性联接装置的示例性盘板的分解立体图；

图3是图2的盘板的立体图；

图4是图3的盘板的俯视图；

图5是图3的盘板以及第二盘板的分解立体图；

图6是图5的盘板的组装图；

图7是图6的盘板联接至工件的局部截面图，其中，所述盘板布置成呈启用状态；

图8是图6的盘板联接至工件的局部截面图，其中，所述盘板布置成呈关闭状态；

图9是图6的盘板的俯视图，示出了所述盘板的各个区域；

图9A是图9的一部分的详细视图；

图10是具有直接联接至上盘板的旋转致动器的直接驱动的磁性联接装置的立体图；

图11是图10的直接驱动的磁性联接装置的分解立体图；

图12是图10的直接驱动的磁性联接装置的局部分解立体图；

图13是具有通过行星齿轮组联接至上盘板的旋转致动器的磁性联接装置的立体图；

图14是图13的磁性联接装置的分解立体图；

图15是图13的磁性联接装置的行星齿轮组的分解图；

图16是具有通过齿轮组联接至上盘板的旋转致动器的偏移的磁性联接装置的立体图；

图17是图16的偏移的磁性联接装置的分解立体图；

图18是图16的偏移的磁性联接装置的局部分解立体图；

图19是图16的偏移的磁性联接装置的局部立体图；

图20是图16的偏移的磁性联接装置沿着图16中的线20-20截取的截面图；

图21是具有通过齿轮组联接至上盘板的旋转致动器的另一偏移的磁性联接装置的立体图；

图22是图21的偏移的磁性联接装置的局部立体图；

图23是图21的偏移的磁性联接装置的分解局部立体图；

图24是图21的偏移的磁性联接装置沿着图21中的线24-24截取的截面图；

图25是具有联接至多个盘板组的旋转致动器的示例性磁性联接装置的局部立体图；

图26是图25的示例性磁性联接装置的局部分解立体图；以及

图27是示例性机器人系统的立体图，该示例性机器人系统具有联接至该机器人系统的臂的端部的本公开的示例性磁性联接装置中的至少一者。

贯穿所述若干附图，相应的附图标记表示相应的部件。这里阐述的示例说明了本发明的示例性实施方式，并且这种示例不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

参照图1，描绘了本公开的示例性磁性联接装置10。磁性联接装置10包括上盘板12和下盘板14。盘板12和盘板14中的每个盘板包括间隔开的多个永磁体部20和多个极部30。间隔开的多个永磁体部20中的每个永磁体部均包括一个或更多个永磁体。在一个实施方式中，每个永磁体部20均包括单个永磁体。每个永磁体部均具有北极侧和南极侧。

盘板12的永磁体部20和极部30以及盘板14的永磁体部20和极部30各自布置成形成闭合的形状，其中，极部30中的一个极部定位在永磁体部20中的两个永磁体部之间。此外，永磁体部20布置成使得两个永磁体部20中的与所述两个永磁体部20之间的极部30接触的每个永磁体部的北极侧或南极侧与极部30接触。当相邻的永磁体部20的北极侧接触极部30时，该极部30被称为北极部。当相邻的永磁体部20的南极侧接触极部30时，该极部30被称为南极部。

上盘板12和下盘板14中的每个盘板包括相等且偶数数目的永磁体部20。此外，上盘板12和下盘板14中的每个盘板的极部30的数目等于永磁体部20的数目。在一个实施方式中，在上盘板12和下盘板14中的每个盘板中，永磁体部20和极部30以圆形的构型布置。

上盘板12能够相对于下盘板14旋转以改变上盘板12的永磁体部20和极部30相对于下盘板14的永磁体部20和极部30的对准。当下盘板14的南极部30与上盘板12的南极部30相邻并且下盘板14的北极部30与上盘板12的北极部30相邻时，磁性联接装置10被认为处于启用状态。在启用状态下，由于实现了磁路从上盘板12与下盘板14的对准的北极部30穿过工件50并且到达上盘板12与下盘板14的对准的南极部30，因此由铁磁材料比如钢或铁制成的工件50被磁性联接装置10保持。当下盘板14的南极部30与上盘板12的北极部30相邻并且下盘板14的北极部30与上盘板12的南极部30相邻时，磁性联接装置10被认为处于停用状态。在停用状态下，由于实现了上盘板12和下盘板14内的磁路从对准的上盘板12的北极部30至下盘板14的南极部30以及从对准的上盘板12的北极部至下盘板14的南极部30，因此由铁磁材料制成的工件50没有被磁性联接装置10保持。在美国专利No.7,161,451中以及贯穿本公开提供了示例性盘板。

上盘板12包括联接至旋转致动器60的旋转接合部16。旋转致动器60包括联接至旋转接合部16以向上盘板12传递旋转的可旋转轴。示例性旋转致动器60包括电动旋转致动器、气动旋转致动器以及向可旋转轴传递旋转的其他合适的装置。示例性电动旋转致动器是电动马达。该电动马达可以包括用以调节电动马达的运动的反馈电子器件。在一个示例中，DC马达设置有限位开关或编码器以及比例积分微分控制器以驱动盘板通过特定的运动范围。在另一示例中，设置了步进马达。该步进马达可以以开环的形式操作并且假设该步进马达具有足够的驱动扭矩以在不损失步长(step)的情况下致动该单元。可以设置传感器来帮助建立步进马达的位置。在另一示例中，设置有步进马达，该步进马达将编码器与步进器集成在一起以检查是否保持适当的致动角度。示例性气动旋转致动器是具有旋转叶片的半旋转致动器或由通过齿条和小齿轮(pinion)而联接至中心输出轴的线性气动活塞驱动的半旋转致动器。

旋转致动器60联接至电子控制器或气动控制器70，该电子控制器或气动控制器70控制旋转致动器60的操作并且因此控制上盘板12相对于下盘板14的对准。示例性地，设置电子控制器。电子控制器70示例性地示出为包括具有相联的存储器74的处理器72。存储器74包括磁性联接件状态模块76，该磁性联接件状态模块76在被处理器72执行时使电子控制器70指示旋转致动器60来移动上盘板12，使得磁性联接装置10置于启用状态和停用状态中的一者。在一个实施方式中，电子控制器70响应于从输入设备80接收的输入信号而改变磁性联接装置10的状态。示例性输入设备包括开关、按钮、触摸屏、扩音器、检测器以及操作者可以用来提供触觉输入命令、音频输入命令或视觉输入命令中的一者的其他设备。

参照图2至图8，示出了用于在磁性联接装置10中使用的示例性上盘板112和示例性下盘板114。参照图2，示出了上盘板112。上盘板112包括具有中心孔122和多个径向延伸的孔124的圆柱状基座部件120。径向延伸的孔124中的每个孔定尺寸及定形状成接纳永磁体130。每个永磁体130具有北侧部132、南侧部134、径向面向内的侧部136、径向面向外的侧部138、顶部140以及底部142。参照图3，圆柱状基座部件120围绕永磁体130的北侧部132、南侧部134、径向面向内的侧部136和径向面向外的侧部138中的每一者。在一个实施方式中，孔124不是通孔，而是与圆柱状基座部件120的底侧部相距的带有一定深度的盲孔，并且因此，圆柱状基座部件120还可以围绕极部30的顶部140。在所示的实施方式中，圆柱状基座部件120是单个的整体部件。在一个实施方式中，圆柱状基座部件120由连接在一起的两个或更多个部件组成。

参照图4，示出了上盘板112的俯视图。如图4中所示，永磁体130布置成使得相邻磁体的北侧部132面向彼此并且相邻磁体130的南侧部134面向彼此。这种布置导致圆柱状基座部件120的位于永磁体130之间的部分150用作永磁体130的极延伸部。当极部位于相邻的永磁体130的北侧部132之间时，极部150被称为北极部。当极部位于相邻的永磁体130的南侧部134之间时，极部150被称为南极部。在一个实施方式中，基座部件120以及因此极部150由钢制成。其他适合的铁磁材料也可以用于基座部件120。

参照图5，上盘板112相对于下盘板114以分解的形式示出。下盘板114与上盘板112总体上相同。参照图6，上盘板112被示出为定位在下盘板114的顶部上。上盘板112可以相对于下盘板114旋转，以将磁性联接装置10置于启用状态或停用状态。

参照图7，上盘板112和下盘板114布置成呈启用状态，其中，上盘板112的南极部150与下盘板114的南极部150相邻并且上盘板112的北极部150与下盘板114的北极部150相邻。在启用状态下，由于实现了磁路从上盘板112与下盘板114的对准的北极部150穿过工件50并且到达上盘板112与下盘板114的对准的南极部150，因此由铁磁材料制成的工件50被磁性联接装置10保持。

参照图8，上盘板112和下盘板114布置成呈停用状态，其中，上盘板112的南极部150与下盘板114的北极部150相邻并且上盘板112的北极部150与下盘板114的南极部150相邻。在停用状态下，由于实现了对准的上盘板112的南极部150与下盘板114的北极部150之间以及对准的上盘板112的北极部150与下盘板114的南极部150之间的磁路，因此由铁磁材料制成的工件50没有被磁性联接装置10保持。换句话说，盘板112和114使极部150内的磁路分流，从而使外部磁场瓦解。

参照图8，上盘板112基座部件120和下盘板114的基座部件120构造成保持下盘板114的永磁体130与工件50间隔开并且保持下盘板114的永磁体130与上盘板112的磁体130间隔开。永磁体130联接至圆柱状基座部件120以保持永磁体130与圆柱状基座部件120之间的关系。在示例性实施方式中，通过如下方法之一或者其他适合的方法保持永磁体130与圆柱状基座部件120之间的关系：将永磁体130压配合到圆柱状基座部件120中、将永磁体130通过粘合剂保持就位、将永磁体130通过紧固件联接。

在所示的实施方式中，上盘板112和下盘板114各自包括六个永磁体部130和六个极部150。在一个实施方式中，上盘板112和下盘板114各自包括四个永磁体部130和四个极部150。在一个实施方式中，上盘板112和下盘板114各自包括八个永磁体部130和八个极部150。在一个实施方式中，上盘板112和下盘板114各自包括十个永磁体部130和十个极部150。在一个实施方式中，上盘板112和下盘板114各自包括至少四个永磁体部130和至少四个极部150。

如结合图1所提到的，旋转致动器60通过旋转接合部16联接至上盘板112。参照图9，示出了上盘板112的俯视图，其中，上盘板112被分为三个邻接区域。包括上盘板112的中心的第一邻接区域160由永磁体130的径向面向内的侧部136——如表示为第一边界162——界定。第二邻接区域164与第一邻接区域160共享第一边界162并且由永磁体130的径向面向外的侧部138以第二边界166界定。第三邻接区域168(参见图9A)与第二邻接区域164共享第二边界166并且由上盘板112的外部范围170界定。

在一个实施方式中，上盘板112的旋转接合部16定位在上盘板112的第一邻接区域160内。在一个实施方式中，上盘板112的旋转接合部16定位在上盘板112的第二邻接区域164内。在一个实施方式中，上盘板112的旋转接合部16定位在上盘板112的第三邻接区域168内。在一个实施方式中，上盘板112的旋转接合部16定位在上盘板112的第一邻接区域160、上盘板112的第二邻接区域164以及上盘板112的第三邻接区域168中的至少两个区域内。旋转接合部16可以在上盘板112中包括至少一个孔。旋转接合部16可以包括延伸超过上盘板112的永磁体130的突出部。旋转接合部16可以包括多个齿轮齿。

参照图10至图12，示出了磁性联接装置200。磁性联接装置200包括上盘板112和下盘板114。上盘板112和下盘板114定位在壳体202内。在所示出的实施方式中，壳体202包括底部壳体204和顶部壳体206。底部壳体204和顶部壳体206均由非磁性材料制成。

底部壳体204具有孔208，下盘板114被接纳在孔208中。下盘板114紧固至底部壳体204以防止下盘板114相对于底部壳体204的旋转。在示例性实施方式中，通过下述方法之一或者其他适合的方法保持下盘板114与底部壳体204之间的关系：将下盘板114压配合到底部壳体204中、将下盘板114通过粘合剂保持就位、将下盘板114通过紧固件联接。底部壳体204由非磁性材料制成。在一个实施方式中，下盘板114的底部表面与底部壳体204的底部表面齐平。在一个实施方式中，下盘板114的底部表面从底部壳体204的底部表面偏移。在一个示例中，下盘板114的底部表面凹入底部壳体204内。

在一个实施方式中，在孔208的下表面处，底部壳体204可以包括绕孔208的周界的小唇缘。在该唇缘上，允许坐置有与孔208具有等同的直径的板或间隔件。随后，下盘板114被安装在该板或间隔件的顶部上。这在磁性联接装置200被放置在工作表面上时为下盘板114提供冲击防护。该板或间隔件的周界还可以通过垫圈或O形环抵靠唇缘来进行密封，从而允许壳体202被密封并且保护上盘板112和下盘板114以及磁性联接装置200的内部机构免受污物或流体的渗入。

参照图12，顶部壳体206具有凹部228，上盘板112被接纳在该凹部228中。顶部壳体206还包括孔230，孔230与凹部228相交并延伸穿过顶部壳体206的顶表面232(参见图11)。上盘板112能够在顶部壳体206的凹部228内旋转。底部壳体204和顶部壳体206紧固在一起以相对于下盘板114保持上盘板112，同时允许上盘板112相对于下盘板114进行旋转运动。上盘板112能够绕旋转轴线144旋转。在一个实施方式中，在上盘板112的部分与下盘板114的部分之间插置有轴承、衬套或其它装置，以通过在上盘板112的部分与下盘板114的部分之间提供间隙来辅助上盘板112相对于下盘板114的旋转。在一个实施方式中，底部壳体204和顶部壳体206中的一者或两者包括比如凸缘或肋的特征部，以通过在上盘板112的部分与下盘板114的部分之间提供间隙来辅助上盘板112相对于下盘板114的旋转。底部壳体204和顶部壳体206通过用于保持底部壳体204与顶部壳体206之间的关系的紧固件、粘合剂、互锁特征件、带螺纹表面或其它适合的方法而紧固在一起。

电动马达240定位在壳体202的顶部上并且由壳体202支承。电动马达240通过用于保持电动马达240与顶部壳体206之间的关系的紧固件、粘合剂、互锁特征件、带螺纹表面或其它适合的方法而紧固至顶部壳体206。电动马达240包括可旋转轴242，该可旋转轴242延伸出电动马达240的壳体244。可旋转轴242能够绕旋转轴线246旋转。

当被组装时，可旋转轴242被接纳在上盘板112的中央孔122中。可旋转轴242和中央孔122各自包括防止上盘板112相对于可旋转轴242相对旋转的带键表面248和250。在示出的实施方式中，带键表面248和250是匹配的多边形形状。在该实施方式中，中央孔122的带键表面250是上盘板112的旋转接合部16。因此，旋转接合部16定位在上盘板112的第一邻接区域160内。在替代性实施方式中，可旋转轴242可以通过用于防止上盘板112相对于可旋转轴242相对旋转的紧固件、粘合剂或其它适合的方法而联接至上盘板112。电动马达240的旋转轴线246与上盘板112的旋转轴线144平行并与上盘板112的旋转轴线144对准。

电动马达240以可操作的方式联接至电子控制器70。响应于来自电子控制器70的输入，电动马达240使可旋转轴242旋转并且进而使上盘板112相对于下盘板114旋转。通过使上盘板112相对于下盘板114旋转，磁性联接装置200可以被置于启用状态或停用状态。

参照图13至图15，示出了磁性联接装置300。磁性联接装置300与磁性联接装置200大体相似并且使用相同的壳体202。磁性联接装置300包括上盘板112和下盘板114。磁性联接装置300还包括行星齿轮组310。

可旋转轴242具有与太阳齿轮承载架314的带键表面312配合的带键表面248。在示出的实施方式中，带键表面248和312是匹配的多边形形状。在替代性实施方式中，可旋转轴242可以通过用于防止太阳齿轮承载架314相对于可旋转轴242相对旋转的紧固件、粘合剂或其它适合的方法而联接至太阳齿轮承载架314。电动马达240的旋转轴线246与上盘板112的旋转轴线144平行并与上盘板112的旋转轴线对准。

太阳齿轮承载架314包括基部部分316和太阳齿轮318。太阳齿轮318固定至基部部分316并且不能够相对于基部部分316旋转。太阳齿轮318是齿轮组310的部件。齿轮组310还包括环状件320、多个行星齿轮322、上部行星承载架324和下部行星承载架326。行星齿轮322联接至上部行星承载架324和下部行星承载架326并且能够相对于上部行星承载架324和下部行星承载架326旋转。上部行星承载架324包括太阳齿轮318所穿过的孔330。太阳齿轮318的齿与行星齿轮322中的每个行星齿轮的齿相互啮合成使得太阳齿轮318的旋转引起行星齿轮322的旋转。行星齿轮322、上部行星承载架324和下部行星承载架326的组件被接纳在环状件320的孔332内。环状件320包括与行星齿轮322中的每个行星齿轮的齿相互啮合的内齿。

齿轮组310被接纳在上盘板112的中央孔122内。在一个实施方式中，环状件320固定地联接至上盘板112以使得环状件320的旋转引起上盘板112的旋转。在该实施方式中，下部行星承载架326固定地联接至下盘板114，该下盘板114又固定地联接至壳体202。在操作中，太阳齿轮318的旋转引起行星齿轮322中的每个行星齿轮的相应旋转。由于下部行星承载架326相对于下盘板114保持静止，因此行星齿轮322的旋转引起环状件320的相应旋转以及因此上盘板112的相应旋转。齿轮组310的动力通过环状件320传递至可旋转的盘112。在该实施方式中，环状件320是上盘板112的旋转接合部16。因此，旋转接合部16定位在上盘板112的第一邻接区域160内。

在一个实施方式中，上部行星承载架324固定地联接至上盘板112以使得上部行星承载架324的旋转引起上盘板112的旋转。例如，上部行星承载架324的外周可以定尺寸成重叠上盘板112的顶表面。在该实施方式中，环状件320固定地联接至下盘板114，下盘板114又固定地联接至壳体202。在操作中，太阳齿轮318的旋转引起行星齿轮322中的每个行星齿轮的相应旋转。由于环状件320相对于下盘板114保持静止，因此行星齿轮322的旋转引起上部行星承载架324和下部行星承载架326的相应旋转以及因此上盘板112的相应旋转。在该实施方式中，上部行星承载架324是上盘板112的旋转接合部16。因此，旋转接合部16定位在上盘板112的第一邻接区域160内及上盘板112的第二邻接区域164中。齿轮组310的动力通过行星承载架324传递至能够旋转的盘112。

电动马达240以可操作的方式联接至电子控制器70。响应于来自电子控制器70的输入，电动马达240使可旋转轴242旋转，并且进而通过齿轮组310使上盘板112相对于下盘板114旋转。通过使上盘板112相对于下盘板114旋转，磁性联接装置300可以被置于启用状态或停用状态。

与磁性联接装置200相比，在磁性联接装置300中结合有行星齿轮组310实现了在使上盘板112旋转的方面的增加的机械优势。在一个实施方式中，电动马达240布置成使得可旋转轴242相对于上盘板112的旋转轴线144成角度。例如，电动马达240可以水平布置。在这种情况下，在电动马达240与齿轮组310之间设置有锥齿轮组以将来自电动马达240的动力传递至上盘板112。

尽管磁性联接装置300被示出为使用电动致动器、马达240，但是由于齿轮组310的减速比，因此可以替代地使用气动致动器。示例性的气动旋转致动器可以提供通常高达270度的旋转。因此，3∶1齿轮箱将容易地使这种致动器对能够旋转的盘板进行完全致动。

参照图16至图20，示出了磁性联接装置400。磁性联接装置400包括上盘板112和下盘板114。上盘板112和下盘板114定位在壳体402内。在示出的实施方式中，壳体402包括底部壳体404和顶部壳体406。底部壳体404和顶部壳体406由非磁性材料制成。

底部壳体404具有孔408，下盘板114被接纳到该孔408中。下盘板114紧固至底部壳体404以防止下盘板114相对于底部壳体404旋转。在示例性实施方式中，下盘板114通过用于保持下盘板114与底部壳体404之间的关系的下述方法中的一种方法而紧固至底部壳体404：压配合到底部壳体404中、用粘合剂保持就位、通过紧固件联接或其它适合的方法。底部壳体404由非磁性材料制成。在一个实施方式中，下盘板114的底表面与底部壳体404的底表面齐平。在一个实施方式中，下盘板114的底表面从底部壳体404的底表面偏移。在一个示例中，下盘板114的底表面凹入底部壳体404内。

参照图20，顶部壳体406具有凹部428，上盘板112被接纳到该凹部428中。顶部壳体406还包括孔430，孔430与凹部428相交并延伸穿过顶部壳体406的顶表面432(参见图17)。上盘板112能够在顶部壳体406的凹部428内旋转。底部壳体404和顶部壳体406紧固在一起以相对于下盘板114保持上盘板112，同时允许上盘板112相对于下盘板114进行旋转运动。上盘板112能够绕旋转轴线144旋转。在一个实施方式中，在上盘板112的部分与下盘板114的部分之间插置有轴承、衬套或其它装置，以通过在上盘板112的部分与下盘板114的部分之间提供间隙来辅助上盘板112相对于下盘板114旋转。在一个实施方式中，底部壳体404和顶部壳体406中的一者或两者包括比如凸缘或肋的特征部，以通过在上盘板112的部分与下盘板114的部分之间提供间隙来辅助上盘板112相对于下盘板114旋转。底部壳体404和顶部壳体406通过用于保持底部壳体404与顶部壳体406之间的关系的紧固件、粘合剂、互锁特征件、带螺纹表面或其它适合的方法而紧固在一起。

电动马达240定位在壳体402的顶部上并且由壳体402支承。电动马达240通过用于保持电动马达240与顶部壳体406之间的关系的紧固件、粘合剂、互锁特征件、带螺纹表面或其它适合的方法而紧固至顶部壳体406。电动马达240包括可旋转轴242，该可旋转轴242延伸出电动马达240的壳体244。可旋转轴242能够绕旋转轴线246旋转。如图20中所示，旋转轴线246与上盘板112的旋转轴线144平行但不与上盘板112的旋转轴线144对准。

磁性联接装置400还包括齿轮组450。齿轮组450包括联接至可旋转轴242的正齿轮452和联接至上盘板112的齿轮460。正齿轮452的齿和齿轮460的齿相互啮合以使得正齿轮452的旋转引起齿轮460的相应旋转。正齿轮452包括具有带键表面456的孔454。当被组装时，可旋转轴242被接纳在正齿轮452的孔454中。可旋转轴242的带键表面248与正齿轮452的带键表面456相互作用以防止上盘板112相对于可旋转轴242相对旋转。在示出的实施方式中，带键表面248和456是匹配的多边形形状。

以类似的形式，齿轮460包括具有带键表面464的延伸突出部462。当被组装时，齿轮460的延伸突出部462被接纳在上盘板112的中央孔122中。齿轮460的带键表面464与上盘板112的带键表面250相互作用以防止齿轮460相对于上盘板112相对旋转。在示出的实施方式中，带键表面464和250是匹配的多边形形状。在示出的实施方式中，齿轮460的齿是上盘板112的旋转接合部16。因此，旋转接合部16定位在上盘板112的第二邻接区域164内。

电动马达240以可操作的方式联接至电子控制器70。响应于来自电子控制器70的输入，电动马达240使可旋转轴242旋转以进而通过齿轮组450使上盘板112相对于下盘板114旋转。通过使上盘板112相对于下盘板114旋转，磁性联接装置200可以被置于启用状态或停用状态。

参照图21至图24，示出了磁性联接装置500。磁性联接装置500包括上盘板112和下盘板114。上盘板112和下盘板114定位在壳体502内(参见图24)。在示出的实施方式中，壳体502包括底部壳体504和顶部壳体506。底部壳体504和顶部壳体506由非磁性材料制成。

底部壳体504具有孔508，下盘板114被接纳在该孔508中。下盘板114紧固至底部壳体504以防止下盘板114相对于底部壳体504旋转。在示例性实施方式中，下盘板114通过用于保持下盘板114与底部壳体504之间的关系的下述方法中的一种方法而紧固至底部壳体504：压配合到底部壳体504中、用粘合剂保持就位、通过紧固件联接或其它适合的方法。底部壳体504由非磁性材料制成。在一个实施方式中，下盘板114的底表面与底部壳体504的底表面齐平。在一个实施方式中，下盘板114的底表面从底部壳体504的底表面偏移。在一个实例中，下盘板114的底表面凹入底部壳体504内。

参照图24，顶部壳体506具有凹部528，上盘板112被接纳到该凹部528中。顶部壳体506还包括孔530，孔530与凹部528相交并延伸穿过顶部壳体506的塔部532(参见图17)。上盘板112能够在顶部壳体506的凹部528内旋转。底部壳体504和顶部壳体506紧固在一起以相对于下盘板114保持上盘板112，同时允许上盘板112相对于下盘板114进行旋转运动。上盘板112能够绕旋转轴线144旋转。在一个实施方式中，在上盘板112的部分与下盘板114的部分之间插置有轴承、衬套或其它装置，以通过在上盘板112的部分与下盘板114的部分之间提供间隙来辅助上盘板112相对于下盘板114旋转。在一个实施方式中，底部壳体504和顶部壳体506中的一者或两者包括比如凸缘或肋的特征部，以通过在上盘板112的部分与下盘板114的部分之间提供间隙来辅助上盘板112相对于下盘板114旋转。底部壳体504和顶部壳体506通过用于保持底部壳体504与顶部壳体506之间的关系的紧固件、粘合剂、互锁特征件、带螺纹表面或其它适合的方法而紧固在一起。

电动马达240定位在壳体502的顶部上并且由壳体502支承。电动马达240通过用于保持电动马达240与顶部壳体506之间的关系的紧固件、粘合剂、互锁特征件、带螺纹表面或其它适合的方法而紧固至顶部壳体506。电动马达240包括可旋转轴242，该可旋转轴242延伸出电动马达240的壳体244。可旋转轴242能够绕旋转轴线246旋转。如图24中所示，旋转轴线246相对于上盘板112的旋转轴线144成角度，说明性地，旋转轴线246与上盘板112的旋转轴线144垂直。

磁性联接装置500还包括齿轮组550。齿轮组550包括联接至可旋转轴242的第一锥齿轮552和联接至上盘板112的第二锥齿轮560。第一锥齿轮552的齿与第二锥齿轮560的齿相互啮合以使得第一锥齿轮552的旋转引起第二锥齿轮560的相应旋转。第一锥齿轮552包括具有带键表面的孔554。当组装时，可旋转轴242被接纳在第一锥齿轮552的孔554中。可旋转轴242的带键表面和第一锥齿轮552的带键表面相互作用，以防止第一锥齿轮552相对于可旋转轴242相对旋转。在一个实施方式中，这两个带键表面是匹配的多边形形状。

以类似的形式，第二锥齿轮560包括具有带键表面的延伸突出部562。当组装时，第二锥齿轮560的延伸突出部562被接纳在上盘板112的中央孔122中。第二锥齿轮560的带键表面与上盘板112的带键表面相互作用以防止第二锥齿轮560相对于上盘板112相对旋转。在一个实施方式中，这两个带键表面是匹配的多边形形状。在示出的实施方式中，第二锥齿轮560的齿是上盘板112的旋转接合部16。因此，旋转接合部16定位在上盘板112的第二邻接区域164内。

所布置的齿轮组550从较靠近上盘板112的外边缘的位置驱动上盘板112，其中可获得关于转矩的最大的机械优势。在示出的实施方式中，分离的锥齿轮560联接至上盘板112。在一个实施方式中，基座部件120的外边缘被加工成包括与第一锥齿轮552的齿相互啮合的齿轮齿。在该实施方式中，齿轮组550的旋转接合部16将位于上盘板112的第三邻接区域168中。

在一个实施方式中，改变了电动马达240的相对于上盘板112的布置以结合螺旋锥齿轮或准双曲面齿轮。

电动马达240以可操作的方式联接至电子控制器70。响应于来自电子控制器70的输入，电动马达240使可旋转轴242旋转，并且进而通过齿轮组550使上盘板112相对于下盘板114旋转。通过使上盘板112相对于下盘板114旋转，磁性联接装置500可以被置于启用状态或停用状态。

在一个实施方式中，电动马达240联接至由盘板112和144组成的多个组620和622以同时驱动由盘板112和114组成的每个组620、622。参照图25和图26，示出了示例性的磁性联接装置600。磁性联接装置600包括被接纳在壳体610中的由盘板112和114组成的两个组620、622。与壳体204相同，壳体610将下盘板114保持成使得下盘板114不能够相对于壳体610旋转。此外，与壳体206相同，壳体610将上盘板112保持成使得上盘板112能够相对于下盘板114旋转。与壳体202不同，壳体610是接纳上盘板112和下盘板114两者的单个壳体部件。

电动马达240以与磁性联接装置300中的电动马达240联接至上盘板112的类似的方式联接至盘板组620。在示出的实施方式中，小齿轮602联接至可旋转轴242，使得小齿轮602不能够相对于可旋转轴242旋转。小齿轮602还包括延伸部630，该延伸部630具有带键表面632，该带键表面632与第一盘板组620中的上盘板112的中央孔122的带键表面相互作用，以将小齿轮602联接至上盘板112并使得小齿轮602不能够相对于上盘板112旋转。

另外，小齿轮602的齿轮齿与第一齿条构件606和第二齿条构件608上的齿相互作用。齿条构件606和齿条构件608在小齿轮602旋转时分别沿方向640和方向642线性地移动。第二小齿轮604联接至第二盘板组622的上盘板112，以使盘板组622的上盘板112与盘板组620的上盘板112同时旋转。在一个实施方式中，上壳体(未示出)设置有导轨，该导轨接纳齿条构件606和608并且保持齿条构件606和608位于与小齿轮602和604接合的位置。

参照图27，示出了示例性的机器人系统700。机器人系统700包括电子控制器70。电子控制器70包括存储在相关的存储器74中的用于由处理器72执行的附加逻辑。包括有机器人运动模块702用以控制机械臂704的运动。在示出的实施方式中，机械臂704包括第一臂部段706，该第一臂部段706能够相对于基座绕竖向轴线旋转。第一臂部段706通过第一接头710以可移动的方式联接至第二臂部段708，在第一接头710处，第二臂部段708可以相对于第一臂部段706沿第一方向旋转。第二臂部段708通过第二接头712以可移动的方式联接至第三臂部段711，在第二接头712处，第三臂部段711可以相对于第二臂部段708沿第二方向旋转。第三臂部段711通过第三接头716和旋转接头718以可移动的方式联接至第四臂部段714，其中，在第三接头716处，第四臂部段714可以相对于第三臂部段711沿第三方向旋转，在旋转接头718处，第四臂部段714相对于第三臂部段711的取向可以改变。磁性联接装置200紧固至机械臂704的端部。磁性联接装置200用于将工件50联接至机械臂704。尽管示出了磁性联接装置200，但本文所述的磁性联接装置中的任一磁性联接装置以及任意数目的本文所述的磁性联接装置可以与机器人系统700一起使用。

在一个实施方式中，由处理器72执行机器人运动模块702的电子控制器70使机械臂704移动至第一姿态，在第一姿态下，磁性联接装置200在第一位置处接触工件50。由处理器72执行磁性联接件状态模块76的电子控制器70使磁性联接装置200的上盘板112移动，以将磁性联接装置200置于启用状态，从而将工件50联接至机器人系统700。由处理器72执行机器人运动模块702的电子控制器70使工件50从第一位置移动至预期的间隔开的第二位置。一旦工件50处于预期的第二位置处，由处理器72执行磁性联接件状态模块76的电子控制器70使磁性联接装置200的上盘板112移动，以将磁性联接装置200置于停用状态，从而将工件50与机器人系统700断开联接。电子控制器70随后重复该过程，以使另一工件50联接、移动及断开联接。

尽管本文所示的磁性联接装置都具有固定的下盘板和可旋转的上盘板，但替代性实施方式包括可旋转的下盘板和固定的上盘板。若干个所公开的致动系统可以与该装置一起使用。

在一个实施方式中，用线性致动器代替旋转致动器，该线性致动器接合旋转接合部16。在一个示例中，该线性致动器为气动致动器。在另一个示例中，该线性致动器是电动马达。该线性致动器联接至电子控制器或气动控制器，该电子控制器或气动控制器控制线性致动器60的操作并且因此控制上盘板12相对于下盘板14的对准。

尽管本实用新型已经被描述为具有示例性的设计，但本实用新型可以在本公开的精神和范围内进一步地修改。因此，本申请意在利用其一般原理涵盖本实用新型的任何变型、用途或改型。此外，本申请意在涵盖相对于本公开的落入本实用新型所属领域的公知或惯例的实践范围内并且落入所附权利要求书的限定中的这种背离。