线性马达壳体构造的制作方法

本申请要求2016年7月21日提交的美国临时申请序列号62/365,216的权益，该文献通过引用以其整体并入本文。

本发明总体上涉及用于在实验室测试环境中使用的线性马达壳体，其例如用于有助于运输患者样本以用于在临床分析仪中的体外诊断。

背景技术：

在组装自动化、材料搬运和其他行业中使用智能输送器系统，以提供跨过各种环境的货物的高效运输。例如，在体外诊断实验室测试环境的背景中，智能输送器系统在沿着轨道放置的不同测试模块之间运输单独的载体车辆，载体车辆有时被称为盘（puck），或容器的架。样本可以被存储在试管中，且由操作员或机器人臂放置到盘中，以用于在每个测试模块之间运输。

能够以多种方式向载体提供原动力。传统上，已经采用了滚动件（roller）系统，其中，沿着轨道的载体车辆周围的滚动件提供个体化的速度、加速度和急动。用于提供原动力的较新的技术是线性同步马达（lsm）。在基于lsm的系统中，通过选择性地有效（active）的在轨道中的电磁线圈来提供原动力，该电磁线圈推进在载体中的一个或多个磁体。线圈被包含在包括不锈轨道表面的壳体中，载体在该轨道表面的上方移动。壳体还包括侧裙板（从不锈轨道表面悬垂）和侧轨道，其在载体沿着轨道表面移动时引导载体。

用于智能输送器系统的线性马达组件通常完全由刚性不锈钢材料构造，且具有相对大的轮廓（profile）。例如，图1示出由magnemotion公司提供的马达组件105。该马达组件105具有安装基部110，其由80-20铝型材制成，且要求235×86mm的轨道截面。在其中空间受限的环境中，这种大的截面可能会是不合适的。此外，对于其中预算受限的应用，构造和部署这种大的马达组件和轨道系统的成本可能会是难以承受的。

技术实现要素：

通过提供利用线性马达壳体的运输系统，本发明的实施例解决和克服了上文的缺点和不足中的一者或者多者，该线性马达壳体被构造成与常规的壳体相比较具有更小的尺寸和减少的材料成本。

根据一些实施例，用于使用线性马达运输载体车辆的系统包括线性马达壳体，该线性马达壳体被成形为保持一个或多个线性马达。线性马达壳体具有矩形（或者大致矩形）顶板以及左侧板和右侧板。在一个实施例中，顶板由不锈钢制成，且两个侧板由压制（extruded）铝构造而成。左侧板邻近于顶板的一个纵向边缘被连接，而右侧板邻近于顶板的另一纵向边缘被连接。顶板被设计为支持载体车辆在顶板表面的上方的推进。因此，例如，在一个实施例中，顶板的面向上的表面具有在0.2μμ与0.4μμ之间的表面粗糙度。

前述线性马达壳体可包括有助于提供用于载体车辆的稳健推进系统的附加部件。例如，在一些实施例中，系统包括多个联接部件，其可操作以用于以有助于连续推进载体车辆跨过线性马达壳体的矩形顶板和对应于其他线性马达壳体的顶板的方式，将线性马达壳体联接至一个或多个附加线性马达壳体。在其他实施例中，系统还包括引导轨道，其邻近于线性马达壳体的纵向边缘中的每个被连接。

在一些实施例中，前述线性马达壳体包括用于确保线性马达系统的高效操作的一个或多个附加特征。例如，在一个实施例中，线性马达壳体还包括电磁屏蔽材料，其被施加到矩形顶板和两个侧板。在另一实施例中，涡流屏蔽材料被施加到矩形顶板。该涡流屏蔽材料可以附加地被施加到侧板。

在不同实施例中，前述线性马达壳体中的侧板的厚度能够不同。在一些实施例中，使厚度最小化，以允许线性马达壳体的挠性。例如，在一个实施例中，左侧板和右侧板的厚度被选择成为线性马达壳体提供在0.25度与0.25度之间的扭转挠曲。

根据本发明的另一方面，用于使用线性马达运输载体车辆的系统包括多个线性马达壳体。每个线性马达壳体包括（i）顶板、（ii）多个侧板和（iii）位于每个侧板的竖直边缘上的多个联接部件。系统还包括多个销，所述销以允许载体车辆移动跨过每个线性马达壳体的矩形顶板的方式、经由联接部件将线性马达壳体联接在一起。在系统中使用的线性马达壳体可包括例如直的线性马达壳体、90度线性马达壳体、或其任何组合。在一些实施例中，被包括在系统中的线性马达壳体中的一个或者多个包括在壳体的底侧上的安装表面，其允许壳体被安装到支撑结构。

从参考附图进行的对说明性实施例的以下详细描述，本发明的附加特征和优势将变得显而易见。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述最佳地理解本发明的前述方面和其他方面。出于说明本发明的目的，在附图中示出目前优选的实施例，然而，应当理解的是，本发明不受限于所公开的具体手段。在附图中包括以下图：

图1示出常规线性马达壳体的示例；

图2示出根据本发明的一些实施例的线性马达壳体的示例；

图3示出根据一些实施例，多个线性马达壳体如何能够被联接在一起以形成轨道；

图4提供轨道的底侧的视图，如其在一些实施例中可以被构造的那样；并且

图5是根据实施例的轨道的透视图，其中，虚线描绘体外诊断系统的外部。

具体实施方式

以下公开根据涉及运输系统的若干实施例描述了本发明，该运输系统包括线性马达壳体，该线性马达壳体被构造成与常规线性马达壳体相比较具有减小的尺寸和降低的构造成本。

图2示出根据本发明的一些实施例的线性马达壳体200的示例。该线性马达壳体200被成形为包含与线性同步马达（lsm）运输系统相关的电子器件，包括位置感测部件、推进线圈、电力电子部件和微处理器。每个马达的大小能够不同，但是示例性大小是在长度上为200mm或250mm。在一些实施例中，线性马达壳体200以矩形设计被成形，以包围这些马达中的3-5个；然而，应当理解的是，可改变线性马达壳体200的压制（extrusion）长度以保持任何数目的马达。

载体车辆（在图2中未示出）被运输跨过矩形顶板205的滑动表面。能够以许多方式将原动力提供至载体。在一些实施例中，线性马达壳体200有效地参与在将个体化的原动力提供至每个载体中。在一些实施例中，通过在线性马达壳体200中的推进在载体中的一个或多个磁体的电磁线圈来提供原动力。用于提供该原动力的示例性系统是由magnemotion公司提供的轨道系统，其能够通过在被转让给magnemotion公司的美国已公布专利申请2010/0236445中找到的对线性同步马达（lsm）的描述而被大体理解。

线性马达壳体200包括铆接组件，该铆接组件具有矩形不锈钢顶板205以及压制铝左侧板210和压制铝右侧板215。应当注意的是，不锈钢和铝的材料仅是能够与本发明一起使用的材料组合的一个示例，且在其他实施例中，可以利用不同的材料组合。

如在图2中所示出，每个板210、215邻近于矩形不锈钢顶板的纵向边缘被连接。不锈钢和铝的该组合为底架提供沿着马达的长度（即，沿x方向）的刚度，而同时还提供扭转挠性（即，沿y-z方向）。该扭转挠性允许线性马达壳体200补偿在一些安装表面上可能会存在的不对准。例如，在一些实施例中，压制铝左侧板210与压制铝右侧板215组合以为线性马达壳体提供+/-0.25度的扭转挠曲。线性马达壳体200是自支撑的，且与邻近的马达区段自对准。

如上文所提到的，在图2的示例中的顶板205由不锈钢金属板构造。顶板205的滑动表面（即，面向上的表面）是平滑的，以有助于载体的运输。在一些实施例中，不锈钢顶板205的滑动表面的表面粗糙度在0.2与0.4μμ之间。

在一些实施例中，线性马达壳体200可以使用涡流屏蔽材料（在图2中未示出）来构造，以最小化由lsm系统的移动的磁场产生的在矩形不锈钢顶板205的滑动表面中所引发的涡流。对于线性马达壳体200或其所包含的部件的设计，可以采用在本领域中众所周知的用于涡流减小的技术。例如，在一些实施例中，在磁芯的构造中使用绝缘叠片（lamination）。替代地（或另外），马达壳体的外壳可以包括开槽凹口或狭槽，其被定位成使在滑动表面中的涡流最小化。在一些实施例中，涡流屏蔽材料也被施加到压制铝左侧板210和压制铝右侧板215。

在一些实施例中，电磁屏蔽材料被施加到矩形不锈钢顶板205、压制铝左侧板210和压制铝右侧板215，以阻止或减少在线性马达壳体200内的电磁干扰（emi）。如在本领域中大体理解地，电磁屏蔽使用由导电或磁性材料制成的屏障来阻止可能会导致emi的电磁场。在图2中示出的示例的背景中，线性马达壳体200的截面可以提供利用这种材料的导电封装件（enclosure）。可以施加的电磁屏蔽材料的示例包括但不限于金属板、金属丝网材料和泡沫金属。

在图2中示出的线性马达壳体200还包括当在使用中时位于壳体200的竖直边缘上的联接部件220a、220b。如在图2中所示出，联接部件220a、220b位于在竖直边缘的顶部处，但是在其他实施例中，联接部件可位于不同位置中（例如，在竖直边缘的底部处）。联接部件220a、220b可操作以用于以如下方式将线性马达壳体200联接至一个或多个附加线性马达壳体（未在图2中示出）：该方式有助于连续推进载体车辆跨过顶板205的滑动表面和其他线性马达壳体的滑动表面。在连结的壳体中可以利用各种类型的联接部件。例如，在一些实施例中，可以在单独的壳体配合（click）在一起处采用基于插销的机构。在其他实施例中，联接部件220a、220b可以包括孔口，其被设计为对准且经由销或其他紧固装置连结（参见图3）。

采用线性马达壳体200的运输系统还包括被连接至线性马达壳体200的纵向边缘的引导轨道225。当载体车辆移动跨过顶板205的滑动表面时，这些引导轨道有助于导引载体车辆。可以基于将使用运输系统的（一个或多个）载体车辆的尺寸来选择这些引导轨道225的尺寸。虽然原则上在构造引导轨道225时可以使用任何材料，但是为了维持线性马达壳体200的扭转挠性或其他设计特征，某些材料可能是更优选的。

图3示出根据一些实施例，多个线性马达壳体如何能够被联接在一起以形成轨道。在该示例中，存在三个直的线性马达壳体305、325和340，其与在图2中示出的线性马达壳体200类似。能够通过对准每个相应壳体的联接部件（例如，联接部件305a）并将销（例如，销305b）插入到联接部件中，来每个线性马达壳体305、325和340联接到轨道的其他部件。

图3的示例还示出马达壳体320和335，其处于允许90度转弯的弯曲构造。这些马达壳体320、335在本文中称为“90度马达壳体”。如在马达壳体320中所描绘地，两个90度马达壳体可以联接在一起，以产生使载体车辆的行进方向反向的曲线。图3还示出并流/分流（merge/diverge）马达壳体330，其有助于在马达壳体之间的被运输的载体车辆的并流或者至邻近壳体的分流。

联结马达连接部件315用于使两个90度马达壳体对准。联结马达连接部件能够用于提供其他部件的线性和侧向对准（例如，联结马达连接件350）。通过偏心的侧向引导对准部件345提供附加的对准。马达至马达互连缆线用于连接在每个壳体中包含的线性马达。

在图3中示出的轨道被设计为通过框架（参见图5）从地面升高。在一些实施例中，提供支撑表面以将每个壳体连接至框架。在其他实施例中，仅壳体的子集（subset）被支撑。例如，在一些实施例中，仅90度马达壳体被支撑，而其他壳体通过至90度马达壳体的联接被支撑。图4提供轨道的底侧的视图，如其在一些实施例中可以被构造的那样。如在本文中使用地，术语“底侧”指的是当壳体被安装且在使用中时壳体的面向下的侧。如在图4中所示出，90度马达壳体和其他弯曲壳体具有马达块（block）安装表面（例如，表面405）以允许利用框架安装。通过位于每个马达壳体内的缆线夹（例如，夹410）和缆线通道（例如，通道415）来布设电缆线。

使用上文中关于图3所讨论的通用连接和部件，能够开发更大且更复杂的轨道构造。例如，图5是根据实施例的轨道500的透视图，其中虚线描绘了体外诊断系统的外部。

图中的系统不是排他的。根据本发明的原理，可以得到其他系统以实现相同目的。虽然已经参考特定实施例描述了本发明，但是应当理解的是，本文中示出和描述的实施例和变型仅用于说明的目的。在不脱离本发明的范围的情况下，可以由本领域技术人员实施对当前设计的修改。本文中的权利要求要素不应根据美国法典第35第112节第六段的规定来解释，除非该要素明确地使用短语“用于……的装置”来叙述。