专利名称：用于感应供能和引导－运动物体的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的用于一运动物体的感应供能和引导的装置。
背景技术：
感应传输能量使得可以没有机械或电接触地向一运动的用电器供给能量。为此所设想的例如由WO92/17929所知的装置分别包括一初级部分和一次级部分，它们类似于变压器的原理电磁耦合。初级部分由一馈入电子设备和一沿线路铺设的具有一相互平行分布并在线路的端部相互交接或相互连接的馈电导线和回流导线的线匝组成。一个或多个分别设置在可运动的用电器上的耗电器或所属的耗电器电子装置构成次级侧。与常见类型的变压器不同它是一松耦合系统，通过较高的、在千赫兹范围内的工作频率这种耦合是可能的。如此也可以跨接达几厘米的大的气隙。这种类型的能量传输的优点包括特别是无磨损和不要维护，以及防触电和高的可用性。常见的应用是在制造工艺中的自动材料运送系统，但也包括人员运送系统，比如电梯和电动大客车。
因为在这种装置中用电器的运动轨道不允许偏离线匝的运动路径，如果这里不涉及有轨车辆的话，必须对进行用电器相应的引导。这种引导例如可以通过这样的方法进行，即车辆具有一可旋转地支承的前轴，其角度位置直接通过一在一沿行驶轨道分布的槽中滑动的驾驶盘确定。这里耗电器适宜地设置在这个被操纵的前轴上，从而在转弯时耗电器也能始终最好地对准埋设在行驶轨道内的线匝。这种方案的缺点是，槽的铣削很麻烦，行驶轨道的不平度和不可避免的驾驶盘机械磨损。
避免这些缺点的一种非常好的解决方案是在DE19816762A1中所述的无接触感应传输。这里通过一感应传感装置测量本来就由线匝发出的磁场，该传感器装置的输出信号输送给一处理装置。该处理装置由此求出车辆相对于线匝在横向的位置，并用于操纵车辆的伺服电机根据这个位置进行控制。设置的传感装置安装在车辆中部，并由分别具有垂直和水平敏感轴的一个传感器组成，其中水平敏感轴横向于行驶方向分布。因为在线匝的往复导线中的电流在任何时刻都大小相等反向相反，在车辆相对于线匝的位置在中部时具有垂直敏感轴的传感器的信号具有最大值，而另一个传感器的信号经过零点。
在自动运输系统中通常存在在车辆和中央控制部之间进行数据通讯的要求。为此由DE3916610A1已知一种用于同时进行轨道引导和传输数据的装置，然而这里轨道引导线路仅仅用来引导轨道，而不用于向车辆供能，用于轨道引导的传感器装置与上面叙述的完全一致，而没有具体说明用于数据通讯的发射和接收装置。
发明内容
从所述现有技术出发本发明的目的是，为一用于一可运动的物体的感应供能和引导的装置提供一用来实现作为其它功能的数据通讯的合适途径。
按照本发明这个目的通过具有权利要求1特征的装置来实现。本发明有利的实施形式可由从属权利要求中得到。一种为本发明装置的运行所设计的方法是权利要求28的内容。
本发明的主要优点在于，对于可运动用电器的位置确定反正是必要的电感同时用于数据接收，即一共只需要唯一一个感应天线用于引导和数据接收。设置两列相互错开的扁平线圈对此特别合适，所述线圈横向于运动方向并具有垂直轴线方向地设置在可运动的用电器上。这种扁平线圈可方便地安装在一电路板上，并且作为极端情况甚至可以完全平面地在一电路板上实现。
如果这个接收线圈装置足够宽，以便侧向完全覆盖用来传输能量的线匝的至少一导线，并且数据线与线匝的一条导线相邻，那么即使在用电器运动轨道的弯曲段也始终既保证精确地确定位置，又保证至少一个接收电感与数据线具有对于无故障的数据接收足够的耦合。如果天线不能设置在可运动的用电器的被操纵的前轴的中部并因此在转弯时产生侧向偏转，那么这也一样适用。这时可由对各接收线圈的测量信号的比较或者由各接收线圈之间的振幅曲线的插值非常准确地算出导线位置。
原则上接收电感也可以用来发射数据信号，但是为此设置一单独的具有铁磁芯的电感装置，以使磁场更好地集中在数据线上，显得较为有利，其中这里两列相互错开的电感也是一种特别合适的解决办法。分别根据位置确定的结果在发射电感以及接收电感中始终选择由于其瞬时的横向位置与数据线具有最好耦合的电感用于通讯操作。这种方法原则上可用于每一种具有多个发射和/或接收线圈的感应天线装置。
下面借助于
本发明的实施例。附图中表示图1根据本发明的装置的一部分的示意性剖视图；图2按图1的装置的所述部分的示意性俯视图；图3接收电感的输出电压随横向于运动方向的位置的变化曲线；图4如图1的视图的局部的放大简化视图；图5一用于根据本发明的装置的发射电感的两种变型方案；图6一适用于双向通讯的电感装置的示意性剖视图；图7按图6的装置的示意性俯视图；图8一用于与图6和7的电感装置结合运行的处理装置，接收装置和发射装置方框线路图。
在图1和2中以剖视图和俯视图示意性地示出根据本发明的装置的一部分。在一电力驱动的运输车辆应该在其上运动的行驶轨道1上铣出两条槽2a和2b。在所述槽2a和2b中埋设了线匝3的馈电导线3a和回流导线3b，在图2中只能看到所述导线的一个短段。线匝3由一未画出的馈入电子装置供给一大的电流，并起一变压器的空间分布的初级电感的作用，所述变压器的次级电感由一安装在车辆上的耗电器形成。用这种方法向车辆供给其运行所需要的电能。这里对耗电器和车辆不感兴趣，因此在图中没有将其画出。这种系统的常见运行参数是初级导线/线圈的中心距为100mm，气隙为10mm，电流为100A，频率为20kHz。
此外在槽2b内还设有一带芯线4a和4b的双芯线数据线4。这里数据线4在横截面内垂直于由线匝3限定的平面，即芯线4a和4b的中点连线垂直于导线3a和3b的中点连线。由此既达到数据线4与线匝3的最佳感应脱耦，又便于将数据线4铺设成曲线，因为做成扁平双芯导线的数据线4在这个方向比另一个方向柔软得多。为了简单起见两条槽2a和2b具有相同的横截面，因此在必要时在槽2a内还可以提供用于另一数据线的空间。对于本发明，数据线4设置在导线3a和3b之一的哪一侧并不重要。因此垂直设置在内侧或水平设置在导线3a或3b的上方可以和在图中所示的垂直设置在外侧一样好。
在未画出的车辆上离行驶轨道1表面一为10mm数量级的距离处安装一由五个扁平线圈5a-5e组成的感应接收天线5。所述线圈5a-5e都相互平行，并以端面平行于或者说以图中用虚线表示的轴线垂直于行驶轨道1的表面。线圈5a-5c形成一直的在车辆方位正确时垂直于车辆与线匝3的纵向一致的运动方向延伸的列。这对于在回流导线3b的纵向和横向相对于线圈列5a-5c偏移的线圈5d和5e也一样。沿纵向的偏移略大于一个线圈在这个方向的尺寸，在横向的偏移相当于一个线圈在这个方向的尺寸的一半。图2中具有椭圆形横截面的线圈的视图只是示意性的，即横截面也可以是圆形或近似于矩形。线圈的横截面尺寸例如可以是10至30mm的数量级。
接收线圈5a-5e首先确定用来测量线匝3内电流的磁场，以借助于该磁场确定天线5的以及由此天线在安装其上的车辆横向于运动方向的位置。为此线圈5a-5e连接在一电子处理装置上，该装置确定、比较和分析由所述磁场在线圈5a-5e内感生的电压的幅值，并求出天线5相对于回流导线3b的位置尺寸。根据该位置确定通过一调节器产生用于一个或多个伺服电机的调节信号，以沿一跟随线匝3走向的轨道自动地引导车辆。
位置确定是基于，在垂直距离保持不变的情况下取决于接收线圈5a-5e的横向位置S的感生电压U的幅值表现为一具有多个极值的特征曲线。在图3中定性地示出这一曲线，它表示一具有两条反方向流通电流的芯线的双导线的场结构图。这里横坐标的起点正好位于馈电导线3a和回流导线3b之间的中点。在图3中导线3a和3b的位置用H或R表示。由于磁力线呈圆形的已知分布，其中点分别位于两条芯线的连接直线上，但是都位于中间空间H-R之外，在位置H和R的略靠外侧出现两个对称的极小值。在一个这种最小值处由于那里磁力线水平的分布交链磁通(verketteterFluss)几乎为0。最大值正好位于中心，且是由于两条芯线对磁场同样大的正贡献的叠加而产生的。
显然，通过沿路径S设置多个线圈并在一电子处理装置中比较和处理其输出电压，可方便地利用这种曲线通过寻找极值来确定位置。这里极小值由于在其周围明显比较陡的曲线变化自然成为比较有利的标准。因为用线圈装置只能扫描沿路径S的离散点，按图3的曲线在这些取样点(Stiitztelle)之间适宜于采用非线性插值。第二列线圈5d-5e相对于第一列5a-5c偏移一个线圈横向尺寸的一半使得与第一列线圈5a-5c相比空间的扫描间隔减半。
然而在车辆运动轨道的弯曲处线匝的曲率半径必须大于两列线圈5a-5c和5d-5e在纵向的距离，从而使由这个纵向距离引起的误差不会使在弯曲处获得的精度完全丧失。线匝3在转弯处或两条运动轨道的分叉处(后面象通常按照有轨系统那样称为道岔)的侧向弯曲的特征在于，由处理装置确定的最小值的位置开始侧向偏移。这种实际位置与通过车辆上的天线5的位置确定的理论位置的偏差可以用于车辆的轨道控制。
天线5的另一个功能是感应接收由未画出的中央控制单元通过直接设置在回流导线3b旁边的数据线4发射给车辆的数据信号。在图4中放大示出了数据线4相对于两个分别具有垂直轴线的扁平接收线圈5d和5e的位置。由于两条导线4a和4b之间在10-20mm范围内的较大距离数据线具有一较大的波阻，并且相当于以前常用类型的300Ω天线电缆。一薄的绝缘横板机械连接两条导线4a和4b，并使它们在各处相互保持恒定的距离。
如果在数据线4中的电流，如由导线4a和4b内的十字和点所表示的那样，在一确定的时刻在上导线4a内正好向后且在下导线4b中向前穿过所示横截面，那么在导线4和接收线圈5d和5e之间的空间内产生一所示类型的磁场分布，即磁力线顺时针围绕一位于上导线4a的上方连接导线中心的连线上的中点圆形分布。在草图表示的磁力线的两个部位B上示例性地标注了磁通量密度的水平分量BH和垂直分量BV。
在数据线4上方一个接收线圈5d或5e的正中位置处由于那里磁场B的完全水平分布感应耦合具有最小值，即在理论上在那里感应耦合甚至消失。另一方面随着线圈5d或5e离导线4的距离的加大磁通量密度B的值逐渐减小。其结果是，在给定的线圈5d或5e和上导线4a之间的垂直距离时在数据线4附近，但是在所述中部位置附近得到感应耦合的最大值。在采用规则布置的多个接收线圈5a-5e时，如图2所示，显然接收线圈5a-5e中始终有一个离这个最大值最近，并由此最适合于数据接收。
可以这样地利用，即通过所述用于确定位置的处理装置根据位置不断地选择当时处于最好位置的接收线圈5a-5e，并仅将这个接收线圈通过一复用器(Multiplexer)与数据接收装置连接的方法。此时在车辆运动过程中对最合适的接收线圈5a-5e的选择可以反复地变化，特别是在转弯处和道岔处方向改变时，在那里接收天线5尽管有转向控制装置有时仍然会相对于线匝3并由此相对于数据线4侧向偏离其正常位置。如果天线可能没有定位在车辆受操纵的前轴下方中部的话，偏离数据线甚至是不可避免的。但是通过不断地切换到当时最合适的接收线圈5a-5e即使在运动轨道的弯曲段也可保证无可挑剔的数据接收。
原则上前面所述类型的天线5同样可以用来将数据从上面安装有所述天线的车辆通过数据线4感应传送到一中央控制部。但为了提高传输效率，采用具有一铁磁芯的用于使磁场集中在数据线4上的单独的发射线圈是有利的。图5中表示这种发射线圈6和9的两种可能的结构形式。
左面的发射线圈6特别适合于用于具有垂直地相互叠置的导线4a和4b的数据线4的情况，如已在图1和4中所示的那样。在这种情况下铁芯7是U形的，而线圈6这样装在车辆上，使得U形铁芯7的两个分支垂直指向数据线4。绕组8位于两个分支之间的水平段上。在采用这种布置时感应耦合在数据线4上方线圈6的所示中部位置上有最大值。
右面的发射线圈9特别适合于具有并排地水平放置的导线4a和4b的数据线4的情况。这种导线布置虽然在数据导数4和线匝3之间不希望的感应耦合上以及在复合导线(Leitungsverbund)在水平弯曲时的机械柔性上不如垂直布置好，但是原则上也可以考虑采用这种布置。在这种情况下铁芯10是E形的，而线圈9这样地装在车辆上，使得E形铁芯10的三个分支垂直于数据线4。绕组11位于中间的分支上。在采用这种布置时感应耦合也在数据导数4上方线圈9的所示中部位置处有最大值。
与接收天线5完全类似，一根据本发明的感应发射天线由多个沿横向于车辆运动方向的规则地直线设置的发射线圈组成，以保证，不断地—即即使在曲线行驶时—提供一个对于将数据无故障地传输到数据线4上足够好地定位的发射线圈。一两列前后顺序排列且侧向相互错开的线圈以提高位置分辨率的布置形式的优点也可以从接收天线5直接转移到一发射天线上。合理地，必须将发射天线沿车辆横向安装在和接收天线5同一位置处，由此发射天线必须沿纵向相对于接收天线偏移。
至于当时最佳发射天线的选择，可在接收天线和发射天线空间固定配置的情况下在选择最佳接收线圈的基础上进行选择。这里在发射天线相对于接收天线纵向偏移时最佳发射天线不必一定和最佳接收天线在相同的横向位置上，而是在运动轨道的弯曲段内一相对于最佳接收线圈侧向偏移的发射线圈可能正好处于最有利的位置。在发射线圈选择时考虑这种效应的前提条件是通过处理装置暂时储存运动轨道数据。
在图6和7中以剖视图或俯视图示出一按本发明的具有最大功能范围的引导和通讯系统。它具有一接收天线12，所述天线原理上相当于前面借助于图1和2说明的接收天线，但是与其不同的是，所述接收天线12不仅覆盖回流导线3b，而且也覆盖馈电导线3a，即在整个宽度上覆盖线匝3。沿纵向相对于接收天线12偏移地设置一结构类似的同样完全覆盖线匝3并由图5中左面所示类型的发射线圈6组成的发射天线13。如图6所示，在槽2a内与馈电导线3a相邻有一同样处于垂直位置的第二数据线14。
按图6和7的系统的优点是，即使在道岔(轨道分叉)区域内仍具有工作能力，在道岔处车辆以及由此天线12和13远离导线3a或3b之一，并暂时地在天线12和13附近只存在一条导线3a或3b。因为每条导线3a和3b配设一数据线14或4，并且所述数据线14和4中的每一条被接收天线和发射天线12或13覆盖，在任何时刻都可无故障地进行数据通讯。
对于车辆轨道引导的情况也一样。也就是说如果如图1和2中所示导线3a或3b中只有一条被接收天线5覆盖，且车辆的轨道在道岔处远离所述导线，那么直至天线5重新发现一条新的导线3a或3b为止，无法进行位置确定，因此也不能操纵控制。相反在如图6和7的天线布置中保证在接收天线12的附近始终有至少一条导线3a或3b，并由此保证即使在道岔区域内仍提供不间断的位置信息。
如果在个别应用场合这种观点没有决定性意义，那么对于双向数据通讯原则上图6和7中所示的天线装置12、13的一半就足够了，并可以放弃第二数据导数14。这相当于图1和2的布置具有两列附加的沿横向相互错开的沿纵向位于接收线圈5a-5e后面的发射线圈6。当然，在图1和2中所示的成两列的五个接收线圈5a-5e的数量以及在图6和7中所示的分别成两列的各十一个发射和接收天线的数量具有单纯的示例性特征。在具体应用场合为了达到要求的效率数据既可能是较少数量的线圈和/或列就足够了，也可能需要更多数量的线圈和/或列。
在图8中表示一组合的处理和数据通讯装置15的方框线路图。这个装置15的核心部分是一个履行装置15的全部数据处理功能的微型计算机16。微型计算机16具有一用来读入由接收天线12接收的模拟位置信号的模/数转换器17，以及具有一用来读入通过接收天线12从数据线4和14接收的数字数据信号及用来输出应该通过发射天线13发射到数据线4和14上的数字数据信号的数字输入/输出单元18。此外微型计算机16具有用于和车辆的电子控制装置通讯的合适的数字接口。例如为了向操纵控制单元输出计算出来的位置数据设置一合适的CAN总线接口19，而一RS232串行接口用于发出控制指令以及用于读入应该通过数据线4和14发射给中央控制部的状态信息。作为所述类型接口的另一种选择例如RS485也是合适的。
接收天线12通过一由微型计算机16通过控制总线22控制的复用器21连接在装置15上。也就是说，通过控制总线22始终只选择接收天线12的唯一一个接收天线终端，并由复用器21接通到其输出端。复用器21后面并联两个带通滤波器23和24。将带通滤波器23调整到用于能量传输的线匝3的工作频率，例如在20kHz的数量级上，而将带通滤波器24调整到用于向数据线4和14传输数据而选择的频带上，例如可在1MHz的数量级上。通过所述带通滤波器23和24使由线匝3的磁场引起的位置测量信号与由数据导数4和14发出的数据信号相互分开。
接着来自第一带通过滤器23的位置信号输送给一也和复用器21一样通过另一控制导线26由微型计算机16控制的扫描和保持环节25。扫描和保持环节25的输出端与A/D转换器17的输入端连接。接着来自第二个带通过滤器24的数据信号输送给一解调器27，该解调器由此又获得数字基带信号，并将其输送到微型计算机16的数字输入/输出接口18。
解调器27的对应件形成一数字调制器28。从车辆传输到控制部的数据作为基带信号由微型计算机16的数字输入/输出接口18输送给此调制器28，所述调制器将所述数据例如通过频率键控法(FSK)调制到一载波信号上。调制器将这样产生的发射信号输出到一激励器单元29上，发射天线13连接在此激励器单元上。此激励器单元29放大来自调制器28的数据信号，并在微型计算机16通过控制总线22施加的控制下将该数据信号连接到发射天线13的一个发射线圈端子上。也就是说，激励器单元29本身包含另一个在图8中没有专门示出的复用器。为了保证足够的开关速率(Schaltrat)，控制总线22包括用于复用器21和用于包括在激励器单元29内的另一个复用器的分开的地址线。
微型计算机16借助于由它计算出来的天线12和13的位置作出在一定时刻所使用的发射和接收线圈的选择。接收天线12的所有接收线圈的顺次通过复用器21连通并读入的位置测量信号都进入这个计算。即始终只有当时具有最合适的位置的发射和接收线圈被用于数据通讯。虽然作为为此的选择标准也可以采用由接收天线12的各个接收线圈所提供的数据信号，即带通滤波器24的各自对应的输出信号，但是优选采用位置信号，即带通滤波器23各自对应的输出信号，因为由于与数据线4和14相比高出几个数量级的电流所述信号在线匝3内要强得多。
此外接收天线12还可以用来接收用于位置标定的设置在沿线匝3的规定位置的发射器的信号。这种位置标记发射器通常用来，向自动控制的车辆发出到达或经过沿路线的规定位置的信号。这种发射器适宜于分别具有一个发射线圈，该发射线圈这样地安装在线匝3的旁边，使得接收天线12的至少一个线圈在经过时临时与该发射线圈感应耦合，由此可以短时间地从固定的发射线圈向接收天线12传输数据信号。
这个数据信号包括一给出发射器沿线匝3的位置的数字代码。为了避免通过用来从线匝3向车辆传送能量的和用于数据线(4；14)和车辆之间的数据传输的而存在的磁场使这种单方向的位置数据传输受干扰，这三个磁场的频率或频带必须有足够明确的差别，即必须可以通过另一除滤波器23和24之外而设置的带通滤波器提取位置数据信号。当然该带通滤波器后面也必须连接另一个解调器，这相当于图8中的中间的信号线路24-27-18的重复(Duplizierung)。位置标记数据的解码和继续传输可以毫无困难地由微型计算机16作为附加功能承担。
在位置标记发射器离线匝3一确定的侧向距离时，按照用来从数据线(4；14)接收数据信号的最佳接收线圈的选择方法还可简单地确定用于接收来自从位置标记发射器之一的其它数据信号的最佳接收线圈，这里通常是两个不同的接收线圈。因此接收天线12甚至可以几乎同时用来接收三个不同的信号。
本发明提供一种用于以同时的感应数据通讯感应供能和引导一运动物体的组合系统，利用该系统可以在任何情况下满足当今在所述情况下对数据通讯所提出的最低要求(信号主控、半双工、9600波特传输速率、100ms反应时间)。但是系统的特性数据可以毫无困难地与更高的要求相匹配。这不是仅仅适用于传输速度和反应时间。因此提供如借助于图6和7所示的第二数据线14还提供了全双工运行的可能性。
尽管如果接收天线、发射天线和处理及数据通讯装置分别构成一结构单元或者甚至所有这些部件组合成唯一的结构单元，是合适的，但这都不是实现本发明的先决条件。采用多个单独的线圈和作为车辆中央电子控制装置集成的组成部分实现所述处理装置和数据接收装置都是本发明的实施形式，它们都包含在权利要求的保护范围之内。
权利要求
1.用于感应供能和引导一运动物体的装置，具有一作为线匝的沿一预设的物体运动轨道延伸的初级电感、一安装在物体上的用来传输能量的可与初级电感电磁耦合的次级电感、多个设置在物体上的输出取决于初级电感的磁场的测量信号的接收电感，并具有一由测量信号求出一物体相对于线匝的位置的值的处理装置，其特征为接收电感(5；12)同时还和一数据接收装置(21、24、27、18、16)连接，所述数据接收装置包括用来由一接收电感(5；12)中的至少一个的输出电压提取数据信号的装置(24)；并且沿预设的物体运动轨道设置至少一个数据线，在物体运动期间所述数据线具有对于数据信号传输足够的与所述接收电感(5；12)中的至少一个的感应耦合。
2.按权利要求1所述的装置，其特征为所述数据线和线匝(3)是相同的。
3.按权利要求1所述的装置，其特征为所述数据线(4)与线匝(3)分开形成。
4.按权利要求1至3之任一项所述的装置，其特征为设有规则布置的在所述物体上至少横向于其运动方向延伸的接收电感(5；12)。
5.按权利要求1至4之任一项所述的装置，其特征为所述接收电感(5；12)是相互一样的线圈(5；12)，所述线圈这样地设置，即其纵轴相互平行分布，且所有线圈的轴向端部位于至多两个相互平行的平面内。
6.按权利要求5所述的装置，其特征为所述线圈(5；12)作为一电路板上的导电轨线做成平面形的。
7.按权利要求5或6所述的装置，其特征为所述线圈(5；12)在物体上设置成使线圈的纵轴线接近垂直于物体运动轨道的切平面延伸。
8.按权利要求1至7之任一项所述的装置，其特征为所述接收电感(5；12)的布置也沿物体的运动方向延伸。
9.接权利要求8所述的装置，其特征为设有至少两列沿物体运动方向顺序排列的线圈(5；12)，且所述线圈列相互错开一个线圈(5；12)的横向尺寸除以列数得到的尺寸。
10.按权利要求1至9之任一项所述的装置，其特征为处理装置(21、23、25、17、16)求出作为位置的函数的感应测量信号的至少一个极值作为物体相对于线匝(3)的位置值。
11.按权利要求10所述的装置，其特征为为了求出至少一个极值处理装置(21、23、25、17、16)在多个线圈(5；12)的测量信号之间进行非线性插值。
12.按权利要求1至11之任一项所述的装置，其特征为一数据发射装置(16、18、28、29)设在所述物体上并与至少一个与数据线具有一对于数据信号的传输足够的感应耦合的发射电感连接。
13.按权利要求12所述的装置，其特征为至少一个发射电感与一和处理装置(21、23、25、17、16)连接的接收电感(5；12)相同。
14.按权利要求12所述的装置，其特征为在物体上设置至少垂直于物体的运动方向延伸的多个规则布置的发射电感(13)，所述发射电感设计成与和处理装置(21、23、25、17、16)连接的接收电感(5；12)分开。
15.按权利要求14所述的装置，其特征为所述发射电感(13)是相互相同的分别具有一铁磁体芯(7；10)的线圈(6；9)，所述芯这样地成形和设置，使得磁通的进出表面接近垂直于物体运动轨道的切平面分布。
16.按权利要求14或15所述的装置，其特征为所述发射电感(13)布置的也沿物体的运动方向延伸。
17.按权利要求16所述的装置，其特征为设有至少两个沿物体运动方向顺序排列的发射电感(13)的列，且所述列在横向相互错开单独一个发射电感(6；9)的横向尺寸除以列数得到的尺寸。
18.按权利要求1至17之任一项所述的装置，其特征为用于数据传输的频带明显不同于能量供应的工作频率，并设有至少一个滤波装置(23、24)，以将位置测量信号和数据信号分开。
19.按权利要求1至18之任一项所述的装置，其特征为处理装置(21、23、25、17、16)根据由接收电感(5；12)提供的测量信号在任何时刻选择正好处于和数据线(4)有最大耦合的位置的接收电感(5；12)用于数据传输，且在任何时刻都采用当时选择的接收电感来接收数据信号。
20.按权利要求12至19之任一项所述的装置，其特征为所述处理装置(21、23、25、17、16)根据由接收电感(5；12)提供的测量信号任何时刻选择正好处于与数据线(4)最大耦合的位置的发射电感(13)用于数据传输，并在任何时刻应用当时所选择的发射电感来发射数据信号。
21.按权利要求1至20之任一项所述的装置，其特征为数据线(4)由两条导线(4a、4b)组成，所述导线与线匝(3)的两条导线之一(3b)相邻地这样设置，使得在横截面内数据线(4)的导线中点的连线接近垂直于线匝(3)的两条导线(3a、3b)的导线中点的连线。
22.按权利要求1至21之任一项所述的装置，其特征为设有两条数据线(4、14)，其中一条与馈电导线(3a)相邻，一条与线匝(3)的回流导线(3b)相邻地设置。
23.按权利要求1至22之任一项所述的装置，其特征为所述接收电感(12)覆盖线匝(3)的整个宽度。
24.按权利要求10至23之任一项所述的装置，其特征为所述发射电感(13)覆盖线匝(3)的整个宽度。
25.按权利要求1至24之任一项所述的装置，其特征为数据接收装置(21、24、27、18、16)包括用来从至少一个接收电感(5；12)的输出电压中提取另一数据信号的装置，沿预设的物体运动轨道设置至少一个通过发射电感发射所述另一数据信号的数据发射器，所述发射电感只有在物体经过时才具有对于传输所述另一数据信号足够的与所述接收电感(5；12)中的至少一个的感应耦合。
26.按权利要求25所述的装置，其特征为所述数据发射器发射一给出其沿线匝(3)的位置的代码。
27.按权利要求25或26所述的装置，其特征为所述数据发射器以与能量供应工作频率以及物体和数据线(4；14)之间数据传输的频带显著不同的频带发射，且为了从所述接收电感(5；12)中的至少一个的输出电压中提取所述另一数据信号设置一专有的滤波装置。
28.用于在一静止铺设的数据线和一沿平行于所述数据线分布的运动轨道被引导的运动物体之间的感应数据传输的方法，为此不断地测量物体横向于运动方向的位置，并将该位置用于轨道导引，其特征为在物体上设置一接收和/或一发射天线，所述天线由多个单个的接收或发射电感(12；13)组成；并根据为了轨道导引而测量的物体在任何时刻的位置选择正好处于与数据线(4；14)有最大耦合的位置上的接收或发射电感(12；13)；并在任何时刻应用当时所选择的接收或发射电感来接收或发射数据信号。
全文摘要
一种用于一运动物体的感应供能和引导的装置包括一作为线匝(3)的沿一预设的物体运动轨道延伸的初级电感、一装在物体上并为了传输能量可与初级电感电磁耦合的次级电感、多个设置在物体上的输出取决于初级电感的磁场的测量信号的接收电感、和一由测量信号求出物体相对于线匝的位置的值得处理装置。为了能够进行数据通讯，接收电感(5；12)与一数据接收装置(21、24、27、18、16)连接，此装置包括一用来从至少一个接收电感的输出电压提取数据信号的装置(24)。沿预设的物体运动轨道设有一在物体运动期间具有和至少一个接收电感的感应耦合的数据线(4a、4b)。
文档编号H02J5/00GK1738733SQ03808308
公开日2006年2月22日 申请日期2003年2月20日 优先权日2002年4月12日
发明者A·格林, F·伯勒尔, R·温特哈尔特 申请人:万普弗勒尔股份公司