磁體、附接設(shè)備、附接配置以及附接到物體的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及磁體（1，8），該磁體包括：形成磁場(chǎng)的第一永磁體（24）；以及外殼（19，47）及芯部（22），它們都被設(shè)置成將磁通引導(dǎo)至待抓住的物體（33）。該磁體（1，8）還包括滑塊（30），該滑塊設(shè)置成相對(duì)于外殼（19，47）和芯部（22）可移動(dòng)，滑塊（30）包括所述第一永磁體（24）以及用于移動(dòng)該滑塊（30）的電磁體（29）。本發(fā)明還涉及附接設(shè)備（10）、附接配置以及附接到物體的方法。
【專利說(shuō)明】磁體、附接設(shè)備、附接配置以及附接到物體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)此后給出的獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分所述的磁體和附接到物體的方法。本發(fā)明還涉及附接設(shè)備和附接配置，借此例如待操縱的物體或操縱基座等物體可被抓住。
【背景技術(shù)】
[0002]用來(lái)提升和移動(dòng)物體的設(shè)備大多使用磁體，其中借助磁體的保持力抓住物體。該設(shè)備使用一個(gè)或若干個(gè)磁體，磁體可以是永磁體或電磁體。利用永磁體的問(wèn)題是其保持力不能調(diào)整并且難以與物體分離。電磁體的保持力可通過(guò)改變通過(guò)電磁體的線圈的電流調(diào)整。然而電磁體的問(wèn)題是維持保持力消耗電能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]除了別的因素以外，本發(fā)明的目的是減少或甚至消除現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種磁體、附接配置和方法，其可容易并迅速地用來(lái)抓住物體并與其分離。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種磁體、附接設(shè)備、附接配置和方法，其消耗盡可能少的電能。
[0005]利用本發(fā)明，上述缺陷能夠減小或甚至完全消除，而且能夠獲得上面限定的目的，本發(fā)明的特征在于以下進(jìn)一步給出的獨(dú)立權(quán)利要求的特征部分限定的內(nèi)容。根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例在以下進(jìn)一步給出的從屬權(quán)利要求中公開。
[0006]盡管不會(huì)總是特別提到，但是本文中提到的實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)能夠應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的磁體、附接設(shè)備、附接配置、方法和本發(fā)明的其它目的。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的典型的磁體包括形成磁場(chǎng)的第一永磁體以及設(shè)置成將磁通引導(dǎo)到待抓住的物體的外殼和芯部。根據(jù)本發(fā)明的典型的磁體包括滑塊，滑塊設(shè)置成相對(duì)于外殼和芯部可移動(dòng)并包括所述第一永磁體。根據(jù)本發(fā)明的典型的磁體還包括用于移動(dòng)滑塊的電磁體。
[0008]在根據(jù)本發(fā)明的磁體中，滑塊設(shè)置成相對(duì)于磁體的剩余部分在保持位置與打開位置之間可移動(dòng)，以便關(guān)閉和打開磁通的回路。滑塊借助設(shè)有電磁體的磁場(chǎng)相對(duì)于外殼和芯部移動(dòng)。
[0009]在保持位置，滑塊利用永磁力保持接觸外殼和芯部，從而維持磁體內(nèi)的磁通的閉路的部件。典型地，待附接到磁體的物體(例如待操縱的物體或操縱基座)構(gòu)成磁體外的磁通的閉路的部件。外殼和芯部的將要接觸待抓住的物體的部件構(gòu)成名稱不同的磁極。芯部典型地設(shè)置在由外殼限定的區(qū)域內(nèi)。電磁體的線圈典型地設(shè)置成圍繞芯部并附接到外殼。外殼有利地包括柱形的通孔，芯部和電磁體被設(shè)置在通孔內(nèi)。
[0010]當(dāng)電流沿一定方向引導(dǎo)至電磁體的線圈時(shí)，電磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)削弱永磁體的磁場(chǎng)。在一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)處，滑塊與外殼及芯部分離，由此磁通的閉路中斷，磁力減弱，磁體斷開，即磁體的保持關(guān)閉。磁體的保持與磁體的兩個(gè)磁極同時(shí)分離。
[0011]磁體的保持開啟，使得電流沿保持被分離時(shí)的反方向被引入電磁體的線圈。因此沿線圈的方向引導(dǎo)電流，這樣加強(qiáng)永磁體的磁場(chǎng)。現(xiàn)在線圈的磁場(chǎng)開始向其拉動(dòng)滑塊。最后，當(dāng)力充分增大時(shí)，磁體內(nèi)的磁通閉路再次閉合。使用磁體來(lái)抓握的物體關(guān)閉磁體外的回路。如果當(dāng)磁通的回路閉合時(shí)電流仍然增大，則保持力甚至可多倍增大。與可移動(dòng)滑塊關(guān)聯(lián)的永磁體可例如是釹磁性材料。本文中的釹磁性材料常常根據(jù)其中的一個(gè)成分而被簡(jiǎn)稱為釹。
[0012]磁場(chǎng)產(chǎn)生的保持力可只用永磁體提供，或既用永磁體又用電磁體提供。當(dāng)電流被供給通過(guò)電磁體的線圈時(shí)，根據(jù)電流供給到線圈中的方向，保持力抵銷或加強(qiáng)永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)。永磁體和電磁體的磁場(chǎng)可按照本身公知的方式被設(shè)定為相互抵銷的效果或設(shè)定為相互加強(qiáng)。換言之，永磁體的磁場(chǎng)可用來(lái)提供保持力，根據(jù)需要，該保持力利用電磁體的磁場(chǎng)和/或以機(jī)械的方式被減弱或加強(qiáng)。通過(guò)控制電流的量，磁體的保持力可因此根據(jù)期望來(lái)選擇。通過(guò)斷開電流，雖然保持力不會(huì)停止，但是磁體仍保存。通過(guò)改變附接設(shè)備內(nèi)的磁路或通過(guò)削弱永磁體與電磁體形成的場(chǎng)可以機(jī)械的方式實(shí)現(xiàn)削弱磁性緊固件的保持力。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的磁體的優(yōu)點(diǎn)在于，只有磁體的狀態(tài)從打開位置改變到保持位置需要電能，反之亦然。換言之，當(dāng)磁體處于保持位置或打開位置時(shí)，磁體不需要電能。
[0014]在本發(fā)明的實(shí)施例中，滑塊包括第一滑塊部和第二滑塊部，它們之間附接第一永磁體。滑塊部與永磁體的名稱不同的磁極關(guān)聯(lián)地附接。第一永磁體、第一滑塊部和第二滑塊部有利地是圓板。
[0015]在本發(fā)明的實(shí)施例中，滑塊設(shè)置成可移動(dòng)的，使得在磁體的保持位置，第一滑塊部接觸外殼而第二滑塊部接觸芯部。
[0016]在本發(fā)明的實(shí)施例中，電磁體的線圈設(shè)置成至少部分地圍繞芯部。
[0017]在本發(fā)明的實(shí)施例中，芯部包括第二永磁體，第二永磁體設(shè)置成使得第一永磁體和第二永磁體的名稱不同的磁極彼此相對(duì)。由于第二永磁體，磁路可有效率地?cái)嚅_。
[0018]在本發(fā)明的實(shí)施例中，磁體包括至少一個(gè)彈簧，彈簧設(shè)置成當(dāng)?shù)谝挥来朋w產(chǎn)生的磁通由于電磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)充分削弱時(shí)，使滑塊與外殼及芯部機(jī)械地分離。在本發(fā)明的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)彈簧因此被設(shè)置在可移動(dòng)滑塊與磁體的其它部件之間。彈簧的回彈系數(shù)設(shè)置成推動(dòng)滑塊遠(yuǎn)離磁體的剩余部分并保持滑塊遠(yuǎn)離磁路。回彈系數(shù)因此被用來(lái)抵抗永磁力。當(dāng)電磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)被用來(lái)減弱永磁場(chǎng)時(shí)，在一定強(qiáng)度的電磁場(chǎng)處，彈簧具有推動(dòng)滑塊遠(yuǎn)離磁體的其它部件的強(qiáng)度。因此閉路中斷，磁力減弱，磁體斷開，即磁體的保持關(guān)閉。當(dāng)在這種磁體上切換時(shí)，附接永磁體部的滑塊開始移動(dòng)，此時(shí)磁場(chǎng)比彈簧的回彈系數(shù)更強(qiáng)。通過(guò)所述彈簧，電磁體需要的功率可調(diào)整。彈簧的回彈系數(shù)管理磁體的斷開部分，由此線圈可制造成小于無(wú)彈簧的情況下所需要的。
[0019]在本發(fā)明的實(shí)施例中，磁體包括背板，在該處滑塊被設(shè)置成附接在磁體的打開位置。通過(guò)改變背板的形狀和/或金屬性能可將附接力調(diào)整為合適。
[0020]在本發(fā)明的實(shí)施例中，磁體包括至少一個(gè)滑動(dòng)套管，其設(shè)置成控制滑塊的運(yùn)動(dòng)。滑動(dòng)套筒的第一端附接到磁體的背板，第二端附接到外殼，滑塊在保持位置與打開位置之間運(yùn)動(dòng)。磁體有利地具有四個(gè)滑動(dòng)套筒，它們?cè)O(shè)置在磁體的拐角。如果磁體包括彈簧，它們有利地設(shè)置成圍繞滑動(dòng)套筒。[0021]在本發(fā)明的實(shí)施例中，滑塊的將要位于電磁體的線圈內(nèi)的部分具有縮窄形狀。該形狀允許使用較大的永磁體和線圈。同時(shí)磁體的保持得以改善。
[0022]在本發(fā)明的實(shí)施例中，將外殼的將要接觸待抓住的物體的邊緣形成為斜邊而更薄。斜邊的目的是增大接觸表面的磁通密度，因此改善磁體的保持。斜邊的方向可影響磁體抓住不同厚度的物體的效果。
[0023]在本發(fā)明的實(shí)施例中，磁體包括控制由電磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的控制裝置。通過(guò)控制電磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度，可控制磁體的滑動(dòng)。包括永磁體的滑塊可以使磁體在其通常運(yùn)轉(zhuǎn)期間不用持續(xù)地需要外部電源。相對(duì)小的電源(例如電池)就可以很好地用作以控制目的運(yùn)行的電磁體的電源。其可設(shè)置為磁體的固定部分。磁體可完全無(wú)線地運(yùn)行，因此通常運(yùn)轉(zhuǎn)期間不需要外部電線。對(duì)磁體可完全無(wú)線地控制，由此控制電子設(shè)備和電池可以都位于磁體的蓋內(nèi)。控制器和/或電源也可以采取有線的，由此開關(guān)和/或控制單元可以位于磁體外。電源可來(lái)自于電池或另外的電源。控制電子設(shè)備和/或電源可以由若干磁體共用。
[0024]在本發(fā)明的實(shí)施例中，磁體控制裝置包括:電源(例如電池)；以及以受控方式從電源引導(dǎo)電流到電磁體、以便控制其運(yùn)行的裝置。
[0025]在本發(fā)明的實(shí)施例中，磁體包括用于接收控制裝置的控制信號(hào)的無(wú)線接收器。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備包括控制裝置和根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)磁體，磁體設(shè)置成產(chǎn)生保持力，控制裝置用于控制磁體產(chǎn)生的保持力。
[0027]附接設(shè)備可用來(lái)牢牢抓住例如另一附接設(shè)備(待操縱的物體和操縱基座)。另一方面，當(dāng)需要時(shí)，附接設(shè)備容易與另一附接設(shè)備(待操縱的物體和操縱基座)分離。在根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備中，借助磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)來(lái)完成抓住另一附接設(shè)備(待操縱的物體和操縱基座)。附接設(shè)備具有控制裝置，借此可控制由磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)，以便可以抓住和分離。
[0028]磁體的保持力的控制可手動(dòng)地執(zhí)行，例如通過(guò)附接設(shè)備中的開關(guān)或桿。電流連接到磁體也可設(shè)置成自動(dòng)地發(fā)生，例如通過(guò)計(jì)算機(jī)程序控制。可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)磁體以遠(yuǎn)程使用。遠(yuǎn)程使用可以是無(wú)線。在一實(shí)施例中遠(yuǎn)程使用可以是有線的。
[0029]通過(guò)控制電磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度，可控制保持力。包括永磁體的滑塊可以使得在其通常運(yùn)轉(zhuǎn)期間附接設(shè)備不用持續(xù)地需要外部電源作為保持力的來(lái)源。相對(duì)小的電源(例如電池)就可以很好地用作以控制目的運(yùn)行的電磁體的電源。其可設(shè)置為每個(gè)單獨(dú)的附接設(shè)備的固定部分。這樣的附接設(shè)備可完全無(wú)線地運(yùn)行，因此通常運(yùn)轉(zhuǎn)期間不需要外部電線。
[0030]在本發(fā)明的實(shí)施例中，保持力是可控制的，使得與附接物體關(guān)聯(lián)，附接設(shè)備的磁體的保持力按步驟或程度增大。在本發(fā)明的實(shí)施例中，保持力是可控制的，使得與分離物體關(guān)聯(lián)，附接設(shè)備的磁體的保持力按步驟或程度減小。在本發(fā)明的實(shí)施例中，如果檢測(cè)到磁體分離，則保持力可增大。將要分離的磁體例如可通過(guò)監(jiān)控滑塊的位置來(lái)檢測(cè)。
[0031 ] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制裝置設(shè)置成控制由磁體的電磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)。
[0032]在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制裝置包括:電源，例如電池；以及以受控方式從電源引導(dǎo)電流到磁體、以便控制其運(yùn)行的裝置。
[0033]在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制裝置被設(shè)置成使得磁體被單獨(dú)地控制。
[0034]在本發(fā)明的實(shí)施例中，附接設(shè)備包括用于接收控制裝置的控制信號(hào)的無(wú)線接收器。[0035]在本發(fā)明的實(shí)施例中，附接設(shè)備包括傳感器，其設(shè)置成感測(cè)附接設(shè)備是否附接到物體。
[0036]在本發(fā)明的實(shí)施例中，緊密褶皺(例如橡膠褶皺)附接到外殼的將要接觸待抓住的物體的邊緣，該褶皺設(shè)置成密封磁體與待抓住的物體之間的抓住點(diǎn)。通過(guò)經(jīng)由磁體的外殼在抓住點(diǎn)設(shè)置低壓，磁體也可被用來(lái)抓住非磁性的物體。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備包括根據(jù)本發(fā)明的第一磁體，在附接設(shè)備的第一端，第一磁體設(shè)置成產(chǎn)生使附接設(shè)備附接到操縱基座或另一附接設(shè)備或待操縱的物體的第一保持力；根據(jù)本發(fā)明的第二磁體位于附接設(shè)備的第二端，第二磁體設(shè)置成產(chǎn)生使附接設(shè)備附接到操縱基座或另一附接設(shè)備或待操縱物體的第二保持力；以及控制裝置，用于控制第一磁體和第二磁體產(chǎn)生的保持力。
[0038]附接設(shè)備可具有一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)可控磁體。附接設(shè)備也可具有一個(gè)或多個(gè)其它保持裝置。另一保持裝置可例如是一些機(jī)械保持裝置，例如夾子、吸杯或鉗子。附接設(shè)備可例如具有一個(gè)磁體和一個(gè)其它保持裝置。典型地，附接設(shè)備具有至少兩個(gè)這樣的保持裝置，其保持力能夠受控。另一保持裝置本身公知，所以對(duì)它們的運(yùn)行本文不作進(jìn)一步描述。
[0039]在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制裝置被設(shè)置成使得第一磁體和第二磁體是單獨(dú)可控制的。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第二磁體由附接設(shè)備的桿或開關(guān)手動(dòng)地控制或遠(yuǎn)程地控制。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，磁體中的一個(gè)手動(dòng)地控制，一個(gè)自動(dòng)地控制。因此相同的附接設(shè)備適合不同的使用目的和情形。
[0040]在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一磁體與第二磁體之間設(shè)置與磁通隔離的絕緣體，例如由玻璃纖維或其它隔離磁通的材料制造的板。其它合適的材料可例如是鋁、塑料、耐酸鋼和玻璃。因此一個(gè)磁體的運(yùn)行不會(huì)擾亂另一磁體的運(yùn)行。
[0041]在本發(fā)明的實(shí)施例中，磁體被隔離成防水的。在一實(shí)施例中，磁體被澆鑄到合適的硬化材料中，例如聚酯樹脂。有時(shí)防水很重要，因?yàn)椴倏v常常使用液體，液體可另外引起電器件的短路。
[0042]在本發(fā)明的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備在水下使用。在本發(fā)明的實(shí)施例中，整個(gè)附接設(shè)備被隔離成防水的。根據(jù)本發(fā)明的防水的附接設(shè)備(尤其是那些防水的并可遠(yuǎn)程使用的)特別適合在水下操縱。
[0043]在本發(fā)明的實(shí)施例中，在附接設(shè)備中，控制裝置包括以受控方式從電源引導(dǎo)電流到第一和/或第二磁體、以便控制其運(yùn)行的裝置。
[0044]在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制裝置包括:電源，例如電池；以及從電源引導(dǎo)電流到第一和/或第二磁體的裝置。換言之，附接設(shè)備因此具有其自己的電源，例如電池。
[0045]在本發(fā)明的實(shí)施例中，附接設(shè)備包括用于接收控制裝置的控制信號(hào)的無(wú)線接收器。根據(jù)本發(fā)明的配置因此包括無(wú)線發(fā)射器。當(dāng)使用無(wú)線附接設(shè)備時(shí)，可避免電線。在本發(fā)明的實(shí)施例中，附接設(shè)備包括用于傳送信息的無(wú)線發(fā)射器，這些信息例如是附接設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)、溫度、磁體的分離等從附接設(shè)備例如傳送到附接設(shè)備外的控制單元的數(shù)據(jù)。
[0046]在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，附接設(shè)備的控制裝置包括無(wú)線接收器和/或發(fā)射器，以便傳送控制數(shù)據(jù)。
[0047]在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，附接設(shè)備在通常使用中完全無(wú)線運(yùn)行。換言之，附接設(shè)備所需要的電被無(wú)線充電，數(shù)據(jù)傳送到附接設(shè)備并從附接設(shè)備傳送以無(wú)線方式執(zhí)行。[0048]在本發(fā)明的實(shí)施例中，附接設(shè)備的控制裝置包括用于附接設(shè)備的電磁體的控制設(shè)備。
[0049]在本發(fā)明的實(shí)施例中，附接設(shè)備的至少一端包括機(jī)械附接裝置，例如鉤、銷釘、螺栓或釘。第一磁體或第二磁體可因此被設(shè)置成移動(dòng)所述機(jī)械附接裝置。機(jī)械附接裝置也可手動(dòng)移動(dòng)。這樣的附接設(shè)備可設(shè)置成附加到操縱基座或由任一材料、也可以是非磁材料制造的待操縱物體。
[0050]機(jī)械附接裝置也可用作運(yùn)動(dòng)限制器或限制開關(guān)。自動(dòng)控制該配置可設(shè)置成將所述限制器或限制開關(guān)準(zhǔn)確地放置在待操縱物體的期望位置。機(jī)械限制器或限制開關(guān)可例如放置在待操縱物體的邊緣上的預(yù)期位置。當(dāng)這樣的限制器或限制開關(guān)就位時(shí)，待操縱的物體根據(jù)它們易于正確地放置。
[0051]在本發(fā)明的實(shí)施例中，附接設(shè)備包括框架，在框架的不同端部附接第一保持裝置和第二保持裝置，例如磁體。框架可例如為管狀或立方體。
[0052]在本發(fā)明的實(shí)施例中，附接設(shè)備由不銹鋼制造，另一實(shí)施例由玻璃纖維制造。
[0053]在本發(fā)明的實(shí)施例中，附接設(shè)備的框架包括根據(jù)需要選擇其長(zhǎng)度的裝置。框架可例如是伸縮的。框架可具有鎖定設(shè)備，例如夾子，用于按照期望鎖定附接設(shè)備的長(zhǎng)度。長(zhǎng)度的鎖定也可用永磁體完成。因此相同的附接設(shè)備適合不同的使用目的和情形。
[0054]在本發(fā)明的實(shí)施例中，附接設(shè)備的框架包括將其彎曲到期望的位置的裝置。框架可例如由兩部分組成，它們用鉸接件或接頭(例如用球窩接頭)結(jié)合在一起。框架可具有鎖定設(shè)備，例如夾子，用于根據(jù)需要鎖定位置。位置的鎖定也可用永磁體完成。因此相同的附接設(shè)備適合不同的使用目的和情形。
[0055]在本發(fā)明的實(shí)施例中，附接設(shè)備的框架包括若干液壓缸，例如框架的每個(gè)邊角有一個(gè)液壓缸。磁體閥等可用來(lái)控制液壓流體進(jìn)入缸的通路。當(dāng)流體能夠流動(dòng)時(shí)，液壓缸的長(zhǎng)度可改變。如果所有液壓缸的長(zhǎng)度改變相同的量，則框架的長(zhǎng)度改變，但是附接設(shè)備的端部(其保持設(shè)備)不會(huì)相對(duì)于彼此翻轉(zhuǎn)。另一方面，如果液壓缸的長(zhǎng)度以不同的方式改變，則附接設(shè)備彎曲。換言之，附接設(shè)備的端部(其保持裝置)相對(duì)于彼此翻轉(zhuǎn)。通過(guò)關(guān)閉磁體閥等，閥能夠鎖定就位。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的附接配置包括:至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備；產(chǎn)生附接設(shè)備的磁體的控制信號(hào)的控制單元；以及將控制信號(hào)傳送到附接設(shè)備的控制裝置的數(shù)據(jù)傳送設(shè)備。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)附接設(shè)備可用于將待操縱的物體附接到操縱基座。配置包括控制單元，例如可編程計(jì)算機(jī)及其產(chǎn)生到附接設(shè)備的磁體的控制信號(hào)的用戶界面。控制單元可與附接設(shè)備分離。配置還包括用于將控制信號(hào)傳送到附接設(shè)備的控制裝置的數(shù)據(jù)傳送設(shè)備。數(shù)據(jù)傳送設(shè)備可以是無(wú)線的，它們可使用一些已知的數(shù)據(jù)傳送方法，例如無(wú)線電、光、聲音等。
[0058]配置的一些實(shí)施例包括機(jī)器人或相應(yīng)的不可編程設(shè)備，其包括將附接設(shè)備放置在例如操縱基座上或附接到其它附接設(shè)備的期望位置的裝置。
[0059]機(jī)加工的金屬板或其它磁性物質(zhì)可例如用作操縱基座。系統(tǒng)本身也可用作其自己的操縱基座，即系統(tǒng)可從自身組裝操縱基座。夾具也可在沒有特別的操縱基座的情況下完全組裝。[0060]根據(jù)本發(fā)明的配置可具有充電設(shè)備，當(dāng)附接設(shè)備不進(jìn)行附接操縱時(shí)將附接設(shè)備連接到該充電設(shè)備。因此附接設(shè)備具有必要的裝置，例如實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電的連接器和電纜或裝置，借助這些裝置電源可連接至附接設(shè)備。當(dāng)使用無(wú)線附接設(shè)備時(shí)，可避免電線。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的充電設(shè)備也可設(shè)置成用作附接設(shè)備的停駐設(shè)備。
[0062]在根據(jù)本發(fā)明的附接物體的典型的方法中，根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備借助磁體產(chǎn)生的保持力附接到物體。
[0063]在本發(fā)明的實(shí)施例中，滑塊相對(duì)于外殼和芯部移動(dòng)，以便關(guān)閉和打開磁通的回路，即以便改變保持位置與打開位置之間磁體的狀態(tài)，當(dāng)磁通的回路閉合時(shí)，即當(dāng)磁體處于保持位置時(shí)，滑塊用第一永磁體的磁場(chǎng)與外殼及芯部關(guān)聯(lián)地保持，以及當(dāng)需要時(shí)，第一永磁體提供的磁通因與電磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)而至少部分地?cái)嚅_，以便改變磁體的狀態(tài)到打開位置。
[0064]在本發(fā)明的實(shí)施例中，用至少一個(gè)彈簧產(chǎn)生作用力，當(dāng)?shù)谝挥来盆F產(chǎn)生的磁通因電磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)充分削弱時(shí)，該作用力努力地使滑塊與外殼及芯部機(jī)械地分尚。
[0065]在本發(fā)明的實(shí)施例中，滑塊相對(duì)于磁體的剩余部分的運(yùn)動(dòng)用傳感器監(jiān)控，如果當(dāng)磁體處于保持位置時(shí)檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)，則磁體的保持力通過(guò)給電磁體線圈更多電流而增大。
[0066]當(dāng)磁體應(yīng)處于保持位置時(shí)，如果滑塊努力地移動(dòng)，給出信息到處理器的傳感器可放置在可移動(dòng)滑塊中，例如在背板中，在保持位置，相對(duì)于磁體的剩余部分移動(dòng)的滑塊將表示磁體在分離。因此處理器可通過(guò)沿合適的方向給線圈更多電流而增大磁體的保持力，這加強(qiáng)了磁通。這樣主動(dòng)監(jiān)控保持和按照需要增大強(qiáng)度是很重要的，以便系統(tǒng)可靠。關(guān)于磁體的保持或分離的信息可傳送給用戶或磁體所屬的系統(tǒng)。例如在焊接、切割和相應(yīng)的情形時(shí)，需要關(guān)于保持的實(shí)時(shí)信息。因此對(duì)不同緊固狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控(例如用在激光焊接中的那些)變得可能。
[0067]通過(guò)本發(fā)明，例如機(jī)器人等操縱機(jī)器可為自身組裝所需形狀的提升設(shè)備，以從根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備處理物體并且可以附加部件。
[0068]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，磁體(S卩，其可移動(dòng)滑塊)隨著電流脈沖引導(dǎo)進(jìn)入線圈而在保持位置與打開位置之間引導(dǎo)。脈沖的持續(xù)時(shí)間可例如為約半秒或0.1-1秒。
[0069]在保持位置，電流脈沖將磁通斷開到彈簧使滑塊移動(dòng)遠(yuǎn)離磁體的剩余部分并因此打開磁通的閉路的程度。磁體因此移動(dòng)到打開位置。用反向的脈沖使打開位置改變到保持位置，這樣增大磁通，使得滑塊關(guān)聯(lián)磁體的剩余部分移動(dòng)，由此再次關(guān)閉磁通的回路。
[0070]磁體部件的移動(dòng)例如借助處理器以受控方式通過(guò)給線圈例如PWM信號(hào)(脈寬調(diào)制)來(lái)控制。控制也可通過(guò)改變電流的電平發(fā)生。例如具有10秒總持續(xù)時(shí)間的脈沖在有信號(hào)時(shí)可由0.5秒部分組成，在沒有信號(hào)時(shí)由0.1秒部分組成。
[0071]本發(fā)明的不同實(shí)施例適合關(guān)聯(lián)各種物質(zhì)和操縱方法使用。本發(fā)明可用于例如形成斜邊、火焰切割、激光切割、水切割、等離子切割、管切割、焊接、打磨、機(jī)加工、沖壓、噴涂、噴砂、去毛刺、鉆孔以及用于臨時(shí)地相互附接部件。
[0072]通過(guò)本發(fā)明，待操縱的物體附接到其基座可簡(jiǎn)單地自動(dòng)進(jìn)行。可以對(duì)機(jī)器人編程，以將附接設(shè)備放置在操縱基座上的期望位置。機(jī)器人和自動(dòng)機(jī)構(gòu)的程序編制和設(shè)計(jì)不是本申請(qǐng)的目的，因此本文不進(jìn)一步討論。
[0073]合適的磁體的尺寸和需要的電流以及材料可以針對(duì)各種情形單獨(dú)選擇。例如在一些情況下，如果退磁不是目的，則必須小心永磁體不會(huì)被退磁。[0074]磁體的永磁部件可由不同磁性材料實(shí)施，例如AINiCo，所謂的稀土磁體，例如釹磁體(S卩NdFeB, NIB或Neo磁體)，或陶瓷磁性材料。例如，AINiCo磁性材料是合適的作為可退磁和重新磁化的磁性材料。AINiCo是金屬合金，其由鋁(Al)、鎳(Ni)和鈷(Co)制造。另外合金中可以是鐵、銅和鈦。典型的合金比為:8-12%的Al，15-26%的Ni，5-24%的Co，最大6%的Cu和1%的Ti，剩余的是Fe。例如，NdFeB和/或陶瓷磁性材料可被用作永磁材料。釹磁體是稀土磁體、釹、鐵與硼的合金。陶瓷磁體是用粉末冶金法制造的磁體，其具有大量的金屬氧化物。例如，陶瓷鐵素體是鐵磁性陶瓷材料，其具有氧化鐵、硼和鋇或鍶或鑰。一些合適的磁性材料的示例是AINiCO5、NdFeB40MG0e和陶瓷8。第一永磁體有利地由釹制造，第二永磁體由AINiCo材料制造。
[0075]根據(jù)使用的磁性材料和當(dāng)時(shí)的需要，磁夾的外部尺寸變化。滑塊可例如形成為柱形。柱形滑塊的直徑例如可小于200mm、小于100mm、小于50mm、25-200mm、25或50_100mm。滑塊的高度例如可小于IOOmm或小于50mm或小于IOmm或25_100mm或l_25mm或0.5_3mm。為了改進(jìn)保持，滑塊的直徑可例如比芯部大10-30%。
[0076]根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備可視為根據(jù)本發(fā)明的具有可控電源的磁體的一個(gè)實(shí)施例。在有利的實(shí)施例中，磁體通過(guò)相對(duì)于彼此移動(dòng)磁體的部件而部分機(jī)械地?cái)嚅_和開啟。根據(jù)本發(fā)明的磁體具有滑塊，滑塊包括永磁體部件，其設(shè)置成可相對(duì)于磁體的剩余部分移動(dòng)，滑塊可設(shè)置成至少部分位于線圈內(nèi)。一個(gè)或多個(gè)彈簧可以上描述的方式設(shè)置在可移動(dòng)滑塊與磁體的其它部件之間。
[0077]在本發(fā)明的實(shí)施例中，磁體被用作所謂的雙穩(wěn)態(tài)磁體。打開及關(guān)閉雙穩(wěn)態(tài)磁體只需要少量能量。雙穩(wěn)態(tài)磁體無(wú)需使用電能就能夠保持開啟和斷開。因此根據(jù)本發(fā)明的配置可用來(lái)減少過(guò)程中消耗的電能的量。
[0078]在本發(fā)明的實(shí)施例中，磁體用作電控緩沖器，其可同時(shí)也用來(lái)產(chǎn)生能量。線圈的磁場(chǎng)可用來(lái)使線圈內(nèi)移動(dòng)的滑塊的運(yùn)動(dòng)減速。如果例如包括釹的滑塊在線圈內(nèi)移動(dòng)，則線圈產(chǎn)生電流。因此這是產(chǎn)生電能的發(fā)電機(jī)。
[0079]根據(jù)本發(fā)明的磁體可用于沿金屬表面移動(dòng)的應(yīng)用。這樣的應(yīng)用的示例例如是洗滌船舶的底部的裝置，以及各種其它機(jī)器人，例如焊接和噴涂機(jī)器人。在這些應(yīng)用中，設(shè)備沿金屬表面移動(dòng)，因此它們需要強(qiáng)有力的牢牢保持的磁體。這種磁體有利地也能夠用少量能量控制。
[0080]根據(jù)本發(fā)明的磁體也可用于至少在打開位置與關(guān)閉位置之間控制電磁閥和磁閂。根據(jù)現(xiàn)有的科技的電磁閥和磁閂需要保持它們開啟或斷開的能量，而根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例僅需要用于改變狀態(tài)的能量。
[0081]根據(jù)本發(fā)明的磁體可用于控制移動(dòng)，因?yàn)榛瑝K設(shè)置成移動(dòng)。該可移動(dòng)滑塊可利用小脈沖移動(dòng)，由此釋放彈簧，并產(chǎn)生移動(dòng)，其總是保持在極端位置以等候新的脈沖。
[0082]根據(jù)本發(fā)明的磁體可用于使物體退磁。這是通過(guò)將磁體放置成接觸待退磁的物體以及將電流供給到電磁體而進(jìn)行的。滑塊典型地在退磁過(guò)程的期間內(nèi)被鎖定。
[0083]根據(jù)本發(fā)明的磁體/附接設(shè)備也可以固定方式、換言之無(wú)需磁體地附接到一些物體。附接方式可例如是固定螺釘連接或利用卡合產(chǎn)生的卡口連接，附接目標(biāo)可例如是提升設(shè)備、夾具或防火門。也可使用借助電產(chǎn)生附接，還可以借助液壓或高壓空氣產(chǎn)生附接。也可以利用第二磁體附接。附接也能采用壓接連接來(lái)進(jìn)行。尤其當(dāng)用導(dǎo)體供電時(shí)，使用磁體/附接設(shè)備的固定附接。在需要為磁體的電池充電的情形，不同的快速附接方法可被證明實(shí)用。
[0084]在本發(fā)明的實(shí)施例中，附接設(shè)備用于提升金屬部件(例如金屬板)，形成堆疊。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0085]以下參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中
[0086]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備，
[0087]圖2示出拆開的圖1的附接設(shè)備，
[0088]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第二附接設(shè)備，圖4示出拆開的圖3的附接設(shè)備，
[0089]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的打開的磁體，
[0090]圖6a示出根據(jù)本發(fā)明的第三附接設(shè)備的細(xì)節(jié)的部分截面，
[0091]圖6b示出根據(jù)本發(fā)明的第四附接設(shè)備的細(xì)節(jié)的部分截面，
[0092]圖7a、7b和7c示出根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備中的磁通的模擬圖，
[0093]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的配置，
[0094]圖9示出根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備，在此附接兩個(gè)桿鉗(lever plier),
[0095]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備的充電架，
[0096]圖11顯示操縱站，
[0097]圖12示出根據(jù)本發(fā)明的第二磁體，
[0098]圖13示出拆開的圖12的磁體，
[0099]圖14示出圖12的磁體處于保持位置的截面，以及
[0100]圖15示出圖12的磁體處于打開位置的截面。
【具體實(shí)施方式】
[0101]為清楚起見，在不同的實(shí)施例中，相同附圖標(biāo)記用于至少一些相應(yīng)的部件。
[0102]在圖1和圖2中所示的主要柱形地形成的附接設(shè)備10的中間，具有由例如玻璃纖維或一些其它材料等合適的材料制造的框架3，這些材料允許RF信號(hào)穿過(guò)。如果附接設(shè)備的控制信號(hào)是RF信號(hào)以外的某物，例如光，則框架的材料可以是適合該目標(biāo)的一些其它材料。附接設(shè)備的其它部分被支撐在框架上或它們被設(shè)置在其內(nèi)或利用螺釘結(jié)合在一起。在設(shè)備10的下邊緣，具有第一磁體8，其旨在將設(shè)備10附接到操縱基座。在設(shè)備10的上邊緣具有第二磁體1，第二磁體I的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)第一磁體8，第二磁體用于將設(shè)備10附接到待操縱的物體。
[0103]磁體I包括外殼19與芯部22,外殼19與芯部22之間設(shè)置電磁體部件11,即電磁體。電磁體11的線圈在圖中非常示意性地以虛線12繪制。電池6和兩個(gè)電路板2、7被設(shè)置在框架3內(nèi)，位于第一磁體和第二磁體之間。框架3具有能夠打開的維護(hù)活板門5，其通入框架，從而例如能夠更換電池6。發(fā)光二極管燈也通過(guò)框架設(shè)置，其可用來(lái)指示例如電池6的充電狀態(tài)或電池是否在充電。發(fā)光二極管也可用來(lái)指示例如第一磁體或第二磁體是否開啟或斷開。
[0104]在下部電路板、即第一電路板7中，具有例如電磁體11的控制電子設(shè)備、溫度計(jì)、和電池6的充電設(shè)備。在上部電路板、即第二電路板2中，具有在附接設(shè)備10與附接設(shè)備以外的控制單元之間傳送控制信息和操作信息的無(wú)線電發(fā)射器/接收器。
[0105]圖3和圖4示出附接設(shè)備10，其形狀主要是立方體或直角棱鏡形。上磁體I用附接螺釘13附接到設(shè)備的剩余部分。下磁體8用附接螺釘14附接到設(shè)備的剩余部分。上磁體I與下磁體8之間有框架3。框架3內(nèi)設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)的連接管15，借此上磁體I連接至下磁體8。除了其它部件以外，電路板2放置在連接管之間，位于所謂的框架部中。設(shè)備需要的電部件(例如選擇開關(guān)16)附接到電路板2，通過(guò)電部件可手動(dòng)地控制附接設(shè)備10的切換操作。利用選擇開關(guān)16，磁體I和8可例如開啟和斷開。它們可另外用來(lái)給出斷開附接設(shè)備10或觸發(fā)斷開的附接設(shè)備10的命令。選擇開關(guān)16可具有一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管指示器，可從這些發(fā)光二極管指示器看到關(guān)于磁體狀態(tài)的不同信息，例如“打開”或“關(guān)閉”或“系統(tǒng)故障”。電池7也附接到電路板2和利用充電設(shè)備為電池帶來(lái)充電電流的充電連接器17。充電連接器17例如也可以是條式的。框架3形成有開口 18，以用于選擇開關(guān)16。框架中害具有充電連接器17的開口(圖中未示)。
[0106]其中，通信所需的部件(例如RF發(fā)射機(jī)和接收器、監(jiān)控磁體狀態(tài)的傳感器和處理器，管理其中數(shù)據(jù)通信的軟件，運(yùn)轉(zhuǎn)的中斷和報(bào)警)也附接到電路板2。通信可以是例如與控制附接設(shè)備10的設(shè)備(即所謂的接口)直接進(jìn)行的雙向通信，或向另一附接設(shè)備和/或接口轉(zhuǎn)發(fā)信息。運(yùn)轉(zhuǎn)的中斷可例如由磁體I或8的狀態(tài)、溫度或電池的充電程度變差或其它異常引起。運(yùn)轉(zhuǎn)的中斷可例如設(shè)定為控制附接設(shè)備的程序的極限值，超過(guò)極限值將引起中斷。
[0107]圖5示出拆開的根據(jù)本發(fā)明的磁體8。例如圖3和圖4中所示的下磁體8可具有圖5中所示的結(jié)構(gòu)。圖3和圖4中的上磁體I可具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。磁體的滑塊30包括附接在一起的背板23、釹磁體24和前板25。推板的附接螺釘26將推板27附加到背板23。限位螺釘31使磁體8的部件保持在一起。滑塊設(shè)置成可相對(duì)于磁體8的剩余部分移動(dòng)。當(dāng)滑塊在下部位置時(shí)，其部分安放在電磁體的線圈29內(nèi)。推力彈簧32設(shè)置成圍繞限位螺釘31，使得它們努力地向上推動(dòng)滑塊30，即遠(yuǎn)離線圈29和芯部22。推力彈簧32由此幫助線圈29斷開磁體8并保持磁體8斷開。例如如果線圈29未完全地?cái)嚅_磁體8，而推力彈簧32已經(jīng)能夠?qū)⒒瑝K30推離，則磁體通過(guò)這些部件之間的配合而斷開。推板27使滑塊30對(duì)中就位并將彈簧32的推力傳遞到滑塊。
[0108]圖5的磁體8所抓住的物體抵靠磁體8的下表面放置。黃銅板20和21設(shè)置在磁體的外殼19內(nèi)的底部，芯部22位于它們之間。芯部22通過(guò)最外部的黃銅板20附接到外殼19，使得磁體8不具有運(yùn)動(dòng)部件，這能夠從外部看到。較小的黃銅板21附接到芯部22，從而磁體的下表面是平的。在其下部位置，滑塊30接觸芯部22，由此磁通能夠穿過(guò)而到達(dá)待抓住的物體。當(dāng)滑塊30被向上提升時(shí)，磁通到達(dá)待抓住的物體的通路被阻止。下磁體的外殼19用作傳導(dǎo)磁通的部件。相應(yīng)地，圖3和圖4中看到的上磁體的外殼47用作傳導(dǎo)上磁體I的磁通的部件。黃銅板20和21隔離磁通，使得其不能從外殼19泄漏到滑塊30。在外殼19的下邊緣具有斜邊28，其旨在接觸待抓住的物體。斜邊28引導(dǎo)磁通，以便獲得更大的保持力并增大磁體的表面附著。因此，由于斜邊28的存在，磁體與薄板也很好地保持。
[0109]前板25向底部變窄。因此滑塊30被縮窄，即成錐形。較大的線圈29可設(shè)置成圍繞縮窄的滑塊30。較大的線圈29可以利用較大的效應(yīng),從而可反過(guò)來(lái)使用較大的永磁體，例如釹磁體24。借助縮窄的滑塊，因此獲得比沒有縮窄時(shí)更大的保持力。[0110]圖6a示出根據(jù)本發(fā)明的第三附接設(shè)備的細(xì)節(jié)的部分截面。圖6b示出根據(jù)本發(fā)明的第四附接設(shè)備的細(xì)節(jié)的部分截面。在圖6a和圖6b中，磁體將要抓住的物體33被繪出成可以看到。圖中可看到背板23、外殼19、釹磁體24、前板25、電磁線圈29和芯部22。附接在一起的背板23、釹磁體24和前板25形成可移動(dòng)滑塊30。圖6a與圖6b之間的區(qū)別在于，滑塊30的表面和磁體的剩余部分(即圖中的外殼19)的接觸點(diǎn)34在圖6b中是豎向的，即沿滑塊的移動(dòng)方向。在圖6a中，接觸點(diǎn)34的相應(yīng)表面相對(duì)于滑塊30的運(yùn)動(dòng)方向傾斜。通過(guò)圖6b的解決方案，磁通回路的打開和關(guān)閉在一些情形下更為聞效。
[0111]圖7a、圖7b和圖7c示出根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備的磁體8的磁通的模擬圖。圖7a示出當(dāng)滑塊30處于下部位置時(shí)、即磁體處于保持位置的模擬模型。圖7b中的情形與圖7a相同，但是在圖中用線繪制出磁通的模擬通路。在圖7c中，滑塊30被提升而遠(yuǎn)離磁體的剩余部分、即外殼19。磁體因此處于打開位置。從圖中能夠看到磁通的通路在打開位置如何中斷。
[0112]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的使待操縱的物體附接到操縱基座的配置。該配置包括:控制單元、即接口 35;和根據(jù)本發(fā)明的三個(gè)相同的附接設(shè)備10、10’以及10〃。控制單元35從控制系統(tǒng)(圖中未示)向附接設(shè)備傳送信息。控制單元具有所謂的I/O入口，其可用5V、12V或24V電壓控制。控制系統(tǒng)可以是機(jī)器人(見圖12)、焊接設(shè)備、切割設(shè)備或其它相應(yīng)的可編程的設(shè)備。在程序中，其可在控制單元35的處理器上運(yùn)行，其被預(yù)先限定當(dāng)一定I/O命令到達(dá)時(shí)應(yīng)完成什么。I/O可例如是8、16、32或64位。
[0113]機(jī)器人例如向控制單元給出命令[32]。其例如可以表示“打開附接設(shè)備的上磁體”。控制單元的入口端口讀取命令[32]。附接設(shè)備10的上磁體的MAC地址是54321的信息已被預(yù)先編程到軟件中。因此控制單元發(fā)送命令[32]到地址54321。附接設(shè)備10中的處理器的軟件知道當(dāng)命令[32]到達(dá)時(shí)，上磁體應(yīng)打開。系統(tǒng)中的附接設(shè)備可以是相同的。只是它們的MAC地址是專用的。附接設(shè)備的MAC地址可用控制單元編程，所以只要附接設(shè)備被編程到系統(tǒng)中，任一可用附接設(shè)備10、10’或10"均可接收命令。因此，即使附接設(shè)備之一未使用，機(jī)器人中的程序也無(wú)需改變。系統(tǒng)中可同時(shí)具有若干、甚至數(shù)百個(gè)立方體。
[0114]幫助抓住待操縱物體33的各種工具可連接至根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備10。圖9示出根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備10,在此附接兩個(gè)桿鉗39。
[0115]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的附接設(shè)備的充電架40，其具有用于附接設(shè)備的六個(gè)位置41。當(dāng)不需要時(shí)，附接設(shè)備11被存放在充電架中。該架具有充電設(shè)備(圖中未示)，其具有適合附接設(shè)備10的充電裝置，例如適合圖3和圖4中看到的充電連接器17的連接器。該架中的附接設(shè)備10的電池可因此充電。當(dāng)被安置在該架中時(shí)，附接設(shè)備的位置的邊緣42有利地也定位該立方體。
[0116]圖11示出機(jī)器人43的操縱位置，其中使用根據(jù)本發(fā)明的配置。操縱位置具有十八個(gè)附接設(shè)備10和它們的充電架40，充電架40放置在工具架44中。金屬操縱表面45是空置的。機(jī)器人具有磁性工具46，利用磁性工具46從充電架40取得附接設(shè)備并將它們放置在操縱表面45上。當(dāng)從附接設(shè)備10組裝期望的夾具時(shí)，將待操縱的物體放置在夾具中，改變工具并開始操縱。
[0117]本發(fā)明的實(shí)施例的操作可例如描述如下。基于利用附接設(shè)備10的電路板2上的處理器來(lái)執(zhí)行的軟件，期望量級(jí)的電流被引導(dǎo)到線圈29。當(dāng)電流沿一定方向引導(dǎo)至線圈時(shí)，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)削弱永磁鐵24的磁場(chǎng)。在一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)處，可移動(dòng)滑塊30移動(dòng)遠(yuǎn)離磁體的剩余部分。例如當(dāng)彈簧32具有推動(dòng)滑塊30遠(yuǎn)離框架的力量時(shí)，發(fā)生分離，進(jìn)入打開位置。所以磁通不能通過(guò)，磁力減弱，磁體斷開，即磁體的保持關(guān)閉。當(dāng)下磁體8的保持?jǐn)嚅_時(shí)，其能夠被放置在金屬的操縱表面45上或另一附接設(shè)備上。此后電流沿保持被分離時(shí)的反方向供給到線圈29。因此沿線圈的方向引導(dǎo)電流，這加強(qiáng)了永磁鐵24的磁場(chǎng)。現(xiàn)在線圈的磁場(chǎng)開始朝向其拉動(dòng)永磁體部件24。最終，例如當(dāng)磁場(chǎng)比彈簧32的回彈系數(shù)更強(qiáng)時(shí)，滑塊30開始向保持位置移動(dòng)。最后，當(dāng)力充分增大時(shí)，磁通的回路再次閉合。因此磁體接受更多保持力。永磁體部件24可例如是釹磁體。
[0118]本發(fā)明的實(shí)施例的機(jī)器人控制該配置的操作可描述如下。控制單元35從機(jī)器人43接收命令“打開附接設(shè)備10的上磁體I”。控制單元35向附接設(shè)備10傳送信息。附接設(shè)備10接收信息并根據(jù)命令打開上磁體I。當(dāng)上磁體打開附接設(shè)備10時(shí)，依次向控制單元35發(fā)送信息、觀察該信息以及將將要由機(jī)器人43讀取的該信息轉(zhuǎn)發(fā)到控制單元的I/O端口:“附接設(shè)備10的上磁體I打開”。機(jī)器人可因此證實(shí)已經(jīng)收到信息，命令已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。
[0119]本發(fā)明的機(jī)器人控制配置的操作的另一實(shí)施例可描述如下。控制單元35從機(jī)器人43接收命令“打開附接設(shè)備10的上磁體I”。控制單元35向附接設(shè)備10傳送信息。如果附接設(shè)備10在一定時(shí)間框架內(nèi)不響應(yīng)信息，則控制單元35再次嘗試。如果附接設(shè)備10仍然不應(yīng)答，則控制單元35給出轉(zhuǎn)發(fā)命令。控制單元35在其內(nèi)存中具有關(guān)于系統(tǒng)使用哪個(gè)附接設(shè)備的信息，其請(qǐng)求最近的其它附接設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)該信息。現(xiàn)在附接設(shè)備10’接收請(qǐng)求以轉(zhuǎn)發(fā)信息并將信息轉(zhuǎn)發(fā)到附接設(shè)備10。附接設(shè)備10打開其上磁體并響應(yīng)附接設(shè)備10’的“附接設(shè)備10的上磁體I打開”。附接設(shè)備10’將信息轉(zhuǎn)發(fā)到控制單元35，控制單元35將其轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)器人43。因此信息已被接收，命令已被獲知。系統(tǒng)像這樣自己運(yùn)行，因此用戶不需要單獨(dú)觀察信息被接收。系統(tǒng)的任何附接設(shè)備可用作向系統(tǒng)中的任一其它附接設(shè)備的發(fā)射器。還可以在附接設(shè)備的處理器中將相應(yīng)的程序編寫到控制單元35中，由此附接設(shè)備自身可用作其他的控制器，無(wú)需單獨(dú)的控制單元35。
[0120]圖12示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的磁體，圖13示出拆開的相同的磁體。磁體8包括外殼19和芯部22，以及設(shè)置成相對(duì)于它們可移動(dòng)的滑塊30。滑塊30包括附接在一起的背板23、釹磁體24和前板25。芯部22包括AINiCo磁體(圖12和圖13看不到)，其設(shè)置成使得AINiCo磁體和釹磁體24的名稱不同的磁極彼此相對(duì)。
[0121]推板的附接螺釘26將推板27附加到背板23。推板27設(shè)置成與滑動(dòng)套筒51關(guān)聯(lián)，使得滑塊30能夠根據(jù)滑動(dòng)套筒51的控制而移動(dòng)。滑塊30因此設(shè)置成相對(duì)于磁體8的剩余部分是可移動(dòng)的。當(dāng)滑塊30處于下部位置時(shí)，其部分地安放在電磁體的線圈29內(nèi)。推力彈簧32設(shè)置成圍繞滑動(dòng)套筒51，使得它們努力地向上推動(dòng)滑塊30，即遠(yuǎn)離線圈29、芯部22和外殼19。由此推力彈簧32幫助線圈29斷開磁體8并保持磁體8斷開。例如，如果線圈29不完全斷開磁體8，而推力彈簧32能夠?qū)⒒瑝K30推遠(yuǎn)，則磁體8通過(guò)這些部件之間的協(xié)作而斷開。推板27使滑塊30對(duì)中就位并將彈簧32的推力傳遞到滑塊30。
[0122]磁體8包括后板53，其同時(shí)用作磁體8的附接板。螺釘52經(jīng)由滑動(dòng)套筒51使磁體8的部件保持在一起。螺釘52附接到滑動(dòng)套筒51的端部。平臺(tái)板54安裝在后板53與外殼19之間。電磁體所需的控制電子設(shè)備集成到電路板55。
[0123]圖12中的磁體8所抓住的物體抵靠磁體8的下表面放置。在其下部位置，滑塊30接觸外殼19和芯部22，由此磁通能夠經(jīng)過(guò)到待抓住的物體。當(dāng)滑塊30被向上提升時(shí)，磁通到待抓住的物體的通路被阻止。磁體的外殼19和芯部22用作引導(dǎo)磁通的部件。
[0124]圖12中所示的磁體8例如可用附接螺釘56附接到操縱基座或另一相應(yīng)的物體。
[0125]圖12中所示的磁體的操作原理借助圖14和圖15中的磁體的截面更詳細(xì)地呈現(xiàn)。圖14示出磁體處于保持位置，圖15處于打開位置。
[0126]在磁體8的保持位置，滑塊30處于下部位置。因此滑塊30的背板23接觸外殼19，前板25接觸芯部22。釹磁體附接在背板23與前板25之間。滑塊30利用永磁力保持接觸外殼19和芯部22，從而維持磁體8內(nèi)的磁通的閉路的部件。磁體所附接的物體33構(gòu)成磁通的閉路的部件，其位于磁體8的外部。外殼19和芯部22的接觸物體33的部件構(gòu)成磁體8名稱不同的磁極。芯部22包含AINiCo磁體57。
[0127]當(dāng)磁體8設(shè)置在打開位置時(shí)，滑塊30處于上部位置。滑塊30因此與外殼19和芯部22分離，因此磁通的回路不再閉合。
[0128]圖中僅示出根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。關(guān)于本發(fā)明的主要構(gòu)思的重要性較次級(jí)的因素、公知的或?qū)τ诒绢I(lǐng)域的技術(shù)人員明顯的因素(例如本發(fā)明可能需要的電纜、數(shù)據(jù)通信設(shè)備或支撐結(jié)構(gòu))未在圖中單獨(dú)示出。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，本發(fā)明并不僅僅局限于上述示例，而是本發(fā)明可在以下提出的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)變化。從屬權(quán)利要求呈現(xiàn)本發(fā)明的一些可能的實(shí)施例，它們本身不能被視為限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種磁體，包括: 第一永磁體，用于形成磁場(chǎng)，以及 外殼和芯部，所述外殼和所述芯部被設(shè)置成將磁通引導(dǎo)到待抓住的物體； 其特征在于，所述磁體包括: 滑塊，所述滑塊設(shè)置成相對(duì)于所述外殼和所述芯部是可移動(dòng)的，所述滑塊包括所述第一永磁鐵，以及 電磁體，用于移動(dòng)所述滑塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁體，其特征在于，所述滑塊包括第一滑塊部和第二滑塊部，所述第一永磁鐵被附接在所述第一滑塊部與所述第二滑塊部之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁體，其特征在于，所述滑塊被設(shè)置成可移動(dòng)的，使得在所述磁體的保持位置，所述第一滑塊部接觸所述外殼，而所述第二滑塊部接觸所述芯部。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磁體，其特征在于，所述電磁體的線圈被設(shè)置成至少部分地圍繞所述芯部。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磁體，其特征在于，所述芯部包括第二永磁鐵，所述第二永磁鐵被設(shè)置成使得所述第一永磁鐵和所述第二永磁鐵的名稱不同的磁極彼此相對(duì)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磁體，其特征在于，所述磁體包括至少一個(gè)彈簧，所述彈簧被設(shè)置成當(dāng)由所述第一永磁鐵產(chǎn)生的磁通因所述電磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)而被充分削弱時(shí)，所述彈簧使所述滑塊與所述外殼及所述芯部機(jī)械地分離。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磁體，其特征在于，所述磁體包括至少一個(gè)滑動(dòng)套管，所述滑動(dòng)套管被設(shè)置成控制所述滑塊的運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磁體，其特征在于，所述滑塊的將要位于所述電磁體的線圈內(nèi)的部件具有縮窄的形狀。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磁體，其特征在于，所述外殼的將要接觸待抓住的物體的邊緣被形成為斜邊而更薄。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磁體，其特征在于，所述磁體包括用于控制由所述電磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的控制裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁體，其特征在于，所述控制裝置包括:電源，例如電池；以及用于以受控方式從所述電源引導(dǎo)電流到所述電磁體以控制所述電磁體的運(yùn)行的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的磁體，其特征在于，所述磁體包括用于接收所述控制裝置的控制信號(hào)的無(wú)線接收器。
13.一種附接設(shè)備，其特征在于，所述附接設(shè)備包括: 至少一個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磁體，所述磁體被設(shè)置成產(chǎn)生保持力，以及 控制裝置，用于控制由所述磁體產(chǎn)生的保持力。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的磁體，其特征在于，所述控制裝置被設(shè)置成控制由所述磁體的電磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的附接設(shè)備，其特征在于，所述控制裝置被設(shè)置成使得所述磁體是能夠單獨(dú)控制的。
16.一種附接設(shè)備，包括: 第一磁體，位于所述附接設(shè)備的第一端，所述第一磁體被設(shè)置成產(chǎn)生用于將所述附接設(shè)備附接到操縱基座或另一附接設(shè)備或待操縱的物體的第一保持力， 第二磁體，位于所述附接設(shè)備的第二端，所述第二磁體被設(shè)置成產(chǎn)生用于將所述附接設(shè)備附接到操縱基座或另一附接設(shè)備或待操縱的物體的第二保持力， 控制裝置，用于控制由所述第一磁體和所述第二磁體產(chǎn)生的保持力， 其特征在于，所述第一磁體和/或所述第二磁體是根據(jù)前述權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的磁體。
17.一種附接配置，其特征在于，所述配置包括: 至少一個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求13-15中任一項(xiàng)所述的附接設(shè)備， 控制單元，產(chǎn)生用于所 述附接設(shè)備的磁體的控制信號(hào)，以及 數(shù)據(jù)傳送設(shè)備，用于將所述控制信號(hào)傳送到所述附接設(shè)備的控制裝置。
18.一種用于附接物體的方法，其特征在于，所述方法包括: 借助磁體產(chǎn)生的保持力將根據(jù)前述權(quán)利要求13-15中任一項(xiàng)所述的附接設(shè)備附接到物體。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于: 相對(duì)于外殼和芯部移動(dòng)滑塊，以便閉合和打開磁通的回路，也就是以便改變所述磁體的在保持位置與打開位置之間的狀態(tài)， 當(dāng)所述磁通的回路閉合時(shí)，即所述磁體處于保持位置時(shí)，利用所述第一永磁體的磁場(chǎng)使所述滑塊與所述外殼及所述芯部保持關(guān)聯(lián)，以及 當(dāng)需要時(shí)，通過(guò)利用所述電磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)，至少部分地?cái)嚅_由所述第一永磁體提供的磁通，以便將所述磁體的狀態(tài)改變?yōu)榇蜷_位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的方法，其特征在于: 利用至少一個(gè)彈簧產(chǎn)生力，當(dāng)由所述第一永磁鐵產(chǎn)生的磁通因由所述電磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)而被充分削弱時(shí)，所述力努力地使所述滑塊與所述外殼及所述芯部機(jī)械地分離。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求18-20中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 利用傳感器監(jiān)控所述滑塊相對(duì)于所述磁體的剩余部分的運(yùn)動(dòng)，如果當(dāng)所述磁體處于保持位置時(shí)檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)，則通過(guò)向所述電磁體的線圈供給更多電流來(lái)增大所述磁體的保持力。
【文檔編號(hào)】H01F7/16GK103563019SQ201280025434
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月25日
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