用於移動負載及用於其控制的裝置和方法與流程

2023-05-23 07:51:56 2

本發明目的是用於移動負載及用於其控制的裝置和方法。特別地，本發明涉及用於調節第一平面，例如與自動機器和/或與物體平面一體的平面，相對於平面或者參考方向，例如重力方向，定位和/或定向的裝置。

更具體地，本發明由裝置構成，該裝置使得可以沿著至少一個軸線移動自動機器的下部的至少多個點和/或物體的至少多個點，以便調節機器和/或物體相對於參考方向的定向和/或傾斜度。當使用自動機器加工和/或處理物體時，通常需要或在任何情況下非常希望的是：正在被加工的物體相對於至少一個理想參考平面，例如大致垂直於重力的平面或者直接相對於重力方向，具有某個定向。

背景技術：

通常，待加工物體必須相對於其被適當地定向的方向可以由任何直線的方向組成，所以對重力的參考僅與以下事實相關：用於檢測物體的傾斜度的儀器是基於與儀器一體的給定方向與重力方向之間的角度，如在常規水平儀的情況下。事實上，假定加工裝置相對於重力正確地放置，並且先假設待加工的物體也處於相對於重力的某個位置，然後將加工裝置用於進行加工。

這樣的目的在於加工和/或處理的精度，其實現是基於物體相對於自動機器的部件的布置處於預定位置的假定。主要是由於機器放置在其上的表面中的缺陷以及/或者因為物體的結構變形，所以經常發現物體本身處於不適當的位置，因為物體放置在與機器結構一體的實際放置平面上，但是相對於參考平面或重力被不正確地定向。

例如，鑑於情況是：尋求由機器正確執行的操作的目的是為了物體放置在垂直於參考平面的實際放置平面上，如果物體所放置的實際平面的法線相對於參考平面的法線傾斜，則必須改變該實際放置平面。為此目的，然後必須繼續調節物體安放在其上的機器的一個或更多個放置點的高度，以便由此也改變用於將物體放置在機器上的實際放置平面的定向。或者，可以繼續調節用於將物體放置在機器平面上的一個或更多個放置元件的高度，以便由此也改變用於將物體放置在機器上的實際放置平面的定向。

目前通過使用手動或電子設備檢測該實際平面相對於參考平面法線的定向來執行用於調節放置物體的實際放置平面的定向的調整過程。檢測之後是一個或更多個手動過程，用於使用提升這些放置點的手動激活的升降設備來降低和/或提升機器在地面上的一個或多個放置點。

每個手動位移意味著加工設備的平面的未知位移和/或待加工物體的未知位移。由於這個原因，在每次位移之後，繼續檢查實際放置平面的法線的新傾斜度，並且可能使用升降設備再次幹預這些放置點，直到相對於參考方向達到待處理/加工物體將位於其上的實際放置平面的令人滿意的定向。

通常，目的是相對於第二理想直線定向與和機器一體的第一理想表面垂直的第一理想直線。為了實現該目的，通常地，以上解釋的和旨在找到期望的傾斜度的移位和測量過程必須被執行至少兩次。

事實上，用於檢測第一直線相對於第二直線的傾斜度的單個檢測裝置允許測量在與檢測設備一體的平面上的第一直線的投影和第二直線的投影之間的角度。

鑑於用於移動機器和/或物體的放置點的過程的完全手動的性質，需要相當長的時間來根據需要調節機器的定向，並且這涉及延長的停機時間，結果增大了機器用戶的總成本。另外，用於幹預機器和/或物體在機器平面上的放置點的過程的手動特性不允許在賦予各個放置點的移動量上的高精度。這使得對任何彈性形變的補償非常困難，並且儘管這種形變甚至可以是非常輕微的，但是其會使得待加工物體的定位對於給定公差是不足的。

特別地，當打算加工或處理大物體時，出現先前的缺點，在這種情況下，可能希望量化大物體與標稱數據相比的變形和/或不完善度。在這種情況下，實際上有必要使用相同的上述手動升降設備來幹預物體在該實際放置平面上的一個或更多個放置點，但是其中後者被放置在用於物體的該實際放置平面與物體本身之間。

此外，這些過程的手動特性通常需要存在：提供升高機器的放置點的至少第一操作者，以及負責在由第一操作者引起的移動之後來檢測物體的實際放置平面的新傾斜度的第二操作者。

更具體地，在操作者幹預機器的放置點的情況下，鑑於手動操作的升降設備位於機器的最下部和/或位於其中機器和相關加工設備將在此操作的區域附近，存在一些安全性風險。此外，用於調節機器的放置點的高度的設備位於相當受限的區域中，這使得需要拆卸機器的部件，需要更多的時間，並且尤其使得更難以執行用於移動放置點的過程。

此外，目前這種調節通常必須由製造公司的熟練技術人員現場進行，因為幹預需要一定程度的經驗。

技術實現要素：

本發明的一個目的是提供一種用於移動負載及用於其控制的裝置和方法，該裝置和過程能夠調節物體的放置平面(例如在自動機器上)相對於參考平面或者相對於參考方向，例如重力方向的位置和/或定向，與當前的現有技術的方法相比，這使得可以減少用於該調節的時間並且因此實現與該調節相關聯的成本的顯著降低。

本發明的另一目的是提供一種裝置，相對於當前的現有技術方法，該裝置使得可以簡化該過程並且實現更好的結果。

本發明的進一步的目的是提供一種裝置，該裝置使得也可以由可能由沒有被培訓以幹預機器的操作者來執行該調節。

本發明的另一個目的是提供一種裝置，該裝置使得可以執行該調節而不需要操作者位於機器的潛在危險區域中，因此提高了操作者在調節過程期間的安全性。

這些目的通過一種用於移動負載及用於其控制的裝置而實現，該裝置包括在一項或多項所附權利要求中闡述的技術特徵：

—控制單元，其被配置為接收至少第一信號並至少根據該第一信號發送驅動信號；

—馬達，其被配置為至少根據所述驅動信號產生移動；

—致動器，其連接到所述馬達，並且被配置為至少根據由所述馬達產生的所述移動而將移動傳遞到所述負載；

—測量設備，其適於檢測與所述移動在物理上相關的物理量；

所述控制單元至少部分地被編程為至少根據所述第一信號和由所述測量設備執行的至少一個檢測來控制由所述馬達產生的移動。

本發明的優選實施例可包括以下方面中的至少一個。

優選地，其包括用於在所述電動馬達和所述致動器之間傳輸運動的傳動設備。

所述測量設備優選地包括傳感器。所述控制單元優選地包括印刷電路板。優選地，其包括適於將所述驅動信號從所述控制單元傳輸到所述馬達的連接設備，並且所述驅動信號有效地增大和/或減小和/或調節與所述馬達產生的移動相關聯的速度。優選地，其包括適於在所述控制單元和所述測量設備之間至少傳輸第二信號的連接設備，所述第二信號有效地激活至少部分所述測量設備。

優選地，其包括適於在所述測量設備和所述控制單元之間至少傳輸第三信號的連接設備，所述第三信號與所述測量設備檢測的物理量至少部分地相關。

所述控制單元優選地適於至少根據所述第三信號控制所述驅動信號的時間模式。所述控制單元優選地適於至少基於所述第一信號控制所述驅動信號的時間模式。所述控制單元優選地適於基於至少所述第一信號和至少所述第三信號控制所述驅動信號的時間模式。

所述致動器優選地包括帶有斜面的行動裝置，該行動裝置包括適於使所述斜面相互滑動的元件。

所述元件至少部分地帶螺紋。

所述馬達優選地包括驅動軸。

所述物理量優選地與驅動軸的旋轉相關。

所述傳感器優選地包括編碼器。

所述馬達優選地是電動馬達。

所述傳動設備優選地包括傳送帶。所述傳動設備優選地包括第一皮帶輪和第二皮帶輪。

所述第一皮帶輪優選地適於藉助於馬達旋轉並且作用為驅動輪，而第二皮帶輪適於旋轉致動器元件並且作用為從動輪。優選地，所述第一皮帶輪和所述第二皮帶輪是帶齒的，所述傳送帶是帶齒的，並且皮帶輪嚙合在傳送帶上。

所述傳動設備優選地包括具有至少一個齒輪的機構。

所述機構優選地包括行星齒輪。所述機構優選地在從馬達到致動器的運動方向上布置在傳送帶前方。

所述機構、所述第一皮帶輪、所述傳送帶和所述第二皮帶輪優選地在從所述馬達到所述致動器的運動方向上順序地布置。

鑑於所述馬達和所述第一皮帶輪在垂直於致動器作用方向的平面上的投影，所述馬達和所述第一皮帶輪優選地被布置在與所述第二皮帶輪和所述致動器的布置方向相反的方向上。

鑑於所述馬達和所述致動器在與所述致動器的致動方向垂直的平面上的投影，所述馬達優選地在致動器的旁邊。

例如，負載能夠由下列項構成：

—執行給定加工方法的物體或者工業機器的一部分；

—所述工業機器的物體放置平面，其中相對於參考平面的位置和/或定向而調節該放置平面；

—結構平面，其中相對於參考平面的位置和/或定向而調節所述平面。

控制單元適於接收的第一信號可來自於個人計算機、筆記本、行動電話(諸如智慧型電話)或者平板電腦，或者來自於類似的裝置。

有利地，發送第一信號的裝置包括配置用於將該第一信號以無線方式傳輸到控制單元的發送器，並且用於控制裝置移動的控制單元關聯於合適的接收器。

使用的無線技術優選地是WIFI或者Bluetooth類型。

附圖說明

在通過所要求保護的更一般概念的非限制性示例提供的以下詳細描述中，將進一步闡明本發明的特徵。

詳細說明引用了附圖，其中：

-圖1是根據本發明的用於移動負載及用於其控制的裝置的示意性透視圖；

-圖2是圖1的裝置的俯瞰示意圖；

-圖3是圖1的裝置的不同角度的另一示意性透視圖；

-圖4是沿著圖2的線IV-IV截取的裝置的示意性截面側視圖；

-圖5是根據本發明的裝置的塊形圖。

具體實施方式

圖1中示出了示意性透視圖，其表示根據本發明的用於移動負載及用於其控制的裝置1(或系統)的可能實施方式。

該裝置適於移動，特別是遠程地移動具有任何尺寸和重量(包括顯著尺寸和重量)的物體，以便產生規定的移動。特別地，該裝置可以應用於需要對物體進行校平、預先限定移動的實體的所有情況，例如促使物體/部件的定位/校平以加工它們和/或促使對整個機器或結構的校平。

有利地，根據本發明的裝置包括馬達2，附圖中可見馬達2的外殼2a。馬達2優選地是電動式馬達。

根據可能的實施方式，裝置2包括傳動設備3和4，用於傳輸由馬達2產生的移動，並且可操作地插入在馬達2和適於提升負載的致動器5之間。根據可能的實施方式，傳動設備3和4被容納在兩個外殼3a和4a中。

參考圖1，致動器5包括外殼5a和軛部5b，軛部5b在本實施方式中可以沿著軸線C平移。致動器5優選地部分地位於外殼5a內部，以保護其結構。

圖4中示出了沿圖2的線IV截取的致動器5的截面，致動器5有利地包括元件5c，該元件5c適於使具有斜面的校平器的斜面5d和5e相互滑動。根據本發明的優選實施方式的類型的致動器5包括至少部分地帶螺紋的元件5c。

參考圖4的實施方式，斜面5d與至少部分帶螺紋的元件5c插入其中的下部支撐5f成一體。軛部5b與呈現在斜面5d上滑動的斜面5c的底板5g成一體。

下部支撐5f優選地被穿孔以便減小元件5c的摩擦表面，並且在負載沿著軸線C的滑動速度和所需的馬達功率之間達到令人滿意的平衡。

板5g和軛部5b也優選地被穿孔以節省材料。

在圖2表示本發明優選實施方式的俯瞰視圖，其可以區分出與下部支撐5f一體的斜面5d的一部分。

在圖4中，可以看到元件5c的旋轉確定了沿著下部支撐5f的軸線B的平移，且由此確定了斜面5e和斜面5d之間的相對滑動。這種滑動導致軛部5b沿軸線C的平移，該軛部5b優選地是與板5g成一體的單件。

在優選的實施方式中，外殼5a被密封，並且在內部限定填充有油的密封室。

換句話說，裝置1的機械部件，即板5g、元件5c和下部支撐5f被浸在油槽中。

在這方面，提供適當的墊圈並使其與板5g和元件5c相關聯，以便將外殼5a(或腔)的內部與外部液壓隔離。

這些墊圈優選地錨固到殼體5a，並且可滑動地附接到板5g和元件5c。

有利地，以這種方式，裝置1還可以放置在具有高濃度的屑片、冷卻液、灰塵或其它外部因素的潮溼區域或加工區域中。

參考圖1～3，裝置1優選地包括電池6，電池6適當地裝備有用於與裝置的部件連接的適當設備。

有利地，電池的存在避免了對裝置敷設電線的需要，這在諸如具有排屑等的機械加工的應用中是特別可觀的，這些應用中存在多個移動元件和大量冷卻劑。

優選地，電池6是鋰聚合物(LiPo)類型。

有利地，以這種方式，電池具有小尺寸、合適的形狀和有限的重量。換句話說，使用電池6LiPo有助於同時限制裝置的尺寸和重量。

根據可能的實施方式，裝置1包括控制單元7。

該控制單元7包括例如被配置為例如從計算機接收至少第一信號S1的印刷電路板7b(圖5)。印刷電路板7b優選地位於盒子7a內。

在優選的實施方式中，控制單元7包括具有遙控裝置的通信模塊。

換句話說，通信模塊被配置為從所述遠程裝置發送和/或接收數據，優選地通過用戶接口模塊進行。

更確切地，裝置1並且特別是控制單元7包括與印刷電路板7b相關聯的通信裝置11，以允許通過通信網絡驅動馬達2。

詳細地，通信設備11包括可從遠程裝置PC(例如PC、智慧型電話或平板電腦)訪問的接口12模塊，以將所述第一信號S1發送到所述控制單元7，特別是印刷電路板7b。

在優選的實施方式中，通信設備11包括配置成建立到通信網絡的固定連接的路由器，以允許遠程裝置PC訪問控制單元7。

通過使用工具使得該路由器用於無線通信，並且優選地通過頻帶3G和/或4G，可以支持如GPRS、EDGE、UMTS、HSDPA和HSUPA的技術。

在優選的實施方式中，通信網絡基於IP類型協議。

因此，路由器構配置為保持其自己的IP位址(靜態IP)，以便於訪問裝置1。

在優選的實施方式中，接口模塊12是一種web應用，通過該web應用，用戶可以通過經由使用上述通信網絡的通信設備11，即路由器將第一信號S1發送到控制單元7，從而甚至遠程地驅動發動機2。

根據可能的實施方式，第一信號S1有利地與要傳遞給負載的移動相關。具體地，印刷電路板7b被編程，以利用驅動信號來控制由馬達2根據至少第一信號和至少與馬達的給定位置或者構造相對應的物理量產生的移動。例如，可以通過測量設備10來檢測該物理量，該測量設備10優選地包括傳感器10，例如編碼器，並且測量設備10有利地布置在馬達2附近。

在優選的實施方式中，編碼器10是增量型的。然而，優選地，該編碼器與控制單元7相關聯，特別是與電卡7b相關聯，以向其發送第三相對信號S3'。

電子板7b又被編程以處理該信號S3'，以使其成為絕對的，從而使得由該裝置執行的自測量準確，並且同時以較低的成本獲得這樣的結果。

當致動器5例如從磁軛5b施加的移動達到優選地由用戶例如通過發送第一信號和通過計算機設置的值時，印刷電路板7b使馬達2停止。電池6(如果存在)適於對馬達2和/或至少部分電子部件供電，例如控制單元7或傳感器。

在本發明的優選實施方式中，傳動設備4包括一對皮帶輪8a、8b以及傳送帶9。在圖3中，僅部分地示出了容納傳送帶9和皮帶輪8a、8b的外殼4a。

第一皮帶輪8a適於由馬達2旋轉並用作驅動輪，而第二皮帶輪8b安裝在元件5c上並用作從動輪。圖3中未示出致動器5的外殼，因此可以觀察到其中插入有元件5c的下部支撐5f，其旋轉使得斜面5d相對於板5g的斜面5e滑動，從而使軛部5b向上平移。

第一皮帶輪8a和第二皮帶輪8b優選是帶齒的，並且它們與帶齒的傳送帶9嚙合。

優選地，例如如圖1～3所示的傳動設備3包括容納在外殼3a中且包括至少一個齒輪的至少一個機構，該齒輪可以是行星齒輪的一部分。

在優選的實施方式中，該機構包括行星齒輪的多個級，優選地以級聯(串聯)布置的至少三個級。

以這種方式，可以獲得高達1∶3000的減速比。

有利地，以這種方式，可以在確保處理高負載的可能性的同時，使用小型(例如150W)的馬達2。

在從馬達2至致動器5的運動方向上，該機構，特別是行星齒輪優選地布置在傳送帶9之前，如圖3所示。

如圖1～3所示，本發明的優選實施方式包括容納在外殼3a中的機構，第一皮帶輪8a、傳送帶9和第二皮帶輪8b(後者容納在外殼4a中，從而在圖1和圖2中不可見)沿從馬達2到致動器5的運動方向順序地布置。

如尤其在圖2中可以看出的，鑑於這些部件在與致動器5作用和平移軛5b的方向垂直的平面上的投影，例如圖2中所示的平面，馬達2和第一皮帶輪8a沿著軸線A在與方向B'相反的方向A'上布置，其中第二皮帶輪8b和致動器5沿著軸線B根據方向B'布置。

以這種方式，鑑於它們在垂直於致動器5的致動方向的平面上的投影，馬達2在致動器5旁邊。這一方面確保了良好的緊湊度。此外，在圖2中可以注意到，致動器5和第二皮帶輪8b沿著軸線B對準，軸線B平行於軸線A，馬達2和第一皮帶輪8a沿著軸線A對準。

參考圖5，在裝置的圖中示意性地示出了馬達2、致動器5和印刷電路板7b。遠程裝置(諸如計算機、智慧型手機等)表示為PC，用戶可以通過遠程裝置與如上下文所述的裝置交互。

以數字10表示適於檢測與馬達2的移動相關的移動參數的傳感器。在本發明的優選實施例中，傳感器10檢測的移動參數以馬達2的驅動軸執行的轉數表示。

依據根據本發明的裝置1的優選實施方式，該裝置包括適於在印刷電路板7b和馬達2之間至少傳輸驅動信號Sp的連接設備。該驅動信號Sp可有利地有效增大和/或減小和/或更通常地用於調節與由馬達2產生的移動相關聯的速度。特別地，驅動信號可以有利地有效增大和/或減小和/或更一般地用於調節馬達2的可能的驅動軸的旋轉速度。以這種方式，印刷電路板7b可以基於由傳感器10執行的檢測並基於第一信號S1移動和/或激活致動器5。該第一信號S1優選地與用戶通過接口模塊12輸入到遠程裝置PC中的數值成比例，並且對應於希望通過致動器5的軛部賦予負載的移動值。

裝置1優選地還包括適於在印刷電路板7b和傳感器10之間傳輸至少第二信號S2的連接設備。第二信號優選地有效激活傳感器10。以這種方式，印刷電路板7b可以以這樣的方式起作用：使得傳感器10僅在馬達2由同一印刷電路板7b激活時被激活，使得傳感器10的至少一個檢測可以與移動參數相關，移動參數又與馬達2由於被激活而產生的移動相關的。由馬達2產生的該移動又與致動器5施加的移動相關，並且因此與負載所經歷的移動相關聯，從而定義了在傳感器10的至少一個檢測與負載已經經歷的移動之間的聯繫。

有利地，裝置1可以包括適於在傳感器10和印刷電路板7b之間至少傳輸第三信號S3的連接設備。第三信號S3與傳感器10的至少一個檢測相關聯，基於該信號，印刷電路板通過驅動信號Sp控制由馬達2產生的移動，並且由此控制負載已經經歷的移動。

優選地，印刷電路板7b被編程，以便被配置為基於和/或根據至少第一信號S1來控制驅動信號Sp。以這種方式，印刷電路板7b可以基於用戶旨在給予負載的移動來加速、減慢和更通常地調節由馬達2產生的移動。

優選地，印刷電路板7b被編程，以便被配置為基於和/或根據至少第三信號S3來控制驅動信號Sp，該第三信號S3由於上文所述的原因與負載已經經歷的移動相關。

優選地，印刷電路板7b被編程，以便被配置為基於和/或根據至少第一信號S1和第三信號S3來控制驅動信號Sp，如上所述，第一信號S1和第三信號S3分別與用戶希望給予負載的移動和負載已經經歷的移動相關。

如從圖5中的箭頭可以注意到的，個人計算機PC優選地以第一信號S1的形式將用戶期望的移動發送到印刷電路板7b，印刷電路板7b以這樣的方式被編程：通過驅動信號Sp並基於傳感器10的檢測以及基於該第一信號S1來起動並調節由馬達2產生的移動，傳感器10的檢測通過第三信號S3的形式到達印刷電路板7b。例如通過第二信號S2進行印刷電路板7b對傳感器10的啟動，而通過驅動信號Sp進行該移動的調節和/或控制，並且由此調節和/或控制馬達2產生的移動，並且由此還調節和/或控制其起動。

通過在圖5中未示出但優選位於箭頭K的水平處的傳動設備，馬達2作用於致動器5，致動器5又導致負載的移動。馬達2和傳感器10之間的箭頭H表示傳感器連接到馬達2，以便能夠檢測相對於所產生的移動的至少一個參數，並且傳感器10和印刷電路板7b之間的箭頭表示傳感器10的至少一個檢測已經通過第三信號S3傳輸到印刷電路板7b。上述信號可以通過合適的連接裝置在各種部件之間傳遞，這些部件至少部分地可以是電子類型的，諸如與轉換元件相關聯的傳感器(transducer)，這兩者都位於傳感器(sensor)10和印刷電路板7b之間。

優選地，控制單元7並且特別地印製電路板7b配置成驅動馬達2，以便彌補行星齒輪的固有遊隙。

更精確地，印刷電路板7b被編程為驅動馬達2和致動器5，使得總是以與負載或重力相反的移動方向到達用戶通過接口模塊12給予的目標位置。

換句話說，如果目標位置相對於檢測到的位置處於更大的高度，則印刷電路板7b驅動發動機2以提升負載，從而到達其目標位置。

相反，如果目標位置相對於檢測到的位置處於較低高度，則印刷電路板7b驅動發動機2以降低負載，直到到達低於目標位置的停止位置，然後以相反方向再次驅動馬達2，以便提升負載直到到達目標位置。

有利地，通過總是與負載相對地工作，可以避免行星齒輪的遊隙，以「標準化」測量。

注意，優選地，接口模塊12可在兩個不同模式中切換。

已經描述的第一模式規定了用戶可以設置期望的位移並且控制板7b相應地驅動馬達2。在第二模式或輕推模式中，用戶接口被配置為向控制單元7發送第一信號S1，該第一信號S1表示與來自用戶的時間命令相等的持續時間的移動。

換句話說，在該模式中，接口模塊12包括由用戶連續控制並代表在上升或下降方向上的移動的控制元件。

在用戶釋放控制元件時，接口模塊被配置為向控制單元7發送表示發動機2的停止的第一信號S1。

優選地，在該模式中，控制單元7然後被配置為總是通過通信設備11向接口模塊12發送表示負載的瞬時位移的信號或第三信號S3。

所述接口模塊包括被編程為顯示瞬時位移的用戶數據的至少一個可視化模塊，從而允許對裝置1的「手動」驅動。

根據可能的方面，本發明涉及使用裝置1的過程，其中所述過程包括如下步驟：將垂直於與機器一體的第一理想表面的第一理想直線相對於能夠垂直於第二理想參考表面的第二理想直線定向。基於傾斜度檢測器對該傾斜度的至少一個檢測來進行該定向，該傾斜度檢測器優選地是電子的並且提供在微米範圍內的精度和/或精確度。通過使用上述的裝置改變第一理想表面的一些點的位置，來執行對第一理想直線的定向。

該第一理想表面優選地包括例如放置在多個致動器5上的該機器的工作表面，並且第二理想參考表面優選地平行於重力。

該機器優選地是用於加工和/或處理物體的工業機器，並且其包括如上所述的裝置，特別是多個致動器，每個致動器適於移動機器的一部分，由此移動工作表面的一部分。