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CN104160591A - 包括执行器和执行器保持件的系统 - Google Patents

包括执行器和执行器保持件的系统 Download PDF

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CN104160591A
CN104160591A CN201380012693.XA CN201380012693A CN104160591A CN 104160591 A CN104160591 A CN 104160591A CN 201380012693 A CN201380012693 A CN 201380012693A CN 104160591 A CN104160591 A CN 104160591A
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罗尔夫·施特罗特曼
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Abstract

本发明涉及一种包括执行器(1)和执行器保持件(9)的系统，其中，执行器(1)可运动地与执行器保持件(9)相连并且设置用于给执行器(1)供应运行能量的装置。按照本发明，用于给执行器(1)供应运行能量的装置包括集成在执行器(1)中的蓄能器(4)。优选执行器(1)在至少一个维度上可以相对于执行器保持件(9)不受限地移动。

Description

包括执行器和执行器保持件的系统
技术领域
本发明涉及一种包括执行器和执行器保持件的系统，其中，执行器可运动地与执行器保持件相连并且设置有用于给执行器供应运行能量的装置。
背景技术
这种可运动地耦合到保持件上的且待被供应运行能量的执行器例如可以是机械手，该机械手可枢转地与另外一个构成执行器保持件的机械手相连。在其他的实施例中，执行器由组件构成，该组件包括轮和用于该轮的旋转驱动装置，其中，该组件例如可以绕着与轮轴线相垂直的轴线枢转并且与底盘形式的保持件相连。
发明内容
通过本发明提供了上述类型的一种新的系统，其特征在于，用于给执行器供应运行能量的装置包括在执行器中集成的蓄能器。
有利地，所述集成的蓄能器允许执行器以高的电功率运行，由于执行器可运动地耦合在执行器保持件上，所以借助在执行器保持件和执行器之间的电线连接来实现这种高的电功率的传输是困难的。
所述优点在一个实施例中尤其明显地凸显，在该实施例中执行器可以在至少一个维度中相对于执行器保持件不受限地运动并且执行器可以相对于执行器保持件例如枢转任意的转角。在后一种情况下，借助电线连接实现的能量传输需要昂贵的滑动触头。可以枢转任意的转角的执行器除蓄能器之外例如可以仅包括一个电机的设有励磁线圈的转子并且执行器保持件由该电机的定子构成。
有利地，在按照本发明的系统中设有用于无接触地将运行能量传输到蓄能器的装置，其尤其是用于将运行能量从执行器保持件传输到执行器。可能的传输功率仅需要等于由执行器在时间平均值上需要的运行能量。
在本发明的一个实施形式中设有用于使执行器相对于执行器保持件移动的驱动装置。
可选地除了执行器的其他驱动装置以外所设置的驱动装置可以如所述其他驱动装置那样从蓄能器中获取运行能量。
优选所述驱动装置包括仅与执行器相连的部件和仅与执行器保持件相连的部件，即驱动装置不仅通过执行器而且通过执行器保持件构成。
仅与执行器相连的部件可以是构成驱动装置的驱动电机的转子并且仅与执行器保持件相连的部件可以是该构成驱动装置的驱动电机的定子，执行器可以通过该驱动电机可选地枢转任意转角。
在本发明的一个优选实施例中，转子具有励磁线圈并且定子具有用于产生驱动电机的励磁场的装置。集成的、与转子共同旋转的蓄能器供应流过励磁线圈的电流。
该用于传输运行能量的装置可以通过所述的使执行器移动的驱动装置的部件构成，其中驱动电机的定子可选地设有向蓄能器传输运行能量的线圈。
此外，该线圈可以用于产生驱动电机的磁场。但是作为替换方案，除了定子的永久磁铁之外也可以设置该线圈，其中，永久磁铁的和线圈的磁场可以相互叠加，从而尤其是产生了变化的d分量。即使当d分量的幅度较大时，也可以调节到所希望的q分量。由于d分量也能在执行器方面被影响，所以能量传输和/或信息传输原则上在两个方向都是可以的。
在一个实施例中，执行器包括轮和用于该轮的旋转驱动装置。优选轮轴线垂直于下述轴线，即执行器可以围绕该轴线相对于执行器保持件、例如保持轮组件的底盘枢转。
当然，能量的传输也可以按相反的方向从执行器向执行器保持件进行，例如在轮的驱动电机的发电运行时。
按照本发明的系统可以串联，其中，执行器保持件本身各自又构成另外的执行器的一部分。
附图说明
下面借助一个实施例和与该实施例相关的附图进一步解释本发明，附图中：
图1示出一种按本发明的带有包括驱动轮的执行器结构单元的系统，该执行器结构单元绕着与轮轴线相垂直的轴线可旋转地与底盘相连，并且
图2示出用于解释图1中的系统的作用的示意性电路图。
具体实施方式
在图1中示出的系统包括执行器结构单元1，该执行器结构单元在该示出的实施例中具有轮2、轮保持件3和蓄电池4。通过虚线表示的蓄电池4安置在轮保持件3中。作为另外的组成部分，执行器结构单元1具有连接在轮保持件3上的转子6，该转子作为驱动电机5的一部分可以绕着枢转轴线7相对于定子8旋转。枢转轴线7与轮2的旋转轴线相垂直。
驱动电机5的定子8与局部示出的保持件9刚性相连，该驱动电机构成用于执行器结构单元1的枢转驱动装置，该保持件在示出的实施例中是一种(此外未示出的)可移动设备的底盘。
在该相关的实施例中，转子6具有通以工作电流的励磁线圈，而定子8例如借助永久磁铁产生驱动电机5的励磁场。励磁线圈和永久磁铁未在图1中示出。
此外，执行器结构单元1具有使轮2绕着轮轴线旋转的、安装在轮中的驱动电机10，该驱动电机具有定子11和使轮旋转的外转子12。
驱动电机10为了其运行可以按照图2通过开关13连接在蓄电池4上，其中，电机运转可以通过开关13控制。同样可通过开关14控制的用于枢转驱动执行器结构单元1的驱动电机5从蓄电池4获取运行能量。
(在图1中未示出的)线圈15设置在定子8上并且与定子8的其他部分构造成在图2中通过虚线表示的、与保持件9相连的结构单元16。线圈15可以是取代永久磁铁或除了永久磁铁之外设置在定子8上的，其中，该线圈在第一种情况下可以用于产生驱动电机5的励磁场。
执行器结构单元1可以通过驱动电机5枢转任意的转角。如果执行器结构单元1未设有蓄电池4，那么运行能量必须不利地例如通过滑动触头输送给旋转驱动电机10和枢转驱动电机5。
蓄电池4可以尤其在短期内满足旋转驱动电机10的高的功率要求。在时间平均值上所需的驱动能量可以无接触地借助线圈15传输，该线圈与枢转驱动电机5的转子6的励磁线圈共同构成传输装置。被传输的能量可以暂存在蓄电池4中。
当然，通过旋转驱动电机10在发电运行时产生的能量可以按相反的路径无接触地通过枢转驱动电机5和集成在其中的线圈15传输。
在执行器1和执行器保持件9之间通过线圈15实现的变压器式耦合允许除了传输能量外也传递信息。流动电流的调制通过该耦合也始终在相应另外一侧上是明显的。
这样的从执行器1到执行器保持件9的信息传输可以尤其在枢转驱动电机5运行的范围内通过脉冲宽度调制(PWM)实施。
在脉冲宽度调制周期内可以采用二进制编码。例如在依次相继的各脉冲宽度调制周期内切换时间点的推移可以被用于进行二进制编码，其中，例如在两个依次相继的周期内没有推移时编码值为“0”，而在一个周期内正向的推移和在下一个周期内负向的推移则形成编码值“1”。
考虑到相对高频的脉冲宽度调制周期，可以相应地传输较大数据量。

Claims (15)

1.包括执行器(1)和执行器保持件(9)的系统，其中，所述执行器(1)可运动地与执行器保持件(9)相连，并且设置用于给执行器(1)供应运行能量的装置，其特征在于，所述用于给执行器(1)供应运行能量的装置包括集成在执行器(1)中的蓄能器(4)。
2.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述执行器(1)能够在至少一个维度上相对于执行器保持件(9)不受限地运动并且尤其是执行器(1)能够相对于执行器保持件(9)枢转任意的转角。
3.按照权利要求1或2所述的系统，其特征在于，设置用于无接触地将运行能量传输到蓄能器(4)、尤其是用于将运行能量从执行器保持件(9)传输到执行器(1)的装置(15)。
4.按照权利要求3所述的系统，其特征在于，传输功率至少等于由执行器(1)在时间平均值上需要的运行能量。
5.按照权利要求1至4之一所述的系统，其特征在于，设置用于使执行器(1)相对于执行器保持件(9)运动的驱动装置(5)。
6.按照权利要求5所述的系统，其特征在于，所述驱动装置(5)从蓄能器(4)获取运行能量。
7.按照权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述驱动装置(5)包括仅与执行器(1)相连的部件(6)和仅与执行器保持件(9)相连的部件(8)。
8.按照权利要求7所述的系统，其特征在于，所述仅与执行器(1)相连的部件是构成所述驱动装置的驱动电机的转子(6)并且所述仅与执行器保持件(9)相连的部件是该构成所述驱动装置的驱动电机(5)的定子(8)。
9.按照权利要求8所述的系统，其特征在于，所述转子(6)具有励磁线圈并且所述定子(8)具有用于产生驱动电机(5)的励磁场的装置(15)。
10.按照权利要求5至9之一所述的系统，其特征在于，用于无接触地传输运行能量的所述装置通过用于运动执行器(1)的驱动装置(5)的部件构成。
11.按照权利要求8至10之一所述的系统，其特征在于，所述定子(8)设有向蓄能器(4)传输运行能量的线圈(15)。
12.按照权利要求11所述的系统，其特征在于，所述线圈(15)此外用于产生驱动电机(5)的励磁场。
13.按照权利要求11所述的系统，其特征在于，所述线圈(15)附加于定子(8)的永久磁铁设置。
14.按照权利要求1至13之一所述的系统，其特征在于，所述执行器(1)包括轮(2)和用于该轮(2)的旋转驱动装置(10)，其中，优选轮轴线垂直于轴线(7)，执行器(1)能够绕着轴线(7)相对于执行器保持件(9)枢转。
15.按照权利要求5至14之一所述的系统，其特征在于，所述用于无接触地传输运行能量的装置此外设置用于传递信息，其中，尤其是在用于使执行器相对于执行器保持件运动的驱动装置的运行中在依次相继的各脉冲周期内的信息通过脉冲宽度调制进行传递。
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