包括執(zhí)行器和執(zhí)行器保持件的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種包括執(zhí)行器(1)和執(zhí)行器保持件(9)的系統(tǒng)，其中，執(zhí)行器(1)可運動地與執(zhí)行器保持件(9)相連并且設(shè)置用于給執(zhí)行器(1)供應(yīng)運行能量的裝置。按照本發(fā)明，用于給執(zhí)行器(1)供應(yīng)運行能量的裝置包括集成在執(zhí)行器(1)中的蓄能器(4)。優(yōu)選執(zhí)行器(1)在至少一個維度上可以相對于執(zhí)行器保持件(9)不受限地移動。
【專利說明】包括執(zhí)行器和執(zhí)行器保持件的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種包括執(zhí)行器和執(zhí)行器保持件的系統(tǒng)，其中，執(zhí)行器可運動地與執(zhí) 行器保持件相連并且設(shè)置有用于給執(zhí)行器供應(yīng)運行能量的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 這種可運動地耦合到保持件上的且待被供應(yīng)運行能量的執(zhí)行器例如可以是機械 手，該機械手可樞轉(zhuǎn)地與另外一個構(gòu)成執(zhí)行器保持件的機械手相連。在其他的實施例中，執(zhí) 行器由組件構(gòu)成，該組件包括輪和用于該輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，其中，該組件例如可以繞著與 輪軸線相垂直的軸線樞轉(zhuǎn)并且與底盤形式的保持件相連。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 通過本發(fā)明提供了上述類型的一種新的系統(tǒng)，其特征在于，用于給執(zhí)行器供應(yīng)運 行能量的裝置包括在執(zhí)行器中集成的蓄能器。
[0004] 有利地，所述集成的蓄能器允許執(zhí)行器以高的電功率運行，由于執(zhí)行器可運動地 耦合在執(zhí)行器保持件上，所以借助在執(zhí)行器保持件和執(zhí)行器之間的電線連接來實現(xiàn)這種高 的電功率的傳輸是困難的。
[0005] 所述優(yōu)點在一個實施例中尤其明顯地凸顯，在該實施例中執(zhí)行器可以在至少一個 維度中相對于執(zhí)行器保持件不受限地運動并且執(zhí)行器可以相對于執(zhí)行器保持件例如樞轉(zhuǎn) 任意的轉(zhuǎn)角。在后一種情況下，借助電線連接實現(xiàn)的能量傳輸需要昂貴的滑動觸頭?？梢?樞轉(zhuǎn)任意的轉(zhuǎn)角的執(zhí)行器除蓄能器之外例如可以僅包括一個電機的設(shè)有勵磁線圈的轉(zhuǎn)子 并且執(zhí)行器保持件由該電機的定子構(gòu)成。
[0006] 有利地，在按照本發(fā)明的系統(tǒng)中設(shè)有用于無接觸地將運行能量傳輸?shù)叫钅芷鞯难b 置，其尤其是用于將運行能量從執(zhí)行器保持件傳輸?shù)綀?zhí)行器。可能的傳輸功率僅需要等于 由執(zhí)行器在時間平均值上需要的運行能量。
[0007] 在本發(fā)明的一個實施形式中設(shè)有用于使執(zhí)行器相對于執(zhí)行器保持件移動的驅(qū)動 裝直。
[0008] 可選地除了執(zhí)行器的其他驅(qū)動裝置以外所設(shè)置的驅(qū)動裝置可以如所述其他驅(qū)動 裝置那樣從蓄能器中獲取運行能量。
[0009] 優(yōu)選所述驅(qū)動裝置包括僅與執(zhí)行器相連的部件和僅與執(zhí)行器保持件相連的部件， 即驅(qū)動裝置不僅通過執(zhí)行器而且通過執(zhí)行器保持件構(gòu)成。
[0010] 僅與執(zhí)行器相連的部件可以是構(gòu)成驅(qū)動裝置的驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子并且僅與執(zhí)行器 保持件相連的部件可以是該構(gòu)成驅(qū)動裝置的驅(qū)動電機的定子，執(zhí)行器可以通過該驅(qū)動電機 可選地樞轉(zhuǎn)任意轉(zhuǎn)角。
[0011] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，轉(zhuǎn)子具有勵磁線圈并且定子具有用于產(chǎn)生驅(qū)動電 機的勵磁場的裝置。集成的、與轉(zhuǎn)子共同旋轉(zhuǎn)的蓄能器供應(yīng)流過勵磁線圈的電流。
[0012] 該用于傳輸運行能量的裝置可以通過所述的使執(zhí)行器移動的驅(qū)動裝置的部件構(gòu) 成，其中驅(qū)動電機的定子可選地設(shè)有向蓄能器傳輸運行能量的線圈。
[0013] 此外，該線圈可以用于產(chǎn)生驅(qū)動電機的磁場。但是作為替換方案，除了定子的永久 磁鐵之外也可以設(shè)置該線圈，其中，永久磁鐵的和線圈的磁場可以相互疊加，從而尤其是產(chǎn) 生了變化的d分量。即使當(dāng)d分量的幅度較大時，也可以調(diào)節(jié)到所希望的q分量。由于d 分量也能在執(zhí)行器方面被影響，所以能量傳輸和/或信息傳輸原則上在兩個方向都是可以 的。
[0014] 在一個實施例中，執(zhí)行器包括輪和用于該輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。優(yōu)選輪軸線垂直于 下述軸線，即執(zhí)行器可以圍繞該軸線相對于執(zhí)行器保持件、例如保持輪組件的底盤樞轉(zhuǎn)。
[0015] 當(dāng)然，能量的傳輸也可以按相反的方向從執(zhí)行器向執(zhí)行器保持件進行，例如在輪 的驅(qū)動電機的發(fā)電運行時。
[0016] 按照本發(fā)明的系統(tǒng)可以串聯(lián)，其中，執(zhí)行器保持件本身各自又構(gòu)成另外的執(zhí)行器 的一部分。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 下面借助一個實施例和與該實施例相關(guān)的附圖進一步解釋本發(fā)明，附圖中：
[0018] 圖1示出一種按本發(fā)明的帶有包括驅(qū)動輪的執(zhí)行器結(jié)構(gòu)單元的系統(tǒng)，該執(zhí)行器結(jié) 構(gòu)單元繞著與輪軸線相垂直的軸線可旋轉(zhuǎn)地與底盤相連，并且
[0019] 圖2示出用于解釋圖1中的系統(tǒng)的作用的示意性電路圖。

【具體實施方式】
[0020] 在圖1中示出的系統(tǒng)包括執(zhí)行器結(jié)構(gòu)單元1，該執(zhí)行器結(jié)構(gòu)單元在該示出的實施 例中具有輪2、輪保持件3和蓄電池4。通過虛線表示的蓄電池4安置在輪保持件3中。作 為另外的組成部分，執(zhí)行器結(jié)構(gòu)單元1具有連接在輪保持件3上的轉(zhuǎn)子6,該轉(zhuǎn)子作為驅(qū)動 電機5的一部分可以繞著樞轉(zhuǎn)軸線7相對于定子8旋轉(zhuǎn)。樞轉(zhuǎn)軸線7與輪2的旋轉(zhuǎn)軸線相 垂直。
[0021] 驅(qū)動電機5的定子8與局部示出的保持件9剛性相連，該驅(qū)動電機構(gòu)成用于執(zhí)行 器結(jié)構(gòu)單元1的樞轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，該保持件在示出的實施例中是一種（此外未示出的）可移 動設(shè)備的底盤。
[0022] 在該相關(guān)的實施例中，轉(zhuǎn)子6具有通以工作電流的勵磁線圈，而定子8例如借助永 久磁鐵產(chǎn)生驅(qū)動電機5的勵磁場。勵磁線圈和永久磁鐵未在圖1中不出。
[0023] 此外，執(zhí)行器結(jié)構(gòu)單元1具有使輪2繞著輪軸線旋轉(zhuǎn)的、安裝在輪中的驅(qū)動電機 10,該驅(qū)動電機具有定子11和使輪旋轉(zhuǎn)的外轉(zhuǎn)子12。
[0024] 驅(qū)動電機10為了其運行可以按照圖2通過開關(guān)13連接在蓄電池4上，其中，電機 運轉(zhuǎn)可以通過開關(guān)13控制。同樣可通過開關(guān)14控制的用于樞轉(zhuǎn)驅(qū)動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)單元1的 驅(qū)動電機5從蓄電池4獲取運行能量。
[0025] (在圖1中未示出的）線圈15設(shè)置在定子8上并且與定子8的其他部分構(gòu)造成在 圖2中通過虛線表示的、與保持件9相連的結(jié)構(gòu)單元16。線圈15可以是取代永久磁鐵或除 了永久磁鐵之外設(shè)置在定子8上的，其中，該線圈在第一種情況下可以用于產(chǎn)生驅(qū)動電機5 的勵磁場。
[0026] 執(zhí)行器結(jié)構(gòu)單元1可以通過驅(qū)動電機5樞轉(zhuǎn)任意的轉(zhuǎn)角。如果執(zhí)行器結(jié)構(gòu)單元1 未設(shè)有蓄電池4,那么運行能量必須不利地例如通過滑動觸頭輸送給旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機10和樞 轉(zhuǎn)驅(qū)動電機5。
[0027] 蓄電池4可以尤其在短期內(nèi)滿足旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機10的高的功率要求。在時間平均 值上所需的驅(qū)動能量可以無接觸地借助線圈15傳輸，該線圈與樞轉(zhuǎn)驅(qū)動電機5的轉(zhuǎn)子6的 勵磁線圈共同構(gòu)成傳輸裝置。被傳輸?shù)哪芰靠梢詴捍嬖谛铍姵?中。
[0028] 當(dāng)然，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機10在發(fā)電運行時產(chǎn)生的能量可以按相反的路徑無接觸 地通過樞轉(zhuǎn)驅(qū)動電機5和集成在其中的線圈15傳輸。
[0029] 在執(zhí)行器1和執(zhí)行器保持件9之間通過線圈15實現(xiàn)的變壓器式耦合允許除了傳 輸能量外也傳遞信息。流動電流的調(diào)制通過該耦合也始終在相應(yīng)另外一側(cè)上是明顯的。
[0030] 這樣的從執(zhí)行器1到執(zhí)行器保持件9的信息傳輸可以尤其在樞轉(zhuǎn)驅(qū)動電機5運行 的范圍內(nèi)通過脈沖寬度調(diào)制（PWM)實施。
[0031] 在脈沖寬度調(diào)制周期內(nèi)可以采用二進制編碼。例如在依次相繼的各脈沖寬度調(diào)制 周期內(nèi)切換時間點的推移可以被用于進行二進制編碼，其中，例如在兩個依次相繼的周期 內(nèi)沒有推移時編碼值為"〇"，而在一個周期內(nèi)正向的推移和在下一個周期內(nèi)負向的推移則 形成編碼值"1"。
[0032] 考慮到相對高頻的脈沖寬度調(diào)制周期，可以相應(yīng)地傳輸較大數(shù)據(jù)量。
【權(quán)利要求】
1. 包括執(zhí)行器（1)和執(zhí)行器保持件（9)的系統(tǒng)，其中，所述執(zhí)行器（1)可運動地與執(zhí)行 器保持件（9)相連，并且設(shè)置用于給執(zhí)行器（1)供應(yīng)運行能量的裝置，其特征在于，所述用 于給執(zhí)行器（1)供應(yīng)運行能量的裝置包括集成在執(zhí)行器（1)中的蓄能器（4)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行器（1)能夠在至少一個維度上相 對于執(zhí)行器保持件（9)不受限地運動并且尤其是執(zhí)行器（1)能夠相對于執(zhí)行器保持件（9) 樞轉(zhuǎn)任意的轉(zhuǎn)角。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置用于無接觸地將運行能量傳輸?shù)?蓄能器（4)、尤其是用于將運行能量從執(zhí)行器保持件（9)傳輸?shù)綀?zhí)行器（1)的裝置（15)。
4. 按照權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，傳輸功率至少等于由執(zhí)行器（1)在時間平 均值上需要的運行能量。
5. 按照權(quán)利要求1至4之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置用于使執(zhí)行器（1)相對于執(zhí) 行器保持件（9)運動的驅(qū)動裝置（5)。
6. 按照權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動裝置（5)從蓄能器（4)獲取運行 能量。
7. 按照權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動裝置（5)包括僅與執(zhí)行器 (1)相連的部件（6)和僅與執(zhí)行器保持件（9)相連的部件（8)。
8. 按照權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述僅與執(zhí)行器（1)相連的部件是構(gòu)成所 述驅(qū)動裝置的驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子（6)并且所述僅與執(zhí)行器保持件（9)相連的部件是該構(gòu)成所 述驅(qū)動裝置的驅(qū)動電機（5)的定子（8)。
9. 按照權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子（6)具有勵磁線圈并且所述定子 (8)具有用于產(chǎn)生驅(qū)動電機（5)的勵磁場的裝置（15)。
10. 按照權(quán)利要求5至9之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于無接觸地傳輸運行能量的 所述裝置通過用于運動執(zhí)行器（1)的驅(qū)動裝置（5)的部件構(gòu)成。
11. 按照權(quán)利要求8至10之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述定子（8)設(shè)有向蓄能器 (4) 傳輸運行能量的線圈（15)。
12. 按照權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述線圈（15)此外用于產(chǎn)生驅(qū)動電機 (5) 的勵磁場。
13. 按照權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述線圈（15)附加于定子⑶的永久 磁鐵設(shè)置。
14. 按照權(quán)利要求1至13之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行器（1)包括輪（2)和 用于該輪（2)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置（10)，其中，優(yōu)選輪軸線垂直于軸線（7)，執(zhí)行器（1)能夠繞 著軸線（7)相對于執(zhí)行器保持件（9)樞轉(zhuǎn)。
15. 按照權(quán)利要求5至14之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于無接觸地傳輸運行能 量的裝置此外設(shè)置用于傳遞信息，其中，尤其是在用于使執(zhí)行器相對于執(zhí)行器保持件運動 的驅(qū)動裝置的運行中在依次相繼的各脈沖周期內(nèi)的信息通過脈沖寬度調(diào)制進行傳遞。
【文檔編號】H02K1/00GK104160591SQ201380012693
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月6日
【發(fā)明者】羅爾夫·施特羅特曼 申請人:羅爾夫·施特羅特曼