專利名稱：改進的由短塊線性同步電機和換向機構(gòu)驅(qū)動的運輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運輸系統(tǒng)，尤其是例如具有短塊線性同步電機的、基于導(dǎo)軌的運輸系統(tǒng)。本發(fā)明的應(yīng)用包括，但不限于，生產(chǎn)線應(yīng)用、實驗室應(yīng)用、和要求復(fù)雜的軌道，急轉(zhuǎn)彎，交匯和岔道換向以及/或者翻轉(zhuǎn)的操作等的其它應(yīng)用。
背景技術(shù)：
有許多可以使物體在軌道上運動的運輸系統(tǒng)類型。其實例包括由旋轉(zhuǎn)或線性電機推動的輪懸掛式運載工具，由線性電機或線纜推動的磁懸浮或空氣墊懸浮式運載工具， 由空氣壓力推動以在管內(nèi)運動的運載工具，由軸承支承或引導(dǎo)的運載工具，以及在傳送帶上運動的運載工具。現(xiàn)有運輸系統(tǒng)具有很多實際應(yīng)用，但也有許多可進行重大改進的地方， 例如，在比較小而靠得很近的物體在復(fù)雜導(dǎo)軌上的精確運動方面。小尺寸和中等尺寸物體往往在傳送帶上運輸，因為這樣就不需要輪子和其它機構(gòu)來懸掛，引導(dǎo)和推動這些物體。帶運輸系統(tǒng)相對便宜，但它們?nèi)狈?jīng)常需要的精密控制，而且因為有許多運動部件需要大量的維修。低成本運輸?shù)耐緩桨ㄔ诠軆?nèi)運動的由空氣推動的運載工具，和利用重力使物體沿斜面向下運動，但這些方法的控制精度更差。利用線性同步電機(LSM)推進的眾多優(yōu)點是廣為人知而且在其它的專利(包括， 但不限于，美國專利 7, 458，454，7，448，327，6，983，701，6，917，136，6，781，524，6，578，495， 6，499，701,6, 101，952，和6，011，508，它們受讓給本申請的受讓人且被引用到這里作參考)中有所說明，但在很多情況下，尤其是當移動靠得很近的小間隔物體時，LSM可能更昂貴，而且生產(chǎn)率比一些競爭的推進系統(tǒng)要低。

發(fā)明內(nèi)容
基于以上原因，本發(fā)明的目的是提供改進的運輸系統(tǒng)、裝置和方法。本發(fā)明的相關(guān)目標是，提供能發(fā)揮LSM技術(shù)優(yōu)勢的這類系統(tǒng)、裝置和方法。本發(fā)明的另一個相關(guān)目標是，提供用來運輸小型物體和/或中等尺寸物體的這類系統(tǒng)、裝置和方法。本發(fā)明的另一個相關(guān)目標是，提供用來運輸靠得很近的物體的這類系統(tǒng)、裝置和方法。本發(fā)明還有一個目標是，提供用于生產(chǎn)線、實驗室、和其它要求復(fù)雜的軌道、急轉(zhuǎn)彎、交匯和岔道換向以及/或者翻轉(zhuǎn)的操作等方面的這類系統(tǒng)、裝置和方法。以上是本發(fā)明要達到的一些目標，本發(fā)明以幾種方案提供以線性同步電機(LSM)為基礎(chǔ)的運輸系統(tǒng)，此系統(tǒng)包括多個無芯推進線圈，這些線圈沿一個區(qū)域排列，在此區(qū)域內(nèi)布置在軌道上的一個或多個運載工具要被推進；以及電子功率和控制電路，該電子功率和控制電路獨立地激勵這些推進線圈以沿軌道推進這些運載工具。按照發(fā)明的這些方案，每個運載工具包含磁通源，例如一個或多個哈爾巴赫(Halbach)陣列或別的磁體陣列。按照上述方案的各種系統(tǒng)具有其優(yōu)點，尤其是在于在軌道上的運載工具可以按被控制的方式彼此獨立運動(或者被推動)-例如沒有相撞或失控的危險-盡管它們與軌道上的其它運載工具很接近。本發(fā)明的相關(guān)方案提供如上所述的一些運輸系統(tǒng)，其中運載工具是沿軌道作滑行運動。在這些方案中，運載工具與軌道具有很低的摩擦系數(shù)，比方說，摩擦系數(shù)小于0.2。按照本發(fā)明的相關(guān)形式，此軌道可包含引導(dǎo)結(jié)構(gòu)-例如導(dǎo)軌-它有利于保持運載工具在軌道上(或換句話說，防止運載工具脫離軌道。)在本發(fā)明各相關(guān)方案中，上述類型運輸系統(tǒng)的軌道是由多個連接(比方說，互鎖的)模塊組合而成。推進線圈可以安裝在這些模塊上，尤其是，按照本發(fā)明的某些方案，安裝在組成該模塊的印刷電路板上。線圈被安置在模塊內(nèi)，以便很接近從其上通過的運載工具的磁體陣列(或其它磁通源)。在還有一些相關(guān)方案中，本發(fā)明提供如上所述的運輸系統(tǒng)，其中這些模塊包含一些功率控制器，它們構(gòu)成電子功率和控制電路部分，并選擇性地與例如相應(yīng)模塊的一個或多個推進線圈電連接。也可以提供微處理器和/或開關(guān)，以在功率控制電路和推進線圈之間建立電連接。本發(fā)明另一種方案提供上述運輸系統(tǒng)，其中軌道包含交匯和/或岔道區(qū)域，每一個區(qū)域可包含機械和/或磁作動換向部件，用來改變通過的運載工具的路徑。這些組成軌道的交匯和岔道區(qū)域、以及直線區(qū)域可包括一個或多個上述連接模塊。本發(fā)明還有一些相關(guān)方案提供上述運輸系統(tǒng)，其中至少一個岔道區(qū)域包含多個無芯推進線圈，它們沿這樣的區(qū)域間隔開，即在該區(qū)域中所通過的運載工具的路徑是變化一就是說，沿拐角，曲線和/或分岔間隔開一以將運載工具推過該岔道區(qū)域。按照本發(fā)明一些相關(guān)的方案，交匯區(qū)域可類似地裝備多個這類線圈。本發(fā)明另一種方案提供例如上述的運輸系統(tǒng)，它包括位于鄰近軌道的岔道(或換向)區(qū)域的換向部件，而且該換向部件可選擇性地相對于軌道運動，以改變作用在運載工具上的、橫向于沿軌道運動的運載工具運動方向的磁力。按照本發(fā)明一些相關(guān)的方案，例如上述的運輸系統(tǒng)的換向部件具有(i)第一配置，它與運載工具從岔道或換向區(qū)域的入口路徑至該區(qū)域的第一出口路徑的運動有關(guān)，以及(ii)第二配置，它與運載工具從入口路徑至該區(qū)域第二出口路徑的運動有關(guān)。按照本發(fā)明另一些相關(guān)的方案，例如上述的運輸系統(tǒng)的換向部件包含鐵磁材料， 它例如可在致動器的控制下，通過樞轉(zhuǎn)、平移、和彎曲中的至少一種手段而運動。按照本發(fā)明另一些相關(guān)的方案，例如上述的運輸系統(tǒng)的換向區(qū)域可包含另一個可移動的換向部件，它鄰近于換向或岔道區(qū)域布置，例如和上述換向部件相對，而且可選擇性地與之協(xié)同運動，以改變作用在運載工具上的、橫向于沿軌道運動的運載工具運動方向的磁力。
按照本發(fā)明另一些相關(guān)的方案，例如上述的運輸系統(tǒng)的換向區(qū)域可包含另一個換向部件，它是固定而不可動的。此固定部件對通過的運載工具施以磁吸力，它足以使該運載工具偏向出口中的一個，例如，當該換向部件所處的位置不能使運載工具通向另一個出口時。本發(fā)明另一些方案提供軌道、軌道模塊、和在上面使用的運載工具，其結(jié)構(gòu)和/或操作如上所述。本發(fā)明還有一些方案提供運輸系統(tǒng)、軌道、軌道模塊、和在上面使用的相應(yīng)運載工具的操作方法。


以下，結(jié)合附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例，其中圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)，包括直軌道和多個運載工具，它們在軌道上相隔很近地由 LSM推動，而同時又在低摩擦系數(shù)軌道表面滑行且由軌道側(cè)面的導(dǎo)軌弓I導(dǎo)。圖2表示按本發(fā)明一個實施例的用來支持在圖1軌道上運動的物體的運載工具細節(jié)。圖3表示在按本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)中運載工具的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)和磁體陣列。圖4與圖3相似，但磁體是Halbach陣列。圖5與圖3相似，但使用單個磁體來推進。圖6表示按本發(fā)明一個實施例的軌道，包括印刷電路板，在該印刷電路板上面安裝了推進線圈，后者與軌道表面貼近而且與線路板上的功率控制電路相連接。圖7表示按本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)中，當運載工具通過時線圈內(nèi)電流的典型波形。圖8表示按照本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)中運載工具通過90度水平急彎。圖9表示按照本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)中運載工具通過180度垂向急彎。圖10表示按照本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)中的右岔道，其中運載工具的方向由小鰭狀板的位置00決定。圖11表示可用于按照本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)盤，它可代替曲線實現(xiàn)岔道和交匯操作。圖12表示一些推進線圈，它們對在按照本發(fā)明的系統(tǒng)的右岔道模塊上運動的運載工具提供持續(xù)的力。圖13表示按照本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)中的垂向過渡段。圖14表示按照本發(fā)明的系統(tǒng)的一個例子。圖15-16表示按照本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)中的軌道和運載工具。圖17表示按照本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)中軌道直線段的透視圖。圖18表示按照本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)中軌道右岔道段的透視圖。圖19A-19D表示按照本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)中軌道各段的另一些結(jié)構(gòu)。圖20A-20B表示按照本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)中軌道右岔道段的頂視圖。圖21表示按照本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)中軌道右岔道段的剖開透視圖。
具體實施方式
引言這里描述的是以LSM為基礎(chǔ)的運輸系統(tǒng)，它可讓運載工具在軌道上運動，此軌道可能很復(fù)雜而且可能包含水平和垂向急轉(zhuǎn)彎，交匯和岔道換向，以及翻轉(zhuǎn)的操作。應(yīng)用實例包括使正在裝配線上灌裝和加蓋中的瓶子運動，使用于分析的實驗室玻瓶運動，使電子設(shè)備沿著生產(chǎn)線運動以讓機器人可插入元件，分揀來自多個來源且必須分送到適當?shù)奈恢玫奈矬w。在某些情況下可以使用輪子，軸承或其它滾動元件來幫助懸浮和引導(dǎo)，但本發(fā)明也可用于沒有輪子(或其它滾動元件)且在軌道行駛表面上滑行的運載工具。當將要移動的物體不是太大時，沒有輪子的運載工具可能很小且便宜。對于較重型的運載工具，同樣的短塊結(jié)構(gòu)適合于輪子-或者軸承-為基礎(chǔ)的懸掛和引導(dǎo)。這樣建成的運輸系統(tǒng)將提供經(jīng)濟上有競爭力的、利用LSM推進來推動和控制在軌道上靠得很近的小型和中型運載工具。本文所述的系統(tǒng)的其他方案有用作運輸系統(tǒng)路軌(或“軌道”)構(gòu)件的LSM電機模塊。選擇標準路軌構(gòu)件模塊按即插即用方式裝配在一起，幾乎可以形成變化無窮的設(shè)計方案。眾電機模塊(或簡單些，“電機群”)不僅可以包含推進和智能路徑選定元件，而且還含有可用來快速裝配以及路軌配置的引導(dǎo)和結(jié)構(gòu)支持件。此系統(tǒng)非常適合于要求清潔地工作和/或能沖洗的環(huán)境(非限制性例子)。它還可支持“軌跡跟蹤”要求，因為每一個運載工具可以在整個系統(tǒng)中被獨特地識別和不斷地跟蹤。具有滑行運動能達到的摩擦系數(shù)的懸浮系統(tǒng)很適合用于吸引力可以忽略的LSM。 在所舉的實施例中，這是通過使用無芯電機來實現(xiàn)的，其中推進線圈例如被安裝在貼近運載工具的磁體處。下面各段落將說明本發(fā)明各實施例的部件和工作。應(yīng)該指出，本設(shè)計可以有很多變化方案，而且這些變化方案是在本發(fā)明預(yù)料之內(nèi)的，不過本說明書展示的是，如何利用可以合理成本制造的簡單系統(tǒng)實現(xiàn)上述和其它的目標。腿圖1表示軌道的直線段，上面各運載工具13靠得很近地移動。軌道的結(jié)構(gòu)可由其側(cè)面上的導(dǎo)軌12提供一個或多個維度上的引導(dǎo)。對于不帶輪子的運載工具，它們在軌道行駛表面上滑行，同時采用專門的材料(下面討論)來最小化摩擦。軌道外殼11包含全部電子器件，包括位置傳感裝置，推進線圈，功率電子元件，以及微處理器。這些圖中所示的結(jié)構(gòu)所依據(jù)的運載工具大約是50mm寬和50至60mm長。對于較大的物體，軌道和運載工具的尺寸可以按比例放大，盡管軌道模型是根據(jù)多個不同的比例因子建造。運載工具圖2和3表示可用作所建議的運輸系統(tǒng)一部分的運載工具21。它比較小，大約 50mm見方和20mm高，同時具有帶行駛(或“滑行”)表面的元件32 (此處它們位于運載工具21的下表面上)，這些元件在軌道的行駛(或“滑行”)表面上滑行。運載工具頂部的孔 22用來安裝用于要被移動物體的支持機構(gòu)。該運載工具具有與彎曲軌道側(cè)面匹配的曲形側(cè)面23，以便能作短半徑的水平轉(zhuǎn)彎。運載工具由軌道引導(dǎo)，而且當運輸物體時可在正常的直立位置運動，同時當不攜帶物體時在翻轉(zhuǎn)的位置運動。它還可以越過垂向轉(zhuǎn)彎。在運載工具各個角上的銷對，31與岔道和模塊內(nèi)的機構(gòu)相互配合，以控制運動的方向。圖3是運載工具下表面的視圖，同時顯示了永磁體33，34，它們被安裝在運載工具底部附近，并提供用于LSM推進的裝置。圖4表示圖3的變型，其中磁體結(jié)構(gòu)用的是Halbach陣列44，以在給定重量下產(chǎn)生更大的力。圖5為單個磁體的結(jié)構(gòu)51，它適合于要求較小的力的應(yīng)用。較大的物體可以在此同樣的軌道上運動，這通過使用象常規(guī)LSM設(shè)計的雙負重輪結(jié)構(gòu)設(shè)計那樣就行(例如，可參見2008年12月2日授權(quán)的題為“使用基于單通道的致動器的三維運動”的美國專利7，458，454，和2007年3月1日公開的題為“軌道作動式運載工具磁換向”的美國專利申請書2007/0044676，兩者都被引用到這里作參考)，或者通過增加軌道和運載工具的尺寸來實現(xiàn)。低摩擦滑動表面為了降低所需推進力和摩擦發(fā)熱，所示實施例的運載工具和軌道被設(shè)計成使摩擦系數(shù)Cf盡可能小，摩擦系數(shù)為使運載工具運動所需的推進力與在軌道上的運載工具的重力之比。有時利用輪子作為減少這個力的方法，不過本發(fā)明可以使用無輪的運載工具。圖6 顯示具有低摩擦行駛(或“滑行”)表面63的軌道，它貼近推進線圈64地支持運載工具。用于無輪系統(tǒng)的低摩擦例子包括在特氟龍上滑行的特氟龍和在不銹鋼上滑行的特氟龍。如果表面用薄膜潤滑，則可以得到較低的摩擦，但在許多應(yīng)用中這是不允許的，因此設(shè)計上都假定不帶潤滑。我們還希望表面具有好的耐磨性，所以例如可以在軌道上使用不銹鋼而在運載工具上使用特氟龍，以期在鋼上的磨損可以忽略，而運載工具最終可能需要更換其滑行表面，這比更換軌道要便宜。圖3中的滑塊32顯示怎樣安裝低摩擦元件的例子。如果預(yù)期它們將會在運載工具到達其壽命終點之前就被磨損掉的話，它們可以被設(shè)計成可更改換的。對于某些結(jié)構(gòu)Cf可低至0. 1，但較現(xiàn)實的值是0. 15至0.2之間。因為這是一個比較高的值，最好不要讓推進力在運載工具上產(chǎn)生很大的向下力。使用鐵磁材料的典型LSM 將施加4至6倍于推進力的吸力，而且運載工具在這么大吸力下可能無法運動，或者如果其確實在運動的話，將有很大的熱量和功率消耗-在這種情況下，可結(jié)合有輪子，軸承或其它滾動元件以使運載工具懸掛。磁體陣列有很多可以使用的磁體陣列，其中之一示于圖3。在這種結(jié)構(gòu)中有一塊中間磁體 33 (在其下表面有南極)，同時其兩端有兩個半磁體34 (在其下表面有北極)。磁體一般使用NdFeB以獲得高磁場，但也可以使用其它的材料，例如陶瓷(當要求成本或外部場必須很低時)或者釤鈷磁鐵(當工作溫度很高時)。一個設(shè)計考慮是相鄰運載工具磁體之間的相互作用。鐵磁件35可基本上防止相鄰運載工具磁場的相互干擾。圖4顯示出Halbach陣列，它可用于需要較大的力的場合，而且所增加的成本可以接受。使用這種結(jié)構(gòu)時磁場從一塊磁體到下一塊磁體是旋轉(zhuǎn)的，結(jié)果可產(chǎn)生比圖3中磁體結(jié)構(gòu)更高的推進力。鐵磁屏蔽43使得各相鄰運載工具磁場之間的相互作用最小化。圖5表示單個磁體，在它的端部用鐵磁材料提供回路以便將全部磁通用上。這樣產(chǎn)生的力可能不那么大，但比多磁體結(jié)構(gòu)更便宜。
12
線件電機推講圖6顯示安裝在貼近軌道行駛表面63的線圈64。在這些線圈內(nèi)的電流通過功率電子元件和微處理器獨立地控制，所以每個運載工具即使它與相鄰運載工具相互接觸也可以被單獨控制。所舉實施例的特征是沒有鐵磁材料，這在LSM內(nèi)是普遍使用的以期獲得更高的效率。雖然沒有鐵磁材料我們達不到那么高的力，但可以將吸力限到推進力的很小一部分，因此即使摩擦系數(shù)在0. 2量級或更高時，仍可有很強的加速和制動力使運載工具運動。在使用以輪子為基礎(chǔ)的運載工具中摩擦力可以足夠小，以致可在定子內(nèi)使用某些鐵磁材料而獲得更高的推進力?？刂莆⑻幚砥鞯能浖赡芘c用于具有幾個線圈長的塊體的LSM設(shè)計結(jié)構(gòu)的控制軟件相似。但是，這兒位置傳感元件相處得足夠近，即使運載工具間相互接觸，位置傳感元件仍可以識別單個運載工具。這樣的傳感系統(tǒng)有利于在軌道上相互獨立地控制運載工具的運動。此前的局部轉(zhuǎn)向的LSM示例已經(jīng)顯示，這個軟件不要求什么特別的特性。安裝在印刷電路板上的線圈和控制電路所示實施例可以獨立地控制每個線圈而沒有與傳統(tǒng)設(shè)計相關(guān)的花費。參照圖6， 在所示的實施例中線圈62被直接安裝在印刷電路板(PCB)64上。此板支撐線圈并提供線圈和控制電流的功率電子模塊之間的連接。一般每個線圈與用來控制每個線圈中電流的大小和方向的MOSFET或IGBT器件的“H橋”的輸出相連接。這些元件都被安裝在同一塊PCB 上。該PCB還包含一些霍爾效應(yīng)器件，利用它們來感應(yīng)運載工具產(chǎn)生的磁場并讓微處理器產(chǎn)生所需的力。圖7顯示隨著運載工具被線圈移動，用于推動運載工具的推進線圈中電流的典型波形圖。通過適當?shù)剡x擇波形，幾個推進線圈可以協(xié)同工作以在運載工具上產(chǎn)生不變的力，而線圈中的功率消耗最小。用于制動時該電流的方向相反。通過把線圈盲接安裝在印刷電路板上并使用集成功率控制器,可以降低線圈和電子器件的成本。一個微處理器可以控制多個H橋，若線圈的間距為16mm左右，每米電機可以有一打以上的微處理器，同時這些電機控制器的工作必須用較高水平的“節(jié)點”控制器來協(xié)調(diào)。利用現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)，對于低至中功率水平，這些元件可以全部被安裝在處于電機外殼內(nèi)的僅僅一或兩塊PCB上。軌道模塊軌道是用模塊建成的，一如模型火車是用很多模塊搭成的。圖6，8-11和13分別表示直段，90度水平轉(zhuǎn)彎，180度垂向曲線，右岔道換向，轉(zhuǎn)盤，和垂直過渡段的例子。這些元件可以按各種不同的方式相互連接，以滿足多種不同應(yīng)用的需求。圖9中的180度的垂向曲線段主要是用作把空的運載工具送回到起始點的一種機構(gòu)，同時越過這條曲線段的運載工具可以不用LSM而用別的手段控制和推進。例如，向下的運載工具可以由重力推進，而向上的運載工具可以通過與機械機構(gòu)的相互作用推進，同時在兩種情況下在曲線過渡過程中控制可以不精確。最好是一旦運載工具越過這條曲線段就恢復(fù)精確的控制。在某些情況下，垂向曲線段具有大得多的曲率半徑，例如用作水平軌道和傾斜軌道之間過渡的曲線。(例如，參見圖13)。在這種情況下，LSM推進可用于垂向曲線段并因此在通過此曲線段時保持精確的控制。圖10表示右岔道部件，它使用小的機械或磁鰭狀板101，將運動的運載工具引導(dǎo)向直行或者向右岔道。此鰭狀板由線性或旋轉(zhuǎn)致動器控制，后者與運載工具上的銷102相互作用將運載工具導(dǎo)向正確的方向。同樣的裝置可用來將兩股運載工具流交匯起來。該鰭狀板小而輕，因而可以在遠不到一秒鐘內(nèi)從一個位置運動至另一個位置，所以生產(chǎn)率很高， 同時相鄰的運載工具能獨立地換向?？梢园炎蟛淼啦考龀捎也淼啦考溺R像。圖11表示可代替鰭狀板的轉(zhuǎn)盤111。在轉(zhuǎn)盤上的導(dǎo)軌112和推進線圈(未示出) 弓丨導(dǎo)和推進該運載工具。圖11中的轉(zhuǎn)盤可以90度為增量旋轉(zhuǎn)，但別的設(shè)計可以支持其它各種不同角度的運動。轉(zhuǎn)盤由于質(zhì)量的增加可能比鰭狀板要慢一些，但是對某些應(yīng)用而言比較便宜而且更多功能，因為它可以用來代替曲線并使運載工具反向和在多個軌道間轉(zhuǎn)換。圖13示出垂向過渡段130。在所舉實施例中，這包括凹形過渡部分132，直線段 134和凸形過渡部分136，它們?nèi)鐖D所示相互連接。圖中所示的過渡段與垂直軸線成10度角，然而在別的實施例中此角度可以更大或更小。雖然這里所示的垂直過渡角度是通過過渡部分132，136建立的，但在別的實施例中該過渡可以由其它部分界定(例如，被結(jié)合到岔道段，直線段，等等中。)換向功能也可以由作用于運載工具上的磁力提供。例如，可以控制在軌道上或附近的線圈以產(chǎn)生橫向力而執(zhí)行換向功能。這種換向方法在美國專利申請書US 2007/0044676 “由軌道執(zhí)行的運載工具磁換向，，中有所說明，其內(nèi)容被引用到這里作參考。圖12表示軌道岔道模塊的剖視圖，顯示用來在兩條路徑的任意一條上推動運載工具的推進線圈。這種通過岔道或交匯的連續(xù)推進對于在所有時間提供精確的位置控制來說是關(guān)鍵的。對于封裝有線性電機和軌道模塊的其它模塊元件技術(shù)的進一步了解，可參考題為 “模塊化的線性電機軌道及其制造方法”的美國專利6，578，495，它已被轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人并被引用到這里作參考。應(yīng)用實例有許多可能的應(yīng)用，但圖14的簡單安排顯示軌道模塊可怎樣相互連接。運載工具環(huán)繞主環(huán)路運動，但需要時可通過支路運動。典型的應(yīng)用所用的軌道模塊要比這個簡單例子多得多。附加實施例如圖1-14所示，在某些實施例中軌道的行駛或滑行表面包含緊鄰?fù)七M線圈的軌道上表面，例如上述圖6所示的表面63和線圈64。在其它實施例中，該行駛或滑行表面可以是軌道的另一個朝上(或接觸運載工具)的表面一例如，軌道的導(dǎo)軌，突出部，凹陷部， 凸緣的表面。此表面可能緊鄰線圈64或相對于其偏移。這正如圖15所示，從線圈偏移一個距離(Δ)的表面63A，提供支撐運載工具13 的低摩擦行駛(或“滑行”)表面。圖中已顯示了這兩個表面63A，但其它實施例可能包含與其它別的表面(例如圖6中的表面63)相結(jié)合(或不結(jié)合)的更多或更少數(shù)目的此類表面。這在例如圖16中已經(jīng)顯示。在圖15和16的實施例中，軌道的行駛表面63A形成導(dǎo)軌 12的一部分，雖然在其它實施例中這些可能包含分開的軌道結(jié)構(gòu)(或者其它結(jié)構(gòu))。同樣，也如圖1-14所示，在某些實施例中運載工具13的行駛或滑行表面可能由運載工具的滑動件32或其它元件提供，例如圖3所示和上述的那些。在另一些實施例中，這類行駛或“滑行”表面可以是運載工具的面朝下(或接觸軌道)的表面一例如，運載工具
14的導(dǎo)軌，突出部，凹陷部，凸緣的表面。這也在例如圖15中顯示出來了，其中表面32A提供低摩擦行駛(或“滑行”)表面，它們在軌道的行駛(或“滑行”)表面(此處為表面63A)上滑動。在如圖15所示的那些實施例，以及本發(fā)明其它一些實施例中，滑行表面32A，63A 等是按一定尺寸制造的，或者如上所述是設(shè)計成使摩擦系數(shù)cf最小，同時為運載工具13提供在預(yù)期工作條件下的適當支撐。對圖15-16所示的實施例的進一步了解可以參考圖17，該圖是這些實施例的軌道的直線段的透視圖。圖18是這些實施例的軌道的右岔道段的透視圖；圖19A-19D是這些實施例的軌道的直線段，左岔道段，垂向轉(zhuǎn)彎，和曲線段的透視圖。至于圖18及提供交匯或岔道功能的其它各段，導(dǎo)軌12的行駛表面可以如圖所示加寬和/或變窄，以便提供更好的引導(dǎo)或?qū)б饔谩纳鲜鲇懻摵透鲌D所示很清楚，換向功能可以通過轉(zhuǎn)盤以及使用機械鰭狀板或磁換向部件來實現(xiàn)，后者處于軌道的交匯或岔道區(qū)域或其附近。利用后者的軌道結(jié)構(gòu)在圖20A 和20B及21中畫得更詳細，而且下面將會討論。雖然在這些圖中只顯示了岔道段，但我們知道，這里顯示的鰭狀板和換向裝置也可用于其它的軌道模塊和/或結(jié)構(gòu)。參看圖20A和20B，圖中顯示按照本發(fā)明一個實施例的軌道的岔道或換向區(qū)域。包含上述類型的一個或多個模塊(盡管結(jié)如這里所討論地構(gòu)造和操作)的所示的岔道區(qū)域 200包括入口路徑250和兩個或更多個出口路徑(這里所示是出口 ^OL和^OR)。換向部件(例如鰭狀板201)處于沿軌道區(qū)域200的橫向(或外面)部分270，且實際上可如圖所示地處于軌道的橫向(側(cè)面)導(dǎo)軌部分270內(nèi)。在其他的實施例中，此換向部件201可能處于軌道的中央部分275，例如在它上面運動的運載工具行駛中心線280上或附近等。無論如何，此鰭狀板201(或其它換向部件)最好是處在沿軌道上各出口相互分岔(例如該岔道的分岔點或岔口)的位置處或附近。換向元件201包含適于在該元件201和通過的運載工具(也即在元件201附近-例如在岔道的分岔點附近一的軌道上運動的運載工具)之間產(chǎn)生磁吸力的鐵磁材料，從而例如在沿著軌道運載工具的運動方向的橫向上選擇性地改變通過的運載工具的路線。在所示實施例中，這樣的吸力具體是在元件201和位于此運載工具上的永磁體之間產(chǎn)生的，雖然在別的實施例中，吸力可能是對運載工具上其它磁性元件產(chǎn)生的。所示換向部件 (這兒是鰭狀板)被做成大家認可的平直線元件，雖然在其它實施例中可能做成別的形狀。參見圖20A和20B，致動器300被連接(例如，通過桿301或其它機構(gòu))到換向部件201，以便*將換向部件置于第一位置內(nèi)(而且，更一般而言，是置于第一配置內(nèi))，于是此換向部件施加更大的橫向磁吸力在所通過的運載工具上，從而使它通過出口之一從岔道區(qū)域 200出來，*將換向部件置于第二位置內(nèi)(而且，更一般而言，是置于第二配置內(nèi))，于是此換向部件施加更小的橫向磁吸力在所通過的運載工具上，從而使它通過出口中的另一個從岔道區(qū)域200出來，*使換向部件201在第一位置和第二位置(或配置)之間運動。該致動器可包含伺服機構(gòu)，螺線管，杠桿，彈簧，馬達，或業(yè)內(nèi)熟知的適于安置或移動換向部件的其它類型機構(gòu)(或其組合)。該致動器可在微處理器或其它業(yè)內(nèi)熟知的常規(guī)類型控制裝置(未示出)的控制下運行，以讓通過的運載工具通過岔道區(qū)域。參見圖20A，圖中致動器300將鰭狀板201置于第一配置內(nèi)-此時是在固定端 201A (例如，在銷或其它樞轉(zhuǎn)元件)上樞轉(zhuǎn)，使得自由端201B旋轉(zhuǎn)進入第一旋轉(zhuǎn)位置-以使運載工具通向(這兒用箭頭220表示)出口 260R。參見圖20B，致動器300將鰭狀板201 置于第二配置內(nèi)-此時是在固定端201 (例如，在銷子或其它樞轉(zhuǎn)元件)上樞轉(zhuǎn)，使得自由端201B旋轉(zhuǎn)進入第二旋轉(zhuǎn)位置-以使運載工具通向(這兒用箭頭221表示)出口 260L。如這些圖中所示，所示實施例的第一和第二配置代表鰭狀板201的不同旋轉(zhuǎn)位置，它們使自由端201B更靠近(在圖20A的情況下)和更遠離(在圖20B的情況下)所通過的運載工具，從而對該運載工具施以不同的吸力。在其它實施例中，可以使用別的結(jié)構(gòu)來作為替代或附加。例如，可以把鰭狀板201的自由端和固定端反過來(例如，從圖所示情況反過來)。再舉一個例子，可以將致動器與鰭狀板(或其它換向部件)連接起來，使得整個元件201 (而不只是自由端)布置成在離第一配置下離運載工具更近而在第二配置下離運載工具更遠。還有一個例子，鰭狀板或其它元件可以是柔性的，同時致動器布置成可以使它彎曲，使它的各部分在第一配置下更靠近運載工具，同時在第二配置下更彎離運載工具。在本文的教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會明白這些或其他的替代方案。雖然在各圖中僅顯示并討論了單個可動的換向部件201，但應(yīng)指出，也可以提供另外的此類元件，例如這可以是像元件201那樣的可動換向部件，但它是沿著與元件201相對的軌道區(qū)域200橫向部分(沿軌道在岔道的分岔點或岔口的地方或其附近)，同時與圖示元件201協(xié)同運動，以方便規(guī)劃所通過的運載工具通向第一和第二出口。按照另一種方式，該另一個元件可以是非活動(或者固定)元件-例如永久磁體或其它鐵磁材料-它作用于所通過運載工具上的磁吸力足以把它偏向出口之一，從而當換向部件201未被致動器300有效規(guī)劃通向另一個出口的路徑時，保證運載工具通向那個出口。此固定元件可沿與如圖所示換向部件201相對的固定區(qū)域200橫向部分或者其它位置放置(例如，軌道的中央部分)。如同活動元件201—樣，此非活動元件置于沿軌道岔道的分岔點或岔口處或其附近的位置，而且可以做成平板形或直線形，或者別的形狀。我們可參考圖21以進一步了解以上所討論的換向?qū)嵤├?，該圖是與圖18所示類似的軌道右岔道段200切下來的透視圖。導(dǎo)軌部分12和表面63A未被顯示在圖21中，以便能看見上面討論過的類型的鰭狀板201和固定板式非活動元件202。如圖所示，該鰭狀板 201被置于導(dǎo)軌12相對部分之間的間隙210內(nèi)。我們可通過以下的說明進一步了解上面所討論的實施例*圖示岔道區(qū)域200的工作取決于運載工具上的永久磁體和軌道側(cè)面上的鐵磁板之間的吸力。運載工具上的磁體主要是用來在運載工具下面產(chǎn)生用于推進的磁場，但是在運載工具側(cè)面上有足夠強的磁場以產(chǎn)生足夠的力來控制運載工具的方向。如果需要的話， 可以加上附加的磁體，這完全是為了方便換向。*如上面討論過的，圖21顯示在岔道200直側(cè)上的小固定板202及在分岔側(cè)上的活動板201。如果希望運載工具直行，可把活動板201置于離軌道邊緣幾毫米處，使得沒有很大的力將運載工具拉入岔道。在此情況下，直側(cè)上的板202保證運載工具直行。如果希望讓運載工具入岔道，那么可將活動板201置于貼近軌道邊緣，同時由于此活動板201大于
16固定板202，有一個凈力把運載工具拉入岔道路徑。隨著運載工具開始入岔道，力差增加而且變得足夠大，以抵消轉(zhuǎn)彎的運載工具的離心力。*有幾種方法可以控制活動板201。例如，可以把它連到樞軸上并用旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動，或者利用磁力使它橫向運動。*在某些實施例中，換向功能是由施加在軌道上行進的運載工具上的磁力提供的。 此磁力可用來控制運載工具在軌道岔道區(qū)域或交匯區(qū)域處的方向。例如，可以把一個或多個換向部件(如鰭狀板)置于軌道上。此一個或多個換向部件可做成這樣，使當該一個或多個換向部件中至少一個被作動(如運動)時，該一個或多個換向部件中的至少一個與運載工具上的磁通源的磁通量改變。例如，該換向部件可通過樞轉(zhuǎn)，平移，彎曲或其任意組合而運動。*在運載工具上的磁通源可包括永磁體或電磁體。這個用來換向的磁通源也可用于提供LSM推進的手段。但是，此運載工具也可包含附加的且獨立的永磁體或電磁體，它們被做成能提供與用于推進的任何磁通源分開的磁通源。上面討論的是利用在軌道交匯或岔道區(qū)域處或其附近起作用的磁換向部件的岔道區(qū)域。我們將會了解，所舉的實施例僅僅是提供這樣一些區(qū)域的運輸系統(tǒng)和模塊的一個例子。因此，舉例來說，雖然這里所指的可動和固定換向部件是在其附近軌道上與運載工具形成磁吸力，但在別的實施例中，這些換向部件中的一個或多個可以是依靠磁斥力而不是吸力。同時，盡管所舉岔道區(qū)域具有直的分岔出口，但其它實施例的岔道區(qū)域可以是不同的結(jié)構(gòu)。例如，此岔道區(qū)域可以是Y形的。此外，它可以具有(替代或附加)附加的出口。上面敘述的是滿足前面的目標的系統(tǒng)，裝置和方法等。我們將會了解，這里所舉的實施例和討論僅僅是本發(fā)明的一些例子，而且在別的實施例中，包括對這些例子的各種變動，都屬于本發(fā)明的范疇。因此，作為不受限制的例子，例如，除了無輪結(jié)構(gòu)，帶輪的，及上面討論過的其它滾輪型結(jié)構(gòu)之外，本發(fā)明可以利用由空氣墊和流體墊提供懸浮的實施例來實施。
權(quán)利要求
1.一種運輸系統(tǒng)，包括A.軌道，包含沿一個區(qū)域放置的多個無芯推進線圈，一個或多個運載工具要在此區(qū)域內(nèi)被推動；B.一個或多個處在軌道上的運載工具，每個運載工具包含磁通源；C.電子功率和控制電路，它獨立地激勵眾推進線圈，以沿軌道推動一個或多個運載工具。
2.如權(quán)利要求1的運輸系統(tǒng)，其中運載工具中的一個或多個被滑動地安置在軌道上。
3.如權(quán)利要求1的運輸系統(tǒng)，包括在軌道和一個或多個運載工具中任何一個中的引導(dǎo)機構(gòu)，用以防止該一個或多個運載工具脫出該軌道。
4.如權(quán)利要求3的運輸系統(tǒng)，其中所述引導(dǎo)機構(gòu)包括安置在軌道上的一個或多個導(dǎo)軌。
5.如權(quán)利要求1的運輸系統(tǒng)，其中至少一個所述運載工具的磁通源包含一個或多個磁體。
6.如權(quán)利要求5的運輸系統(tǒng)，其中所述多個線圈被安置在軌道內(nèi)，以貼近所通過的運載工具的所述一個或幾個磁體。
7.如權(quán)利要求5的運輸系統(tǒng)，其中所述一個或多個磁體包括哈爾巴赫磁體陣列。
8.如權(quán)利要求1的運輸系統(tǒng)，其中所述推進線圈被置于一個或多個印刷電路板上。
9.如權(quán)利要求1的運輸系統(tǒng)，其中所述軌道包含耦接的模塊。
10.如權(quán)利要求8的運輸系統(tǒng)，其中所述模塊中的一個或多個包含上面安裝了推進線圈的一個或多個印刷電路板。
11.如權(quán)利要求10的運輸系統(tǒng)，其中所述模塊中的一個或多個包括一個或多個功率控制器，形成電子功率和控制電路的一部分，而且被選擇性地電連接到一個或多個推進線圈。
12.如權(quán)利要求11的運輸系統(tǒng)，其中所述一個或多個功率控制器被選擇性地電連接到相關(guān)模塊的推進線圈，以對它進行獨立控制。
13.如權(quán)利要求12的運輸系統(tǒng)，其中所述模塊中的一個或多個包含一個或多個微處理器和一個或多個開關(guān)，所述一個或多個開關(guān)提供所述功率控制電路和所述推進線圈之間的電連接。
14.如權(quán)利要求1的運輸系統(tǒng)，還包括一個或多個位置傳感器，用來監(jiān)測在軌道上運動的運載工具的位置。
15.一種運輸系統(tǒng)，包括A.軌道，包含多個推進線圈；B.一個或多個處在軌道上的運載工具，所述一個或多個運載工具中的每一個包含磁通源；C.激勵推進線圈的控制電路，以沿著該軌道推動所述一個或多個運載工具；D.其中所述推進線圈的一個或多個被安裝在印刷電路板上。
16.如權(quán)利要求15的運輸系統(tǒng)，其中軌道包含多個耦接的模塊。
17.如權(quán)利要求15的運輸系統(tǒng)，其中所述模塊中的一個或多個包含上面安裝了推進線圈的一個或多個印刷電路板，。
18.如權(quán)利要求17的運輸系統(tǒng)，其中所述模塊中的一個或多個包括一個或多個功率控制器，所述一個或多個功率控制器選擇性地被電連接到此模塊上的推進線圈。
19.如權(quán)利要求18的運輸系統(tǒng)，其中所述功率控制器選擇性地被電連接到相關(guān)模塊的所述一個或多個推進線圈，以對該一個或多個推進線圈進行獨立控制。
20.如權(quán)利要求19的運輸系統(tǒng)，其中一個或多個功率控制器中的每一個包含微處理ο
21.一種運輸系統(tǒng)，包括A.軌道，它引導(dǎo)一個或多個運載工具，同時包含交匯區(qū)域和岔道區(qū)域中的至少一個；B.布置在該軌道上的一個或多個運載工具，每個運載工具包含磁通源；C.電子功率和控制電路，它激勵推進線圈，以便沿軌道相互獨立地推動該一個或多個運載工具。
22.如權(quán)利要求21的運輸系統(tǒng)，其中軌道除了包括交匯區(qū)域和岔道區(qū)域的至少一個以外，還包括直線區(qū)域。
23.如權(quán)利要求22的運輸系統(tǒng)，其中交匯區(qū)域和岔道區(qū)域的任何一個包含機械作動換向器，用來改變從它上面通過的運載工具的路徑。
24.如權(quán)利要求22的運輸系統(tǒng)，其中交匯區(qū)域和岔道區(qū)域的任何一個包含磁作動換向器，用來改變從它上面通過的運載工具的路徑。24A.如權(quán)利要求21的運輸系統(tǒng)，其中岔道區(qū)域包括換向部件，它處在換向區(qū)域附近并可相對于軌道選擇性地運動，以改變作用在運載工具上的、橫向于沿軌道運動的運載工具運動方向的磁力。24B.如權(quán)利要求24A的運輸系統(tǒng)，其中A.該換向區(qū)域包括(i)入口，(ii)第一出口區(qū)域，及(iii)第二出口區(qū)域，B.該換向部件具有(i)第一配置，它與運載工具從入口區(qū)域至第一出口區(qū)域的運動有關(guān)，( )第二配置，它與運載工具從入口區(qū)域至第二出口區(qū)域的運動有關(guān)，C.該換向部件可以選擇地從第一配置運動到第二配置。
25.如權(quán)利要求21的運輸系統(tǒng)，其中該運載工具中的一個或多個被滑動地安置在軌道上。
26.如權(quán)利要求25的運輸系統(tǒng)，其中被滑動地安置在軌道上的一個或多個運載工具與軌道之間具有低摩擦系數(shù)。
27.如權(quán)利要求沈的運輸系統(tǒng)，其中該摩擦系數(shù)低于0.2。
28.如權(quán)利要求21的運輸系統(tǒng)，其中該運載工具中的一個或多個被安置在軌道上滾動。
29.如權(quán)利要求21的運輸系統(tǒng)，其中該運載工具中的一個或多個被安置在輪子上，以在軌道上滾動。
30.如權(quán)利要求21的運輸系統(tǒng)，其中該交匯區(qū)域和岔道區(qū)域的至少一個包括多個無芯推進線圈，它們沿著一個區(qū)域安置，在此區(qū)域內(nèi)通過的運載工具的路徑被改變。
31.如權(quán)利要求21的運輸系統(tǒng)，其中該交匯區(qū)域和岔道區(qū)域的至少一個包括多個無芯推進線圈，它們分別沿著角落，曲線和/或界定交匯或岔道區(qū)域的分岔安置，以推動運載工具從中通過。
32.一種運輸系統(tǒng)，包括軌道，包括用來引導(dǎo)運載工具的一個或多個導(dǎo)軌；運載工具，帶有與用作引導(dǎo)的軌道導(dǎo)軌相互作用的機構(gòu)，并包含可用于推進的一個或多個磁體陣列；多個線圈，它們被安裝成緊靠通過的運載工具的磁體，并可被激勵以對該運載工具的磁體作用力；將線圈連到電子功率控制電路的裝置，包括開關(guān)器件和一個或多個微處理器； 位置傳感器，用來監(jiān)測在軌道上運動的運載工具的位置；用來控制微處理器的軟件，它依照命令控制線圈電流，并與運載工具的運動同步；以及能量源，它為運載工具的推進提供功率。
33.一種運輸系統(tǒng)，包括軌道，包括用來至少在兩個維度引導(dǎo)運載工具的一個或多個導(dǎo)軌； 運載工具，具有與用作引導(dǎo)的軌道導(dǎo)軌相互作用的機構(gòu)，并包含可用于推進的一個或多個磁體陣列；在運載工具下側(cè)的表面，它在軌道上面的表面上滑動，因而這些表面的組合具有低摩擦系數(shù)；多個線圈，它們被安裝成緊靠通過運載工具的磁體附近，并可被激勵以對該運載工具的磁體作用力；將線圈連到電子功率控制電路的裝置，包括開關(guān)器件和一個或多個微處理器； 位置傳感器，用來監(jiān)測在軌道上運動的運載工具的位置；用來控制微處理器的軟件，它依照命令控制線圈電流，并與運載工具的運動同步；以及能量源，它為運載工具的推進提供功率。
34.一種運輸系統(tǒng)，包括軌道，包括用來至少在兩個維度上引導(dǎo)運載工具的一個或多個導(dǎo)軌； 呈大約50mm正方形的運載工具，具有與用作引導(dǎo)的軌道導(dǎo)軌相互作用的機構(gòu)，并包含可用于推進的一個或多個磁體陣列；在運載工具下側(cè)的表面，它在軌道上面的表面上滑動，因而這些表面的組合具有低于 0. 2的摩擦系數(shù)；多個線圈，它們被安裝成距通過的運載工具磁體幾個毫米的范圍內(nèi)，并可被激勵以利用至少三個能在單個運載工具上產(chǎn)生推進力的線圈提供力到該運載工具磁體上； 將線圈連到電子功率控制電路的裝置，包括開關(guān)器件和一個或多個微處理器； 位置傳感器，用來監(jiān)測在軌道上運動的運載工具的位置；用來控制微處理器的軟件，它依照命令控制線圈電流，并與運載工具的運動同步；以及能量源，它為運載工具的推進提供功率。
35.一種用于運輸系統(tǒng)中的軌道模塊，包括A.沿一個區(qū)域安放的一個或多個無芯推進線圈，在此區(qū)域內(nèi)包含磁通源的一個或多個運載工具將被推動；B.電子功率和控制電路，它獨立于(a)該軌道模塊和(b)包含軌道模塊的軌道的任何一個內(nèi)的一個或多個其它推進線圈地激勵所述一個或多個推進線圈，以控制通過該軌道模塊的一個或多個運載工具的運動。
36.如權(quán)利要求35的軌道模塊，其特征是，該軌道模塊適合于所述一個或多個運載工具在它上面滑動。
37.如權(quán)利要求35的軌道模塊，其特征是，還包括防止運載工具脫離軌道運動的引導(dǎo)機構(gòu)。
38.如權(quán)利要求38的軌道模塊，其中引導(dǎo)機構(gòu)包括一個或多個導(dǎo)軌。
39.如權(quán)利要求38的軌道模塊，其中所述一個或多個推進線圈被安放成緊靠該一個或多個磁體，這些磁體限定通過該模塊的所述一個或多個運載工具上的磁通源。
40.如權(quán)利要求35的軌道模塊，其中該推進線圈被安放在一個或多個印刷電路板上。
41.如權(quán)利要求35的軌道模塊，其特征是，該軌道模塊布置成與一個或多個這類模塊互鎖連接。
42.如權(quán)利要求38的軌道模塊，其特征是，還包括一個或多個功率控制器，該一個或多個功率控制器形成電子功率和控制電路的一部分且選擇性地與一個或多個推進線圈電連接。
43.如權(quán)利要求42的軌道模塊，其中所述一個或多個功率控制器選擇性地與相關(guān)模塊的推進線圈電連接，以對該推進線圈進行獨立控制。
44.如權(quán)利要求35的軌道模塊，其特征是，還包括一個或多個位置傳感器，以監(jiān)測在它們上面運動的運載工具的位置。
45.一種軌道模塊，其限定出用于運輸系統(tǒng)中的交匯和岔道的任意一個，此軌道模塊改變在其上運動的運載工具的路徑，該軌道模塊包括A.沿一個區(qū)域安放的一個或多個無芯推進線圈，在此區(qū)域內(nèi)包含磁通源的一個或多個運載工具將被推動；B.電子功率和控制電路，它獨立于(a)該軌道模塊和(b)包含該軌道模塊的軌道的任何一個內(nèi)的一個或多個其它推進線圈而激勵所述一個或多個推進線圈，以獨立地推動通過該軌道模塊的一個或多個運載工具。
46.如權(quán)利要求45的軌道模塊，其特征是，包括改變通過其上的運載工具的路徑的機械作動換向器。
47.如權(quán)利要求45的軌道模塊，其特征是，包含改變通過其上的運載工具的路徑的磁作動換向器。
48.如權(quán)利要求45的軌道模塊，其特征是，包括沿一個區(qū)域安放的多個無芯推進線圈， 在此區(qū)域內(nèi)通過的運載工具的路徑被改變。
49.如權(quán)利要求45的軌道模塊，其特征是，包含分別沿角落、曲線和/或限定交匯或岔道的分岔布置的無芯推進線圈，以推動運載工具從中通過。49A.如權(quán)利要求45的軌道模塊，其中岔道區(qū)域包含換向部件，它被安置在該換向區(qū)域附近，并可選擇性地相對于軌道運動，以改變作用在運載工具上的、橫向于沿軌道運動的運載工具運動方向的磁力。49B.如權(quán)利要求45的運輸系統(tǒng)，其中A.該換向區(qū)域包括(i)入口，(ii)第一出口區(qū)域，及(iii)第二出口區(qū)域，B.該換向部件具有(i)第一配置，它與運載工具從入口區(qū)域至第一出口區(qū)域的運動有關(guān)，(ii)第二配置，它與運載工具從入口區(qū)域至第二出口區(qū)域的運動有關(guān)，C.該換向部件可以有選擇地從第一配置運動到第二配置。
50.一種用于運輸系統(tǒng)的軌道，它包含一個或多個可連接的模塊，每個模塊包括A.沿一個區(qū)域安放的一個或多個無芯推進線圈，在此區(qū)域內(nèi)包含磁通源的一個或多個運載工具將被推動；B.電子功率和控制電路，它獨立于(a)該軌道模塊和(b)包含該軌道模塊的軌道的任何一個內(nèi)的一個或多個其它推進線圈而激勵所述一個或多個推進線圈，以推動通過該軌道模塊的一個或多個運載工具。
51.一種用于運輸系統(tǒng)的運載工具，它包括磁通源并適合于沿軌道被推進，該軌道包括A.沿一個區(qū)域安放的一個或多個無芯推進線圈，在此區(qū)域內(nèi)包含磁通源的一個或多個運載工具將被推動；B.電子功率和控制電路，它獨立于一個或多個其它推進線圈而激勵所述一個或多個推進線圈，以推動該運載工具。
52.如權(quán)利要求51的運載工具，其特征是，包括具有適合于軌道滑動的行駛表面的導(dǎo)軌，突出部，凹陷部，或凸緣的任何一種。
53.如權(quán)利要求52運載工具，其特征是，包括適合于在軌道導(dǎo)軌上滑動的凹陷部。
54.一種運輸系統(tǒng)，包括A.軌道，包含沿一個區(qū)域安放的多個無芯推進線圈，在此區(qū)域內(nèi)一個或多個運載工具要被推動；B.處在軌道上的一個或多個運載工具，每個運載工具包含磁通源；C.電子功率和控制電路，它獨立地激勵推進線圈，以便沿軌道推動所述一個或多個運載工具；D.該一個或多個運載工具被滑動地安置在軌道的導(dǎo)軌，突出部，凹陷部，或凸緣的任何一個上面。
55.如權(quán)利要求M的運輸系統(tǒng)，其特征是，包括在軌道和一個或多個運載工具中任何一個上的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，用來防止所述一個或多個運載工具從軌道脫離。
56.如權(quán)利要求55的運輸系統(tǒng)，其中該引導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括一個或多個安置在軌道上的導(dǎo)軌。
57.如權(quán)利要求56的運輸系統(tǒng)，其中該一個或多個運載工具可滑動地布置在該引導(dǎo)結(jié)構(gòu)上。
58.一種用于運輸系統(tǒng)中的軌道模塊，它包括A.沿一個區(qū)域安放的一個或多個無芯推進線圈，在此區(qū)域內(nèi)包含磁通源的一個或多個運載工具將被推動；B.電子功率和控制電路，它獨立于(a)該軌道模塊和(b)包含該軌道模塊軌道的任何一個內(nèi)的一個或多個其它推進線圈而激勵所述一個或多個推進線圈，以控制通過該軌道模塊的一個或多個運載工具的運動，C.適合于所述一個或多個運載工具在其上滑動的導(dǎo)軌，突出部，凹陷部，或凸緣中的任何一種。
59.如權(quán)利要求58的軌道模塊，其特征是，包括防止運載工具從軌道上脫離的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
60.如權(quán)利要求59的軌道模塊，其中該引導(dǎo)結(jié)構(gòu)包含一個或多個導(dǎo)軌，一個或多個運載工具適合于滑動地安置在所述一個或多個導(dǎo)軌上。
61.一種運輸系統(tǒng)，包括A.包含換向區(qū)域的軌道，B.沿該軌道運動的、包含磁通源的運載工具，C.換向部件，其安置在鄰近該換向區(qū)域并可選擇性地相對于該軌道運動，以改變作用在運載工具上的、橫向于沿軌道運動的運載工具運動方向的磁力。
62.如權(quán)利要求61的運輸系統(tǒng)，其中A.該換向區(qū)域包括(i)入口，(ii)第一出口區(qū)域，及(iii)第二出口區(qū)域，B.該換向部件具有(i)第一配置，它與運載工具從入口區(qū)域至第一出口區(qū)域的運動有關(guān)，( )第二配置，它與運載工具從入口區(qū)域至第二出口區(qū)域的運動有關(guān)，C.該換向部件可以選擇性地從第一配置運動到第二配置。
63.如權(quán)利要求61的運輸系統(tǒng)，其中該換向部件包括鐵磁材料。
64.如權(quán)利要求61的運輸系統(tǒng)，其中該換向部件可構(gòu)造成通過樞轉(zhuǎn)，平移，和彎曲中的至少一種運動。
65.一種使運載工具換向的方法，包括提供包含磁通源的運載工具；使該運載工具沿軌道界定的路徑運動；提供換向部件；使該換向部件工作，以改變它和安放在運載工具上的磁通源之間的磁力，從而改變該運載工具的路徑。
66.如權(quán)利要求66的方法，其中該換向部件被安置在軌道岔道區(qū)域和交匯區(qū)域的至少一個處。
67.如權(quán)利要求66的方法，其中該換向部件包括鰭狀板。
68.如權(quán)利要求66的方法，其中該換向部件包括鐵磁材料。
69.如權(quán)利要求66的方法，其中使該換向部件工作包括通過樞轉(zhuǎn)，平移，和彎曲中的至少一種使該換向部件運動。
70.一種用于運輸系統(tǒng)中的軌道模塊，其包含換向部件，該換向部件可選擇性地運動以改變作用在該軌道模塊上運動的運載工具上的磁力，此磁力橫向于該運載工具沿軌道運動的方向。
71.如權(quán)利要求70的軌道模塊，包括A.入口，第一出口，第二出口，B.其中換向部件具有(i)第一配置，它與運載工具從入口區(qū)域至第一出口區(qū)域的運動有關(guān)，( )第二配置，它與運載工具從入口區(qū)域至第二出口區(qū)域的運動有關(guān)，C.其中該換向部件可以有選擇地從第一配置運動到第二配置。
72.如權(quán)利要求70的軌道模塊，其中該換向部件可通過樞轉(zhuǎn)，平移，和彎曲中的至少一禾中運動。
全文摘要
本發(fā)明的一些方案提供由短塊線性同步電機(LSM)驅(qū)動的運輸系統(tǒng)。使用短塊可使各運載工具在精密控制下運動，即使這些運載工具彼此靠得很近。這種設(shè)計能讓運載工具在越過急彎及越過交匯和岔道換向時被推動和導(dǎo)引。可利用無芯LSM來產(chǎn)生無吸力的推力，從而可具有比較高牽引的運載工具懸浮，例如在光滑表面上滑動的運載工具。本發(fā)明的另一些方案提供換向部件，它可選擇性地相對于軌道運動，以改變橫向于運載工具運動方向、作用于該運載工具上的磁力。
文檔編號B65G47/24GK102387973SQ201080013188
公開日2012年3月21日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者B·M·帕萊奧特, J·揚, M·W·伯塔索, N·N·金, R·D·索頓, T·M·克拉克 申請人:麥克納莫紳有限公司