[发明专利]用于将目标物进行悬浮的装置及其设备

说明书

本发明涉及一种用于将目标物进行悬浮的装置，包括电磁单元、应变单元和磁力控制单元，其中应变单元用于电磁单元吸附目标物过程中产生形变信号，磁力控制单元根据所述形变信号来控制电磁单元的电磁力将目标物悬浮。本发明利用应变片原理和电磁以及重力的相互作用实现了目标物的悬浮效果，对目标物的尺寸、磁性以及重量无要求，具有较大悬浮兼容性。

技术领域

本发明一般地涉及磁悬浮领域。更具体地，本发明涉及一种用于将目标物进行悬浮的装置及其设备，该设备例如可以是包括该装置的机械臂或吊装设备。

背景技术

目前磁悬浮在各行各业有着不同的应用，大到轨道列车，小到工艺玩具，都有磁悬浮的身影。从原理上来说，磁悬浮技术利用磁场斥力的特性令两种磁极相同的磁体进行反作用力，达到悬浮目的。在一些应用场景中，可以利用霍尔传感器或其它位移传感器的反馈来控制电磁铁的吸力以达到悬浮物体的目的。然而，这些悬浮方式都对物体尺寸、重量或磁性特性提出较高的要求。因此，上述的悬浮技术通常情况下并不适用于工业场合。

发明内容

为了至少解决上述的技术问题，本发明提供一种用于将目标物进行悬浮的装置。通过利用应变片原理与重力和磁力的作用下，本发明的方案可以在不考虑目标物尺寸、重量或磁性等因素下，达到将目标物悬浮的目的。鉴于此，本发明在如下的多个方面提供相应的解决方案。

在一个方面中，本发明公开一种用于将目标物进行悬浮的装置，包括：

电磁单元，其用于向所述目标物施加电磁力，以便吸附所述目标物；

应变单元，其与所述电磁单元连接并且布置用于在吸附过程中产生形变信号；以及

磁力控制单元，其用于根据所述形变信号来控制所述电磁单元的所述电磁力，以便令所述目标物悬浮。

在一个实施例中，该装置还包括远离所述目标物的固定端和靠近所述目标物的吸附端，其中所述应变单元布置于所述固定端处，并且所述吸附端上布置有用于聚焦所述电磁力的抓点。

在另一个实施例中，所述应变单元布置于所述固定端的重力检测点和所述电磁单元的电磁铁之间，并且配置成：

在所述吸附过程中，响应于所述电磁铁的负载重力变化而产生对应的所述形变信号，其中所述负载重力变化与所述重力检测点相关。

在又一个实施例中，所述磁力控制单元配置成在所述吸附过程前检测所述形变信号，并且根据所述形变信号将所述电磁铁的负载重力校准为零点负载，以便于在所述吸附过程中对所述负载重力变化进行确定。

在又一个实施例中，所述磁力控制单元配置成：

控制所述电磁单元的所述电磁力，以获得所述电磁铁的负载重力变化的重力下降曲线；

根据所述重力下降曲线确定令所述目标物保持悬浮的悬浮应力区，其中当所述目标物位于所述悬浮应力区时，所述电磁力和所述电磁铁的负载重力相抵消；以及

根据所述形变信号和所述悬浮应力区来调整所述电磁单元的所述电磁力，以便将所述目标物保持在所述悬浮应力区。

在又一个实施例中，所述磁力控制单元包括比例积分微分控制模块，其配置成根据所述形变信号和所述悬浮应力区来生成调整所述电磁力的磁控信号，以便将所述目标物保持在所述悬浮应力区。

在又一个实施例中，所述磁控信号是脉冲宽度调制信号，并且所述电磁单元用于根据所述脉冲宽度调制信号来生成对应的所述电磁力。

在另一个方面中，本发明公开的应变单元是半导体应变片。

在又一个方面中，本发明公开一种机械臂，包括前述装置的多个实施例。

在又一个方面中，本发明公开一种吊装设备，包括前述装置的多个实施例。