CN110073589B

CN110073589B - 用于受控地相对定子输送运输体的具有定子的输送装置

Info

Publication number: CN110073589B
Application number: CN201780077331.7A
Authority: CN
Inventors: J.弗兰根
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2021-01-22
Anticipated expiration: 2037-11-14
Also published as: US20190348898A1; CN110073589A; EP3556007A1; DE102016224951A1; US11146160B2; WO2018108408A1; JP2020519217A; JP6918113B2

Abstract

本发明涉及一种输送装置（10），其具有定子（100）和至少一个运输体（200），其中，输送装置（10）设置用于，以受控的方式相对定子（100）输送至少一个运输体（200），其中定子或至少一个运输体具有多个能运动地布置的调整磁体（26），调整磁体分别经由调整元件（114）与定子（100）或运输体连接，其中，调整元件（114）设置用于，以受控的方式改变与之连接的调整磁体（26）相对定子（100）或运输体的位置和/或定向。在此，另一个部分，这就是说运输体（200）或定子具有至少两个固定式磁体（22），固定式磁体以不能运动的方式与运输体或定子连接。此外，定子（100）和至少一个运输体（200）借助固定式磁体（22）和调整磁体（26）磁联接，并且输送装置（10）设置用于，通过对调整磁体（26）借助调整元件（114）的受控的定位和/或定向来相对定子（100）输送至少一个运输体（200）。

Description

用于受控地相对定子输送运输体的具有定子的输送装置

技术领域

本发明涉及用于受控地相对定子输送运输体的具有定子的输送装置和用于运行该输送装置的方法。本发明优选可以在磁悬浮的范畴内用于悬浮地运输物体和用于物体的定位和/或定向。本发明在此可以优选应用在制造技术的领域内、机械制造和基建中、物流或人员运输中。

背景技术

在技术制造的范畴内，必须经常运输或定位诸如材料、工件、工具或成品这样的物体。为此使用与待输送的物体处于直接的机械接触的传统的接触式***，如带式运输机、牵引式进料机构、圆工作台或用于运输工件的移动式机器人、轴***或用于定位工件或工具的工业机器人、用于加工和检验工艺的特种装置。

无接触的输送***也是公知的，其例如应用在机械制造和基建中，例如用于在包装机中运输货物、用于对机械元件定位或用于使工具尽可能精确地对准工件、例如用于激光加工或者在半导体工业中用于曝光光刻机中的基底。在此，可以使用用于使物体悬浮的***。

磁悬浮中的一个挑战在于，建立稳定地在磁场中悬浮的结构。另一个挑战在于，对应目标规定自动地沿全部六个自由度（沿平移和旋转各三个自由度）对悬浮的结构定位和/或使悬浮的结构运动，这也被称为完全的磁悬浮。

为此可以使用简化的***，在所述***中，例如通过机械的支撑支承件机械接触地导引磁悬浮结构的一个或多个自由度，因而仅还须磁性导引五个或更少的自由度。因此这不是完全的磁悬浮。

US 8 803 646 A中公开了另一个***。在此，以如下方式将一个磁陀螺保持在悬浮状态中，即，不是通过磁力、而是通过惯性力无接触地稳定化一个自由度，亦即陀螺的旋转轴。这也不是完全的磁悬浮。

此外，文献CA 2 905 783 A公开了一种由在有传导能力的基底上方的平台中的旋转的永磁体构成的装置。所述平台在有传导能力的基底上感受到浮力，因为旋转的磁体引起了在有传导能力的基底中的涡流，涡流的磁场又排斥永磁体。在此，多个自由度是不受控的，因此在此也不涉及完全的磁悬浮。

空气支承的平面马达也是可能的。在此，运输体无接触地在定子上方运动。悬浮通过吸引力和排斥力的均衡达到，其中，吸引以在运输体中的电磁线圈和定子中的结构化的铁磁板之间的磁力为基础，排斥则通常通过气动的空气支承件，也就是说在运输体和定子之间的空气垫产生。悬浮间距典型地明显小于1 mm并且运动大多局限于一个平面并且因此局限于少于六个自由度。此外，运输体经常与定子电连接，因而基于馈电传导可能强烈地限制所述运动自由度，特别是在一个定子上存在多个运输体时。因为使用空气支承件并且不能对运输体的全部六个自由度定位，所以该***也无法提供完全的磁悬浮。

例如由文献WO 2015/017933 A公知有六个自由度和具有没有电缆连接的运输体的磁悬浮***。这种***经常以装备有永久磁体的运输体在装备有大量无铁的电磁线圈的定子磁场中的磁性排斥为基础。运输体的位置由传感器检测并且通过线圈电流的变化加以调节。这种***实现了完全的磁悬浮，但是它们对多种应用的适用性仅是有限的。这种***尤其经常具有在一些自由度中、首先在垂直于定子平面或作用面或输送面的维度中强烈受限的运动区域，因而例如Z升程、俯仰和/或滚动仅极为有限地可行。

此外，在传统的***中，停电经常是危急的，因为在壁式运行和顶式运行中，运输体可能不受控地掉落并且在此可能引起损伤。避免该问题的特殊解决方案虽然公知，但在成本、重量和功率上引发了一些缺点。

发明内容

因此值得期望的是，提供一种输送装置，该输送装置实现了用于用三个平移的和三个旋转的自由度输送运输体的安全和有效的运行。

按照本发明，建议了用于受控地相对定子输送运输体的具有定子的输送装置和用于运行该输送装置的方法。有利的设计方案是优选实施例和接下来的说明的主题。

本发明以如下方式实现了受控地相对定子输送运输体，即，两个元件中的一个元件具有多个至少部分能运动地布置的调整磁体，所述调整磁体相对这个元件的位置和/或定向可以通过调整元件以受控的方式预定，并且两个元件中的另一个元件具有至少两个不能运动地与这个元件连接的固定式磁体，其中，所述固定式磁体与调整磁体磁联接。输送装置设置用于，通过调整磁体的受控的定位和/或定向来相对定子输送运输体。在此，输送尤其包括，将至少一个运输体带到相对定子的期望的位置中和/或定向中。

本发明实现了运输体在六个自由度中，这就是说在三个平移的自由度和三个旋转的自由度中相对定子的完全的磁悬浮。这样的优点是，可以比在传统的***中更为灵活地进行运输体的输送并且因此实现了输送装置的更为多种多样的可应用性。

此外，本发明还提供了这样的优点，即，通过借助相应的调整元件对调整磁体的对应的定位和/或定向实现了运输体相对定子的悬浮和/或向前运动。由此可以取消提供磁线圈的复杂的布置和操控。这不仅降低了输送装置的复杂度并且因此降低了制造成本，而且也允许了永磁体的使用，所述永磁体经常可以提供比能用于这种目的的磁线圈大得多的磁通密度。这又可以实现在定子和运输体之间的更大的升程高度或更大的气隙，因此可以在沿Z方向和/或在俯仰角范围和滚动角范围内运动时获得更大的活动余地。此外，这还提供了这样的优点，即，中断电能的供应不一定会强制性导致故障或甚至引起损伤。中断功率供应尤其不会导致磁场的或在定子和运输体之间的磁联接的丢失。一旦调整磁体的位置和/或定向屈服于固定式磁体的吸引的力作用，那么例如可以在中断功率供应的情况下提高在调整磁体和固定式磁体之间的联接力，紧接着运输体被吸到定子上并且因此防止了不受控地掉落。此外，本发明还提供这样的优点，即，在定子和运输体之间的磁联接既可以造成运输体的悬浮，这就是说在定子上方的抬升，也可以造成运输体相对定子的前进，这就是说，输送，而不会为此强制性需要其它接触式或无接触式的***。由此可以实现无接触的运输，因而根据本发明的输送装置也能使用在有更高的清洁度要求的环境中。运输体可以例如在有更高的清洁度要求的环境中输送，而定子则在外部布置在有较低的清洁度要求的环境中。例如分离元件可以延伸通过在定子和运输体之间的气隙，以便分离不同的清洁区域。因此本发明也适用于使用在生物、化学和/或制药工艺中，以及例如使用在气密的、液体密封的和/或封装的区域中。

此外，本发明提供了这样的优点，即，在运输体中和在定子中均无须强制性提供磁线圈，因而可以避免运输体和/或定子因在这种线圈中出现的电流而变热。这有助于本发明在热临界的环境中的使用或用于输送对热敏感的物体并且改善了输送装置的效率，因为可以降低电能的消耗。

通过借助磁联接的悬浮或输送，也可以以有效的方式达到运输体或输送装置与振荡和/或振动和/或固体声波的去耦，由此也能在输送敏感的物体和/或人员时使用本发明。

所述输送装置优选具有多个调整磁体和/或多个固定式磁体。调整磁体和/或固定式磁体特别优选通过输送面布置在定子中或定子上或者运输体中或运输体上，因而运输体能沿着输送面悬浮和/或输送。以这种方式可以产生一个较大的区域，在该区域中能输送运输体。调整磁体尤为优选总共具有一定数量的自由度，所述数量至少和运输体的自由度的数量一样大，运输体应当在所述自由度中受控地输送或定位。若运输体例如应当在六个自由度中输送和/或定位，那么有利的是，提供多个调整磁体，所述调整磁体具有总共六个或更多自由度。为此可以例如这样设置调整磁体，使得在每个时间点上运输体均与至少六个调整磁体交互。

调整磁体的磁场和/或至少两个固定式磁体的磁场优选面朝输送面，这就是说，磁偶极子面朝输送面。输送面在此是这样一个面，运输体被沿着该面以受控的方式相对定子输送。输送面尤其可以与定子平面和/或定子的作用面重合。处在定子和从定子悬浮的运输体之间的面可以例如是输送面。这种布置提供了这样的优点，即，可以扩大或优化在调整磁体和固定式磁体之间的磁联接。调整磁体的和固定式磁体的磁偶极子优选彼此面对面或者这样布置，使得它们的磁场具有重叠和/或交互。在此优选沿着背对输送面的方向最小化磁场。

所述至少两个固定式磁体和/或所述调整磁体优选分别具有至少一个永磁体。这样的优点在于，可以减少或甚至完全避免磁线圈在定子中和/或在运输体中的使用并且因此可以降低输送装置的能耗。此外，可以借助永磁体产生一个相比磁线圈极强的磁场，所述磁场还可以在狭小的空间上提供。在使用永磁体来提供磁场时，也无需和在使用磁线圈的情形中那样用电功率供应磁体。此外，永磁体不浪费任何电功率并且因此不会造成输送装置不期望地变热。固定式磁体和/或调整磁体特别优选仅具有一个或多个永磁体，而不具有附加的磁线圈。以这种方式可以例如避免运输体必须与在前进时造成妨碍的用于电能的馈电线接触。

永磁体优选（在表面的一个点上）提供至少0.05T、优选至少0.1T、进一步优选至少0.25T、还进一步优选至少0.5T、特别优选至少0.75T、最为优选至少1T的磁通密度。永磁体尤其可以这样选择，使得通过所选择的磁通密度能达到运输和/或定位运输体所需的力和力矩。有较大磁通密度的永磁体可以例如用于，造成更大的升程和/或造成更高的加速度和/或用运输体输送更重的载运货物。

调整磁体优选具有磁体组，所述磁体组优选具有多个永磁体和/或磁线圈。固定式磁体优选也形成了至少一个磁体组，其中，该磁体组优选具有多个永磁体和/或磁线圈。尤其针对磁体组的多个磁体沿着一条直线布置的情形，可能有利的是，这样布置磁体，使得多个磁体这样定向或布置，从而使磁体的磁偶极子不是平行地对准或不是指向相同的方向，特别是不是全部平行于所述直线地对准。偶极子的不平行的布置在此可能对在全部六个自由度中受控地输送或运动运输体是有利的。

特别优选的是，至少部分按照海尔贝克阵列布置至少一个磁体组的多个永磁体和/或磁线圈。这样做的优点是，由多个磁体产生的磁场朝着一个方向离开海尔贝克阵列地增强并且朝着另一个方向离开海尔贝克阵列地变小或甚至完全消失。这可以例如是有利的，使得沿一个方向在定子和运输体之间的磁场增强，而沿另外的方向的磁场则减小或甚至完全消失。因此磁场可以以特别有效的方式用于悬浮和/或具有海尔贝克阵列的磁体彼此邻接地、特别是在狭小的空间内布置，而不会负面地相互影响。优选这样布置海尔贝克阵列，使得磁体组的磁场优选朝着输送面或作用面延伸。尤其可以通过在相同的联接力和联接力矩下作为海尔贝克阵列的布置降低磁体的总重和/或惯性矩。最为优选的是沿海尔贝克阵列的不同的空间方向形成的磁体的平面的布置，以便在所有自由度中传递大的力和力矩。

调整元件优选具有驱动元件，所述驱动元件设置用于，以受控的方式改变与之连接的调整磁体的位置和/或定向。这种驱动元件例如可以具有电动马达，电动马达直接地或经由传动机构和/或杆与调整磁体连接，以便使调整磁体运动。此外，可以这样设置驱动元件，使得多个调整磁体能随之运动。这种布置具有这样的优点，即，与调整元件连接的调整磁体能个性化地在其位置或定向中发生改变。例如可以这样设置调整元件，使得该调整元件能让一个或若干调整磁体围绕调整磁体的轴线和/或重心旋转。此外，可以这样设置驱动元件，使得至少一个调整磁体的多于一个的自由度因此能运动。进一步优选的是，调整元件具有传感器元件，该传感器元件设置用于，获取与调整元件连接的调整磁体的位置和/或定向。这使得能调节调整磁体的定向和/或位置并且借助调整磁体以有效率和有效的方式促成期望的效果。进一步优选的是，调整元件具有控制元件，该控制元件设置用于，借助驱动器以预先确定的方式调整与调整元件连接的调整磁体的位置和/或定向。所述控制元件例如可以具有控制和/或调节单元，借助该控制和/或调节单元来控制和/或调节调整磁体经由驱动元件的运动。以这种方式能特别快速和/或准确地实现对调整磁体的定位或定向。

此外，输送装置也可以具有位置确定单元，该位置确定单元设置用于，获取至少一个运输体相对定子的相对位置和/或定向。所述位置确定单元可以例如具有光学的传感器和/或电容的传感器和/或磁场传感器，如霍尔传感器，其在由运输体引起的磁场的基础上至少部分获取运输体相对定子的位置和/或定向。

本发明的其它的优点和设计方案由说明书和附图得出。

不言而喻的是，前述的并且接下来还要阐释的特征不仅能以分别说明的组合使用，而且也能以其它组合或单独地使用，而不会偏离本发明。

本发明借助实施例在附图中示意性示出并且在下文中参照附图加以详细说明，但并不局限于所示的实施例。

相同的或类似的元件在此配设有相同的附图标记。相应的阐述为简短起见不再重复。

附图说明

附图中：

图1A至1D在示意图中示出了根据优选的实施方式的输送装置；

图2A和2B示出了根据一个优选的实施方式的运输体；

图3A至3L示意性地在俯视图中示出了固定式磁体或磁体组的不同的布置；

图4A至4C示出了运输体的优选的实施方式；

图5示出了根据一个优选的实施方式的运输体，其具有附加功能；

图6A至6D在示意图中示出了根据优选的实施方式的定子；

图7A至7E示出了磁体组或调整磁体的示例性的布置；

图8A至8H示出了调整磁体和磁体组的优选的实施方式和优选的布置；

图9A和9B在示意图中示出了调整元件的优选的实施方式；

图9C在方块图中示出了调整元件的示例性的工作原理；

图10示出了位置确定单元的一个优选的实施方式；

图11示出了示例性的控制图表；

图12A至12C示出了输送装置的优选的实施方式；

图13示出了车辆的优选的实施方式；

图14示出了示例性的方法流程示意图。

具体实施方式

图1A在示意图中示出了根据一个优选的实施方式的输送装置10，具有附属的坐标系900和920。所示的输送装置10布置在机台12上并且具有定子100和运输体200。在定子100和运输体200之间示意性示出了悬浮场14，该悬浮场在这种情形下是主动调节的磁场。悬浮场14通过调整磁体和固定式磁体（未示出）在定子100的作用面102上产生，所述作用面在定子100中或运输体200中形成。悬浮场14处在定子100和运输体200之间，其中，运输体200在悬浮场14中悬浮。虚线示意性示出了可选能安装的严密的密封装置16，该密封装置使得能用在严密的密封装置16外的定子100输送在严密的密封装置16内的运输体200。此外，示意性示出了接头18，借助所述接头能给输送装置10供应电能并且能通过所述接头输入和/或输出通信数据。

运输体相对定子的位置和定向在此可以在一个由x方向902、y方向904和z方向906展开的定子坐标系900中示出。运输体具有自己的运输体坐标系920，该运输体坐标系由x1方向922、y1方向924和z1方向926展开并且具有滚动角932、俯仰角934和偏转角936。

在此优选这样调节输送装置10，使得运输体200稳定地悬浮并且关于平移和旋转在一条预定的目标曲线上被导引。

图1A示出了在台式运行中的输送装置10，这就是说布置在或安放在一个平面上，从而运输体200由于地心引力940朝着定子100的方向加速，本发明还具有在壁式运行中的输送装置10，在该输送装置中，重力基本上平行于输送面地加速运输体。在此，这样来调整在定子100和运输体200之间的磁联接，使得用于补偿重力的力同样平行于输送面地作用。悬浮场14在此防止了运输体200的滑落和/或坠落。倘若调整磁体和固定式磁体（未示出）具有永磁体，那么在中断电功率输送时必要时也防止了滑落和/或坠落。同样的说明适用于在图1B中示意性示出的顶式运行中的输送装置10。

图1C在示意图中示出了具有三个运输体200的输送装置10，所述运输体在三个彼此邻接布置的定子100或定子模块上方运输，其中，定子模块形成了平坦的作用面102。此外，在图1C中还示出了运输体200在不同的升程高度中或不同的间距下沿z方向906的定位。

图1D在示意图中使出了根据另一个优选的实施方式的输送装置10，在该输送装置中，运输体200通过两个单独的定子100被输送或定位或定向，其中，每个定子仅联接在运输体中的磁体布置的一个分区上。运输体200能以这种方式转动了偏转角936和/或翻转了滚动角932和/或倾斜了俯仰角934。

图2A示意性地在X1/Z1平面的横截面中示出了根据一个优选的实施方式的运输体200，其中，该运输体200具有固定式磁体22的磁体组24。图2B在俯视图中示出了图2A的运输体。所述运输体200还具有上方的覆盖元件202和下方的覆盖元件204，所述覆盖元件在上方或下方与磁体组24邻接布置。在所示实施方式中，用上方和下方来称呼沿z1方向926的不同的位置。在运输体200沿x1方向922和y1方向924的侧面上，与磁体组24邻接地构造有边缘元件206。

运输体200在此可以用作在运输货物20和定子100之间的机械的连接部分。运输体200优选构造成机械刚性的元件并且设置用于，在上方的覆盖元件202的上侧上对运输货物20进行支撑或运输。运输货物20可以优选固定在运输体200上并且然后和运输体200一起在目标曲线上在定子100上方导引和/或稳定地保持在目标位置上。运输体200根据所示的实施方式是电无源的，这就是说为了实施其功能，运输体不需要电能或接头并且尤其不具有调整磁体。

根据所述实施方式，运输体200包括在X1/Y1平面中平坦地布置的多个固定式磁体22，所述固定式磁体作为磁体组24布置在一种几何布置中，其中，固定式磁体22的几何布置相对运输体200被固定并且固定式磁体22因此没有相对运输体200运动。上方的覆盖元件202和/或下方的覆盖元件204和/或边缘元件206例如可以设置用于，将固定式磁体22至少部分固定在其位置中或其几何布置中。运输体200备选或附加地可以具有一个或多个另外的构件，以便固定所述固定式磁体22。固定式磁体22优选包括永磁体和/或构造成永磁体。固定式磁体22特别优选具有由稀土合金制成的永磁体。

磁体或固定式磁体22的位置在此优选指的是其重心的位置。相应的固定式磁体的磁化方向通过偶极矢量说明，偶极矢量象征性地示出为对应的箭头。因此在图2A中可以看到，根据所示的实施方式，每个固定式磁体22关于其磁化方向均不同于相应的相邻布置的固定式磁体22地布置或对准。它们在所示情况下形成了海尔贝克阵列，所述海尔贝克阵列的磁场沿Z1方向特别强烈并且沿反方向变弱。优选使用基本上均匀磁化的磁体作为固定式磁体22，从而相应的固定式磁体22的单个分体积的偶极矢量近似指向和固定式磁体22的总偶极矢量相同的方向。偶极矢量指向箭头尖端的方向。

固定式磁体22在运输体200中的布置优选这样与调整磁体26（参看例如图7）在定子100中的布置协调或匹配，使得在相应的定子100上，在运输体200的工作区域中，运输所需的力和力矩能从定子100传递给运输体200和/或始终能独立地控制运输体200的所有期望的自由度。

图3A至3L示意性地在俯视图中示出了固定式磁体22的不同的布置，固定式磁体形成了磁体组24。在这些附图中，箭头也指出了相应的固定式磁体22的磁化方向，其中，配设有点或X的固定式磁体22具有一个沿z1方向926从图平面出来或进入图平面延伸的磁化方向。

图3A至3G示出了固定式磁体22在规则的矩形格栅中的布置。运输体200优选具有至少两个固定式磁体22（查看图3A），所述固定式磁体线性地布置在一条直线上，其中，固定式磁体中的至少一个固定式磁体的偶极矩不是平行于这条直线地定向。这尤为有利，以便能沿全部六个自由度控制运输体200或使运输体受控地运动。运输体200优选分别具有至少三个固定式磁体22（参看图3B至3G），所述固定式磁体处在一个空间平面中、例如处在x1-y1平面中和/或形成了复杂的三维的空间布置。

固定式磁体22全部布置在一个布置平面中的布置尤其适用于这样的应用，在所述应用中，主要实施平行于所述布置平面的平移的运动和/或围绕定子100的z轴或相应的运输体200的z1轴的旋转。

磁体组24优选具有固定式磁体22，所述固定式磁体布置成至少一个海尔贝克阵列。一个或若干海尔贝克阵列优选这样定向或布置，使得磁场或磁场强度沿定子100的方向提高和/或沿运输货物20的方向和/或沿可能的相邻的运输体200的方向减小，所述相邻的运输体必要时在同一个定子100上被输送。尤其形成了海尔贝克阵列的固定式磁体22的示例性的布置在图3D、3F和3G中示出。长度λ在此指出了海尔贝克周期的长度，这就是说，海尔贝克阵列的周期的长度。

图3H至3J示出了磁体组24，在所述磁体组中，固定式磁体22沿着六边形的格栅布置。根据图3I和3J的布置在此基于海尔贝克阵列的2维布置。图3K和3L示出了磁体组24，在所述磁体组中，固定式磁体22沿圆周形的格栅布置。图3K尤其展示了一种布置，在该布置中，固定式磁体22在五个海尔贝克阵列或海尔贝克周期中在72°的各一个角范围上布置。固定式磁体22在此以18°的角间距等距布置。在图3L中的布置除了在图3K中示出的布置外还具有五个沿径向布置的海尔贝克阵列，所述海尔贝克阵列在圆周形的布置的中点或中心分开一个共同的固定式磁体22。这种布置可以有利地与有正方形的格栅的定子磁体布置组合。这种布置尤其可能是有利的，以便避免关于调整磁体和固定式磁体相对彼此的布置的奇点。

图4A至4C展示了运输体200的优选的实施方式，所述实施方式具有磁体组24，在所述磁体组中，固定式磁体22布置在三维布置中。为了更好地图示，没有示出下方的覆盖层204和上方的覆盖层202。图4A在此展示了固定式磁体22的部分圆柱形的布置，所述固定式磁体例如在围绕y1轴转动时可以提供扩大的枢转区域。图4B展示了固定式磁体22的截球形的布置，所述固定式磁体无论在围绕x1轴还是y1轴的转动中均能提供较大的枢转区域。两个布置不需关于围绕z1轴的可转动性或可枢转性受到限制。

固定式磁体22在弯曲的平面上的布置可以提供沿运输体200的至少一个方向的变大的枢转角范围。圆柱形的运输体200例如可以在必要时执行围绕其圆柱轴线的连续转动，圆柱形的运输体的弯曲的围面作为作用面在定子100上悬浮。额外可能的是围绕定子100的z轴的连续转动。

通过一个沿两个空间方向弯曲的面可以例如拓展沿运输体200的沿两个空间方向的枢转角范围。必要时装备了固定式磁体22的球形运输体200可以例如实施沿所有空间方向的连续转动。

运输体200也可以设计成圆柱段或截球，如在图4A和4B中所示那样，其具有装备有磁体的弯曲的侧面和构造用于容纳运输货物的平坦侧面。这些布置可以例如提供这样的可能性，即实现有很大的枢转角范围（例如90度）的量角台，所述量角台额外可以实施围绕z1轴的转动并且优选实施沿所有空间方向的平移。这种布置可以例如有利地使用在加工工艺、如激光加工中或者检验工艺、如工业图像处理中，因为例如用作运输货物20的工件在宽广的区域内能自由地在加工工具下方或检验器件下方定位和/或定向。额外可选能将工件快速地运输到工艺位置中并且从工艺位置运输出来，因而可以最小化经常不是经济有效的工件切换时间，在所述工件切换时间内无法利用所述工艺。

图4C示出了根据另一个实施方式的运输体200，在该运输体中，固定式磁体22布置在角形的布置中。所示的运输体200尤其具有固定式磁体22，所述固定式磁体沿着第一臂水平地延伸进入X1/Y1平面并且沿着第二臂延伸进入X1/Z1平面。以这种方式提供了有两个作用面的运输体200，如所示那样例如具有水平的和垂直的作用面，以便例如在不同的时间点上或者同时从不同的所布置的定子100、例如从水平布置的和垂直布置的定子100悬浮或输送。这种布置可以例如使用在运输体200中，该运输体在连续切换中在不同定向的作用面上运行。运输体200可以例如具有两个呈90°角布置的作用面。当这个运输体在两个定子的布置上运行时，可以例如在没有强制性中断的情况下从底部运行切换到壁式运行中，所述两个定子同样彼此呈90°角布置，其中，定子100水平地运行并且另一个定子100垂直地运行。

运输体200的例如将运输体200的单个部件、如固定式磁体22保持在一起的结构构件或壳体或支架，优选由非铁磁的材料制成，例如由塑料和/或陶瓷和/或非铁金属制成。其可选具有没有装备磁体的边缘元件206，所述边缘元件例如用作与其它运输体200的间隔件，因而优选限制了在两个接触的运输体200之间的相互的接触力并且优选即使在两个运输体200接触时也不妨碍所述两个运输体的自由的可定位性。

运输体200可以在面朝定子100的侧面上配设有下方的覆盖元件204，所述下方的覆盖元件例如具有覆盖层，所述覆盖层优选用作与运输体200的周围环境中的可能的物体的间隔件并且优选能安全地限制间距以及因此限制固定式磁体22的最大的作用力。由此可以例如在操纵运输体200时减小致伤风险，如在违反操作规程地接近铁磁的物体时手指被挤伤的风险。此外，可以优选达到针对定子100中的驱动器或调整磁体的过载限制，因为运输体200施加到定子100中的调整磁体上的力和力矩优选可以受到限制。此外，可以优选更好地为运输体200清除附着的铁磁的颗粒，因为保持力更小。将附加功能可选集成到下方的覆盖元件中，例如用于感应式传输能量的线圈或用于鉴别运输体200的数据载体中，在此也可能是有利的。

多个运输体200可以机械地和/或在控制技术上联接，以便例如共同实施一个功能。被动的机械的棒形运动机构实施操纵任务，所述棒形运动机构的棒主动被单独的运输体200驱动和定位。在另一个示例中，多个运输体200可以以如下方式运输例如对单个运输体200而言过重的共同的载运货物，即，所述载运货物优选同步化地运动或输送。

运输体200按照另一个优选的实施方式也可以具有内部的自由度并且例如由多个能相对彼此运动的构件构成，因而运输体例如总共具有多于六个的自由度。通过在所述构件的多个构件中提供固定式磁体22，可以优选主动地操控运输体200的多于六个的自由度。如图5中所示那样，例如一个在运输体200中以能转动的方式支承的圆盘208能单独转动，以便例如实施在运输体200上的附加功能，如针对运输货物20的抓取功能或夹紧功能。

此外，运输体200按照另一个优选的实施方式可以装备有用于其它附加功能的功能组。例如可以以如下方式发生机械的能量传输，即，在运输体200中的优选以能转动的方式支承的并且装备有磁体的圆盘被定子100主动地驱动。为了驱动，圆盘被定子100例如作为第七个自由度对待。备选也能以如下方式实现电气的、无接触的能量传输，即，例如在定子100和运输体200中分别集成用于感应地传输能量的线圈。在定子100中的例如永久旋转的磁体可以备选或附加地在运输体200中的线圈内感应出交流电压，所述交流电压优选可以用于在运输体200上供电。在运输体200前进时，激励附加功能的任务被持续地传递给定子100的例如处在感应线圈的有效范围内的其它磁体组24或调整磁体。也可以例如用感应的和/或光学的发射器和接收器例如实现在定子100和运输体200之间的无接触的数据传递。此外，可选规定运输体200的位置测定和/或识别。例如在定子100中的光学的、基于相机的传感器可以读取在运输体200的面朝定子100的侧面上施加的位置代码或识别代码。运输体200的至少一个部分例如可以装备有识别元件，如具有条形码，输送装置10或定子100可以借助条形码识别相应的运输体200。

图6A和6B示意性地在立体图中（图6A）和在横截面视图（图6B）中示出了根据一个优选的实施方式的定子100。定子100在此具有多个调整磁体26，所述调整磁体分别又具有磁体组24。调整磁体26至少部分被定子壳体的结构构件112包围。磁体组24在此根据所示的优选的实施方式布置在定子100的一个面或侧面上，所述面或侧面在所示的情形下是定子100的上侧面。虽然磁体组24在图6A所示中全部相同地取向，这就是说，它们的由属于磁体组24的磁体的各个偶极矢量得出的总的或有效的偶极矢量被平行布置，但要指出的是，磁体组24被这样构造或布置成能运动，使得它们至少在它们的布置平面内能相对定子壳体转动。即使在图6B的横截面视图中仅示出了在每个磁体组24中的三个磁体，但磁体组24可以具有少于或多于三个的磁体，所述磁体可以布置在一维、二维或三维的布置中。

调整磁体26或磁体组24与调整元件114连接，它们能借助调整元件改变它们的位置和/或定向。调整元件114在此例如具有至少一个驱动器、如电动马达，所述驱动器优选经由驱动轴和/或传动机构和/或杆与磁体组24连接。

用于导引至少一个运输体200所需的磁场通过定子100内的磁体组24或调整磁体26的受控的、例如经调节的运动产生。由磁体组24产生的磁场至少部分从定子100的作用面102出来并且将力和/或力矩施加到在运输体200中的固定式磁体22上。在运输体200内的力和/或力矩的方向和强度受到定子100内的调整磁体26或磁体组24的位置或定向的影响。定子100内的调整磁体26或磁体组24的位置在此优选被这样调节，使得运输体200悬浮并且对应预定的目标曲线在全部六个维度中导引或者被稳定地保持在有预定的目标定向的预定的目标位置上。

如图6B所示，定子100具有由可运动的调整磁体26构成的布置。调整元件114可以对应目标规定改变磁体组24或调整磁体26的定向和/或位置。运输***置确定元件116设置用于，确定所有在定子100上输送的运输体200或在相应的定子100的影响范围内的所有的运输体的实际位置。运输***置确定元件116例如可以具有传感器层和/或具有传感器的印制电路板。控制元件122可以优选评估由运输***置确定元件116提供的传感器信号并且将这些传感器信号例如提供给上级的设备。调整元件114可以例如经由印制电路板120接触。

此外，定子100根据所示的优选的实施方式还具有磁***置确定元件118，借助该磁***置确定元件可以获取磁体组24或调整磁体26的实际上存在的位置和/或定向。磁***置确定元件118例如可以具有传感器层。

在定子100内的磁体组24的布置优选是平坦的，这就是说，所有的磁体组24优选布置在一个平面中。

图6C和6D示出了根据另一个优选的实施方式的定子100，该定子与图6A和6B所示的实施方式类似并且额外具有盖112a和可选的线圈层128。盖112a优选由非铁磁的材料制成。基于磁体组24的磁场通过盖112a向外出来，所述盖例如至少部分由塑料和/或非磁的金属和/或陶瓷和/或玻璃制成。盖112a可以例如相对运输体200的工作空间遮蔽定子100的内部并且因此防止了颗粒的侵入和/或出来。此外，盖112a可以用于，安全地限制定子100内的调整磁体26到定子100外的物体上的最大的作用力。在此可以这样设计间距，使得安放在盖112a上的运输体200优选不会导致调整元件114封锁。额外优选限制没有按规定安放在盖112a上的铁磁部分的吸引力，因而这些铁磁部分能轻易地再次脱落并且不会导致操作时受伤。

线圈层128可以例如构造成具有内置的线圈的多层印制电路板。

盖112a的面朝至少一个运输体200的表面优选形成了定子100的作用面102。可选能设置一种机械的回程装置（未示出），所述回程装置扩大了调整磁体26的所有的磁体组24与作用面102的间距。回程装置可以例如在输送装置10停止运行时被自动激活，因此安全地限制了在停止运行时从作用面102出来的磁场。因此可以例如实现在作用面102之前的无危险的操作并且方便了清除附着的铁磁颗粒。

定子100可以优选沿任意方向相对于重力运行，例如处在台式运行（运输体200在作用面102上悬浮）、壁式运行（运输体200在作用面102旁悬浮）或顶式运行（运输体200在作用面102下方悬浮）。总***在加速的基准***内或在失重下的运行原则上可行。

定子100优选模块化地构造，因而多个同样的和/或不同的定子模块能以简单的方式优选无缝地排列成行（参看图1C）。定子模块优选装备有数据连接124，例如装备有通信通道，因而优选能实时传递关于定子100的和处在该定子上的运输体200的信息。

运输体200可以优选自由地从一个定子模块滑动到另一个定子模块。因此可以优选按需扩展运输体200的工作范围。每个模块还优选具有用于能量供应的接口126以及用于与其它定子模块联接并且用于简单地集成到设备中的机械的接口。

定子100的磁场优选通过磁体组24的主要是平面的或平坦的布置产生。磁体组24的布置优选形成了磁体组24的规则的、正方形的格栅，但其它规则的或不规则的布置也是可行的。

图7A至7E示出了磁体组24或调整磁体26的示例性布置。图7A例如示出了磁体组24按照矩形的、特别是正方形的格栅的布置。图7B示出了磁体组24按照六边形的格栅的布置。图7C示出了不同的磁体组24按照矩形的格栅的示例性的布置。磁体组例如可以在它们的磁偶极矩上有所不同。此外，磁体组的一些磁体组也能快速转动或缓慢转动，通过不同的传动机构与驱动器连接和/或用不同的驱动器运行。当有意使转动轴线基本上垂直于布置平面时，按图7A至7C的布置尤为有利。此外图7D和7E示出了一些布置，在所述布置中，磁体组经由驱动轴28与驱动器连接，其中，驱动轴基本上平行于作用面102。按照图7D的布置，驱动轴28平行地延伸，按照图7E的布置则至少近似沿径向或沿圆周延伸。

根据一个优选的实施方式，调整磁体26如在图8A和8B中所示那样由单个磁体形成，备选如在图8C和8D中所示那样由多个磁体在磁体组24内的布置形成，其中，磁体优选机械牢固地相互连接。调整磁体26备选由磁体组24形成，磁体组具有多个不同的被磁化的区域。磁体组24优选形成了海尔贝克阵列（查看图8C和8D），所述海尔贝克阵列沿作用面的方向定向。这样的优点是，磁通密度沿作用面102的方向扩大并且沿所有其它方向变小，特别是沿相邻的磁体组24的方向变小。在图8A至8D中示出的调整磁体26或磁体组24在此这样与驱动轴28连接，使得驱动器的转动轴线垂直于作用面102。角α在此指的是驱动轴28或调整磁体26或磁体组24的调整角。

图8E和8F示出了一些布置，在所述布置中，调整磁体26或磁体组24这样与相应的驱动轴28连接，使得驱动轴28基本上平行于作用面102。因此在这种布置中进行调整磁体26或磁体组24围绕X轴902的转动。

图8G示意性示出了定子100中6 x 6磁体组24按照矩形的格栅的根据一个优选的实施方式的布置，其中，磁体组24分别设计成海尔贝克阵列。单个磁体组24的详细的图示，特别是具有根据这种磁体组24的优选的实施方式的典型的尺寸在图8H中示出。

磁体组24优选在定子100中能单独地移位，它们因此能在它们的位置和/或定向上加以改变。它们可以优选实施线性运动和/或转动和/或叠加的运动。优选实施围绕驱动轴28的一个构造上固定地预定的转动轴线的转动。为了通过所述转动达到磁场的有效变化，磁体组24的占优势的偶极矢量优选垂直于驱动轴28的转动轴线定向。

磁体组24的转动轴线可以参照作用面102不同地定向。它们优选垂直于和/或平行于作用面102定向。这样来选择相邻的磁体组24的间距，使得通过磁体组的磁性的相互作用引起的到磁体组24上的扭矩相比由运输体200引起的典型的扭矩很小。

使用调整元件114对磁体组24定位和/或定向，调整元件优选能实施线性运动和/或转动和/或叠加的运动。调整元件114优选使至少一个磁体组24运动。优选使用调整元件114，所述调整元件能覆盖360°的角范围并且优选能够实施连续的转动。这对运输体200的多种运动可能是有利的。

图9A和9B在示意图中示出了调整元件114的优选的实施方式。所述调整元件优选具有驱动器，该驱动器例如具有马达34、如电动马达，所述马达可选经由传动机构32和驱动轴28与调整磁体26或磁体组24机械地连接或联接。调整元件114优选具有用于获取调整角α的传感器30并且可选具有调节器（未示出），该调节器优选能快速和精确地根据预定的目标位置调整或追踪调整角α。

调整元件114例如具有电动马达，在该电动马达的轴上安装有至少一个磁体组24。传感器30测量驱动轴的转动角α，有可选后置的驱动放大器的PID调节器优选操控马达34。为了提高扭矩或转速，可以在马达34和驱动轴28之间设传动机构32。所述传动机构32可以例如是自锁的，因而马达34为了维持扭矩而在恒定不变的角位置中不必供以电流。

图7A至7E所示的同类的磁体组24在规则的格栅中的示例性的平坦的布置在此优选被这样设计，使得磁体组24中的每个磁体组可以被单独的调整元件114驱动或运动。在此，在图7C中示出的大的和小的磁体组24可以例如被不同的调整元件114驱动，其中，例如大的磁体组24被具有高的扭矩和大的惯性（例如具有传动机构）的调整元件114操控，而小的磁体组24则被具有较小的扭矩和较小的惯性的调整元件114操控。图7D示出了一种示例性的布置，在该布置中，驱动轴28平行于作用面102延伸并且优选每个驱动轴28驱动多个磁体组24。

有多个驱动器的调整元件114优选能影响磁体组24的多个自由度。以能万向地朝两个空间方向转动的方式支承的磁体组24例如可以被两个调整元件114沿两个不同的空间方向转动。

取代电动马达的是也可以使用其它的驱动***，例如起重磁铁或压电驱动器。

为了达到高动态可能有利的是，磁体组24围绕其主惯性轴线以很小的惯性矩转动。转动轴线优选延伸经过相应的磁体组24的重心，以便避免定子100基于不平衡引起的振动。为了补偿机械的驱动器的惯性，可以例如在作用面102下额外使用线圈（参看图6C和6D），所述线圈例如能以高动态施加较小的修正力和/或修正力矩到运输体200上。然后由调整磁体磁场和线圈场的叠加产生了定子100的作用磁场或悬浮场14或磁场，其中，线圈场虽然可能时明显更弱，但能更为快速地改变。

因为驱动器以及驱动放大器在运行时可能变热，所以可以设冷却装置，所述冷却装置例如通过经由冷却体或在定子100中的通风结构和合适的通风通道的散热来冷却驱动器和/或驱动放大器（参看例如图6B）。

图9C在方块图中示出了调整元件114的示例性的工作原理。在此，例如将相应的磁体组24的目标位置1001转达给调节器1002。然后可以通过驱动放大器1003这样来操控驱动器1004，使得磁体组24必要时经由传动机构1005被相应地操控。可以通过对应的传感器1006获取磁体组24的真实的角位置或实际位置1007并且再次将其输送给位置调节器，因而产生了一个调节回路，借助调节回路能尽量精确地对磁体组定位和/或定向。

根据另一个优选的实施方式，输送装置具有位置确定单元。该位置确定单元优选这样设置，使得能检测、优选周期性地、特别优选以高频率和短等待时间检测至少一个运输体200相对定子100的作用面的位置和/或定向。在此，优选检测运输体200的所有的自由度。测量例如可能是用于调节运输***置的基础。图10示出了位置确定单元的一个优选的实施方式，该位置确定单元具有运输***置确定元件116。运输***置确定元件116可以例如设计成印制电路板，该运输***置确定元件优选具有用于磁体组24或调整磁体26的留空部和/或装备有传感器132，其中，所述传感器132优选构造成磁场传感器。

所述位置确定单元可以至少部分集成到定子100中或在空间上与定子100分开地安装并且将位置数据传递给定子调节机构。但位置确定单元优选集成在定子100中，因此优选能保证相对定子100的恒定不变的尺寸参照和/或简化总***的操作。在集成到定子100中时，也可以例如有效地利用现有的结构空间，因为位置确定在运输体200的面朝定子100的侧面上进行，并且位置确定优选不会受到运输货物的妨碍或歪曲。

优选使用磁场传感器和/或电容的传感器和/或光学传感器作为传感器132。传感器优选在规则的格栅中布置在作用面102下方。例如霍尔传感器可以在多个部位上和/或沿不同的空间方向检测在运输体200内的磁场。优选所有用于评估的传感器信号被传递给计算器***。在那里可以例如借助算法从传感器信号和对运输体200及定子100内的磁体布置的模型化的说明中获取运输体200的实际位置。

为了降低或消除定子100内的磁场对运输体200的位置确定的影响，传感器132优选距定子100的磁体组24尽量最大的间距地安装。额外可能存在磁屏蔽装置，所述磁屏蔽装置削弱磁体组24对构造成磁场传感器的传感器132的影响。例如可以在一次性自动的校准过程中在没有运输体的情况下根据每单个磁体组24的位置来测量所有传感器132的传感器信号，其中，测量值能作为修正表持久地储存在计算器***的存储器中。在运行中，可以例如在每一次测量后，根据磁体组的当前的位置修正传感器初始值，修正幅度为所有磁体组的储存在修正表中的差额。

根据另一个优选的实施方式，在定子100中的操作接口提供了用于设置和/或运行和/或服务和/或保养的基础性的操作和显示元件。例如可以存在闭路/断路开关、重置按键以及用于显示定子100的运行状态或故障状态的信号灯。复杂的设置功能优选能由上级的计算器***操作，该计算器***例如经由通信接口与定子100连接。

具有至少一个计算器***的电子的控制机构优选检测传感器信号，与上级的设备、与操作者接口和必要时与其它的定子和***部件通信并且操控调整元件。

在每个定子100中或在每个定子模块中优选集成有计算器***。在使用多个定子100或定子模块时，它们的计算器***例如与总线***交联，所述总线***的拓扑能灵活地拓展。在图11中示出了一张示例性的控制图表，其具有下列元件：

2001：上级的设备的控制机构

2002：输送装置的中央控制机构

2003：操作者接口

2004：定子1的模块控制机构

2005：定子2的模块控制机构

2006：定子3的模块控制机构

2007：定子4的模块控制机构

2008：定子5的模块控制机构

2009：定子6的模块控制机构。

总线***能够在短时间内没有等待时间地传递大的数据量。总线***可以以电气的、光学的和/或感应的方式传递数据。相邻的定子100或定子模块例如可以具有光学的发射器和接收器，它们经由所述发射器和接收器交换状态信息。在总线***中可以集成有其它计算器***。

根据一个优选的实施方式，在至少一个计算器***上实现形式为算法的一种用于运行输送装置10的方法。多个定子100的复合结构在此可以处理成功能性单元，从而与运输体是否处在仅一个定子100或多个定子100的影响范围内无关地控制运输体200。计算器***为此优选在共同的时间基础上同步化。

至少一个计算器***优选提供用于设置和/或安全运行和/或服务和保养每个定子100和多个定子100的复合结构所需的所有的功能。集成的自诊断功能例如能永久地监控正确的功能，因而能立即识别错误功能并且发出通知和/或能采取替代措施并且***必要时能自动进入安全的紧急停运。

按本发明的输送装置10具有至少一个定子100或至少一个定子模块以及至少一个运输体200。在此，优选存在多个设计参数，它们为了与目标应用相匹配而可能受到影响，例如定子100用于根据运输货物的尺寸或重量进行缩放的尺寸大小、驱动器的最大的扭矩和/或转速和/或惯性矩、定子100或运输体200中的调整磁体26和固定式磁体的强度和/或布置以及调节参数。

磁体组24在定子100中的布置优选这样与磁体组24在运输体200中的布置协调一致，使得运输体200以f个自由度在其工作空间的每个点上受到至少f个磁体组24的力和力矩的影响。磁体布置尤其被这样设计，使得不存在任何奇点（Singularität），即在工作空间内不存在任何奇异的区域，在所述奇异的区域上无法满足这个条件。在定子和运输体中的磁体布置的示例性的配对如下：

- 如图7A那样的定子和如图3F那样的运输体，γ/λ=1/3;

- 如图7A那样的定子和如图3G那样的运输体，γ/λ=1/3;

- 如图7A那样的定子和如图3I那样的运输体，γ/λ=1/3;

- 如图7A那样的定子和如图3L那样的运输体，γ/2r=1/3;

- 如图7B那样的定子和如图3F那样的运输体，γ/λ=1/3;

- 如图7E那样的定子和如图3I那样的运输体，R/r=1;

λ是固定式磁体22或固定式磁体22的磁体组24的海尔贝克布置的周期长度，γ是调整磁体26或磁体组24的规则布置的周期长度（参看例如图7A）。

运输体200优选是超定的，这就是说，它们可能同时受到多于f个磁体组24的影响。这样达到的冗余具有的优点例如是有改进的可靠性。倘若不再能有效地控制磁体组24，那么优选其它的磁体组24至少部分补偿所述故障，从而必要时能有限制地遵循运输体200的位置。力变化/力矩变化所需的位置变化可以优选分配到多个磁体组24。由此优选减少了针对各单个磁体组24的位置变化。因此可以优选总体上更为快速地实施位置变化，因而输送装置10的动态增加。为了导引运输体200而施加的力和力矩优选分配给多个磁体组24，因而较小的磁体组24可以使用较弱的调整元件114，以便达到相同的效果。这可以为输送装置10的能耗和成本带来优势。

输送装置可以优选与传统的转移***结合。运输体200例如可以用传送带以如下方式远距离运输，即，它们例如离开定子100，从传送带驶向新的位置，并且在那里又上移或套装到定子上。在模块化的总***的框架内，定子100与不同的能力组合。例如可以存在定子模块，所述定子模块就高速度和/或高精度和/或高力量加以优化。所述模块优选部分使用在需要它们的那些地方。

有弯曲的表面的定子，如在图12A中所示那样，也可以通过磁体组的对应的布置实现，例如以圆形的构造形式实现，如在图12B和12C中示出那样，所述圆形的构造形式具有在外导引的或在内导引的运输体200以及内置的或外置的定子100。这种输送装置可能例如对用作机械的支承件的应用是有利的，例如以便能转动地支承一个轴。

为了节能，只要没有运输体200处在相应的磁体组24的吸引范围内，调整元件114优选可以暂时用下降的电流运行或者被关断。在运输体200接近时，又优选暂时激活所述调整元件。

定子100和运输体200的外表面可以优选这样设计，使得它们与相应的环境条件相匹配，例如与极端的温度要求、高度的清洁要求、无微粒、无菌、方便的可清洁性、对腐蚀性材料的耐受性、在有***危险的区域中的使用、在液体环境或气体环境下的应用等相匹配。为此例如提供一个非铁磁材料的、如非铁金属、塑料、特氟龙、陶瓷、玻璃、橡胶、木材等等的宽托盘。

一组运输体200可以优选共同实施一个任务。例如多个同步化运动的运输体200可以运输一个对单个运输体200而言过重的大型载运货物。或者多个运输体200例如经由被动的棒形运动机构和铰链相互连接，因而运动机构可以用作操作设备。

不是所有的自由度都必须设计成悬浮的，取而代之的是，各个自由度也可以通过机械的导引实现。

为了价廉地实现有大的运输范围的悬浮的***，定子100优选可以与传统的轴***或车辆组合成为运动装置。轴***或具有车轮的车辆例如在大的工作区域内运输定子100，而定子100本身可以将运输体200精确且悬浮地定位在小的工作区域内。

中间平面（颗粒阻挡层）可选处在定子100和运输体200之间。运输体200可以在此优选处在较为干净的区域中，车辆反之则处在外面。例如主要由车辆和其传统的车轮驱动器承担起前进功能，由定子100和运输体200承担起悬浮功能和精确定位。

定子100和运输体200的工作原理可以在另一个实施方式中交换，因而在定子100中例如有固定式磁体22的布置并且在运输体200中有能主动运动的调整磁体26。在这种变型方案中，运输体200可以例如携带供能装置38（例如蓄电池、燃料电池、太阳能电池）或从外部被供能（例如通过电缆）。车辆36可以例如以这种方式用主动的驱动器在没有车轮的情况下以如下方式前进，即，车辆具有带调整磁体26的驱动器42，以便例如在固定在地面40上的装备有固定式磁体22的轨道或平面上行驶（参看图13）。

接下来基于之前所说明的输送装置10说明根据一个优选的实施方式的方法，用所述方法达到了至少一个运输体200的稳定的磁悬浮，但不会使本发明局限于所阐释的方法。

至少一个运输体200能经历在动态地变化的磁场中的力和力矩，所述动态地变化的磁场通过在至少一个定子100内的调整磁体26的经调节的运动产生。

为了说明至少一个运输体200的位置，给定了笛卡尔坐标系900和920：

每个运输体i具有带轴（x_i、y_i、z_i）和相对运输体的方位固定的基准的坐标系920i，它的原点例如处在运输体的磁体布置的计算出的质量重心中。

具有轴（X、Y、Z）的定子坐标系900具有相对定子的方位固定的基准。它的X轴和Y轴处在定子的作用面中，Z轴则垂直地竖立在作用面上并且沿运输体方向指向。具有指数i的运输体的位置在定子坐标系中通过方位矢量

说明，方位矢量说明了运输体坐标系的原点。运输体i的角位置通过矢量

表达，该矢量的三个分量说明了分别由定子和运输体的坐标系的X轴、Y轴和Z轴围成的角。

此外还给定了定子中的磁体组的布置，磁体组能单独沿至少一个维度相对定子运动并且它们的位置能用调整元件改变。下文中以此为出发点，即，所述磁体组的转动位置或角位置是可变的，其中，定子坐标系内的转动轴线是恒定不变的并且延伸经过磁体组的质量重心。磁体组k的当前的转动位置是α_k。目标角α_k,soll由控制机构预定，该目标角能由调整元件的调节器快速和精确地实现，因而在短时间后α_k = α_k,soll。

所述方法根据优选的实施方式被实现为是在控制机构内的程序并且周期性地以100-10000 Hz的频率运行。下文中说明在图14中示例性示出的示例性的循环运行的功能步骤。

3000a)确定运输体的实际位置和实际速度

磁场传感器、电容的传感器和/或光学的传感器在规则的格栅内安装在定子的作用面的下方。下列说明以霍尔传感器为例。每个霍尔传感器测量三个沿正交的方向的磁场分量。传感器初始值由计算器读取，同样如定子内所有的磁体组的角位置一样。倘若其它定子是相邻的，那么在那里同时获取的测量值经由数据总线传递给定子。总的读取过程典型地持续0.1ms–1ms。

先是修正每个传感器的测量值，修正幅度为与该传感器相邻的磁体组的影响。为每个传感器一次性地在初始化进程中确定相邻的磁体组的磁场贡献并且与转动角相关地储存在修正表中。在使用当前读取的相邻的磁体组的转动角的情况下调用修正表。从所有的传感器初始值减去相邻的磁体组的磁场贡献。这样获得的经修正的传感器值代表了运输体磁体布置在作用面上的磁通密度。

之后获取至少一个运输体的位置。为此，在计算器的存储器中作为清单储存有对运输体的磁体布置的说明。所述清单包含了在运输体坐标系中说明的所有的调整磁体和/或磁体组24的位置和偶极矢量。借助所述清单、针对磁偶极子的磁场方程式和叠加原理，建立起了运输体的磁通密度分布的计算模型。用所述计算模型可以计算磁通密度矢量，所述磁通密度矢量在预定的运输***置中在定子传感器的方位上是可预期的。标量的误差函数获取了针对所有的运输体和磁体组的所测得的和模型化的磁通密度的误匹配的程度。通过在模型中迭代优化运输体的位置和角位置，最小化了误差函数，即与真实的测量数据相匹配。一旦不再达到改进和/或低于之前限定的误差阈值，就终止迭代方法。

至少一个运输体i的这样获取的6D位置在模型的准确度的范畴内被解释为是运输体i的具有方位矢量

和角矢量

的真正的位置。通过位置值的循环顺序的数字差别计算具有针对平移的速度矢量

和具有针对旋转的角速度矢量

的实际速度。

3000b)确定运输体的目标位置和目标速度

上级的设备可以通知控制机构作为6D目标位置、目标时间和/或目标速度的序列的至少一个运输体的期望的运动轨迹。所述轨迹可以由直线、圆形段或其它几何的基础元素构成。

控制机构在空间和时间上内插所述运动轨迹。为了空间上的内插，考虑在机器人技术中常见的不同的内插方法，例如线性内插、样条内插或多项式内插。为了时间上的内插，控制机构将经空间内插的轨迹分解成支撑点。在每个循环中，它为每个运输体i提供了具有方位矢量

和角速度矢量

的目标位置以及可选提供了具有针对平移的速度矢量

和具有针对旋转的角速度矢量

的目标速度并且将所述目标位置和目标速度转达给轨迹调节器。

3000c)轨迹调节

轨迹调节用于快速且精确地根据目标位置来追踪运输体的实际位置。为此，轨迹调节器计算调节偏差，即在全部6个维度中的目标位置和实际位置和/或目标速度和实际速度之间的差。轨迹调节器将所述偏差用作针对调节算法、例如PID算法的输入参量，所述调节算法单独针对每个待调节的维度计算。轨迹调节器为每个运输体i提供目标力矢量

和目标力矩矢量

作为输出参量，所述目标力矢量和目标力矩矢量是修正所述轨迹所需要的。调节器参数，如增益（P）、再调整时间（I）和提前时间（D），要么被一次性地获取并且稳定地储存在控制机构中，要么动态地与运输体的运动状态和装载状态相匹配，例如与可以通过观察者或观察装置（参看3000f）获取的运输体的总质量或质量分布相匹配。

3000d)力/力矩控制

这个程序部分由针对所有运输体的目标力矢量和目标力矩矢量计算出针对所有导致产生目标力和目标力矩的磁体组的目标位置。考虑到了所有对有待控制的运输体有影响的磁体组。为此力/力矩控制使用在定子中和在至少一个运输体中的磁体布置的空间模型。所述模型能够大概计算出在磁体组的预定的位置下产生的力和力矩。在所述模型中，运输体的磁体布置作为所有运输体磁体的位置的和偶极矢量的清单储存。同样储存有每个磁体组的磁体的清单。在所述模型中，先是计算在所有的磁体对之间的部分的力和力矩，由此紧接着计算作用到每个运输体上的总力和总力矩。在此，尽可能考虑到所有的影响，例如也考虑到在两个运输体之间互相施加的力和力矩。

基本上使用下列方程式用于计算：

在方位

上的磁偶极子

的磁场

：

，其中，

是磁场常数。

磁场

作为磁场

的重叠（叠加原理）

其中，n是重叠的磁场的数量。

在磁场

中施加到磁偶极子

上的力

：

。

在磁场

中作用到磁偶极子

上的扭矩

：

通过力

的附加的扭矩

，所述力与重心间隔一定的间距

地作用，其中，n是力的数量：

在包含所有调整元件的和运输体的实际位置的情况下，在模型中计算当前作用到每个运输体i上的实际力矢量

和实际力矩矢量

。所有的运输体在实际力和目标力之间以及实际力矩和目标力矩之间的误匹配，通过标量的误差函数E加以评估：

其中，m是运输体的数量，

或

是实际力或实际力矩，

或

是目标力或目标力矩并且F₀或M₀是参考力或参考力矩。

E越小，在所有的运输体的实际力和目标力矩以及实际力矩和目标力矩之间的协调就更好。误差函数可以被修正或扩大了若干附加的项，因而在能量上更为有利的形势更受偏爱。因此可以例如根据最小的功率需求、磁体组的最小的位置变化或参与位置变化的磁体组的最小的数量来优化总***的特性。

在迭代的优化方法中，在所述模型中逐步改变磁体组的位置。在每个步骤之后在模型中重新计算力和力矩并且通过误差函数加以评估。导致误差E减少的步骤包含并且形成了下一个迭代步骤的基础。一旦误差无法进一步减少和/或低于经预调整的阈值和/或实施预定数量的迭代步骤，那么就结束优化循环。

3000e)将目标位置输出给调整元件

磁体组在模型中优化的位置被作为目标预定输出给调整元件。

3000f)用于获取运动参数的观察者（可选）

作为对此的反应，称为“观察者”的算法检测磁体组的和运输体的实际位置的时间变化曲线。所述算法利用了这些信息，以便借助扩展的模型确定运输体的运动参数。扩展的模型基于之前已说明的力/力矩模型并且被补充了另一些说明运输体的运动状态的物理的参量，如质量、阻尼、重心、重力矢量、惯性张量或惯性加速度。额外在模型中计算运输体的运动方程式，无论是平移的还是旋转的。

因为运动参数按推理不是公知的，所以在开始时估算它们的值并且紧接着在模型的迭代的计算中通过有针对性的参数变化加以优化。为了评估误匹配，使用标量的误差函数，所述误差函数评估在最后的测量的时间段内模型化的轨迹曲线与所测得的轨迹曲线的偏差。

作为结果，为上述运动参数提供近似值。这些近似值例如在控制机构内部用于优化调节参数如P、I和D。例如可以获取带载重的运输体的总重量m并且在轨迹调整中作为因子参与到目标力和目标力矩的计算中，因而在双重重量下在运输体上输出双重的力和力矩并且因此加速度a = F/m与质量无关。运动参数也可以作为状态信息输出给上级的设备（图14），因而这些运动参数例如由运输体的重量推断出了负载状态并且由此可以执行过程控制。输送装置例如为了识别运输体的负载状态或总质量而具有负载识别装置。在另一个示例中，主动地调整例如在运输晃荡的液体时的重心移位，因而能快速地并且过程安全地运输具有液体的敞口的容器。

Claims

1.输送装置（10），具有定子（100）和至少一个运输体（200），其中，输送装置（10）设置用于，以受控的方式相对定子（100）输送至少一个运输体（200），其中：

- 定子具有多个能运动地布置的调整磁体（26），调整磁体中的每个调整磁体均经由调整元件（114）与定子（100）连接，其中，调整元件（114）设置用于，以受控的方式改变与之连接的调整磁体（26）相对定子（100）的位置和/或定向；

- 至少一个运输体（200）具有至少两个固定式磁体（22），固定式磁体与运输体（200）这样连接，使得至少两个固定式磁体（22）无法相对运输体（200）运动，其中所述至少两个固定式磁体（22）线性地布置在直线上，并且其中所述固定式磁体（22）中的至少一个固定式磁体的偶极矩不是平行于该直线地定向；

- 定子（100）和至少一个运输体（200）借助至少两个固定式磁体（22）和多个调整磁体（26）磁联接；以及

- 输送装置（10）设置用于，通过对多个调整磁体（26）借助调整元件（114）的受控的定位和/或定向来相对定子（100）输送至少一个运输体（200）。

2.输送装置（10），具有定子（100）和至少一个运输体（200），其中，输送装置（10）设置用于，以受控的方式相对定子（100）输送至少一个运输体（200），其中：

- 至少一个运输体（200）具有多个能运动地布置的调整磁体（26），调整磁体中的每个调整磁体均经由调整元件（114）与运输体（200）连接，其中，调整元件（114）设置用于，以受控的方式改变与之连接的调整磁体（26）相对运输体（200）的位置和/或定向；

- 定子（100）具有至少两个固定式磁体（22），固定式磁体与定子（100）这样连接，使得至少两个固定式磁体（22）无法相对定子（100）运动，其中所述至少两个固定式磁体（22）布置在直线上，并且其中所述固定式磁体（22）中的至少一个固定式磁体的偶极矩不是平行于该直线地定向；

- 至少一个运输体（200）和定子（100）借助至少两个固定式磁体（22）和多个调整磁体（26）磁联接；以及

3.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述至少一个运输体具有三个或更多固定式磁体（22）。

4.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述多个调整磁体（26）和/或所述至少两个固定式磁体（22）面朝输送面布置，其中，输送装置（10）设置用于，沿着输送面以受控的方式相对定子（100）输送所述至少一个运输体（200）。

5.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述至少两个固定式磁体（22）和/或所述多个调整磁体（26）分别具有至少一个永磁体。

6.按照权利要求5所述的输送装置（10），其中，所述至少一个永磁体具有至少0.05T的磁通密度。

7.权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述多个调整磁体（26）分别具有磁体组（24）和/或所述至少两个固定式磁体（22）布置在磁体组（24）中，以及其中，每个磁体组具有多个永磁体和/或磁线圈。

8.按照权利要求7所述的输送装置（10），其中，至少一个磁体组（24）的多个永磁体和/或磁线圈按照至少一个海尔贝克阵列这样布置，使得所述磁体组（24）的磁场朝着输送面延伸。

9.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述调整元件（114）具有驱动元件，该驱动元件设置用于，以受控的方式改变与之连接的调整磁体（26）的位置和/或定向；和/或其中，所述调整元件（114）具有传感器元件，该传感器元件设置用于，获取与所述调整元件（114）连接的调整磁体（26）的位置和/或定向；和/或其中，所述调整元件（114）具有控制元件，该控制元件设置用于，借助驱动器将与所述调整元件（114）连接的所述调整磁体（26）的位置和/或定向调整到预先确定的值。

10.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述输送装置（10）设置用于，借助所述多个调整磁体（26）和所述至少两个固定式磁体（22）使所述至少一个运输体（200）相对定子（100）悬浮。

11.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），还具有位置确定单元，该位置确定单元设置用于，获取所述至少一个运输体（200）相对所述定子（100）的相对的位置和/或定向。

12.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），还具有运动装置，该运动装置设置用于，使所述定子相对周围环境运动。

13.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述运输体（200）或所述定子具有蓄能器并且构造成车辆。

14.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述至少一个运输体（200）具有至少一个内部的自由度并且总共具有多于六个的自由度。

15.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述定子（100）和/或所述运输体（200）还具有盖（112a），盖设置用于，限制在所述定子（100）和所述运输体（200）之间作用的力。

16.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述固定式磁体（22）作为二维的海尔贝克阵列布置并且具有矩形的和/或正方形的和/或六边形的和/或圆形的布置。

17.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，在所述运输体（200）中的固定式磁体（22）至少部分圆柱形地和/或球形地这样布置，使得所述固定式磁体具有比具有固定式磁体（22）的平坦布置的运输体（200）更大的枢转范围。

18.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述至少一个运输体（200）具有识别元件并且所述输送装置（10）设置用于，借助识别元件识别所述运输体（200）。

19.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述定子具有多个定子模块，定子模块彼此邻接地布置。

20.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述调整元件（114）构造成转动调节器，该转动调节器具有垂直于所述定子（100）的作用面（102）的转动轴线。

21.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述定子（100）具有弯曲的作用面（102）。

22.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述调整磁体（26）的自由度的数量至少和所述至少一个运输体（200）应当以受控的方式沿着该自由度输送和/或定位的自由度的数量一样大。

23.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述输送装置（10）构造成无接触的机械的支承件。

24.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），其中，所述输送装置设置用于，在中断功率供应的情况下将所述至少一个运输体固定在所述至少一个定子上。

25.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），还包括负载识别装置，该负载识别装置设置用于，获取所述运输体的负载状态。

26.按照权利要求1或2所述的输送装置（10），还包括观察装置，该观察装置设置用于，相对所述定子（100）获取所述运输体（200）的质量和/或重心。

27.按照权利要求6所述的输送装置（10），其中，所述至少一个永磁体具有至少0.1T的磁通密度。

28.按照权利要求6所述的输送装置（10），其中，所述至少一个永磁体具有至少0.25T的磁通密度。

29.按照权利要求6所述的输送装置（10），其中，所述至少一个永磁体具有至少0.5T的磁通密度。

30.按照权利要求6所述的输送装置（10），其中，所述至少一个永磁体具有至少0.75T的磁通密度。

31.按照权利要求6所述的输送装置（10），其中，所述至少一个永磁体具有至少1T的磁通密度。

32.用于运行按照前述权利要求中任一项所述的输送装置（10）的方法，其中，这样操控调整元件（114），使得至少一个运输体（200）占据相对定子（100）的期望的位置和/或定向。

33.按照权利要求32所述的方法，其中，所述期望的位置和/或定向具有六个自由度。

34.按照权利要求32或33所述的方法，其中，这样操控调整元件（114），使得至少一个运输体（200）占据相对定子（100）的期望的位置和/或定向，操控的步骤包括：

- 确定所述运输体（200）相对定子（100）的实际位置和/或实际速度；

- 确定所述运输体（200）相对定子（100）的目标位置和/或目标速度；

- 获取实际位置和/或实际速度与目标位置和/或目标速度的偏差；

- 这样来计算所述调整磁体（26）的至少一个部分的目标位置，使得相应的调整磁体（26）致力于减小运输体的目标位置和/或目标速度与实际位置和/或实际速度的偏差；

- 借助所述调整元件（114）这样布置相应的调整磁体（26），使得相应的调整磁体占据目标位置。