特表 2024-545976 ダイレクトドライブトランスミッションシステム及び制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-17

(54)【発明の名称】ダイレクトドライブトランスミッションシステム及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 25/064 20160101AFI20241210BHJP

   H02K 41/03 20060101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

H02P25/064

H02K41/03 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023531507

(86)(22)【出願日】2023-04-07

(85)【翻訳文提出日】2023-05-24

(86)【国際出願番号】 CN2023087085

(87)【国際公開番号】W WO2024113604

(87)【国際公開日】2024-06-06

(31)【優先権主張番号】202211510271.2

(32)【優先日】2022-11-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522237667

【氏名又は名称】エーエーシー テクノロジーズ （ナンジン） カンパニーリミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＡＣ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ （Ｎａｎｊｉｎｇ） Ｃｏ．， Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】８ｔｈ Ｆｌｏｏｒ， Ｒ＆Ｄ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ， Ｅｍｅｒｇｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｉｎｃｕｂａｔｉｏｎ Ｂａｓｅ， Ｎａｎｄａ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ， Ｙｕａｎｈｕａ ｒｏａｄ， Ｘｉａｎｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｔｏｗｎ， Ｑｉｘｉａ ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｎａｎｊｉｎｇ Ｃｉｔｙ， Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100199819

【弁理士】

【氏名又は名称】大行 尚哉

(74)【代理人】

【識別番号】100087859

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 秀治

(72)【発明者】

【氏名】史衛領

(72)【発明者】

【氏名】朱学園

(72)【発明者】

【氏名】郭順

(72)【発明者】

【氏名】銭林

【テーマコード（参考）】

5H540

5H641

【Ｆターム（参考）】

5H540BA03

5H540BB03

5H540BB06

5H540DD07

5H540EE05

5H540FA02

5H540FA25

5H641BB10

5H641GG02

5H641HH03

(57)【要約】

【課題】本発明には、ダイレクトドライブトランスミッションシステム及び制御方法が提供される。
【解決手段】ダイレクトドライブトランスミッションシステムは、基板と、ガイドレールと、複数の固定子と、可動子と、複数のドライバと、コントローラとを含み、固定子は、可動子をガイドレール上に摺動させるように駆動するために用いられ、各固定子の位置する伝送線路は互いに接続される低精度セグメントと高精度セグメントとして配置され、ダイレクトドライブトランスミッションシステムは、第１スイッチング信号装置と、複数の第２スイッチング信号装置とを備え、第１スイッチング信号装置と前記第２スイッチング信号装置とが対応して設置され、各第２スイッチング信号装置は、対応するドライバに電気的に接続されるか、または、いずれもコントローラに電気的に接続される。本考案は、低精度セグメントに高価な位置フィードバック装置の代わりにスイッチング信号装置を採用することにより、位置フィードバック装置の使用量を減らし、装置のコストを削減することできる。同時に、可動子の低精度セグメントでの運動制御が簡単であるため、制御コストを削減し、さらにコストを大幅に削減できる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、前記基板に固定されたガイドレールと、前記基板に固定され、且つ前記ガイドレールの延在方向に沿って順次接続された複数の固定子と、前記ガイドレールに摺動可能に組み立てられ、前記固定子と間隔をあけて設置された可動子と、各前記固定子に１対１で対応して電気的に接続された複数のドライバと、前記ドライバに電気的に接続されたコントローラとを含み、前記固定子は、前記可動子を前記ガイドレール上に摺動させるように駆動するために用いられるダイレクトドライブトランスミッションシステムであって、
各前記固定子の位置する伝送線路は互いに接続される低精度セグメントと高精度セグメントとして配置され、前記ダイレクトドライブトランスミッションシステムは、前記可動子に固定された第１スイッチング信号装置と、前記基板に固定され、且つ前記低精度セグメントに位置する各固定子に１対１で対応する複数の第２スイッチング信号装置とを備え、前記第１スイッチング信号装置と前記第２スイッチング信号装置とが対応して設置され、各前記第２スイッチング信号装置は、対応する前記ドライバに電気的に接続されるか、または、いずれも前記コントローラに電気的に接続される、
ことを特徴とするダイレクトドライブトランスミッションシステム。

【請求項2】

前記固定子は、前記可動子の摺動方向に沿う先端を備え、前記第２スイッチング信号装置が前記固定子の先端に位置し、前記第１スイッチング信号装置は２つ設けられ、かつそれぞれ前記可動子の両端に位置している、
ことを特徴とする請求項１に記載のダイレクトドライブトランスミッションシステム。

【請求項3】

対応する前記ドライバに電気的に接続されるように、各前記第２スイッチング信号装置は、隣接する２つの固定子に接続されたドライバに電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項２に記載のダイレクトドライブトランスミッションシステム。

【請求項4】

前記固定子は、前記基板に固定された第１透磁体と、前記第１透磁体の前記基板から離れる側の表面から外側へ突出して形成された複数の突起部と、各前記突起部の外側に１対１で対応して周設固定された複数のコイルとを備え、複数の前記突起部が前記ガイドレールの延在方向に沿って間隔をあけて分布しており、隣接する２つの前記コイルが間隔をあけて配置されており、同じ前記固定子の全てのコイルがいずれも前記固定子に対応するドライバに電気的に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載のダイレクトドライブトランスミッションシステム。

【請求項5】

前記可動子は、前記ガイドレールに摺動可能に組み立てられた取付板と、前記取付板の前記基板に近い側に固定された第２透磁体と、前記第２透磁体の前記取付板から離れる側に固定された複数の磁石鋼とを含み、複数の前記磁石鋼が複数の前記コイルに１対１で対応しかつ対向して設置されており、前記磁石鋼と前記突起部とが間隔をあけて設置されている、
ことを特徴とする請求項４に記載のダイレクトドライブトランスミッションシステム。

【請求項6】

ダイレクトドライブトランスミッションシステムの制御方法であって、請求項１～５のいずれか１項に記載のダイレクトドライブトランスミッションシステムに用いられ、
前記ダイレクトドライブトランスミッションシステムの制御方法は、
第２スイッチング信号装置のトリガ信号を受信することと、
前記トリガ信号に基づいて、駆動しようとするドライバを決定することと、
駆動しようとする前記ドライバに対応する制御指令を下すことと、を含む、
ことを特徴とするダイレクトドライブトランスミッションシステムの制御方法。

【請求項7】

前記可動子の両端にそれぞれ１つの前記第１スイッチング信号装置が設けられ、
前記トリガ信号に基づいて、駆動しようとするドライバを決定することは、
前記トリガ信号に対応する第２スイッチング信号装置の特定値を取得することであって、前記特定値は、可動子の摺動方向における第２スイッチング信号装置に対応する固定子のランキングであることと、
前記特定値に対応する固定子に接続されるドライバを駆動しようとするドライバとして決定することと、を含む、
ことを特徴とする請求項６に記載のダイレクトドライブトランスミッションシステムの制御方法。

【請求項8】

前記トリガ信号に対応する第２スイッチング信号装置の特定値を取得することは、
トリガ信号のポインタを取得することと、
前記ポインタに基づいて前記トリガ信号に対応する第２スイッチング信号装置のマッピングテーブルでの特定値を決定することであって、コントローラ内には前記マッピングテーブルが予め設定されており、前記マッピングテーブルは前記ポインタ、固定子および前記特定値のマッピング関係を含むことと、を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載のダイレクトドライブトランスミッションシステムの制御方法。

【請求項9】

前記固定子は、前記可動子の摺動方向に沿う先端を備え、前記第２スイッチング信号装置が前記固定子の先端に位置し、各前記第２スイッチング信号装置は、隣接する２つの固定子に接続されたドライバに電気的に接続されており、
前記トリガ信号に基づいて、駆動しようとするドライバを決定することは、
前記トリガ信号に基づいて、前記トリガ信号に対応する第２スイッチング信号装置に隣接して設置された２つの固定子を得ることと、
２つの前記固定子に接続されたドライバを駆動しようとするドライバとして決定することと、を含む、
ことを特徴とする請求項６に記載のダイレクトドライブトランスミッションシステムの制御方法。

【請求項10】

前記低精度セグメント内に位置する固定子に接続されたドライバは、無誘導制御または周波数変換制御で対応する固定子を駆動し、全ての固定子に接続されたドライバはいずれも同じコントローラに電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項６に記載のダイレクトドライブトランスミッションシステムの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダイレクトドライブトランスミッションの技術分野に関し、特にダイレクトドライブトランスミッションシステム及び制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ダイレクトドライブトランスミッションシステム技術の発展に伴って、ダイレクトドライブトランスミッションシステムの制御方法は種々のダイレクトドライブモータに広く応用されている。

【0003】

従来の技術において、ダイレクトドライブトランスミッションシステムは、複数の巻線で１つの固定子を構成し、位置フィードバック装置で固定子と可動子の相対位置をフィードバックし、固定子間で協調制御アルゴリズムを使用し、巻線におけるコイルに通電して可動子を運転するように駆動する。しかしながら、位置フィードバック装置（ラスタスケールや磁気スケールなど）は高価で、伝送システムには高い位置決め精度を要求しない領域があるが、これらの領域には依然として位置フィードバック装置が採用されており、このため、ダイレクトドライブトランスミッションシステムのコストが高くなる。

【0004】

したがって、新しいダイレクトドライブトランスミッションシステムを提供する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、従来技術におけるダイレクトドライブトランスミッションシステムのコストが高いという技術的課題を解決することができるダイレクトドライブトランスミッションシステム及び制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の技術案は、以下の通りである。

【0007】

ダイレクトドライブトランスミッションシステムは、基板と、前記基板に固定されたガイドレールと、前記基板に固定され、且つ前記ガイドレールの延在方向に沿って順次接続された複数の固定子と、前記ガイドレールに摺動可能に組み立てられ、前記固定子と間隔をあけて設置された可動子と、各前記固定子に１対１で対応して電気的に接続された複数のドライバと、前記ドライバに電気的に接続されたコントローラとを含み、前記固定子は、前記可動子を前記ガイドレール上に摺動させるように駆動するために用いられ、各前記固定子の位置する伝送線路は互いに接続される低精度セグメントと高精度セグメントとして配置され、前記ダイレクトドライブトランスミッションシステムは、前記可動子に固定された第１スイッチング信号装置と、前記基板に固定され、且つ前記低精度セグメントに位置する各固定子に１対１で対応する複数の第２スイッチング信号装置とを備え、前記第１スイッチング信号装置と前記第２スイッチング信号装置とが対応して設置され、各前記第２スイッチング信号装置は、対応する前記ドライバに電気的に接続されるか、または、いずれも前記コントローラに電気的に接続される。

【0008】

選択できるように、前記固定子は、前記可動子の摺動方向に沿う先端を備え、前記第２スイッチング信号装置が前記固定子の先端に位置し、前記第１スイッチング信号装置は２つ設けられ、かつそれぞれ前記可動子の両端に位置している。

【0009】

選択できるように、対応する前記ドライバに電気的に接続されるように、各前記第２スイッチング信号装置は、隣接する２つの固定子に接続されたドライバに電気的に接続されている。

【0010】

選択できるように、前記固定子は、前記基板に固定された第１透磁体と、前記第１透磁体の前記基板から離れる側の表面から外側へ突出して形成された複数の突起部と、各前記突起部の外側に１対１で対応して周設固定された複数のコイルとを備え、複数の前記突起部が前記ガイドレールの延在方向に沿って間隔をあけて分布しており、隣接する２つの前記コイルが間隔をあけて配置されており、同じ前記固定子の全てのコイルがいずれも前記固定子に対応するドライバに電気的に接続される。

【0011】

選択できるように、前記可動子は、前記ガイドレールに摺動可能に組み立てられた取付板と、前記取付板の前記基板に近い側に固定された第２透磁体と、前記第２透磁体の前記取付板から離れる側に固定された複数の磁石鋼とを含み、複数の前記磁石鋼が複数の前記コイルに１対１で対応しかつ対向して設置されており、前記磁石鋼と前記突起部とが間隔をあけて設置されている。

【0012】

選択できるように、上記のいずれか１項に記載のダイレクトドライブトランスミッションシステムに用いられるダイレクトドライブトランスミッションシステムの制御方法であって、前記ダイレクトドライブトランスミッションシステムの制御方法は、
第２スイッチング信号装置のトリガ信号を受信することと、
前記トリガ信号に基づいて、駆動しようとするドライバを決定することと、
駆動しようとする前記ドライバに対応する制御指令を下すことと、を含む。

【0013】

選択できるように、前記可動子の両端にそれぞれ１つの前記第１スイッチング信号装置が設けられ、前記トリガ信号に基づいて、駆動しようとするドライバを決定することは、
前記トリガ信号に対応する第２スイッチング信号装置の特定値を取得することであって、前記特定値は、可動子の摺動方向における第２スイッチング信号装置に対応する固定子のランキングであることと、
前記特定値に対応する固定子に接続されるドライバを駆動しようとするドライバとして決定することと、を含む。

【0014】

選択できるように、前記トリガ信号に対応する第２スイッチング信号装置の特定値を取得することは、
トリガ信号のポインタを取得することと、
前記ポインタに基づいて前記トリガ信号に対応する第２スイッチング信号装置のマッピングテーブルでの特定値を決定することであって、コントローラ内には前記マッピングテーブルが予め設定されており、前記マッピングテーブルは前記ポインタ、固定子および前記特定値のマッピング関係を含むことと、を含む。

【0015】

選択できるように、前記固定子は、前記可動子の摺動方向に沿う先端を備え、前記第２スイッチング信号装置が前記固定子の先端に位置し、各前記第２スイッチング信号装置は、隣接する２つの固定子に接続されたドライバに電気的に接続されており、前記トリガ信号に基づいて、駆動しようとするドライバを決定することは、
前記トリガ信号に基づいて、前記トリガ信号に対応する第２スイッチング信号装置に隣接して設置された２つの固定子を得ることと、
２つの前記固定子に接続されたドライバを駆動しようとするドライバとして決定することと、を含む。

【0016】

選択できるように、前記低精度セグメント内に位置する固定子に接続されたドライバは、無誘導制御または周波数変換制御で対応する固定子を駆動し、全ての固定子に接続されたドライバはいずれも同じコントローラに電気的に接続されている。

【発明の効果】

【0017】

本発明の有益な効果は以下の通りである。

【0018】

各第２スイッチング信号装置が対応するドライバに電気的に接続された場合、ドライバは第２スイッチング信号装置によって発生したトリガ信号を受信してコントローラに送信し、コントローラはトリガ信号に基づいて対応するドライバに対応する制御指令を下す。各第２スイッチング信号装置がいずれもコントローラに電気的に接続された場合、コントローラは第２スイッチング信号装置によって発生したトリガ信号を受信し、トリガ信号に基づいて対応するドライバに対応する制御指令を下し、コントローラは、第１スイッチング信号装置が第２スイッチング信号装置をトリガすることで発生したトリガ信号に基づいて、ドライバに対応する制御指令を下し、固定子がドライバの制御の下で可動子をガイドレール上に摺動させるように駆動し、可動子の伝送線路の低精度セグメントでの運動制御を実現し、即ち、本考案では、伝送線路の低精度セグメントに高価な位置フィードバック装置の代わりにスイッチング信号装置を採用することにより、位置フィードバック装置の使用量を減らし、装置のコストを削減することできる。同時に、可動子の伝送線路の低精度セグメントでの運動制御が簡単であるため、制御コストを削減することができ、さらにダイレクトドライブトランスミッションシステムのコストを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本発明の実施例に係るダイレクトドライブトランスミッションシステムの構成を示す図である。

【図2】図２は、図１におけるＡ－Ａに沿った断面図である。

【図3】図３は、本発明の実施例に係るダイレクトドライブトランスミッションシステムの正面図である。

【図4】図４は、本発明の実施例に係る本発明の実施例に係るダイレクトドライブトランスミッションシステムの制御方法の基本的なフローチャートである。

【図5】図５は、本発明の実施例に係る本発明の実施例に係るダイレクトドライブトランスミッションシステムの制御方法の具体的なフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面及び実施形態を組み合わせて本発明をさらに説明する。

【0021】

図１、図２及び図３に示すように、本発明の実施例には、ダイレクトドライブトランスミッションシステムが提供され、当該ダイレクトドライブトランスミッションシステムは、基板１と、基板１に固定されたガイドレール２と、基板１に固定され、且つガイドレール２の延在方向に沿って順次接続された複数の固定子３と、ガイドレール２に摺動可能に組み立てられ、固定子３と間隔をあけて設置された可動子４と、各固定子３に１対１で対応して電気的に接続された複数のドライバ（図示せず）と、ドライバに電気的に接続されたコントローラ（図示せず）とを含み、固定子３は、可動子４をガイドレール２上に摺動させるように駆動するために用いられ、各固定子３の位置する伝送線路は互いに接続される低精度セグメントと高精度セグメントとして配置され、ダイレクトドライブトランスミッションシステムは、可動子４に固定された第１スイッチング信号装置５と、基板１に固定され、且つ低精度セグメントに位置する各固定子３に１対１で対応する複数の第２スイッチング信号装置６とを備え、第１スイッチング信号装置５と第２スイッチング信号装置６とが対応して設置され、各第２スイッチング信号装置６は、対応するドライバに電気的に接続されるか、または、いずれもコントローラに電気的に接続される。

【0022】

理解できるように、各第２スイッチング信号装置６が対応するドライバに電気的に接続された場合、ドライバは第２スイッチング信号装置６によって発生したトリガ信号を受信してコントローラに送信し、コントローラはトリガ信号に基づいて対応するドライバに対応する制御指令を下す。各第２スイッチング信号装置６がいずれもコントローラに電気的に接続された場合、コントローラは第２スイッチング信号装置６によって発生したトリガ信号を受信し、トリガ信号に基づいて対応するドライバに対応する制御指令を下し、コントローラは、第１スイッチング信号装置５が第２スイッチング信号装置６をトリガすることで発生したトリガ信号に基づいて、ドライバに対応する制御指令を下し、固定子３がドライバの制御の下で可動子４をガイドレール２上に摺動させるように駆動し、可動子４の伝送線路の低精度セグメントでの運動制御を実現し、即ち、本考案では、伝送線路の低精度セグメントに高価な位置フィードバック装置の代わりにスイッチング信号装置を採用することにより、位置フィードバック装置の使用量を減らし、装置のコストを削減することできる。同時に、可動子４の伝送線路の低精度セグメントでの運動制御が簡単であるため、制御コストを削減することができ、さらにダイレクトドライブトランスミッションシステムのコストを削減することができる。

【0023】

図１、図２および図３に示すように、１つの実施例では、固定子３は、基板１に固定された第１透磁体３１と、第１透磁体３１の基板１から離れる側の表面から外側へ突出して形成された複数の突起部３２と、各突起部３２の外側に１対１で対応して周設固定された複数のコイル３３とを備え、複数の突起部３２がガイドレール２の延在方向に沿って間隔をあけて分布しており、隣接する２つのコイル３３が間隔をあけて配置されており、同じ固定子３の全てのコイル３３がいずれも固定子３に対応するドライバに電気的に接続される。具体的には、第１透磁体３１は透磁板であってもよく、突起部３２は矩形板状であってもよく、各突起部３２は均一に間隔をあけて分布しており、コイル３３は突起部３２とともに巻線を形成し、巻線に適切な電流を流す後に発生した進行波磁場の分布が比較的均一になる。隣接する２つのコイル３３を間隔をあけて設置することで、コイル３３に放熱スペースを提供できると同時に、リード線を突起部３２の外側に周設してコイル３３を形成することに有利となる。同じ固定子３の全てのコイル３３がいずれも対応する固定子３のドライバに電気的に接続されるため、１つのドライバで１つの固定子３を駆動することができ、ダイレクトドライブトランスミッションシステムにおけるドライバの使用数を減らし、ダイレクトドライブトランスミッションシステムのコストを削減することができる。

【0024】

図１、図２および図３に示すように、１つの実施例では、可動子４は、ガイドレール２に摺動可能に組み立てられた取付板４１と、取付板４１の基板１に近い側に固定された第２透磁体４２と、第２透磁体の取付板４１から離れる側に固定された複数の磁石鋼４３とを含み、複数の磁石鋼４３が複数のコイル３３に１対１で対応しかつ対向して設置されており、磁石鋼４３と突起部３２とが間隔をあけて設置されている。具体的には、ガイドレール２は合計２つ設けられ且つ間隔をあけて設置され、取付板４１の両端は２つのガイドレール２にそれぞれ摺動可能に組み立てられ、これによって、可動子４の摺動安定性の向上に有利である。第２透磁体４２は平板状であり、複数の磁石鋼４３が第２透磁体４２に均一に分布し、且つ複数の磁石鋼４３が複数のコイル３３に一対一で対応して対向して設置されており、これによって、コイル３３と突起部３２とが共に巻線を形成して、磁石鋼４３に対向して設置する。理解できるように、ダイレクトドライブトランスミッションシステムが待機状態にあるとき、磁石鋼４３は磁場を誘導させ、磁石鋼４３と巻線との間に隙間磁場が発生し、巻線に適切な電流を流すと進行波磁場が発生し、この場合、隙間磁場と進行波磁場が互いに作用することで、磁石鋼４３と巻線との間に推力を発生させ、固定子３が可動子４を推力の方向に沿ってガイドレール２上に摺動させるように駆動する。

【0025】

図１、図２、図３に示すように、１つの実施例では、可動子４は、両側がそれぞれガイドレール２に摺動可能に組み立てられ、かつ取付板４１に固定された摺動プレート４４を備え、摺動プレート４４に第１ストッパーが設けられ、ガイドレール２に第２ストッパーが設けられ、前記第１ストッパーと前記第２ストップがともに前記摺動プレート４４を前記ガイドレール２のガイド方向のみに沿って摺動させるように規制する。具体的には、第１ストッパーは、前記摺動プレート４４の一端から基板１に近い方向へ９０°折り曲げられてから、ガイドレール２に近い方向へ９０°折り曲げられることで形成されたストッパー部であってもよく、第２ストッパーは、ガイドレール２の相対する両側に開設され、かつガイドレール２のガイド方向に沿って延びるストッパー溝であってもよく、ストッパー部がストッパー溝内に伸び込み、これによって、摺動プレート４４のガイドレール２からの離脱を防止し、ガイドレール２における可動子４の摺動の安定性を確保する。

【0026】

なお、１つの固定子３の駆動範囲と１つの可動子４をマッチングさせるように、第２透磁体４２の外形寸法は第１透磁体３１の外形寸法と同じであり、且つ複数の巻線と複数の磁石鋼４３とが１対１で対向して設置される。可動子４の数と固定子３の数、および巻線と磁石鋼４３の数は、いずれも実際の状況に応じて設定されることができ、ここでは限定しない。高精度セグメントと低精度セグメントは交互に設置され、可動子４は高精度セグメントから低精度セグメントに入ることができ、低精度セグメントから高精度セグメントに入ることもできる。

【0027】

図１、図２及び図３に示すように、１つの実施例では、固定子３は、可動子４の摺動方向に沿う先端と末端を備え、第２スイッチング信号装置６が固定子３の先端に位置し、第１スイッチング信号装置５は２つ設けられ、かつそれぞれ可動子４の両端に位置している。具体的には、第１スイッチング信号装置５はトリガシートであってもよく、第２スイッチング信号装置６は光電スイッチであってもよく、装置のコストの削減に役立つ。第２スイッチング信号装置６を固定子３の先端に位置させることで、第２スイッチング信号装置６によって発生したトリガ信号によって、可動子４が低精度セグメントに入り始めたか、第２スイッチング信号装置６に対応する固定子に入り始めたかをタイムリーに判断することができる。ここで、２つの第１スイッチング信号装置５のうちの一方が第２スイッチング信号装置６をトリガし、第２スイッチング信号装置６を初回トリガさせ、他方が第２スイッチング信号装置６をトリガし、第２スイッチング信号装置を２回目トリガさせる。

【0028】

さらに、対応するドライバに電気的に接続されるように、各第２スイッチング信号装置６は、隣接する２つの固定子３に接続されたドライバに電気的に接続されている。具体的には、伝送線路の低精度セグメント内において、各第２スイッチング信号装置６によって発生したトリガ信号は、２つのチャンネルに分けて、隣接する２つの固定子３に接続されたドライバに伝送される。ここで、トリガ信号が隣接する２つの固定子３に接続されるドライバに初回伝送された場合、コントローラはドライバから伝送されたトリガ信号を受信して、かつ、可動子４の摺動方向に沿って、可動子４が２つの固定子３のうち先にある一方から離れる方向へ運動し始め、また、２つの固定子３のうち後にある一方に近い方向へ運動し始めることを決定する。トリガ信号が隣接する２つの固定子３に接続されたドライバに２回目に伝送された時、コントローラは、可動子４の摺動方向に沿って、可動子４が２つの固定子３のうち先にある一方の駆動範囲からちょうど外れ、２つの固定子３のうち後にある一方から離れる方向へ運動し始めることを特定できる。

【0029】

なお、伝送線路の低精度セグメントと高精度セグメントにおいて、第２スイッチング信号装置６は低精度セグメントの固定子３の先端、即ち低精度セグメントの固定子３と高精度セグメントの固定子３との間に位置する。前記第２スイッチング信号装置６がトリガ信号を発生させた場合、隣接する２つの固定子３に接続されるドライバがトリガ信号を受信してコントローラに伝送し、コントローラはトリガ信号に基づいて可動子４が高精度セグメントから離脱し始め、低精度セグメントに入り始めることを判断できる。

【0030】

１つの実施例では、各第２スイッチング信号装置６はいずれもコントローラに電気的に接続され、コントローラは第２スイッチング信号装置によって発生したトリガ信号を受信して、トリガ信号に基づいて対応するトリガ信号のドライバに対応する制御指令を下す。同じ第２スイッチング信号装置６に対して、コントローラが第２スイッチング信号装置６によって発生したトリガ信号を初回受信した時、可動子４の摺動方向に沿って、可動子４が２つの固定子３のうち先にある一方から離れる方向へ運動し始め、２つの固定子のうち後にある一方に近い方向へ運動し始めることを判断できる。コントローラがトリガ信号を２回目受信した時、コントローラは可動子４の摺動方向に沿って、可動子４が２つの固定子３のうち先にある一方の駆動範囲からちょうど外れ、２つの固定子３のうち後にある一方から離れる方向へ運動し始めることを特定できる。

【0031】

なお、可動子４が固定子３に近い方向へ運動した時、コントローラは当該固定子３に接続されたドライバに出力電流を増大させる制御指令を下すことで、可動子４の加速性能を確保することができる。可動子４が固定子３から離れる方向へ運動し、当該固定子３に接続された次の固定子３に近い方向へ運動した時、コントローラはこの固定子３に接続されたドライバに出力電流を減少させる制御指令を下し、可動子４の速度変動を避けることができる。理解できるように、このような動的な電流調整により、ドライバの電力を節約し、ダイレクトドライブトランスミッションシステムの使用コストを削減するのに役立つ。

【0032】

実際の状況に応じて、第２スイッチング信号装置６を固定子３の末端に設けることもできるが、可動子４のリアルタイム位置を決定するために、最初の低精度セグメントを高精度セグメントの後に設けなければならない。第２スイッチング信号装置６が初回トリガされた時、可動子４はちょうど第２スイッチング信号装置６に対応する固定子３の駆動範囲内に完全に入り、第２スイッチング信号装置６が２回目トリガされた時、可動子４はちょうど第２スイッチング信号装置６に対応する固定子３の駆動範囲内から完全に外れる。

【0033】

図１、図２、図３に示すように、１つの実施例では、ダイレクトドライブトランスミッションシステムは、可動子４に固定された第１位置フィードバック装置７と、基板１に固定され、且つ高精度セグメントに位置する各固定子３に１対１で対応する複数の第２位置フィードバック装置と、を備え、第１位置フィードバック装置７と第２位置フィードバック装置が対応して設置され、且つ第１位置フィードバック装置７と第２位置フィードバックがいずれもドライバに電気的に接続されている。具体的には、第１位置フィードバック装置７はリードヘッドであってもよく、第２位置フィードバック装置はラスタスケールまたは磁気スケールであってもよく、これによって、高精度セグメント内における可動子４の位置検出精度が高いことを確保する。第１位置フィードバック装置７と第２位置フィードバック装置との協働によって、可動子４のリアルタイム位置を決定することができ、ドライバはこのリアルタイム位置情報をコントローラに伝送し、コントローラはこのリアルタイム位置情報に基づいてドライバが対応する固定子３のドライバに対応する制御指令を出すように制御する。

【0034】

図４に示すように、本発明の実施例では、前記ダイレクトドライブトランスミッションシステムに用いられるダイレクトドライブトランスミッションシステムの制御方法がさらに提供され、ダイレクトドライブトランスミッションシステムの制御方法は、
第２スイッチング信号装置６のトリガ信号を受信するステップＳ１０と、
トリガ信号に基づいて、駆動しようとするドライバを決定するステップＳ１１と、
駆動しようとするドライバに対応する制御指令を下すステップＳ１２と、を含む。

【0035】

具体的には、ステップＳ１０において、可動子４の第１スイッチング信号装置５は第２スイッチング信号装置６をトリガしてトリガ信号を生じさせ、各トリガ信号が可動子４の位置情報を含み、各トリガ信号に含まれた可動子４の位置情報が異なっている。コントローラは、ドライバを介して第２スイッチング信号装置６によって発生したトリガ信号を受信することができるし、トリガ信号を直接受信することもでき、即ち、コントローラはドライバを介する伝送を必要とせず、直接可動子４の位置情報を受信することができ、伝送システムの制御方法を簡素化することができる。ステップＳ１２において、コントローラが駆動しようとするドライバに下した対応する制御指令は、ドライバが固定子３に増大された電流を出力すること、ドライバが固定子３に減少された電流を出力すること、及び、ドライバが固定子３に一定の電流を出力することを含み、これによって、固定子３が可動子４をガイドレール２上に安定的に摺動させるように駆動する。

【0036】

１つの実施例では、可動子４の両端にそれぞれ１つの第１スイッチング信号装置５が設けられ、可動子４の２つの第１スイッチング信号装置５はいずれも第２スイッチング信号装置６をトリガしてトリガ信号を生じさせることができ、即ち、同じ第２スイッチング信号装置６は２回トリガされ、異なるタイミングでの２つのトリガ信号を生じさせることができ、２つのトリガ信号に対応する可動子４の位置が異なる。各可動子４は１つの固定子３の駆動範囲にマッチングする。図５に示すように、本実施例のダイレクトドライブトランスミッションシステムの制御方法は、
第２スイッチング信号装置６のトリガ信号を受信するステップＳ２０と、
トリガ信号のポインタを取得するステップＳ２１と、
ポインタに基づいてトリガ信号に対応する第２スイッチング信号装置のマッピングテーブルでの特定値を決定するステップＳ２２と、
特定値に対応する固定子３に接続されるドライバを駆動しようとするドライバとして決定するステップＳ２３と、
駆動しようとするドライバに対応する制御指令を下すステップＳ２４と、を含むことができる。

【0037】

具体的には、コントローラには、複数の第２スイッチング信号装置６に１対１で対応して接続された複数のピンが設けられ、各ピンには１つの対応するポインタが設けられ、且つ各ポインタがマッピングテーブル内の特定された位置を指し示す。ステップＳ２２において、コントローラ内にはマッピングテーブルが予め設定されており、マッピングテーブルはポインタ、固定子３および特定値のマッピング関係を含む、マッピングテーブルの理解を容易にするため、以下は具体的な例を挙げて説明する。

【0038】

本実施例では、１つの可動子４の全ての磁石鋼４３の磁場範囲が１つの固定子３の全ての巻線の駆動範囲にマッチングしているため、特定値に対応する固定子３に接続されたドライバが駆動しようとするドライバとして特定される。実際の状況に応じて、１つの可動子４の全ての磁石鋼４３の磁場範囲が複数の固定子３の全ての巻線の駆動範囲より大きい場合、特定値に対応する固定子３に接続されたドライバ、および特定値に対応する固定子３間の全ての固定子３に接続されたドライバはいずれも駆動しようとするドライバとして特定される。

【0039】

本実施例では、第２スイッチング信号装置６は固定子３の先端に位置し、同じ第２スイッチング信号装置６が初回トリガされた（即ち、右端の第１スイッチング信号装置５によってトリガされた）と、可動子４は第２スイッチング信号装置６に対応する固定子３の駆動範囲内に入ろうとしており、このとき、可動子４は当該固定子３に近い方向へ運動し、当該固定子３に接続されたドライバは駆動しようとするドライバであり、コントローラは駆動しようとするドライバに対して、巻線に増大される電流を出力する制御指令を下し、可動子４の加速性能を確保する。同じ第２スイッチング信号装置６が２回目トリガされる（即ち、左端の第１スイッチング信号装置によってトリガされる）と、可動子４は完全に第２スイッチング信号装置６に対応する固定子３の駆動範囲内に入り、この時、可動子４は当該固定子３から離れる方向へ運動しようとしており、当該固定子３に接続されたドライバは駆動しようとするドライバであり、コントローラは駆動しようとするドライバに対して、巻線に減少された電流を出力する制御指令を下し、可動子４の加速性能を確保し、低精度セグメント内における可動子４の運動を制御することを実現する。

【0040】

なお、可動子４が高精度セグメントから低精度セグメントに入った時、第１位置フィードバック装置７と第２位置フィードバック装置との協働によって、可動子４のリアルタイム位置をリアルタイムで検出し、可動子４が低精度セグメント内に入っているか否かを判断する。具体的には、可動子４の一部を検出できなくなった場合、可動子４の当該部分が低精度セグメント内に入ったことを確認し、この時、コントローラは上記の方法でダイレクトドライブトランスミッションシステムを制御する。可動子４が低精度セグメントから高精度セグメントに入った場合、第１位置フィードバック装置７と第２位置フィードバック装置との協働によって、可動子４のリアルタイム位置が検出できると、可動子４が高精度セグメント内に入ったことを確認し、この時、ドライバは受信された可動子４のリアルタイム位置情報をコントローラに伝送し、コントローラは可動子４のリアルタイム位置情報に基づいて、ドライバに対応する制御指令を下し、高精度セグメント内における可動子４の運動を制御することを実現する。

【0041】

１つの実施例では、ステップＳ１１は、
伝送線路上の低精度セグメントを可動子４の摺動方向に沿って順に並べて、１級番号を持った低精度セグメントを得るステップＳ１１０と、
同じ低精度セグメント内に設けられた複数の第２スイッチング信号装置６を可動子４の摺動方向に沿って順に並べて、２級番号を持った第２スイッチング信号装置６を得るステップＳ１１２と、
トリガ信号に基づいて、トリガ信号に対応する低精度セグメントの１級番号、およびトリガ信号に対応する第２スイッチング信号装置６の２級番号を決定するステップＳ１１３と、
決定された低精度セグメントの１級番号と第２スイッチング信号装置６の２級番号を組み合わせて、第２スイッチング信号装置６の特定値を得るステップＳ１１４と、
特定値に対応する固定子３に接続されたドライバを駆動しようとするドライバとして決定するステップＳ１１５と、をさらに含むことができる。

【0042】

具体的には、ステップＳ１１０において、伝送線路上の各低精度セグメントをアルファベット順と数字順に順次並べることができ、例えば、最初の低精度セグメントの１級番号はＡであり、２番目の低精度セグメントの１級番号はＢである。ステップＳ１１１において、伝送線路上の各第２スイッチング信号装置６をアルファベット順、数字順に順次並べることができ、例えば、最初の第２スイッチング信号装置６の２級番号は１であり、２番目の第２スイッチング信号装置６の２級番号は２である。したがって、ステップＳ１１４において、最初の低精度セグメントにおける２番目の第２スイッチング信号装置６の特定値はＡ２であり、３番目の低精度セグメントにおける最初の第２スイッチング信号装置６の特定値はＣ１である。

【0043】

１つの実施例では、固定子３は可動子４の摺動方向に沿う先端を備え、第２スイッチング信号装置６が固定子３の先端に位置し、各第２スイッチング信号装置６が隣接する２つの固定子３に接続されたドライバに電気的に接続されている。ステップＳ１１は、
トリガ信号に基づいて、トリガ信号に対応する第２スイッチング信号装置６に隣接して設置された２つの固定子３を得るステップＳ１１０と、
２つの固定子３に接続されたドライバを駆動しようとするドライバとして決定するステップＳ１１１と、を含むことができる。

【0044】

本実施例では、ドライバは第２スイッチング信号装置によって発生したトリガ信号を受信してコントローラに伝送し、コントローラはトリガ信号に基づいて、トリガ信号に対応するドライバに対応する制御指令を下し、即ち、各ドライバはいずれも２つのチャネルのトリガ信号入力を持っているため、位置フィードバック装置の使用量を減らし、制御効率を高め、考案コストを削減することができる。

【0045】

いくつかの実施例では、低精度セグメント内に位置する固定子３に接続されたドライバは、無誘導制御または周波数変換制御で対応する固定子３を駆動する。ここで、ドライバが無誘導制御を採用した場合、ドライバは無誘導アルゴリズムで固定子３を制御する。無誘導アルゴリズムには、スライディングモードアルゴリズム、モデル規範型適応制御アルゴリズム、状態オブザーバのアルゴリズム、カルマンフィルタのアルゴリズム、ルーエンバーガーオブサーバのアルゴリズムのいずれかが含まれる。

【0046】

１つの実施例では、全ての固定子３に接続されたドライバがいずれも同じコントローラに電気的に接続されているため、異なるドライバから出力される電流に多すぎる差異があったり、可動子４を異なる方向に作用させる電流が発生したりすることを回避でき、運動中にドライバの受け取った制御指令の違いによる同じ可動子４の速度変動を避けることができる。

【0047】

以上は、本発明の好適な実施例に過ぎず、ここで、当業者にとって、本発明の発明構想から逸脱しないかぎり、改良を行うことができるが、これらはいずれも本発明の保護の範囲に含まれるものとすると理解すべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】