线性致动器及用于操作这样的线性致动器的方法技术

本发明专利技术涉及一种线性致动器。该线性致动器包括双室螺线管泵，该双室螺线管泵包括至少一个泵线圈、多通阀以及至少一个泵电枢，通过给至少一个泵线圈供电能够使该泵电枢移动；并且该双室螺线管泵设置有切换电枢，多通阀能够借助于该切换电枢而切换，并且通过给至少一个泵线圈供电能够使该切换电枢移动。在本方法中，通过给泵线圈供电而使切换电枢和泵电枢都移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】线性致动器及用于操作这样的线性致动器的方法
本专利技术涉及一种线性致动器以及用于操作这样的线性致动器的方法。在具体的应用领域中，例如当调整气体阀时、当调节节流阀时、用于定位驱动器（例如拾取和放置装置及其它机械手），用于在自动化领域中或者在健康护理行业中的线性致动器，特别是用于患者检查台或治疗装置，对于只精确到低至微米范围而能够获得数厘米的长行程的线性致动器存在需求。适合的是如果这样的线性致动器被构造成具有最小的可能尺寸，并且在任何可能的地方都能够电动地操作并在没有磨损的情况下长期操作，并且在面对不利的环境条件（尤其是污染）的情况下尽可能地结实。特别理想的是如果这样的线性致动器能够容易地互连。因此，存在需求以在复杂的致动器构造的情况中定位多个线性致动器。这样的线性致动器应该具有最小可能数量的用于线性致动器的电连接的电导体或导体终端，因此，从而最小化所要求的线的总数。之前在许多设计中公开了线性致动器本身。例如，公开了步进电机，尽管在许多情况中这些步进电机只精确到有限的程度。之前还公开了气动和液压线性驱动器，这些线性驱动器经由二通阀或者经由液压泵而连接到压缩空气贮存器。在这些实施例中，精密调节也是困难的。之前还公开了电动直线电机，这些电动直线电机被设计为电驱动的机器。它们具有快速且精确的结构，但是通常很复杂，并且它们是不能够充分节省空间的设计。另一方面，在压电晶体或磁致伸缩材料的基础上的线性致动器具有在特定领域中的应用，但是它们被设计仅用于非常小的移动路径。尽管在摩擦接触的基础上的压电电机具有执行较大行程的能力，但是它们在其使用寿命方面经常受到限制并且对环境影响敏感。之前也公开了在静电作用机制的基础上的人造肌肉，但是它们在它们的最大功率和使用寿命方面受到了限制。因此，本专利技术的目的是提供一种已经针对现有技术的这一背景做出改进的线性致动器。具体地，该线性致动器应当被设计成使得它尽可能地节省空间和/或能够具有最简单可行的电连接。本专利技术的另外的目的是提供一种用于操作这样的线性致动器的方法。所述目的由具有在权利要求1中提出的特性化特征的线性致动器以及具有在权利要求15中提出的特性化特征的方法而实现。本专利技术的另外的优选改进方案能够在相关的从属权利要求、以下描述和附图中体现。本专利技术的线性致动器包括螺线管泵，具体地为双室螺线管泵。本专利技术的线性致动器有利地包括液压连接到螺线管泵的液压缸，该液压缸具有液压活塞。能够借助于螺线管泵来驱动液压活塞进出液压缸。本专利技术的线性致动器有利地包括贮存器，该贮存器连接到螺线管泵以用于供应或去除液压油。根据本专利技术，线性致动器中的螺线管泵具有：至少一个泵线圈、一个多通阀以及至少一个泵电枢，通过给所述至少一个泵线圈供电能够使该至少一个泵电枢移动。另外，在本专利技术的线性致动器中，螺线管泵包括切换电枢，多通阀能够借助于该切换电枢而切换。根据本专利技术，通过给至少一个泵线圈供电能够使线性致动器的螺线管泵中的切换电枢移动。在本专利技术的线性致动器中，能够借助于多通阀而形成双向泵流动。为了这个目的，多通阀有利地流体连接到螺线管泵的入口和出口。本专利技术的线性致动器有利地包括用于这个目的的这样的多通阀，该多通阀允许连接到螺线管泵的入口和出口的双向泵流动。在液压缸中被导向的液压活塞能够借助于双向泵流动而被双向地导向。能够切换多通阀从而改变泵流动的方向。根据本专利技术，通过给至少一个泵线圈供电能够实现多通阀的切换，在任何情况下都需要给该泵线圈供电从而使至少一个泵电枢移动。另一方面，之前公开的线性致动器通常包括单独的泵和多通阀。然而，在每种情况中泵和多通阀需要专用的驱动器，并且因此在每种情况中也需要电控制器以及因此至少一对导体。另一方面，本专利技术有利地将螺线管泵和多通阀集成在单个装置中，其中，具体地根据本专利技术所使用的磁流用于操作该泵，并且与此同时用于切换多通阀。因此，对于本专利技术的线性致动器，这导致特别低的电互连成本。与此同时，能够利用具有螺线管泵的线性致动器来设定高度精确的调整路径，其中，该调整路径基本上不受限制。螺线管泵也不需要大的安装空间并且能够在没有磨损的情况下长期操作，并且特别是在面临不利的环境条件（例如污染）时结实地操作。由于极低的互连成本，所以只需要少量的电线或导体或导体终端，特别是在具有多个线性致动器的构造中。特别地，本专利技术的线性致动器只需要一对电导体或者一对导体终端。这样一来，在本专利技术的线性致动器中，布线成本低并且可靠性特别高。此外，本专利技术的线性致动器优选地使用双螺线管泵来代替简单的螺线管泵。在简单的螺线管泵中，体积流量长时间没有降低到零。因此，能够避免体积流量和压力中的脉动及相关缺点，例如由于所引起的振动而导致产生噪声、或者磨损增加。螺线管泵，以及优选地双螺线管泵，有利地包括罐形磁体。当与通常以其他形式存在的磁轭盘相比时，这样的罐形磁体具有优点：磁轭盘的流体阻尼通常在撞击该磁轭之前不久不成比例地增大。典型的螺线管泵需要额外的减振装置，或者引起用于减小噪声和振动的特别成本（参见，例如EP1985857）。有利地已将这样的功能机构集成在这一另外的改进方案中，其中，螺线管泵或者双螺线管泵包括罐形磁体。在本专利技术的线性致动器中，多通阀有利地是四位二通阀，或者多通阀具有四位二通阀。以此方式，能够特别容易地使来自螺线管泵的泵流动反向，其中，螺线管泵的入口和出口连接到四位二通阀的可切换的入口和出口。适当地，在本专利技术的线性致动器的螺线管泵中，能够通过切换电枢的移动来切换多通阀。优选地，为此目的而将多通阀与切换电枢的移动联系起来，使得切换电枢的移动导致多通阀的入口和出口相对于本专利技术的线性致动器的螺线管泵的入口和出口的空间位移。以此方式，能够特别容易地切换多通阀。有利地，在本专利技术线性致动器的螺线管泵中，泵电枢利用磁流耦接到或能够耦接到泵线圈磁轭，其中，切换电枢利用磁流耦接到或能够耦接到泵线圈磁轭。泵线圈磁轭利用磁流一方面耦接到泵电枢以及另一方面耦接到切换电枢的可耦接性允许通过给至少一个泵线圈供电而特别容易地实现切换电枢的移动。有利地，在本专利技术的线性致动器的螺线管泵中，存在至少两个泵线圈，该至少两个泵线圈的每一个具有泵线圈磁轭，其中，泵线圈电枢能够在泵线圈磁轭之间或者在至少两个泵线圈磁轭之间移动。有利地，在这种情况中，带有相应的泵线圈磁轭的相应泵线圈属于被构造成双室螺线管泵的螺线管泵的相应室。在本专利技术的线性致动器的另外的优选改进方案中，在螺线管泵中存在至少一个流引导机构，借助于该流引导机构，泵线圈磁轭以流引导的方式相互连接。在本专利技术的线性致动器的另外的优选改进方案中，流引导机构被实施为与螺线管泵中的泵线圈磁轭形成为一体，如之前所述。该另外的改进方案由其特别简单的结构而形成。在本专利技术的线性致动器的一个特别优选的另外的改进方案中，在螺线管泵中的流引导机构或在泵线圈磁轭中的至少一个包括永磁体，或者该永磁体设置在流引导机构上或设置在泵线圈磁轭中的至少一个上。在本专利技术的方法的另外的改进方案中，永磁体能够用作流生成元件，该元件减弱或增强由至少一个泵线圈产生的磁流。以此方式，在本专利技术的线性致动器中，能够提供磁性自由度以用于借助于切换电枢来切换的目的。在本专利技术的线性致动器的另外的有利改进方案中，在螺线管泵中，能够借助于由永磁体产生并且具体地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性致动器，包括：螺线管泵（10），特别是双室螺线管泵（10），所述螺线管泵（10）具有至少一个泵线圈（60、70）；一个多通阀（20）；至少一个泵电枢（80），通过给所述至少一个泵线圈（60、70）供电能够使所述至少一个泵电枢（80）移动；以及具有切换电枢（310），所述多通阀（20）能够借助于所述切换电枢（310）而切换，并且通过给所述至少一个泵线圈（60、70）供电能够使所述切换电枢移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.31 DE 102014215110.41.一种线性致动器，包括：螺线管泵（10），特别是双室螺线管泵（10），所述螺线管泵（10）具有至少一个泵线圈（60、70）；一个多通阀（20）；至少一个泵电枢（80），通过给所述至少一个泵线圈（60、70）供电能够使所述至少一个泵电枢（80）移动；以及具有切换电枢（310），所述多通阀（20）能够借助于所述切换电枢（310）而切换，并且通过给所述至少一个泵线圈（60、70）供电能够使所述切换电枢移动。2.如权利要求1所述的线性致动器，其中，所述多通阀（20）是四位二通阀或者具有四位二通阀。3.如前述权利要求中的任一项所述的线性致动器，其中，通过所述切换电枢（310）的移动能够使所述多通阀（20）切换。4.如前述权利要求中的任一项所述的线性致动器，在所述线性致动器的所述螺线管泵（10）中，所述泵电枢（80）利用磁流耦接到或者能够耦接到泵线圈磁轭（290、300），其中，所述切换电枢（310）利用磁流耦接到或者能够耦接到所述泵线圈磁轭（290、300）。5.如前述权利要求中的任一项所述的线性致动器，其中，所述螺线管泵（10）具有至少两个泵线圈（60、70），所述泵线圈的每一个带有泵线圈磁轭（290、300），其中，所述泵线圈电枢（80）能够在所述泵线圈磁轭之间移动，或者在至少两个泵线圈磁轭（290、300）之间移动。6.如前述权利要求中的任一项所述的线性致动器，其中，在所述螺线管泵（10）中存在至少一个流引导机构（330），借助于所述流引导机构（330），所述泵线圈磁轭（290、300）以流引导的方式连接至彼此。7.如前述权利要求中的任一项所述的线性致动器，在所述线性致动器的所述螺线管泵（10）中，所述流引导机构（330）和所述泵线圈磁轭（290、300）被构造成与彼此形成为一体。8.如前述权利要求中的任一项所述的线性致动器，在所述线性致动器的所述螺线管泵（10）中，所述流引导机构（330）或所述泵线圈磁轭（290、300）中的至少一个包括永磁体（350），或者至少一个永磁体（350）设置在所述流引导机构（330）上或设置在所述泵线圈磁轭（290...

【专利技术属性】
技术研发人员：G巴赫迈尔，M齐里亚克斯，R弗赖塔格，A格德克，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE