磁耦合器制造技术

本发明专利技术涉及一种磁耦合器(1)，其具有两个彼此同心设置的环(2、3)，所述环分别相对于彼此可转动地支承，在两个环上分别设置有由至少三个磁偶极子(6)构成的布置结构(5)，经由所述磁偶极子能实现所述环的磁耦合和从两个环的驱动环(3)到从动环(2)的转矩传递，在从动环和(2)和/或在驱动环(3)处的布置结构(5)的磁偶极子(6)定向为，使得在邻接于相应另一个环的两个同名的磁极(21、22)之后始终跟随一个不同名的磁极，并且邻接于相应的另一个环(2、3)的磁极(21、22)彼此相对应地设置，使得两个环(2、3)在平衡位置中磁耦合。本发明专利技术还涉及一种具有磁耦合器的内窥镜以及磁耦合器(1)的应用。

magnetic coupler

The invention relates to a magnetic coupler (1), which has two concentric rings (2, 3), which are rotatably supported relative to each other, and an arrangement structure (5) composed of at least three magnetic dipoles (6) is arranged on the two rings respectively. The magnetic coupling of the ring and the torque transfer from the driving ring (3) of the two rings to the driven ring (2) can be realized by the magnetic dipole. The magnetic dipole (6) of the moving ring and (2) and/or the arrangement structure (5) at the driving ring (3) is oriented so that two magnetic poles (21, 22) of the same name adjacent to the corresponding other ring are always followed by a pole of different names, and the magnetic poles (21, 22) adjacent to the corresponding other ring (2, 3) are set correspondingly to each other, so that the two rings (2, 3) are magnetically coupled in the equilibrium position. The invention also relates to an endoscope with a magnetic coupler and the application of a magnetic coupler (1).

【技术实现步骤摘要】
磁耦合器
本专利技术涉及一种磁耦合器，磁耦合器具有两个彼此同心设置的环，所述环分别相对于彼此可转动地支承，并且磁耦合器具有设置在环之间的壁，所述环分别具有磁偶极子的布置结构，通过磁偶极子的磁耦合能实现在环之间通过分隔壁传递转矩。尤其能够提出，彼此同心设置的环构成为外环和优选设置在外环内的内环。
技术介绍
这种耦合器例如从内窥镜或摄像头中已知，在其中，为了图像传感器的定向必须通过尤其密封封闭的分隔壁传递转动运动。这有助于：将图像传感器的定向空间固定地保持，使得用户的观察水平线不发生改变，而由用户转动密封的分隔壁，以改变内窥镜的观察方向。在这种情况下，光学单元例如能够随着密封的分隔壁一起转动，所述光学单元限定内窥镜的观察方向即视野。至今为止已知的是，通过例如构成为永磁体的磁偶极子的序列实现这种磁耦合器，所述磁偶极子在两个环中的每一个上在面向的侧上具有一系列同名的磁极或者交替序列的相互变换的磁极，并且在相应另一个环上具有相对应的偶极子布置结构。然而，这具有下述缺点：各环在多个转动运动中可以配合。因此，例如当从动环通过驱动环抵消一定的阻力时，在各环之间的磁耦合以一个平衡位置或静止位置跳跃，使得图像水平线限定不再是唯一的，并且内窥镜不再处于校准状态。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供一种开始提及类型的磁耦合器，通过该磁耦合器能够消除所提及的缺点。通过根据权利要求1的特征组合来实现该问题的解决方案。尤其，因此根据本专利技术为了在开始提及类型的磁耦合器中实现所述目的而提出，通过该布置结构的磁偶极子的序列限定各环的至少一个静止位置和至少两个排斥位置，其中，所述至少两个排斥位置沿旋转方向毗邻设置并且跟随在所述至少一个静止位置之后。以这种方式实现：过度偏转的从动环又沿优选的定向向回输送，使得例如能够补偿、尤其可自动地补偿磁耦合器的例如由于摩擦阻力引起的磁性去耦。例如，如果出现摩擦阻力，那么能够借助于根据本专利技术的磁耦合器来防止：解除磁偶极子的磁耦合以及磁偶极子在不期望的新的耦合位置中吸引而使得沿这种定向离开初始的静止位置。此外因此能够防止：通过内窥镜壳体的转动而改变例如图像传感器的图像水平线，因为借助于磁耦合器可以通过分隔壁进行补偿运动和转矩传递。通过本专利技术因此可行的是，基于偶极子在第一和第二环上的布置结构来限定至少一个静止位置和至少两个排斥位置。在限定为静止位置的位置中，第一环的磁偶极子与第二环的磁偶极子相对应地存在，使得吸引的磁力作用在两个环之间。在第一环相对于第二环扭转时，产生复位力，所述复位力从第一和第二环的偶极子之间的排斥的和吸引的磁力的总和中产生，所述复位力将环相对于彼此复位到静止位置中。优选地甚至提出，除了静止位置之外，环彼此间的所有或基本上所有相对位置都是排斥位置。这便利于以正确的取向安装所述环。根据一个有利的改进方案能够提出，环的磁偶极子的各个布置结构的磁偶极子数量是相同或不同的。特别优选地，外环具有比内环更多的磁偶极子。尤其，内环上的磁偶极子数量在外环上多了一个或两个偶极子。由此能够在内环上提供附加的自由空间。磁偶极子能够构造为永磁体。替选或补充于此地能够提出，环的至少一个偶极子位置不具有磁偶极子，使得该至少一个偶极子位置对于在环的偶极子之间的磁性吸引力或排斥力没有贡献。在空着的偶极子位置上因此能够构造偶极子间隙。因此，能够形成偶极子序列中的空位。已经发现，借助这种空位能够更容易地实现：除了静止位置之外，环彼此间的所有或基本上所有相对位置都是排斥位置。在此能够特别优选的是，环的两个相邻的偶极子位置分别不具有磁偶极子。此外能够特别优选的是，在构成为内环的环上，至少一个偶极子位置不具有磁偶极子。在此能够特别符合目的的是，在空着的偶极子位置中设置有由电子和/或机械功能单元构成的组中的至少一个元件。以这种方式，能够提供用于电子和/或机械功能单元的结构空间，在此不会损害磁耦合器的功能。能够特别有利的是，在两个环的偶极子位置之间分别形成相同的转动角。优选地，在偶极子位置之间的转动角为至少30°，尤其是至少40°，优选至少60°，更优选为120°。通过设定所实施的转动角，能够确保与内环连接的功能单元的空间固定地和/或抗扭的布置结构。根据另一有利的设计方案可规定，在两个环的第一环上、尤其是在外环上的磁偶极子数量是奇数或偶数。替选或补充于此地还能够提出，在两个环的第二环上尤其是内环上的磁偶极子数量是奇数或偶数。特别优选的是，在两个环上的磁偶极子数量是偶数或奇数。通过这种教导，能够产生大量的起作用的布置结构。偶极子数量在此还可取决于可用磁体的大小和整体空间的大小。原则上，在这种情况下适用的是，编码的组合安全性越大，在系统中就包含越多的磁偶极子。在这种设计方案中特别符合目的的是，如果在一个环上或在两个环上具有奇数数量的磁偶极子，那么一个磁偶极子是用于镜像对称结构的对称中心或对称轴线，和/或在一个环上或在两个环上具有偶数数量的偶极子时，在两个相邻的偶极子之间存在对称中心或对称轴线。在此能够特别符合目的的是，当示出线性描述方式的磁偶极子的序列时，能够确定这种类型的对称性。通过在该布置结构的磁偶极子序列中的对称性可建立特别多的可能的磁偶极子序列，通过所述磁偶极子序列，基于偶极子相对于静止位置的布置结构，能够引起排斥力进而引起返回到静止位置中。由此能够更好地防止一个静止位置跳到可能另外存在的静止位置中。为了能够构成尽可能节省空间并且仍尽可能稳定的磁耦合，能够有利的是，磁偶极子在环处或环上分别径向定向。替选或补充于上面提及的设计方案，根据另一有利的设计方案能够提出，磁偶极子构成为扁平的，使得相应于磁偶极子轴向延展尺寸的高度小于磁偶极子的长度和/或宽度，尤其，长度关于环的转动轴线沿轴向方向延伸，和/或宽度沿环的旋转方向延伸。由此可实现尽可能紧凑的结构类型，其中，在第一和第二环的偶极子之间能够产生足够高的磁力，以便能够执行转矩传递。在此能够提出，设置在内环或外环上的相邻偶极子彼此间的间距分别大于在静止位置中相对置的两个偶极子之间的间距。在此，两个相对置的偶极子中的相应一个设置在外环上，并且两个偶极子中的一个设置在内环上。因此，在静止位置中优选存在相对置的磁偶极子的磁耦合。根据另一有利的设计方案能够提出，所述至少一个静止位置如下设计，在该位置中环的更多的磁偶极子吸引，而不是排斥。在环之间的吸引或排斥从在环之间的相应位置中在彼此相邻的磁偶极子之间作用的各个磁力的总和中产生。因此，在磁性耦合的静止位置中，环的磁偶极子的更多彼此邻接的磁极是不同名的，而不是同名的。在该上下文中，术语“磁极”涉及磁偶极子的北极或南极。替选或补充于此地，根据另一有利的设计方案能够提出，所述至少两个排斥位置如下构造：在这些位置中的每个位置中，所述环的更多的磁偶极子排斥，而不是吸引。优选地能够提出，在此，环的更多的彼此邻接的磁极是同名的，而不是不同名的，使得基于排斥的磁力，尤其是在两个环的偶极子之间作用的各个磁力的总和，实现从排斥位置中复位到所述至少一个静止位置中。根据另一有利的设计方案能够提出，磁耦合器具有多个静止位置，在两个静止位置之间分别构成至少两个排斥位置。在此尤其能够提出，磁耦合器具有至少两个或至少三个静止位置。为了能够更好地防止一个静止位置跳到另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁耦合器(1)，所述磁耦合器具有两个彼此同心设置的环(2、3)，尤其是外环(3)和内环(2)，所述环分别相对于彼此可转动地支承，并且所述磁耦合器具有设置在所述环(2、3)之间的分隔壁(4)，其中，所述环(2、3)分别具有磁偶极子(6)的布置结构(5)，其中，通过所述磁偶极子(6)的磁耦合能实现在所述环(2、3)之间通过所述分隔壁(4)传递转矩，其特征在于，通过所述布置结构(5)的磁偶极子(6)的序列限定所述环(2、3)的至少一个静止位置(7)和至少两个排斥位置(8)，其中，所述至少两个排斥位置(8)沿旋转方向(9)毗邻设置并且跟随在所述至少一个静止位置(7)之后。

【技术特征摘要】
2017.10.25 DE 102017124981.81.一种磁耦合器(1)，所述磁耦合器具有两个彼此同心设置的环(2、3)，尤其是外环(3)和内环(2)，所述环分别相对于彼此可转动地支承，并且所述磁耦合器具有设置在所述环(2、3)之间的分隔壁(4)，其中，所述环(2、3)分别具有磁偶极子(6)的布置结构(5)，其中，通过所述磁偶极子(6)的磁耦合能实现在所述环(2、3)之间通过所述分隔壁(4)传递转矩，其特征在于，通过所述布置结构(5)的磁偶极子(6)的序列限定所述环(2、3)的至少一个静止位置(7)和至少两个排斥位置(8)，其中，所述至少两个排斥位置(8)沿旋转方向(9)毗邻设置并且跟随在所述至少一个静止位置(7)之后。2.根据权利要求1所述的磁耦合器(1)，其特征在于，所述环(2、3)的磁偶极子(6)的各个布置结构(5)的磁偶极子(6)数量是相同或不同的，和/或环(2、3)的、尤其内环(2)的至少一个偶极子位置(10)、优选两个相邻的偶极子位置(10)不具有磁偶极子(6)，使得所述至少一个偶极子位置(10)对于在所述环(2、3)的偶极子(6)之间的磁性吸引力或排斥力没有贡献，优选在空着的偶极子位置(10)中设置有由电子和/或机械功能单元(11)构成的组中的至少一个元件，优选在所述两个环(2、3)的偶极子位置(10)之间分别形成相同的转动角(18)，优选在所述偶极子位置(10)之间的转动角(18)为至少30°、尤其是至少40°、优选至少60°、更优选为120°。3.根据权利要求1或2所述的磁耦合器(1)，其特征在于，在所述两个环(2、3)的第一环(2、3)上的、尤其是在外环(3)上的磁偶极子(6)数量是奇数或偶数，和/或在所述两个环(2、3)的第二环(2、3)上的、尤其是内环(2)上的磁偶极子(6)数量是奇数或偶数，优选在一个环(2、3)上或在两个环(2、3)上的磁偶极子(6)数量是奇数的情况下，一个磁偶极子(6)是用于镜像对称结构的对称中心或对称轴线(12)，和/或在一个环(2、3)上或在两个环(2、3)上的磁偶极子数量是偶数的情况下，尤其当磁偶极子(6)的序列以线性描述方式(13)示出时，在两个相邻的磁偶极子(6)之间存在对称中心或对称轴线(12)。4.根据上述权利要求之一所述的磁耦合器(1)，其特征在于，所述磁偶极子(6)在所述环(2、3)处或在所述环上分别径向定向，和/或所述磁偶极子(6)构成为扁平的，使得相应于磁偶极子(6)的轴向延展尺寸的高度(14)小于该磁偶极子(6)的长度(15)和/或宽度(16)，尤其所述长度(15)关于所述环(2、3)的转动轴线(17)沿轴向方向延伸，和/或所述宽度(16)沿所述环(2、3)的旋转方向(9)延伸。5.根据上述权利要求之一所述的磁耦合器(1)，其特征在于，所述至少一个静止位置(7)如下设计，在该位置中所述环(2、3)的更多的磁偶极子(6)吸引，而不是排斥，优选，在此，所述环(2、3)的更多的彼此邻接的磁极(21、22)是不同名的，而不是同名的，和/或所述至少两个排斥位置(8)如下构造：在这些位置中的每个位置中，所述环(2、3)的更多的磁偶极子(6)排斥，而不是吸引，优选，在此，所述环(2、3)的更多的彼此邻接的磁极是同名的，而不是不同名的，使得基于排斥的磁力，实现从所述排斥位置(8)之一中复位到所述至少一个静止位置(7)中。6.根据上述权利要求之一所述的磁耦合器(1)，其特征在于，所述磁耦合器(1)具有多个静止位置(7)、尤其至少两个或至少三个静止位置(7)，其中，在两个静止位置(7)之间分别构成有至少两个排斥位置(8)，优选在所述静止位置(7)之间存在相同的转动角(18)，尤其是转动角(18)为90度或120度或180度，和/或在所述至少两个毗邻设置的排斥位置(8)之间设有至少30度、尤其是至少40度、优选至少60度、更优选120度的转动角(18)。7.根据上述权利要求之一所述的磁耦合器(1)，其特征在于，所述分隔壁(4)将所述两个环(2、3)彼此密封地隔离和/或彼此电绝缘。8.根据上述权利要求之一所述的磁耦合器(1)，其特征在于，所述两个环(2、3)的磁偶极子(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·威克西姆，J·迪特里希，M·齐肖茨，M·库伯恩，
申请(专利权)人：雪力光纤有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE