致动器组件制造技术

一种致动器组件，包括：第一部件(20)和第二部件(10)，其中主轴线(P)参照第二部件来限定；多段形状记忆合金丝线(30)，其被连接在第一部件和第二部件之间，其中各段丝线被配置成当选择性地被通电时引起第一部件相对于第二部件的三维运动；以及机构，其被配置为当各段丝线未被通电时，对于第二部件的任何取向，抵抗重力将第一部件相对于第二部件保持在至少一个位置和/或取向。一个位置和/或取向。一个位置和/或取向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】致动器组件
[0001]领域
[0002]本申请涉及致动器组件，特别是包括多段形状记忆合金(SMA)丝线的致动器组件。
[0003]背景
[0004]WO 2011/104518 A1描述了一种致动器组件，其使用SMA丝线来移动支撑在支撑结构上的可移动元件，例如以提供光学图像稳定。八根SMA丝线相对于假想主轴线倾斜地布置，在主轴线周围的四个侧面中的每个侧面上都具有一对SMA丝线。SMA丝线被连接成使得在收缩时两组四根SMA丝线提供的力具有沿主轴线相反方向的分量，使得这些组能够提供沿主轴线的运动。每个组的SMA丝线具有围绕主轴线的2重旋转对称性，使得存在能够提供横向运动的、彼此相对的SMA丝线。
[0005]概述
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种致动器组件，其包括：第一部件和第二部件；多段SMA丝线，其被连接在第一部件和第二部件之间，其中各段丝线被配置成当被选择性地通电时引起第一部件相对于第二部件的三维(3D)运动；以及机构，其被配置为当各段丝线未被通电时，对于第二部件的任何取向，抵抗重力将第一部件相对于第二部件保持在至少一个位置和/或取向。
[0007]从能够以这种方式保持第一部件可以得出许多优点。
[0008]该机构应被配置成使得避免对SMA丝线引起第一部件3D运动的能力产生不适当的影响。
[0009]例如，第一部件可以对应于可移动元件，第二部件可以对应于支撑结构，并且多段SMA丝线可以对应于WO 2011/104518 A1中描述的八根SMA丝线。
[0010]主轴线(例如光轴)可以参照第二部件限定。
[0011]3D运动可以对应于例如具有三个自由度的平移运动。
[0012]至少一个位置(第一部件被保持在该至少一个位置中)可以对应于一定位置范围。该位置范围可以对应于第一部件的至少一部分已经相对于第二部件从中心位置运动了<100μm的距离。该距离可以<50μm或<25μm。
[0013]该距离可以是相对于主轴线的横向距离。在某些应用中，控制这样的距离尤其重要。
[0014]该机构可以包括：形成在第二部件上的一组一个或更多个端部止挡器；以及一组一个或更多个弹性元件，这些弹性元件被连接在第一部件和第二部件之间以偏压第一部件，使得当这些段丝线未被通电时，第一部件运动到与该组端部止挡器接触。这可以提供实现该机构的另一种有效方式。
[0015]该运动可以至少部分地沿着主轴线。
[0016]该组端部止挡器可以包括第一组表面区域，该第一组表面区域被构造成接触第一部件的第一组表面区域，以控制第一部件相对于主轴线的取向。
[0017]该组端部止挡器可以包括第二组表面区域，该第二组表面区域被构造成接触第一部件的第二组表面区域，以控制第一部件的至少一部分相对于主轴线的横向位置。
[0018]第二组表面区域可以限定锥形，以将第一部件引导至来自与第一部件的3D运动相关联的位置和/或取向范围中的至少一个位置和/或取向。
[0019]第一部件可以具有沿着主轴线彼此隔开的第一部分和第二部分。第二组表面可以被构造为控制第二部分相对于主轴线的横向位置，并且该组弹性元件可以进一步被构造为朝向相对于主轴线的中心横向位置偏压第一部分，从而控制第一部件相对于主轴线的取向。
[0020]该机构可以包括连接在第一部件和第二部件之间的一组一个或更多个弹性元件，以朝向至少一个位置和/或取向偏压第一部件。这可以提供一种实施该机构的有效方式。
[0021]该组弹性元件中的至少一个可以在至少部分地垂直于主轴线的一个或更多个方向上延伸。出于空间考虑，这可能是有利的。
[0022]该组弹性元件可以包括沿着主轴线彼此间隔开的两个或更多个弹性元件。这可以关于第一部件相对于主轴线的旋转提供相对高的刚度，这可以是有利的。
[0023]该组弹性元件可以在第一部件上产生偏压力，使得对于主轴线是水平的第二部件的任何取向，第一部件的至少一部分都相对于第二部件在中心位置下方80μm至100μm的距离处。该距离可以是40μm到50μm或16μm到20μm。因此，偏压力可以刚好足以实现特定程度的保持，在这种情况下，对SMA丝线引起第一部件3D运动的能力的任何影响都可以被最小化(或者适当地变小)。
[0024]该组弹性元件中的一个或更多个可以形成与每段形状记忆合金丝线的运动端部的电连接的一部分。因此，一个或更多个弹性元件可以具有双重功能，从而减少部件的数量。
[0025]为了便于参考，具有一个或更多个以下特征的致动器组件在下文中有时被称为第二类型的致动器组件。
[0026]该机构可以被配置成提供非线性偏压力，该非线性偏压力朝向至少一个位置和/或取向偏压第一部件。当第一部件处于至少一个位置和/或取向时，非线性偏压力可以相对大，而当第一部件处于与第一部件的3D运动相关联的位置和/或取向范围(例如，与标准操作相关联的范围)内时，非线性偏压力可以相对小。
[0027]该机构可以包括闩锁，当第一部件处于至少一个位置和/或取向时，该闩锁联接第一部件和第二部件。
[0028]这些机构可以特别适合于最小化对SMA丝线引起第一部件3D运动的能力的影响。
[0029]致动器组件可以包括控制电路，该控制电路被配置为在对各段丝线不通电之前，使第一部件相对于第二部件运动到某一位置和/或取向，在该位置和/或取向中，非线性偏压力相对大和/或闩锁接合。
[0030]该机构可以被配置为提供非线性偏压力，对于第一部件相对于第二部件的任何操作位置和取向，该非线性偏压力都大于第一部件上的重力。在这种情况下，可能不需要如上所述配置的控制电路。
[0031]该机构可以包括在第一部件和第二部件中的每个部件上的磁性元件。这些磁性元件中的至少一个可以包括永磁体。当第一部件处于至少一个位置和/或取向时，磁性元件可以彼此接近。
[0032]永磁体可以是四极磁体。这种磁体具有随着与磁体的距离增加而迅速减小的场，
并且因此特别适合于产生非线性偏压力。
[0033]可选地，至少一个位置和/或取向可以通过第一部件相对于第二部件从第一部件的中心操作位置和取向沿着主轴线的基本平移运动来达到。因此，第一部件相对于主轴线的取向和横向位置在至少一个位置和中心操作位置中可以是相同的。如下所述，这可以使相机透镜在这两个位置中与光轴对准。
[0034]中心操作位置和取向可以对应于使第一部件相对于第二部件的运动范围最大化的位置和取向，该运动可以由对多段形状记忆合金丝线的选择性通电引起，并且该中心操作位置和取向可以对应于该范围内的中心位置。
[0035]第一部件和第二部件可以各自包括第一组端部止挡器表面区域，该第一组端部止挡器表面区域被构造成彼此接触以将第一部件引导至至少一个位置和/或取向。
[0036]第一部件和第二部件可以各自包括第二组端部止挡器表面区域，该第二组端部止挡器表面区域被构造成彼此接触以限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种致动器组件，包括：第一部件和第二部件，其中主轴线是参照所述第二部件定义的；多段形状记忆合金丝线，其被连接在所述第一部件和所述第二部件之间，其中各段丝线被配置成当被选择性地通电时引起所述第一部件相对于所述第二部件的三维运动；以及机构，其被配置为当各段丝线未被通电时，对于所述第二部件的任何取向，抵抗重力将所述第一部件相对于所述第二部件保持在至少一个位置和/或取向。2.根据权利要求1所述的致动器组件，其中，所述至少一个位置对应于与所述第一部件的至少一部分相对应的位置范围，所述位置范围对应于所述第一部件的至少一部分相对于所述第二部件从中心位置运动了<100μm的距离。3.根据权利要求2所述的致动器组件，其中，所述距离是相对于所述主轴线的横向距离。4.根据权利要求1至3中任一项所述的致动器组件，其中，所述机构包括：形成在所述第二部件上的一组一个或更多个端部止挡器；以及连接在所述第一部件和所述第二部件之间的一组一个或更多个弹性元件，以偏压所述第一部件，使得当各段丝线未被通电时，所述第一部件运动成与所述一组端部止挡器接触。5.根据权利要求4所述的致动器组件，其中，所述一组端部止挡器包括第一组表面区域，所述第一组表面区域被配置为接触所述第一部件的第一组表面区域，以控制所述第一部件相对于所述主轴线的取向。6.根据权利要求4或5所述的致动器组件，其中，所述一组端部止挡器包括第二组表面区域，所述第二组表面区域被配置为接触所述第一部件的第二组表面区域，以控制所述第一部件的至少一部分相对于所述主轴线的横向位置。7.根据权利要求6所述的致动器组件，其中，所述第二组表面区域限定锥形，以将所述第一部件引导至来自与所述第一部件的三维运动相关联的位置和/或取向范围中的所述至少一个位置和/或取向。8.根据权利要求6或7所述的致动器组件，其中，所述第一部件具有沿着所述主轴线彼此隔开的第一部分和第二部分，其中所述第二组表面被配置为控制所述第二部分相对于所述主轴线的横向位置，并且其中，所述一组弹性元件被进一步配置为朝向相对于所述主轴线的中心横向位置偏压所述第一部分，从而控制所述第一部件相对于所述主轴线的取向。9.根据权利要求1至4中任一项所述的致动器组件，其中，所述机构包括连接在所述第一部件和所述第二部件之间的一组一个或更多个弹性元件，以朝向所述至少一个位置和/或取向偏压所述第一部件。10.根据权利要求9所述的致动器组件，其中，所述一组弹性元件中的至少一个弹性元件在至少部分地垂直于所述主轴线的一个或更多个方向上延伸。11.根据权利要求10所述的致动器组件，其中，所述一组弹性元件包括两个或更多个弹性元件，所述两个或更多个弹性元件沿着所述主轴线彼此间隔开。12.根据权利要求4至11中任一项所述的致动器组件，其中，所述一组弹性元件在所述第一部件上产生偏压力，使得对于所述主轴线是水平的所述第二部件的任何取向，所述第一部件的至少一部分都相对于所述第二部件在中心位置下方80μm与100μm之间的距离处。13.根据权利要求4至12中任一项所述的致动器组件，其中，所述一组弹性元件中的一
个或更多个弹性元件形成与每段形状记忆合金丝线的运动端部的电连接的一部分。14.根据任一前述权利要求所述的致动器组件，其中，所述机构被配置成提供朝向所述至少一个位置和/或取向偏压所述第一部件的非线性偏压力，其中当所述第一部件处于所述至少一个位置和/或取向时，所述非线性偏压力是相对大的，而当所述第一部件处于与所述第一部件的三维运动相关联的位置和/或取向范围内时，所述非线性偏压力是相对小的。15.根据任一前述权利要求所述的致动器组件，其中，所述机构包括闩锁，当所述第一部件处于所述至少一个位置和/或取向时，所述闩锁连接所述第一部件和所述第二部件。16.根据权利要求14或15所述的致动器组件，所述致动器组件包括控制电路，所述控制电路被配置为在各段丝线未被通电之前，使所述第一部件相对于所述第二部件运动到某一位置和/或取向，在所述某一位置和/或取向中，所述非线性偏压力是相对大的和/或在所述某一位置和/或取向中所述闩锁接合。17.根据权利要求14所述的致动器组件，其中，所述机构被配置成提供非线性偏压力，对于所述第一部件相对于所述第二部件的任何操作位置和取向，所述非线性偏压力大于所述第一部件上的重力。18.根据权利要求14至17中任一项所述的致动器组件，其中，所述机构包括位于所述第一部件和所述第二部件中的每个部件上的磁性元件，其中所述磁性元件中的至少一个磁性元件包括永磁体，并且其中，当所述第一部件处于所述至少一个位置和/或取向时，所述磁性元件彼此接近。19.根据权利要求18所述的致动器组件，其中，所述永磁体是四极磁体。20.根据权利要求14至19中任一项所述的致动器组件，其中，所述至少一个位置和/或取向能够通过所述第一部件相对于所述第二部件从所述第一部件的中心操作位置和取向沿着所述主轴线的基本平移运动来达到。21.根据权利要求20所述的致动器组件，其中，所述中心操作位置和取向对应于使所述第一部件相对于所述第二部件的运动范围最大化的位置和取向，所述运动能够由对所述多段形状记忆合金丝线的选择性通电引起，并且所述中心操作位置和取向对应于所述范围内的中心位置。22.根据权利要求14至21中任一项所述的致动器组件，其中，所述第一部件和所述第二部件各自包括第一组端部止挡器表面区域，所述第一组端部止挡器表面区域被构造成彼此接触，以将所述第一部件引导至所述至少一个位置和/或取向。23...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁，
申请(专利权)人：剑桥机电有限公司，
类型：发明
国别省市：