CN114303314A - 压电驱动单元 - Google Patents

Abstract

一种用于相对于主动元件（1）驱动被动元件（4）的驱动单元包括谐振器（2）和激励装置（23），至少第一臂（21）在所述臂的外端处包括第一接触元件（31），所述第一接触元件（31）可通过所述第一臂（21）的摆动移动而移动，从而相对于所述主动元件（1）驱动所述被动元件（4）。所述被动元件（4）包括被布置成与所述第一臂（21）的第一接触元件（31）接触的第一接触区（41）。磁性元件（9）被布置成施加磁力，从而在所述主动元件（1）与被动元件（4）之间产生相对力，由此所述第一接触区（41）借助预应力力被压靠所述第一接触元件（31）。

Description

压电驱动单元

技术领域

本发明涉及摆动驱动器的领域。其涉及一种如在对应独立权利要求的前序部分中描述的驱动单元。

背景技术

WO 2019/068708 A2公开了一种带有主动元件的驱动单元，所述主动元件包括带有两个臂的谐振器，这两个臂被布置成通过所述臂的摆动而驱动被动元件。预应力元件被布置成借助预应力力在主动元件与被动元件之间施加相对力，所述预应力力具有垂直于谐振器在其中延伸的平面的分量。

US 6'768'245 B1公开了一种压电马达，包括压电元件和接触元件的主动元件借助其被弹性地悬置并且通过压电元件被设置成摆动以通过接触元件驱动另一个主体或被动元件。

US 7'429'812 B1公开了一种带有谐振器的压电驱动单元，所述谐振器包括至少两个被布置成从谐振器的同一侧延伸的臂。接触元件位于所述臂的外端处，并且可以通过所述臂对的摆动移动而一起或分开移动，通过所述手段，可以实现被动元件相对于携带谐振器的主动元件的相对移动。可以使被动元件自身是弹性的。替代地或另外，被动元件可以相对于臂对弹性地支撑。这些措施允许以高效方式传递摆动移动和由两个臂施加的合力，且/或补偿所述部件的不完美对准。

JP S63 294279 A示出了一种压电驱动器，其中一对臂驱动侧向于所述臂的方向布置的对象，其平行于但是远离所述臂所在的平面。

EP 2 824 824 A1示出了一种具有臂的摆动梳状结构的类似布置，其中从动对象从臂的结构侧向布置。

US 6 201 339示出了一种压电驱动器，其中从动旋转板平行于一组臂，所述臂大致平行于所述板并且被压靠所述板。

US 7 429 812 B2示出了具有作用在从动对象上的平行臂的压电驱动器的各种布置。

需要简化这种摆动驱动单元的构造，这可以帮助降低制造复杂性和成本，并且增加可靠性。

发明内容

本发明的目的是创造一种最初提及类型的驱动单元，其构成胜于现有技术的改进。

这些目的通过一种根据权利要求的驱动单元来实现。

在实施例中，实现根据权利要求1的驱动单元。

在实施例中，谐振器及其部件被一体地成形为单件材料。

一般来说，磁性元件表示由磁活性材料制成的元件。磁活性材料可以是永久磁化的材料，并且由这种材料制成的元件称为永磁体。磁活性材料可以是铁磁材料，并且由这种材料制成的元件称为铁磁元件。

一般来说，当说在两个元件（诸如，例如，主动元件、被动元件、基部元件或从动部件）之间施加磁力时，这意味着，所述磁力在其之间作用的点位于这两个元件上。这可以通过并入磁性元件作为这种元件的一部分来实现，或者通过由磁活性材料制成的元件来实现。

与通常通过弹簧的物理连接相比，借助于磁性元件产生预应力力的优点可以是以下各者中的至少一者：减少摩擦损失、减小沿除弹簧被设计成施加其主要力的方向以外的方向的偏置力或伴生力、减小大小、简化构造以及简化组装过程。这些简化可能是由于部件数量和机械连接数量的减少。简化和/或减少的摩擦可以降低制造复杂性和成本，并且提高可靠性。

如果磁力作用在一起移动的两个元件之间，则此布置胜于其中由弹簧产生预应力力的布置的优点可能不包括这两个元件之间的摩擦的减少，但是仍可能包括构造的简化。

在实施例中，实现根据权利要求2的驱动单元。

通常，磁场的变化对应于所述场的空间分布的变化。这可以由永磁体的移动或铁磁元件相对于永磁体的移动引起。此类元件的形状可以被选择成产生磁场的空间不均匀性。当此类元件移动时，这导致所述场的时间不均匀性，这可以被传感器检测到。

在实施例中，根据驱动器的移动的类型，此类元件的形状的轮廓沿着直线或旋转尺寸周期性地变化。

在实施例中，实现根据权利要求3的驱动单元。

在实施例中，实现根据权利要求4的驱动单元。

在实施例中，实现根据权利要求5的驱动单元。

通常，所述另一个磁性相互作用元件是铁磁元件。

所述永磁体和/或所述另一个元件可以嵌入具有平滑轮廓（例如圆对称）的非磁性材料中。以此方式，可以形成圆形元件以充当转子，与另一个元件机械接触，其中所述非磁性材料保护嵌入的磁活性元件免受机械磨损和腐蚀。

一般而言，并且对于所有实施例，应理解，元件包括永磁体或铁磁元件意指所述元件自身可以相应地由永久磁化的材料或铁磁材料制成。

在实施例中，实现根据权利要求6的驱动单元。

在本实施例中，这意味着磁力在其之间作用的点分别位于主动元件和被动元件上。

在实施例中，实现根据权利要求7的驱动单元。

这允许施加夹持力，从而将一个或多个主动元件保持在这些单独元件之间。

在实施例中，实现根据权利要求8的驱动单元。

在实施例中，实现根据权利要求9的驱动单元。

在实施例中，实现根据权利要求10的驱动单元。

在实施例中，实现根据权利要求11的驱动单元。

在实施例中，实现根据权利要求12的驱动单元。

第二谐振器可以被视为是另一个主动元件的一部分。

在实施例中，存在另一个主动元件，并且接触主体关于旋转运动轴线旋转对称，并且两个或更多个主动元件被布置成旋转相同被动元件。

在实施例中，存在另一个主动元件，并且接触主体关于旋转直线移动轴线旋转对称，并且所述主动元件中的一者被布置成围绕移动轴线旋转相同被动元件，并且另一者被布置成沿着移动轴线平移被动元件。

在实施例中，实现根据权利要求13的驱动单元。

在实施例中，实现根据权利要求14的驱动单元。

在实施例中，连接区域以及第一臂和第二臂两者平行于参考平面延伸。

在实施例中，所述接头是包括布置在基部元件与从动部件之间的辊的滚动接头。

在实施例中，所述接头允许从动部件相对于基部元件沿着直线轴线或在一平面内的相对移动，并且限制沿垂直于所述直线轴线或平面的方向的相对移动，并且并不约束沿相反方向的相对移动，并且其中预应力力约束沿相反方向的相对移动。

在实施例中，所述接头允许从动部件相对于基部元件围绕旋转轴线的相对移动，并且限制沿垂直于所述旋转轴线的方向的相对移动，并且并不约束沿相反方向的相对移动，并且其中预应力力约束沿相反方向的相对移动。

在实施例中，实现根据权利要求15的驱动单元。

在实施例中，提供一种用于相对于主动元件驱动被动元件的驱动单元，其中所述主动元件包括：

● 谐振器和至少一个用于在所述谐振器中激励摆动的激励装置，

● 所述谐振器包括从谐振器的连接区域在所述连接区域的同一侧处延伸的至少两个臂，

● 可选地，所述谐振器和所述臂平行于参考平面延伸，

● 所述臂中的每一者在所述臂的外端处包括接触元件，

● 所述接触元件可通过所述臂的摆动移动而移动，

● 所述被动元件被布置成通过这些摆动移动而相对于主动元件被驱动和移动；

● 所述被动元件包括接触区，每一接触区被布置成与接触元件中的相应一者接触。

其中，磁性元件被布置成施加磁力，从而在主动元件与被动元件之间产生相对力，由此每一接触区借助预应力力被压靠相应接触元件。

可以说，从连接区域延伸的每一臂在所述臂的近侧端部处连接到连接区域，并且其接触元件布置在所述臂的远侧端部处。臂延伸的方向对应于谐振器轴线。例如当在到参考平面上的投影中看时，带有激励装置而没有臂的谐振器可以关于谐振器轴线镜像对称。包括臂的谐振器可以基本上关于谐振器轴线镜像对称。但是，可能存在轻微不对称，因为臂之间的中点可能向一侧移位（在参考平面中看）。

在实施例中，第一臂和第二臂布置成彼此2重旋转对称，其中对称轴线垂直于谐振器和两个臂平行于其延伸的参考平面。

在实施例中，第一臂和第二臂布置成彼此镜像对称，其中镜像平面垂直于谐振器和两个臂平行于其延伸的参考平面，第一臂和第二臂布置在镜像平面的相对侧处，并且

● 第一臂和第二臂中的任一者沿垂直于镜像平面的方向延伸，

● 或者，第一臂和第二臂沿垂直于镜像平面的方向延伸。

在实施例中，被动元件被布置成围绕旋转运动轴线，特别是垂直于参考平面的旋转运动轴线旋转。

在实施例中，被动元件被布置成围绕旋转-直线移动轴线旋转并沿着旋转-直线移动轴线平移。

在实施例中，被动元件被布置成沿着直线移动轴线，特别是平行于参考平面并且特别是也平行于谐振器轴线的直线移动轴线平移。

在实施例中，被动元件的直线运动的方向和/或旋转运动的轴线可以平行于谐振器的平面（诸如参考平面）、正交于其或相对于其倾斜。

在所有实施例中，情况可能是这样的：接触元件（主动元件的一部分）在接触区处触碰接触主体（被动元件的一部分）。与预应力相关的接触力将通常垂直于部件触碰的接触表面，并且特别地垂直于接触区中的接触表面，特别地垂直于其切平面。

在实施例中，谐振器包括第一表面和相对第二表面，两者都平行于参考平面，并且第一接触区和第二接触区被布置成仅与接触区域的接触边缘接触，所述接触边缘位于所述接触区域分别相邻于第一和第二表面的位置处。

应理解，接触意味着在驱动单元的操作期间间歇地接触，因为摆动臂间歇地接触接触主体上的相应区并远离其移动。

在所有实施例中，情况可能是这样的：这一个或多个臂的摆动移动可能致使相应接触元件在椭圆路径上移动。如果存在两个臂，则这可能导致其朝向彼此移动和远离彼此移动。每一路径上的移动可以是顺时针方向或逆时针方向的（在谐振器的平面中看），并且可以通过调节激励装置的激励频率来加以控制。激励装置通常是压电元件。在最初引用的US'768'245 B1和US'429'812 B1中描述此类驱动器的其它细节。

在用于操作驱动单元的方法中，激励装置被供应有电压，所述电压在不同时间以不同频率摆动，从而根据频率产生臂和接触区域的不同移动模式。对应驱动信号生成单元或电压生成器可以被配置成生成处于至少两个不同频率的周期性驱动信号。

根据由被动元件相对于主动元件的悬置限定的自由度，不同移动模式可以致使被动元件旋转和/或直线移动。针对旋转和/或直线移动两者，不同移动模式还可能引起移动的不同方向。

特别地，情况可能是这样的：以第一驱动频率驱动旋转驱动单元致使其顺时针方向旋转，并且以第二驱动频率驱动其致使其逆时针方向旋转。

在所有实施例中，情况可能是这样的：激励装置以以下方式布置在连接区域上：

- 如果存在一个臂，则激励装置可以布置在主动元件附接到基部元件的区域中，其中特别地，此区域优选地在用于驱动被动元件的所有摆动模式中包括摆动节点。

- 如果存在两个臂（其中一个臂或两个臂可以被布置成驱动被动元件），则激励装置可以布置在连接两个臂的连接区域中。情况可能是这样的：两个臂可以由相同激励装置驱动。

在实施例中，存在两个激励装置，其布置在谐振器的相对侧上。激励装置优选地具有平面形状，从而平行于参考平面延伸。激励装置可以具有相同形状，并且被布置成当沿着参考平面的法线投影时其形状重合。

在所有实施例中，情况可能是这样的：所述另一个主动元件和所述主动元件的谐振器按单件制造。例如，其可以由单件片材（例如，由金属片）制造。

贯穿本文本，部件由单件片材（例如，由金属片）制造，这可以通过诸如切割或冲压或蚀刻的减材工艺来完成。

在其中谐振器不是磁性元件中的一者的所有实施例中，情况可能是这样的：谐振器由非磁性材料，特别是非铁磁材料制成。这防止其干扰磁场并防止经受磁力。

附图说明

将在以下文本中参考附图中图示的示例性实施例更详细地解释本发明的主题，附图示意性地示出：

图1是驱动单元的元件；

图2-图5是在被动元件上施加轴向力的磁性元件的不同布置；

图6是更详细示出接触边缘的横截面，其中被动元件与主动元件的相对侧处的边缘接触；

图7-图8是具有两个主动元件的驱动布置；

图9是被动元件的对应布置；

图10-图12是具有三个主动元件的驱动布置；

图13-图14是具有单个驱动臂的驱动单元；

图15-图18是不同被动元件；

图19是具有两个主动元件的另一个驱动布置；

图20是被动元件的对应布置；

图21-图22是带有预应力力的驱动器，所述预应力力作用在所述驱动器上和接头上；

图23是具有两个主动元件的另一个驱动布置；

图24是具有两个主动元件和从动部件上的磁性元件的驱动布置；

图25是具有串联运动学结构的一般结构；以及

图26是具有并联运动学结构的一般结构。

原则上，相同或功能相同部件在图中具有相同附图标记。

具体实施方式

图1以分解图示意性地示出具有主动元件1和被动元件4的驱动单元的元件。主动元件1包括谐振器2或谐振器板2和两个激励装置23。第一臂21和第二臂22从谐振器2的连接区域20沿对应于谐振器轴线24的相同方向延伸。在每一臂的端部处存在相应第一接触元件31和第二接触元件32，其被设计成借助于接触被动元件4的第一接触区41和第二接触区42来接触和移动被动元件4。这些接触区未必与移动的被动元件4成固定关系，而是其是接触区域31、32当前接触被动元件4的位置，因为被动元件4围绕旋转运动轴线25旋转（在图1中）或相对于主动元件1平移（在其它实施例中）。

如在上文引用的US 7'429'812 B1中所解释，驱动可以是压电元件的激励装置23的电压生成器99的激励频率可以改变，并且根据频率，将产生臂的不同模式的机械摆动。例如，在一种模式中，在到参考平面上的投影中看，接触区域31、32两者都将顺时针方向旋转，在另一模式中，两者都将逆时针方向旋转，并且在另一模式中，一者将顺时针方向旋转，而另一者逆时针方向旋转。根据被动元件的悬置（即，旋转或直线或组合旋转-直线），被动元件将相应地移动。

被动元件4被压靠主动元件1，使得在接触区域31、32处产生的接触力垂直于参考平面28。参考平面28平行于谐振器2。

在图1的实施例中，被动元件4借助垂直于参考平面28的预应力力Fp被压向主动元件1。在接触区域31、32处产生的合力出产生在接触边缘处，在所述接触边缘处，接触区域31、32接触被动元件4的接触主体43的一区段，在所述区段处，被动元件4的直径从较小直径dr增加到较大直径Dr，并且因此接触主体43可以沿垂直于参考平面28并且平行于旋转运动轴线25（其也是被动元件4的对称轴线）的方向紧靠接触区域31、32施加力。此力对应于作用在接触区域31、32与第一接触区41和第二接触区42之间的接触力Fn的分量Fnz。这些力Fn与参考平面28成角度的指向。

对应于接触区域31、32之间的距离的直径Dm位于这两个直径dr、Dr之间。因此，通常仅图6中更详细示出的接触边缘与被动元件4接触，而不是谐振器2的表面的垂直于谐振器平面的部分。

图2-图5示出基于图1的配置在被动元件上施加轴向力以产生轴向预应力力Fp的磁性元件的不同布置。

在图2的实施例中，被动元件4包括或者附接到永磁体91，并且谐振器2，特别是其臂由铁磁材料制成，因此构成铁磁元件92。永磁体91与谐振器2所在的平面相距一定距离，并且因此沿旋转运动轴线25的方向产生预应力力。所述力作用在被动元件4与谐振器2之间。

在图3的实施例中，被动元件4包括永磁体91，并且另一个永磁体91'附接到基部元件5。两个永磁体91、91'被取向成相互吸引。

在图4的实施例中，被动元件4上的永磁体91被布置成比起接触区41、42更靠近于另一个永磁体91'。这稳定被动元件4相对于谐振器2的取向。

在图5的实施例中，两个永磁体91、91'被取向成相互排斥。

在图3至图5的实施例中的每一者中，预应力力作用在被动元件4与基部元件5之间。主动元件1可以刚性地或有弹性地附接到基部元件5（所述附接未示出）。

在图3和图4的实施例中的每一者中，所示永磁体91、91'中的一者可以由铁磁元件92代替。

图6示出更详细示出接触边缘的横截面，其中被动元件4与主动元件1的同一侧处的边缘接触。所述横截面对应于先前附图的实施例，其中区别在于，第一接触区41和第二接触区42所位于的锥形截面由球形截面代替。磁性元件9的配置与图3中的相同。连杆44的直径示出为明显小于由接触区域31、32限定的内直径。这给予被动元件的旋转轴线25一定移动自由度，这允许旋转运动轴线25不平行于穿过由接触区域31、32的直径确定的直径的虚拟轴线。换句话说，轴线25不必垂直于主动元件的参考平面28。在其它实施例中，连杆44的直径可以仅稍微小于接触区域31、32之间的内直径，以便引导和稳定旋转运动轴线25。关于边缘的情况与具有两个主动元件1、1'的实施例中相同，其中另一个主动元件1'与（第一）主动元件1成镜像。谐振器2具有彼此平行并且平行于参考平面28的第一表面11和第二表面12。第一臂21和第二臂22中的每一者在其面向被动元件4的端部处具有相应第一接触元件31和第二接触元件32。在第一接触元件31相邻于第一和第二表面11、12的情况下，其分别包括第一臂311的第一接触边缘和第一臂312的第二接触边缘。以相同方式，第二接触元件32包括第二臂321的第一接触边缘和第二臂322的第二接触边缘。由于接触主体43的直径的变化，仅第一臂312的第二接触边缘和第二臂322的第二接触边缘与接触主体43接触。这在接触主体43上限定对应第一接触区41和第二接触区42。如已经解释，接触主体43的直径的变化允许被动元件4借助于预应力元件6被推靠主动元件1，从而产生垂直于参考平面28的接触力。由预应力元件6施加的力用方框箭头示出。

图7、图8、图19、图23和图24示出具有两个主动元件的驱动布置，即，主动元件1（或第一主动元件1）和另一个主动元件1'，其被布置成旋转被动元件。两个主动元件1、1'实质上具有与图1的那些相同的构造，但是可以通过包括两个激励装置23或仅单个激励装置23、通过均包括两个主动臂或均包括仅一个主动臂而变化。此外，两个主动元件1、1'可以被制造成其谐振器2由同一件材料一体地制成。特别地，其可以由同一件片材（诸如一件金属片）制造。两个主动元件1、1'的激励装置可以由具有相同激励频率的相同电压信号驱动，或者由单独电压信号（特别是处于不同激励频率）驱动。

图7示出具有两个主动元件的驱动布置，即，主动元件1（或第一主动元件1）和另一个主动元件1'，均被布置成分别旋转对应被动元件4和另一个被动元件4’，其可以是从动部件（未图示）的一部分。被动元件4、4'具有共同旋转运动轴线25。旋转运动轴线25大致垂直于两个主动元件1、1'的参考平面28，即，其相应谐振器2。每一被动元件4、4'在相应主动元件1、1'的两个臂之间保持和驱动。被动元件4、4'可以被布置成彼此单独旋转。

替代地，被动元件4、4'可以被布置成一起旋转。在后一情况下，其可以两者都以如下方式连接到从动部件（未示出）：其旋转位置联接，但是其沿着旋转运动轴线25相对于彼此在限制范围内自由移动。这允许将扭矩从两个主动元件1、1'传递到从动部件7，而沿着旋转运动轴线25的移动的自由度允许紧靠两个主动元件1、1'产生预应力力。

图8示出两个主动元件1、1'的替代实施例，每一主动元件上具有单个激励装置23。此处，被动元件4的各种布置可以与图7的实施例相同。

图9示出供与图7和图8驱动布置组合使用的被动元件的布置。从左到右是：被布置成相互吸引的永磁体91，与铁磁元件92组合的永磁体91，以及均与相应相关联谐振器和接触元件相距一定距离以便稳定被动元件相对于相应主动元件的取向的永磁体91（其中的一者可以由铁磁元件代替）。

尽管图9示出相互吸引的被动元件的磁性元件9，在其它实施例中，其可以被布置成相互排斥。对应地，被动元件布置在相应主动元件中以抵抗此排斥力保持。

图10-图12示出具有三个主动元件和三个被动元件的驱动布置。用虚线指示均具有相应第一臂21和第二臂22的对应主动元件1、1’、1'’。被动元件4、4'、4’’具有共同旋转运动轴线25。每一被动元件在相应主动元件1、1'、1'’的两个臂之间保持和驱动。被动元件4、4'、4’’可以被布置成彼此单独旋转。

为了针对三个被动元件4、4'、4’’产生可靠预应力力，它们被配置成交替地相互吸引和排斥。每一被动元件4、4'、4’’相对于相应主动元件1、1’、1'’的几何形状使得相应预应力力由被动与主动元件（特别是主动元件的接触元件）之间的接触力平衡。

在图10的实施例中，三个被动元件4、4'、4’’具有相同直径。相应主动元件1、1'、1'’的对应内半径也具有相同直径。

在图11的实施例中，三个被动元件4、4'、4’’中的中间被动元件具有比其它被动元件大的直径。对应地，主动元件1、1'、1'’中的相应中间主动元件的内半径大于其它主动元件的内半径。例如，其是至少1.1或1.2或1.5或2倍大。这允许通过中间驱动器赋予更大扭矩。这又允许补偿中间驱动器中的较大摩擦，该较大摩擦是由作用在中间驱动器上的预应力力是作用在两个外部驱动器上的预应力力的总和的事实导致的。

在图12的实施例中，三个被动元件4、4'、4’’中的每一者附接到三个同轴轴线45、45’、45’’中的对应者。

图13-图14示出具有单个驱动臂的驱动单元。永磁体91被布置成吸引被动元件4并在其上施加径向预应力力。被动元件4包括永磁体91。

在图13的实施例中，被动元件4稳定在驱动被动元件4的第一臂21的第一接触元件31与谐振器2的充当轴承位置的部分之间。即，其并不展现驱动被动元件4的移动。替代地，所述轴承位置可以布置在基部元件5的一部分上。

在图14的实施例中，被动元件4仅通过第一接触元件31的形状稳定。因此，第一臂21限定被动元件4在垂直于旋转运动轴线的平面中的位置。此外，磁场传感器8布置在被动元件4附近，但不与其接触。当被动元件4移动时，其引起磁场的变化。所述场由永磁体91产生并且受铁磁元件92影响。以此方式，磁场传感器8允许确定被动元件4的角位置的变化。磁场传感器8连同相关联信号处理单元一起可以用于确定旋转被动元件4的位置和/或角速度。

这种磁场传感器8可以结合在移动时引起磁场的变化的永磁体和/或铁磁元件的布置而并入任一其它实施例中。

图15-图18示出适于用于具有旋转被动元件的实施例中的不同被动元件。图15示出由铁磁材料制成、因此构成铁磁元件92的被动元件4的纵向横截面。其包括周向凹槽。径向预应力力在被动元件4的一侧处的对应接触区处将凹槽的侧面压靠第一臂（未图示）的对应接触元件。同时，向内渐缩的凹槽限定被动元件4沿着其旋转运动轴线25的位置。

图16以纵向和径向横截面示出被动元件4的实施例。被动元件4包括嵌入被动元件4内部的单件铁磁元件92。当沿周向方向考虑时，铁磁元件92的形状围绕被动元件4周期性地改变。在旋转时，这将导致由对应永磁体（未示出）产生的场的变化。图17示出具有相同径向横截面的此实施例的变型，其中铁磁元件92的形状的变化不在或不排它地在谐振器的平面的区域中，但是沿旋转运动轴线25的方向远离此平面。图18示出其中铁磁元件92不是单件而是包括数个单独元件从而产生与上述单件铁磁元件相同的效果的实施例。

图19示出具有两个主动元件的另一个驱动布置，即，主动元件1（或第一主动元件1）和另一个主动元件1'，其被布置成平移和/或旋转作为从动部件7的一部分或与从动部件7重合的被动元件4。在一实施例中，从动部件7是圆柱形的，具有直线-旋转运动轴线25，并且保持在两个主动元件1、1'的臂之间。从动部件7的移动被约束成围绕直线-旋转运动轴线25的旋转和沿着直线-旋转运动轴线25的平移。主动元件1、1'均包括两个与被动元件4接触并驱动其的主动臂。根据臂的几何形状和激励频率的选择，被动元件4可以被驱动成围绕直线-旋转运动轴线25旋转或沿着直线-旋转运动轴线25平移。在其它实施例中，被动元件4可以仅旋转或仅平移。在后一情况下，其可以具有用虚线示出的径向凸出部。

图20示出被动元件的对应布置的径向横截面。从左到右是：由铁磁材料制成的被动元件4，具有径向凸出部的由铁磁材料制成的被动元件4，在径向凸出部中包括永磁体91的由非磁性材料制成的被动元件4。转回到图20，显然的是，被动元件4的这些实施例被布置在基部元件5上的永磁体91吸引，从而在被动元件4与两个主动元件1、1'之间产生预应力力。无论是具有永磁体91还是铁磁材料的凸出部都产生磁力以稳定被动元件4的角位置。

图21-图22示出带有预应力力的驱动器，所述预应力力作用在所述驱动器和接头上。图21的驱动器类似于图19的驱动器，其中所述主动元件中的一者由直线或旋转-直线接头52代替。被动元件4被布置在基部元件5上的永磁体91吸引，从而在被动元件4与两个主动元件1之间产生预应力力，并且在接头52上产生预应力力。后者可以用于使被动元件4保持和紧固在接头52中。通过主动元件1、通过磁相互作用并且通过接头52作用在基部元件5与被动元件4之间的力平行地作用。

此外，沿直线移动轴线的方向与被动元件4的形状的周期性变化协作地示出磁场传感器8。当然，磁场传感器8与被动元件4的这种形状的组合也可以在本文中呈现的任何其它直线驱动器中实现。

在图22的驱动器中，永磁体91被布置成在弹性悬置的主动元件1上施加力。主动元件1可以被实现成铁磁元件92，或者可以包括铁磁元件92。所述力在主动元件1与被动元件4（以及从动部件7）之间并且在被动元件4（以及从动部件7）与基部元件5之间的接头上导致预应力力。这对应于力通过其作用的串联连杆机构。

图23示出具有两个主动元件的另一个驱动布置。图23在拓扑上与图19相同，但是在两个主动元件1、1'之间具有不同角度。特别地，其参考平面28可以相互平行。

图24示出带有两个主动元件的驱动布置，即，主动元件1（或第一主动元件1）和另一个主动元件1'，其被布置成旋转作为从动部件7的一部分的被动元件4。从动部件7是圆柱形的，具有旋转运动轴线25，并且保持在两个主动元件1、1'的臂之间，并且在形成在联接两个主动元件1、1'的附接元件29中的开口中。从动部件7的移动被约束成围绕旋转运动轴线25旋转，旋转运动轴线25大致平行于两个主动元件1、1'的参考平面28或平行于这两个参考平面28的二等分平面。主动元件1、1'均包括与被动元件4接触的单个主动臂。尽管所述图示出两个主动元件1、1'，但是在其它实施例中，存在三个或更多个主动元件1、1'，并且其可以围绕旋转运动轴线25旋转对称地布置。

被动元件4包括永磁体91或者由永磁体91制成。谐振器2、2'由铁磁材料制成，并且因此构成铁磁元件92。在沿着旋转运动轴线25的直线方向上，被动元件4与谐振器2、2'之间的吸引产生预应力力。

图25和图26以高度示意性方式示出可能运动学布置，其表示不同实施例：通过其赋予驱动力的主动元件1与被动元件4之间的（间歇性）驱动连杆由箭头表示。在基部元件5与从动部件7之间存在接头或可移动连杆44。

图25示出具有串联运动学结构的驱动单元的一般结构。根据由图25表示的实施例，存在传力元件的串联布置。可以使用用虚线指示的基部元件5与主动元件1之间以及被动元件4与从动部件7之间的其余两个连杆来在驱动连杆和/或可移动连杆44上引入预应力力。这些其余两个连杆中的一者可以包括磁性元件以产生预应力力，另一者可以由刚性连接代替。

图26示出具有并联运动学结构的驱动单元的一般结构。根据由图26表示的实施例，存在传力元件的并联布置：主动元件1与被动元件4之间的接触力，作用在基部元件5与从动部件7之间的接头或可移动连杆44上的力，以及由分别布置在基部元件5和从动部件7上的磁性元件9产生的预应力力。此结构的变型可以包括：

● 磁性元件9在主动元件1，而非基部元件5上；

● 磁性元件9在被动元件4，而非从动部件7上；

● 磁性元件9被布置成相互排斥，而非相互吸引；

虽然已经在本实施例中描述了本发明，但是应清楚地理解，本发明并不限于此，而是可以在权利要求的范围内以其它方式不同地体现和实践。

Claims (15)

1.一种用于相对于主动元件（1）驱动被动元件（4）的驱动单元，其中所述主动元件（1）包括：

● 谐振器（2）和至少一个用于在所述谐振器（2）中激励摆动的激励装置（23），

● 所述谐振器（2）至少包括从所述谐振器（2）的连接区域（20）延伸的第一臂（21），

● 所述第一臂（21）在所述臂的外端处包括第一接触元件（31），

● 所述第一接触元件（31）可通过所述第一臂（21）的摆动移动而移动，

● 所述被动元件（4）被布置成通过这些摆动移动而相对于所述主动元件（1）被驱动和移动；

● 所述被动元件（4）包括第一接触区（41），所述第一接触区（41）被布置成与所述第一接触元件（31）接触，

其特征在于，

磁性元件（9）被布置成施加磁力，从而在所述主动元件（1）与被动元件（4）之间导致相对力，由此所述第一接触区（41）借助预应力力被压靠所述第一接触元件（31）。

2.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元，其中所述被动元件（4）与所述主动元件（1）之间的相对运动改变由所述磁性元件（9）产生的磁场，并且其中所述驱动单元包括被布置成检测所述磁场的变化的磁场传感器（8）。

3. 根据权利要求2所述的驱动单元，其中所述磁性元件（9）或影响所述磁场的另一磁性相互作用元件具有当所述元件相对于彼此移动时在所述磁场中产生时间不均匀性的形状。

4.根据权利要求3所述的驱动单元，其中为了测量所述主动元件（1）与被动元件（4）之间的相对旋转，所述磁性元件（9）或所述另一个磁性相互作用元件的所述形状根据以下各者中的至少一者

- 所述永磁体（91）具有n重旋转对称，其中n是有限的并且大于1；

- 所述另一个元件（92）具有n重旋转对称，其中n是有限的并且大于1。

5.根据权利要求3所述的驱动单元，其中为了测量所述主动元件（1）与被动元件（4）之间的相对平移，所述磁性元件（9）或所述另一个磁性相互作用元件的所述形状根据以下各者中的至少一者

- 所述永磁体（91）沿着纵向方向直线延伸，其中其横截面沿着此方向变化；

- 所述另一个元件（92）沿着纵向方向直线延伸，其中其横截面沿着此方向变化。

6.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元，其中所述主动元件（1）与被动元件（4）之间的所述相对力是由被布置成在所述主动元件1与所述被动元件（4）之间施加力的所述磁性元件9引起的。

7.根据权利要求1至5中的一项所述的驱动单元，其中所述主动元件（1）与被动元件（4）之间的所述相对力是由被布置成在所述被动元件（4）的单独元件之间施加力的所述磁性元件（9）引起的。

8.根据权利要求1至5中的一项所述的驱动单元，其中所述主动元件（1）与被动元件（4）之间的所述相对力是由被布置成在所述主动元件（1）的单独元件之间施加力的所述磁性元件（9）引起的。

9.根据权利要求1至5中的一项所述的驱动单元，其中所述主动元件（1）与被动元件（4）之间的所述相对力是由被布置成在所述主动元件（1）与附接到所述被动元件（4）的从动部件（7）之间施加力的所述磁性元件（9）引起的，特别地，其中所述从动部件（7）刚性地附接到所述被动元件（4），或者特别地，其中所述从动部件（7）通过弹簧元件有弹性地附接到所述被动元件（4）。

10.根据权利要求1至5中的一项所述的驱动单元，其中所述主动元件（1）与被动元件（4）之间的所述相对力是由被布置成在所述被动元件（4）与附接到所述主动元件（1）的基部元件（5）之间施加力的所述磁性元件（9）引起的，特别地，其中所述基部元件（5）刚性地附接到所述主动元件（1），或者特别地，其中所述基部元件（5）通过弹簧元件附接到所述主动元件（1）。

11.根据权利要求1至5中的一项所述的驱动单元，其中所述主动元件（1）与被动元件（4）之间的所述相对力是由被布置成在基部元件（5）与从动部件（7）之间施加力的所述磁性元件（9）引起的，所述基部元件（5）附接到所述主动元件（1），并且所述从动部件（7）附接到所述被动元件（4）。

12.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元，其包括至少两个谐振器（2、2'），每一谐振器具有相关联第一臂（21、21'）以及可选地相关联第二臂（22、22'），所述臂被布置成驱动所述相同被动元件（4）。

13.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元，其中所述被动元件（4）和所述主动元件（1）被布置成相对于基部元件（5）移动从动部件（7），所述从动部件（7）借助于接头（51、52、53）在其相对于所述基部元件（5）的移动中部分受到约束，并且所述被动元件（4）借助于所述预应力力保持在所述接头中。

14.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元，其包括从所述连接区域（20）延伸的第二臂（22），

其中所述第二臂（22）被布置成借助平衡所述第一臂（21）的所述摆动移动的摆动移动而移动，

其中所述至少两个臂（21、22）从所述连接区域（20）以大致对称方式延伸，

所述第二臂（22）被布置成不与所述被动元件（4）接触。

15.根据权利要求1至14中的一项所述的驱动单元，其包括从所述连接区域（20）延伸的第二臂（22），

其中所述第二臂（22）被布置成借助平衡所述第一臂（21）的所述摆动移动的摆动移动而移动，

其中所述至少两个臂（21、22）从所述连接区域（20）以大致对称方式延伸，

所述第二臂（22）在所述臂的外端处包括第二接触元件（32），

所述第二接触元件（32）可通过所述第二臂（22）的摆动移动而移动，

所述被动元件（4）被布置成通过这些摆动移动而相对于所述主动元件（1）被驱动和移动，

所述被动元件（4）包括第二接触区（42），所述第二接触区（42）被布置成与所述第二接触元件（32）接触，

由预应力元件在所述主动元件（1）与被动元件（4）之间施加的所述相对力将所述第二接触区（42）借助预应力力压靠所述第二接触元件（32）。

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