DE102018118927A1

DE102018118927A1 - Actuator device for multi-stable positioning

Info

Publication number: DE102018118927A1
Application number: DE102018118927.3A
Authority: DE
Inventors: Markus Raab; Wolfgang Schinköthe
Original assignee: Universitaet Stuttgart
Current assignee: Universitaet Stuttgart
Priority date: 2018-08-03
Filing date: 2018-08-03
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2038-08-04
Also published as: DE102018118927B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aktuatorvorrichtung (1) zur multistabilen Positionierung eines Positionierelementes (2), wobei die Aktuatorvorrichtung (1) ein Stellelement (3) aufweist, wobei das Stellelement (3) einen ersten Stellkörper (31) und einen zweiten Stellkörper (32) aufweist, wobei das Stellelement (3) eine Aktivierungsvorrichtung (31') zur Längenvariation des ersten Stellkörpers (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stellkörper (31) eine thermische Formgedächtnislegierung aufweist und der zweite Stellkörper (32) eine weitere Formgedächtnislegierung aufweist.Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur multistabilen Positionierung eines Positionierelementes (2) sowie ein System (100) zur multistabilen Positionierung eines Gegenstandes (7).The invention relates to an actuator device (1) for the multi-stable positioning of a positioning element (2), the actuator device (1) having an adjusting element (3), the adjusting element (3) having a first adjusting element (31) and a second adjusting element (32) , The actuating element (3) having an activation device (31 ') for varying the length of the first actuating body (3), characterized in that the first actuating body (31) has a thermal shape memory alloy and the second actuating body (32) has a further shape memory alloy The invention further relates to a method for the multi-stable positioning of a positioning element (2) and a system (100) for the multi-stable positioning of an object (7).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aktuatorvorrichtung zur stabilen Positionierung eines Positionierelementes, wobei die Aktuatorvorrichtung ein Stellelement aufweist, wobei das Stellelement einen ersten Stellkörper und einen zweiten Stellkörper aufweist, wobei das Stellelement eine Aktivierungsvorrichtung zur Längenvariation des ersten Stellkörpers aufweist.The present invention relates to an actuator device for stable positioning of a positioning element, the actuator device having an actuating element, the actuating element having a first actuating body and a second actuating body, the actuating element having an activation device for varying the length of the first actuating body.

In vielen Bereichen der Technik, der Forschung aber auch der Medizin ist es notwendig, sehr exakte Positionierungen von Gegenständen im geometrischen Raum durchzuführen. Oft steht dabei nur wenig Platz zur Verfügung, was die Baugröße entsprechender zur Positionierung eingesetzter Aktuatorvorrichtungen einschränkt.In many areas of technology, research and medicine, it is necessary to position objects very precisely in geometric space. Often there is only little space available, which limits the size of corresponding actuator devices used for positioning.

Werden für die Positionierung nur Verschiebungen um geringe Strecken mit geringen Geschwindigkeiten benötigt, so bietet sich der Einsatz von thermischen Formgedächtnislegierungen an. Die von thermischen Formgedächtnislegierungen erzeugbare Bewegungen beruhen auf einer Gefügeumwandlung im Material. Wird die thermische Formgedächtnislegierung erhitzt, so wandelt sich das Martensit in Austenit, was eine Kraft im Material und dadurch eine Kontraktion des Materials bewirkt. Diese Kontraktion kann als Stellbewegung genutzt werden.If only displacements by small distances at low speeds are required for the positioning, the use of thermal shape memory alloys is a good option. The movements that can be generated by thermal shape memory alloys are based on a structural transformation in the material. If the thermal shape memory alloy is heated, the martensite changes into austenite, which causes a force in the material and thereby a contraction of the material. This contraction can be used as an actuating movement.

Der große Vorteil der thermischen Formgedächtnislegierungen ist deren enorme Energiedichte, mit welcher Aktuatoren mit hoher Kraft und geringem Bauraum realisiert werden können. Zur Erhitzung der thermischen Formgedächtnislegierung wird durch diese ein elektrischer Strom geleitet. Die Ohm'schen Verluste des elektrischen Stromes in der thermischen Formgedächtnislegierung erwärmen das Material. Weiterhin ist ein Aktuator mit einer thermischen Formgedächtnislegierung aufgrund der die Bewegung bewirkenden Festkörpereffekte praktisch verschleißfrei, produziert keinen Abrieb und ist damit staubfrei zu betreiben.The great advantage of thermal shape memory alloys is their enormous energy density, with which actuators can be realized with high force and small installation space. An electric current is passed through it to heat the thermal shape memory alloy. The ohmic losses of the electrical current in the thermal shape memory alloy heat the material. Furthermore, an actuator with a thermal shape memory alloy is practically wear-free due to the solid-state effects causing the movement, does not produce any abrasion and is therefore dust-free to operate.

Oft wirken nach der Positionierung noch Kräfte, wie beispielsweise die Gewichtskraft, auf die positionierten Gegenstände und damit auf die Aktuatorvorrichtung. Um die Positionierung stabil zu halten, müssen diese Kräfte kompensiert werden. Dazu muss der Aktuator dauerhaft aktiv betrieben, also geheizt werden. Dies führt zu einer hohen Verlustleistung des Aktuators sowie zu einer deutlich verkürzen Lebensdauer.After positioning, forces, such as the weight, often act on the positioned objects and thus on the actuator device. To keep the positioning stable, these forces have to be compensated. To do this, the actuator must be continuously operated, i.e. heated. This leads to a high power loss of the actuator and to a significantly shorter service life.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Ansätze zur Lösung des geschilderten Problems bekannt. So offenbart die Druckschrift US 20080307786 A1 beispielsweise einen Aktuator mit einer thermischen Formgedächtnislegierung, welcher zum Stabilisieren der Positionierung an einzelnen diskreten Positionierpunkten mechanisch einrastet. Dies ist insofern nachteilhaft, als dass die stabile Positionierung nur an bestimmten Positionierpositionen möglich ist und nicht stufenlos und an beliebig vielen Punkten multistabil geschehen kann.Approaches for solving the problem described are already known from the prior art. So the publication reveals US 20080307786 A1 for example an actuator with a thermal shape memory alloy, which mechanically engages to stabilize the positioning at individual discrete positioning points. This is disadvantageous in that the stable positioning is only possible at certain positioning positions and cannot be done continuously and multistably at any number of points.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aktuatorvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die geschilderten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, sondern eine verschleißfreie und abriebsfrei stufenlose multistabile Positionierung ermöglicht.Against this background, it is an object of the present invention to provide an actuator device which does not have the disadvantages of the prior art described, but rather enables a wear-free and abrasion-free, stepless, multistable positioning.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Aktuatorvorrichtung zur multistabilen Positionierung eines Positionierelementes, wobei die Aktuatorvorrichtung ein Stellelement aufweist, wobei das Stellelement einen ersten Stellkörper und einen zweiten Stellkörper aufweist, wobei das Stellelement eine Aktivierungsvorrichtung zur Längenvariation des ersten Stellkörpers aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stellkörper eine thermische Formgedächtnislegierung aufweist und der zweite Stellkörper eine weitere Formgedächtnislegierung aufweist.This object is achieved by an actuator device for the multi-stable positioning of a positioning element, the actuator device having an actuating element, the actuating element having a first actuating body and a second actuating body, the actuating element having an activation device for varying the length of the first actuating body, characterized in that the first Adjusting body has a thermal shape memory alloy and the second adjusting body has a further shape memory alloy.

Hierdurch wird vorteilhaft eine Aktuatorvorrichtung zur Verfügung gestellt, die eine stufenlose multistabile Positionierung ermöglicht. Die Positionierung wird dabei durch eine Längenvariation des ersten Stellkörpers bewirkt. Der Fachmann versteht Aktivierungsvorrichtung als Vorrichtung, welche den ersten Stellkörper zu einer Längenvariation anregt. Die Aktivierungsvorrichtung führt durch eine Temperaturänderung eine Gefügeumwandlung von Martensit zu Austenit der thermischen Formgedächtnislegierung (engl.: shape memory alloy) herbei, was wiederum zu einer Längenvariation von bis zu 5 % und mechanischen Spannungen in der thermischen Formgedächtnislegierung von bis zu 250 MPa führt.As a result, an actuator device is advantageously made available which enables stepless, multi-stable positioning. The positioning is effected by a length variation of the first control body. The person skilled in the art understands activation device as a device which excites the first actuating body to a length variation. The activation device brings about a structural change from martensite to austenite of the thermal shape memory alloy through a change in temperature, which in turn leads to a length variation of up to 5% and mechanical stresses in the thermal shape memory alloy of up to 250 MPa.

Der zweite Stellkörper weist eine weitere Formgedächtnislegierung auf, welche parasitäre Bewegungen des Positionierelements verhindern kann und somit als Bremse zur Stabilisierung der räumlichen Position des Positionierelements dient.The second actuating body has a further shape memory alloy, which can prevent parasitic movements of the positioning element and thus serves as a brake for stabilizing the spatial position of the positioning element.

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Aktuatorvorrichtung geschieht ohne Abrieb. Dies ermöglicht den Einsatz der Aktuatorvorrichtung beispielsweise in Reinräumen.The actuator device according to the invention is operated without abrasion. This enables the actuator device to be used, for example, in clean rooms.

Ein zu positionierender Gegenstand ist an dem Positionierelement zu befestigen. Dabei kann das Positionierelement ein Teil des ersten Stellkörpers und/oder des zweiten Stellkörpers sein. Denkbar ist, dass das Positionierelement eine Oberfläche des ersten Stellkörpers und/oder des zweiten Stellkörpers ist. Denkbar ist aber auch, dass das Positionierelement an dem ersten Stellkörper und/oder an dem zweiten Stellkörper befestigt, vorzugsweise geschweißt, gelötet, geklemmt oder geklebt ist.An object to be positioned is to be attached to the positioning element. The positioning element can be part of the first actuating body and / or the second actuating body. It is conceivable that the positioning element is a surface of the first actuating body and / or the second actuating body. However, it is also conceivable that the positioning element is attached to the first actuating body and / or on the second actuating body, preferably welded, soldered, clamped or glued.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die weitere Formgedächtnislegierung eine magnetische Formgedächtnislegierung ist. Magnetische Formgedächtnislegierungen (engl.: magnetic shape memory alloys) sind Legierungen, die ihre Form bei Anlegen eines externen Magnetfeldes ändern. Der magnetische Formgedächtniseffekt entsteht in der martensitischen Phase der magnetischen Formgedächtsnislegierung. Aufgrund der Zwillingsspannung, das heißt der Beweglichkeit der Zwillingsgrenzen, weisen magnetische Formgedächtnislegierungen in der Regel eine innere Reibung auf, die es ihnen ermöglicht eine beliebige Stauchung oder Dehnung ohne externe Energiezufuhr halten zu können. Dies bewirkt eine innere Haltekraft, welche überschritten werden muss um eine Änderung der Ausdehnung der magnetischen Formgedächtnislegierung zu ermöglichen. Unterhalb dieser inneren Haltekraft findet keine Längenvariation des zweiten Stellkörpers statt. Kräfte, die kleiner sind als die innere Haltekraft werden von dieser kompensiert und der Aktuator wird stabil gehalten. Somit ist es möglich, das Positionierelement mit dem ersten Stellkörper mit einer Kraft des ersten Stellkörpers, welche größer ist als die innere Haltekraft, zu verschieben und damit stufenlos an einer gewünschten Stelle zu positionieren und die erreichte Stelle mit dem zweiten Stellkörper leistungslos multistabil zu halten. Die innere Haltekraft ist hierbei abhängig von der verwendeten Querschnittsfleche des zweiten Stellkörpers und beträgt ca. 0,5 MPa bis 1 MPa. Abhängig von einem angelegten Magnetfeld und der Temperatur der magnetischen Formgedächtnislegierung sind mechanische Spannungen und Dehnungen im Material erzeugbar.According to a preferred embodiment of the present invention, it is provided that the further shape memory alloy is a magnetic shape memory alloy. Magnetic shape memory alloys are alloys that change their shape when an external magnetic field is applied. The magnetic shape memory effect arises in the martensitic phase of the magnetic shape memory alloy. Due to the twin tension, i.e. the mobility of the twin borders, magnetic shape memory alloys generally have an internal friction, which enables them to hold any compression or stretch without external energy supply. This causes an internal holding force, which must be exceeded in order to allow a change in the expansion of the magnetic shape memory alloy. Below this internal holding force, there is no length variation of the second actuator. Forces that are smaller than the internal holding force are compensated by this and the actuator is kept stable. It is thus possible to move the positioning element with the first actuating body with a force of the first actuating body that is greater than the internal holding force and thus to position it continuously at a desired location and to keep the position reached with the second actuating body in a multi-stable manner without power. The internal holding force depends on the cross-sectional area of the second actuator and is approx. 0.5 MPa to 1 MPa. Depending on an applied magnetic field and the temperature of the magnetic shape memory alloy, mechanical stresses and strains can be generated in the material.

Die Stabilisierung ist durch die innere Haltekraft begrenzt. Dies führt vorteilhafter Weise dazu, dass bei einer Überschreitung der inneren Haltekraft der zweite Stellkörper verformt wird und damit einen Überlastungsschutz bereitstellt wird.Stabilization is limited by the internal holding force. This advantageously leads to the fact that if the internal holding force is exceeded, the second actuating body is deformed and thus an overload protection is provided.

Denkbar ist, dass die weitere Formgedächtnislegierung aus NiMnGa gefertigt ist.It is conceivable that the further shape memory alloy is made of NiMnGa.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die thermische Formgedächtnislegierung des ersten Stellkörpers eine erste Längenvariationsrichtung aufweist und die weitere Formgedächtnislegierung des zweiten Stellkörpers eine zweite Längenvariationsrichtung aufweist, wobei der erste Stellkörper und der zweite Stellkörper derart angeordnet sind, dass die erste Längenvariationsrichtung und die zweite Längenvariationsrichtung im Wesentlichen parallel oder antiparallel ausgerichtet sind. Dies bewirkt in vorteilhafter Weise einen geringen Bauraum und eine exzellente Stabilisierung in Richtung einer für die Positionierung notwendigen Verschiebung.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the thermal shape memory alloy of the first control body has a first direction of length variation and the further shape memory alloy of the second control body has a second direction of length variation, the first control body and the second control body being arranged such that the first length variation direction and the second length variation direction is oriented essentially parallel or anti-parallel. This advantageously results in a small installation space and excellent stabilization in the direction of a displacement necessary for the positioning.

Denkbar ist, dass der erste Stellkörper und der zweite Stellkörper zumindest teilweise stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind.It is conceivable that the first actuating body and the second actuating body are at least partially integrally and / or non-positively and / or positively connected.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Aktuatorvorrichtung ein weiteres Stellelement aufweist, wobei das weitere Stellelement einen weiteren Stellkörper und eine weitere Aktivierungsvorrichtung zur Längenvariation des weiteren Stellkörpers aufweist, wobei der weitere Stellkörper eine weitere thermische Formgedächtnislegierung aufweist, die weitere thermische Formgedächtnislegierung des weiteren Stellkörpers eine weitere Längenvariationsrichtung aufweist, wobei der weitere Stellkörper so angeordnet ist, dass die erste Längenvariationsrichtung und die weitere Längenvariationsrichtung im Wesentlichen antiparallel ausgerichtet sind..According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the actuator device has a further control element, the further control element having a further control body and a further activation device for varying the length of the further control body, the further control body having a further thermal shape memory alloy which has further thermal Shape memory alloy of the further actuating body has a further length variation direction, the further actuating body being arranged such that the first length variation direction and the further length variation direction are aligned essentially antiparallel.

Dadurch wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, das Positionierelement entlang der ersten Längenvariationsrichtung parallel oder antiparallel zur ersten Längenvariationsrichtung zu verschieben. Dazu wird entweder eine aktive Längenvariation des ersten Stellkörpers für eine Verschiebung parallel zur ersten Längenvariationsrichtung durch die Aktivierungsvorrichtung bewirkt oder eine aktive Längenvariation des weiteren Stellkörpers für eine Verschiebung entgegengesetzt zur ersten Längenvariationsrichtung bewirkt. Denkbar ist, dass das weitere Stellelement entlang einer Haupterstreckungsrichtung des Stellelements angeordnet ist. Denkbar ist weiterhin, dass das Positionierelement zwischen dem Stellelement und dem weiteren Stellelement angeordnet ist. Ferner ist denkbar, dass das Stellelement und das weitere Stellelement zumindest teilweise formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Dabei ist denkbar, dass das Positionierelement ein Teil des Stellelements und/oder ein Teil des weiteren Stellelements ist. Dazu ist vorstellbar, dass das Stellelement und/oder das weitere Stellelement zur Aufnahme eines Gegenstandes ausgebildet sind.This advantageously makes it possible to move the positioning element parallel or antiparallel to the first length variation direction along the first length variation direction. For this purpose, either an active length variation of the first control body for a displacement parallel to the first length variation direction is brought about by the activation device or an active length variation of the further control body for a shift opposite to the first length variation direction. It is conceivable that the further adjusting element is arranged along a main direction of extent of the adjusting element. It is also conceivable that the positioning element is arranged between the actuating element and the further actuating element. Furthermore, it is conceivable that the actuating element and the further actuating element are at least partially connected to one another in a form-fitting and / or non-positive and / or material manner. It is conceivable that the positioning element is part of the actuating element and / or part of the further actuating element. For this purpose, it is conceivable that the control element and / or the further control element are designed to receive an object.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Stellelement eine zweite Aktivierungsvorrichtung zur Längenvariation des zweiten Stellkörpers aufweist. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine aktive Längenvariation des zweiten Stellkörpers und damit das Bewirken einer zusätzlichen Kraft. According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the actuating element has a second activation device for varying the length of the second actuating body. This advantageously enables an active length variation of the second actuating body and thus the effect of an additional force.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Aktivierungsvorrichtung ein Magnetelement zur Erzeugung eines definierten magnetischen Feldes aufweist. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise die zusätzliche Nutzung des zweiten Stellelements zur aktiven Positionierung bei gleichzeitiger Nicht-Beeinflussung der Funktion des ersten Stellelementes. Insbesondere ist das mittels des Magnetelementes erzeugte Magnetfeld geeignet, eine Formveränderung, insbesondere Längenvariation, des zweiten Stellkörpers zu erzeugen welche dieser bei Abwesenheit des Magnetfeldes, also bei abgeschalteter zweiter Aktivierungsvorrichtung, leistungslos beibehält.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the second activation device has a magnetic element for generating a defined magnetic field. This advantageously allows the additional use of the second actuating element for active positioning while at the same time not influencing the function of the first actuating element. In particular, the magnetic field generated by means of the magnetic element is suitable for producing a change in shape, in particular length variation, of the second actuating body which the latter maintains in the absence of the magnetic field, that is to say when the second activation device is switched off.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Magnetelement ein Permanentmagnet ist. Permanentmagnete sind günstig und gut anpassbar. Besonders vorteilhaft erweist sich die Verwendung eines Permanentmagneten im Falle, dass der zweite Stellkörper mit einer konstanten Kraft auf das Positionierelement wirken soll.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the magnetic element is a permanent magnet. Permanent magnets are cheap and easily adaptable. The use of a permanent magnet proves to be particularly advantageous in the event that the second actuating body is to act on the positioning element with a constant force.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Magnetelement ein Elektromagnet ist. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise schnelle Reaktionen des zweiten Stellelementes. Vorzugsweise weist das Magnetelement eine Spule auf.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the magnetic element is an electromagnet. This advantageously enables quick reactions of the second actuating element. The magnetic element preferably has a coil.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Längenvariation des zweiten Stellkörpers entgegen der Richtung einer Hauptkraft angeordnet ist und/oder die Aktuatorvorrichtung so konfiguriert ist, dass die zweite Aktivierungsvorrichtung eine Gegenkraft entgegen der Richtung der Hauptkraft im zweiten Stellkörper bewirkt, wobei besonders bevorzugt die Hauptkraft die Gravitationskraft ist.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the length variation of the second control body is arranged against the direction of a main force and / or the actuator device is configured such that the second activation device brings about a counterforce against the direction of the main force in the second control body, wherein the main force is particularly preferably the force of gravity.

Damit kann in vorteilhafter Weise die Hauptkraft kompensiert werden, auch wenn diese größer ist als die innere Haltekraft. Denkbar ist auch, dass die Hauptkraft eine Vorspannkraft oder eine parasitäre Prozesskraft ist.The main force can thus advantageously be compensated for, even if it is greater than the internal holding force. It is also conceivable that the main force is a biasing force or a parasitic process force.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Aktuatorvorrichtung Mittel zum Übertragen einer Kraft auf das Positionierelement aufweist, wobei vorzugsweise die Aktuatorvorrichtung eine Aktuatorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8 und die Kraft parallel oder antiparallel zur ersten Längenvariationsrichtung ausgerichtet ist, wobei besonders bevorzugt die Mittel eine mechanische Feder aufweisen. Damit kann in vorteilhafter Weise ein Verschieben unterstützt werden. Denkbar ist auch, dass die auf einen zu positionierenden Gegenstand wirkende Gravitationskraft, eine Vorspannkraft und/oder eine parasitäre Prozesskraft kompensiert werden.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the actuator device has means for transmitting a force to the positioning element, wherein the actuator device is preferably an actuator device according to one of claims 3 to 8 and the force is aligned parallel or antiparallel to the first length variation direction, wherein the means particularly preferably have a mechanical spring. Moving can thus be supported in an advantageous manner. It is also conceivable that the gravitational force acting on an object to be positioned, a pretensioning force and / or a parasitic process force are compensated.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Aktivierungsvorrichtung eine Stromquelle zur Bestromung und/oder eine Spannungsquelle zur Spannungsversorgung des ersten Stellkörpers aufweist. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise, den ersten Stellkörper durch Ohm'sche Verluste beim Durchfließen von elektrischem Strom zu erwärmen und so eine Längenvariation zu bewirken.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the activation device has a current source for energizing and / or a voltage source for supplying the first actuating body with voltage. This advantageously enables the first actuating body to be heated by ohmic losses when electrical current flows through it, and thus to bring about a length variation.

Vorstellbar ist aber auch, dass der erste Stellkörper berührungslos erwärmt wird. Denkbar dazu ist beispielsweise das Beleuchten des ersten Stellkörpers mit einem fokussierten Lichtstrahl, beispielsweise einem Laserstrahl.But it is also conceivable that the first actuating body is heated without contact. It is conceivable, for example, to illuminate the first actuating body with a focused light beam, for example a laser beam.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die weitere Aktivierungsvorrichtung eine weitere Stromquelle zur Bestromung des weiteren Stellkörpers und/oder eine weitere Spannungsquelle zur Spannungsversorgung des weiteren Stellkörpers aufweist. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise, den weiteren Stellkörper durch Ohm'sche Verluste beim Durchfließen von elektrischem Strom zu erwärmen und so eine Längenvariation zu bewirken.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the further activation device has a further current source for energizing the further control element and / or a further voltage source for supplying voltage to the further control element. This advantageously enables the further actuating body to be heated by ohmic losses when electrical current flows through it, and thus to bring about a length variation.

Ebenso ist hier allerdings auch vorstellbar, dass der erste Stellkörper berührungslos erwärmt wird. Denkbar dazu ist beispielsweise das Beleuchten des weiteren Stellkörpers mit einem fokussierten Lichtstrahl, beispielsweise einem Laserstrahl.However, it is also conceivable here that the first actuating body is heated without contact. For this purpose, it is conceivable, for example, to illuminate the further actuating body with a focused light beam, for example a laser beam.

Ein weiterer Gegenstand zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe ist ein Verfahren zur multistabilen Positionierung eines Positionierelementes mit einer Aktuatorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Stellkörper des Stellelements mittels der Aktivierungsvorrichtung zu einer Längenvariation angeregt wird und mittels der Längenvariation des ersten Stellkörpers das Positionierelement positioniert wird, wobei mittels der der Längenvariation des ersten Stellkörpers der zweite Stellkörper einer Längenvariation unterzogen wird, wobei das Positionierelement nach der Positionierung durch den zweiten Stellkörper stabilisiert wird.Another object for solving the problem stated at the outset is a method for the multi-stable positioning of a positioning element with an actuator device according to one of the preceding claims, wherein the first actuating body of the actuating element is excited to a length variation by means of the activation device and the positioning element is positioned by means of the length variation of the first actuating body is, by means of the length variation of the first actuating body, the second actuating body is subjected to a length variation, the positioning element being stabilized by the second actuating body after the positioning.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise, ein Positionierelement multistabil stufenlos zu positionieren. Dazu wird das Positionierelement mit dem ersten Stellkörper zur gewünschten Stelle verschoben und dort vom zweiten Stellkörper stabilisiert. Denkbar ist, dass an dem Positionierelement ein Gegenstand befestigt wird.The method according to the invention advantageously makes it possible to position a positioning element continuously in a multistable manner. For this purpose, the positioning element is moved with the first actuating body to the desired location and stabilized there by the second actuating body. It is conceivable that an object is attached to the positioning element.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Aktuatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12 ist vorgesehen, dass entweder zu einer Verschiebung des Positionierelementes entlang der ersten Längenvariationsrichtung zur Positionierung des Positionierelementes der erste Stellkörper des Stellelements mittels der Aktivierungsvorrichtung zu einer Längenvariation angeregt wird und mittels der Längenvariation des ersten Stellkörpers das Positionierelement positioniert wird, wobei mittels der Längenvariation des ersten Stellkörpers der zweite Stellkörper und der weitere Stellkörper einer Längenvariation unterzogen werden, oder zu einer Verschiebung des Positionierelementes entlang der weiteren Längenvariationsrichtung zur Positionierung des Positionierelementes der weitere Stellkörper des weiteren Stellelements mittels der weiteren Aktivierungsvorrichtung zu einer Längenvariation angeregt wird und mittels der Längenvariation des weiteren Stellkörpers das Positionierelement positioniert wird, wobei mittels der der Längenvariation des weiteren Stellkörpers der zweite Stellkörper und der erste Stellkörper einer Längenvariation unterzogen werden, wobei das Positionierelement nach der Positionierung von dem zweiten Stellkörper stabilisiert wird. According to a preferred embodiment of the present invention with a Actuator device according to one of claims 4 to 12 is provided that either to move the positioning element along the first length variation direction for positioning the positioning element, the first actuating body of the actuating element is excited to a length variation by means of the activation device and the positioning element is positioned by means of the length variation of the first actuating body , wherein the second adjusting body and the further adjusting body are subjected to a length variation by means of the length variation of the first adjusting body, or to shift the positioning element along the further length variation direction for positioning the positioning element, the further adjusting body of the further adjusting element is excited to a length variation by means of the further activation device and the positioning element is positioned by means of the length variation of the further actuating body, the length of the variation of the further control body, the second control body and the first control body are subjected to a length variation, the positioning element being stabilized by the second control body after the positioning.

Damit wird ein vorteilhaft genaues und sehr stabiles Positionieren entlang der ersten Längenvariationsrichtung ermöglicht. Denkbar ist, dass die Aktiviervorrichtung und die weitere Aktiviervorrichtung gekoppelt betrieben werden. Dazu ist denkbar, dass die Aktiviervorrichtung nur betrieben wird, wenn die weitere Aktiviervorrichtung nicht betrieben wird und dass die weitere Aktiviervorrichtung nur betrieben wird, wenn die Aktiviervorrichtung nicht betrieben wird. Denkbar ist aber auch, dass die Aktiviervorrichtung und die weitere Aktiviervorrichtung gleichzeitig betrieben werden. Dies ermöglicht ein Verspannen des Positionierelements zwischen dem ersten Stellkörper und dem weiteren Stellkörper und/oder zwischen dem Stellelement und dem weiteren Stellelement.This enables advantageously precise and very stable positioning along the first length variation direction. It is conceivable that the activation device and the further activation device are operated in a coupled manner. To this end, it is conceivable that the activation device is only operated when the further activation device is not operated and that the further activation device is only operated when the activation device is not operated. However, it is also conceivable that the activation device and the further activation device are operated simultaneously. This enables the positioning element to be clamped between the first actuating body and the further actuating body and / or between the actuating element and the further actuating element.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Aktuatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12 ist vorgesehen, dass entweder zu einer Verschiebung des Positionierelementes entlang der ersten Längenvariationsrichtung zur Positionierung des Positionierelementes der erste Stellkörper des Stellelements mittels der Aktivierungsvorrichtung zu einer Längenvariation angeregt wird und mittels der Längenvariation des ersten Stellkörpers das Positionierelement positioniert wird, wobei mittels der Längenvariation des ersten Stellkörpers der zweite Stellkörper und/oder der weitere Stellkörper einer Längenvariation unterzogen werden, oder zu einer Verschiebung des Positionierelementes entgegen der ersten Längenvariationsrichtung zur Positionierung des Positionierelementes der zweite Stellkörper mittels der zweiten Aktivierungsvorrichtung zu einer Längenvariation angeregt wird und mittels der Längenvariation des zweiten Stellkörpers das Positionierelement positioniert wird, wobei mittels der Längenvariation des zweiten Stellkörpers der erste Stellkörper einer Längenvariation unterzogen wird, wobei das Positionierelement nach der Positionierung von dem zweiten Stellkörper stabilisiert wird.According to a preferred embodiment of the present invention with an actuator device according to one of claims 5 to 12, it is provided that either the displacement of the positioning element along the first length variation direction for positioning the positioning element, the first actuating body of the actuating element is excited to a length variation by means of the activation device and by means of the length variation of the first adjusting body is positioned, the second adjusting body and / or the further adjusting body being subjected to a length variation by means of the length variation of the first adjusting body, or to shift the positioning element against the first length variation direction for positioning the positioning element the second adjusting body by means of the second activation device is excited to a length variation and by means of the length variation of the second actuating body the Positioni element is positioned, the length of the second actuating body being used to subject the first actuating body to a length variation, the positioning element being stabilized by the second actuating body after the positioning.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Aktuatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12 ist vorgesehen, dass durch die zweite Aktivierungsvorrichtung im zweiten Stellkörper die Gegenkraft zum Kompensieren der Hauptkraft bewirkt wird.According to a preferred embodiment of the present invention with an actuator device according to one of claims 9 to 12, it is provided that the counteracting force for compensating the main force is brought about by the second activation device in the second actuating body.

Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise, die Hauptkraft, beispielsweise die Gravitationskraft oder eine parasitäre Prozesskraft zu kompensieren. Dazu wird vorzugsweise die zweite Aktivierungsvorrichtung so eingeregelt, dass der Betrag der Gegenkraft dem Betrag der Hauptkraft entspricht.This advantageously makes it possible to compensate for the main force, for example the gravitational force or a parasitic process force. For this purpose, the second activation device is preferably adjusted so that the amount of the counterforce corresponds to the amount of the main force.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Aktuatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12 ist vorgesehen, dass durch die Mittel übertragene Kraft eine weitere Kraft kompensiert wird, wobei die weitere Kraft vorzugsweise die Gravitationskraft ist. Damit wird in vorteilhafter Weise ein gravitationskraftfreies Positionieren ermöglicht.According to a preferred embodiment of the present invention with an actuator device according to one of claims 10 to 12, it is provided that a further force is compensated by the force transmitted, the further force preferably being the gravitational force. This advantageously enables positioning without gravitational force.

Ein weiterer Gegenstand zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe ist ein System zur multistabilen Positionierung eines Gegenstandes, wobei das System eine Aktuatorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist, wobei das System eine weitere Aktuatorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist, wobei das System so konfiguriert ist, dass der Gegenstand von der Aktuatorvorrichtung in einer ersten Richtung positionierbar ist und von der weiteren Aktuatorvorrichtung in einer zweiten Richtung positionierbar ist, wobei die erste Richtung im Wesentlichen orthogonal zur zweiten Richtung angeordnet ist.Another object for solving the problem set forth above is a system for multi-stable positioning of an object, the system having an actuator device according to one of claims 1 to 12, the system having a further actuator device according to one of claims 1 to 12, the system is configured such that the object can be positioned in a first direction by the actuator device and can be positioned in a second direction by the further actuator device, the first direction being arranged essentially orthogonally to the second direction.

Das erfindungsgemäße System ermöglicht das multistabile Positionieren eines Gegenstandes in mehreren Raumdimensionen. Denkbar ist, dass das System eine zweite weitere Aktuatorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist, wobei das System so konfiguriert ist, dass der Gegenstand von der zweiten weiteren Aktuatorvorrichtung in einer dritten Richtung positionierbar ist, wobei die dritte Richtung im Wesentlichen orthogonal zur ersten Richtung und zur zweiten Richtung angeordnet ist.The system according to the invention enables the multistable positioning of an object in several spatial dimensions. It is conceivable that the system has a second further actuator device according to one of claims 1 to 12, wherein the system is configured such that the object can be positioned in a third direction by the second further actuator device, the third direction being substantially orthogonal to the first Direction and the second direction is arranged.

Alle vorstehenden Ausführungen unter „OFFENBARUNG DER ERFINDUNG“ gelten gleichermaßen für die erfindungsgemäße Aktuatorvorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße System.All of the above statements under “DISCLOSURE OF THE INVENTION” apply equally to the invention Actuator device, the method according to the invention and the system according to the invention.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.Further details, features and advantages of the invention result from the drawings, as well as from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. The drawings illustrate only exemplary embodiments of the invention, which do not restrict the essential inventive concept.

Figurenlistelist of figures

1 (a) - (b) show actuator devices according to a preferred embodiment of the present invention.
2 (a) - (b) show actuator devices according to a further preferred embodiment of the present invention.
3 shows a system for multi-stable positioning of an object according to a preferred embodiment of the present invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt beziehungsweise erwähnt.In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numerals and are therefore usually only named or mentioned once.

In 1 (a) ist eine Aktuatorvorrichtung 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Die Aktuatorvorrichtung 1 ist bevorzugt geeignet, das Positionierelement 2 abriebfrei multistabil zu positionieren. Dazu weist die Aktuatorvorrichtung 1 das Stellelement 3 mit dem ersten Stellkörper 31 und dem zweiten Stellkörper 32 auf. Der erste Stellkörper weist eine thermische Formgedächtnislegierung auf, welche, durch die Aktivierungsvorrichtung 31' angeregt, eine Bewegung entlang der ersten Längenvariationsrichtung 301 ausführt. Die Aktivierungsvorrichtung 31' ist eine Stromquelle. Die Stromquelle sorgt für einen Stromfluss durch den ersten Stellkörper 31, wobei Ohm'sche Verluste des Stromflusses zu einer Erwärmung und damit zu einer Kontraktion des ersten Stellkörpers 31 führen.In 1 (a) is an actuator device 1 shown schematically according to a preferred embodiment of the present invention. The actuator device 1 is preferably suitable, the positioning element 2 Position abrasion-free and multi-stable. For this purpose, the actuator device 1 the actuator 3 with the first actuator 31 and the second actuator 32 on. The first actuating body has a thermal shape memory alloy, which, through the activation device 31 ' excited to move along the first direction of length variation 301 performs. The activation device 31 ' is a power source. The current source ensures a current flow through the first actuating body 31 , where ohmic losses of the current flow lead to heating and thus to a contraction of the first actuator 31 to lead.

Der zweite Stellkörper 32 weist eine weitere Formgedächtnislegierung auf. Die weitere Formgedächtnislegierung ist vorzugsweise eine magnetische Formgedächtnislegierung und besitzt eine innere Haltekraft. Die innere Haltekraft wirkt einer auf die Legierung wirkenden mechanischen Kraft entgegen; die weitere Formgedächtnislegierung lässt sich so nur in ihrer Länge variieren, wenn die auf die Legierung wirkende Kraft größer ist als die innere Haltekraft. Der zweite Stellkörper 32 stabilisiert damit die Positionierung.The second actuator 32 has another shape memory alloy. The further shape memory alloy is preferably a magnetic shape memory alloy and has an internal holding force. The internal holding force counteracts a mechanical force acting on the alloy; the other shape memory alloy can only be varied in length if the force acting on the alloy is greater than the internal holding force. The second actuator 32 stabilizes the positioning.

Die Aktuatorvorrichtung 1 weist weiterhin das weitere Stellelement 4 mit dem weiteren Stellkörper 41 auf. Der weitere Stellkörper 41 weist eine weitere thermische Formgedächtnislegierung auf welche, durch die weitere Aktivierungsvorrichtung 41' angeregt, eine Bewegung entlang der weiteren Längenvariationsrichtung 401 ausführt. Die weitere Aktivierungsvorrichtung 41' ist eine Stromquelle.The actuator device 1 still has the further control element 4 with the other actuator 41 on. The other actuator 41 has a further thermal shape memory alloy which, through the further activation device 41 ' stimulated, a movement along the further length variation direction 401 performs. The further activation device 41 ' is a power source.

Zwischen dem Stellelement 3 und dem weiteren Stellelement 4 ist das Positionierelement 2 angeordnet. An dem Positionierelement 2 kann ein Gegenstand 7 (siehe 3) befestigt und mit dem Positionierelement 2 multistabil positioniert werden. Das Positionierelement 2 verbindet das Stellelement 3 fest mit dem weiteren Stellelement 4.Between the actuator 3 and the further control element 4 is the positioning element 2 arranged. On the positioning element 2 can be an object 7 (please refer 3 ) attached and with the positioning element 2 be positioned in a multi-stable manner. The positioning element 2 connects the control element 3 firmly with the other control element 4 ,

1 (b) zeigt die Aktuatorvorrichtung 1 aus 1 (a) schematisch mit einem weiter unten positionierten Positionierelement 2. Dazu wird durch die Aktivierungsvorrichtung 31' der erste Stellkörper 31 bestromt und somit erwärmt. Der erste Stellkörper 31 kontrahiert mit einer Kraft die größer ist als die innere Haltekraft der magnetischen Legierung des zweiten Stellkörpers 32 und staucht dabei den zweiten Stellkörper 32, während sie gleichzeitig das weitere Stellelement 4 mit dem weiteren Stellkörper 41 dehnt. Wird die Aktivierungsvorrichtung 31' abgeschaltet, so hält der zweite Stellkörper 32 das Positionierelement 2 stabil in seiner Position. 1 (b) shows the actuator device 1 out 1 (a) schematically with a positioning element positioned further down 2 , This is done by the activation device 31 ' the first actuator 31 energized and thus warmed. The first actuator 31 contracts with a force that is greater than the internal holding force of the magnetic alloy of the second actuator 32 and compresses the second actuator 32 while the other actuator 4 with the other actuator 41 expands. Will the activation device 31 ' switched off, the second actuator stops 32 the positioning element 2 stable in position.

In 2 (a) ist eine Aktuatorvorrichtung 1 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Die Aktuatorvorrichtung 1 weist zusätzlich zu den Merkmalen der in 1 (a) gezeigten Aktuatorvorrichtung 1 die zweite Aktivierungsvorrichtung 32' auf. Die zweite Aktivierungsvorrichtung 32' weist das Magnetelement 5, hier einen Elektromagneten, auf und bewirkt über ein erzeugtes magnetisches Feld eine Längenvariation der magnetischen Formgedächtnislegierung des zweiten Stellkörpers 32, je nach Feldrichtung des magnetischen Feldes parallel oder antiparallel zur zweiten Längenvariationsrichtung 302. Weiterhin weist die Aktuatorvorrichtung 1 Mittel 6, hier eine mechanische Feder, zur Übertragung einer Kraft auf das Positionierelement 2 auf. Die mechanische Feder kompensiert in der gezeigten Ausführungsform die nach unten wirkende Gravitationskraft. 2 (b) zeigt die Aktuatorvorrichtung 1 aus 2 (a) mit einem weiter unten positionierten Positionierelement 2.In 2 (a) is an actuator device 1 shown schematically according to a further preferred embodiment of the present invention. The actuator device 1 points in addition to the features of in 1 (a) Actuator device shown 1 the second activation device 32 ' on. The second activation device 32 ' has the magnetic element 5 , here an electromagnet, and causes a length variation of the magnetic shape memory alloy of the second actuating body via a generated magnetic field 32 , depending on the direction of the magnetic field parallel or anti-parallel to the second direction of length variation 302 , Furthermore, the actuator device 1 medium 6 , here a mechanical spring, for transmitting a force to the positioning element 2 on. In the embodiment shown, the mechanical spring compensates for the downward gravitational force. 2 B) shows the actuator device 1 out 2 (a) with a positioning element positioned further down 2 ,

Der Übersichtlichkeit halber sind in den 2 (a) und 2 (b) die Aktivierungsvorrichtung 31'und die weitere Aktivierungsvorrichtung 41' nicht dargestellt sowie das Stellelement 3, der erste Stellkörper 31 und der zweite Stellkörper 32 nicht bezeichnet.For the sake of clarity, the 2 (a) and 2 B) the activation device 31 ' and the further activation device 41 ' not shown as well as the control element 3 , the first adjusting body 31 and the second actuator 32 not designated.

In 3 ist ein System 100 zur multistabilen Positionierung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Das System weist die Aktuatorvorrichtung 1 und die weitere Aktuatorvorrichtung 1' auf. Die Aktuatorvorrichtung 1 und die weitere Aktuatorvorrichtung 1' sind jeweils Aktuatorvorrichtungen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.In 3 is a system 100 for multi-stable positioning according to a preferred embodiment of the present invention shown schematically. The system has the actuator device 1 and the further actuator device 1' on. The actuator device 1 and the further actuator device 1' are each actuator devices according to a preferred embodiment of the present invention.

Die Aktuatorvorrichtung 1 ist zum multistabilen Positionieren entlang der ersten Richtung 101 konfiguriert, während die weitere Aktuatorvorrichtung 1' zum multistabilen Positionieren entlang der zweiten Richtung 102 konfiguriert ist. Die erste Richtung 101 und die zweite Richtung 102 stehen im Wesentlichen senkrecht zueinander. Der Gegenstand 7 ist an dem Positionierelement 2 der Aktuatorvorrichtung 1 und an dem weiteren Positionierelement 2' der weiteren Aktuatorvorrichtung 1' befestigt. Somit kann der Gegenstand 7 multistabil in der Ebene positioniert werden, welche durch die erste Richtung 101 und die zweite Richtung 102 aufgespannt wird.The actuator device 1 is for multi-stable positioning along the first direction 101 configured while the further actuator device 1' for multi-stable positioning along the second direction 102 is configured. The first direction 101 and the second direction 102 are essentially perpendicular to each other. The object 7 is on the positioning element 2 the actuator device 1 and on the further positioning element 2 ' the further actuator device 1' attached. Thus the object 7 be positioned multi-stable in the plane which is through the first direction 101 and the second direction 102 is spanned.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Aktuatorvorrichtungactuator
1'1': Weitere AktuatorvorrichtungFurther actuator device
22: Positionierelementpositioning
2'2 ': Weiteres PositionierelementAnother positioning element
33: Stellelementactuator
44: Weiteres StellelementAnother control element
55: Magnetelementmagnetic element
66: Mittelmedium
77: Gegenstandobject
3131: Erster StellkörperFirst actuator
31'31 ': Aktivierungsvorrichtungactivation device
3232: Zweiter StellkörperSecond actuator
32'32 ': Zweite AktivierungsvorrichtungSecond activation device
4141: Weiterer StellkörperAnother actuator
41'41 ': Weitere AktivierungsvorrichtungAnother activation device
100100: Systemsystem
101101: Erste RichtungFirst direction
102102: Zweite RichtungSecond direction
301301: Erste LängenvariationsrichtungFirst direction of length variation
302302: Zweite LängenvariationsrichtungSecond direction of length variation
401401: Weitere LängenvariationsrichtungFurther direction of length variation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 20080307786 A1 [0006]

Claims

Actuator device (1) for the multi-stable positioning of a positioning element (2), the actuator device (1) having an adjusting element (3), the adjusting element (3) having a first adjusting element (31) and a second adjusting element (32), the adjusting element (3) has an activation device (31 ') for varying the length of the first actuating body (31), characterized in that the first actuating body (31) has a thermal shape memory alloy and the second actuating body (32) has a further shape memory alloy.

Actuator device (1) after Claim 1 , wherein the further shape memory alloy is a magnetic shape memory alloy.

Actuator device (1) after Claim 1 , wherein the thermal shape memory alloy of the first actuating body (31) has a first length variation direction (301) and the further shape memory alloy of the second actuating body (32) has a second length variation direction (302), the first actuating body (31) and the second actuating body (32) are arranged such that the first length variation direction (301) and the second length variation direction (302) are aligned essentially parallel or anti-parallel.

Actuator device (1) according to one of the preceding claims, wherein the actuator device (1) has a further control element (4), the further control element (4) a further control body (41) and a further activation device (41 ') for varying the length of the further control body (41), the further actuating body (41) having a further thermal shape memory alloy, the further thermal shape memory alloy of the further actuating body (41) having a further length variation direction (401), the further actuating body (41) being arranged such that the first Length variation direction (301) and the further length variation direction (401) are aligned essentially antiparallel.

Actuator device (1) according to one of the preceding claims, wherein the adjusting element (3) has a second activation device (32 ') for varying the length of the second adjusting body (32).

Actuator device (1) after Claim 5 , wherein the second activation device (32 ') has a magnetic element (5) for generating a defined magnetic field.

Actuator device (1) after Claim 6 , wherein the magnetic element (5) is a permanent magnet.

Actuator device (1) after Claim 6 , wherein the magnetic element (5) is an electromagnet.

Actuator device (1) according to one of the Claims 5 to 8th , wherein the length variation of the second actuating body (32) is arranged against the direction of a main force and / or the actuator device (1) is configured such that the second activation device (32 ') has a counterforce against the direction of the main force in the second actuating body (32) causes, particularly preferably the main force is the gravitational force.

Actuator device (1) according to one of the preceding claims, wherein the actuator device (1) has means (6) for transmitting a force to the positioning element (2), wherein preferably the actuator device (1) is an actuator device (1) according to one of the Claims 3 to 8th and the force is aligned parallel or antiparallel to the first direction of length variation, the means (6) particularly preferably having a mechanical spring.

Actuator device (1) according to one of the preceding claims, wherein the activation device (31 ') has a current source for energizing and / or a voltage source for supplying voltage to the first actuating body (31).

Actuator device (1) according to one of the Claims 4 to 11 , wherein the further activation device (41 ') has a further current source for energizing the further control element (41) and / or a further voltage source for supplying voltage to the further control element (41).

Method for multi-stable positioning of a positioning element (2) with an actuator device (1) according to one of the preceding claims, wherein the first actuating body (31) of the actuating element by means of the activation device (31 ') is excited to a length variation and the positioning element (2) is positioned by means of the length variation of the first actuating body (31), the second actuating body (32) being subjected to a length variation by means of the length variation of the first actuating body (31) , wherein the positioning element (2) is stabilized after the positioning by the second actuating body (32).

Method for the multi-stable positioning of a positioning element (2) with an actuator device (1) according to one of the Claims 4 to 12 , whereby either the displacement of the positioning element (2) along the first length variation direction (301) for positioning the positioning element (2), the first actuating body (31) of the actuating element (3) is excited to a length variation by means of the activation device (31 ') and by means of the positioning element (2) is positioned in relation to the length variation of the first positioning element (31), the length adjustment variation of the first positioning element (31) subjecting the second positioning element (32) and the further positioning element (41) to a length variation, or to a displacement of the positioning element (2) along the further length variation direction (401) for positioning the positioning element (2) the further actuating body (41) of the further actuating element (4) is excited to a length variation by means of the further activation device (41 ') and by means of the length variation of the further actuating body ( 41) the positioning element (2) is positioned where the second adjusting body (32) and the first adjusting body (31) are subjected to a length variation by means of the length variation of the further adjusting body (41), the positioning element (2) being stabilized by the second adjusting body (32) after the positioning.

Method for the multi-stable positioning of a positioning element (2) with an actuator device (1) according to one of the Claims 5 to 12 , whereby either the displacement of the positioning element (2) along the first length variation direction (301) for positioning the positioning element (2), the first actuating body (31) of the actuating element (3) is excited to a length variation by means of the activation device (31 ') and by means of the positioning element (2) is positioned in relation to the length variation of the first actuating body (31), the second actuating body (32) and / or the further adjusting body (41) being subjected to a length variation or to a displacement by means of the length variation of the first actuating body (31) of the positioning element (2) counter to the first length variation direction (301) for positioning the positioning element (2) the second actuating body (32) is excited to a length variation by means of the second activation device (32 ') and the positioning element by means of the length variation of the second actuating body (32) (2) is positioned, by means of which the Längenvar iation of the second adjusting body (32), the first adjusting body (31) is subjected to a length variation, the positioning element (2) being stabilized by the second adjusting body (32) after the positioning.

Procedure according to one of the Claims 13 to 14 , The actuator device (1) being an actuator device (1) according to one of the Claims 9 to 12 is used, the counteracting force to compensate for the main force being brought about by the second activation device (32`) in the second actuating body (32).

Procedure according to one of the Claims 13 to 16 , The actuator device (1) being an actuator device (1) according to one of the Claims 10 to 12 is used, a further force being compensated by the force transmitted by the means (6), the further force preferably being the gravitational force.

System (100) for the multi-stable positioning of an object (7), the system (100) being an actuator device (1) according to one of the Claims 1 to 12 The system (100) has a further actuator device (1 ') according to one of the Claims 1 to 12 The system is configured such that the object can be positioned in a first direction (101) by the actuator device (1) and can be positioned in a second direction (102) by the further actuator device (1 '), the first direction (101) is arranged substantially orthogonal to the second direction (102).