DE112009005199T5

DE112009005199T5 - Geführter elektromechanischer Motor

Info

Publication number: DE112009005199T5
Application number: DE112009005199T
Authority: DE
Inventors: Mats Bexell; Per Oskar Lithell
Original assignee: Piezomotor Uppsala AB
Current assignee: Piezomotor Uppsala AB
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2012-11-22
Also published as: WO2010066867A1; US20100148629A1; WO2010066867A4; US8022596B2

Abstract

Eine elektromechanische Stellgliedanordnung 50 umfasst einen elektromechanischen Motor 10 und eine Schienenanordnung 35. Die Schienenanordnung 35 umfasst eine Schiene 30, in Bezug auf welche der elektromechanische Motor 10 in einer Hauptverlagerungsrichtung 3 antreibt. Der elektromechanische Motor 10 umfasst elektromechanisch aktive Stellglieder, die an einem Motorblock 20 befestigt sind und ausgelegt sind, eine Antriebwirkung gegen die Schiene bereitzustellen. Die Schienenanordnung umfasst ferner zumindest ein Führungselement 31 aufweist, das parallel zur Hauptverlagerungsrichtung vorgesehen ist. Die Führungselemente weisen eine Führungsoberfläche 36 auf, die dem Motorblock zugewandt ist. Der Motorblock wiederum weist Führungsoberflächen 37 auf, die der Führungsoberfläche der Führungselemente zugewandt sind. Die eine der Führungsoberflächen weist zumindest eine Tangente parallel zur Hauptverlagerungsrichtung auf. Die andere der Führungsoberflächen weist eine Tangentenfläche in einer zweiten Ebene parallel zur ersten Ebene auf.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Stellgliedanordnungen und insbesondere kleine, hochpräzise Stellgliedanordnungen.
Hintergrund
Elektromechanische Stellgliedanordnungen werden seit vielen Jahren verwendet, um eine energieeffiziente und genaue Bewegung verschiedener Objekte zu erzielen, Typische Anwendungen sind die Bewegung von Linsen in optischen Systemen, die Positionierung von Objekten unter einem Mikroskop, die Steuerung von Tintenstrahldüsen usw.
In einem typischen elektromechanischen Stellgliedsystem des Standes der Technik ist ein zu bewegendes Objekt an einer Pendelvorrichtung befestigt. Die Pendelvorrichtung wird durch die Einwirkung eines elektromechanischen Stellglieds bewegt. Das Gewicht des Objekts und der Pendelvorrichtung wirkt gegen ein Stützteil, typischerweise mittels Lagern. Die Lager können linear oder drehend sein, abhängig von der erforderlichen Bewegung. Für hochpräzise Positionierungsanwendungen werden sehr hohe Anforderungen an das Stellglied wie auch an die Lageranordnungen gestellt. Typischerweise ist das Stellglied für die Genauigkeit in der Antriebsrichtung, d. h. den Verfahrweg, verantwortlich, während die Lageranordnung für die Ebenheit und Geradheit der Bewegung sowie die Gier-, Neigungs- und Abrollgenauigkeit zuständig ist. Die heutzutage üblichen linearen Lager können eine Ebenheit und Geradheit in der Größenordnung von 2 μm und Gier-, Neigungs- und Abrollgenauigkeiten bis zu 100 μrad bereitstellen. Typische zulässige Belastungen können bis zu 500 N groß sein.
Ein Problem bei den heutigen elektromechanischen Stellgliedsystemen ist, dass die Lageranordnungen das Gesamtvolumen vergrößern, und um die Größe der elektromechanischen Stellgliedsysteme weiter zu verringern, während die Genauigkeit beibehalten oder sogar verbessert wird, müssen gemäß dem Stand der Technik sehr teuere Lösungen in Betracht gezogen werden. Gleichzeitig sind die Belastungen oft viel geringer als die maximale Begrenzung, was eine sehr große Belastungsspanne ergibt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektromechanisches Stellgliedsystem für leichte Traglasten bereitzustellen, das im Vergleich zu den elektromechanischen Stellgliedsystemen des Standes der Technik kleiner, einfacher und kostengünstiger herzustellen ist.
Dieses Ziel wird durch die elektromechanischen Stellgliedanordnungen gemäß den beigefügten Patentansprüchen erreicht. Allgemein gesagt umfasst eine elektromechanische Stellgliedanordnung gemäß einem ersten Aspekt einen elektromechanischen Motor und eine Schienenanordnung. Die Schienenanordnung umfasst eine Schiene, in Bezug auf welche der elektromechanische Motor in einer Hauptverlagerungsrichtung antreibt. Der elektromechanische Motor umfasst elektromechanisch aktive Stellglieder, die an einem Motorblock befestigt sind und eine Antriebswirkung gegen eine Antriebsoberfläche, parallel zur Verlagerungsrichtung, der Schiene mittels eines Wechselwirkungs- bzw. Interaktionsbereichs bereitstellen. Die elektromechanisch aktiven Stellglieder verändern ihre Form bei Erregung, wobei die Antriebswirkung durch die Formänderungen verursacht wird. Die Schienenanordnung umfasst ferner zumindest ein Führungselement, das parallel zur Hauptverlagerungsrichtung vorgesehen ist. Dieses zumindest eine Führungselement weist eine Führungsoberfläche auf, die dem Motorblock zugewandt ist. Der Motorblock wiederum weist eine Führungsoberfläche auf, die der Führungsoberfläche des zumindest einen Führungselements zugewandt ist. Eine der Führungsoberflächen weist zumindest eine Tangente in einer ersten Ebene parallel zur Hauptverlagerungsrichtung und quer zur Antriebsoberfläche auf, Die andere Führungsoberfläche weist eine Tangentenfläche in einer zweiten Ebene parallel zur ersten Ebene auf.
In einem zweiten Aspekt umfasst ein Verfahren zum Antreiben einer elektromechanischen Stellgliedanordnung ein Antreiben einer Schiene einer Schienenanordnung in Bezug auf einen elektromechanischen Motor in einer Hauptverlagerungsrichtung. Das Antreiben wird durch Bereitstellen einer Antriebswirkung elektromechanisch aktiver Stellglieder des elektromechanischen Motors gegen die Schiene bereitgestellt. Die Antriebswirkung wiederum wird durch Formänderungen der elektromechanisch aktiven Stellglieder bei deren Erregung verursacht. Das Verfahren umfasst ferner ein Führen einer Oberfläche eines Motorblocks, an dem die elektromechanisch aktiven Stellglieder befestigt sind, durch Wechselwirkung mit zumindest einem Führungselement der Schienenanordnung, die parallel zur Hauptverlagerungsrichtung vorgesehen ist.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die anlagebedingt guten Eigenschaften der elektromechanischen Stellglieder im Hinblick auf Genauigkeit direkt genutzt werden können, anstatt getrennte Lageranordnungen verwenden zu müssen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung sowie weitere Ziele und Vorteile derselben werden am besten unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen verständlich, in denen:
1 eine Darstellung von Definitionen der Bewegungen und Drehungen bei der relativen Bewegung eines statischen und eines beweglichen Teils ist;
2 ein Querschnitt eines Ausführungsbeispiels eines elektromechanischen Motors ist, der ein Beispiel eines Motors darstellt, der in einer elektromechanischen Stellgliedanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
3A eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer elektromechanischen Stellgliedanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
3B ein Querschnitt des Ausführungsbeispiels der 3A ist;
3C eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer elektromechanischen Stellgliedanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
3D ein Querschnitt des Ausführungsbeispiels der 3C ist;
3E eine schematische Darstellung noch eines weiteren Ausführungsbeispiels einer elektromechanischen Stellgliedanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
3D ein Querschnitt des Ausführungsbeispiels der 3E ist;
4A eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer elektromechanischen Stellgliedanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, die gekrümmte Führungsoberflächen nutzt;
4B ein Querschnitt des Ausführungsbeispiels der 4A ist;
4C eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer elektromechanischen Stellgliedanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, die Führungsoberflächen nutzt, die einen Linienkontakt bieten;
4D eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Führungsoberfläche ist;
5A eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Führungselements ist;
5B ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer elektromechanischen Stellgliedanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine Druckkraft zwischen einem Motorblock und einem Führungselement bereitstellt;
6A eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer elektromechanischen Stellgliedanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem zu bewegenden Objekt ist, das an einem Motorblock befestigt ist;
6B eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer elektromechanischen Stellgliedanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem zu bewegenden Objekt ist, das an einer Schienenanordnung befestigt ist;
7A eine schematische Darstellung eines Tischs ist, der in einer Dimension beweglich ist, der die elektromechanische Stellgliedanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst;
7B eine schematische Darstellung eines Tischs ist, der in zwei Dimensionen beweglich ist, der die elektromechanische Stellgliedanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst;.
7C eine schematische Darstellung eines Aggregats der elektromechanischen Stellgliedanordnungen ist, die eine dreidimensionale Bewegung ermöglichen; und
8 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Genaue Beschreibung
In der gesamten vorliegenden Offenbarung werden gleiche oder direkt korrespondierende Merkmale in verschiedenen Figuren und Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In der gesamten vorliegenden Offenbarung werden verschiedene Richtungen der Verlagerung und Drehung diskutiert. Um die Richtungen und Drehungen genau zu definieren, wird die in 1 gezeigte Definition genutzt. Ein bewegliches Teil 1 bewegt sich in Bezug auf ein feststehendes Teil 2 und in Wechselwirkung über eine Interaktionsschnittstelle 5. Eine beabsichtigte Hauptbewegungsrichtung oder Hauptverlagerungsrichtung x wird durch den Pfeil 3 angezeigt. Während dieser Bewegung kann das bewegliche Teil auf verschiedene Weise verschoben oder gedreht werden. Eine Ebenheit der Bewegung wird als die „Auf- und Ab”-Verlagerung 4, d. h. eine Verlagerung in einer Richtung z senkrecht zur Interaktionsschnittstelle 5 definiert. Eine Geradheit der Bewegung wird indes als die Seitenverlagerung 6, d. h. eine Verlagerung in einer Richtung y entlang der Interaktionsschnittstelle 5, aber senkrecht zur Bewegungsrichtung x definiert. Relative Drehungen können ebenfalls definiert werden. Eine Gierwinkeldrehung 7 ist eine Drehung um eine Achse in der Richtung z, d. h. eine Drehung in der Ebene der Interaktionsschnittstelle 5. Eine Neigungsdrehung 8 ist eine Drehung um eine Achse in der Richtung y, d. h. eine Drehung senkrecht zur Interaktionsschnittstelle 5. Schließlich ist eine Abrolldrehung 9 eine Drehung um eine Achse parallel zur Bewegungsrichtung x.
Der elektromagnetische Motor ist heutzutage mit sehr hohen mechanischen Genauigkeiten ausgelegt, um eine ausreichende Genauigkeit bei der Positionierung, d. h. ausreichende Genauigkeit der Bewegung, sicherzustellen. Die exakten Genauigkeiten verändern sich durch Antriebsprinzip, Größe und Anwendung. Jedoch weisen einige elektromechanische Motoren selbst typischerweise gute Genauigkeiten in Bezug auf zumindest Ebenheit und typischerweise auch bezüglich Neigung und Abrollen auf. Bei den meisten Anwendungen des Standes der Technik werden diese hohen mechanischen Genauigkeiten jedoch nicht für die letztendliche Bewegung genutzt, die stattdessen durch die Lagergenauigkeiten gesteuert wird.
Elektromechanische Motoren haben typischerweise zwei Schwachstellen in Bezug auf mechanische Genauigkeit. Die Genauigkeit der Geradlinigkeit der Bewegung sowie die Giergenauigkeit sind in den meisten Fällen nicht beeindruckend, Glücklicherweise sind die Kräfte in diesen Richtungen in vielen Fällen tatsächlich sehr klein. Die vorliegende Erfindung nutzt diese Einsicht zum Vorteil und bietet eine elektromechanische Stellgliedanordnung ohne die herkömmlichen Lageranordnungen. Stattdessen wird die mechanischen Genauigkeit der elektromagnetischen Stellglieder selbst genutzt, kombiniert mit einfachen Führungsanordnungen, um die Geradheit- und Giergenauigkeit zu verbessern.
Die Materialien der meisten Stellglieder können als elektromechanische Materialen bezeichnet werden, aber in der vorliegenden Offenbarung ist beabsichtigt, den Begriff „elektromechanische Materialien” für Materialien zu verwenden, die ihre Form ändern, wenn eine elektrische Spannung oder Strom angelegt wird. Typische Beispiele für elektromechanische Materialien sind piezoelektrische, elektrostriktive und antiferroelektrische Materialien, und diese Materialen können einzelkristallin sowie polykristallin oder amorph sein.
Als ein beispielhaftes Modellsystem wird ein elektromechanisches Stellglied auf der Grundlage eines PIEZO LEGS^® Motors, hergestellt von der Anmelderin, verwendet. Jedoch kann das grundlegende Prinzip auch mit anderen Arten von elektromechanischen Stellgliedern verwendet werden. Ein nicht ausschließliches Beispiel sind elektromechanische Stellglieder, die gemäß dem Stick-Slip-Prinzip (Haft-Gleit-Prinzip) arbeiten. In manchen Anwendungen können auch Stellglieder, die nach Resonanzprinzipen arbeiten, verwendet werden.
Eine einfache Skizze eines Stellglieds vom Typ PIEZO LEGS^® ist in 2 gezeigt. Hierbei umfasst ein elektromechanischer Motor 10, in diesem Ausführungsbeispiel ein piezoelektrischer Motor, vier Grundbestandteile: eine monolithische Antriebseinheit 23, bestehend aus piezoelektrischen bimorphen Antriebselementen oder Stellgliedern 24 und einem Kontaktbereich oder interaktionsbereich 25 an der Oberseite der Stellglieder 24, eine Motorblock 20, an dem die monolithische Antriebseinheit 23 befestigt ist, eine Schiene 30, die in Bezug auf die Stellglieder 24 bewegt werden soll, und eine Federeinheit 28, die eine Antriebsoberfläche 34 der Schiene 30 gegen den Interaktionsbereich 25 der Stellglieder 24 drückt.
Die monolithische Antriebseinheit 23 umfasst eine passive Unterschicht 22 und Stellglieder 24, die durch Mehrschichttechniken hergestellt werden. In diesem Ausführungsbeispiel werden vier Stellglieder 24 verwendet, die durch Einschnitte getrennt sind. Jedes Stellglied 24 ist in zwei getrennt steuerbare Phasensegmente 21 unterteilt. Eine Anzahl von Phasen- und Masseelektrodenschichten sind abwechselnd in den Stellgliedern 24 integriert, und Anschlüsse berühren die Phasen- und Masseelektroden in den aktiven Bereichen in den Stellgliedern 24. Die Phasenelektroden innerhalb jedes Phasensegments 21 sind miteinander verbunden und werden von einer Einzelspannung gesteuert. Die Phasenelektroden der anderen Phasensegmente sind unabhängig steuerbar. Durch Anlegen einer geeigneten Spannung an ausgewählten Elektroden werden elektrische Felder innerhalb der Stellglieder aufgebracht und führen zu einer Ausdehnung oder Schrumpfung des Materials zwischen den Phasenelektrodenschichten und den Masseelektrodenschichten. Dies führt zu einem Biegen und/oder Ausdehnen und/oder Schrumpfen der Stellglieder 24. Diese Stellgliedbewegung kann durch geeignete Wahl der Form der angelegten Spannungen in eine Bewegung der Schiene 30 übersetzt werden.
Der Motorblock 20 ist typischerweise aus Metall, z. B. Stahl oder Aluminium, und kann mit üblichen Herstellungstechniken, wie Fräsen, hergestellt werden. Der Motorblock 20 hat einen Hohlraum 26, in dem die Antriebseinheit 23 mit ihren elektrischen Trägern und Verbindern üblicherweise mit einem geeigneten Harz befestigt ist. Zum Schutz der Antriebseinheit 10 ist der Hohlraum 26 typischerweise mit einem geeigneten, flexiblen Material, wie Siliziumgummi, gefüllt.
Die Federeinheit 28 besteht aus einer Feder 29, die mit einer Kugellageranordnung 27 verschraubt ist, in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Kugellagerhalterung, Kugellagern und Splinte. Die Kugellager werden von der Feder 29, über die Splinte durch die Mitte des Kugellagers, gegen die Schiene 30 gedrückt, um eine normale Kraft zwischen der Schiene 30 und der Antriebseinheit 23 aufzubringen. Die Feder 29 kann auf verschiedene Arten und mit mehreren Techniken gefertigt werden. Für eine einfache Montage und minimale Anzahl von Bauteilen ist die Feder 29 vorzugsweise aus einem Stück mittels Ätzen aus großen Metallblechen gefertigt.
Der bevorzugte Mechanismus zum Bewegen einer Schiene 30 durch eine solche Einheit ist ein nicht-dynamischer Typ. Angenommen, das erste und dritte Stellglied werden als die Antriebselemente einer erste Reihe gewählt. Diese Stellglieder arbeiten somit synchron. Diese Stellglieder sind mit der Schiene 30 in Kontakt. In ähnlicher Weise gehören das zweite und vierte Stellglied zu einer zweiten Reihe. Auch diese Stellglieder arbeiten somit synchron. Die Stellglieder 24 sind bimorph mit unabhängig steuerbaren Spannungen auf den zwei Seiten des Biegeschwingers (Bimorph). Die Oberseite des Stellglieds 24, die Interaktionsbereiche 25, kann sich somit beliebig innerhalb eines bestimmten Bereichs bewegen, wenn keine Kraft vorhanden ist. Bei einem idealen Bimorph und kleinen Hüben stellt dieser Bereich eine Raute dar. Für eine bestimmte phasenverschobene Bewegung der zwei Reihen von Stellgliedern 24 kann eine Bewegung der Schiene 30 in einer Hauptverlagerungsrichtung 3 gemäß dem Pfeil erreicht werden. Wenn wiederholte Spannungssignale an den Stellgliedern 24 angelegt werden, bewegen sich die Interaktionsbereiche 25 entlang einer bestimmten Bewegungsbahn innerhalb des zulässigen Bewegungsbereichs.
Eine genauere Beschreibung dieser Art von Stellglieder ist z. B. in den US-Patenten Nr. US 6,184,609 , US 6,337,532 , US 6,798,117 , US 7,067,958 , US 7,355,325 und US 7,420,321 zu finden.
Ein PIEZO LEGS^® Stellglied kann einfach mit einer Ebenheit der Antriebsoberfläche von bis zu 0,1 μm hergestellt werden. Abhängig von den tatsächlich angelegten Spannungssignalen kann eine Ebenheit während der Bewegung im Bereich von 0,5 bis 1,5 μm erreicht werden, d. h. sogar besser als bei herkömmlichen linearen Lagern. Rollen und Neigung können einfach innerhalb einer Grenze von ca. 100 μrad gehalten werden. Eine Begrenzung ist die Kraft auf das Stellglied. Kräfte in der Größenordnung von 5 N könnten jedoch problemlos von einem elektromechanischen Stellglied, z. B. der oben beschriebenen Art, direkt getragen werden. In kleinen Bewegungsanordnungen wäre diese zulässige Kraft für die meisten Anwendungen vollkommen ausreichend.
Wie oben erwähnt, ist der größte Nachteil hinsichtlich der Genauigkeit der elektromechanischen Stellglieder typischerweise die Unsicherheit bei Geradheit und Gierwinkel. Aufgrund der geringen erwarteten Kraft in diesen Richtungen kann der Motor jedoch so angeordnet werden, dass der Motorblock direkt von Führungsanordnungen geführt wird, die mit der angetriebenen Schiene verbunden sind. 3A zeigt eine schematische Darstellung einer elektromechanischen Stellgliedanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine elektromechanische Stellgliedanordnung 50 umfasst einen elektromechanischen Motor 10 und eine Schienenanordnung 35. Die Schienenanordnung 35 umfasst eine Schiene 30, in Bezug auf welche der elektromechanische Motor 10 in einer Hauptverlagerungsrichtung 3 antreibt. Der elektromechanische Motor 10 weist elektromechanisch aktive Stellglieder auf, die am Motorblock 20 befestigt sind, und die Stellglieder sind angeordnet, um eine Antriebswirkung gegen die Antriebsoberfläche (in 3A nicht zu sehen) der Schiene 30 bereitzustellen. Die Antriebsoberfläche liegt parallel zur Verlagerungsrichtung 3. Die Antriebswirkung wird durch einen (nicht gezeigten) Interaktionsbereich bewirkt. Die elektromechanisch aktiven Stellglieder ändern ihre Form bei Erregung, wobei die oben genannte Antriebswirkung durch diese Formänderung verursacht wird.
Die Schienenanordnung 35 umfasst weiterhin zwei Führungselemente 31, die parallel zur Hauptverlagerungsrichtung 3 vorgesehen sind. Die Führungselemente 31 in diesem bestimmten Ausführungsbeispiel sind parallele Platten, die mechanisch mit der Schiene 30 und miteinander über Distanzblöcke 32 verbunden sind. Die Führungselemente 31 weisen entsprechende Führungsoberflächen 36 auf, die dem Motorblock 20 zugewandt sind. Der Motorblock 20 weist zwei Führungsoberflächen 37 auf, die an gegenüberliegenden und äußeren Seiten des Motorblocks 20 vorgesehen sind, Die Führungsoberflächen 37 wiederum sind einer entsprechenden Führungsoberfläche 36 der Führungselemente zugewandt. Die Führungsoberfläche (37) des Motorblocks (20) ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Außenfläche des Motorblocks (20). Die Idee des Bereitstellens dieser Führungsoberflächen 36 und 37, die einander in enger Nähe zugewandt sind, ist, dass die Führungselemente 31 eine Spur bilden sollen, in der sich der Motorblock 20 bewegt. Es sei angemerkt, dass die Bewegung eine relative Bewegung ist, d. h. entweder der elektromechanische Motor 10 oder eine Schienenanordnung 35 oder beide bewegen sich. Wenn sich der Motorblock 20 nicht gerade bewegt, d. h. sich etwas seitlich bewegt, d. h. eine Seitenverlagerung 6 darstellt, berührt eine Seite des Motorblocks 20 eines der Führungselemente 31 und eine weitergehende Seitenverlagerung 6 wird verhindert. Wenn der Motorblock 20 eine Gierwinkeldrehung 7 ausübt, berührt analog zumindest eine Seite des Motorblocks 20 ein entsprechendes Führungselement 31 und eine weitere Drehung wird verhindert. Der Motorblock 20 und die Führungselemente 31 stellen somit eine relative Stütze füreinander dar, was zu einer Führung des elektromechanischen Motors 10 entlang der Schiene 30 führt.
Wie weiter unten diskutiert wird, muss zumindest eine der Oberflächen, die eine Führungsfunktion bereitstellt, einen möglichen zweidimensionalen Kontakt darstellen, d. h. eine Kontaktoberfläche, während die andere entweder eine weitere Kontaktoberfläche oder eine Kontaktlinie sein kann. Mit anderen Worten: Die Führungsoberfläche 36 oder die Führungsoberfläche 37 weist zumindest eine Tangentenlinie in einer ersten (imaginären) Ebene parallel zu der Hauptverlagerungsrichtung 3 und quer zur Antriebsoberfläche 34 auf, und die andere Oberfläche, Führungsoberfläche 36 oder Führungsoberfläche 37, weist eine Tangentenfläche in einer zweiten (imaginären) Ebene parallel zur ersten Ebene auf. Dies ist unter Bezugnahme auf 3B leichter zu verstehen, in der das Ausführungsbeispiel der 3A im Querschnitt entlang der Linie A-A dargestellt ist.
In diesem Ausführungsbeispiel gibt es eine Tangentenfläche 38 am Motorblock 20 sowie eine Tangentenfläche 39 an den Führungselementen 31. In 3B sind die elektromechanisch aktiven Stellglieder 24 leicht zu erkennen.
Das obige Ausführungsbeispiel weist eine Federanordnung auf, um die Kontaktkraft in der Richtung 4 senkrecht zur Antriebsoberfläche 34 sicherzustellen. In 3C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, das stattdessen zwei elektromechanische Motoren 10, die in einer Gabelanordnung 40 angeordnet sind, zeigt. Ein elektromechanischer Motor ist angeordnet, um auf der Schiene 30 von unten zu wirken, und der andere elektromechanische Motor ist angeordnet, um auf der Schiene 30 von oben zu wirken. Auf diese Weise können die Kontaktkräfte zwischen dem Paar von elektromechanischen Motoren 10 und der Schiene 30 sorgfältig eingestellt werden, ohne dass man sich auf Federelemente verlassen muss.
Die Gabelanordnung 40 ist in 3D noch besser zu sehen, in der das Ausführungsbeispiel der 3C im Querschnitt entlang der Linie B-B gezeigt ist.
3E zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren elektromechanischen Stellgliedanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine elektromechanische Stellgliedanordnung 50 umfasst einen elektromechanischen Motor 10 und eine Schienenanordnung 35. Die Schienenanordnung 35 umfasst, neben einigen (nicht gezeigten) Befestigungsteilen an einem angetriebenen Objekt oder Lager, eine Schiene 30, in Bezug auf welche der elektromechanische Motor 10 in einer Hauptverlagerungsrichtung 3 antreibt. Wie im Ausführungsbeispiel der 3C sind zwei elektromechanische Motoren 10 in einer Gabelanordnung 40 angeordnet. Zwei Gabelbrücken 49 verbinden die zwei elektromechanischen Motoren 10. Ein elektromechanischer Motor ist angeordnet, um auf der Schiene 30 von unten zu wirken, und der andere elektromechanische Motor ist angeordnet, um auf der Schiene 30 von oben zu wirken. Auf diese Weise können die Kontaktkräfte zwischen dem Paar von elektromechanischen Motoren 10 und der Schiene 30 sorgfältig eingestellt werden, ohne dass man sich auf Federelemente verlassen muss.
Der elektromechanische Motor 10 umfasst elektromechanisch aktive Stellglieder, die am Motorblock 20 befestigt sind, und die Stellglieder sind angeordnet, um eine Antriebswirkung gegen die Antriebsoberfläche der Schiene 30 bereitzustellen. Die Antriebsoberfläche liegt parallel zur Verlagerungsrichtung 3. Die Antriebswirkung wird durch einen (nicht gezeigten) Interaktionsbereich bewirkt. Die elektromechanisch aktiven Stellglieder ändern ihre Form bei Erregung, wobei die oben genannte Antriebswirkung durch diese Formänderung verursacht wird.
Die Schiene 30 zeigt zwei Führungselemente 31, die von den Seiten der Schiene 30 selbst gebildet werden. Die Führungselemente 31 sind somit parallel zur Hauptverlagerungsrichtung 3 vorgesehen. Die Führungselemente 31 haben eine entsprechende Führungsoberfläche 36, die dem Motorblock 20 zugewandt ist. Mit anderen Worten: Die Führungsoberflächen 36 der Schienenanordnung 35 sind die Außenflächen der Schiene 30. Der Motorblock 20 weist zwei Führungsoberflächen 37 auf, die an gegenüberliegenden und inneren Seiten des Motorblocks 20 vorgesehen sind. Dies ist in 3F, die einen Querschnitt des Ausführungsbeispiels der 3E entlang der Linie C-C zeigt, leicht zu erkennen. Die Führungsoberflächen 37 wiederum sind einer entsprechenden Führungsoberfläche 36 der Schiene 30 zugewandt. Um die enge Nähe der Führungsoberflächen 37 und der Führungsoberfläche 36 zu erhalten, sind die Seiten der Basis 48, auf der die elektromechanischen Motoren 10 befestigt sind, mit der entsprechenden Seite der Schiene 30 überlappend. Die Gabelbrücken 49 sind dann ebenfalls überlappend, um eine plane Oberfläche zu erhalten. Durch Befestigung der flachen Oberflächen der elektromechanischen Motoren 10 und der Gabelbrücken 49 in enger Nähe zueinander kann die Innenseite der Gabelbrücken 49 als Führungsoberflächen 37 verwendet werden. Die Führungsoberfläche 36 der Schiene 30 reicht somit vollständig bis zur Innenseite der Gabelbrücke 49, im Gegensatz zu den herkömmlichen Konfigurationen, bei denen ein Spielraum zwischen der Schiene und allen anderen Bauteilen jenseits der Schiene vorgesehen ist.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren des Antreibens einer elektromechanischen Stellgliedanordnung startet bei Schritt 200. In Schritt 210 wird eine Schiene einer Schienenanordnung in Bezug auf einen elektromechanischen Motor in einer Hauptverlagerungsrichtung angetrieben. Wie in Schritt 212 angezeigt, wird dieses Antreiben durch Bereitstellen einer Antriebswirkung elektromechanisch aktiver Stellglieder des elektromechanischen Motors gegen eine Antriebsoberfläche der Schiene, parallel zur Verlagerungsrichtung, durchgeführt. Wie in Schritt 214 gezeigt, wird die Antriebswirkung durch Formänderungen der elektromechanisch aktiven Stellglieder bei deren Erregung verursacht In Schritt 220 wird eine Oberfläche eines Motorblocks, an dem die elektromechanisch aktiven Stellglieder befestigt sind, durch mechanische Wechselwirkung mit zumindest einem Führungselement der Schienenanordnung geführt, wobei das Führungselement parallel zur Hauptverlagerungsrichtung vorgesehen ist.
Wie oben kurz erwähnt, können die möglichen Kontaktebenen am Motorblock 20 und den Führungselementen 31 auf unterschiedliche Weise ausgelegt werden. 4A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer elektromechanischen Stellgliedanordnung 50. Hierbei weist der Motorblock 20 eine Führungsoberfläche 37 auf, die eine Tangentenfläche in einer Ebene parallel zur Hauptverlagerungsrichtung 3 und quer zur Antriebsoberfläche 34 darstellt, wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen. Jedoch sind die Führungselemente 31 in diesem Ausführungsbeispiel Stäbe 41 mit kreisförmigem Querschnitt. Dies führt dazu, dass die Führungsoberfläche 36 eine gekrümmte Oberfläche ist, mit nur einer Tangente in der Ebene parallel zur Hauptverlagerungsrichtung 3 und quer zur Antriebsoberfläche 34. Dies wird unter Bezugnahme auf 4B noch besser verständlich, in der das Ausführungsbeispiel der 4A im Querschnitt dargestellt ist.
4C zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer elektromechanischen Stellgliedanordnung 50 im Querschnitt. Hierbei wird die umgekehrte Relation im Vergleich zu 4A verwendet. Der Motorblock 20 weist hier eine Führungsoberfläche 37 auf, die eine Kante 42 darstellt, was bedeutet, dass in einer Ebene parallel zur Hauptverlagerungsrichtung 3 und quer zur Antriebsoberfläche 34 nur eine Tangente vorhanden ist. Jedoch haben die Führungselemente 31 in diesem Ausführungsbeispiel rechteckige Formen, mit einer Seite parallel zu der Ebene parallel zur Hauptverlagerungsrichtung 3 und quer zur Antriebsoberfläche 34. Dies bedeutet, dass die Führungsoberfläche 36 eine flache Oberfläche ist, mit einer Tangentenfläche in einer Ebene parallel zur Hauptverlagerungsrichtung 3 und quer zur Antriebsoberfläche 34.
Fachleuten auf dem Gebiet ist bewusst, dass die Form der Führungsoberfläche 37 und der Führungsoberfläche 36 auf viele verschiedene Arten verändert werden kann und sie dennoch eine Führungswirkung bei der Wechselwirkung aufweisen. Zum Beispiel müssen die Tangentenfläche oder die Tangentenlinie der Führungsoberfläche 37 und der Führungsoberfläche 36 nicht unbedingt durchgehend sein. in 4D ist eine Führungsoberfläche 37 eines bestimmten Ausführungsbeispiels dargestellt, Hierbei weist die Führungsoberfläche 37 eine Hauptfläche 45 auf, die durch Nuten 46 unterbrochen ist. Die Hauptfläche 45 überwiegt, wodurch eine zuverlässige Führungswirkung bereitgestellt wird, während die Nuten 46 Verunreinigungen oder Fremdkörper aufnehmen können. Dadurch sind die Überlappungsvorgänge häufig einfacher durchzuführen. In ähnlicher Weise kann auch die Führungsoberfläche der Führungselemente in Teilflächen unterteilt sein. Hierbei ist es wichtig, dass sich die Strukturen auf der Führungsoberfläche nicht nach oben öffnen, um z. B. an einer vorderen Ecke der entsprechenden Führungsoberfläche 37 hängenzubleiben.
Die Führungsoberfläche 37 muss eine bestimmte Ausdehnung in der Hauptverlagerungsrichtung aufweisen, um eine zuverlässige Führung bereitzustellen. In einer typischen Anordnung hat die Führungsoberfläche 37 eine Ausdehnung in der Hauptverlagerungsrichtung, die größer als eine Breite der Schiene in der Richtung y ist, d. h. in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Führungsoberfläche 37.
Der Abstand zwischen der Führungsoberfläche 37 und der Führungsoberfläche 36 legt die Genauigkeit der Geradheit der Bewegung fest, d. h. die maximale Seitenverlagerung. Die Genauigkeit der Gierbewegung wird ebenfalls durch den Abstand zwischen der Führungsoberfläche 37 und der Führungsoberfläche 36 sowie den Maximalabstand in der Hauptverlagerungsrichtung zwischen Punkten auf der Tangentenlinie oder Tangentenfläche des Motorblocks 20 bestimmt. Eine engere Beziehung zwischen der Führungsoberfläche 37 und der Führungsoberfläche 36 stellt eine geradere Relativbewegung zwischen dem Motorblock 20 und den Führungselementen 31 sicher.
Der Abstand zwischen der Führungsoberfläche 37 und der Führungsoberfläche 36 kann einfach während der Herstellung gesteuert werden, z. B. durch Vorsehen von Distanzblöcken 32 mit einer Breite, die genau mit der Breite des Motorblocks 20 übereinstimmt. Dies kann, unter Bezugnahme auf eine Explosionszeichnung eines Teils einer elektromechanischen Stellgliedanordnung 50 in 5A, z. B. durch eine gemeinsam durchgeführte Überlappung des Motorblocks 20 und der Distanzblöcke 32 bereitgestellt werden. Die Führungselemente 31 können dann, beginnend mit einer perfekt ebenen Oberfläche, auf der eine genau gesteuerte Oberflächenbeschichtung 43 aufgebracht werden kann, hergestellt werden. Die Oberflächenbeschichtung kann an den Positionen 44, an denen die Führungselemente 31 an den Distanzblöcken 32 befestigt werden sollen, geringfügig dicker ausgeführt werden. Da es moderne Beschichtungstechniken gibt, die sehr gut gesteuerte Dicken ermöglichen, kann der Gesamtabstand zwischen der Führungsoberfläche 37 und der Führungsoberfläche 36 leicht auf unter 0,1 μm gesteuert werden.
In dem obigen Ausführungsbeispiel wurden zwei steife Führungselemente 31 auf einer entsprechenden Seite des Motorblocks 20 vorgesehen. Jedoch könnte auch ein geringfügig elastisches Führungselement 31', wie in 5B gezeigt, verwendet werden, um eine Druckkraft N gegen ein starres Führungselement 31 bereitzustellen. Das elastische Führungselement 31' kann in der gleichen Weise wie das starre Führungselement 31 gefertigt werden, aber mit einer dünneren Abmessung in der Richtung y. Indem der Abstand zwischen der Führungsoberfläche 36 des elastischen Führungselements 31' und der Führungsoberfläche 36 des starren Führungselement 31 gleich oder sogar geringer als die Dicke des Motorblocks 20 festgelegt wird, wird eine Druckkraft N in der Richtung y aufgebracht. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Bewegung des Motorblocks 20 entlang der Führungsoberfläche 36 des starren Führungselements 31 geführt wird, und die Genauigkeit kann tatsächlich sehr gut sein.
In alternativen Ausführungsbeispielen kann die Druckkraft auch durch andere Mittel bereitgestellt werden, z. B. durch externe Federelemente, durch magnetische Wechselwirkung, durch elektrostatische Wechselwirkung usw. Der Vorteil solcher Lösungen ist, dass eine sehr gute Steuerung auch der Seitenbewegung des Motorblocks erzielt wird. Der größte Nachteil jedoch ist, dass alle zusätzlichen Einrichtungen zum Bereitstellen der Druckkraft wertvollen Platz um die elektromagnetische Stellgliedanordnung belegen.
Die elektromechanische Stellgliedanordnung ist dazu gedacht, direkt mit einem Objekt verbunden zu sein, das zu tragen und zu bewegen ist. Ein Ausführungsbeispiel ist in 6A dargestellt, Hier ist ein Objekt 55 am Motorblock 20, in diesem Ausführungsbeispiel in einer Gabelanordnung 40, befestigt. Das Objekt 55 bringt hierbei eine Kraft zwischen der Antriebsoberfläche 34 der Schiene 30 der Schienenanordnung 35 und dem Interaktionsbereich 25 der Stellglieder 24 des elektromechanischen Motors 10 auf. Die Schnittstelle zwischen der Antriebsoberfläche 34 und dem Interaktionsbereich 25 ist somit zumindest einem Teil der Traglast des Objekts ausgesetzt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Objekt eine Linse 51. Die meisten Objekte, die von solch kleinen elektromechanischen Stellgliedanordnungen bewegt werden sollen, haben ein sehr geringes Gewicht, und die Kraft zwischen dem Interaktionsbereich 25 und der Antriebsoberfläche 34 ist gering genug, um immer noch eine zuverlässige Motorwirkung zu ermöglichen. Durch geeignete Auslegung des elektromechanischen Motors 10 können Kräfte von mehreren Newton auf diese Weise getragen werden.
Da die Bewegung des elektromechanischen Motors 10 in Bezug auf die Schiene 30 eine Relativbewegung ist, kann das Objekt 55 stattdessen auch an der Schienenanordnung 35 befestigt werden und der elektromechanische Motor 10 ist feststehend. 6B zeigt eine solche Lösung. Eine Brücke 52 ist zwischen den Führungselementen 31 befestigt, wobei das Objekt auf der Brücke 52 fixiert ist. Durch Fixieren der Position des Motorblocks 20 bewegt sich stattdessen die Schienenanordnung 35 und bringt das Objekt 55 mit.
Wenn eine Last an der Schienenanordnung 35 befestigt wird, kann sich das Drehmoment auf die Schnittstelle zwischen dem Interaktionsbereich 25 und der Antriebsoberfläche 34 abhängig von der tatsächlichen Relativposition verändern. Wenn der Antriebsmechanismus des elektromechanischen Motors 10 empfindlich für solche Drehmomente ist, kann es notwendig sein, zusätzliche Anordnungen bereitzustellen, um zumindest einen Teil des sich ändernden Drehmoments zu unterstützen. Auch wenn eine Last in einer asymmetrischen Weise am Motorblock 20 befestigt ist, kann es sein, dass zusätzliche Stützanordnungen verwendet werden müssen.
7A zeigt eine Tischanordnung 60 auf der Grundlage von zwei elektromechanischen Stellgliedanordnungen 50. Eine Tischplatte 61 ist mit dem Motorblock (in 7A nicht zu sehen) der beiden elektromechanischen Stellgliedanordnungen 50 verbunden. Durch Antreiben der elektromechanischen Motoren (in 7A nicht zu sehen) der zwei elektromechanischen Stellgliedanordnungen 50 in der gleichen Weise wird eine Einachsenbewegung der Tischplatte 61 erzielt. Auf diese Weise können die vorliegenden Ideen bezüglich elektromechanischer Stellgliedanordnungen 50 genutzt werden, um bewegliche Tischanordnungen mit extrem einfachem Aufbau bereitzustellen. Wenn Gabelanordnungen in den elektromechanischen Stellgliedanordnungen 50 verwendet werden, kann der bewegliche Tisch vollkommen ohne Lager erzielt werden. Bei einer alternativen Tischanordnung kann die Tischplatte 61 natürlich auch an der Schienenanordnung 35 befestigt sein.
Eine Tischanordnung 60 kann auch mit einer zweidimensionalen Bewegungsmöglichkeit versehen sein, wie in 7B gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel sind vier elektromechanische Stellgliedanordnungen 50 in zwei Ebenen angeordnet, wobei die elektromechanischen Stellgliedanordnungen 50 in der unteren Schicht 62 eine Tischplatte 61 in einer Richtung bewegen. An der Oberseite der Tischplatte 61 der unteren Schicht 62 sind die elektromechanischen Stellgliedanordnungen 50 der oberen Schicht 63 befestigt. Diese obere Schicht 63 dient für eine Bewegung senkrecht zur Bewegung der unteren Schicht 62. Auf solche Weise kann die Tischplatte 61 der oberen Schicht 63 auf einem beliebigen zweidimensionalen Pfad innerhalb des Hubs der elektromechanischen Motoren bewegt werden. Solch ein zweidimensional beweglicher Tisch kann sehr klein konstruiert werden.
Das gleiche Prinzip kann auch auf drei Dimensionen ausgedehnt werden, wie in 7C gezeigt. Hierbei sind drei elektromechanische Stellgliedanordnungen 50 mechanisch verbunden, indem eine Schienenanordnung 35 der einen elektromechanischen Stellgliedanordnung 50 mit dem Motorblock 20 einer anderen elektromechanischen Stellgliedanordnung 50 verbunden wird. Durch Fixieren der Schienenanordnung 35 der einen elektromechanischen Stellgliedanordnung 50 und Befestigen einer Last am Motorblock 20 der letzten elektromechanischen Stellgliedanordnung 50 in dieser Kette kann eine dreidimensionale Bewegung der Last erreicht werden.
Die relativen Verbindungen zwischen den elektromechanischen Stellgliedanordnungen 50 können alternativ in verschiedenen Ausgestaltungen angeordnet sein, bei denen jede Kombination von Motorblock 20 und Schienenanordnung 35 der Befestigungsbereich sein kann, solange die „mittlere” elektromechanische Stellgliedanordnung 50 sowohl den Motorblock 20 als auch die Schienenanordnung 35 nutzt, um die anderen elektromechanischen Stellgliedanordnungen 50 zu verbinden.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind als ein paar erläuternde Beispiele der vorliegenden Erfindung zu verstehen. Es ist für die Fachleute auf dem Gebiet klar, dass verschiedene Modifikationen, Kombinationen und Änderungen an den Ausführungsbeispielen durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Insbesondere können verschiedene Teillösungen in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen in anderen Konfigurationen kombiniert werden, soweit technisch möglich. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird jedoch durch die beigefügten Ansprüche definiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6184609 [0041]
US 6337532 [0041]
US 6798117 [0041]
US 7067958 [0041]
US 7355325 [0041]
US 7420321 [0041]

Claims

Elektromechanische Stellgliedanordnung (50), umfassend: einen elektromechanischen Motor (10); eine Schienenanordnung (35); wobei die Schienenanordnung (35) eine Schiene (30), in Bezug auf welche der elektromechanische Motor (10) in einer Hauptverlagerungsrichtung (3) antreibt, aufweist; wobei der elektromechanische Motor (10) elektromechanisch aktive Stellglieder (24) aufweist, die an einem Motorblock (20) befestigt und ausgelegt sind, eine Antriebwirkung gegen eine Antriebsoberfläche (34) der Schiene (30) parallel zur Verlagerungsrichtung (3) mittels eines Interaktionsbereichs (25) bereitzustellen; wobei die elektromechanisch aktiven Stellglieder (24) bei Erregung ihre Form verändern, wobei die Antriebswirkung durch die Formänderungen verursacht wird; wobei die Schienenanordnung (35) ferner zumindest ein Führungselement (31, 31') aufweist, das parallel zur Hauptverlagerungsrichtung (3) vorgesehen ist; wobei das zumindest eine Führungselement (31, 31') eine Führungsoberfläche (36) aufweist, die dem Motorblock (20) zugewandt ist; wobei der Motorblock (20) eine Führungsoberfläche (37) aufweist, die der Führungsoberfläche (36) des zumindest einen Führungselements (31, 31') zugewandt ist; wobei die Führungsoberfläche (36) oder die Führungsoberfläche (37) zumindest eine Tangente in einer ersten Ebene parallel zur Hauptverlagerungsrichtung (3) und quer zur Antriebsoberfläche (34) aufweist; und die andere Oberfläche, Führungsoberfläche (36) oder Führungsoberfläche (37), eine Tangentenfläche (39) in einer zweiten Ebene parallel zur ersten Ebene aufweist.
Elektromechanische Stellgliedanordnung nach Anspruch 1, wobei die Führungsoberfläche (37) des Motorblocks (20) eine Außenfläche des Motorblocks (20) ist.
Elektromechanische Stellgliedanordnung nach Anspruch 1, wobei die Führungsoberfläche (36) der Schienenanordnung (35) eine Außenfläche der Schiene (30) ist.
Elektromechanische Stellgliedanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zumindest eine Tangente der Führungsoberfläche (37) oder der Führungsoberfläche (36) Teil einer Tangentenfläche in der ersten Ebene ist.
Elektromechanische Stellgliedanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Führungsoberfläche (37) und die Führungsoberfläche (36) in enger Nähe zueinander angeordnet sind.
Elektromechanische Stellgliedanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zumindest eine Tangente oder die Tangentenfläche der Führungsoberfläche (36) eine Ausdehnung in der Hauptverlagerungsrichtung (3) aufweist, die größer als eine Breite der Schiene (30) in einer Richtung senkrecht zur ersten Ebene ist.
Elektromechanische Stellgliedanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend ein zu bewegendes Objekt (55), das an der Schienenanordnung (35) oder dem Motorblock (20) befestigt ist; wobei das Objekt (55) so angeordnet ist, dass eine Kraft zwischen der Schienen anordnung (35) und dem Motorblock (20) aufgebracht wird.
Elektromechanische Stellgliedanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schienenanordnung (35) zwei Führungselemente (31, 31') aufweist, die parallel zur Hauptverlagerungsrichtung (3) auf gegenüberliegenden Seiten in Bezug auf den Motorblock (20) vorgesehen sind; die zwei Führungselemente (31, 31') eine entsprechende Führungsoberfläche (37) aufweisen, die dem Motorblock (20) zugewandt ist; der Motorblock (20) zwei äußere Führungsoberflächen (36) aufweist, die einer entsprechenden der Führungsoberflächen (37) der zwei Führungselemente (31, 31') zugewandt sind.
Elektromechanische Stellgliedanordnung nach Anspruch 8, wobei die Führungselemente (31, 31') parallele Platten sind, die miteinander und mit der Schiene über Distanzblöcke (32) verbunden sind,
Elektromechanische Stellgliedanordnung nach Anspruch 9, wobei der Distanzblock (32) eine gleiche Breite wie der Motorblock (20) in einer Richtung senkrecht zur ersten Ebene aufweist; die parallelen Platten an dem Distanzblock (32) mittels eines Befestigungsbereichs, der von einer Hauptfläche der parallelen Platten nach außen in Richtung zu den Distanzblöcken (32) vorsteht, befestigt sind.
Elektromechanische Stellgliedanordnung nach Anspruch 9, wobei der Distanzblock (32) eine Breite aufweist, die geringfügig größer als die des Motorblocks (20) in einer Richtung senkrecht zur ersten Ebene ist.
Elektromechanische Stellgliedanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Formänderungen eine Änderung der Abmessung in einer Längsrichtung quer zur Antriebsoberfläche (34), ausgerichtet zwischen einem Befestigungspunkt der Stellglieder (24) an dem Motorblock (20) und dem Interaktionsbereich (25), und ein Biegen der Stellglieder (24) senkrecht zu der Längsrichtung und parallel zu der Hauptverlagerungsrichtung (3) umfasst.
Verfahren zum Antreiben einer elektromechanischen Stellgliedanordnung (50), umfassend die Schritte: Antreiben einer Schiene (30) einer Schienenanordnung (35) in Bezug auf einen elektromechanischen Motor (10) in einer Hauptverlagerungsrichtung (3) (210); wobei das Antreiben durch ein Bereitstellen einer Antriebswirkung von elektromechanisch aktiven Stellgliedern (24) des elektromechanischen Motors (10) gegen die Schiene (30) durchgeführt wird (212); wobei die Antriebswirkung durch Formänderungen der elektromechanisch aktiven Stellglieder (24) bei deren Erregung verursacht wird (214); und Führen einer Oberfläche eines Motorblocks (20), an dem die elektromechanisch aktiven Stellglieder (24) befestigt sind, durch Wechselwirkung mit zumindest einem Führungselement (31, 31') der Schienenanordnung (35), die parallel zur Hauptverlagerungsrichtung (3) vorgesehen ist (220).