[发明专利]用于外科器械的电磁致动器和用于调节行程距离的方法

说明书

本发明涉及一种用于外科器械或医用器械的电磁致动器，其中该致动器包括固定件和活动件，该活动件至少部分由顺磁性材料和/或铁磁性材料构成并且能通过施以可切换的磁场而可逆地从第一位置移动至第二位置，其中该固定件和该活动件具有彼此对应的环形远侧极靴和环形近侧极靴，其中在第一位置和/或第二位置，该固定件的和该活动件的远侧极靴和/或近侧极靴相互重叠对齐。本发明还涉及具有相应的致动器的外科器械或医用器械。

在DE102011006814A1中公开了一种用于外科器械或医用器械的电磁致动器，其中该致动器具有固定件和活动件，活动件至少部分具有顺磁性材料或铁磁性材料并且通过施以电磁场可从第一位置移动到第二位置。此时，该活动件通过永磁场被保持在第一位置或第二位置。

如DE102011006814A1所述的用于电磁致动器的构想被用于沿光轴轴向移动光学元件，其中，该光学元件位于活动件中。为此可以例如改变光学系统的焦点或放大倍数或改变视向。

由于受反复平移运动或者受例如振动或安装力的外部影响，该光学系统可能不再处于最佳对焦。这可能出现在安装之后或在多次操作该致动器之后，例如也因为零件加工误差以及安装时的定位误差和对准误差，其中，也可能实现活动件的旋转运动。这些误差通过补偿方法如安装时的调焦和弯月透镜安置被补偿，但该光学系统仅针对一种状态而被优化。如果随后在光学系统内出现变化，则所显现的图像质量可能受到不利影响。

另一个效果是，在双稳致动器中在两个垂直于光轴取向的表面，例如止挡件表面或移动件表面之间调节致动器的行程，并且其可能因加工和安装误差而偏离其相对于光轴的垂直性。这可能导致实际规划的行程因该偏离而比预期值大或小，甚至可能在可自由旋转的移动件情况下变化。

最后，在这样的致动器中，在安装时调节行程距离是十分费事的。

与此相比，本发明基于以下任务，即在用于外科器械或医用器械的电磁致动器中补偿在低结构成本情况下的光学系统误差并且还简化行程距离的调节。

该任务将通过一种用于外科器械或医用器械的电磁致动器来完成，其中该致动器包括固定件和活动件，该活动件至少部分由顺磁性材料和/或铁磁性材料构成并且能通过施以可切换的磁场可逆地从第一位置移动到第二位置，其中该固定件和活动件具有彼此对应的环形远侧极靴和环形近侧极靴，其中在第一位置和/或第二位置，所述固定件和所述活动件的所述远侧极靴和/或所述近侧极靴相互重叠对齐，其改进之处在于，该固定件和活动件的远侧极靴和/或近侧极靴都在远侧极靴和/或近侧极靴的相互对置的表面上在周向上具有相互对应的结构。

所述相互对置的表面的相互对应的结构导致该致动器的固定件和活动件(或者移动件)被保持在固定不变的相互角度关系中。磁力线寻找最小阻力路径，这导致极靴的结构化表面的突出区域即凸起区域尽可能准确地相互对准。由此，极靴之间的缝隙在所述突出区域的位置被最减小，由此处于低能状态。这从能量上讲是优选的。

结构化的极靴的本发明的原理可以有利地应用在不同类型的电磁致动器中，例如用在双稳磁阻致动器或洛伦兹力致动器。

重叠对齐或对齐重叠是指，在第一位置和/或第二位置，相互对置的极靴的结构或极靴段的相互对置的面至少部分重叠。这种重叠不一定是完全的，因为相应的永磁场在此位置上也应还对止挡件施加轴向力，该轴向力将该活动件保持在对应位置。因此，只要通过利用极靴结构所引起的磁力线集束保证根据本发明沿周向的力传递功能，则部分重叠在本发明范围内已足够。

优选的是，在两个位置，所述近侧极靴和远侧极靴分别至少部分重叠。因此，该移动件与固定件的旋转连接在固定件总长范围内进行，从而避免移动件相对于固定件扭曲。

由于借助该极靴的结构化表面固定了该固定件和移动件(或者活动件)的相互角度关系，因而克服了现有技术的缺陷。因此，从现在起不用再如此进行失调，即该移动件(或者活动件)通过多次切换在固定件内旋转并因此在安装时发生与优化布置结构的偏差。因此，根据本发明，保持相对于其余光学系统的旋转位置。因为该移动件(或者活动件)被保持在相对于固定件所限定的旋转位置中，所以尽管操作致动器图像质量也不再改变。另外，该活动件的旋转位置从现在起是固定的，因此该行程距离可再生地保持不变，与用什么样的安装精度和加工精度来安装止挡件面无关。

根据本发明，不必将机械导向机构用于旋转位置，该机械导向机构由结构决定是费事的并且关系到在该系统内摩擦额外地增大。