[發明專利]用于外科器械的電磁致動器和用于調節行程距離的方法

有效

• 申請號: 201380066486.2
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN104871263A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: M·維特斯;A·諾亞克
• 申請（專利權）人: 奧林匹斯冬季和IBE有限公司
• 主分類號: H01F7/122
• 分類號: H01F7/122;H02K33/00;H02K41/02;A61B1/00;A61B17/00;G02B7/10;G02B23/24;H01F7/16
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

本發明涉及一種用于外科器械或醫用器械的電磁致動器，其中該致動器包括固定件和活動件，該活動件至少部分由順磁性材料和/或鐵磁性材料構成并且能通過施以可切換的磁場而可逆地從第一位置移動至第二位置，其中該固定件和該活動件具有彼此對應的環形遠側極靴和環形近側極靴，其中在第一位置和/或第二位置，該固定件的和該活動件的遠側極靴和/或近側極靴相互重疊對齊。本發明還涉及具有相應的致動器的外科器械或醫用器械。

在DE102011006814A1中公開了一種用于外科器械或醫用器械的電磁致動器，其中該致動器具有固定件和活動件，活動件至少部分具有順磁性材料或鐵磁性材料并且通過施以電磁場可從第一位置移動到第二位置。此時，該活動件通過永磁場被保持在第一位置或第二位置。

如DE102011006814A1所述的用于電磁致動器的構想被用于沿光軸軸向移動光學元件，其中，該光學元件位于活動件中。為此可以例如改變光學系統的焦點或放大倍數或改變視向。

由于受反復平移運動或者受例如振動或安裝力的外部影響，該光學系統可能不再處于最佳對焦。這可能出現在安裝之后或在多次操作該致動器之后，例如也因為零件加工誤差以及安裝時的定位誤差和對準誤差，其中，也可能實現活動件的旋轉運動。這些誤差通過補償方法如安裝時的調焦和彎月透鏡安置被補償，但該光學系統僅針對一種狀態而被優化。如果隨后在光學系統內出現變化，則所顯現的圖像質量可能受到不利影響。

另一個效果是，在雙穩致動器中在兩個垂直于光軸取向的表面，例如止擋件表面或移動件表面之間調節致動器的行程，并且其可能因加工和安裝誤差而偏離其相對于光軸的垂直性。這可能導致實際規劃的行程因該偏離而比預期值大或小，甚至可能在可自由旋轉的移動件情況下變化。

最后，在這樣的致動器中，在安裝時調節行程距離是十分費事的。

與此相比，本發明基于以下任務，即在用于外科器械或醫用器械的電磁致動器中補償在低結構成本情況下的光學系統誤差并且還簡化行程距離的調節。

該任務將通過一種用于外科器械或醫用器械的電磁致動器來完成，其中該致動器包括固定件和活動件，該活動件至少部分由順磁性材料和/或鐵磁性材料構成并且能通過施以可切換的磁場可逆地從第一位置移動到第二位置，其中該固定件和活動件具有彼此對應的環形遠側極靴和環形近側極靴，其中在第一位置和/或第二位置，所述固定件和所述活動件的所述遠側極靴和/或所述近側極靴相互重疊對齊，其改進之處在于，該固定件和活動件的遠側極靴和/或近側極靴都在遠側極靴和/或近側極靴的相互對置的表面上在周向上具有相互對應的結構。

所述相互對置的表面的相互對應的結構導致該致動器的固定件和活動件(或者移動件)被保持在固定不變的相互角度關系中。磁力線尋找最小阻力路徑，這導致極靴的結構化表面的突出區域即凸起區域盡可能準確地相互對準。由此，極靴之間的縫隙在所述突出區域的位置被最減小，由此處于低能狀態。這從能量上講是優選的。

結構化的極靴的本發明的原理可以有利地應用在不同類型的電磁致動器中，例如用在雙穩磁阻致動器或洛倫茲力致動器。

重疊對齊或對齊重疊是指，在第一位置和/或第二位置，相互對置的極靴的結構或極靴段的相互對置的面至少部分重疊。這種重疊不一定是完全的，因為相應的永磁場在此位置上也應還對止擋件施加軸向力，該軸向力將該活動件保持在對應位置。因此，只要通過利用極靴結構所引起的磁力線集束保證根據本發明沿周向的力傳遞功能，則部分重疊在本發明范圍內已足夠。

優選的是，在兩個位置，所述近側極靴和遠側極靴分別至少部分重疊。因此，該移動件與固定件的旋轉連接在固定件總長范圍內進行，從而避免移動件相對于固定件扭曲。

由于借助該極靴的結構化表面固定了該固定件和移動件(或者活動件)的相互角度關系，因而克服了現有技術的缺陷。因此，從現在起不用再如此進行失調，即該移動件(或者活動件)通過多次切換在固定件內旋轉并因此在安裝時發生與優化布置結構的偏差。因此，根據本發明，保持相對于其余光學系統的旋轉位置。因為該移動件(或者活動件)被保持在相對于固定件所限定的旋轉位置中，所以盡管操作致動器圖像質量也不再改變。另外，該活動件的旋轉位置從現在起是固定的，因此該行程距離可再生地保持不變，與用什么樣的安裝精度和加工精度來安裝止擋件面無關。

根據本發明，不必將機械導向機構用于旋轉位置，該機械導向機構由結構決定是費事的并且關系到在該系統內摩擦額外地增大。