致动装置的制作方法

致动装置
1.领域
2.本技术涉及致动装置，特别是形状记忆合金(sma)致动装置。
3.背景
4.已知，在致动器中使用sma线来驱动可移动元件相对于支撑结构的移动。这种sma致动器在诸如智能手机的微型设备中具有特殊的优势。例如，sma致动器可用于诸如紧凑型相机模块(也简称为相机模块)的光学设备中，以用于驱动透镜组件沿其光轴的移动，以实现聚焦(自动聚焦，af)或变焦。
5.在许多应用中，小型化是一个重要的设计准则。例如，在其中sma致动器沿光轴移动透镜组件的相机模块中，期望沿光轴(即，移动方向)最小化模块的尺寸。例如，在智能手机中，降低这种sma致动器的高度可以导致相机模块的高度降低，并因此可以减少或消除“相机隆起(camera bump)”。降低的相机模块高度也可以促进前置相机定位在屏幕下方。
6.概述
7.根据本发明的第一方面，提供了一种致动装置。该致动装置包括第一部分、第二部分和将第二部分支撑在第一部分上的支承装置(bearing arrangement)。支承装置被布置成引导第二部分相对于第一部分的移动。该支承装置包括总共三个或更多个支承件，每个支承件包括位于第一部分上的第一支承表面和位于第二部分上的第二支承表面并且包括滚动支承元件，该滚动支承元件被配置成设置在第一支承表面和第二支承表面之间，使得第一支承表面和第二支承表面被间隔开间隙。第一支承表面和第二支承表面中的一个被配置成使得该支承表面在任一时刻与滚动支承件具有至少一个接触点，并且第一支承表面和第二支承表面中的另一个被配置成使得该支承表面在任一时刻与滚动支承件具有两个接触点。第一支承表面或第二支承表面的两个接触点比第一支承表面或第二支承表面中的另一个的至少一个接触点定位得更靠近滚动支承元件的旋转轴线，使得滚动支承元件相对于第一部分移动的距离不同于第二部分相对于滚动支承元件移动的距离。
8.致动装置优选地为形状记忆合金(sma)致动器组件和/或微型致动器组件。
9.在一些实施例中，至少一个接触点可以位于平行于旋转轴线延伸的第一条线上，并且两个接触点可以位于平行于旋转轴线延伸的第二条线上。
10.在一些实施例中，第二条线与旋转轴线之间的距离可以基本上在第一条线与旋转轴线之间的距离的1％到50％的范围内。
11.在一些实施例中，第二条线与旋转轴线之间的距离可以基本上在第一条线与旋转轴线之间的距离的1％到25％的范围内。
12.在一些实施例中，两个接触点的平面与旋转轴线之间的距离可以基本上在单个接触点与支承件的旋转轴线之间的距离的1％至90％的范围内。
13.在一些实施例中，两个接触点的平面与旋转轴线之间的距离可以基本上在单个接触点与支承件的旋转轴线之间的距离的1％至75％的范围内。
14.在一些实施例中，支承装置可以是螺旋支承装置，螺旋支承装置被布置成引导第二部分相对于第一部分围绕螺旋轴线的螺旋移动，并且三个或更多个支承件中的每一个可
以是螺旋支承件。
15.在一些实施例中，螺旋支承装置可以包括总共五个螺旋支承件，其中每个螺旋支承件可以仅包括一个滚动支承元件，并且其中每个螺旋支承件的一个支承表面可以在任一时刻具有与滚动支承元件的单个接触点。
16.在一些实施例中，在第二部分相对于第一部分的螺旋移动范围内的任何点处，每个螺旋支承件的一个支承表面可以在与每个其他螺旋的一个支承表面在其中延伸的平面不同且不平行的平面中延伸，其中螺旋支承件在其中延伸的平面可以被定义为平行于螺旋轴线并且在接触点处与一个支承表面相切的平面。
17.在一些实施例中，五个螺旋支承件可以一起提供对应于螺旋坐标系中的五个自由度的约束。
18.在一些实施例中，螺旋支承装置可以包括总共三个螺旋支承件，其中每个螺旋支承件仅包括一个滚动支承元件。两个螺旋支承件的第一支承表面和第二支承表面在任一时刻都各自与相应的滚动支承元件具有两个接触点。一个螺旋支承件的一个支承表面可以具有单个接触点，并且一个螺旋支承件的另一个支承表面可以在任一时刻与滚动支承元件具有两个接触点。
19.在一些实施例中，三个螺旋支承件可以一起提供对应于螺旋坐标系中的五个自由度的约束。
20.在一些实施例中，螺旋支承件可以围绕螺旋轴线间隔开。
21.在一些实施例中，每个螺旋支承件的滚动支承元件可以至少在第二部分相对于第一部分的螺旋移动的极限点处位于正交于螺旋轴线的同一平面中。
22.在一些实施例中，螺旋支承件中的至少一个可以包括多个滚动支承元件。
23.在一些实施例中，第一部分中的第一支承表面可以被配置成使得第一支承表面包括与滚动支承元件的两个接触点。
24.在一些实施例中，第一支承表面可以包括第一部分的表面中的凹槽。
25.在一些实施例中，凹槽可以包括第一表面和与第一表面不平行的第二表面。
26.在一些实施例中，凹槽的第一表面可以与凹槽的第二表面成锐角延伸。
27.在一些实施例中，在第一部分的表面与凹槽的一个表面之间形成的角度可以大于90度且小于180度，优选地约为95度。
28.在一些实施例中，第一表面可以与第一部分的表面形成第一边缘，并且第二表面可以与第一部分的表面形成第二边缘。
29.在一些实施例中，在第一部分的表面和凹槽的第一表面之间形成的角度可以与在第一部分的内表面和凹槽的第二表面之间形成的角度相同，使得凹槽的横截面是对称的。
30.在一些实施例中，凹槽可以具有基本上呈等腰梯形的横截面。
31.在一些实施例中，第一边缘和第二边缘之间的距离可以大于滚动支承件的直径，并且两个接触点中的一个可以位于凹槽的第一表面上，而两个接触点中的另一个可以位于凹槽的第二表面上。
32.在一些实施例中，第一边缘和第二边缘之间的距离可以小于滚动支承件的直径，并且两个接触点可以位于凹槽的第一边缘和第二边缘上。
33.在一些实施例中，第二部分中的第二支承表面可以被配置成使得第二支承表面包
括与滚动支承元件的至少一个接触点，其中至少一个接触点可以是单个接触点。
34.在一些实施例中，第二支承表面可以包括平滑表面。
35.根据本发明的第二方面，提供了一种致动装置。该致动装置包括第一部分、第二部分和将第二部分支撑在第一部分上的螺旋支承装置。螺旋支承件被布置成引导第二部分相对于第一部分围绕螺旋轴线的螺旋移动。该支承装置包括多个支承件。每个支承件包括滚道，滚道被配置为确定第二部分相对于第一部分的运动范围。每个滚道包括位于一个极限点处的第一端壁和位于另一个极限点处的第二端壁。多个支承件中的至少一个相对于多个支承件中的其他支承件中的至少一个偏移，使得多个支承件中的一个的第一端壁在螺旋轴线的方向上与多个支承件中的其他支承件中的至少一个的第一端壁偏移。
36.在一些实施例中，至少一个支承件可以相对于至少一个其他支承件偏移，使得至少一个支承件的第二端壁可以在螺旋轴线的方向上与至少一个其他支承件的第二端壁偏移。
37.在一些实施例中，多个支承件中的每一个可以包括在第二部分上的支承表面，该支承表面具有到其的法向量，并且如果法向量大致具有在沿螺旋轴线的第一方向上的分量，则支承件可以是第一类型的，并且如果法向量大致具有在沿螺旋轴线的相反的第二方向上的分量，则支承件可以是第二类型的；并且至少一个支承件可以是第一类型的支承件，并且至少一个其他支承件可以是第二类型的支承件，并且至少一个支承件可以相对于至少一个其他支承件偏移，使得第一端壁和/或第二端壁如果位于第一部分上则在第一方向上偏移，且如果位于第二部分上则在第二方向上偏移。
38.在一些实施例中，对于具有被包括在第一部分中的第一端壁和/或第二端壁的每个支承件，当第二部分处于其移动范围的一个极限点处时，在滚道的另一极限点处第二部分和端壁之间的间隙可以小于支承件的支承元件的直径；并且对于具有被包括在第二部分中的第一端壁和/或第二端壁的每个支承件，当第二部分处于其移动范围的一个极限点处时，在滚道的同一极限点处第一部分和端壁之间的间隙可以小于支承件的支承元件的直径。
39.在一些实施例中，对于每个支承件及其移动范围的每个极限点，间隙可以小于2rcos(θ/2)，其中θ是端壁与相对于端壁移动的第一部分和第二部分中的一个之间的角度，并且r是支承元件的半径。
40.在一些实施例中，对于至少一个支承件和/或至少一个其他支承件，在其移动范围的一个极限点处的间隙可以与在其移动范围的另一个极限点处的间隙基本上相同。
41.根据本发明的第三方面，提供了一种致动装置。该致动装置包括第一部分、被配置为相对于第一部分围绕螺旋轴线移动的第二部分、以及至少一个长度段的形状记忆合金(sma)线。至少一个长度段的形状记忆合金线连接在第一部分上的静态连接器和第二部分上的可移动连接器之间。当第二部分处于其中间位置时，可移动连接器从静态连接器偏移(沿着螺旋轴线)，使得至少一个长度段的形状记忆合金线与正交于螺旋轴线的平面成锐角延伸。第二部分可以被配置为在沿着螺旋轴线的两个极限点位置之间的移动范围内相对于第一部分移动。第二部分的中间位置可以基本上是在沿螺旋轴线的两个极限点位置之间的一半处。
42.在一些实施例中，静态连接器和可移动连接器可以分别朝向第一部分的第一端部
和第二部分的第一端部定位，第一部分的第一端部和第二部分的第一端部在沿螺旋轴线的第一方向上限定第一部分和第二部分的最大延伸范围，并且当第二部分处于其中间位置时，可移动连接器可以在沿螺旋轴线的相反的第二方向上与静态连接器偏移。
43.在一些实施例中，至少一个长度段的sma线可以包括第一长度段的sma线和第二长度段的sma线；第一长度段的sma线的静态连接器和可移动连接器可以分别朝向第一部分的第一端部和第二部分的第一端部定位，并且当第二部分处于其中间位置时，第一长度段的sma线的可移动连接器可以在第二方向上与第一长度段的sma线的静态连接器偏移；并且第二长度段的sma线的静态连接器和可移动连接器可以分别朝向第一部分的第二端部和第二部分的第二端部定位，第一部分的第二端部和第二部分的第二端部在沿螺旋轴线的第二方向上限定第一部分和第二部分的最大延伸范围，并且当第二部分处于其中间位置时，第二长度段的sma线的可移动连接器可以在第一方向上与第二长度段的sma线的静态连接器偏移。
44.在一些实施例中，可移动连接器可以被偏移，使得当第二部分移动到其移动范围的极限点时，可移动连接器不会沿着螺旋轴线移动基本上超过第一部分上的静态连接器。
45.在一些实施例中，第二部分可以包括具有凹陷区段的端表面，可移动连接器附接到第二部分的凹陷区段，使得当第二部分处于其中间位置时，可移动连接器可以在螺旋轴线的方向上与静态连接器偏移。
46.在一些实施例中，致动装置还可以包括至少一个弹簧臂，弹簧臂在一个端部处附接到第二部分并且在另一个端部处附接到第一部分，并在其端部之间围绕螺旋轴线延伸，其中第二部分可以包括螺旋表面，该螺旋表面被配置为允许第二部分相对于第一部分的一定范围的移动，而弹簧臂不接触第二部分。
47.在一些实施例中，弹簧臂可以通过连接到第二部分的端部的连接区段并且通过配置成使得可移动连接器相对于静态连接器偏移的扭转区段而连接到可移动连接器。
48.根据本发明的第四方面，提供了一种致动装置。该致动装置包括第一部分和第二部分。第一长度段的sma线在致动装置的第一拐角处通过第一静态连接器连接到第一部分，并且在致动装置的第二拐角处通过第一移动连接器连接到第二部分。第二长度段的sma线在致动装置的第二拐角处通过第二静态连接器连接到第一部分，并且在致动装置的第一拐角处通过第二移动连接器连接到第二部分。致动装置还包括将第二部分支撑在第一部分上的螺旋支承装置。螺旋支承装置被布置成引导第二部分相对于第一部分围绕螺旋轴线的螺旋移动。第二长度段的sma线在沿着螺旋轴线的第一方向上与第一长度段的sma线间隔开。第一部分或第二部分或者第一部分和第二部分中的每一个包括在第一拐角和第二拐角之间的侧部部分，该侧部部分大致在与正交于螺旋轴线的平面成锐角定向的平面中延伸。
49.在一些实施例中，平面可以在第一方向上从致动装置的第一拐角延伸到第二拐角。
50.在一些实施例中，对于第一长度段的sma线和第二长度段的sma线中的每一个，当第二部分处于其移动范围的一个极限点时，侧部部分可以包括与该长度段的sma线平行的大致平面的表面。
51.在一些实施例中，致动装置可以是形状记忆合金致动器。
52.根据本发明的第五方面，提供了一种相机系统，该相机系统包括：致动装置、图像
传感器和透镜系统，其中透镜系统被安装到第一部分和第二部分中的一个，并且其中透镜系统被安装到第一部分和第二部分中的另一个。
53.附图简述
54.现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的某些实施例，在附图中：
55.图1示出了形状记忆合金(sma)致动装置的示意图，该形状记忆合金(sma)致动装置为相机；
56.图2示出了支承装置的示意性透视图；
57.图3示出了支承装置的示意性自顶向下横截面视图；
58.图4a至图4c示出了已知支承装置在其移动范围内的各个阶段的示意性俯视图；
59.图5a至图5c示出了支承装置在其移动范围内的各个阶段的示意性俯视图；
60.图6示出了形状记忆合金致动装置的示意性自顶向下横截面视图；
61.图7a至图7c示出了位于形状记忆合金致动装置的不同点处的螺旋支承件的示意性横截面侧视图；
62.图8a至图8c示出了形状记忆合金致动装置在其移动范围内的各个位置处的示意性侧视图，为了清楚起见，省略了第一部分；以及
63.图9示出了形状记忆合金致动装置的示意性横截面侧视图。
64.详细描述
65.除非上下文另有要求，否则术语“支承件”在本文中使用如下。在本文中术语“支承件”的使用涵盖术语“滑动支承件(sliding bearing)”、“平面支承件(plain bearing)”。“滚动支承件”、“滚珠支承件”、“滚子支承件(roller bearing)”、“空气支承件”(其中加压空气浮托起负载)和“挠曲件(flexure)”。在本文中术语“支承件”的使用通常意指用以将运动约束为仅为期望的运动并减少移动部分之间的摩擦的任何元件或元件的组合。术语“滑动支承件”用于意指支承元件在支承表面上滑动的支承件，并且包括“平面支承件”。术语“滚动支承件”用于意指滚动支承元件(例如滚珠或滚子)在支承表面上滚动的支承件。这种滚动支承元件可以是柔顺元件(compliant element)，例如充满气体的囊。在实施例中，支承件可以设置在非线性支承表面上或者可以包括非线性支承表面。
66.在本技术的一些实施例中，可以组合使用多于一种类型的支承元件来提供支承功能。因此，本文使用的术语“支承件”包括例如平面支承件、滚珠支承件、滚子支承件和挠曲件的任意组合。
67.图1中示意性地示出了致动装置1，该致动装置1是相机。在本实施例中，致动装置1是形状记忆合金(sma)致动装置。本文描述的sma致动装置1是自动聚焦致动器。本领域技术人员应理解，自动聚焦sma致动装置1可以放置在光学图像稳定(ois)致动器之上。
68.sma致动装置1包括第一部分2，第一部分2具有安装在其上的图像传感器3。第一部分2在本文也称为支撑结构2。第一部分2或支撑结构2可以采取任何合适的形式，典型地包括基座4，图像传感器固定到该基座4。第一部分2或支撑结构2还可以支撑ic芯片5，下文将更详细地描述。
69.sma致动装置1还包括第二部分10。第二部分10在本文也称为可移动元件10。在该示例中，第二部分10或可移动元件10是透镜元件。透镜元件10可以包括透镜11，尽管可替代地透镜元件10可以包括多个透镜。透镜11、可移动元件10具有与图像传感器3对准的光轴o，
并且被布置成将图像聚焦在图像传感器3上。
70.sma致动装置是微型设备。在微型设备的一些示例中，可移动元件10、透镜(或多个透镜，当被提供时)可以具有最多20mm、优选地最多15mm、并且更优选地最多10mm的直径。
71.尽管在该示例中sma致动装置1是相机，但这通常并不是必须的。本领域技术人员应理解，在一些示例中，sma致动装置1可以是其中可移动元件10是透镜元件但没有图像传感器的光学设备。在其它示例中，sma致动装置1可以是这样一种类型的装置，即，该装置不是光学设备，并且其中可移动元件10不是透镜元件并且没有图像传感器。示例包括用于深度测绘、面部识别、游戏控制台、投影仪和安全扫描仪的装置。
72.sma致动装置1还包括支承装置20(在图1中示意性示出)，支承装置20将可移动元件10支撑在支撑结构2上。在本实施例中，支承装置20是螺旋支承装置，尽管如此，应理解，支承装置不必一定是螺旋的。
73.螺旋支承装置20被布置成引导可移动元件10围绕螺旋轴线h相对于支撑结构2的螺旋移动。在本实施例中，螺旋轴线h与光轴o重合。可移动元件10的螺旋移动在图1中用箭头m示出。优选地，螺旋运动是沿着圆柱形螺旋线的。也就是说，螺旋运动是沿着具有恒定半径的螺旋线的。然而，一般情况下，任何螺旋线都是可能的。螺旋线的螺距(pitch)沿着螺旋运动可以是恒定的或变化的。优选地，螺旋移动通常仅是螺旋线的整圈的一小部分(少于四分之一)。
74.由螺旋支承装置20引导的可移动元件10的螺旋运动包括沿着螺旋轴线h的平移移动的分量和围绕螺旋轴线h的旋转移动的分量。沿着螺旋轴线h的平移移动通常是可移动元件10的期望移动，例如改变图像在图像传感器3上的焦距和/或改变图像在图像传感器3上的放大(变焦)。在这个示例中，围绕螺旋轴线h的旋转移动对于光学目的是不需要的，但是通常是可接受的，因为可移动元件10(诸如透镜)的旋转不会改变图像在图像传感器3上的焦距。
75.现在参考图2，现在将更详细地描述支承装置20。支承装置20可以是螺旋支承装置。支承装置20包括多个支承件30。每个支承件30可以是螺旋支承件30。每个支承件30包括一对支承表面。该对支承表面包括第一支承表面31和第二支承表面32。第一支承表面31位于支撑结构2上。第二支承表面32位于可移动元件10上。
76.每个支承件30还包括滚动支承元件33，该滚动支承元件33被配置成设置在第一支承表面31和第二支承表面32之间。滚动支承元件33被配置成设置在第一支承表面31和第二支承表面32之间，使得第一支承表面31和第二支承表面32被分开间隙34，如下文将更详细地描述的。
77.每个螺旋支承件30引导可移动元件10相对于支撑结构2的螺旋移动，如箭头m所示。这可以通过第一支承表面31和第二支承表面32围绕螺旋轴线h螺旋延伸(即沿着螺旋的路径延伸)来实现。在实际实施例中，如果螺旋支承装置20的螺旋支承件30引导可移动元件10相对于支撑结构2的螺旋移动，则与第一支承表面31和第二支承表面32距螺旋轴线h的距离相比，第一支承表面31和第二支承表面32的长度可以是短的，使得它们的形状接近直的或者甚至每个都是直的。
78.多个螺旋支承件30位于围绕螺旋轴线h的不同角度位置，并且螺旋支承件30具有不同的定向，使得螺旋支承件30协作并保持足够的约束以引导可移动元件10相对于支撑结
构2的螺旋移动。
79.参照图3，第一支承表面31和第二支承表面32中的一个被配置成使得支承表面31、32在任一时刻与滚动支承元件33具有单个接触点x1。第一支承表面31和第二支承表面32中的另一个被配置成使得支承表面31、32在任一时刻具有与滚动支承元件33的两个接触点y1、y2。
80.第一支承表面31或第二支承表面32的两个接触点y1、y2比第一支承表面31或第二支承表面32中的另一个的单个接触点x1定位得更靠近滚动支承元件33的旋转轴线r。因此，滚动支承元件33相对于支撑结构2移动的距离不同于可移动元件10相对于滚动支承元件33移动的距离。
81.在本实施例中，支撑结构2中的第一支承表面31被配置成使得第一支承表面31包括与滚动支承元件33的两个接触点y1、y2。此外，可移动元件10中的第二支承表面32被配置成使得第二支承表面32包括与滚动支承元件33的一个接触点x1。
82.因此，滚动支承元件33相对于支撑结构2移动的距离小于可移动元件10相对于滚动支承元件33移动的距离，如将在下文更详细地解释的。
83.优选地，两个接触点y1、y2位于平行于滚动支承件33的旋转轴线r延伸的平面内，如将在下文更详细地解释的。此外，平面y垂直于从单个接触点x1延伸的直径线延伸。
84.将理解，在替代实施例中，第一支承表面31可以被配置成使得支撑结构2包括与滚动支承元件33的单个接触点x1，并且第二支承表面32可以被配置成使得可移动元件10包括与滚动支承元件33的两个接触点y1、y2。在这样的实施例中，滚动支承元件33相对于支撑结构移动的距离将大于可移动元件10相对于滚动支承元件33移动的距离。
85.在另一替代实施例(未示出)中，第一支承表面31和第二支承表面32都可以被配置成使得支撑结构2和可移动元件10各自包括与滚动支承元件33的一对接触点。一对接触点与旋转轴线r之间的距离可以大于另一对接触点与旋转轴线r之间的距离。在这种实施例中，滚动支承元件33相对于一对接触点移动的距离将大于滚动支承元件33相对于另一对接触点移动的距离。
86.参照图2和图3，支撑结构2上的第一支承表面31包括凹槽35。滚动支承元件33位于第一支承表面31的凹槽35中。在本实施例中，可移动元件10位于支撑结构2的内部。即，支撑结构2比可移动元件10距螺旋轴线h更远。因此，在本实施例中，凹槽35位于支撑结构2的内表面中。
87.可移动元件10上的第二支承表面32包括平滑表面36。平滑表面36是平滑的，意味着它是均匀且规则的表面。平滑表面36可以没有可察觉的突出部、凸块和/或凹陷。平滑表面36是这样的表面，其不是凹槽并且仅提供与滚动支承元件33的单个接触点。换句话说，第二支承表面32在滚动支承元件33的整个宽度尺度上实际上是平滑的，尽管在更大的尺度上是螺旋的。
88.例如，如图所示，平滑表面36是螺旋的，在沿移动方向m螺旋盘绕的横截面中是一条线，在任何时刻都保持与滚珠的单个接触点。可替代地，并且如上所述，在实际实施例中，如果螺旋支承装置20的螺旋支承件30引导可移动元件10相对于支撑结构2的螺旋移动，则第一支承表面31和第二支承表面32的长度可以是短的，在这种情况下，第二支承表面32可以是螺旋的或平面的或接近平面的或基本上平面的。
89.参照图2，每个螺旋支承件30包括单个滚动支承元件33。然而，在替代实施例中，至少一个螺旋支承件30可以包括多个滚动支承元件33。
90.在一些示例中，每个螺旋支承件30可以包括单个滚动支承元件33。在那种情况下，每个螺旋支承件30本身不约束可移动元件10相对于支撑结构2围绕单个滚动支承元件33(即，围绕横向于箭头m所示的移动方向的轴线)的旋转移动。然而，这使螺旋支承件30的总体尺寸最小化，并且特别是使螺旋支承件30的沿螺旋轴线h突出的高度最小化，因为它只需要适应滚动支承元件33的尺寸和滚动支承元件33的行进范围以允许第一支承表面31和第二支承表面32之间的所需的移动即可。
91.在其它示例中，至少一个螺旋支承件30可以包括多个滚动支承元件33。在这种情况下，螺旋支承件30约束可移动元件10相对于支撑结构2围绕滚动支承元件33中的任一个(即，围绕横向于箭头m所示的移动方向的轴线)的旋转移动。然而，与使用单个滚动支承元件33相比，这增加了螺旋支承件30的总体尺寸，并且特别是增加了螺旋支承件30的沿螺旋轴线h突出的高度。
92.螺旋支承装置20通常可以包括任何合适数量的螺旋支承件30，其中螺旋支承件30的构型被选择为引导可移动元件10相对于支撑结构2的螺旋移动，同时在其他自由度上约束可移动元件10相对于支撑结构2的移动。
93.参照图3，可以看出，在第二支承表面32的平面表面32和滚动支承元件33之间存在单个接触点x1。滚动支承元件33围绕其旋转中心滚动，该旋转中心是滚动支承件的中心，即球体的中心。单个接触点x1与滚动支承元件33的旋转中心之间的距离是滚动支承元件33的半径。
94.凹槽35包括第一表面41。凹槽35的第一表面41可以是螺旋的。当在垂直于螺旋轴线h的横截面上观察时，凹槽35的第一表面41形成平滑的表面，该平滑的表面可以是平面的，即一条线，如图3所示。凹槽35的第一表面41沿移动方向m螺旋盘绕。凹槽35的第一表面41与支撑结构2的其中形成有第一支承表面31的表面成一定角度延伸。因此，凹槽35的第一表面41与可移动元件10的第二支承表面32、36成一定角度延伸。更具体地说，凹槽35的第一表面41与滚动支承元件33的在单个接触点x1处的切平面t成一定角度延伸。
95.凹槽35还包括第二表面42。凹槽35的第二表面42可以是螺旋的。当在垂直于螺旋轴线h的横截面上观察时，凹槽35的第二表面42形成平面表面，即一条线，如图3所示。凹槽35的第二表面42沿移动方向m螺旋盘绕。凹槽35的第二表面42与支撑结构2的其中形成有第一支承表面31的表面成一定角度延伸。因此，凹槽35的第二表面42与可移动元件10的第二支承表面32、36成一定角度延伸。更具体地说，凹槽35的第二表面42与滚动支承元件33在单个接触点x1处的切平面t成一定角度延伸。
96.凹槽35的第一表面41与凹槽35的第二表面42成锐角延伸。也就是说，凹槽35的第一表面41和第二表面42不彼此平行地延伸。参照图3，第一表面41和第二表面42随着它们远离支撑结构2的表面延伸而会聚。也就是说，凹槽35的第一表面41或第二表面42上的一点离滚动支承元件33在单个接触点x1处的切平面t越远，则第一表面41或第二表面42上的该点离凹槽35的第一表面41或第二表面42中的另一个越近。
97.凹槽35还包括第三表面43。凹槽35的第三表面43可以是螺旋的。当在垂直于螺旋轴线h的横截面上观察时，凹槽35的第三表面43形成平面表面，即一条线，如图3所示。凹槽
35的第三表面43沿移动方向m螺旋盘绕。
98.凹槽35的第三表面43形成凹槽35的基部。第三表面43在第一表面41和第二表面42之间延伸。优选地，第三表面43平行于滚动支承元件33在单个接触点x1处的切平面延伸。因此，凹槽35具有四边形横截面。凹槽35的第三表面43被配置成使得其与滚动支承元件33间隔开。也就是说，在第三表面43和滚动支承元件33之间没有接触。
99.如上所述，凹槽35的第一表面41的一个端部与凹槽35的第三表面43相接。在第一表面41的另一个端部处是凹槽35的第一边缘45。凹槽35的第一边缘45形成在凹槽35的第一表面41和支撑结构2的内表面相接处。类似地，凹槽35的第二表面42的一个端部与凹槽35的第三表面相接。第二边缘46在凹槽35的第二表面42的另一个端部处。凹槽35的第二边缘46形成在凹槽35的第二表面42和支撑结构2的内表面相接处。
100.凹槽35的第一表面41或第二表面42与支撑结构2的内表面之间形成的角度是钝角。因此，凹槽35的第一表面41和第二表面42可以会聚。在本实施例中，在支撑结构2的内表面与凹槽35的第一表面41之间形成的第一边缘45的角度与在支撑结构2的内表面与凹槽35的第二表面4之间形成的第二边缘46的角度相同。支撑结构2的内表面和凹槽35的第一表面41之间形成的角度可以在90度到180度的范围内。优选地，该角度在大于90度到小于180度的范围内。支撑结构2的内表面和凹槽35的第二表面42之间形成的角度可以在90度到180度的范围内。优选地，该角度在大于90度到小于180度的范围内。
101.更优选地，上述角度的范围在95度到175度的范围内。该角度范围帮助防止滚动支承元件33变得不受约束，在该范围之外滚动支承元件33可能由于制造公差而变得不受约束。角度越接近90度或95度(以及因此凹槽35的第一表面41和第二表面42之间的角度越接近0度或5度)，滚动支承元件33沿着支撑结构2的行进范围就越小。
102.因此，凹槽35的横截面是对称的。此外，凹槽35的横截面为等腰梯形。然而，应理解，在替代实施例中，凹槽35的横截面可以采取另一种形式。例如，在省略凹槽35的第三表面43的实施例中，凹槽35的横截面可以是三角形的。
103.凹槽35的第一边缘45和凹槽35的第二边缘46之间的距离大于滚动支承元件33的直径。因此，滚动支承元件33与第一支承表面31的凹槽35的两个接触点y1、y2位于凹槽35的第一表面41和第二表面42上。即，滚动支承元件33与第一支承表面31的第一接触点y1在凹槽35的第一表面41上，并且滚动支承元件33与第一支承表面31的第二接触点y2在凹槽35的第二表面42上。对于右螺旋支承件30，在沿可移动元件10的移动范围的任何点处，上述都是正确的。
104.其中凹槽35的第一边缘45和凹槽35的第二边缘46之间的距离大于滚动支承元件33的直径的实施例是有利的，因为它减小了滚动支承元件33从凹槽35突出的距离。因此，可以减小sma致动装置1的总体尺寸。
105.在图中未示出的替代实施例中，凹槽35的第一边缘45和凹槽35的第二边缘46之间的距离可以小于滚动支承元件33的直径。在这样的实施例中，滚动支承元件33的与第一支承表面31的凹槽35的两个接触点y1、y2位于凹槽35的第一边缘45和第二边缘46上。即，滚动支承元件33与第一支承表面31的第一接触点y1在凹槽35的第一边缘45上，并且滚动支承元件33与第一支承表面31的第二接触点y2在凹槽35的第二边缘46上。对于右螺旋支承件30，在沿可移动元件10的移动范围的任何点处，上述都是正确的。
106.在其中第一支承表面31和第二支承表面32都被配置成使得支撑结构2和可移动元件10各自包括与滚动支承元件33的一对接触点的替代实施例中，第一支承表面31和第二支承表面32都可以包括如上面关于第一支承表面31所述的凹槽。第一支承表面31和第二支承表面32中的一个支承表面所包括的凹槽的第一表面41和第二表面42之间形成的角度大于第一支承表面31和第二支承表面32中的另一个支承表面所包括的凹槽的第一表面41和第二表面42之间形成的角度。
107.简要参考图5a至图5c，图5a至图5c示出了支承装置30的示意性俯视图，可以看出，在上述任一场景下，滚动支承元件33和支撑结构2上的第一支承表面31之间的两个接触点y1、y2所在的平面或线y比滚动支承元件33与可移动元件10的第二支承表面32的单个接触点x1处的切平面或线t更靠近滚动支承元件33的旋转中心r。
108.作为比较，图4a至图4c示出了已知的支承装置30的示意性俯视图，其中滚动支承元件33与支撑结构2的第一支承表面31具有单个接触点，并且与可移动元件10的第二支承表面32具有单个接触点。在已知的布置中，滚动支承元件33的每个接触点与滚动支承元件33的旋转中心r间隔开等于滚动支承元件33的半径r的距离，如图4a所示。因此，如图4b和图4c中可以看出的，可移动元件10相对于滚动支承元件33的移动与滚动支承元件33相对于支撑结构2的移动相同。
109.更具体地，参考图4b，可以看出，当图1所示的sma致动设备1被致动时，可移动元件10相对于支撑结构2移动。当可移动元件10移动等于滚动支承元件33的圆周的四分之一的距离时，如图中箭头标记πr/2所示，由于在滚动支承元件33和可移动元件10的第二支承表面32之间的单个接触点处的摩擦，滚动支承元件33围绕其旋转中心r旋转四分之一圈。
110.由于滚动支承元件33和支撑结构2的第一支承表面31之间的摩擦，当滚动支承元件33围绕其旋转中心r旋转时，滚动支承元件33沿着支撑结构2的第一支承表面31滚动等于滚动支承元件33的圆周的四分之一的距离，如箭头标记πr/2所示。
111.因此，当可移动元件10移动等于滚动支承元件33的圆周的四分之一的距离时，可移动元件10相对于支撑结构2移动的总距离是滚动支承元件33的圆周的一半。因此，为了获得可移动元件10的所需的范围，由支撑结构2上的第一支承表面31形成的轨道或滚道必须至少是所需的范围的一半。在支撑结构上的第一支承表面31的该必要轨道长度限制了支撑结构2的最小尺寸，并因此限制了sma致动设备1(如图1所示)的总体尺寸。
112.简略地参考图4c，为了完整起见，可以看出可移动元件10已经移动了等于滚动支承元件33的圆周的四分之一πr/2的另外的距离。此外，滚动支承元件33已经沿着支撑结构2滚动了等于滚动支承元件33的圆周的四分之一πr/2的另外的距离。因此，可移动元件10已经相对于滚动支承元件33移动了等于滚动支承元件33的圆周的一半πr的距离，并且滚动支承元件33已经相对于支撑结构2移动了滚动支承元件33的圆周的一半πr的距离。因此，总体上，可移动元件10已经相对于支撑结构2移动了等于滚动支承元件33的圆周的距离。
113.图4a至图4c中图示的效果(即，可移动元件相对于滚动支承元件移动的距离等于滚动支承元件相对于支撑结构移动的距离)也由这样的支承装置提供，在该支承装置中，滚动支承元件位于两个相似的凹槽中，即第一支承表面中的第一凹槽和第二支承表面中的第二凹槽，第二凹槽具有与第一凹槽相同的形状。这样的凹槽可以被认为减小了滚动支承元件的“有效半径”(其中滚动支承元件相对于特定凹槽的有效半径可以定义为滚动支承元件
的旋转轴线和与旋转轴线平行且包括凹槽与滚动支承元件之间的接触点的的线之间的距离)。
114.参考回图5a至图5c，示出了支承装置。为了清楚起见，支撑结构2的第一支承表面31由直线49示出，尽管实际上该线可以是螺旋的。所示的线49表示当滚动支承元件33沿着支撑结构2移动时，支撑结构2的第一支承表面3和滚动支承元件33之间的接触点y1、y2。线49可以是第一支承表面31的凹槽35的第一表面41和第二表面42上的接触点y1、y2，或可替代地，线49可以是沿着凹槽35的第一边缘45和第二边缘46的接触点y1、y2。
115.参照图5a，滚动支承元件33和可移动元件10之间的单个接触点x1位于远离滚动支承元件33的旋转中心r一定距离处，该距离为滚动支承元件33的半径r。然而，滚动支承元件33与支撑结构2的第一支承表面31的两个接触点y1、y2的平面y位于远离滚动支承元件33的旋转中心r一定距离处，该距离为滚动支承元件33的半径的一半r/2。
116.滚动支承元件33上的两组不同的接触点在图5a至图5c中以同心圆示出。外部圆或较大的圆表示滚动支承元件33的圆周，并因此表示与可移动元件10的第二支承表面32的单个接触点。内部圆或较小的圆表示滚动支承元件33与支撑结构2的第一支承表面31(即凹槽35的第一表面41或第一边缘45和凹槽35的第二表面42或第二边缘46)的两个接触点。
117.如图5a中图示的，单个接触点x1所在的切平面的距离是两个接触点y1、y2所在平面的距离的两倍。此外，由于滚动支承元件33的每个点以相同的角速度旋转，当初始单个接触点x1旋转通过90度时，两个接触点y1、y2也仅旋转通过90度。然而，由于两个接触点y1、y2所在的平面y与旋转中心r之间的径向距离小于单个接触点x1与旋转中心r之间的径向距离，因此，可移动元件10相对于滚动支承元件33移动得比滚动支承元件33相对于支撑结构2移动得更多，如图5c所示并且将在下文中更详细地描述。
118.参照图5b，可以看出，当图1所示的sma致动设备1被致动时，可移动元件10相对于支撑结构2移动。当可移动元件10移动等于滚动支承元件33的圆周的四分之一的距离时，如图中箭头标记πr/2所示，由于在滚动支承元件33和可移动元件10的第二支承表面32之间的单个接触点处的摩擦，滚动支承元件33围绕其旋转中心r旋转四分之一圈。
119.由于滚动支承元件33和支撑结构2的第一支承表面31之间的摩擦，当滚动支承元件33围绕其旋转中心r旋转时，在本发明中，滚动支承元件33沿着支撑结构2的第一支承表面31滚动等于滚动支承元件33的圆周的八分之一的距离，如箭头标记πr/4所示。因为旋转中心r和两个接触点之间的较小半径产生较短的曲率弧，滚动支承元件33相对于支撑结构2移动较少。因此，滚动支承元件33沿与圆周相比较短的曲率弧移动。因此，滚动支承元件33沿支撑结构2移动的距离比可移动元件10相对于滚动元件33移动的距离小。
120.因此，当可移动元件10移动等于滚动支承元件33的圆周的四分之一的距离时，可移动元件10相对于支撑结构2移动的总距离是滚动支承元件33的圆周的八分之三。因此，为了达到可移动元件10的所需范围，在支撑结构2上由第一支承表面31形成的轨道或滚道只需要是可移动元件10所需运动范围的三分之一。在支撑结构上第一支承表面31的该必要轨道长度限制了支撑结构2的最小尺寸，并因此限制了sma致动设备1(如图1所示)的总体尺寸。然而，所需的轨道长度小于已知支承装置中所需的轨道长度。因此，本发明允许支撑结构2以及因此设备1的高度减小。
121.sma致动器装置1的高度典型地由可移动元件10的高度和可移动元件10的行程长
度限制。因此，对于给定行程，决定sma致动器装置1的最小高度的是可移动元件10的高度。然而，如下面将参考图7a至图7c更详细地解释的，当可移动元件10处于其运动范围的极限点时，在可移动元件10和支撑结构2之间还应该有足够的重叠，以在诸如撞击的某些场景下最小化滚动支承元件33从支承件30跑出的风险。
122.在支撑结构2限定(即包括)支承件30的端壁61、62(参见图7a至图7c)的该示例中，通过减小支撑结构2上所需的轨道的长度，可以减小支撑结构2的高度，并因此减小sma致动器装置1的高度。可替代地，或者附加地，可以增加上一段中所描述的重叠。
123.在其他示例中，例如，在可移动元件10包括支承件30的端壁中的一个或两个的示例中，可以通过替代地减小可移动元件10上所需的轨道的长度来减小sma致动器装置1的高度和/或增加重叠。
124.总体来说，本文描述的“调适(gearing)”提供了一种调节(螺旋)支承件的轨道长度的方式，并因此能够有利地调节特定sma致动器装置1的性能。
125.简略地参考图5c，为了完整起见，可以看出可移动元件10已经移动了等于滚动支承元件33的圆周的四分之一πr/2的另一另外的距离。此外，滚动支承元件33已经沿着支撑结构2滚动了等于滚动支承元件33的圆周的八分之一πr/4的另外的距离。因此，可移动元件10已经相对于滚动支承元件33移动了等于滚动支承元件33的圆周的一半πr的距离，并且滚动支承元件33已经相对于支撑结构2移动了滚动支承元件33的圆周的四分之一πr/2的距离。因此，总体上，可移动元件10已经相对于支撑结构2移动了等于滚动支承元件33的一个半圆周的距离。
126.上述示例性实施例将由支撑结构2的第一支承表面31形成的轨道或滚道的所需尺寸减小了25％。然而，应当理解，通过使两个接触点y1、y2所在的平面移动得更靠近滚动支承元件33的旋转中心r将进一步减小轨道和因此支撑结构2以及因此整个设备1的所需尺寸，而不损害可移动元件10的运动范围。
127.在一些实施例中，两个接触点y1、y2所在的平面y与旋转中心r之间的距离基本上在单个接触点x1与滚动支承元件33的旋转中心r之间距离的1％至75％的范围内。也就是说，两个接触点y1、y2所在的平面y位于距旋转中心r小于半径的75％的距离处。
128.在一些实施例中，两个接触点y1、y2所在的平面y与旋转中心r之间的距离基本上在单个接触点x1与滚动支承元件33的旋转中心r之间距离的1％至50％的范围内。也就是说，两个接触点y1、y2所在的平面y位于距旋转中心r小于半径的50％的距离处。
129.在一些实施例中，两个接触点y1、y2所在的平面y与旋转中心r之间的距离基本上在单个接触点x1与滚动支承元件33的旋转中心r之间距离的1％至25％的范围内。也就是说，两个接触点y1、y2所在的平面y位于距旋转中心r小于半径的25％的距离处。
130.图5a至图5c中图示的效果(例如，可移动元件10相对于滚动支承元件33移动的距离大于滚动支承元件33相对于支撑结构2移动的距离)也由这样的支承装置30提供，在该支承装置中，滚动支承元件33位于两个不同的凹槽35(例如，第一支承表面中的第一凹槽和第二支承表面中的比第一凹槽浅的第二凹槽)中。如上所述，滚动支承元件33相对于特定凹槽的有效半径可以定义为滚动支承元件33的旋转轴线和与旋转轴线平行的包括凹槽与滚动支承元件之间的接触点的线之间的距离。在这种支承装置中，滚动支承元件相对于第二凹槽的有效半径比对于第二凹槽的滚动支承元件的有效半径减小更大的量，从而仍然提供如
图5a至图5c中图示的调适。如将理解的，在这种支承装置中，第一支承表面和第二支承表面中的每一个与滚动支承元件具有两个接触点。
131.现在参考图6，示出了形状记忆合金致动装置50的示意性自顶向下的横截面视图。形状记忆合金致动装置50大致与上述形状记忆合金致动装置1相同，并因此，将省略对其进行详细说明。同样，形状记忆合金致动装置50的与上述形状记忆致动装置1的特征类似的特征将保留它们的术语和参考数字。
132.形状记忆合金致动装置50包括支撑结构2和可移动元件10。形状记忆合金致动装置50还包括螺旋支承装置20，该螺旋支承装置20将可移动元件10支撑在支撑结构2上，并被布置成引导可移动元件10围绕螺旋轴线h相对于支撑结构2的螺旋移动。
133.参照图6，螺旋支承装置20包括多个螺旋支承件30(i-v)。螺旋支承件30优选地与上面关于图2至图5c描述的螺旋支承件30相同。然而，它们也可以是另一种类型的螺旋支承件30。
134.与上面描述的螺旋支承件30类似，本实施例的螺旋支承件30i包括在支撑结构2和可移动元件中的一个上的第一支承表面31以及在支撑结构2和可移动元件10中的另一个上的第二支承表面32。第一支承表面31和第二支承表面32以螺旋方式围绕螺旋轴线h延伸。也就是说，第一支承表面31和第二支承表面32形成围绕螺旋轴线h螺旋延伸的滚道39，滚道39相对于螺旋轴线h延伸的角度是滚道39的螺旋角α，在图2中最佳示出。因此，滚道39在螺旋支承平面h中延伸。另外，每个螺旋支承件30i包括设置在支承表面31、32之间的一个滚动支承元件33。在其整个移动范围内，至少一个滚动支承元件33沿着螺旋支承平面h(即围绕螺旋轴线h的螺旋路径)螺旋移动，螺旋支承平面在图2中最清楚地图示。因此，滚动支承元件33的旋转中心r的轨迹是沿螺旋支承平面h的。
135.在本实施例中，支撑结构2包括第一支承表面31。支撑结构2的第一支承表面31优选地包括凹槽35，如上面关于图1至图5c所描述的。此外，在本实施例中，可移动元件10包括第二支承表面32。优选地，可移动元件10的第二支承表面32是平滑的。
136.应理解，在替代实施例中，支撑结构2的第一支承表面31可以是平滑的，和/或可移动元件10的第二支承表面32可以包括凹槽35，如上所述。可替代地，包括凹槽35的第一支承表面31可以位于可移动元件10上，和/或平滑的第二支承表面32可以位于支撑结构2上。
137.参照图6，螺旋支承件中的至少一个30i的第二支承表面32在第一平面a中延伸。此外，至少一个其他螺旋支承件30ii的第二表面32在第二平面b中延伸。第二平面b与第一平面a成一定角度延伸。即，第一平面a和第二平面b不彼此平行地延伸。
138.在一些实施例中，平面a(螺旋支承件30i在其中延伸)在沿螺旋轴线h的任何横截面点处平行于螺旋轴线h。即，平面a由从至少一个支承元件33和可移动元件10上的第二支承表面32之间的接触点x1延伸的切线限定。也就是说，螺旋支承件30i在滚动支承元件33和可移动元件10之间的接触点x1的切平面内延伸。
139.更具体地说，螺旋支承件30在其中延伸的平面在沿螺旋轴线h的任何点处由滚动支承元件33和可移动元件10之间的接触点x1所在的切平面(a-e)限定。即，螺旋支承件30的第二支承表面32在其中延伸的平面在沿螺旋轴线h的任何点处由从至少一个支承元件33与支撑结构2或可移动元件10中的一个上的第二支承表面32之间的接触点x1延伸的切平面限定。因此，由于滚动支承元件33以螺旋方式移动(即当可移动元件10被致动时，在竖直地且
周向地移动)，因此螺旋支承件30在其中延伸的切平面a将随着滚动支承元件33沿螺旋轴线h的位置改变而变化。
140.螺旋支承装置20中的多个螺旋支承件30中的每一个围绕螺旋轴线h螺旋延伸。此外，如上所述，多个螺旋支承件30中的每一个包括在螺旋支承平面h中以螺旋角α延伸的滚道39。螺旋角α是滚道39在其中延伸的螺旋支承平面h与螺旋轴线h之间的角度。在迄今为止描述的实施例中，多个螺旋支承件30中的每一个在具有相同螺旋角α的螺旋支承平面h中延伸。
141.因此，第一平面a和第二平面b不在沿螺旋轴线h的任何点处(即在垂直于螺旋轴线h的任何平面中)彼此平行地延伸。也就是说，第一平面a和第二平面b在垂直于螺旋轴线h的任何给定平面中在沿螺旋轴线h的每个点处彼此成一定角度延伸。
142.优选地，螺旋支承件30中的每一个中的第二支承表面32的平面与其他螺旋支承件30中的每一个的第二支承表面32的平面成一定角度延伸。因此，螺旋支承装置20的螺旋支承件30的第二支承表面32中都不彼此平行地延伸。
143.螺旋支承装置20的螺旋支承件30可以围绕螺旋轴线h均匀地间隔开。可替代地，螺旋支承装置20的螺旋支承件30可以围绕螺旋轴线h不均匀地间隔开。螺旋支承装置20优选地包括五个螺旋支承件30i、30ii、30ii、30iv和30v。使五个螺旋支承件30布置成使得没有两个支承件彼此平行地延伸，允许可移动元件10的运动仅被约束为围绕螺旋轴线h的螺旋运动。然而，应当理解，支承装置20可以包括不同数量的螺旋支承件30。
144.在一些实施例中，每个螺旋支承件30的滚动支承元件33位于正交于螺旋轴线h的同一平面内，如图6所示。然而，应当理解，在替代实施例中，螺旋支承件30中的至少一个螺旋支承件的滚动支承元件33位于正交于螺旋轴线h的平面中，该平面在螺旋轴线h的方向上相对于其他螺旋支承件30中的至少一个螺旋支承件的滚动支承元件33所在的平面偏移。
145.在一些实施例中，螺旋支承件30中的至少一个可以包括多个支承元件33。此外，螺旋支承件33中的至少一个螺旋支承件的至少一个滚动支承元件33可以包括滚动支承件33。
146.现在参考图7a至图7c，示出了致动装置60的示意性横截面侧视图。在本实施例中，致动装置60是形状记忆合金(sma)致动装置。形状记忆合金致动装置60大致与上述形状记忆合金致动装置1、50相同，并因此，将省略对其进行详细说明。同样，形状记忆合金致动装置60的与上述形状记忆致动装置1、50的特征类似的特征将保留它们的术语和参考数字。
147.形状记忆合金致动装置60包括支撑结构2和可移动元件10。形状记忆合金致动装置60还包括螺旋支承装置20，该螺旋支承装置20将可移动元件10支撑在支撑结构2上，并被布置成引导可移动元件10围绕螺旋轴线h相对于支撑结构2的螺旋移动。
148.支承装置20包括多个支承件30a、30b、30c，如图7a至图7c所示。图7a至图7c所图示的支承装置包括三个螺旋支承件30。支承件30在装置1的四个拐角中的三个拐角处被间隔开。然而，应理解，在替代实施例中，支承件30的数量和它们中的每一个之间的间距可以不同。
149.每个支承件30包括滚道39。支承件30的滚道39被配置成确定可移动元件10相对于支撑结构2的运动范围。
150.滚道39包括在支撑结构2和可移动元件10中的一个上的第一支承表面31以及在支撑结构2和可移动元件10中的另一个上的第二支承表面32。在本实施例中，第一支承表面31
在支撑结构2上，并且第二支承表面32位于可移动元件10上。第一支承表面31和第二支承表面32可以是如上所述的。
151.每个支承件30包括支承元件33。滚动支承元件33接触支撑结构2上的第一支承表面31和可移动元件10上的第二支承表面32。
152.每个滚道39包括第一端壁61。第一端壁61位于滚道39的一个极限点处。在本示例中，第一端壁61位于滚道39的顶端部63处。此外，第一端壁61位于支撑结构2上。第一端壁61可以与支撑结构2一体地形成。
153.每个滚道39还可以包括第二端壁62。第二端壁62位于滚道39的另一个极限点处。第二端壁62位于滚道39的底端部64处。此外，第二端壁62位于支撑结构2上。第二端壁62可以与支撑结构2一体地形成。
154.应理解，在替代实施例中，第一端壁61和第二端壁62可以替代地或附加地位于可移动元件10上。
155.滚动支承元件33将可移动元件10与支撑结构2间隔开，并且特别是将可移动元件10与第一端壁61和第二端壁62间隔开。因此，在可移动元件10的第二支承表面32和支撑结构2的端壁61、62之间存在间隙。
156.第一端壁61和第二端壁62用作滚动支承元件止动件，以防止滚动支承元件33在撞击场景下从支承件30弹出。如上所述，sma致动器装置1的高度通常由可移动元件10的高度和可移动元件10的行程限制。因此，当可移动元件10移动到其运动范围的极限点时，可移动元件10延伸超过支撑结构2。
157.然而，可移动元件10必须足够大，使得可移动元件10与支撑结构2重叠的端部(即没有从支撑结构2延伸出的端部)与支撑结构2上的滚道39的端部之间的间隙足够小，以在撞击场景下保持滚动支承元件33。
158.多个支承件30中的至少一个相对于多个支承件中的其他支承件中的至少一个偏移，使得多个支承件中的一个的第一端壁61在螺旋轴线的方向上与多个支承件中的其他支承件中的至少一个的第一端壁偏移。
159.多个支承件30中的每一个包括在第二部分10上的支承表面32，该支承表面具有延伸到其的法向量。如果法向量大致具有沿着或平行于螺旋轴线h在第一方向上(例如向上)延伸的分量，则支承件30是第一类型的。如果法向量大致具有沿着或平行于螺旋轴线h在与第一方向相反的第二方向上(例如向下)延伸的分量，则支承件30是第二类型的。
160.至少一个支承件30可以是第一类型的支承件，并且至少一个其他支承件30可以是第二类型的支承件。此外，至少一个支承件30可以相对于至少一个其他支承件30偏移，使得第一端壁61和/或第二端壁62如果位于第一部分上则在第一方向上偏移，并且如果位于第二部分上则在第二方向上偏移。
161.参照图7a和图7c，可以看出，在第一滚道39a和第三滚道39c中，可移动元件10或第二部分10在螺旋轴线h的方向上位于支撑结构2的上方。因此，可移动元件10上的支承表面32的法向分量在第二方向上，沿着螺旋轴线h向下。因此，第一支承件30a和第三支承件30c是第二类型的。结果，防止了可移动元件10相对于支撑结构2的纯向下竖直移动。参照图7b，可以看出，在第二滚道39b中，支撑结构2在螺旋轴线h的方向上位于可移动元件10的上方，即与第一滚道39a和第三滚道39c相反。因此，可移动元件10上的支承表面32的法向分量在
第一方向上，沿着螺旋轴线h向上。因此，第二支承件30b是第一类型的。结果，防止了可移动元件相对于支撑结构2的纯向上竖直移动。
162.滚道39a、39b、39c与螺旋轴线h成一定角度延伸，该角度称为螺旋支承角θ。已知的滚道通常平行于螺旋轴线h延伸，以允许在可移动元件10和支撑结构2之间移动。
163.使第一滚道39a和第三滚道39c以一定角度延伸从而使可移动元件10位于支撑结构2上方的优点是，当可移动元件处于其移动范围的底部时，支撑结构2的第一端壁61和可移动元件10的端部之间的间隙小于竖直滚道布置中的相同条件。
164.然而，由于第一滚道39a和第三滚道39c的这种倾斜，当可移动元件10处于其运动范围的顶部时，支撑结构2的第二端壁62和可移动元件10的端部之间的间隙大于竖直滚道中的相同条件。
165.第二滚道39b的情况正好相反。使第二滚道39b以一定角度延伸从而使支撑结构2位于可移动元件10上方的优点是，当可移动元件处于其运动范围的底部时，支撑结构2的第二端壁62和可移动元件10的端部之间的间隙小于竖直滚道布置中的相同条件。
166.然而，由于第二滚道39b的这种倾斜，当可移动元件10处于其运动范围的顶部时，支撑结构2的第一端壁61和可移动元件10的端部之间的间隙大于竖直滚道中的相同条件。
167.如在图7a至图7c中示出的，多个支承件中的至少一个30b相对于其他多个支承件中的至少一个30a、30c偏移，使得多个支承件中的一个30b的第一端壁61b在一平面中延伸，该平面在沿螺旋轴线h的方向与多个支承件中的其他支承件30a、30c中的至少一个的第一端壁61a、61c在其中延伸的平面间隔开。
168.此外，多个支承件中的至少一个30b相对于其他支承件30a、30c中的至少一个偏移，使得多个支承件中的至少一个30b的第二端壁62b在一平面中延伸，该平面在沿螺旋轴线h的方向上与多个支承件中的其他支承件30a、30c中的至少一个的第二端壁62a、62c在其中延伸的平面间隔开。
169.即，端壁61、62中的每一个可以大致是平面的。至少一个支承件30的第一端壁61和/或第二端壁62可以在沿螺旋轴线的方向上与至少一个其他支承件的第一端壁61和/或第二端壁62延伸的平面间隔开的平面中延伸。
170.部分中的一个(例如，第一部分2)可以包括第一端壁61和第二端壁62中的每一个。对于多个支承件30中的每一个，部分中的另一个(例如，第二部分10)可以包括支承表面，该支承表面沿螺旋轴线h的延伸范围对应于部分10沿螺旋轴线h的延伸范围。
171.通过使螺旋支承件中的至少一个30b相对于其他螺旋支承件30a、30c中的至少一个偏移，可移动元件10与第一端壁61或第二端壁62之间的间隙65可以减小。此外，使支承件30偏移意味着不需要增加可移动元件10的总体高度，并因此可以减小装置1的总体尺寸。
172.如图7a和图7c所示，支撑结构2上的滚道39a、39c沿螺旋轴线h的方向被向下移动，并且如图7b所示，支撑结构2上的滚道39b沿螺旋轴线h的方向被向上移动，这将在下文中更详细地解释。因此，减少了滚动支承元件33在撞击期间通过间隙65从滚道39逃出的可能性。此外，通过使滚道39偏移，可以使在滚道39的任一极端点处产生的间隙65具有相同的尺寸。因此，支承元件33逃出一个滚道39的可能性不大于另一个滚道39。因此，优选的是，与竖直布置相比，每个滚道39向上或向下偏移相同的量，以便当可移动元件10处于其运动范围的顶部或底部时，在每个滚道39的两个端部处实现相等的间隙尺寸。
173.对于具有包括第一端壁61和/或第二端壁62的第一部分2或支撑结构的支承件30，当第二部分10或可移动元件处于其移动范围的一个极端点时，在滚道39的另一个极端点处的可移动元件10与端壁61、62之间的间隙65小于支承件30的支承元件33的直径。
174.此外，对于具有包括第一端壁61和/或第二端壁62的第二部分10或可移动元件的支承件30，当可移动元件10处于其移动范围的一个极端点时，在滚道39的同一极端点处的第一部分2或支撑结构与端壁61、62之间的间隙65小于支承件30的支承元件33的直径。
175.也就是说，滚道39被配置成使得当可移动元件10处于其移动范围的一个极端点时，在滚道39的与可移动元件10的相对的端部处，可移动元件与滚道69的端壁61、62中的一个端壁之间的间隙65小于滚动支承元件33的直径。此外，当可移动元件10处于其移动范围的一个极端点时，在滚道39的另一个极端点处的可移动元件10与端壁61、62之间的间隙65应基本上小于滚动支承元件33的直径，以便保持可移动元件10与滚动支承元件33之间的接触。优选地，对于每个支承件30及其移动范围的每个极端点，间隙小于2rcos(θ/2)，其中θ是端壁与相对于端壁61、62移动的支撑结构或可移动元件中的一个之间的角度，并且r是滚动支承元件的半径。
176.如前所述，对于所述至少一个支承件30和/或所述至少一个其他支承件30，在其移动范围的一个极端点处的间隙65与在其移动范围的另一个极端点的间隙65基本上相同。
177.可移动元件10和滚动支承元件33之间的接触是期望的，因为如果存在没有接触的情况，那么可移动元件10不再受支承件30的约束并且可能倾斜。可移动元件10的倾斜可能导致sma致动器装置1中的其他问题，诸如在撞击场景期间碰损装置1的精密部分。
178.图7a至图7c中的示意图示出了在可移动元件10的范围的下极限点处的可移动元件10。然而，滚动支承元件33被示出在滚道39的顶部处，以图示滚动支承元件33太大从而无法穿过可移动元件10和第一端壁61(或第二端壁62)之间的间隙。
179.现在参考图8a至图8c，示出了致动装置70的示意性侧视图。在本实施例中，致动装置70是形状记忆合金致动装置。形状记忆合金致动装置70大致与上述形状记忆合金致动装置1、50、60相同，并因此，将省略对其进行详细说明。同样，形状记忆合金致动装置70的与上述形状记忆致动装置1、50、60的特征类似的特征将保留它们的术语和参考数字。
180.形状记忆合金致动装置70包括支撑结构2(如图1所示)、可移动元件10，可移动元件10被配置成围绕螺旋轴线h相对于支撑结构2螺旋移动。
181.形状记忆合金致动装置70还包括至少一段形状记忆合金线71。至少一段形状记忆合金线71连接在支撑结构2上的静态连接器72和可移动元件10上的可移动连接器73之间。
182.如图8a中图示的，当可移动元件10处于其中间位置时，可移动连接器73与静态连接器72偏移，使得至少一段形状记忆合金线71与正交于螺旋轴线h的平面成锐角延伸。可移动连接器73在螺旋轴线h的方向上比静态连接器72定位得更靠近支撑结构2的中心。也就是说，可移动连接器73在螺旋轴线h的方向上朝向支撑结构2的中心偏移。因此，当可移动元件10处于其中间位置时，可移动连接器73沿着螺旋轴线h位于静态连接器72的下方。
183.即，静态连接器72和可移动连接器73分别朝向支撑结构2的第一端部和可移动元件10的第一端部定位。支撑结构2的第一(例如上部)端部和可移动元件10的第一(例如上部)端部在沿螺旋轴线h的第一方向上限定支撑结构2和可移动元件10的最大延伸范围。当可移动元件10处于其中间位置时，可移动连接器73在沿螺旋轴线h的相反的第二方向上与
静态连接器72偏移。
184.可移动元件10还包括端表面75。端表面75包括凹陷部分76。可移动连接器73附接到可移动元件10的凹陷部分76。因此，当可移动元件10处于其中间位置时，可移动连接器73在螺旋轴线h的方向上与静态连接器72偏移。
185.此外，可移动连接器73被偏移，使得当可移动元件10移动到其移动范围的极限点时，可移动连接器73不会沿着螺旋轴移动成基本上超过支撑结构2上的静态连接器72。
186.形状记忆合金致动装置70包括至少一个弹簧臂77。弹簧臂77在一个端部81处附接到可移动元件10。弹簧臂77在另一个端部82处附接到支撑结构2。弹簧臂77围绕螺旋轴线h在其端部之间延伸。弹簧臂77可以围绕螺旋轴线h以弧形延伸。
187.另外，弹簧臂77通过连接区段而连接到可移动连接器73，该连接区段连接到可移动部分10的端部。此外，弹簧臂77包括扭转区段78。优选地，弹簧臂77的扭转区段78位于弹簧臂77的可移动元件端部81附近。弹簧臂7通过连接到可移动元件10的端部的连接区段和扭转区段连接到可移动连接器73。
188.扭转区段78被配置成使得可移动连接器73相对于静态连接器72偏移。也就是说，弹簧臂77在螺旋轴线h的方向上朝向支撑结构2的中心扭转。因此，扭转区段78相对于静态连接器72使可移动连接器73偏移。
189.弹簧臂77、连接区段和扭转区段78可以是一体的。优选地，每个连接器72、73是压接件。
190.弹簧臂77的扭转区段78被配置成使得当可移动元件10移动到其移动范围的极限点时，如图8b和图8c所示，可移动连接器73基本上不会移动超过支撑结构2上的静态连接器72。也就是说，当可移动元件10移动到其范围的极限点时，可移动连接器73不完全移动超过静态连接器72。
191.形状记忆合金致动装置70的描述涉及连接在单个静态连接器72a和单个可移动连接器73a之间的单个段的sma线71a，该sma线布置在装置70的一侧(例如上侧)上。即，在支撑结构2的上表面上的一个静态连接器72a和在可移动元件10的上表面上的一个可移动连接器73a。然而，装置70的一侧上的布置可能本身仅能够在一个方向上将可移动元件10远离其中间位置移动。
192.因此，第二布置的sma线71b在装置70的相对侧(例如下侧)上连接在静态连接器72b和可移动连接器73b之间。
193.即，sma线71的至少一个长度段包括sma线71的第一长度段71a和sma线的第二长度段72a。sma线71的第一长度段的静态连接器72和可移动连接器73分别朝向支撑结构2和可移动元件10的第一(例如上部)端部定位。当可移动元件10处于其中间位置时，sma线71的第一长度段71a的可移动连接器73在第二方向上与sma线71的第一长度段71a的静态连接器72偏移。
194.sma线71的第二长度段71b的静态连接器72和可移动连接器73分别朝向支撑结构2和可移动元件10的第二(例如，下部)端部定位。支撑结构2和可移动元件10的第二端部围绕螺旋轴线h在第二方向上限定支撑结构2和可移动元件10的最大延伸范围。当可移动元件10处于其中间位置时，sma线71的第二长度段71b的可移动连接器73在第一方向上与sma线71的第二长度段71b的静态连接器72偏移。
195.应理解，sma线71的第一长度段71a和sma线71的第二长度段71b可以沿着螺旋轴线彼此间隔开。sma线71的第一长度段71a和sma线71的第二长度段71b可以被配置成围绕螺旋轴线h在相反的方向上向可移动元件10施加扭矩。
196.简要参考图8b，示出可移动元件10移动到其范围的最低极限点。在该位置，上部可移动连接器73a向下远离上部静态连接器72a移动，并且下部可移动连接器73b向下朝向下部静态连接器72b移动。当可移动元件10处于其最低位置时，下部可移动连接器73b与下部静态连接器72b处于垂直于螺旋轴线h延伸的同一平面内。
197.简略参考图8c，示出可移动元件10移动到其范围的最高极限点。在该位置，上部可移动连接器73a向上朝向上部静态连接器72a移动，并且下部可移动连接器73b向上远离下部静态连接器72b移动。当可移动元件10处于其最高位置时，上部可移动连接器73b与上部静态连接器72b处于垂直于螺旋轴线h延伸的同一平面内。
198.因此，由于可移动连接器73的移动范围不延伸超过位于结构支撑件2的上表面上的静态连接器72，因此装置70所需的高度减小，因为可移动连接器73在螺旋轴线h的方向上远离支撑结构2的中心移动的没有静态连接器72远离支撑结构2的中心移动的远。
199.可移动元件10还包括螺旋表面86。螺旋表面86被配置成允许可移动元件10相对于支撑结构2移动，而弹簧臂77在整个行程长度内不接触可移动元件10。
200.至少一个弹簧臂77可以包括第一弹簧臂77a和第二弹簧臂77b。可移动元件10可以包括对应的第一螺旋表面86a和第二螺旋表面86b。第一螺旋表面86a和第二螺旋表面86b可以形成可移动元件10的第一端部和第二端部的一部分。第一端部可以限定可移动元件10在沿螺旋轴线的第一方向上的最大延伸范围，并且第二端部可以限定可移动元件10在沿螺旋轴线h的相反的第二方向上的最大延伸范围。
201.即，上螺旋表面86a可以被配置成使得当可移动元件10处于其最高位置时，上螺旋表面86a平行于弹簧臂77a延伸。下螺旋表面86b可以被配置成使得当可移动元件10处于其最低位置时，该下螺旋表面86b平行于弹簧臂77b延伸。在一些实施例中，当可移动元件10处于其运动范围的一个极限点时，弹簧臂77可以接触螺旋表面86。
202.螺旋表面86可以延伸到可移动元件10的内周界。因此，可移动元件10的内表面上的面积可以最大，这例如对于将透镜粘附到其上是有利的。
203.此外，可移动连接器73附接到可移动元件10，使得当可移动元件10处于其中间位置时，可移动连接器73尽可能靠近静态连接器72，而当可移动元件10处于其一个极限点时，可移动连接器73不越过静态连接器72。因此，可移动连接器73扫过尽可能小的区域，使得可移动元件10的更大的区域可用于将设备(诸如透镜)附接到可移动元件10。
204.现在参考图9，示出了致动装置90的示意性横截面侧视图。在本实施例中，致动装置90是形状记忆合金致动装置。形状记忆合金致动装置90大致与上述形状记忆合金致动装置1、50、60、70相同，因此，省略了对其进行详细说明。同样，形状记忆合金致动装置90的与上述形状记忆致动装置1、50、60、70的特征类似的特征将保留它们的术语和参考数字。
205.形状记忆合金致动装置90包括支撑结构2、可移动元件10(在图1中示出)、以及将可移动元件10支撑在支撑结构2上并被布置成引导可移动元件10相对于支撑结构2围绕螺旋轴线h的螺旋移动的螺旋支承装置20。
206.形状记忆合金致动装置90还包括在致动装置90的第一拐角处(例如在图中的左
侧)通过的第一静态连接器72a连接到支撑结构2的sma线71的第一长度段71a。sma线71的第一长度段71a还在致动装置90的第二拐角处(例如在图中的右侧)通过第一可移动连接器73a连接到可移动元件10。
207.形状记忆合金致动装置90还包括sma线71的第二长度段71b，该sma线71的第二长度段71b在致动装置90的第二拐角处通过第二静态连接器72b连接到支撑结构，并且在致动装置90的第一拐角处通过第二移动连接器73b连接到可移动元件10。sma线71的第二长度段71b在沿着螺旋轴线h的第一方向上(例如，在本实例中向下)与sma线71的第一长度段71a间隔开。
208.sma线71的第一长度段71a可以驱动可移动元件10相对于支撑结构2在第一方向(例如顺时针方向)上围绕螺旋轴线h旋转，并且sma线71的第二长度段71b可以驱动可移动元件10相对于支撑结构2在相反的第二方向(例如逆时针方向)上围绕螺旋轴线h旋转。
209.支撑结构2或可移动元件10，或支撑结构2和可移动元件10中的每一个，包括在第一拐角和第二拐角之间的侧部部分，该侧部部分通常在定向成与正交于螺旋轴线h的平面成锐角的平面中延伸。
210.侧部部分可以至少在可移动元件10的移动范围的极限点处布置在sma线71的第一长度段71a和第二长度段71b之间。这允许减少致动器组件的x-y占用面积。支撑结构2和/或可移动元件10的成角度的结构可以确保在可移动元件10的移动范围的极限点处sma线71的第一长度段71a和第二长度段71b的移动不受阻碍。
211.成角度的支撑结构2允许使用更多的材料，这反过来使支撑结构2更具刚性且更可靠。此外，通过使支撑结构2成角度，可以最大限度地利用静态连接器72a、72b之间的空间，而不阻碍可移动连接器73a、73b的移动。例如，当可移动部分10在图9中向上移动时(例如，在第一长度段71a收缩时)，支撑结构2不阻碍可移动连接器73b的移动。当可移动部分10在图9中向下移动时(例如，在第二长度段71b收缩时)，支撑结构2不阻碍可移动连接器73a的移动。
212.与正交于螺旋轴线h的平面成锐角延伸的平面可以在第一方向上从致动装置90的第一拐角(例如，从左到右向下)延伸到第二拐角。
213.侧部部分包括大致平面的表面，当可移动元件10处于其移动范围的一个极限点时，该表面平行于sma线71的长度段(无论是sma线71的第一长度段71a还是第二长度段71b)延伸。
214.优选地，如在整个描述中所述的，致动装置是形状记忆合金致动器装置，尽管本公开不限于此。
215.在上述所有示例中，sma致动器线由ic芯片5中所实施的控制电路驱动。特别地，控制电路为每个sma致动器线产生驱动信号，并将驱动信号提供给sma致动器线。控制电路接收表示可移动元件10沿光轴o的期望位置的输入信号，并产生被选择用于将可移动元件10驱动到期望位置的驱动信号。驱动信号可以使用电阻反馈控制技术产生，在这种情况中，控制电路测量sma致动器线的长度段的电阻，并且使用测量的电阻作为反馈信号来控制驱动信号的功率。
216.这种电阻反馈控制技术可以如wo 2013/175197、wo 2014/076463、wo 2012/066285、wo 2012/020212、wo 2011/104518、wo 2012/038703、wo 2010/089529或wo 2010/
029316中的任何一个所公开的那样实施，这些公布中的每一个通过引用并入本文。
217.作为替代，控制电路可以包括感测可移动元件10的位置的传感器，例如感测固定到可移动元件10的磁体的位置的霍尔传感器。在这种情况中，驱动信号使用感测到的位置作为反馈信号来控制驱动信号的功率。
218.本领域技术人员应理解，尽管前面的内容已描述了被认为是执行本技术的最佳模式和在适当的情况下执行本技术的其它模式，但是本技术不应限于本说明书中公开的优选实施例的具体构型和方法。本领域技术人员应认识到，本技术具有广泛的应用范围，并且在不脱离所附权利要求所限定的任何发明构思的情况下，实施例可以进行宽范围的修改。
219.致动装置可以是包括第一部分和相对于第一部分可移动的第二部分的任何类型的致动器。
220.该致动装置不一定是sma致动装置，而是可以是音圈马达(vcm)致动装置或任何其他类型的致动装置。
221.致动装置可以是以下设备中的任意一种或者可以被提供在以下设备中的任意一种中：智能手机、用于智能手机的保护性盖或壳、用于智能手机或电子设备的功能盖或壳、相机、可折叠智能手机、可折叠智能手机相机、可折叠消费电子设备、具有折叠光学器件的相机、图像捕获设备、阵列相机、三维感测设备或系统、伺服电机、消费电子设备(包括家用电器，诸如真空吸尘器，洗衣机和割草机)、移动或便携式计算设备、移动或便携式电子设备、膝上型电脑、平板计算设备、电子阅读器(也称为电子书设备)、计算附件或计算外围设备(例如，鼠标、键盘、耳机、听筒等)、音频设备(例如，耳机、头戴式受话器、听筒等)、安全系统、游戏系统、游戏附件(例如，控制器、头戴式受话器、可穿戴控制器、操纵杆等)、机器人或机器人设备、医疗设备(例如，内窥镜)、增强现实系统、增强现实设备、虚拟现实系统、虚拟现实设备、可穿戴设备(例如，手表、智能手表、健身跟踪器等)、无人机(空中的、水上的、水下的等)、飞机、航天器、潜水器、交通工具以及自动驾驶交通工具(例如，无人驾驶汽车)、工具、外科手术工具、遥控器(例如，用于无人机或消费电子设备)、衣服(例如，服装、鞋子等)、开关、刻度盘或按钮(例如，灯开关、恒温器刻度盘等)、显示屏、触摸屏、柔性表面和无线通信设备(例如，近场通信(nfc)设备)。应当理解，这是对示例性设备的非穷举列表。
222.本文描述的致动装置可用在适合于图像捕捉、三维感测、深度测绘、航空测量、陆地测量、在太空中的测量或来自太空的测量、水文测量、水下测量、场景检测、碰撞警告、安保、面部识别、增强和/或虚拟现实、交通工具中的高级驾驶员辅助系统、自动驾驶交通工具、游戏、手势控制/识别、机器人化设备、机器人化设备控制、非接触型技术、家用自动化、医疗设备以及触觉的设备/系统中。