包括用于多个联合引导运动单元的组合的单体运动和块体运动驱动装置的运动装置 |
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| 申请号 | CN201410719886.5 | 申请日 | 2014-10-09 | 公开(公告)号 | CN104624278A | 公开(公告)日 | 2015-05-20 |
| 申请人 | 哈美顿博纳图斯股份公司; | 发明人 | E·纳夫罗茨基; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种线性运动装置，其包括：至少两个线性运动单元(12、14)，其沿着共同的线性运动轴线(L)以可运动的方式被引导，其中线性运动装置(10)包括第一和第二线性驱动装置(28、30)，所述第一和第二线性驱动装置(28、30)被连接到线性运动单元(12、14)从而传递驱动 力 ，以使得当仅仅第一线性驱动装置(28)或仅仅第二线性驱动装置(30)启动时，线性运动单元(12、14)能够被驱动而在共同方向上沿着线性运动轴线(L)彼此有相对速度地运动，而当第一和第二线性驱动装置(28、30)同时启动时，所有线性驱动单元(12、14)都能够至少被驱动而在相同方向上沿着线性运动轴线(L)彼此没有任何相对速度地联合运动。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种线性运动装置，所述线性运动装置包括：至少两个线性运动单元(12、14)，所述至少两个线性运动单元沿着共同的线性运动轴线(L)被引导而运动，其中线性运动装置(10)包括第一线性驱动装置(28)和第二线性驱动装置(30)，以使得每一个线性运动单元(12、14)能够沿着线性运动轴线(L)仅仅通过第一线性驱动装置(28)被驱动而运动、仅仅通过第二线性驱动装置(30)被驱动而运动、以及通过这两个线性驱动装置(28、30)一起被驱动而运动，所述第一线性驱动装置(28)和第二线性驱动装置(30)被连接到所述线性运动单元(12、14)从而传递驱动力，以使得当仅仅第一线性驱动装置(28)或仅仅第二线性驱动装置(30)启动时，线性运动单元(12、14)能够被驱动而在共同方向上沿着线性运动轴线(L)彼此有相对速度地运动，然而，当第一线性驱动装置(28)和第二线性驱动装置(30)同时启动时，所有线性驱动单元(12、14)都能够至少被驱动而在相同方向上沿着线性运动轴线(L)彼此没有任何相对速度地联合运动。 |
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| 说明书全文 | 包括用于多个联合引导运动单元的组合的单体运动和块体运动驱动装置的运动装置 技术领域[0001] 本发明涉及一种线性运动装置，所述线性运动装置包括沿着共同的线性运行轴线以可运动的方式被引导的两个或更多个线性运动单元。 [0002] 线性运动装置包括组合的块体-单体驱动装置，所述驱动装置被构造为使得两个或更多个线性运动单元都联合地作为一个块体沿着线性运动轴线运动(换句话说，彼此没有相对运动)以及彼此有相对运动地沿着线性运动轴线运动。 [0003] 线性运动单元优选地为移液管的支撑件，并因此成为移液管装置的一部分。本发明因而也涉及包括如下公开的线性运动装置的移液管。 背景技术[0004] 这种类型的块体和单体装置在移液装置中是已知的，所述移液装置包括多个移液管，所述多个移液管能够彼此单独分开地单体运动以及以块体联合运动。 [0005] 从上述传统的组合的块体和单体驱动装置可推出：单独的线性电机驱动的移液管也是已知的，每一个所述移液管包括单独的可操作转子，多个或甚至所有的所述转子在公用的定子上运转。这些移液管，或总体来说这些线性运动单元，能够通过线性电机驱动装置的不同操作模式以块体被驱动或以单体被驱动。 [0006] 随后公开的DE 10 2012 216 544进一步披露了一种组合的块体和单体驱动装置，其中块体运动传动齿轮单元包括平行于线性运动轴线延伸的驱动主轴，而且每一个线性运动单元进一步包括驱动主轴所穿过的主轴螺母。在本身已知的方式中，这种情况下，线性运动单元能够通过使驱动主轴绕着驱动主轴纵轴线相对于单个主轴螺母旋转而作为块体相对于驱动主轴沿着驱动轴主纵轴线联合运动。利用分开的驱动主轴，该驱动主轴包括滑动块，所述滑动块可旋转地安装成接合主轴但是在主轴上可轴向平移，并且所述滑动块与主轴螺母啮合接合并连接到线性运动单元，所述线性运动单元能够沿着线性运动轴线以彼此有相对运动的方式运动。 [0007] 组合的块体和单体驱动装置特别有利地位于移液装置上，在移液装置中，移液管沿着运动路径或线性运动轴线相继地设置，因为线性运动单元能够沿着运动路径作为可联合运动的块体以预定距离运动，且该距离没有相对变化。在某些情况下，必须沿着运动路径改变各个移液管(或者总体来说线性运动单元)之间的距离，例如，如果液体从滴定板排出或滴入滴定板中，滴定板中的接收液体的凹部(通常称为“井”)，相对于在不同时间使用相同移液装置处理的其他滴定板处于彼此不同的距离。这种类型移液管(或者总体来说线性运动单元)沿着运动路径改变它们之间的距离的单独运动在本申请中也被成为“散布运动”。 发明内容[0008] 本发明的目的在于提供上述类型的线性运动装置，所述线性运动装置能够驱动两个或更多个线性运动单元作为块体沿着共同的线性运动轴线彼此没有相对速度地运动，以及使用仅仅两个线性驱动装置来驱动两个或更多个线性运动单元沿着线性运动轴线彼此有相对速度地运动。 [0009] 根据第一整体发明构思，这个目的通过一种线性运动装置来实现，该线性运动装置包括至少两个线性运动单元，所述至少两个线性运动单元沿着共同的线性运动轴线以可运动的方式被引导，该线性运动装置包括第一线性驱动装置和第二线性驱动装置，以使得每一个线性运动单元能够而沿着线性运动轴线仅仅通过第一线性驱动装置、仅仅通过第二线性驱动装置，以及通过两个驱动装置一起被驱动运动，第一线性驱动装置和第二线性驱动装置被连接到线性运动单元，从而传递传动驱动力，以使得当仅仅第一线性驱动装置或仅仅第二线性驱动装置启动时，线性运动单元能够被驱动而沿着线性运动轴线在共同的方向上彼此有相对速度地运动，而当第一线性驱动装置和第二线性驱动装置同时启动时，所有的线性驱动单元能够至少被驱动而沿着线性运动轴线在相同的方向上彼此没有相对速度地联合运动。 [0010] 对于线性驱动轴线来说，优选地在轴线的严格数学意义的范围内描述为直线路径。然而，不是要排除下述可能性：线性运动轴线在单个或重复弯曲的路径中延伸，以使得“线性运动轴线”以其最为广泛的含义指的是任意期望的运动路径。 [0011] 原则上，不旨在排除下述可能性：多于两个的上述线性驱动装置设置在线性运动装置上。然而，如果线性驱动装置包括正好两个线性驱动装置，那么本发明特别地有利，因为利用可能最小数量的线性驱动装置来实现本发明。 [0012] 在此情况下，上述两个线性驱动装置中的每一个，单独考虑的话，被连接到两个或更多的线性运动单元以使得：如果仅仅第一线性驱动装置或仅仅第二线性驱动装置被启动而相应的另一个驱动装置未被启动，那么所述两个或更多的线性运动驱动装置在相同的方向上沿着线性运动轴线联合运动，但是相对于坐标系统具有不同的绝对速度，该坐标系统相对于引导件或框架是固定的，且相对于沿着线性运动轴线引导线性运动单元的线性引导件来说是固定的。换句话说，在这种类型的驱动装置中，所述两个或更多的线性运动单元彼此有相对速度。这种操作模式在下面被称为“单体运动”。 [0013] 然而，如果第一线性驱动装置和第二线性驱动装置以预定的方式同时被启动，那么所述两个或更多的线性运动单元能够被驱动而在共同的运动方向上沿着线性运动轴线以在每一种情况下都相同的绝对速度(换句话说，彼此没有相对速度)联合运动。运动驱动装置的这种线性运动单元彼此没有任何相对速度操作的模式在下文被称为“块体运动”或类似运动。这不旨在排除下述可能性：当第一线性驱动装置和第二线性驱动装置被同时启动时，线性运动单元也能够在相同的方向上以相同的速度被驱动而运动，而不是表示为块体运动。在任意情况下，应该可能通过同时启动两个线性驱动装置而实现这种块体运动。 [0014] 除了上述的单体运动操作模式和上述的块体运动操作模式之外，还可能提供至少除了一个之外的所有线性运动单元能够沿着线性运动轴线彼此有相对速度地被驱动而运动，这取决于两个线性驱动装置各自的操作状态。 [0015] 如上所述，由于两个或更多个线性运动单元都能够通过第一线性驱动装置和第二线性驱动装置以单体运动被驱动，换句话说，沿着线性运动轴线彼此有相对速度地运动，这两个线性驱动装置能够被操作成使得对于所述两个或更多个线性运动单元中的仅一个线性运动单元来说，由两个线性驱动装置传递的驱动运动相互抵消。这个施加了驱动运动的抵消条件的线性运动单元因此相对于坐标系(该坐标系相对于引导件是固定的)是静止的，并且因此相对于线性运动单元的线性引导件也是静止的，同时所有其他线性运动单元的相对于静止的线性运动单元和相对于剩下的线性运动单元来说具有相对速度。 [0016] 通过适当地选择两个启动的线性驱动装置的操作参数，由两个线性驱动装置传输的驱动运动相互抵消的理论静止点可能为定位在线性运动单元之间的理论位置，以使得不仅是除了一个之外所有的线性运动单元，而且实际上所有的线性运动单元，能够沿着线性运动轴线彼此有相对速度地被驱动而运动。在这种情况下，不管静止点的位置如何，静止点的轴向不同侧上的线性运动单元可在不同方向(例如朝着或背离静止点)上具有绝对速度。 [0017] 同样地，通过适当地选择将来自线性驱动装置的驱动运动传输到线性运动单元，可提供两个线性驱动装置的操作模式，在该操作模式中，从每一个单独线性驱动装置传输到每一单独线性运动的驱动运动为所有的线性运动单元增加了相等的大驱动运动，以使得在这种情况下所有线性驱动单元能够沿着线性运动轴线方彼此没有相对速度地被驱动而运动。这就是上述的块体运动操作。 [0018] 因此，当根据对线性驱动装置的操作参数的选择而同时启动第一线性驱动装置和第二线性驱动装置时，线性运动单元能够被驱动而在共同的方向上彼此没有相对速度地运动(块体操作)，或在共同的方向上彼此有相对速度地运动(单体操作，以获得分散运动)，或一组两个或更多线性运动单元能够被驱动而在第一驱动方向上运动，而第二组至少两个线性运动单元能够被驱动而在相反于第一方向的方向上沿着线性运动轴线运动。如上所述，由于线性运动单元能够通过适当地选择两个线性驱动装置的操作参数而选择为静止线性运动单元，第一组和第二组线性运动单元整体不需要必须指定线性运动单元的总数。例如，第一组可朝着或背离静止所述线性运动单元运动，而第二组可朝向或背离所述静止线性运动单元运动，第一和第二组线性运动单元也可能设置成相对于线性运动轴线在静止线性运动单元的不同侧上。 [0019] 根据第二发明构思，开始提及的目的通过一种线性运动装置以构造术语而获得，该线性运动装置包括至少两个线性运动单元，它们以可运动方式沿着共同的线性运动轴线被引导，并且包括第一线性驱动装置和不同于第一线性驱动装置的第二线性驱动装置，特别地用于实施根据第一发明构思和其改进的线性运动装置，第一线性驱动装置经由第一滚动路径与多个第一滚动装置形成运动传递操作性连接，至少两个线性运动单元的每一个各自连接到至少第一滚动装置，用于沿着线性运动轴线进行联合线性运动，第二线性驱动装置进一步经由不同于第一滚动路径的第二滚动路径与多个第二滚动装置形成运动传递操作性连接，所述至少两个线性运动单元的每一个各自连接到第二滚动装置中的至少一个，用于沿着线性运动轴线进行联合线性运动，对于每一滚动路径来说可能通过与其连接的线性驱动装置而设定为运动，对于第一滚动装置来说可能通过与其操作性连接的第一滚动路径而设定为运动，对于第二滚动装置来说可能通过与其操作性连接的第二滚动路径而设定为运动，且对于每一线性运动单元，分别与其连接以用于进行联合线性运动的第一滚动装置和第二滚动装置被引入或能够被引入到相对于彼此的预定运动关系中，以使得第一滚动装置通过第二滚动路径设定为运动，而第二滚动装置通过第一滚动路径设定为运动。 [0020] 通过以这种方式构建的线性运动装置，特别地，能够获得根据本发明的线性运动装置发明而在上面所公开的操作模式和运动模式。 [0021] 第一滚动路径是用于将驱动运动和驱动力从第一线性驱动装置直接传动到第一滚动装置的传动装置。第二滚动路径是用于将驱动运动和驱动力从第二线性驱动装置直接传输到第二滚动装置的传动装置。由于每一线性运动单元的第一滚动装置和第二滚动装置例如通过连接被引入或能够引入到相对于彼此的预定运动关系中，可能的是：一方面，第一滚动装置能够经由第二滚动装置且也经由第二滚动路径而间接地设定为运动，而另一方面，第二滚动装置能够经由第一滚动装置且也经由第一滚动路径而间接地设定为运动。 [0022] 线性运动单元的每一个第一滚动装置和每一个第二滚动装置沿着线性运动轴线连接到线性运动单元上，以用于进行联合线性运动。 [0023] 如果例如如上面公开的那样，仅仅启动了两个线性驱动装置中的一个，而另一个未启动，则经由相关联的滚动路径与已启动的线性驱动装置直接操作性连接的滚动装置被设定为运动，其运动通过预定的相对运动关系而传递到相应的其他滚动装置。这在另一个静止滚动路径上滚动。由于两个滚动装置被连接到支撑它们以形成沿着线性运动轴线的联合线性运动的线性运动单元，静止滚动路径上的其他滚动装置的这种滚动运动引起支撑两个滚动装置的线性运动单元沿着线性运动轴线运动。 [0024] 优选地，每一滚动路径仅仅通过与其连接的线性驱动装置被设定为运动。结果，能够获得线性运动单元沿着线性运动轴线的高精度定位。优选地，每一滚动路径能够独立于各个其他滚动路径固定不动。这能够借助于为了这个目的而提供的制动器，或者更优选地借助于与滚动路径直接连接的各个线性驱动装置而执行，最简单的是因为其未被启动或保持未被启动。 [0025] 上文已经指出过，滚动装置与滚动路径形成运动传递操作性连接，这是指传递各个滚动装置和支撑它的线性运动单元之间的相对运动的可能性，和/或传递滚动装置相对于线性运动单元的线性引导件的运动而滚动装置和支撑它的线性运动单元之间不存在相对运动的可能性。 [0026] 能够执行将第一滚动装置连接到支撑它的线性运动单元以用于沿着线性运动轴线进行联合线性运动且同时使第一滚动装置可能在第一滚动路径上滚动的一种可能性，原因在于：连接到线性运动单元以用于进行联合线性运动的第一滚动装置绕着相对于线性运动单元不动的第一旋转轴线设置，从而能够相对于线性运动单元并且绕线性运动单元旋转。 [0027] 等同的原理应用到第二滚动装置。该第二滚动装置能够绕着相对于线性运动单元不动的第二旋转轴线设置，从而能够相对于线性运动单元并且绕线性运动单元旋转。 [0028] “旋转轴线”是指数学意义上的旋转轴线，换句话说，第一和/或第二滚动装置能够相对于线性运动单元旋转所绕的假想旋转轴线。相对旋转的可能性能够已知方式获得，原因在于：第一和/或第二滚动装置设置在其各自的线性运动单元上，从而作为工程意义上的部件，可绕着相对于线性运动单元固定的轴线旋转，或是第一和/或第二滚动装置包括安装所用的旋转轴，从而在各个线性运动单元上可相对旋转。 [0029] 在本发明的改进中，被指派给同一个线性运动单元的第一旋转轴线和第二旋转轴线可布置成彼此有一定距离地相互平行。这种情况下，使得第一滚动装置和第二滚动装置以预定相对运动关系相互连接的齿轮单元和/或连杆可设置在第一滚动装置和第二滚动装置之间。如果滚动装置设置在线性运动单元上从而绕着上述旋转轴线旋转，则至少一个齿轮或摩擦轮可设置在第一滚动装置和第二滚动装置之间作为齿轮单元，以用于以线性运动单元的第一滚动装置和第二滚动装置之间的预定相对运动关系传递运动。如果需要第一滚动装置和第二滚动装置总是在相同旋转方向上旋转，奇数个运动传递齿轮单元的齿轮可设置在第一滚动装置和第二滚动装置之间；否则，可设置偶数个齿轮。 [0030] 然而，在本发明的优选改进中，能够获得非常紧凑、坚固且简单的机构，原因在于：同一线性运动单元的第一滚动装置和第二滚动装置的第一旋转轴线和第二旋转轴线是共线的。在此情况下，第一滚动装置和第二滚动装置在其共同的第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上直接轴向相继。为了实现预定的相对运动关系，能够完全大体上设置成使得线性运动单元的第一滚动装置和第二滚动装置以预定旋转速度传动比作为预定相对运动关系而相互连接。这例如能够通过上述齿轮单元和/连杆来实现。然而，如下面详细解释的那样，这也能够通过直接连接线性运动单元的第一滚动装置和第二滚动装置来实现。 [0031] 原则上，可想到在不同线性运动单元的各个线性运动单元的第一滚动装置和第二滚动装置之间实现不同旋转速度传动比。这种情况下，例如，相同部件可以总是用作第一滚动装置，而且相同的(选择性地不同的)部件也可以总是用作第二滚动装置。然而，在这种情况下，当在各个线性运动单元的第一滚动装置和第二滚动装置之间设置运动传递齿轮单元或连杆时，因为不同线性运动单元可能需要不同的齿轮单元，需要一些装配费用。 [0032] 因此，根据本发明，如果旋转速度传动比在多个(优选所有的)连接到第一滚动装置和第二滚动装置以用于进行联合线性运动的线性运动单元之中是相同的是优选的。旋转速度传动比(例如，1∶1的旋转速度传动比)能够在此情况下仅仅通过将第一滚动装置和第二滚动装置直接相互连接或者通过尽可能将第一滚动装置和第二滚动装置直接相互连接而实现，并且，如果第一滚动装置和第二滚动装置的第一旋转轴线和第二旋转轴线共线，则这能够简单的方式且特别地以低构造费用而实现。对于第一和/或第二滚动路径的指定驱动装置来说，如果可能在线性运动装置的不同线性运动单元的线性运动单元之间产生相对运动，这对于所有线性运动单元具有相同的旋转速度传动比能够实现，原因在于：连接到线性运动单元以用于进行联合线性运动并且在线性运动轴线方向上紧邻的第一滚动装置具有不同周长，和/或连接到线性运动单元以用于进行联合线性运动并且在线性运动轴线方向上紧邻的第二滚动装置具有不同周长。 [0033] 原则上，如果不同线性运动单元的第二滚动装置具有不同周长，则不同线性运动单元的所有第一滚动装置可具有相同周长，或者如果不同线性运动单元的第一滚动装置具有不同周长，则不同线性运动单元的所有第二滚动装置可具有相同周长。优选地，不同线性运动单元的第一滚动装置和第二滚动装置都具有不同周长，从而能够在线性运动单元中实现尽可能宽的相对速度范围。 [0034] 例如，每一个线性运动单元的第一滚动装置和第二滚动装置可构造为阶跃式齿轮或阶跃式摩擦轮，换句话说，由不同周长或不同直径的沿着旋转轴线直接相继设置地两个轮构成。 [0035] 在这点上，应该澄清的是，每一个线性运动单元沿着线性运动轴线优选地从进行联合运动的至少两个线性运动单元中剩下的一个连接到不同的第一滚动装置和不同的第二滚动装置。 [0036] 为了能够在至少两个线性运动单元之间实现彼此更加远离或靠近的正向或反向的分散运动(换句话说，也就是增加或减小沿着线性运动轴线紧邻的两个线性运动单元之间的距离)，可设置成第一滚动装置的周长在沿着线性运动轴线的方向上从一个线性运动单元到下一个紧邻的线性运动单元增加。可替代地或另外地，可设置成第二滚动装置的周长优选在与前述第一滚动装置相同的方向上沿着线性运动轴线从一个线性运动单元到下一个紧邻的线性运动单元减小。通过组合这两种措施，通过与所述两种措施之中的仅仅一种措施相比能够增加在各线性运动单元之间获得的相对速度。 [0037] 在本发明的一种改进中，第一滚动路径和第二滚动路径均是带，优选地是循环的环形带。这种情况下，第一滚动装置和第二滚动装置能够如上所述均为带之一直接滚动接合的滚动轮。为了尽可能精确地定位线性运动单元，优选地，如果上述带是齿形带，且如果与该带直接相关联的滚动装置为与这个带啮合接合的齿轮，则避免了滚动路径和相关联的滚动装置之间的滑动。这对于第一和第二滚动路径都适用，同样对于第一滚动装置和第二滚动装置也适用。 [0038] 第一和/或第二滚动路径还可由链条(例如辊子链条)形成。 [0039] 通过为各线性运动单元适当地选择滚动轮的周长或直径，能够实现的是：在单体操作中，沿着线性运动轴线紧邻的两个线性运动单元之间的速度差与所有线性运动单元的速度差大小相等。以这种方式，能够实现的是：在单体操作中，线性运动单元能够彼此朝向或背离运动，而且，对于所有线性运动单元来说，如果它们在运动开始时具有相同尺寸，则沿着线性运动轴线紧邻的两个线性运动单元之间的所有距离总是具有相同尺寸。 [0040] 因此，如果在开始操作之前，根据本发明的线性运动装置设有沿着线性运动轴线等距布置的线性运动单元，且各个线性运动单元的第一和第二滚动轮的周长变化被适当地选择，则线性运动单元将总是沿着线性运动轴线保持等距，即使它们之间的距离增加或减小。 [0041] 为了增加通过线性运动装置而运动的多个线性运动单元，可设置成线性运动装置额外地包括第一直接线性运动单元，该第一直接线性运动单元仅仅直接地连接到第一滚动路径以与其进行联合运动，而不在其间设置滚动装置，和/或线性运动装置额外地包括第二直接线性运动单元，该第二直接线性运动单元仅仅直接地连接到第二滚动路径以与其进行联合运动，而不在其间设置滚动装置。 [0042] 这种情况下，线性运动单元总是以与其连接的滚动装置相同的速度运动，该滚动装置通过相关联的线性驱动装置而运动。因此，直线线性运动单元优选地作为端部线性运动单元沿着线性运动轴线的方向布置。这意味着，直接线性运动单元优选地包括上述至少两个线性运动单元之一在仅仅一个轴线侧作为相邻部件，而在相对的轴线侧上没有线性运动单元。优选地，如果设置第一和第二线性运动单元两者，则上述至少两个线性运动单元沿着线性运动轴线位于第一和第二直接线性运动单元之间。 [0043] 在这点上，应该澄清的是，如果滚动路径的两端都刚性地连接到与其相关联的直接线性运动单元上，以使得滚动路径在紧固到直接线性运动单元的紧固点处包括对于驱动运动的线性驱动传动来说无法跨越的障碍物，或者在滚动路径的纵向端部相对于所述滚动路径的延伸方向正交偏置地一致地连接到直接线性运动单元，滚动路径应该作为本发明含义内的环形循环滚动路径来对待。 [0044] 如上面所示的那样，使用与其啮合接合的带和摩擦轮的具体示例或者齿形带和齿轮的具体示例，开始已经提过的在第一滚动装置和第一滚动路径和/或第二滚动装置和第二滚动路径之间的运动传递操作性连接可以为滚动接合，特别地摩擦配合滚动接合，或者优选地，正向的，最优选地啮合滚动接合。 [0045] 原则上，根据本发明的线性运动装置仍然能够利用正好两个线性运动单元(不包括任何直接线性运动单元)来实现，即便是决定性优势仅仅在更多个线性运动单元设有作为线性驱动装置的至少第一和至少第二滚动装置时体现。因此，根据本发明的线性运动单元优选地包括多于两个的线性运动单元，或总体来说，对于单体运动以及对于块体运动来说，使用两个线性驱动装置能够驱动多个线性运动单元，该多个运动单元的数量大于或大大地大于沿着线性运动轴线驱动其运动的线性驱动装置的数量。 [0046] 为了能够使得线性运动单元在径向方向上尽可能相互靠近，可设置成它们包括多于一个线性导轨，所述线性导轨沿着线性运动轴线延伸，沿着线性运动轴线直接相继的线性运动单元在不同线性导轨上被引导。 [0047] 除非在上述单独的情况下进行了另外声明，否则本申请的“轴向”总是被用来表示线性运动轴线。本申请中的线性运动单元的“运动”是相对于坐标轴的运动，这些坐标轴线相对于线性运动单元的运动引导件来说是静止不动的。附图说明 [0048] 下面将通过附图更为详细地说明本发明，附图中： [0049] 图1显示了根据本发明的线性运动装置处于第一极限位置时的实施例，[0050] 图2显示了图1中的线性运动装置处于第二操作位置，以及 [0051] 图3显示了图1和2中的线性运动装置处于最大分散操作位置。 具体实施方式[0052] 下文中，参考图1、2和3来说明根据本发明的线性运动装置的一个实施例。然而，因为图像空间被分开，图3可能给出了下述根据本发明的实施例的最清楚说明。 [0053] 在图1到3中，根据本发明的线性运动单元整体用10表示。在所示的示例中，线性运动装置10包括正好两个线性运动单元12和14，选择两个仅仅是为了提高清晰度。实际上，本发明的线性运动装置将具有比两个线性运动单元12和14更多的线性运动单元。 [0054] 线性运动单元12和14包括支撑件16，该支撑件基本上形成为一个单元，例如，移液装置的移液管可容纳在其上。这个管在图1到3中未示出，且大体上在各个支撑件16的纵向方向上延伸，换句话说，从图1-3的顶部延伸到底部。 [0055] 在所示的示例中，线性运动装置10进一步包括第一直接线性运动单元18和第二直接线性运动单元20，在它们之间容纳线性运动单元12和14。直接线性运动单元18和20均也包括支撑件16，并用于在所示的示例中各容纳一个移液管。 [0056] 线性运动单元12和14以及直接线性运动单元18和20在线性引导件22上沿着线性运动轴线L被引导而运动。线性引导件22可包括两个平行的导轨24和26，在每一个导轨上，所设置的线性运动单元12和14以及直接线性运动单元18和20之中的一半能够沿着线性运动轴线L被引导而运动。为了能够使得线性运动单元12和14能够尽可能相互靠近以及尽可能在轴向(即，直线运动轴线上)上靠近直接线性运动单元18和20，直接轴向相邻的线性运动单元12和14以及直接线性运动单元18和20优选地在每一种情况下在不同导轨24和26上被引导。线性引导件22进一步形成了相对于引导件或框架固定的坐标系统的参考点，并通过所述坐标系统，能够建立线性运动单元12和14以及直接线性运动单元18和20的位置和运动。 [0057] 线性运动装置10优选地包括相对于引导件或框架固定的第一线性驱动装置28和第二线性驱动装置30。这些线性驱动装置优选地为电动机，其驱动轴分别经由齿轮32或34与齿形带36和齿形带38啮合。 [0058] 所示的实施例中的齿形带36为本发明含义内的第一滚动路径。其被构造为环形循环齿形带36，且在轴向上离线性驱动装置28最远的点处被返回辊40偏转。相对于引导件或框架固定的返回辊40，相对于引导件或框架同样固定的线性驱动装置28在它们之间限定出线性运动单元12和14以及直接线性运动单元18和20的轴向平移路径。 [0059] 齿形带36与线性运动单元12上的较小齿轮42啮合，并与线性运动单元14上的轴向紧邻的较大齿轮44啮合。此处的尺寸比值仅仅是为了举例而选择的。同样，齿轮42可以较大，而齿轮44可以较小。此处，“较大”和“较小”是指“直径较大”或“周长较大”以及“直径较小”或“周长较小”。 [0060] 齿轮42和44为本发明含义内的第一滚动装置。它们均分别连接到支撑它们的线性运动单元12和14，从而可绕着相对旋转轴线D12或D14进行相对旋转，但仅仅能够轴向联合运动(即，在线性运动轴线L上)。每一齿轮42和44因此能够绕着分别支撑其的线性运动单元12或14上的旋转轴线D12或D14旋转，但也利用分别支撑其的线性运动单元12或14而仅仅沿着线性运动轴线L联合运动。 [0061] 形成了本发明含义内的第二滚动路径的齿形带38与齿轮46啮合，齿轮46例如具有较大直径、位于线性运动单元12上，并且齿形带与齿轮48啮合，齿轮48例如具有较小直径、位于直接轴向相邻的运动单元14上。齿轮46和48形成了本发明含义内的第二滚动装置。 [0062] 齿轮46固定到支撑它的线性运动单元12，用于沿着线性运动轴线L联合轴向运动，但是能够相对于线性运动单元12旋转。优选地，齿轮46的旋转轴线与齿轮42的旋转轴线共轴，以使得在所示的示例中，齿轮46也能够绕着相对于线性运动单元12固定的旋转轴线D12旋转。 [0063] 同样也适用于齿轮48，齿轮48优选地能够绕着在线性运动单元14上固定的旋转轴线D14旋转，以使得齿轮44和48同样具有共轴的旋转轴线。 [0064] 线性运动单元12或14的与齿形带36和38啮合的齿轮均彼此形成了预先建立的相对运动关系。在这个示例中，线性运动单元12上的齿轮42和46相互连接，用于绕着旋转轴线D12以相同的旋转速度进行联合旋转。同样地，线性运动单元14上的齿轮44和48相互连接，用于绕着旋转轴线D14以相同的旋转速度进行联合旋转。 [0065] 对于当前选择的预定相对运动比，共同的线性运动单元的第一滚动装置和第二滚动装置也可一体形成。例如，一方面齿轮42和26，另一方面齿轮44和48，在每一种情况下可形成为一体的阶跃式齿轮。 [0066] 不仅齿形带36和38能够借助于其分别相关联的线性电机28和30被驱动而运动，而且它们还能够优选地是不动的，换句话说，就是借助于分别相关联的线性驱动装置28和30而保持静止不动。 [0067] 例如如图3，如果齿形带36通过与其形成直接驱动操作性关系的线性驱动装置28而不动，而线性驱动装置30的驱动齿轮34在与顺时针方向U相反的逆时针方向上被驱动，则齿轮48和46均通过逆时针循环的齿形带38被驱动而逆时针旋转。 [0068] 所示的实施例中，由于齿轮44连接到齿轮48从而以相同的旋转速度进行联合旋转且齿轮42同样连接到齿轮46，这些齿轮44和42将在不动的齿形带36上滚动。这个滚动运动的结果是，线性运动单元12和14将运动到图3的左边，朝向图2所示的操作位置。 [0069] 作为涉及的齿轮42、44、46和48所选择直径的结果，线性运动单元14运动到左边的速度大于线性运动单元12运动到左边的速度。 [0070] 通过夹具50刚性地直接连接到不动的齿形带36的直接线性运动单元18可与齿形带36一起相对于线性引导件22是静止不动的。相对照地，通过夹具52连接到齿形带38以进行联合直接运动的直接线性运动单元20将以与齿形带38相同的速度而平移到左边。 [0071] 一方面齿轮42和46的齿轮对的直径，另一方面齿轮44和48的齿轮对的直径选择成使得讨论所提的示例中直接线性运动单元和线性运动单元从图3的左侧到右侧的速度以相同的速度差增加。因此，在图3中沿着线性运动轴线等距设置的线性运动单元12和14以及直接线性运动单元18和20同样在讨论所提到的从图2的左边到该位置得平移运动中总是保持等距。 [0072] 相对照地，如果齿形带38通过与其直接连接以形成驱动操作性连接的线性驱动装置30而不动，且线性驱动装置28沿逆时针方向被驱动而运动，则直接线性运动单元18通过运动的齿形带36被驱动而运动到图3的右侧，且齿轮42和44通过齿形带36被驱动而沿逆时针旋转。上述的一方面齿轮42和46之间的相对运动以及另一方面齿轮44和48之间的相对运动的结果，齿轮46和齿轮48也间接地通过齿形带36在逆时针方向上设定为旋转。齿轮46和48因此在不动的齿形带38上滚动，以使得直接线性运动单元28和线性运动单元12和14运动到右侧，直到最终到达图1中所示的最终位置。 [0073] 直接线性运动单元20相对于齿形带38不动，并在当前运动示例中是静止不动的。由于所示的示例中的齿轮42和48大体上相同，而且齿轮46和44在所示的示例中大体相同，当前所示的向右侧的运动，假定如之前一样为被线性驱动装置28驱动而引起的相同运动，引起如之前一样的完全相同的速度分布，但是反过来的是，离左侧最远的直接线性运动单元18与齿形带36具有相同速度，并且因此具有最大的轴向速度，线性运动单元12具有第二最大的速度，线性运动单元14具有第三大速度，直接线性运动单元和线性运动单元中的两个直接轴向相邻的单元之间的速度差总是具有相同大小，以使得直线运动单元有利地在平移期间保持等距。 [0074] 相对照地，如果线性驱动装置28被逆时针驱动，而线性驱动装置30被顺时针驱动，例如，从图2的操作位置开始，如果选择了线性驱动装置28和30的适当的另外地操作参数，单元18、12、14和20能够作为块体沿着线性运动轴线L彼此没有相对速度地运动到右侧。 [0075] 因为一方面齿轮42和48的相同结构且另一方面齿轮44和46的相同结构，以及由于直接线性运动单元18和20直接连接到齿形带36和38，在所示的示例中，齿形带36和38必须以相同的绝对速度被驱动，从而获得期望的块体运动。这种情况下，齿轮42、44、46、 48相对于支撑它们的线性运动单元12和14不旋转，而是仅仅沿着线性运动轴线L平移。 [0076] 同样，从图1开始，通过同时以相同绝对速度顺时针驱动线性驱动装置28以及逆时针驱动线性驱动装置30，所有的单元18、12、14和20能够作为块体彼此没有相对速度地运动到左侧。 [0077] 在所示的实施例中，如果两个线性运动驱动同时在相反的方向上被驱动，但是不具有相同的绝对速度，如果齿形带36和38之一如上所述是静止不动的，则能够设定单元18、12、14和20之间有较小的相对速度。 [0078] 同样，在所示的实施例中，如果线性驱动装置28和30同时在相同方向上被驱动，如果齿形带36和38之一如上所述是静止不动的，则能够获得单元18、12、14和20之间的较大相对速度。 [0079] 对于根据本发明的线性运动装置，如果第一滚动装置和第二滚动装置由两组相同的不同滚动轮(特别是齿轮)组成是有利的。这能够在运动期间以简单方式保证线性运动单元和直接线性运动单元之间的等距。这种情况下，相同的线性驱动也能够用在两个滚动路径上(优选地，齿形带)。 [0080] 然而，如果不同组的滚动轮用作第一滚动装置和第二滚动装置，上述操作能够通过适当地选择第一线性驱动装置和第二线性驱动装置的不同操作参数而实现，以进行上述类型的运动。 [0081] 从图1的操作位置转移到图2的操作位置，对应于组合的块体和分散运动，因为所有的单元18、12、14和20联合运动到左侧，此外，它们之间的距离增加。更精确地，这种情况下，正向分散运动与块体运动重叠。 [0082] 从图2的操作位置转移到图3的操作位置，这是纯分散运动，因为直接线性运动单元18保持到位而不运动。更精确地，从图2的操作位置转移到图3的操作位置的运动为正向分散运动。 [0083] 相对照地，从图3所示操作位置转移到图1的操作位置，需要负向分散运动，换句话说，使得单元18、12、14和20相互更为靠近的运动。这种情况下，在所示的实施例位于右侧的直接线性运动单元20保持不运动。 |
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