Устройство для перемещения микроманипулятора

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ МИКРОМАНИПУЛЯТОРА, содержащее входное звено, соединенное с вибратором крутильных колебаний, выходное звено , имеющее вал и электромагниты, отличающееся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик выходного звена , входное звено выполнено в виде диска, имеющего на противоиоложных сторонах цилиндрической поверхности зубчатые венцы , а выходное звено выполнено в виде по меньшей мере двух дисков, изготовленных из токопроводящего материала и закрепленных на валу с зазором между их плоскостями , причем каждый диск выходного звена расположен между зубчатым венцом и полюсом электромагнита. 2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что входное звено снабжено обмоткой дополнительного электромагнита. (Л со о 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3qgg В 25 J //00/,В 2о J 9/00 ( (!

j 1Л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CD 3

СЮ

С0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3523165/25-08 (22) 15. 12.82 (46) 15.02.84. Бюл. № 6 (72) Я. Ш. Флейтман (53) 62-229.72 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 897496, кл. В 25 J 7/00, 1982 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ МИКРОМАНИПУЛЯТОРА, содержащее входное звено, соединенное с вибратором крутильных колебаний, выходное звено, имеющее вал и электромагниты, отличаюи(ееся тем, что, с целью улучшения диÄÄSUÄÄ 1073088 A намических характеристик выходного звена, входное звено выполнено в вилс диска, имеющего на противоположных сторонах цилиндрической поверхности зубчатые венцы, а выходное звено выполнено в виде по меньшей мере двух дисков, изготовленных из токопроводящего материала It закрепленных на валу с зазором между Нх плоскостями, причем каждый диск выходного звена расположен между зубчатым венцом и полюсом электромагнита.

2. Устройство по и. 1, от,гичаюииегя тем, что входное звено снабжено обмоткой дополнительного электромагнита.

1073088!

1

Изобретение относится к робототехнике и предназначено для использования в прецизионных приводах микроперемещений.

Известно устройство для перемещения манипулятора, содержащее входное звено, соединенное с вибратором механических колебаний, являющееся направляющей для каретки — выходного звена, на которой установлен электромагнит, обеспечивающий взаимодействие входного и выходного звень ев, содержащее, кроме того, дополнительную направляющую (1).

Известное устройство обеспечивает перемещение выходного звена с частотой его колебаний, т. е. оно является однофазным по степени использования хода вибратора механических колебаний. Для повышения частоты движеник выходного звена, т. е. равномерности его движения, в известном устройстве необходимо обеспечить колебание дополнительной направляющей в противофазе с основной. Это требует наличия дополнительного вибратора механических колебаний, что усложняет конструкцию устройства. Кроме того, в известном устройстве использовано электромагнит для контактного взаимодействия входного и выходного звеньев, что понижает надежность работы устройства.

Целью изобретения является улучшение динамических характеристик выходного звена за счет повышения частоты его перемещений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для перемещения микроманипулятора, содержащем входное звено, соединенное с вибратором крутильных колебаний, выходное звено, имеющее вал и электромагниты, входное звено выполнено в виде диска, имеющего на противоположных сторонах цилиндрической поверхности зубчатые венцы, а выходное звено выполнено в виде по меньшей мере двух дисков, изготовленных из токопроводящего материала и закрепленных на валу с зазором между 40 их плоскостями, причем каждый диск выходного звена расположен между зубчатым венцом и полюсом электромагнита.

Кроме того, входное звено может быть снабжено обмоткой дополнительного электро м а гн ита. 45

На фиг. 1 показано устройство для получения вращения выходного звена, внешний вид; на фиг. 2 — устройство для линейных перемещений, внешний вид; на фиг. 3 разрез .А — А на фиг. 2.

Устройство для перемещения микроманипулятора содержит двухфазный преобразователь движения, образованный входным и выходным звеньями. Входное звено выполнено в виде диска 1, имеющего на противоположных образующих поверхностях зубцы, напротив которых установлены отдельные электромагниты 2 и 3, и между зубцами и полюсами электромагнитов 2 и 3 расположены плоскости комбинированного выходного звена, изготовленные из токопроводящего материала. Материал может быть также гистерезисным. Комбинированное выходное звено двухфазного преобразователя движения выполнено в виде двух дисков 4 и 5, закрепленных на общем валу 6 с зазором между плоскостями. Для периодического замыкания магнитного погока от электромагнитов 2 или 3 на валу 6 расположена обмотка дополнительного электромагнита 7. В другом варианте комбинированное выходное звено двухфазного преобразователя движения вьшолнено в виде двух пластин 8 и 9, соединенных между собой с зазором между плоскостями общей пластиной О. В этом варианте электромагниты 2 и 3 выполнены двухполюсными, что позволяет исключить введение дополнительного электромагнита для замыкания магнитного потока. Входное звенодиск 1 соединен с вибратором 11 крутильных колебаний.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Вибратор 11 возбуждает крутильные колебания диска 1. Синхронно с его колебаниями подается напряжение на обмотки электромагнитов 2 и 3, причем при вращении диска 1 по часовой стрелке подается напряжение на обмотку электромагнита 2, а при вращении диска 1 против часовой стрелки подается напряжение на обмотку электромагнита 3. На обмотке дополнительного электромагнита 7 напряжение присутствует все время. Пересечение зубцов диска 1 магнитного потока электромагнитов 2 и 3 вызывает одностороннее колебание вектора магнитной индукции, что образует в токопроводящей поверхности плоскостей выходного звена вихревые токи, взаимодействие которых с магнитным полем вызывает образование электромагнитных сил, вызывающих одностороннее перемещение выходного звена, т. е. вращение вала 6 или линейное движение пластины 10 с частотой, равной удвоенной частоте колебаний вибратора крутильных колебаний. Увеличение частоты микроперемещений выходного звена однозначно приводит к увеличению равномерности его движения. Таким образом обеспечивается индукционное импульсное взаимодействие между входным и выходным звеньями устройства на каждую фазу движения входного звена. При необходимости изменения направления движения выходного звена изменяется фаза включения электромагнитов 2 и 3, т. е. при вращении диска 1 по часовой стрелке включается электромагнит 3, а при вращении против часовой стрелки — электромагнит 2.

Для передачи оптимального крутящего момента с учетом КПД устройства и достижения высокой точности целесообразно обеспечить крутильные колебания диска !

1073088

Составитель А. Ширяева

Редактор Л. Повхан Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 11755/! 4 Тираж 1033 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 с частотой 1,5 Х 10з Гц и углом 1 . 11ри этом угловая скорость его вращения составляет 120%. Возможность фазного уп.равления включением электромагнитов 2 и 3 позволяет регулировать скорость вращения выходного звена в диапазоне 0—

120 /с с частотой микроперемещений

3 ) 10з Гц.

По сравнению с известными предлагаемое устройство за счет повышения частоты микроперемещений выходного звена обеспечивает более равномерное его перемещение. Это позволяет использовать данное устройство в системах с повышенным требованием к равномерности движения, например в технологических установках для напыления слоев при производстве интегральных схем или установках для выращивания кристаллов. За счет малого времени переходных процессов движения использование предлагаемого устройства совместно с датчиками обратной связи позволяет повысить точность обработки координаты. Изготовление устройства возможно из широко распространенных материалов.