Микроманипулятор

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для осуществления точных перемещений при биологических исследованиях. Цель изобретения - повышение точности контроля перемещения микроинструмента. В корпусе 1 закреплен пьезопреобразователь 2. Г1ьез() мическая мембрана 5 соединена через изо.шрующую муфту 3 с пьезопреобразовате;1ем 4. Перпендикулярно электроду 6 закреп.чен электрод 8. В муфте 7 закреплен микроинструмент 9. Электроды 6 и 8 подключены к источнику постоянного напряжения 10. С помощью туннельного явления обеспечивается достоверность позиционирования, что позволяет повысить точность перемещения микроинструмента . 1 ил. NP СО СО ОО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) y1) 4 А 61 В 5/05

1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:, Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3832803/28-14 (22) 19.12.84 (46) 23.03.87. Бюл. № 11 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) 3. А. Андрюшкявичюс и К. М. Рагулскис (53) 578.086.86:537.228.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 410775, кл. А 61 В 5/05, 1972. (54) МИКРОМАНИПУЛЯТОР (57) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для осуществления точных перемещений при биологических исследованиях. Цель и нн>рстсния — повышение точности КоНТро.lя перемещения микроинструмента. В корпусе 1 закреплен пьезопреобразователь 2. 11üåçîêå(tÿмическая мембрана 5 соединена через изолирующую муфту 3 с пьезопреобразоватслсм -1.

Перпендикулярно электроду 6 закреплен электрод 8. В муфте 7 закреплен микроинструмент 9. Электроды 6 и 8 подклю гены и источнику постоянного напряжения 10. С помощью туннельного явления обеспечивается достоверность позиционирования, что позволяет повысить точносгь перемещения микро. инструмента. 1 ил.

1297798 (;осгавитсгль Л. !Цпикалс в

Редактор II. Тупица Гсхред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 728!4 Тираж 595 !Зодписиое

БГ!ИИПИ Росу.(арствсипого комитета ((;(:Р по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, I аушская иаб., д. 4/5

Производственно-полиграфипсскос прс.тприятие, г. Ужгород, уд. Проектная, 4

Изобретение относится к приборостроению, а именно к манипуляторам, и может быть использовано для биологических исследований, а также в других отраслях науки и техники, где требуется осуществление точных перемещений.

Цель изобретения — повышение точности контроля перемещения микроинструмента.

На чертеже схематично изображен микромани пул ятор.

Микроманипулятор содержит корпус 1, в котороч закреплен пьезопреобразователь 2, выполненный в виде пьезокерамического столба, который через изолирующую муфту 8 соединен с другим пьезопреобразователем 4, выполненным в виде пьезокерамического кольца, пьезокерамическую мембрану 5, жестко соединенную через изолируюшую муфту 3 с пьезопреобразователем

4, в центре которой закреплен электрод 6, выполненный в виде металлической пластинки, покрытой тонкой анодированной алюминиевой пленкой. С другого конца пьезопреобразователя 4 через изолирующую муфту 7, перпендикулярно электроду 6, закреплен другой электрод 8, выполненный в виде металлического заостренного стержня.

К изолирующей муфте 7 закреплен микро- 25 инструмент 9. Электроды 6 и 8 подключены к источнику 10 постоянного напряжения, при этом последовательно подключен микроачперметр 1. Пьезопреобразователи

2 и 4 и пьезокерамическая мембрана 5 подключены к источнику напряжения (не ЗО показано).

Микроманипулятор работает следующим образом.

Подается напряжение на пьезопреобразователь 2, который, деформируясь, осуществляет грубое наведение микроинструмента 9. Величина деформации пьезопреобразователя 2 пропорциональна подаваемому напряжению.

Путем подачи напряжения от источника

1О постоянного напряжения создают раз40 ность потенциалов между электродами 6 и 8, после чего от источника питания (не 110казан) подают напряжение на пьезокерачическую мембрану 5 таким образом, чтобы она, деформируясь, приближала полированную пластинку 6 к электроду 8 до погружения конца иглового электрода 8 в окисел алюминиевой пленки, которой покрыта полированная пластинка 6. В цепи: полированная пластинка 6 — источник 10 постоянного напряжения — микроамперметр ll электрод 8 возникает туннельный ток, сила которого экспоненциально зависит от расстояния между концом иглового электрода 8 и поверхностью алючиниевой пленки на полированной пластинке 6. При этом незначительное изменение этого расстояния вызывает значительные изменения туннельного тока.

Для точного наведения микроинструмента 9 подают напряжение от источника питания (не показан) в пьезопреобразователь

4, который, деформируясь, смещает микроинструмент 9. При смещении микроинструмента 9 меняется расстояние между электродом 8 и электродом 6, теM самыM меняется туннельный ток, показываемый микроамперметром 11, шкала которого выполнена, учитывая экспоненциальную зависимость туннельного тока от расстояния между электродами 6 и 8. Такич образом, путем измерения туннельного тока, показываемого микроамперметром 11, можно судить о достоверности перече(цепия микроинструмента.

Обеспечение достоверности позиционирования, осуществляемое с помощью туннельного явления, позволяет повысить точность перемещения микроинструмента по сравнению с известным устройством, так как при осуществлении перемен(ения микроинструмента 9 учитываются и элиминируются случайные явления и нестабильности, которые имеют большое значение для точности позиционирования микроинструмента.

Формула изобретения

Микроманипулятор, включающий корпус, два пьезопреобразователя, один из которых связан с микроинструченточ. а другой закреплен в корпусе. отлииаюи(ийся теч, что, с целью повышения точности контроля перемещения микроинструмента, микроманипулятор дополнительно снабжен пьезокерамической мембраной, установленной на пьезопреобразователе, закрепленном в корпусе, электродами, один из которых выполнен в виде полированной пластинки, покрытой алюминиевой пленкой, и соединен с пьезокерамической мембраной, а другой выполнен в виде металлического заостренного стержня и связан с микроинструментом, при этом электроды через токоизмерительный прибор подключены к источнику напряжения.