Микроманипулятор для сферических объектов

 

Изобретение относится к приборо строению и может быть использовано для высой оточного перемещения сферических объектов. Цель изобретения - повышение точности позиционирования за счет ликвидации люфтов в кинематических цепях. Цилиндрический ролик 11 поворачивается поводком 21 от шестерни 22 привода 23 и перемещает верхнюю платформу в одном направлении , а нижнюю - в противоположном. Эти перемещения через поводки передаются на соответствующие платформы двухкоординатного столика ориентации, а следовательно, на держатели 8 сферического объекта 9. При совместной работе двух однокоординатных механизмов перемещения осуществляется поворот объекта 9 в любом направлении по сложной траектории с заданной точностью , скоростью и шагом. В каждом из этих случаев сферический объект поворачивается вокруг своего центра, координаты которого остаются неизменными в пространстве. 3 ил. lO

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51)4В 25 J 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4024104/31-08 (22) 14.02.86 (46) 15.01.88. Бюл. )Ф 2 (71) Харьковский автомобильно-дорожный институт им.Комсомола Украины (72) К.И.Богатыренко, А.И.Кваша, А.И.Никитенко и В.Е.Тырса (53) 62-229.72 (088.8) (56) Morj es I.À., Weinstein В. W.

Wi11enborg D.L. Richmond А.L. Microsphere rotation for automated interfегоmetric target characterization

UCRL —.83379.

University of California. Lawzence

Livermore Laboratory Preprint, Sept.

14, 1979. (54) МИКРОИАНИПУЛЯТОР ДЛЯ СФЕРИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для высокоточного перемещения сферических объектов. Цель изобретения— повышение точности позиционирования за счет ликвидации люфтов в кинематических цепях. Цилиндрический ролик

11 поворачивается поводком 21 от шестерни 22 привода 23 и перемещает верхнюю платформу в одном направлении, а нижнюю — в противоположном.

Эти перемещения через поводки передаются на соответствующие платформы двухкоординатного столика ориентации, а следовательно, на держатели 8 сферического объекта 9. При совместной работе двух однокоординатных механизмов перемещения осуществляется поворот объекта 9 в любом направлении по сложной траектории с заданной точностью, скоростью и шагом. В каждом из этих случаев сферический объект поворачивается вокруг своего центра, координаты которого остаются неизменными в пространстве. 3 ил.

85 2 ведомые части 5 платформ к кольцевому основанию 24.

С ведомыми частями 5 платформы держатели сферического объекта связаны плоскими пружинами 28, которые обеспечивают точную передачу движения Ьдоль осей Х и Y и в то же время не допускают проскальзывание сферического объекта в держателях, а также его деформацию.

Ведущие и ведомые части платформы связаны между собой упругими элементами, т.е. жесткими поводками 29, ко« торые своими концами крепятся к ведущим и ведомым частям платформы с помощью плоских пружин 30 и образуют параллелограмм.

Микроманипулятор работает следующим образом.

При повороте шестерни 22 привода

23 поворачивается поводок 21 и, соответственно, поворотный ролик 11, который заставляет перемещаться ведущие части 4 платформ (ползуны) вдоль координатной оси в противоположном направлении. Эти движения через гговодки 29 передаются на соответствую" щие ведомые части 5 .платформ, а следовательно, на держатели 8 сфери ческого объекта. При этом сферический объект 9 поворачивается вокруг оси, параллельной одной из координатных осей. При совместной работе двух однокоординатных механизмов можно осуществлять поворот объекта по сложной траектории в любом заданном направлении. Причем сферический объект всегда поворачивается вокруг одной точки— центра объекта, которая не меняет. своего положения в пространстве. Это позволяет реализовать сложную программу позиционирования сферического объекта в пространстве как непрерывно с заданной скоростью, так и дискретно с заданным шагом позиционирования в ручном или автоматическом режимах.

Пределы перемещения платформ вдоль каждой координаты устанавливаются длиной продольной. щели в ведущих частях платформы, через которую проходит винт прижимного механизма ползунов. е

Диаметр исследуемого сферического объекта определяет диапазон перемещения держателей и. ведомых частей платформы. Исходя из этого выбираются размеры рабочих площадок держателей

8, опорных площадок кольцевого основания 24, ведомых частей 5 платформы, 50

Ведомые части 5 платформы подпружинены к опорным площадкам кольцеоб-разного неподвижного основания 24, установленного на основании 1, при-. жимным устройством 7.

Прижимное устройство 7 состоит из шариковых опор 25 и дисков 26, которые усилием пружин 27 подпружинивают

1 13663

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для высокоточного перемещения сферических объектов.

Цель изобретения - повышение точ5 ности позиционирования за счет ликвидации люфтов в кинематической цепи.

На фиг.1 схематически представлен микроманипулятор; на фиг.2 — то же, вид .сверху; на фиг,З вЂ” разрез А-А на фиг.2, Микроманипулятор состоит из основания 1, верхней 2 и нижней 3 платформы с ведущими 4 и ведомыми 5 частями (ползунами), связанными между собой параллелограммным механизмом 6, прижимного устройства 7, держателей

8 сферического объекта 9 и двухкоординатного привода 10 с выходным звенОМ вЂ” поворотным роликом 11 и прижимным устройством 12.

Двухкоординатный привод 10 платформы выполнен в виде двух идентичных однокоординатных механизмов 13, 25

14 перемещения. Механизм перемещения по одной координате содержит выходное звено в виде поворотного цилиндрического ролика 11, установленного наопорах 15 в окне 1 основания и размещен- др ного между ведущими частями 4 платформ (ползунами) так,что его ось вращения перпендикулярна направлейию пере-, мещения ползунов. Ползуны 4 связаны между собой и с поворотным роликом

11 прижимным устройством 12. При этом каждый ползун установлен на дополнительной опоре 16 а боковыми поверхностями — на направляющих 17. Прижимное устройство 12 сОдержит два кОрО 40 мысла 18, установленные на шариках

19, помещенных в желобе ползунов 4, и пружины 20. Прижимное усилие пружин 20 к ползунам регулируется винтами (не показаны).

На поворотном ролике 1 1 установлен поводок 21, который соединен безлюфтовой зубчатой передачей с шестерней

22 привода 23 (ручного или автоматического).

3 l36бЗ рабочих площадок ползунов 4, которыми они прижимаются к поворотному ролику 11., диаметр поворотного ролика, а также диаметр отверстий ведомых частей 5 платформ. .5

Точность позиционирования сферического объекта определяется, в первую очередь, точностью изготовления цилиндрического поворотного ролика и рабочих площадок ведущих частей платформы — ползунов, а также опорных площадок кольцевого основания, рабочих площадок ведомых частей платформ и рабочих площадок держателей сферического объекта.

Во избежание проскальзывания сферического объекта, а также его деформации подбирают силу прижима держателей к сферическому объекту, а рабочие площадки держателей делают из эластичного материала с последующей шлифовкой.

Использование в качестве элемента качения цилиндрических роликов обеспечивает выборку всех люфтов в сопряжениях с ползунами. При этом контакт сопряжений "ползун-ролик" происходит по линии (а не по точке, как в случае использования в качестве элемента качения шарика), а контакт сопряжений

"платформа-кольцевое основание" про85 исходит по плоскости, поэтому удельные давления. невелики, следовательно, контактные деформации в этих местах минимальны. Благодаря этому повышается точность позиционирования.

Формула изобретения

Микроманипулятор для сферических объектов, содержащий основание, уста- новленные на нем две кинематически связанные между собой подвижные платформы с телами качения, два держателя сферического объекта, каядый из которых связан с соответствующей платформой, и двухкоординатный привод платформ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования за счет ликвидации люфтов в кинематической цепи, обе платформы выполнены из двух частей: ведущей и ведомой, связаны между собой с помощью упругих элементов и подпружинены к основанию, причем держатели упрого связаны с ведомыми частями платформ, а привод по каждой координате имеет выходное звено в виде поворотного ролика, размещенного между ведомыми частями платформ., при этом оси поворотных роликов приводов взаимно перпендикулярны.

Составитель С.Новик

Редактор А.Долинич Техред Л.Сердюкова Корректор М.Демчик

Заказ 6739/16 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4