Устройство для регулирования положения крупногабаритного объекта

Заявленное изобретение относится к устройствам, обеспечивающим перемещения объектов больших габаритов и массы по шести координатам, в частности, для изменения положения одного узла установки относительно другого. Устройство для регулирования положения крупногабаритного объекта содержит основание, на котором установлена пластина с центральным отверстием, а также два винтовых привода для перемещения пластины в двух взаимно перпендикулярных направлениях и две каретки, установленные на направляющих. Основание выполнено в виде рамы с прикрепленной к ней снизу плитой, а пластина с помощью винтовых шаровых опор с подпятниками установлена на плите основания. При этом на пластине установлена платформа для размещения объекта с возможностью вращения вокруг оси центрального отверстия пластины, а каретки выполнены в виде Т-образных пластин, установленных параллельно плите основания с вертикальным зазором друг относительно друга. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет обеспечения перемещения крупногабаритного объекта по трем координатам (X, Y, Z), возможности поворота относительно трех взаимно перпендикулярных осей и повышения грузоподъемности устройства. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к области электрофизических установок, а более конкретно к устройствам, обеспечивающим перемещения объектов больших габаритов и массы по шести координатам, в частности, для изменения положения одного узла установки относительно другого.

Известно устройство для перемещения объекта (В.В. Мизилин и А.А. Ковальчук, «Координатный стол», авторское свидетельство SU №917378, кл. МПК H05K 13/02, 13/08, опубл. 30.03.82), содержащее неподвижное основание, платформу для размещения объекта, две расположенные под прямым углом каретки, снабженные направляющими прямолинейного перемещения и винтовыми приводами.

Недостатком конструкции данного устройства является то, что направляющие элементы приводов выполнены в виде цилиндрических стержней и фасонных роликов, которые обладают недостаточной жесткостью и поэтому деформируются в случае расположения на платформе массивного объекта. Кроме того, устройство перемещения обладает только двумя степенями свободы.

Известно также устройство для регулирования положения крупногабаритного объекта (В.И. Марьин и Л.И. Лагерев. «Устройство для регулирования положения объекта по двум взаимно перпендикулярным направлениям», авторское свидетельство SU №436394, кл. МПК G12B 5/00, опубл. 15.07.74), содержащее неподвижное основание, на котором установлена пластина с круглым центральным отверстием, а также два винтовых привода для перемещения пластины в двух взаимно перпендикулярных направлениях и две каретки, установленные в направляющих прямолинейного перемещения.

Недостатками указанного устройства является то, что изменение положения объекта производится только по двум координатам, что ограничивает функциональные возможности устройства; использование V-образных направляющих с шариковыми опорами существенно снижает допустимую массу объекта.

Указанное устройство выбрано в качестве прототипа предложенного решения.

Задачей изобретения является создание устройства для регулирования положения крупногабаритного массивного объекта с большим количеством степеней свободы.

Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет обеспечения перемещения крупногабаритного объекта по трем координатам (X, Y, Z), возможности поворота относительно трех взаимно перпендикулярных осей и повышения грузоподъемности устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для регулирования положения крупногабаритного объекта, содержащем неподвижное основание, на котором установлена пластина с круглым центральным отверстием, а также два винтовых привода для перемещения пластины в двух взаимно перпендикулярных направлениях и две каретки, установленные на направляющих прямолинейного перемещения, новым является то, что основание выполнено в виде прямоугольной рамы с прикрепленной к ней снизу плитой, пластина с помощью четырех винтовых шаровых опор с подпятниками установлена на плите основания, на пластине установлена платформа для размещения крупногабаритного объекта с возможностью вращения вокруг оси центрального отверстия пластины, винтовые приводы установлены на перпендикулярных сторонах рамы, а каретки выполнены в виде Т-образных пластин, установленных параллельно плите основания с вертикальным зазором друг относительно друга, причем на концах центральных выступов Т-образных пластин жестко закреплены гайки, в которые входят винты приводов, а на концах поперечных частей Т-образных пластин выполнены пазы, в которых расположены три подпятника с возможностью их перемещения только вдоль поперечных частей Т-образных пластин, при этом один из этих трех подпятников находится одновременно в пазах обоих Т-образных пластин, кроме того, Т-образные пластины установлены на направляющих прямолинейного перемещения, жестко связанных с плитой основания, причем Т-образные пластины имеют возможность перемещения поперек их поперечных частей.

Кроме того, каждая винтовая шаровая опора содержит винт, закрепленные на пластине втулку с резьбовым отверстием и дополнительную втулку, с внутренним диаметром, равным наружному диаметру резьбы, соосную с втулкой с резьбовым отверстием, причем втулки расположены на расстоянии друг от друга вдоль оси винта.

Кроме того, Т-образные пластины расположены с зазором относительно внутренних поверхностей рамы основания.

Кроме того, платформа имеет цилиндрический выступ, входящий в центральное отверстие пластины.

Кроме того, пластина и платформа для размещения крупногабаритного объекта связаны приводом вращения платформы.

Усилие от объекта передается непосредственно от пластины к плите основания через шаровые винтовые опоры с подпятниками, не нагружая подвижные элементы устройства (каретки, направляющие кареток, винты приводов кареток).

Выполнение кареток в виде Т-образных пластин, установленных параллельно плите основания с вертикальным зазором друг относительно друга, а также установка винтовых приводов на перпендикулярных сторонах рамы основания и жесткое закрепление гаек, в которые входят винты приводов, на концах центральных выступов Т-образных пластин позволяет обеспечить возможность взаимоперпендикулярного перемещения кареток с небольшим усилием друг относительно друга в плоскости, параллельной основанию. Это дает возможность перемещения объекта по двум координатам. Кроме того, устройство кареток позволяет исключить воздействие на них непосредственного веса перемещаемого объекта.

Обеспечение перемещения крупногабаритного объекта по вертикальной оси (чего не было в прототипе) возможно благодаря вращению шаровых винтовых опор.

Обеспечение вращения крупногабаритного объекта вокруг двух взаимно перпендикулярных осей в горизонтальной плоскости (OX, OY) обеспечивается вращением винтов шаровых винтовых опор. Вращение крупногабаритного объекта вокруг вертикальной оси (OZ) обеспечивается вращением винтов привода вращения платформы.

При вращении пластины вокруг двух взаимно перпендикулярных осей в горизонтальной плоскости соединение подпятников с шаровой поверхностью винтов предотвращает возникновение перекосов и внутренних напряжений в конструкции устройства.

Перемещение объекта в вертикальной плоскости обеспечивается вращением четырех винтов винтовых шаровых опор.

Выполнение основания в виде прямоугольной рамы с прикрепленной к ней снизу плитой обеспечивает необходимую прочность и жесткость основания.

Размещение винта шаровой опоры в соосно расположенных на расстоянии друг от друга вдоль оси винта втулках уменьшает величину сил, воздействующих на винт от втулок, возникающих от силы трения при перемещении подпятника по плите основания (предотвращает заклинивание винта шаровой опоры в резьбовом отверстии).

На фиг. 1 изображен продольный разрез по А-А заявляемого устройства.

На фиг. 2 изображен вид сверху заявляемого устройства.

На фиг. 3 изображен разрез по Б-Б заявляемого устройства.

На фиг. 4 изображен разрез по Г-Г заявляемого устройства.

На фиг. 5 изображен разрез по В-В заявляемого устройства.

На фиг. 6 изображен вид Д.

На фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6 изображено:

1 - пластина;

2, 3 - винтовые приводы для перемещения пластины;

4, 5 - каретки;

6, 7 - направляющие прямолинейного перемещения кареток;

8 - прямоугольная рама;

9 - плита основания;

10 - винтовая шаровая опора;

11 - подпятник винтовой шаровой опоры;

12 - платформа для размещения юстируемого объекта;

13, 14 - гайки кареток;

15 - втулка с цилиндрическим отверстием, диаметр которого равен наружному диаметру резьбы;

16 - втулка с резьбовым отверстием;

17 - кронштейн, закрепленный на платформе;

18 - стойки, закрепленные на пластине;

19 - винты.

Устройство для регулирования положения крупногабаритного объекта содержит неподвижное основание, на котором установлена пластина 1 с круглым центральным отверстием, а также два винтовых привода 2 и 3 для перемещения пластины 1 в двух взаимно перпендикулярных направлениях и две каретки 4 и 5, установленные в направляющих 6 и 7 прямолинейного перемещения, причем основание выполнено в виде прямоугольной рамы 8 с прикрепленной к ней снизу плитой 9, пластина 1 с помощью четырех винтовых шаровых опор 10 с подпятниками 11 установлена на плите 9 основания, на пластине 1 установлена платформа 12 для размещения крупногабаритного объекта с возможностью вращения вокруг оси центрального отверстия, винтовые приводы 2 и 3 установлены на перпендикулярных сторонах рамы 8, а каретки 4 и 5 выполнены в виде Т-образных пластин, установленных параллельно плите 9 основания с вертикальным зазором друг относительно друга, причем на концах центральных выступов Т-образных пластин жестко закреплены гайки 13 и 14, в которые входят винты приводов 2 и 3, а на концах поперечных частей Т-образных пластин выполнены пазы, в которых расположены три подпятника 11 с возможностью их перемещения только вдоль поперечных частей Т-образных пластин, при этом один из подпятников находится одновременно в пазах обоих Т-образных пластин, кроме того, Т-образные пластины установлены на направляющих 6 и 7 прямолинейного перемещения, жестко связанных с плитой 9 основания с возможностью перемещения поперек поперечных частей Т-образных пластин.

Пластина 1 и платформа 12 для размещения крупногабаритного объекта связаны приводом вращения платформы, состоящим из кронштейна 17, закрепленного на платформе, стоек 18, закрепленных на пластине 1, и двух соосно расположенных винтов 19 в резьбовых отверстиях стоек, упирающихся в кронштейн.

Работает заявляемое устройство следующим образом.

При вращении винта привода 2 для перемещения пластины движется каретка 4 с находящимися в пазах поперечной части каретки подпятниками 11 винтовых опор, винтовыми опорами пластины и пластиной 1 с платформой 12. При этом подпятник, находящийся одновременно в пазу первой 4 и второй 5 каретки, свободно перемещается по пазу второй каретки, так как паз направлен параллельно оси винта привода первой. Второй привод 3, расположенный перпендикулярно первому, аналогично перемещает пластину 1 с платформой 12 в поперечном направлении (винтовые приводы 2 и 3 независимы один от другого). Перемещение платформы 12 с размещенным на ней объектом по вертикальной оси происходит при вращении всех четырех винтов 10 шаровых опор.

Наклон платформы 12 с размещенным на ней объектом относительно горизонтальных осей производится вращением винтов шаровых опор (с одной из сторон винты поднимают край пластины, с другой - опускают противоположный край пластины).

Вращение платформы 12 с размещенным на ней объектом относительно оси центрального отверстия пластины 1 осуществляется вращением винтов 19 в стойках 18 на пластине (один винт вывинчивается, другой ввинчивается навстречу первому, вращая платформу 12 за прикрепленный к ней кронштейн 17).

В примере конкретного выполнения была выполнена подставка для регулирования положения электромагнита бетатрона весом порядка 500 кг. Основные детали устройства для перемещения крупногабаритного объекта выполнены металлическими. Для прикрепления элементов устройства друг к другу использован крепеж. Подпятники для уменьшения силы трения выполнены из латуни. Детали заявляемого устройства просты по форме и не требуют для изготовления высокоточного оборудования.

1. Устройство для регулирования положения крупногабаритного объекта, содержащее неподвижное основание, на котором установлена пластина с круглым центральным отверстием, а также два винтовых привода для перемещения пластины в двух взаимно перпендикулярных направлениях и две каретки, установленные на направляющих прямолинейного перемещения, отличающееся тем, что основание выполнено в виде прямоугольной рамы с прикрепленной к ней снизу плитой, пластина с помощью четырех винтовых шаровых опор с подпятниками установлена на плите основания, на пластине установлена платформа для размещения крупногабаритного объекта с возможностью вращения вокруг оси центрального отверстия, винтовые приводы установлены на перпендикулярных сторонах рамы, а каретки выполнены в виде Т-образных пластин, установленных параллельно плите основания с вертикальным зазором друг относительно друга, причем на концах центральных выступов Т-образных пластин жестко закреплены гайки, в которые входят винты приводов, а на концах поперечных частей Т-образных пластин выполнены пазы, в которых расположены три подпятника с возможностью их перемещения только вдоль поперечных частей Т-образных пластин, при этом один из подпятников находится одновременно в пазах обоих Т-образных пластин, кроме того, Т-образные пластины установлены на направляющих прямолинейного перемещения, жестко связанных с плитой основания с возможностью перемещения Т-образных пластин поперек их поперечных частей.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждая винтовая шаровая опора содержит винт, закрепленные на пластине втулку с резьбовым отверстием и дополнительную втулку, с внутренним диаметром, равным наружному диаметру резьбы, соосную с втулкой с резьбовым отверстием, причем втулки расположены на расстоянии друг от друга вдоль оси винта.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что Т-образные пластины расположены с зазором относительно внутренних поверхностей рамы основания.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пластина и платформа для размещения крупногабаритного объекта связаны приводом вращения платформы.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что платформа имеет цилиндрический выступ, входящий в центральное отверстие пластины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к креплению датчика. Крепление имеет два или три выполненные с возможностью вращения при помощи двигателя кольца (2, 3, 4) для размещения датчика (5), при этом оси (R1, R2, R3) вращения двух или трех выполненных с возможностью вращения при помощи двигателя колец (2, 3, 4) расположены наклонно друг к другу.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано, например, в стендах для контроля и тестирования оптико-механической аппаратуры. Сущность: устройство содержит опору (1), подвижную платформу (4), направляющие элементы (), приводные механизмы (на фиг.1 показан только ) и прямоугольную раму (2), установленную между опорой (1) и подвижной платформой (4).

Изобретение относится к области приборостроения и может быть применено для точной ориентации объекта в целях наблюдения или обработки, например, в микроскопах. Устройство для позиционирования объекта содержит средство угловой ориентации, состоящее из подвижной и неподвижной частей, и средство вертикальной подачи, связанное с подвижной частью средства угловой ориентации.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к измерительной технике, и может быть использовано для сверхточных перемещений, в частности в устройствах, используемых в области микробиологии, медицины и т.п.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в высокоточных приводах станков и технологического оборудования, в сверхвысокоточных приводах в оптических и лазерных приборах, а также в механизмах ультрапрецизионных перемещений и позиционирования (МУПП) в нанотехнологиях, например для покадровых перемещений зондовых микроскопов в наноэлектронике.

Изобретение относится к средствам юстировки оптических элементов и направлено на уменьшение габаритов и повышение жесткости конструкции, на повышение чувствительности и точности подвижек, упрощение технологии изготовления и сборки, что обеспечивается за счет того, что трехкоординатный прецизионный столик включает три пары параллельно размещенных оснований.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и предназначено для юстировки оптических элементов в оптических системах, где важно точно поворачивать оптические элементы с минимальными отклонениями их оси вращения.

Изобретение относится к вибрационной технике. .

Изобретение относится к вспомогательным приспособлениям для электронных микроскопов и может быть использовано в качестве координатного стола при работе с другими приборами.

Изобретение относится к тросовым приводам для торможения обоих колес мотоцикла. .

Изобретение относится к электродистанционным системам управления. .

Изобретение относится к системам управления динамическими объектами, управляемыми одновременно двумя операторами с помощью рычагов управления, не связанных механически, и позволяет обеспечить операторов тактильной информацией о величине рассогласования управляющих воздействий от рычагов управления, что дает возможность каждому оператору своевременно определять момент вмешательства другого оператора в управление и при необходимости синхронизировать управляющие воздействия операторов.

Изобретение относится к машиностроению и позволяет ориентировать крупногабаритные объекты с целью задания прецизионного углового и осевого положений. .

Изобретение относится к машино строению, и может быть использовано 3 Vt в системах управления и регулирования. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в стендовом оборудовании для обеспечения заданных прецизионного углового и осевого положения объекта.

Изобретение относится к приборным устройствам и может быть использовано для измерения параметров газовых потоков в проточных частях газотурбинных установок, центробежных и осевых компрессоров, турбин и т.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для получения точных угловых микроперемещений. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах управления. .

Изобретение относится к средствам для измерения координат центра и радиуса цилиндрических участков деталей. Данный способ включает в себя определение координат центра сферического наконечника радиусом Rн измерительной головки при каждом его касании с поверхностью изделия.

Заявленное изобретение относится к устройствам, обеспечивающим перемещения объектов больших габаритов и массы по шести координатам, в частности, для изменения положения одного узла установки относительно другого. Устройство для регулирования положения крупногабаритного объекта содержит основание, на котором установлена пластина с центральным отверстием, а также два винтовых привода для перемещения пластины в двух взаимно перпендикулярных направлениях и две каретки, установленные на направляющих. Основание выполнено в виде рамы с прикрепленной к ней снизу плитой, а пластина с помощью винтовых шаровых опор с подпятниками установлена на плите основания. При этом на пластине установлена платформа для размещения объекта с возможностью вращения вокруг оси центрального отверстия пластины, а каретки выполнены в виде Т-образных пластин, установленных параллельно плите основания с вертикальным зазором друг относительно друга. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет обеспечения перемещения крупногабаритного объекта по трем координатам, возможности поворота относительно трех взаимно перпендикулярных осей и повышения грузоподъемности устройства. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх