Микроманипулятор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()960004 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.07.80 (21) 2960119/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (-1) М Кл з

В 25 J 7/00

Гееудлретеелеме комитет.

СССР (53) УДК 621-229..72 (088.8) Опубликовано 23.09.82. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 28.09.82

llo делам лзебретееей и еткрмтвй (72) Авторы изобретения

P. Э. Курило, В. И.. Милукене, P. П. Шаткус и - 1ьЕ(„с1ВЯ". Ag

- л; и йй Д-.

Каунасский политехнический институт им. АнфнасайЩечкуаа, (71) Заявитель "..нити.е (54) МИКРОМАНИПУеЛЯТОР

Изобретение относится к манипуляторостроению и может быть использовано для биологических исследований.

Известен микроманипулятор для введения микроэлектрода скачками в биологический объект, содержащий держатель микроэлектрода, подающее устройство и привод в виде электромагнита, якорь которого снабжен ударником (1).

Недостатком его являются сложная конструкция и невысокая точность введения микроэлектродов.

Цель изобретения — повышение точносг ти и упрощение конструкции микроманипулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в микроманипуляторе для биологических исследований, содержащем корпус и держатель, установленный на направляющих и сопряженный с шаговым приводом, шаговый привод выполнен в виде пьезокерамического вибратора, содержащего пьезокерамические стержни, установленные под углом друг к другу, причем одни концы стержней связаны с корпусом, а другие жестко скреплены между собой и прижаты к боковой поверхности держателя.. На фиг. 1 приведена схема предлагаемого микроманипулятора; на фиг. 2 — диаграмма сигналов питающего напряжения.

Микроманипулятор содержит корпус 1, в котором в направляющих 2, например шариковых, установлен держатель 3 с микроэлектродом 4 и шаговый движитель, выполненный в виде пьезокерамического вибратора, содержащего пьезокерамические элементы 5 и 6, установленные под углом друг к другу, одни концы которых жестко закреплены в подвижном основании 7, установленном в направляющих 8, а другие концы жестко скреплены между собой и прижаты к держателю 3 через основание 7 при помощи упругих элементов 9.

1s Выход генератора 10 высокочастотных электрических колебаний подключен к входу модули рую щего устройства 11, другой вход которого подключен к выходу генератора 12 прямоугольных импульсов, а выход модулирующего устройства ll через коммутирующее устройство 13 подключен к электродам 14 пьезокерамических элементов 5

-и 6. Микроэлектрод 4 при помощи гибкого провбдника подключен к блоку регистрирующей аппаратуры (не показано).

960004

Манипулятор работает следующим образом.

При подключении высокочастотного напряжения к электродам пьезокерамического элемента 5 он начинает колебаться в продольном направлении, совершает косые микроудары, создавая движущую силу в зоне механического контакта пьезокерамического элемента 5 держателем 3, которая сообщает держателю 3 поступательные движения.

Генератор 10 высокочастотных электрических колебаний создает переменное напряжение (кривая 15 на фиг. 2), соответствующее резонансной частоте пьезоэлемента 5.

Генератор 12 прямоугольных импульсов выдает импульсы (кривая 16 на фиг. 2), которые при помощи модулятора 11 преобразуют напряжение, создаваемое генератором 10 высокочастотных электрических колебаний, в отдельные пакеты (кривая 17 на фиг. 2), при подключении которых к электроду 14 пьезокерамического элемента 5 возбуждаются импульсы механических колебаний в пьезокерамическом элементе 5. Эти импульсы колебаний пьезокерамического элемента обуславливают перемещение держателя с микроэлектродом в .старт-стопном режиме.

Продолжительность импульса, создаваемого генератором 12 прямоугольных импульсов, определяет длину импульса возбуждаемых механических колебаний пьезоэлемента 5 и, тем самым, величину перемещения. Реверсирование осуществляется подключением другого идентичного пьезоэлемента 6 при помощи коммутирующего устройства 13.

Экспериментальные исследования опытного образца показали, что в предлагаемом микроманипуляторе можно. осуществить перемещения с шагом 0,1 мкм и менее ввиду того, что можно возбудить короткий импульс колебаний. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет в 3 — 5 раз повысить точность ввода микроэлектрода.

Формула изобретения

Микроманипулятор, содержащий корis пус и держатель, установленный в корпусе на направляющих и сопряженный с шаговым приводом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, шаговый привод выполнен в виде пьезокерамического вибратора, содержащего пьезокерамические стержни, установленные под углом друг к другу, причем одни концы стержней связаны с корпусом, а другие жестко скреплены между собой и прижаты к боковой поверхности держателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 459330, кл. В 25 J 7/00, 1973.

960004

Составитель Т. Юдахина

Редактор Н. Бобкова Техред А. Бойкас Корректор А. Ференц

Заказ 6829/18 Тираж 1087 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий

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

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