Устройство прецизионного позицирования

(23) Приаригет -1)М. Кл. Н 01 . 41/08 Ввудврстюв квнитвт СССР ав делан язфбрвтевхй я аткрьпвй.1 (088.8) Опубликовано 05.82. Бюллетень,В 18 Дата опубликования описания 15 0 2) Авторы изобретения усилас,к И. Алексеенко,и1 О. Бансявичус, АМ, Рагульскис Фанас Снечкусакт 4Р) Заявитель аунасский политехнический институт им(54) УСТРОЙСТВО ПРЕЦИЗИОННОГО ПОЗИЦИРОВАНИ по Изобретение относится к приборостроениюа именно к устройствам точногопозицирования, и может быть использовано. в устройствахтребующих прецизионного перемещения изде.лий в координатно-измерительных приборах,в оптико. механических приборах, в робототех- фнике и т.д,Известно устройство для прецизионного перемещения иэделий, содержащее основание,объект позицирования и пьезоэлектрическийпривод 11.Недостатком устройства является его относительная сложность, поскольку для перемещенияпо каждой из координатных осей используется самостоятельный пьезопривод.15Известно также устройство прецизионногоэицирования, содержащее основание, объектпозицирования и пьезоэлектрический привод 2.В известном устройстве пьезоэлектрическиепреобразователи привода перемещаются вместес объектом позицирования и прижаты к немупружинами, установленными неподвижно относительно основания, Это приводит к ограни-чению хода перемещения и к зависимости пара. метров позицирования от величины перемещения.Кроме того, позицирование возможно толькопо трем координатам, Все это ограничиваетфункциональные возможности устройства,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения позицирования по пяти степеням свободы,Поставленная цель достигается тем, что вустройстве прецизионного позицирования, содержащем основание, объект позицирования ипьезоэлектрический.привод, объект позицирования выполнен в виде шара, снабженного каналами управления с кубической полостьюв центре, а привод выполнен в виде пьезоке.рамического вибратора в форме куба, которыйрасположен с зазорами по трем координатамв указанной полости,На фиг, 1 изображено устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез, А - А на фиг.1; на фиг. 3 и 4 - положение пьезоэлектрического привода при повороте объекта.В корпусе 1 расположен объект позицирования 2, упруго поджатый к основанию корпуса 1 через втулку 3 и пружину 4 крышкой928470объекта 2 производится несимметричным смещением вибратора 6 около оси, вокруг кото.рой производится вращение. (фиг. 4), В этомслучае возбуждаемые импульсы создают вращающий момент, поворачивающий объект пози.цирования 2, Управляя положением вибратора6 через каналы управления 10, как показанона фиг, 4 в плоскости ХУ, получают поворотвокруг оси Е, в плоскости ЕУ - поворот во 10 круг оси Х, в плоскости 2 Х - вокруг оси У.Таким образом, имея 24 канала управленияположением вибратора 6, можно осуществитьпозицирование по пяти степеням свободы, т.е.иметь десять различных движений (с учетомреверса). Позицирование возможно только последовательно по каждой степени свободы,Чувствительность предложенного устройстваочень велика, так как амплитуды колебаниймалы (несколько микрометров), а частотыбольшие (от 20 до 200 кГц).Устройство прецизионного позицированияобеспечивает позицирование по пяти степенямсвободы при относительной простоте конструкции. 5. Объект позицирования 2 выполнен в виде шара с кубической полостью в центре, в которой с определенным зазором по всем трем координатам располагается пьезоэлектрический вибратор 6, имеющий форму куба, поляризо-, ванного по направлению, перпендикулярному направлению нанесенных на две его параллельные грани электродов 7 и 8, которыми он подключен к генератору высокочастотных ко.- лебаний 9, причем в теле объекта 2 симметрично на определенном расстоянии от граней кубической полости выполнены 24 канала управления 10.Работает устройство следующим образом, При подключении генератора 9 к пьезоэлектрическому кубическому вибратору 6 последний начинает совершать высокочастотные резонансные колебания с частотой 25 с(Вибратор 6, находясь в кубической полости позицируемого объекта 2, управляется, например, при помощи дискретной струйной техники, для работы которой в теле объекта выполнены 24 канала управления 10. В каждом углу кубической полости расположено по 3 канала, каждый из которых направлен по одной из координат Х, У, Е (фиг, 1 и 3). Таким образом, в плоскостях, параллельных плоскости ХУ, расположено 8 каналов, и в плоскостях, параллельных плоскостям ХЕ, УЕ, также по 8 каналов. Прижимая вибратор 6 одной из плоскостей куба к соответствую щей плоскости полости, производят генерирование импульсов в соответствующую сторону, за счет чего происходит перемещение объекта позицирования 2 в этом направлении (фиг.2). Управляя положением вибратора 6 через ка. палы, расположенные в плоскостях, параллельных плоскости ХУ, получают движение объекта 2 или по оси Х или по оси У, в зависимости от направления каналов управления 10, соответственно, илн по Х или по У. Поворот Формула изобретения Устройство прецизионного позицирования,содержащее основание, объект позицированияи пьезоэлектрический привод, о т л и ч а ющ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспеченияпозицирования по пяти степеням свободы,объект нозицирования выполнен в виде шара,35 снабженного каналами управлены с кубической полостью в центре, а привод выполненв виде пьезокерамического вибратора в формекуба, который расположен с зазорами по тремкоординатам в указанной полости,40 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР М 674123,кл. Н 01 1. 41/10, 1978,2. Патент Сй 1 А Иф 3808488, кл. 310 - 8.2,45 опублик. 1977 (прототип),