Микроманипулятор для сферических объектов

(54) МИКР КИХ ОБЪЕК (57) Изоб строению для высок 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Мог 1 ея 1.А., Уезпясеж В.И., И 11 епЪог 8 1).Ь. Н 1 сЬшопд А.1 . М 1 сгоярЬеге госас 1 оп Ког ацсошасей 1 псег гегошесг 1 с сагяес сйагассег 1 хас 1 оп БСЮ - .83379.11 гптегя 1 су оГ Са 11 гоггпа. Ьаюкепс Ь 1 чегшоге ЬаЬогасогу Ргергжс, Берс.14, 1979. МАНИПУЛЯТОР ДЛЯ СфЕРИЧЕСОВетение относится к прибороможет быть использовано точного перемещения сферических объектов, Цель изобретения -повышение точности позиционированияза счет ликвидации люфтов в кинематических цепях. Цилиндрический ролик11 поворачивается поводком 21 отшестерни 22 привода 23 и перемещаетверхнюю платформу в одном направлении, а нижнюю - в противоположном.Эти перемещения через поводки передаются на соответствующие платформыдвухкоординатного столика ориентации,а следовательно, на держатели 8 сферического объекта 9. При совместнойработе двух однокоординатных механизмов перемещения осуществляется поворот объекта 9 в любом направлениипо сложной траектории с заданной точностью, скоростью и шагом. В каждомиз этих случаев сферический объектповорачивается вокруг своего центра,координаты которого остаются неизменными в пространстве. 3 ил.85 2ведомые части 5 платформ к кольцевому основанию 24.С ведомыми частями 5 платформыдержатели сферического объекта связа"ны плоскими пружинами 28, которыеобеспечивают точную передачу движения Ьдоль осей Х и У и в то же времяне допускают проскальзывание сферического объекта в держателях, а такжеего деформацию.Ведущие и ведомые части платформысвязаны между собой упругими элементами, т.е. жесткими поводками 29, которые своими концами крепятся к ведущим и ведомым частям платформы спомощью плоских пружин 30 и образуютпараллелограмм.Микроманипулятор работает следующим образом,При повороте шестерни 22 привода23 поворачивается поводок 21 и, соответственно, поворотный ролик 11,который заставляет перемещаться ведущие части 4 платформ (ползуны) вдолькоординатной оси в противоположномнаправлении. Эти движения через поводки 29 передаются на соответствую"щие ведомые части 5 платформ, аследовательно, на держатели 8 сфери-ческого объекта. При этом сферическийобъект 9 поворачивается вокруг оси,параллельной одной из координатныхосей. При совместной работе двух однокоординатных механизмов можно осуществлять поворот объекта по сложнойтраектории в любом заданном направлении. Причем сферический объект всегдаповорачивается вокруг одной точки -центра объекта, которая не меняетсвоего положения в пространстве. Этопозволяет реализовать сложную программу позиционирования сферического объекта в пространстве как непрерывно сзаданной скоростью, так и дискретнос заданным шагом позиционирования вручном или автоматическом режимах.Пределы перемещения платформ вдолькаждой координаты устанавливаются дли"ной продольной. щели в ведущих частяхплатформы, через которую проходитвинт прижимного механизма ползунов.аДиаметр исследуемого сферическогообъекта определяет диапазон перемещения держателей и ведомых частей плат"формы. Исходя из этого выбираютсяразмеры рабочих площадок держателей8, 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 55 1 13663Изобретение относится к приборостроению и может быть использованодля высокоточного перемещения сферических объектов.Цель изобретения - повышение точ 5ности позиционирования за счет ликвидации люфтов в кинематической цепи.На фиг.1 схематически представленмикроманипулятор; на фиг.2 - то же,вид .сверху; на фиг,З - разрез А-А наФиг.2.Микроманипулятор состоит из основания 1, верхней 2 и нижней 3 платформы с ведущими 4 и ведомыми 5 частями (ползунами), связанными междусобой параллелограммным механизмом 6,прижимного устройства 7, держателей8 сферического объекта 9 и двухкоординатного привода 10 с выходным звеноМ - поворотным роликом 11 и прижимным устройством 12.Двухкоординатный привод 10 платформы выполнен в виде двух идентичных однокоординатных механизмов 13, 2 Б14 перемещения. Механизм перемещенияпо одной координаТе содержит выходноезвено в виде поворотного цилиндрического ролика 11, установленного на опорах 15 в окне 1 основания и размещен- Зрного между ведущими частями 4 платформ (ползунами) так,что его ось вращения перпендикулярна направлейию пере-,мещения ползунов. Ползуны 4 связанымежду собой и с поворотным роликом3511 прижимным устройством 12. При этомкаждый ползун установлен на дополнительной опоре 16, а боковыми поверхностями - на направляющих 17. Прижимное устройстВО 12 содержит ДВа КОРО 40мысла 18, установленныена шариках19, помещенных в желобе ползунов 4,и пружины 20, Прижимное усилие пружин 20 к ползунам регулируется винтами (не показаны),На поворотном ролике 11 установленповодок 21, который соединен безлюфтовой зубчатой передачей с шестерней22 привода 23 (ручного или автоматического),3 13663рабочих площадок ползунов 4, которыми они прижимаются к поворотному ролику 11, диаметр поворотного ролика,а также диаметр отверстий ведомыхчастей 5 платформ..5Точность позиционирования сферического объекта определяется, в первую очередь, точностью изготовленияцилиндрического поворотного роликаи рабочих площадок ведущих частейплатформы - ползунов, а также опорныхплощадок кольцевого. основания, рабочих площадок ведомых частей платформи рабочих площадок держателей сфери-ческого объекта,Во избежание проскальзывания сферического объекта, а также его деформации подбирают силу прижима держателей к сферическому объекту, а рабочиеплощадки держателей делают из эластичного материала с последующей шлифовкой.Использование в качестве элементакачения цилиндрических роликов обеспечивает выборку всех люфтов в сопряжениях с ползунами. При этом контактсопряжений "ползун-ролик" происходитпо линии (а не по точке, как в случаеиспользования в качестве элемента качения шарика), а контакт сопряжений"платформа-кольцевое основание" про 85исходит по плоскости, поэтому удельные давления. невелики, следовательно, контактные деформации в этих местах минимальны. Благодаря этому повышается точность позиционирования.Формула изобретенияМикроманипулятор 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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.1366385 орректор М.Демчи и оставитель ехред Л.Сер Редактор А,Долинич в аз 6 4/5 зводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4 Тираж 9 НИИПИ Государст по делам изобре 13035, Москва,7 Подпиенного комитета СССРений и открытий