Манипулятор

/О НЫЙ НОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ теи за счет перемеще по вертикальной к диапазона поворота гональных осей гори Три дополнительных на дополнительной к зом, что их выход жены на равном рас по окружности с це та обоймы 4. Эти чивают вертикальное ного столика 6 пр всех трех дополнит а также осуществляного стола 6 вокру осей в горизонтально личных комбинациях 3 Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к манипуляторам и предназначено для прецизионногопозиционирования в пространстве объектов малой массы при обработке, контроле и сборке. Целью изобретения являетсярасширение эксплуатационных возможносния предметного стола оординате и увеличениеего вокруг двух ортозонтальной плоскости.привода установлены аретке 3 таким обраые элементы располостоянии друг от друга итром на оси повороприводы 1 О обеспеперемещение предмет- и синхронной работе ельных приводов 1 О, ют поворот предметг двух ортогонал ьн ыхй плоскости при разих работы.з.п. ф-лы, аФформула изобретения 55 Изобретение относится к манипуляторами предназначено для прецизионного позиционирования в пространстве объектов малой массы при обработке, контроле и сборке.Целью изобретения является расширениеэксплуатационных возможностей за счет пе ремещения предметного стола по вертикальной координате и увеличение диапазона поворота его вокруг двух .ортогональных осей горизонтальной плоскости.На фиг. 1 изображен манипулятор,общий вид; на фиг. 2 -- разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 -- общий вид дополнительного привода.Манипулятор содержит основание 1 с направляюцими, на котором установлена каретка 2, несущая дополнительную каретку 3.В подшипниках дополнительной каретки 3 установлена поворотная обойма 4, на которой посредством упругого элемента в виде круговой мембраны 5 закреплен предметный стол 6. В предметном столе 6 выполнена круговая проточка, причем периферийная часть мембраны 5 закреплена по периметру круговой проточки, а ее цент.ральная часть жестко прикреплена к верхней торцовой части поворотной обоймы 4.11 риводы перемещения каретки 2 и дополнительной каретки 3 имеют вибродвигатели 7 и 8 и предназначены для перемещения кареток по двум взаимно перпендикулярным направлениям, соответственно вдоль осей Х и У, Привод поворотной обоймы включает вибродвигатель 9, фрикционно сопряженный с поворотной обоймой 4, и предназначен для поворота предметного стола 6 вокруг оси 7. На дополнительной каретке 3 установлены три дополнительных привода 10, каждый из которых выполнен в виде трехзвенного клинового механизма и вибродвигателя 11, фрикционно сопряженного с входным звеном 12, которое перемещается в корпусе клинового механизма 13 (фиг. 3). Постоянный кинематический контакт между выходным звеном 14 и входным звеном 12 клинового механизма обеспечивает плоская пружина 15. Шаровая опора 16, соединенная с выходным звеном 14 клинового механизма с помощью стойки 17, обеспечивает кинематическую связь с предметным столом 6, разрешающую пять степеней свободы.Дополнительные приводы 10 установленына дополнительной каретке 3 таким образом, что их выходные элементы 14, расположены на окружности с центром на оси поворотной обоймы 4 на равном расстоянии друг от друга.Манипулятор работает следующим образом.При подаче синусоидального напряжения резонансной частоты на пьезоэлектрический элемент (не показан) любого из вибродвигателей в нем возбуждаются про 5 10 15 20 25 30 г 40 45 50 дольные и изгибные колебания. Концы пьезоэлектрического элемента совершают эллипсообразное движение и ввиду наличия силы сухого трения в контакте между ними и поверхностью сопряженной детали появляется движущая сила, которая и перемещает подвижную деталь. При подаче синусоидального напряжения на пьезоэлемент вибродвигателя 7 привода перемещения каретки 2 последняя перемещается по координате Х. Перемещение по координате У осуществляется от вибродвигателя 8 привода перемещения дополнительной каретки 3. При синхронной работе трех вибродвигателей 1 дополнительных приводов входные звенья клиновых механизмов совершают перемещения в горизонтальной плоскости. Выходные звенья 14 перемещаются по координате Х вместе с шаровыми опорами 16. Ввиду кинематических связей предметного стола 6 с шаровыми опорами 16, разрешаюгцих пять степеней свободы, предметный стол совершает плоскопараллельное перемещение вверх по координате 2. Упругая круговая мембрана,=, деформируется в осевом направлении. 1 ри перемещении выходных звеньев 14 вниз предметный стол 6 также совершает движение вниз ввиду действия восстанавливающей силы деформированной мембраны 5 и силы тяжести. При различных перемещениях выходных звеньев 14 дополнительных приводов 1 О, что достигается изменением управляющих параметров (частота, амплитуда, фаза, нормальное усилие сопряжения) вибродвигателей 1, обеспечивается сложное движение предметного стола 6, т. е. поворот его вокруг любой оси, находящейся и горизонтальной плоскости, с одновременным перемегцением по координате Х или только поворот. Упругая круговая мембрана 5 деформируется в осевом направлении и исключает смещение предметного стола 6 в радиальном направлении. Отсутствие упругой деформации мембраны 5 в радиальном и тангенциальном направлениях позволяет при работе вибродвигателя О привода поворота предметного стола 6 осуществлять поворот обоймы 4 вместе с предметным столом 6 вокруг оси 2.Манипулятор обеспечивает предметному столу шесть степеней свободы, диапазон линейного перемещения по вертикальной координате 5 мм, а диапазон углового поворота вокруг двух ортогональных осей горизонтальной плоскости + 4. Точность перемещения по вертикальной координате достигается + 0,02 мкм.. Манипулятор, содержащий основание с направляющими, каретку, установленную на направляющих и несущую дополнитель 1433788ную каретку с поворотной обоймой, на которой установлен предметный стол посредством упругого элемента, и приводы перемещения кареток и поворотной обоймы, включающие вибродвигатели, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, он снабжен дополнительными приводами перемещения предметного стола, установленными на дополнительной каретке, и их выходные элементы расположены на равном расстоянии .друг от друга по окружности с центром на оси поворотной обоймы с возможностью взаимодействия с предметным столом, при этом в предметном столе выполнена круговая проточка, а упругий элемент выполнен в виде круговой мембраны, периферийная часть которой закреплена по периметру круговой проточки предметного стола, а централ ьная часть - на поворотной обойме.2. Манипулятор по п. 1, отлицающиасятем, что, с целью повышения точности 10 позиционирования, каждый из дополнительных приводов выполнен в виде трехзвенного клинового механизма и вибродвигателя.р В. Бутягаоей и открытий вых арственн 035, М о-полиг оектная, 4 Редактор О. Снес Заказ 5498/18 ВНИИПИ Госуд 113 ПроизводственСоставитель Л. ШиряеваТсхред И. Верес КорректоТираж 908 Подписиого комитета СССР по делам изобретенисква, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5афическое предприятие, г. Ужгород, ул.