Рука микроманипулятора

(7) Заявител насский пол кнй инсти м. Ант(54) РУКА МИКРОМАНИПУЛ ится к области роестна рука манипулятора, содержащая последовательно соединенные при помощи шарниров промежуточные звенья,приводы, захват и систему управления 1Недостатком известного манипулятораявляется низкая надежность и малая зонаобслуживания,Изобретение относбототехникн. Изв Белью изобретения является устране ние указанного недостатка, а именно п вьпцение надежности и расширение зоны обслуживания,Бель достигается.тем, что каждый нир руки микроманипулятора выполнен виде сферы из пьезоэлектрического ма риала с нанесенными на ее поверхност секторными электродами и охватывавщ го ее сферического элемента, а система управления выполнена в виде источника постоянного напряжения, фазосдвигакец системы и источника высокочастотного напряжения, причем секторные электродЫподсоединены к системе управления, Кро 1ме тогО, секторные электроды выполнены в виде равнобедренных сферическнхшестигранников,На фиг. 1 схематически изображенаф рука микроманипулятора; на фиг, 2 -шарнир в разрезе; на фиг. 3 - рука микроманипулятора, вид сверху с нанесенны, ми на ее поверхность секторными электродами в виде равнобедренных шестигранников, подключенными к системе управлео . . ния; иа фиг, 4, 5; 6 - форма выпуклости пьезоэлектрической сферы при определенном питакааем напряжении ее электроща дев.в фРука микроманипулятора состоит из и. основания 1, к. которому прикреплено прое-, межуточное звено 2, соединенное с пьезоэлектрической сферой 3 шарнира, на по.верхность которой нанесены секторные ей электроды 4 10 и электрически подклю:, ченные к системе управления 11, содер жащей в себе источник постоянного напряЭ 97 164жения 12 и фазосдвигающую схему 13соединенную с источником высокочастотного напряжения 14. Пьезоэлектрическаясфера 3 охвачена сферическим элементом15 шарнира, прикрепленным к следуюшему промежуточному звену 16 руки мик-,романипулятора. К конечному промежуточному звену руки микроманипулятора крепится захват 17. Число шарниров задается конструкцией микроманипулятора. Все.секторные электроды шарниров подключены к общей системе управления 11. Секторные электроды 4-10 сферы 3 покрытыизносостойким материалом (на чертеже непоказан). 15Рука микроманипулятора работает следующим образом,Пусть необходимо переместить предмет из одной точки в другую в пространстве. 29Для получения заданного положенияруки микроманипулятора, должен сработать тот или иной шарнир, илн группашарниров в заданном направлении и последовательности. Лля того, чтобы получить верчение шарнира вокруг оси .Х- Х,на электроды 5 и 8 пьезоэлектрическойсферы 3 от источника постоянного напряжения 12 системы управления 1 1 подается постоянное положительное напряжение ЗОи сфера 3 приобретает вид эллипсоидавращения (фиг. 4), то есть контакт сосферическим элементом 15 происходит вдвух точках и образуется ось вращения,Одновременно на остальные электроды 6и 7, 10, 4 и 9 сферы 3 подается высокочастотное напряжение со сдвигом фазот источника высокочастотного напряжения 14 через фазосдвигаюшую схему 13системы управления 11 и образуется высокочастотная бегущая волна фрикционного взаимодействия упомянутых электродов 6 и 7, 10, 4 и 8 сферы 3 со сферическим элементом 15, вследствие чего,сферический элемент 15 поворачиваетсявокруг создавшейся оси вращения, Повороты сферического элемента 15 вокруг,осей - и, - ; (фиг. 5 и 6) аналогичны описанному (вокруг оси Х-Х ), а длясоздания центров вращения используются соответствующие противоположные электроды сферы 3, например 6-8, 4-7. В неподвижном положении сфера 3 шарнира фиксируется из за создавшегося трения между ней и сферическим элемен том 1 5, а в случае необходимости обеспечения надежной фиксации руки микроманипулятора в заданном положении на все 2 4электроды всех сфер 3 шарниров подает.ся положительное постоянное напряжение,из-за чего сферы 3 увеличиваются в своих габаритах и надежно фиксируется всферических элементах 15. В результате,описанного рука микроманипулятора принимает необходимое положение, После захватывания предмета система управления11 рукой микроманипулятора подает соответствующие постоянное и высокочастотное напряжения на заданные электроцы за-"данных пьезоэлектрических сфер 3 шарниров руки микроманипулятора и исполнитель:ный орган микроманипулятора прйнимает1новое положение, перемещая предмет вдругую точку,Подача постоянного положительного напряжения на электроды сферы 3 для создания центров вращения с одновременной подачей высокочастотного напряжения со сдвигом фаэ на другие электроды позволяет уменьшить отрицательное влияние координат друг на друга при повороте звеньев руки микроманипулятора и расширить зону обслуживания, то есть рука микроманнпулятора обладает увеличенной гибкостью. Нанесение электродов на поверхность сферы 3 в виде равнобедренных шестигранников позволяет полностью использовать всю рабочую поверхность сферы 3 прн меньших затратах энер-. Отсутствие в руке микроманипулятора каких-либо тяг, гидро- или пневмосистемы уменьшает габариты руки микроманипулятора, повышает надежность ее работы,Формула изобретения 1, Рука микроманипулятора, содержащая последовательно соединенные при помоши шарниров промежуточные звенья,приводы, захват и систему управления,отличающаяся тем,что,сцелью повышения надежности позициони.рования и расширения зоны обслуживания,каждый шарнир выполнен в виде сферы нэпьезоэлектрического материала с нанесенными на поверхности этой сферы секторйыми электродами и охватывающего еесферического элемента, а система управления выполнена в виде источника постоянного напряжения, фазосдвигаюшей системы и источника высокочастотного напряжения, причем секторные электроды подсоединены к системе управления,971642 52, Рука микроманипулятора по и. 1, о т л и ч а ю ш а яс я тем, что секторные электроды выполнены в виде равнобедренных сферических шестигранников. б Источники информапии,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР697315 ю кле В 25 У 3/ООч 1978.Закаэ 8825/26 ВНИИП по д 1,ЗОЗ 5, Тираж 1087Государственного ам изобретений н осква, Ж 35, Раув атент", 1. Уясгор Подписноемнтетв СССРткрытийкая наб,; д, 4/5 й. Проектная,