Привод

"- ) 541663

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 03.10.75(21) 21 (7:= 53 (51) М. Кл. -

В 25 . 7/00 с присоединением заявки "6 (23) 11риоритет (43) Опубликовано 05. 01.77.Бюллетень №1 (45} Дата опубликования описачия 23. 03. 77

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 62-229.7 2, 088. 8) P. 10. Ьансевичюс и К, N. Рагульскис (72) Авторы изобретения г1 с (71) Заявитель Каунасский политехнический институт им, Антанаса Снечкуса (54) ПРИВОД

Изобретение относится к машиностр нию,в частности к приводам микроманипуляторов.

Известны приводы микроманипуляторов, содержащие устройство прямолинейного перемещения и поворота, связанное с корпусом (13.

Однако такие приводы не обладают высокой точностью при небольшой величине возможных перемещений и сложны по конструкпии.

Ilem изобретения — повышение точности, расширение диапазона зависимых перемещений и упрощение конструкнии привода. 15

Это достигается тем, что предлагаемый привод выполнен в виде пьезоэлектрического преобразователя. состояшего, например,из трех взаимно параллельных стержней,два из которых жестко закрепле- g0 ны на корпусе, а третий подпружинен к к сферическому элементу, расположенному между этими стержнями.

На фиг. 1 изображена принпипиальная схема предлагаемого привода микромани- 25

2 пулятора; на фиг. 2 — разрез по А-А на фиг. 1.

Привод микроманипулятора сообшает .ри степени подвижности механической руке 1, несушей,захват 2, присоединенной к сферическому элементу 3, выполненному из пьезокерамического материала.

Сферический элемент 3 охвачен тремя стержнями 4, 5, 6, расположенными взаимно параллельно и выполненными из пьезокерамического материала, Стержни

4 и 5 жестко закреплены на корпусе 7 в узле колебаний. Стержень 6 подпружинен к сферическому элементу 3 пружиной

8 и фиксирован на корпусе 7 в узле колебания. Стержни 4-6 и сферический элемент 3 снабжены электродами и соединены с коммутирующим устройством 9, к входу которого подсоединеь генератор 10 электрических колебаний. Длина стержней 4, 5, и 6 подобрана таким образом, что при возбуждении резонансных колебаний в длине стержня укладывается одна полная длина волны, а частота продоль5416 ных колебаний стержней равна частоте радиальных копебачий сферического элемента 3.

Привод работает спедуюшим образом, При подсоединения генерато.>а эпектрических копебаний 10 к сферическому элементу 3 . стержням 4, 5, 6 они начинают копебаться на резонансной частоте. Пьезокерамические стержни 4, 5„8 совершакт лродопьные копебания, а сферичес- 10 кий элемент 3 — радиальные. Вследствие симметричности системы (см. фиг. 2) пружина Е обеспечивает одинаковый натяг сфер: еского элемента 3 с каждым. из стержней 4 6. Форма колебаний стерж- Id ней приведена на графике (см. фиг. 1).

В местах контакта стержней 4-6 со сферичесиим эпементом 3 происходят косые соударения большой частоты (один удар за период копебаньй стержней). Косые

ccyEEapeния в каждом из трех контактов : ë àâEEåíû в сторону, определяемую соотношением фаз копебаний сферы 3 и стержней 4, 5, 6, т.е. оно может быть направпено как вверх, так и вниз. При равенстве фаз колебай всех стержней 4, 5, 6, сферический эпемент 3 будет перемещаться либо вверх, либо вниз (в зависимости от взаимной фазы ее колебаний относитепьно стержней. Движение сферического элемента 3 с захватом 2 вниз и вверх (реверсирование происходит при перемене фазы копебаний стержней 4, 5, 6 на 180.

Вращение по осям Х и (достигается за счет соответствующего изменения фаз копебаний стержней 4, 5, 6. Так, вращение по оси Y задается таким образом

40 что косые соударения в паре сферический элемент 3 — стержень 4 направпены в сторону, противоположную направлению косых соударений в паре сферический элемент 3— стержни 5, 6.

Поворот по оси Х, происходит спедуюшим образом. Направление косых соударений в паре сферический элемент 3 — стержень 5 противоположно паре сферический элемент 3 - стержень 6, при этом стержень 4 колебаний не совершает. Коммутирующее устройство 9 служит дпя соответствующего изменения фазы колебаний всех стержней, т.е. дпя задания движения по однои из трех осеи.

Частоты, применяемые для такого вида привода, лежат в предепах от 20 кГц до 200 кГц, а амдлитуды колебаний весьма мапы (от долей микрометра до нескопьких микрометров),- поэтому вепичина перемещения по любой из координат во времени одного никла колебаний также мала и составляет величину порядка микрометров. Управляя амплитудой копебалий, можно достичь еще меньших перемещений. Чувствительность привода составила

О, 01 мкм.

Формула изобретения

Привод, например, микроманипулятора, содержащий устройство прямолинейного перемещения и поворота, связанное с корпусом, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности, расширения диапазона задаваемых перемещений и упрощения конструкции, он выполнен в виде пьезоэлектрического преобразователя, состояп его, по меньшей мере, из трех взаимно параппепьных стержней, два из которых жестко закреппены на корпусе„ а третий подпружинен к сферическому элементу, распопоженному между этими стержнями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт.свид. СССР № 400459, М.кп.

B 25 J 7/00, 1971 г.

541663 Риг. 7

А-А

9 иг. 2

Составитель В, Павлов

Раввяхор И. Бровохая Твхрвв О. Луговая Корректор С. Болдижар

Заявя 6896/9 Тврвж 1067 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж45, Раушская наб., д. 4/5

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