-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Einstellmechanismus
für das
Feinsteuerverhältnis
in einer Mikro-Manipulationsvorrichtung, wenn
die Feinsteuerbetätigung
unter einem Mikroskop ausgeführt
wird.
-
Auf
dem Gebiet der grundlegenden medizinischen Wissenschaft oder Biotechnologie
werden Mikro-Manipulationsvorrichtungen bzw. Manipulatoren für die Zellbehandlung
auf unterschiedliche Weise, wie beispielsweise Halten, Aufsaugen,
Gießen, Teilen
oder ähnliches
von Organen von Lebewesen, Zelltexturen, Eizellen oder ähnlichem,
angeboten. Es ist sehr wichtig, die Zellen ordnungsgemäß zu steuern,
und zwar entsprechend dem Vergrößerungsverhältnis, wenn
die Steuerung unter einem Mikroskop ausgeführt wird.
-
In
der
DD 60 443 ist eine
Vorrichtung zur Feineinstellung optischer Instrumente angegeben, bei
der ein Bedienungshebel eine Bewegung eines plattenförmigen Trägers in
drei Dimensionen ermöglicht.
Der Bedienungshebel weist einen kugeligen Lagerteil auf, der in
einer aus Ringsegmenten gebildeten Lagerpfanne aufgenommen ist.
Eine Drehung des Betätigungshebels
wird über
einen Reibungseingriff zwischen dem kugeligen Lagerteil und der
Lagerpfanne auf eine Spindel übertragen,
um eine Höhenverstellung
des Trä gers
vorzunehmen. Ein Verschwenken des Betätigungshebels, insbesondere des
kugeligen Teils innerhalb der Lagerpfanne ermöglicht eine horizontale Verschiebung
eines Schlittens, in dem der kugelige Teil des Betätigungshebels aufgenommen
ist. Der kugelige Teil des Betätigungshebels
und die Lagerpfanne befinden sich in einer festgelegten Beziehung
zueinander.
-
3 zeigt schematisch den
Aufbau einer herkömmlichen
Zellbehandlungsvorrichtung, wie sie beispielsweise aus der auf dieselbe
Anmelderin zurückgehenden
DE 36 11 140 A1 bekannt
ist.
-
In 3 weist die Zellbehandlungsvorrichtung
folgendes auf: eine Bühne
bzw. einen Objektträger 3,
um eine Laborschale 2 darauf anzuordnen, wobei die Laborschale 2 die
Eizellen aufweist, die darin in einem Reagenz- bzw. Trägermittel
eingetaucht sind, einen festen Halteteil 4, um die Zellen 1 festzuhalten,
einen Mikro-Manipulator bzw. eine Manipulationsvorrichtung, um die
praktische Behandlung der Zellen auszuführen und ein optisches System,
um die Bilder der Zellen 1 durch Beleuchtung zu betrachten. Alle
diese Teile sind integral ausgebildet und auf einer vibrationsfesten
Matte 7 angeordnet.
-
Der
Mikro-Manipulator 5 ist mit verschiedenen Arten von Mikro-Werkzeugen 8 ausgerüstet, die der
jeweiligen Verwendung zur Zellbehandlung entsprechen. Der Mikro-Manipulator
ist auch an seinem vordersten Ende mit einem Drei-Dimensions-Verschiebungsmechanismus
bzw. einen Verschiebungsmechanismus für drei Dimensionen versehen.
Der Drei-Dimensions-Verschiebungsmechanismus wird mittels ei ner
hydraulischen Presse oder ähnlichem durch
Betätigung
eines Joysticks bzw. Hebels 9 bedient.
-
Der
Joystick bzw. Hebel 9 weist einen Bedienungshandgriff 12 auf,
der vertikal vom vordersten Endteil eines Tragrahmens 11 mit
Schirmform und einem Übertragungsteil 14 aufgehängt ist,
um eine Schwenk- bzw. Auslenkungsbewegung 13 von zweidimensionalen
Bewegungsrichtungen bzw. Bewegungsrichtungen in zwei Dimensionen
zu übertragen (von
Pfeilen angezeigt), die sich im rechten Winkel relativ zueinander
kreuzen, und zwar auf den vorangegangenen Drei-Dimensions-Verschiebungsmechanismus
mittels der hydraulischen Presse oder ähnlichem. Der Bediener schwenkt
den Bedienungshandgriff 12, um die Feinsteuerbetätigung in
der Horizontalebene voranzutreiben bzw. zu bewirken.
-
Der
Bedienungshandgriff 12 weist einen Umwandlungsteil 15 auf,
um die Schwenkbewegung 13 in zwei Richtungen (durch Pfeile
angezeigt), die sich in einem rechten Winkel kreuzen, in eine mechanische
Verschiebung in der Horizontalebene umzuwandeln. Der Umwandlungsteil 15 ist
am Verbindungspunkt vorgesehen, wo der Bedienungshandgriff 12 mit
dem Tragrahmen 11 verbunden ist.
-
Bei
herkömmlichen
Vorrichtungen gab es ein Modell, den Bedienungshandgriff 12 vom
Umwandlungsteil 15 nach oben stehen zu lassen. Zur einfacheren
Handhabung werden jedoch die Modelle am meisten verwendet, die den
Bedienungshandgriff 12 unten haben.
-
Es
gab auch Modelle, einen Feinsteuermechanismus in Vertikalrichtung
in der Nachbarschaft des Umwandlungsteils 15 vorzusehen,
um ein zu behandelndes Objekt in vertikaler Richtung in dem Drei-Dimensions-Verschiebungsmechanismus
zu verschieben.
-
4 ist eine Veranschaulichung,
um einen Umwandlungsteil des Hebels in 3 zu erklären.
-
In 4 weist der Umwandlungsteil
des Hebels bzw. Joysticks eine (nicht gezeigte) Grundtafel auf,
auf der eine Y-Koordinatenverschiebungstafel 22 beweglich
in Längsrichtung
montiert ist, und zwar mit Hilfe von (nicht gezeigten) Linearweglagern
bzw. Linearführungen
auf der Grundtafel. Auf der anderen Seite ist dort eine X-Koordinatenverschiebungstafel 23 beweglich
in Breiten- bzw.
Querrichtung montiert, und zwar mit Hilfe von (nicht gezeigten)
Linearweglagern bzw. Linearführungen
am unteren Teil der Grundtafel.
-
Zum
Einstellen des Ausmaßes
der Verschiebung ist ein Tragglied 25 in ein Durchgangsloch
von größerem Durchmesser
der X-Koordinatenverschiebungstafel in Vertikalrichtung beweglich
eingeschraubt. Ein Flansch 25a ist am unteren Teil des Tragglieds 25 vorgesehen.
Der Flansch 25a ist an seinem Umfang mit Nuten versehen
bzw. geriffelt. Eine gekrümmte
Oberfläche 25b ist
am oberen Teil der Innenfläche
des Zylinders des Tragglieds 25 vorgesehen. Zum Schutz
vor einem Entweichen nach oben hält
diese gekrümmte
Oberfläche 25b den
oberen Teil der beweglichen Kugel 26. Ein bewegliches Kugelbefestigungsglied 27 bzw.
ein Befestigungsglied für
die bewegliche Kugel ist in die Innenwand am unteren Teil des Zylinders
des Traggliedes 25 zum Halten, des unteren Teils der beweglichen
Kugel 26 eingeschraubt.
-
Das
bewegliche Kugelbefestigungsglied 27 stellt eine ungefähr zylindrische
Form dar. Das bewegliche Kugelbefestigungsglied 27 weist
ein Durchgangsloch, dessen Innendurchmesser sich nach unten erstreckt
auf. Ein Flansch 27a ist am unteren Teil des Zylinders
des beweglichen Kugelbefestigungsgliedes 27 vorgesehen.
Der Flansch 27a ist an seinem Umfang mit Nuten versehen
bzw. geriffelt. Eine gekrümmte
Oberfläche 27b ist
am oberen Teil der Innenfläche
des Zylinders des beweglichen Kugelbefestigungsgliedes 27 vorgesehen.
Zum Schutz vor einem Entweichen nach unten hält die gekrümmte Oberfläche 27b den unteren
Teil der beweglichen Kugel 26.
-
Der
Umfang einer befestigten bzw. festen Kugel 29, die von
der Y-Koordinatenverschiebungstafel 22 herabhängt, kommt
in Kontakt mit der zylindrischen Innenwand, die in der beweglichen
Kugel 26 vorgesehen ist. Der Basisoberendteil des Bedienungshandgriffs 31 ist
in den unteren Teil des zylindrischen Durchgangslochs der beweglichen
Kugel 26 eingeschraubt.
-
Das
Bezugszeichen O zeigt auch die Mitte der befestigten Kugel 29 und
das Bezugszeichen C zeigt die Mitte der beweglichen Kugel 26 an
(Mitte des Kippbetriebs des Bedienungshandgriffs 31). Wenn
O und C in die gleiche Position kommen, dreht sich die bewegliche
Kugel 26 nur um die Mitte O und es tritt keine Veränderung
sowohl der Beziehungen zwischen der festen Kugel 29 und
der beweglichen Kugel 26 als auch zwischen der X-Koordinatenverschiebungstafel 23 bzw.
der Y-Koordinatenverschiebungstafel 22 auf.
-
Wenn
jedoch O und C innerhalb eines gewissen Abstandes gelegen sind,
beispielsweise wenn der Bedienungshandgriff 31 zur X-Koordinatenrichtung
(links und rechts) gekippt ist, bewegt sich die bewegliche Kugel 26 zusammen
mit dem Bedienungshandgriff 31 selbst um die Mitte O, da
die feste Kugel 29 in X-Koordinatenrichtung festgelegt
ist, und die X-Koordinatenverschiebungstafel 23 wird sanft
in Kipprichtung gegen die Mitte O verschoben.
-
Wenn
auf der anderen Seite der Bedienungshandgriff 31 zur Y-Koordinatenrichtung
(vorwärts
und rückwärts) gekippt
wird, bewegt sich die feste Kugel 29 um die Mitte C, da
die feste Kugel 29 sich in Y-Koordinatenrichtung bewegen
kann, und die Y-Koordinatenverschiebungstafel 22 wird sanft
in Kipprichtung gegen die Mitte C verschoben.
-
Durch
Vergrößern oder
Verkleinern der Einschraubmenge bzw. Einschraubtiefe des Traggliedes 25 in
die X-Koordinatenverschiebungstafel 23 des Traggliedes 25,
wenn das bewegliche Kugelbefestigungsglied 27 und die bewegliche
Kugel 26 in einer Einheit montiert werden, bewegt die feste
Kugel 29 nach oben und nach unten entlang der zylindrischen Innenwand 26a der
beweglichen Kugel 26, um den Mittenabstand zwischen der
festen Kugel 29 und der beweglichen Kugel 26 zu
variieren. Somit wird der Einstellmechanismus für das Feinsteuerverhältnis gebildet.
-
Dementsprechend
wird zum Einstellen der Verschiebungsmenge zuerst die bewegliche
Kugel 26 in das Tragglied 25 eingeführt. Als
nächstes
wird zum integralen Anordnen das bewegliche Kugelbefestigungsglied 27 bzw.
das Befestigungsglied für
die bewegliche Kugel in den unteren Teil des Traggliedes 25 eingeschraubt.
Schließlich
wird ein derart angeordnetes bzw. montiertes Tragglied 25 in
die X-Koordinatenverschiebungstafel 23 eingeschraubt.
-
Die
Herstellung des Tragglieds 25 benötigt Zeit beim Präzisionsschneidevorgang
der Schraube am Umfang des Zylinders und beim Ausbilden der Schraubennuten
im Umfang des Zylinders mit größerem Durchmesser.
Die Montagereihenfolge dieser Teile ist auch ein wichtiger Faktor.
-
Der
Einstellvorgang wird im folgenden beschrieben:
Beispielsweise
ist es erforderlich, einen Grob/Fein-Steuervorgang auszuwählen, um die Objekt- und Startposition
des Betriebs schnell in einem weniger vergrößerten Verhältnis bzw. kleineren Vergrößerungsverhältnis des
Mikroskops zu bestätigen. Zum
Behandeln der Zellen ist als nächstes
die Auswahl eines Feinsteuervorgangs mit vergrößertem Verhältnis oder mit der speziellen
Position erforderlich.
-
Dementsprechend
stellt ein Bediener schnell das Feinsteuerverhältnis des Mikroskops und die Veränderung
des Vergrößerungsverhältnis desselben
so schnell wie möglich
ein. Er betätigt
auch das Mikroskop in Vertikalrichtung und beleuchtet dabei ebenfalls
das Objekt.
-
In
anderen Worten gibt es die Befürchtung, daß der Bediener
manchmal die tatsächliche
Position der zu behandelnden Objekte verschieben kann, und zwar
durch unachtsames Verschieben der einmal festgelegten tatsächlichen
Position des gekippten Bedienungshandgriffs 31.
-
Um
die bewegliche Kugel 26 davon abzuhalten bewegt zu werden
und somit die einmal eingestellte Position beizubehalten ist es
manchmal erforderlich, zuvor das bewegliche Ku gelbefestigungsglied 27 in
das Tragglied 25 einzuschrauben.
-
Beim
Einsatz eines herkömmlichen
Einstellmechanismus mit einem Feinsteuerhebel für die Bedienung des Mikro-Manipulators
oder von ähnlichem sind
jedoch die folgenden Probleme aufgetreten:
- (1)
Ein zu behandelndes Objekt wird in der Horizontalebene in zwei Dimensionen
bewegt, jedoch ist es nicht möglich,
es in einem Drei-Dimensionsbetrieb durch nur einen Bedienungshandgriff
zu verschieben. Der Drei-Dimensionsbetrieb durch einen Bedienungshandgriff
gleichzeitig existiert nicht.
- (2) Das Tragglied, welches gleichzeitig die Verschiebungsmengen
bzw. -wege einstellt, benötigt genug
Größe und Glätte bzw.
Anpassungsfähigkeit,
um die bewegliche Kugel zu halten. Zum in Eingriff bringen des Tragglieds
mit dem beweglichen Kugelbefestigungsglied ist auch eine komplizierte
Gewindeausbildung erforderlich. Somit sind die Herstellungskosten
natürlich
höher.
- (3) Die Konstruktionsreihenfolge bzw. Montagereihenfolge des
Traggliedes ist aufgrund der Beziehung der beweglichen Kugel und
dem Befestigungsglied für
die bewegliche Kugel eingeschränkt.
Es ist auch schwierig, eine solch große und schwere zusammengebaute
Einheit handzuhaben und erhöht
die Herstellungskosten.
- (4) Zum Einstellen des Feinsteuerverhältnis ist es erforderlich einige
vom Hebel benachbart angeordnete Instrumente einschließlich des
Mikroskopes zu bedienen. Während
der Handhabung des Einstellmechanismus kann es aufgrund von Sorglosigkeit
vorkommen, dass der Bediener die tatsächliche Position, die einmalig
durch Kippen des Bedienungshandgriffs eingestellt worden ist, und somit
die tatsächliche
Position des zu behandelnden Objektes verschiebt. Diese Probleme
sollen durch die vorliegende Erfindung überwunden werden.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung ist vor dem vorgenannten Hintergrund gemacht
worden und ihr Ziel ist es einen einfachen und kostengünstigen,
jedoch bedienbaren Einstellmechanismus in einem Drei-Dimensions-Steuerhebel
mit verschiedener Anwendbarkeit vorzusehen.
-
Die
vorliegende Erfindung weist eine Vorrichtung zur Feineinstellung
eines Mikro-Manipulators gemäß Anspruch
1 auf. Insbesondere weist die Vorrichtung Folgendes auf: ein Einstellglied,
welches beweglich in Vertikalrichtung auf einer Verschiebungstafel
in Richtungen von zwei Koordinaten einer Horizontalebene getragen
wird; das Aufhängen
einer befestigten Kugel durch einen Hals des Einstellgliedes; eine
bewegliche Kugel, die eine zylindrische Innenwand bildet, und die
einen Bedienungshandgriff nach außen aufhängt, wobei die zylindrische
Innenwand die Außenfläche der
befestigten Kugel berührt,
wobei die bewegliche Kugel eine lange Nut aufweist, die in vertikaler
Richtung an ihrer Außenseite
ausgeschnitten ist; einen beweglichen Kugelhalter, der einen Eingriffsstift
vorstehen läßt, um mit
der langen Nut mit der beweglichen Kugel in Eingriff zu stehen,
wobei der bewegliche Halter drehbar die bewegliche Kugel in einem
Durchgangsloch des Zylinders davon trägt, wobei der bewegliche Kugelhalter
drehbar in einem Loch mit größerem Durchmesser
getragen wird, welches in Vertikalrichtung in einer Verschiebungstafel von
zwei Achsenrichtungen ausgebildet ist; Übertragungsmittel, um die Drehung
des beweglichen Kugelhalters in der vertikalen Richtung umzuwandeln und
zu übertragen
und jede der Zwei-Wege-Verschiebungstafeln
wird fein durch die Bedienung eines Bedienungshandgriffes bewegt,
die befestigte Kugel wird nach oben und nach unten entlang der zylindrischen
Innenwand der beweglichen Kugel bewegt, und zwar durch die Bedienung
des Einstellgliedes, wobei das Feinsteuerbewegungsverhältnis durch
Variieren des Mittelabstandes zwischen der befestigten Kugel und
der beweglichen Kugel eingestellt wird, wobei der bewegliche Kugelhalter
durch Drehung des Bedienungshandgriffes gedreht wird, und durch feines
Steuern der Verschiebungstafeln in vertikaler Richtung durch Drehen
des Bedienungshandgriffes. Der Feineinstellmechanismus ist vorgesehen
zum Manipulieren von Objekten zur vergrößerten Beobachtung unter dem
Mikroskop.
-
Eine
Feineinstellung kann mit einem Bedienungshandgriff getätigt werden,
wobei das Einstellglied in ein Durchgangsloch eingeschraubt wird,
welches an der Montageseite der festen Kugel in Vertikalrichtung
auf den Verschiebungstafeln vorgesehen ist, , um sich über der
Gegenseite der festen Kugel zu drehen.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine perspektivische Vorderansicht, die den auseinandergebauten
Feineinstellmechanismus des Hebels bzw. Joysticks gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
-
2 ist
eine perspektivische Rückansicht, die
den auseinandergebauten Feineinstellmechanismus des Hebels gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
-
3 ist
eine Veranschaulichung, um kurz die herkömmliche Zellenbehandlungsvorrichtung
zu erklären.
-
4 ist
ein Seitenquerschnitt, um die Zusammensetzung eines Umwandlungsteils
des Hebels der 3 zu zeigen.
-
BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Die
vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die Begleitzeichnungen
erklärt.
Die 1 und 2 sind eine Perspektivansicht,
die den auseinandergebauten Einstellmechanismus für das Feinsteuerverhältnis eines
Feinsteuer-Joysticks
bzw. -hebels gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen.
-
In 1 und 2 weist
ein Umwandlungsteil 41 eines Joysticks bzw. Steuerhebels
eine X-Y-Tafel 42 auf. Eine Y-Koordinaten-Verschiebungstafel bzw.
Verschiebeplatte 43 ist gleitend in Längsrichtung mit Hilfe von (nicht
gezeigten) Linearweglagern bzw. Linearführungen in einer Nut 42a montiert, die
in der X-Y-Tafel 42 vorgesehen ist. Auf der anderen Seite
ist eine X-Koordinaten-Verschiebungstafel bzw. Verschiebeplatte 45 gleitend
am unteren Ende der X-Y-Tafel 42 in Querrichtung mit Hilfe
von (nicht gezeigten) Linearführungen
in einer Nut 42b montiert.
-
Ein
Einstellglied 47 ist in ein Durchgangsloch 43a der
Y-Koordinaten-Verschiebungstafel 43 eingeschraubt.
Das Einstellglied 47 weist eine Schraube 48 auf,
die in das Durchgangsloch 43a der Y-Koordinaten-Verschiebungstafel 43 einzuschrauben
ist, einen Halteteil 49, der mit einer oberen Kante der
zu drehenden Schraube 48 verbunden ist, wobei deren Umgang
zur leichten Handhabung mit Nuten versehen ist bzw. geriffelt ist,
und eine befestigte Kugel 50, die am untersten Ende der
Schraube 48 aufgehängt ist.
-
Ein
Zylinderteil eines beweglichen Kugelgehäuses bzw. eines Gehäuses 52 für eine bewegliche Kugel 57 ist
drehbar im Durchgangsloch 45a mit größerem Durchmesser der X-Koordinaten-Verschiebungstafel 45 eingepaßt, und
eine Einstellschraube 54, die in der X-Koordinaten-Verschiebungstafel 45 vorgesehen
ist, berührt
eine Nut 53a, die am Umfang des Zylinderteils 53 vorgesehen
ist, um das bewegliche Kugelgehäuse 52 davon
abzuhalten, sich zu drehen.
-
Das
Oberteil der beweglichen Kugel 57 wird durch eine Biegeoberfläche 53b,
die am oberen Teil der Innenfläche
des zylindrischen Teils 53 des beweglichen Kugelgehäuses 52 vorgesehen
ist getragen, um die bewegliche Kugel davon abzuhalten, nach oben
zu entweichen. Ein bewegliches Kugelbefestigungsglied bzw. ein Befestigungsglied
für die
bewegliche Kugel 59 ist in den unteren Teil der Innenfläche des
Zylinderteils eingeschraubt, um den Unterteil der beweglichen Kugel 57 zu
tragen. Ein Flansch ist am vordersten Ende des Zylinders 53 vorgesehen, wobei
ein Zahnrad bzw. eine Zahnreihe 55 an seinem Umfang vorgesehen
ist. Das bewegliche Kugelgehäuse 52 weist
den Zylinder 53 und das Zahnrad bzw. die Zahnreihe 55 auf.
-
Ein
Stift 56 steht im wesentlichen in der Mitte der Innenfläche des
Zylinders 53 des beweglichen Kugelgehäuses 52 vor. Der Stift 56 steht
mit einer Längsnut 57a in
Ein griff, die in Vertikalrichtung in der Außenfläche der beweglichen Kugel 57 eingeschnitten
ist. Durch Drehung der beweglichen Kugel 57 werden der
Stift 56 und das bewegliche Kugelgehäuse 52 gedreht. Die
bewegliche Kugel 57 wird drehbar in Vertikal- und Horizontalrichtungen
entlang bzw. um den Stift 56 vorgesehen.
-
Das
bewegliche Kugelbefestigungsglied 59 ist von fast zylindrischer
Form und es weist ein Durchgangsloch auf, dessen Innenfläche sich
nach unten erstreckt. Am unteren Ende des Zylinders ist ein Flansch 59a vorgesehen,
dessen Umfang mit Nuten bzw. Riffeln versehen ist. Der untere Teil
der beweglichen Kugel 57 wird durch eine am oberen Ende des
Zylinders ausgebildete Biegeoberfläche 59b gehalten,
um die bewegliche Kugel 57 davon abzuhalten, nach unten
zu entweichen.
-
Eine
Umfangsfläche
der befestigten Kugel 50, die nach unten von der Y-Koordinaten-Verschiebungstafel 43 herab
aufgehängt
ist, berührt
ein zylindrisches Durchgangsloch, welches in der beweglichen Kugel 57 vorgesehen
ist. Das obere Ende eines Bedienungshebels 60 ist in den
unteren Teil des zylindrischen Loches der beweglichen Kugel 57 eingeschraubt.
-
Wie
in 2 gezeigt, steht ein Zahnrad bzw. eine Zahnreihe 61 in
Eingriff mit dem Zahnrad bzw. der Zahnreihe 55 und ein
Einsatz 62 mit einer Innenschraube 62a ist in
einem Lagerblock des Zahnrades 61 aufgenommen.
-
Eine
runde konkave Nut 45b ist in der X-Koordinaten-Verschiebungstafel 45 vorgesehen
und ein Durchgangsloch 45c von kleinerem Durchmesser ist in
der Mitte der runden konkaven Nut 45b gelegen. Eine Welle 63 von
kleinerem Durchmesser wird durch das Durchgangsloch 45c eingefügt, und
eine Schraube 63a am vordersten Ende der Welle 63 wird in
die innere Schraube 62a des Einsatzes 62 eingeschraubt.
Ein Ende einer Schraubenwelle 64 mit größerem Durchmesser ist fest
am oberen Ende der Welle 63 vorgesehen.
-
Das
untere Ende der Schraubenwelle 64 mit größerem Durchmesser
steht in Kontakt mit dem Boden der runden konkaven Nut 45b und
die Schraubenwelle 64 wird davon abgehalten, sich nach
unten zu bewegen. Ein Schraubenloch der Z-Koordinaten-Verschiebungstafel 65 ist
auf die Schraubenwelle 64 aufgesetzt. Die Z-Koordinaten-Verschiebungstafel 65 ist
gleitend in Vertikalrichtung entlang einer Nut 67a einer
Führung 67 durch
(nicht gezeigte) Linearführungen
montiert. Die Führung 67 ist
aufrecht auf der X-Koordinaten-Verschiebungstafel 45 mittels
Bolzen bzw. Schrauben 68, 68 montiert.
-
Wenn
sich das Zahnrad 61 dreht ist die Z-Koordinaten-Verschiebungstafel 65 in
Vertikalrichtung entlang der Nut 67a der Führung 67 verschiebbar. Wenn
die Z-Koordinaten-Verschiebungstafel 65 nach unten
bewegt wird, bewegt sich die Schraubenwelle 64 mit größerem Durchmesser
in den Freiraum der runden konkaven Nut 45b, bis sie deren
Boden berührt,
so daß die
Z-Koordinaten-Verschiebungstafel 65 daran gehindert wird,
sich weiter nach unten zu bewegen.
-
Wenn
der Bedienungshandgriff 60 in die X-Koordinatenrichtung
(links und rechts) gekippt wird, dreht sich die bewegliche Kugel 57 um
die Mitte O der befestigten Kugel 50 zusammen mit dem Bedienungshandgriff 60,
da die befestigte Kugel in X-Koordinatenrichtung fest ist. Die X-Koordinaten-Verschiebungstafel 45 wird
sanft weg in Kipp- bzw. Verschiebungsrichtung gegen die Mitte O
geschoben. Wenn der Stift 56 innerhalb des Bereiches der
Längsnut 57a der
beweglichen Kugel 57 in Eingriff zu bringen ist, wird eine
Schwenkbedienung der beweglichen Kugel 57 ohne Hinderung
ausgeführt.
-
Wenn
andererseits der Bedienungshandgriff 60 in die Y-Koordinatenrichtung
(vorwärts
und rückwärts) gekippt
wird, dreht sich die befestigte Kugel 50 um die Mitte C
der beweglichen Kugel 57, da die befestigte Kugel 50 in
der Y-Koordinatenrichtung beweglich ist. Die Y-Koordinaten-Verschiebungstafel 43 wird
sanft in Kipprichtung gegen die Mitte C weggedrückt. Wenn der Stift 56 im Bereich
der Längsnut 57a der
beweglichen Kugel 57 in Eingriff zu bringen ist, wird die
Kippbedienung der beweglichen Kugel 57 ohne Hinderung ausgeführt.
-
Wenn
eine Veränderung
des Feinsteuerverhältnisses
erforderlich ist, wird ein Halter 49 des Einstellgliedes 47 gedreht,
um die befestigte Kugel 50 in das zylindrische Loch der
beweglichen Kugel 57 zu schieben, um eine Positionsbeziehung
zwischen der Mitte O der befestigten Kugel 50 und der Mitte
C der beweglichen Kugel 57 einzustellen. Je mehr sich die Mitten
O und C annähern,
desto geringer wird das Feinsteuerverhältnis. Andererseits gilt je
weiter die Mitten O und C getrennt sind, desto größer ist
das Feinsteuerverhältnis.
-
Dementsprechend
wird ein Steuerbetrieb des Feinsteuerverhältnisses oberhalb des Hebels bzw.
Joysticks ausgeführt,
wo nichts zu Hindernissen werden kann. Es besteht keine Befürchtung,
daß der Bediener
die einmal festgelegte Posi tion durch Kippen des Bedienungshandgriffes
während
seiner Bedienung verschiebt und somit wird die einmal festgelegte
Position der Objekte sicher gehalten.
-
Wenn
als nächstes
der Bedienungshandgriff 60 gedreht wird, wird die bewegliche
Kugel 57 auch gedreht. Wenn der Stift 56 des beweglichen
Kugelgehäuses 52 mit
der Längsnut 57a der
beweglichen Kugel 57 in Eingriff gebracht wird, dreht sich
das bewegliche Kugelgehäuse 52 durch
Drehung der beweglichen Kugel 57. Dann wird die Drehung
des Bedienungshandgriffs auf die Welle 63 und die Schraubenwelle 64 durch
das Zahnrad 55 und 61 übertragen. Die Z-Koordinaten-Verschiebungstafel 65 bewegt sich
vertikal entlang der Führung 67 durch
Drehung der Schraubenwelle 64.
-
Wenn
die Einstellschraube 54 befestigt wird, berührt die
Einstellschraube 54 die Nut 53a des beweglichen
Kugelgehäuses 52,
um sowohl das bewegliche Kugelgehäuse 52 als auch den
Bedienungshandgriff 60 von einer Drehung abzuhalten. Die
Z-Koordinaten-Verschiebungstafel 65 wird auch von einer
Verschiebung in Vertikalrichtung abgehalten.
-
Dementsprechend
wird die Zwei-Weg-Dimensions-Verschiebung in der Horizontalebene
ausgeführt.
Eine weitere Verschiebung in Vertikalrichtung gegen die Horizontalebene
wird durch einen Bedienungshandgriff ausgeführt.
-
Im
vorangegangenen Beispiel wird die befestigte Kugel von der Y-Koordinaten-Verschiebungstafel
aufgehängt,
wobei es natürlich
zulässig
ist, die befestigte Kugel an der X-Koordinaten-Verschiebungstafel
zu tragen.
-
Im
vorangegangenen Beispiel ist das Einstellglied in das Durchgangsloch
der Y-Koordinaten-Verschiebungstafel eingeschraubt, wobei es natürlich möglich ist,
das Einstellglied in Vertikalrichtung mittels eines anderen bevorzugten
Verfahrens aufzuhängen.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde oben mit Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
beschrieben, es soll durch dieses nicht eingeschränkt werden,
vielmehr können
verschiedene Veränderungen
oder Modifikationen in jeglicher annehmbaren Weise vorgenommen werden,
ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
-
VORTEILE DER
ERFINDUNG
-
- (1) Die mechanische Konstruktion des Umwandlungsteils
wird vereinfacht. Sie kann einen gewissen Raum für die mechanische Konstruktion
bereitstellen. Der Drei-Wege-Feinsteuerbetrieb
der Horizontalebene zur Vertikalebene kann durch einen Bedienungshandgriff
ausgeführt
werden.
- (2) Der neue Feinsteuerteil wird im Vergleich mit den herkömmlichen
kompakt. Es ist keine komplizierte mechanische Verarbeitung erforderlich.
Somit werden Herstellungskosten verringert.
- (3) Da der Steuerbetrieb in einem Raum stattfinden kann, wo
kein störendes
Teil oberhalb des Joysticks bzw. Hebels existiert, gibt es nicht
die Befürchtung,
daß der
Bediener die einmal festgelegte Position des gekippten Bedienungshandgriffes
und auch die festgelegte Position der zu behandelnden Objekte verschiebt.
-
Wie
oben erklärt,
ist der Drei-Koordinaten-Feinsteuerhebel einfach, kostengünstig und
doch sehr bedienungsfreundlich. Der Bedienungshandgriff bietet einen
sehr effektiven Einstellmechanismus in Drei-Wege-Steuerhebeln.