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Feinbewegungsmechanismus Die Erfindung geht aus von einem Feinbe-,vegungsmechanismus,
insbesondere für Mikromanipulatoren, der dazu dient, zweidimensionale Bewegungen
eines von Hand betätigten Steuergliedes stark verkleinert auf ein Werkzeug o. dgl.
zu übertragen. Bei bekannten Mechanismen dieser Art ist das Werkzeug des Mikromanipulators
auf einem Kreuzschlitten gelagert, und es ist ein zweiarmiger Hebel vorgesehen,
der um ein Kugelgelenk schwenkbar ist und dessen einer Arm als von Hand zu betätigendes
Steuerglied dient; während der andere Arm die Bewegungen des Steuergliedes stark,
verkleinert auf den Kreuzschlitten überträgt. Dieser Feinbewegungsmechanismus ist
wegen der Anwendung von Schlittenführungen verhältnismäßig kostspielig und hat außerdem
den Nachteil, daß die Richtung der Werkzeugbewegung der Richtung der Bewegung des
Steuergliedes stets entgegengesetzt ist, wodurch das Arbeiten damit erschwert ist.
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Die genannten Nachteile eines derartigen Feinbewegungsmechanismus,
dessen Steuerglied von einer um ihren Mittelpunkt drehbaren Kugel getragen wird,
werden erfindungsgemäß .dadurch behoben, daß diese Kugel und eine zweite das Werkzeug
tragende Kugel in einem gemeinsamen Stützkörper um ihre Mittelpunkte frei drehbar
gelagert sind, und daß ferner an der das Werkzeug tragenden Kugel ein Hebel befestigt
ist, dessen Länge entgegen dem Drucke einer Feder veränderlich ist und dessen zweckmäßig
kugelig ausgebildetes Ende sich in der mit dem Steuergliede versehenen Kugel in
einer kugeligen Aussparung stützt, deren Mittelpunkt exzentrisch zu der mit dem
Steuergliede versebenen Kugel liegt, so daß durch die Bewegungen des Steuergliedes
angenähert ebene Bewegungen der Spitze des Werkzeugs erzielt werden. Durch geeignete
Wahl der Abmessungen der Hebellängen und insbesondere der Größe der Exzentrizität
der. kugeligen Aussparung hat man es in der Hand, das Übersetzungsverhältnis des
Bewegungsmechanismus den jeweils vorliegenden Erfordernissen anzupassen. Indem man
mehrere Kugeln mit verschiedenen Aussparungen vorsieht, kann man vor allem auch
dieses übersetzungsverhältnis in einfacher Weise veränderlich machen.
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Ist der Mechanismus überdies mit einer Vorrichtung zur Ausführung
dreidimensionaler Bewegungen des Werkzeugs o. dgl. versehen, dann ist es zweckmäßig,
zur Betätigung
dieserVorrichtung einen so gestalteten Handgriff
anzubringen, daß sich dessen freies Ende in der Nähe des Steuergliedes befindet
und sich demzufolge mit ihm zugleich von einer Hand bewegen läßt. Besteht die Vorrichtung
beispielsweise aus einem Exzenter, dann hat man es auch hierbei in der Hand, durch
Austausch des Exzenters gegen ein anderes mit anderer Exzentrizität das Übersetzungsverhältnis
der Bewegung nach der dritten Raumkoordinate schnell im gewünschten Maße zu verändern.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Feinbewegungsmechanismus
für die Werkzeuge eines Mikromanipulators dargestellt. Abb. I zeigt den Mechanismus
teilweise im Schnitt, im Aufriß. In Abb.2 ist der untere Teil des Beispiels im Seitenriß
wiedergegeben. Abb. 3 veranschaulicht einen Einzelteil des Beispiels im Mittelschnitt.
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Auf einer mit einer Schlittenführung versehenen Grundplatte i ist
ein Schlitten 2, der selbst mit einer gleichgerichteten Schlitten führung ausgestattet
ist, beweglich gelagert. In dieser Schlittenführung ist ein Schlitten 3 mit Hilfe
einer Spindel d. verschieblieh. Die Grundplatte i trägt ein gabelförmiges Exzenterlager
5. In diesem Lager 5 ist ein am Schlitten 2 um einen Bolzen 6 drehbar befestigtes
Exzenter 7 drehbar, das mit einem Handgriff 8 ausgerüstet ist. Der Schlitten 3 ist
ebenfalls mit einer Schlittenführung versehen, deren Führungsrichtung rechtwinklig
zu den Führungsrichtungen der Schlitten 2 und 3 verläuft und in welcher ein Schlitten
9 mit Hilfe eines Triebes io verschieblich ist. Der Schlitten 9 trägt einen Arm
i i, in dem beweglich und mittels einer Schraube 12 feststellbar eine Kugel
13 gelagert ist, die mit einer Klemmvorrichtung i.1 für eine Stange 15 verbunden
ist. Diese Stange.i5 trägt einen gabelartig ausgebildeten Stützkörper 16, in welchem
zwei Kugeln 17 und 18 um ihre Mittelpunkte i9 und 2o drehbar gelagert sind. An der
Kugel 17 ist einerseits eine Einspannvorrichtung 2I für ein Mikrowerkzeug, beispielsweise
eine feine Nadel22, anderseits ein mittels eines Rändelknopfes 23 drehbarer Hebel
24 befestigt. Der Hebel 24 besteht aus zwei teleskopartig ineinander verschieblichen
Teilen, die durch den Druck einer Feder 25 im Sinlie einer Vergrößerung der Hebellänge
beeinflußt werden. Das freie Ende des Hebels 24 ist kugelig ausgebildet (4bb. 3)
und greift in eine kugelige Aussparung 26 der Kugel i8 ein. Die Ahmessungen dieser
Aussparung 26 sind so gewählt, daß der Mittelpunkt 27 der kugeligen Endfläche des
Hebels 2.1 exzentrisch zum Mittelpunkte 2o der Kugel 18 liegt. An der Kugel 18 ist
ein als Handgriff ausgebildetes Steuerglied 28 befestigt. Die Enden des Handgriffes
8 und des Handgriffes 28 liegen in mittleren Lagen so nebeneinander, daß sie bequem
mit den Fingern einer Hand gleichzeitig bedient werden können.
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Durch Drehen des Rändelknopfes 23 und Verschieben des Schlittens 9
mittels des Triebes io und des Schlittens 3 mittels der Spindel 4 läßt sich das
Werkzeug 22 in die für das Arbeiten geeignete Lage gegenüber dem Objekte im Gesichtsfelde
eines Mikroskops bringen, wobei gegebenenfalls eine weitere Grobeinstellung durch
Verschieben und Drehen der Stange 15 in der Klemmvorrichtung 14 und durch Drehen
der Kugel 13 im Arm i i vorgenommen werden kann. Die Feinbeivegungen des Werkzeugs
werden durch Schwenken der Handgriffe 8 und 28 mit einer Hand ausgeführt. Durch
Schwenkung des Handgriffes 8 dreht sich das Exzenter in seinem Lager 5, wobei der
Schlitten 2 mit dem Werkzeug 22 kleine Bewegungen in waagerechter Richtung ausführt.
Schwenkungen des Handgriffes 8 bewirken gleichgerichtete kleine Schwenkungen des
Werkzeuges 22, dessen Spitze dabei Bewegungen ungefähr in einer lotrechten Ebene,
und zwar in beliebigen Richtungen ausführt. Die Größe der Bewegungen der Werkzeugspitze
ist abhängig von der Größe des Abstandes des Mittelpunktes 27 vom Mittelpunkt 2o
und des Exzenters 7 und kann beliebig klein gemacht werden.