PL197665B1 - Manipulator - Google Patents

Abstract

. Manipulator do przenoszenia ruchu posuwisto-zwrotnego we wzajemnie prostopadłych kierunkach, w warunkach wysokiej próżni, posiadający korpus wewnątrz którego znajduje się mechanizm zamieniający ruch obrotowy wałka napędowego na ruch posuwisto-zwrotny podłoży z próbkami i osadzony w koł nierzu połączonym z wysokopróż niowym przepustem obrotowym, znamienny tym, że korpus manipulatora (6) na końcu przeciwległym do końca osadzonego w kołnierzu przyłączeniowym (7) posiada otwór, w którym znajduje się cylindryczny tłoczek (2) połączony z uchwytem (11) podłoży z próbkami (1), przy czym tłoczek (2) posiada przelotowy otwór, w którym usytuowany jest jednostronnie ścięty klin (12) osadzony płaską powierzchnią prostopadle do osi tłoczka i połączony z wałkiem napędowym (4) i śrubą napędową (10) przepustu obrotowego (8), a od płaskiej strony klina (12) w ślepym otworze tłoczka (2) znajduje się sprężyna (3) oparta jednym końcem o dno tłoczka, a drugim końcem oparta o powierzchnię klina (12), natomiast od ściętej strony klina (12) wewnątrz tłoczka, prostopadle do jego osi znajduje się bolec ustalający (9) współpracujący ze ściętą powierzchnią tego klina, ponadto korpus (6) ma otwór, w którym znajduje się bolec (5) centrujący wałek napędowy (4).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest manipulator do przenoszenia ruchu posuwisto-zwrotnego we wzajemnie prostopadłych do siebie kierunkach, zwłaszcza do precyzyjnego pozycjonowania położenia podłoży z próbkami zarówno w urządzeniach technologicznych, jak i w aparaturze kontrolno-pomiarowej.

Manipulator ten może być stosowany zarówno w urządzeniach próżniowych jak i w urządzeniach pracujących poza układami próżni, jako element przenoszący ruch lub jako urządzenie pracujące samodzielnie.

Znane rozwiązania przekazywania ruchu posuwisto-zwrotnego w próżni służące do pozycjonowania podłoży z próbkami wykorzystują zazwyczaj wysokopróżniowy przepust obrotowy, połączony z zamocowanym na obrotowym wałku (tego przepustu) układem przekładni zębatej. Między innymi z opisu patentowego 168 977 znany jest układ transportu, w którym podajnik próbek w postaci zębatki jest sprzężony poprzez tulejkę centrującą z kołem zębatym dołączonym do koła zębatego wałka przepustu obrotowego. W rozwiązaniu tym, koło zębate przekładni współpracuje z zębatką, na której zamocowane są podłoża z próbkami. Zębatka wykonuje ruch posuwisto-zwrotny i usytuowana jest prostopadle do osi obrotu manipulatora, co sprawia, że podłoża z próbkami wykonują ruchy posuwistozwrotne prostopadłe do głównego kierunku działania manipulatora. Z opisu patentowego 174 058 znany jest manipulator, w którym realizacja precyzyjnego usytuowania uchwytu z próbkami w kierunkach x, y, z jest realizowana za pomocą odpowiednich mechanizmów śrubowych.

Znany jest także manipulator, w którym przekazywanie ruchu posuwisto-zwrotnego we wzajemnie prostopadłych kierunkach odbywa się z wykorzystaniem wysokopróżniowego przepustu obrotowego wyposażonego w przekładnię śrubową współpracującą z parą rozporowych klinów zmieniających kierunek ruchu posuwisto-zwrotnego pod kątem prostym.

Mankamentem opisanych rozwiązań jest stosunkowo mała precyzja w pozycjonowaniu podłoży z próbkami związana z luzami mechanizmu przekładni zębatej. Dla zminimalizowania występujących luzów stosuje się oczywiście różnego rodzaju elementy kompensujące te luzy jak np. sprężyny, spirale drutowe lub taśmowe, lecz powoduje to nadmierne rozwinięcie konstrukcji i czyni ją skomplikowaną.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji manipulatora, który przy stosunkowo małych gabarytach, co nie jest bez znaczenia w ultra wysokiej próżni, miałby prostą konstrukcję a jednocześnie umożliwiłby precyzyjne pozycjonowanie próbek.

Manipulator według wynalazku ma korpus osadzony w kołnierzu połączonym z wysokopróżniowym przepustem obrotowym.

Wewnątrz korpusu znajduje się mechanizm zamieniający ruch obrotowy wałka napędowego na ruch posuwisto zwrotny podłoży z próbkami. Na końcu przeciwległym do kołnierza przyłączeniowego korpus manipulatora posiada otwór, w którym znajduje się cylindryczny tłoczek połączony z uchwytem podłoży z próbkami. Tłoczek posiada przelotowy otwór poprzeczny, w którym usytuowany jest jednostronnie ścięty klin osadzony płaską powierzchnią prostopadle do osi tłoczka i połączony z wałkiem napędowym manipulatora. Od płaskiej strony klina, w ślepym otworze tłoczka znajduje się sprężyna oparta jednym końcem o dno tłoczka, a drugim końcem oparta o równoległą do osi wałka napędowego płaską powierzchnię klina. Natomiast od ściętej strony klina wewnątrz tłoczka znajduje się bolec ustalający, współpracujący z klinem. Ponadto korpus ma otwór w którym znajduje się bolec centrujący wałek napędowy manipulatora.

Manipulator według wynalazku charakteryzuje się uproszczoną budową, umożliwia dokładne pozycjonowanie podłoży z próbkami według współrzędnych biegunowych, nie wymaga dodatkowych mechanizmów dla naprowadzania próbek według współrzędnych prostokątnych.

Wynalazek zostanie bliżej objaśniony na przykładzie wykonania pokazanym na rysunku, który przedstawia manipulator w przekroju wzdłużnym. W zasadniczej części manipulator składa się z korpusu 6 w postaci grubościennego cylindra i z wysokopróżniowego kołnierza przyłączeniowego 7 typu CF, w którym ten korpus jest osadzony. W korpusie 6 znajdują się dwa otwory, których osie są prostopadłe do osi wzdłużnej manipulatora. Jeden otwór znajduje się na końcu przeciwległym do końca osadzonego w kołnierzu przyłączeniowym 7 i w tym otworze znajduje się cylindryczny tłoczek 2. Drugi otwór znajduje się w pobliżu kołnierza przyłączeniowego 7 i w tym otworze znajduje się bolec 5 centrujący wałek napędowy 4 manipulatora.

Wewnątrz korpusu znajduje się mechanizm zamieniający ruch obrotowy śruby napędowej 10 przepustu obrotowego 8 na ruch posuwisto zwrotny wałka napędowego 4 z klinem 12.

PL 197 665 B1

Tłoczek 2 jest połączony z uchwytem 11, do którego są mocowane podłoża z próbkami 1. Tłoczek posiada przelotowy otwór poprzeczny, w którym usytuowany jest jednostronnie ścięty klin 12. Klin usytuowany jest płaską powierzchnią prostopadle do osi tłoczka 2 i połączony jest z wałkiem napędowym 4 manipulatora. Od płaskiej strony klina, w ślepym otworze tłoczka 2 znajduje się sprężyna 3. Sprężyna oparta jest jednym końcem o dno tłoczka 2, a drugim końcem oparta jest o równoległą do osi wałka napędowego płaską powierzchnię klina 12. Natomiast od ściętej strony klina 12 wewnątrz tłoczka 2 znajduje się bolec ustalający 9, współpracujący z klinem 12. Bolec 9 znajduje się wewnątrz dolnej części tłoczka i jest tak umieszczony w tłoczku, że jego oś przecina oś tłoczka i jest do niej prostopadła. W otworze gwintowym wałka napędowego 4 mocowana jest śruba napędowa 10 przepustu obrotowego 8.

W celu rozszerzenia ilości stopni swobody manipulator według wynalazku może współpracować z przepustem obrotowym z tiltem.

Manipulator działa tak, że obracając przepustem obrotowym 8 wprawiamy w obrót śrubę napędową 10, która obracając się w otworze gwintowanym wałka napędowego 4 powoduje jego przesuw w korpusie 6. Za pomocą bolca centrującego 5 osadzonego w korpusie 6 kontrujemy wałek napędowy 4 zabezpieczając go przed obracaniem się. Następnie przesuwający się wzdłuż korpusu 6 wałek 4 powoduje przesuwanie się klina 12, znajdującego się w otworze tłoczka 2. Klin 12, w zależności od kierunku obrotu przepustu 8 wykonuje ruch posuwisto-zwrotny i napiera ściętą stroną (powierzchnią) na znajdujący się wewnątrz tłoczka 2 bolec 9, odciągając go ku dołowi. Sprężyna 3 znajdująca się w ślepym otworze tłoczka, zapewnia pewność ustawienia klina, gdyż powoduje wysuwanie się tłoczka 2 bądź jego cofanie się w zależności od wzajemnego położenia klin - bolec, kasując luzy w obu prostopadłych kierunkach. Przełożenie ruchu klina na ruch tłoczka wpływa na zwiększenie dokładności ustawienia próbek 1. Jeżeli oprócz ustawienia próbek w określonym położeniu chcemy je wprowadzić w ruch obrotowy to manipulator obsadzamy na przepuście z tiltem.

Claims (2)

1. Manipulator do przenoszenia ruchu posuwisto-zwrotnego we wzajemnie prostopadłych kierunkach, w warunkach wysokiej próżni, posiadający korpus wewnątrz którego znajduje się mechanizm zamieniający ruch obrotowy wałka napędowego na ruch posuwisto-zwrotny podłoży z próbkami i osadzony w kołnierzu połączonym z wysokopróżniowym przepustem obrotowym, znamienny tym, że korpus manipulatora (6) na końcu przeciwległym do końca osadzonego w kołnierzu przyłączeniowym (7) posiada otwór, w którym znajduje się cylindryczny tłoczek (2) połączony z uchwytem (11) podłoży z próbkami (1), przy czym tłoczek (2) posiada przelotowy otwór, w którym usytuowany jest jednostronnie ścięty klin (12) osadzony płaską powierzchnią prostopadle do osi tłoczka i połączony z wałkiem napędowym (4) i śrubą napędową (10) przepustu obrotowego (8), a od płaskiej strony klina (12) w ślepym otworze tłoczka (2) znajduje się sprężyna (3) oparta jednym końcem o dno tłoczka, a drugim końcem oparta o powierzchnię klina (12), natomiast od ściętej strony klina (12) wewnątrz tłoczka, prostopadle do jego osi znajduje się bolec ustalający (9) współpracujący ze ściętą powierzchnią tego klina, ponadto korpus (6) ma otwór, w którym znajduje się bolec (5) centrujący wałek napędowy (4).

2. Manipulator według zastrz. 1, znamienny tym, że wałek napędowy (4) jest połączony ze śrubą napędową (10) za pomocą połączenia gwintowego.