RU180390U1

RU180390U1 - INERTIAL STEPPING ROBOT-NANOPOSITIONER

Info

Publication number: RU180390U1
Application number: RU2017138002U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Величко
Original assignee: Андрей Александрович Величко
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2018-06-09

Abstract

Полезная модель относится к области сканирующей зондовой микроскопии, микромеханике, робототехнике и нанотехнологии. Инерционный шагающий робот-нанопозиционер предназначен для прецизионного позиционирования зондовых головок для исследования и модификации объектов с возможностью визуального контроля положения наконечника зонда при помощи оптической или электронной микроскопии.Инерционный шагающий робот-нанопозиционер имеет корпус, три пьезокерамических опоры для горизонтального перемещения и зондовую головку, закрепленную на каретке. Каретка установлена между подшипником и четырьмя пьезокерамическими опорами для вертикального перемещения каретки. Пьезокерамические опоры обеспечивают перемещение по несущей поверхности с регулируемым шагом в диапазоне 1 - 500 нм. Также регулируемый шаг используется для перемещения зонда в вертикальной плоскости.The utility model relates to the field of scanning probe microscopy, micromechanics, robotics and nanotechnology. The inertial walking robot-nanopositioner is designed for precision positioning of probe heads for research and modification of objects with the ability to visually control the position of the probe tip using optical or electron microscopy. The inertial walking robot-nanopositioner has a body, three piezoceramic supports for horizontal movement and a probe head mounted on carriage. The carriage is installed between the bearing and four piezoceramic bearings for vertical movement of the carriage. Piezoceramic supports provide movement along the bearing surface with an adjustable pitch in the range of 1 - 500 nm. An adjustable pitch is also used to move the probe in a vertical plane.

Description

Полезная модель относится к области сканирующей зондовой микроскопии, микромеханике, робототехнике и нанотехнологии. Инерционный шагающий робот-нанопозиционер предназначен для прецизионного позиционирования зондовых головок для исследования и модификации объектов с возможностью визуального контроля положения наконечника зонда при помощи оптической или электронной микроскопии.The utility model relates to the field of scanning probe microscopy, micromechanics, robotics and nanotechnology. Inertial walking robot-nanopositioner is designed for precision positioning of probe heads for research and modification of objects with the ability to visually control the position of the probe tip using optical or electron microscopy.

Уровень техникиState of the art

Существуют устройства прецизионного позиционирования зондов, которые могут использоваться для исследования поверхности в режиме сканирующей зондовой микроскопии (атомно-силовая, туннельная, магнитно-силовая, ближнепольная микроскопия), в статическом (точечном) режиме для измерения различных физических параметров (температуры, электрических и оптических характеристик), наноразмерных объектов и электронных схем, а также в качестве манипуляторов для захвата и перемещения микро и нанообъектов, доставки инъекций в заданное координатное положение. Позиционирование, как правило, представляет собой относительное перемещение зонда и столика объектов в нужную позицию в автоматическом, полуавтоматическом или ручном режимах. Подобные устройства обладают развитыми системами линейно наноперемещения по 3-м осям X, Y, Z тем не менее, к недостаткам такого принципа позиционирования можно отнести малую универсальность и ограниченную мобильность, по сути стационарных измерительных станций [1, 2, 3], что становится очевидным при исследовании объектов сложных конфигураций, в том числе при подведении нескольких зондов одновременно.There are devices for the precision positioning of probes that can be used to study the surface in scanning probe microscopy (atomic force, tunneling, magnetic force, near-field microscopy), in static (point) mode for measuring various physical parameters (temperature, electrical and optical characteristics) ), nanoscale objects and electronic circuits, as well as manipulators for capturing and moving micro and nano-objects, delivering injections to a given coordinate position. Positioning, as a rule, is the relative movement of the probe and the stage of objects to the desired position in automatic, semi-automatic or manual modes. Such devices have developed systems of linear nanodisplacement along the 3 axes X, Y, Z nevertheless, the disadvantages of this principle of positioning include low versatility and limited mobility, in fact stationary measuring stations [1, 2, 3], which becomes obvious when researching objects of complex configurations, including when summing up several probes simultaneously.

Существуют малоразмерные мобильные роботы-нанопозиционеры, обладающие нанометровым разрешением и возможностью экипировки различными измерительными зондовыми головками. Такие зондовые системы обладают рядом преимуществ перед традиционными, среди которых можно отметить более простую масштабируемость количества измеряемых параметров (достигаемую за счет увеличения числа роботов, имеющих специализированные зондовые головки), возможность быстрой подстройки пространственной конфигурации измерительной системы под форму объекта исследования (за счет мобильности и малого размера каждого робота), увеличенный размер рабочего поля без уменьшения разрешающей способности позиционирования (за счет способности перемещения роботов по поверхности столика). Основным отличием от стационарных систем является то, что каждый робот обладает способностью перемещаться по ровной горизонтальной поверхности (например, полированному металлическому или стеклянному предметному столику) на значительные расстояния, в то время как диапазон вертикального передвижения ограничен размерами робота и определяется дистанцией между положениями наконечника зонда в максимально опущенном и поднятом состояниях.There are small-sized mobile robots-nanopositioners with nanometer resolution and the ability to equip various measuring probe heads. Such probe systems have a number of advantages over traditional ones, among which there is a simpler scalability of the number of measured parameters (achieved by increasing the number of robots with specialized probe heads), the ability to quickly adjust the spatial configuration of the measuring system to the shape of the object of study (due to mobility and small size of each robot), increased size of the working field without reducing the resolution of positioning (due to and moving the robot according to the table surface). The main difference from stationary systems is that each robot has the ability to move over a flat horizontal surface (for example, a polished metal or glass stage) for considerable distances, while the range of vertical movement is limited by the size of the robot and is determined by the distance between the positions of the probe tip in maximally lowered and raised states.

Большинство способов линейного передвижения (колесное, червячное, шаговое) обусловлено использованием сил взаимного трения. При этом каждый тип движения в комбинации двух двигателей по ортогональным осям (X, Y) позволяет собрать робота, способного двигаться по горизонтальной плоскости. Среди прочих шаговое передвижение обладает наибольшей точностью позиционирования от единиц до десятков нанометров [4, 5]. Шаговых роботов, в свою очередь, можно разделить на истинно шагающих роботов (с поочередным подъемом и переносом опор) [4, 6], и инерциальных шагающих [5, 7, 8] с одновременным или попеременным перемещением двигательных опор. Для истинно шагающих роботов требуется относительно большое (не менее 4) количество опор с возможностью одновременного управления каждой, что увеличивает количество каналов управления и сложность конструкции. Для инерциальных шагающих роботов для сохранения устойчивости требуется три опоры, при этом количество каналов управления может быть уменьшено из-за отсутствия необходимости подъема опоры при движении. Большинство шагающих роботов имеют инерциальный тип движения с одновременным перемещением всех ног [5, 7, 8], при этом основное отличие заключается в способе передвижения зонда по вертикальной оси (Z-двигатель).Most methods of linear movement (wheel, worm, step) are due to the use of mutual friction forces. Moreover, each type of movement in a combination of two engines along orthogonal axes (X, Y) allows you to assemble a robot that can move on a horizontal plane. Among others, the step motion has the highest positioning accuracy from units to tens of nanometers [4, 5]. Stepping robots, in turn, can be divided into truly walking robots (with alternately lifting and moving supports) [4, 6], and inertial walking robots [5, 7, 8] with simultaneous or alternating movement of motor supports. Truly walking robots require a relatively large (at least 4) number of supports with the ability to simultaneously control each, which increases the number of control channels and design complexity. For inertial walking robots, three supports are required to maintain stability, while the number of control channels can be reduced due to the absence of the need to raise the support during movement. Most walking robots have an inertial type of movement with simultaneous movement of all legs [5, 7, 8], the main difference being the way the probe moves along the vertical axis (Z-motor).

Известно устройство серии роботов NanoWalker [7] и NanoRunner [8], имеющих три пьезокерамических опоры для горизонтального перемещения и зондовую головку. В качестве Z-двигателя, для вертикального перемещения зондовой головки, использовалась пьезотрубка, длина хода которой ограничена сотнями нанометров, что значительно увеличивает вероятность повреждения зонда в случае передвижения над рельефной поверхностью. Кроме того, пьезотрубка с зондовой головкой крепится с нижней стороны корпуса робота, что усложняет использование микроскопа для визуального контроля позиционирования и снижает его точность.A device of the series of robots NanoWalker [7] and NanoRunner [8] is known, having three piezoceramic supports for horizontal movement and a probe head. As a Z-engine, for the vertical movement of the probe head, a piezotube was used, the stroke of which is limited to hundreds of nanometers, which significantly increases the likelihood of damage to the probe in case of movement over a relief surface. In addition, a piezotube with a probe head is attached to the bottom of the robot body, which complicates the use of a microscope for visual monitoring of positioning and reduces its accuracy.

Существует устройство истинно шагающего робота, который реализован в устройстве MINIMAN [6]. Устройство включает три пьезокерамических опоры для горизонтального перемещения и зондовую головку. Z-двигатель для вертикального перемещения зондовой головки представляет собой рычаг, который соединен с шаром, располагаемым в верхней части робота. Шар может вращаться верхними пьезокерамическими опорами в большом диапазоне углов. Недостатком устройства является отсутствие целостности конструкции, поскольку шар с держателем зонда не закреплен к конструкции, а также погрешность позиционирования в горизонтальной плоскости XY за счет латерального смещения зонда при его опускании на исследуемую поверхность. Последний эффект особенно заметен при наблюдении за положением зонда в оптический или электронный микроскоп, когда координаты зонда X и Y значительно отличаются в максимально поднятом и опущенном по оси Z состояниях.There is a device of a truly walking robot, which is implemented in the MINIMAN device [6]. The device includes three piezoceramic supports for horizontal movement and a probe head. The Z-motor for vertical movement of the probe head is a lever that is connected to a ball located at the top of the robot. The ball can rotate the upper piezoceramic supports in a wide range of angles. The disadvantage of this device is the lack of structural integrity, since the ball with the probe holder is not fixed to the structure, as well as the positioning error in the horizontal XY plane due to the lateral displacement of the probe when it is lowered to the test surface. The latter effect is especially noticeable when observing the position of the probe in an optical or electron microscope, when the coordinates of the probe X and Y differ significantly in the states that are maximally raised and lowered along the Z axis.

Также известно устройство истинно шагающего робота-нанопозиционера RU 2540283 [9] предназначенного для прецизионного перемещения зонда содержащего перемещаемую платформу и более трех шагающих опор. В опору робота-нанопозиционера встроена упругая микроконсоль с зондом, которая при установке выступа опоры на поверхность упирается в нее зондом, изгибается и, при необходимости, размещается спрятанной в защитной нише. Недостатки данного устройства связаны со сложностями системы для обеспечения истинного шагания и фиксирования положения на сложной шероховатой поверхности, а также отсутствия как такового Z-двигателя, при этом в момент контакта, координата и сила нажима зонда с поверхностью осуществляются неуправляемо с большой погрешностью.Also known is a device of a truly walking robot-nanopositioner RU 2540283 [9] intended for precision movement of a probe containing a movable platform and more than three walking supports. An elastic micro-console with a probe is integrated into the support of the robot-nanopositioner, which, when the protrusion of the support is mounted on the surface, rests against it by the probe, bends and, if necessary, is placed hidden in a protective niche. The disadvantages of this device are associated with the complexity of the system to ensure true walking and fixing the position on a complex rough surface, as well as the absence of the Z-engine as such, while at the moment of contact, the coordinate and pressure force of the probe with the surface are uncontrollably with a large error.

Наиболее широко востребованными являются инерционные шагающие роботы с использованием рабочей поверхности, на которой могут быть закреплены образцы и наличием Z-двигателя. Наиболее распространенным является устройство инерциального шагающего по поверхности робота, в котором вертикальное движение зонда (Z-двигатель) осуществляется за счет вращения диска с рычагом, на конце которого располагается зонд, при этом вращающийся диск закреплен внутри корпуса робота [5]. Вращение диска с рычагом достигается посредством передвижения пьезокерамических опор по диску, обеспечивая перемещение зонда по вертикальной оси Z, в то время как угловое вращение в горизонтальной плоскости XY обеспечивается посредством разворота корпуса робота. Однако, в устройстве существует проблема латерального смещения зонда при вертикальном движении по оси Z зонд, что вносит погрешность в позиционирование и требует дополнительной корректировки.The most widely used are inertial walking robots using a working surface on which samples can be fixed and the presence of a Z-motor. The most common device is an inertial surface walking robot, in which the vertical movement of the probe (Z-motor) is carried out by rotating the disk with a lever at the end of which the probe is located, while the rotating disk is fixed inside the robot body [5]. The rotation of the disk with the lever is achieved by moving the piezoceramic supports along the disk, allowing the probe to move along the vertical Z axis, while angular rotation in the horizontal XY plane is provided by turning the robot body. However, the device has a problem of lateral displacement of the probe during vertical movement along the Z axis of the probe, which introduces an error in positioning and requires additional adjustment.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели изобретению и выбранным за прототип является устройство инерциально шагающего робота miBot™ [10], имеющего три пьезокерамических опоры для горизонтального перемещения и зондовую головку, в котором держатель зонда установлен на Z-двигатель в виде рычага на вращающемся диске.Closest to the claimed utility model of the invention and chosen as the prototype is the device of the inertial walking robot miBot ™ [10], which has three piezoceramic supports for horizontal movement and a probe head in which the probe holder is mounted on a Z-motor in the form of a lever on a rotating disk.

Инерциальный шагающий робот-нанопозиционер свободно перемещается по рабочей поверхности, на которой размещается исследуемый образец, при этом робот передвигается в двух режимах, обеспечивая микро-и нанометровое разрешение позиционирования. В режиме инерционного передвижения пьезоэлектрические приводы работают с пилообразным напряжением, позволяя перемещаться на значительные расстояния с разрешением до 40 нм. В режиме сканирования постоянное напряжение подается на приводы и поддерживается с амплитудой, определяющей величину смещения. Предельный диапазон реализуемых смещений до нескольких сотен нанометров с разрешением ~1.5 нм по горизонтали и ~3.5 нм по вертикали. Перемещение по вертикальной оси (Z-двигатель) происходит за счет поворота рычага на угол до 42 градусов на конце которого находится держатель зондовой головки. Механизм держателя позволяет быструю замену зонда, согласно патенту [11].An inertial walking robot-nanopositioner moves freely along the working surface on which the test sample is placed, while the robot moves in two modes, providing micro and nanometer resolution of positioning. In the inertial movement mode, the piezoelectric drives operate with a sawtooth voltage, allowing you to move over considerable distances with a resolution of up to 40 nm. In scan mode, a constant voltage is applied to the drives and is maintained with an amplitude that determines the amount of displacement. The maximum range of realizable displacements is up to several hundred nanometers with a resolution of ~ 1.5 nm horizontally and ~ 3.5 nm vertically. Moving along the vertical axis (Z-motor) occurs by turning the lever through an angle of up to 42 degrees at the end of which is the probe head holder. The holder mechanism allows quick probe replacement, according to the patent [11].

Основными недостатками данного устройства являются:The main disadvantages of this device are:

1. движение зонда по вертикали происходит по дуге, что создает латеральное смещение зонда в горизонтальной плоскости и погрешность в позиционировании.1. The probe moves vertically along an arc, which creates a lateral displacement of the probe in the horizontal plane and an error in positioning.

2. наличие вибрации зонда (как минимум величиной ~0.05 нм) при стационарном позиционировании, обусловленное влиянием шума постоянного управляющего напряжения прилагаемого в режиме сканирования, что ограничивает разрешение робота до 1.5 нм по горизонтали и до 3.5 нм по вертикали, а также вносит погрешности в измеряемые характеристики.2. the presence of probe vibration (at least ~ 0.05 nm) during stationary positioning, due to the influence of constant control voltage noise applied in scanning mode, which limits the resolution of the robot to 1.5 nm horizontally and to 3.5 nm vertically, and also introduces errors in the measured characteristics.

Позиционирование зонда робота, как правило, происходит с использованием микроскопа (оптического, электронного или ионного), вектор наблюдения которого расположен по нормали к поверхности, на которой располагается исследуемый объект. Латеральное смещение зонда в горизонтальной плоскости при вертикальном перемещении вносит погрешность в координату контакта зонда и поверхности, и требует ее последующей корректировки, с учетом величины вертикального перемещения и радиуса рычага.The positioning of the robot probe, as a rule, is carried out using a microscope (optical, electronic or ion), the observation vector of which is located normal to the surface on which the studied object is located. The lateral displacement of the probe in the horizontal plane during vertical movement introduces an error in the coordinate of contact between the probe and the surface, and requires its subsequent adjustment, taking into account the magnitude of the vertical displacement and the radius of the lever.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в повышении точности позиционирования зондовой головки за счет устранения ее латерального смещения в горизонтальной плоскости при вертикальном перемещении, а также за счет снижения вибрации зондовой головки при ее стационарном позиционировании.The technical result of the invention consists in increasing the accuracy of the positioning of the probe head by eliminating its lateral displacement in the horizontal plane during vertical movement, as well as by reducing the vibration of the probe head during its stationary positioning.

Достигается технический результат за счет того, что зондовая головка закреплена на каретке, расположенной между вращающимся прижимным подшипником, обеспечивающим статическое положение каретки, и четырьмя пьезокерамическими опорами для вертикального перемещения каретки, с регулируемым шагом в диапазоне 1 - 500 нм, причем каретка снабжена вертикально расположенной линейной направляющей обеспечивающей фиксацию в горизонтальной плоскости.A technical result is achieved due to the fact that the probe head is mounted on a carriage located between a rotating pressure bearing providing a static position of the carriage and four piezoceramic supports for vertical movement of the carriage, with an adjustable pitch in the range of 1 - 500 nm, and the carriage is equipped with a vertically linear the guide providing fixation in the horizontal plane.

Перечень фигурList of figures

Фиг. 1 Устройство инерционного шагающего робота-нанопозиционера с вертикальным перемещением зонда, вид сбоку. На Фиг. 2 показан вид устройства сверху.FIG. 1 Inertial walking robot-nanopositioner device with vertical probe movement, side view. In FIG. 2 shows a top view of the device.

1, 2, 3 - пьезокерамические опоры для перемещения по поверхности; 4 -каретка для вертикального перемещения зонда; 5, 6, 7, 8 - пьезокерамические опоры для вертикального перемещения каретки; 9 - линейная направляющая каретки; 10 - прижимной подшипник; 11 - зондовая головка; 12 - стойка крепления пьезокерамических опор 5, 6, 7, 8; 13 - крепление прижимного подшипника 10.1, 2, 3 - piezoceramic supports for moving along the surface; 4-carriage for vertical movement of the probe; 5, 6, 7, 8 - piezoceramic supports for vertical movement of the carriage; 9 - linear guide carriage; 10 - pressure bearing; 11 - probe head; 12 - a rack of fastening of piezoceramic supports 5, 6, 7, 8; 13 - mounting of the pressure bearing 10.

В конструкции инерционно шагающего робота-нанопозиционера, для перемещения в горизонтальной плоскости XY используется классическая компоновка с тремя опорами в виде пьезокерамических трубок 1, 2, 3 с закрепленными на торце корундовыми шариками. Перемещение в горизонтальной плоскости, осуществляется за счет поочередного передвижения трех пьезокерамических опор 1, 2, 3 по несущей поверхности.In the design of an inertial walking robot-nanopositioner, for movement in the horizontal XY plane, a classic arrangement with three supports in the form of piezoceramic tubes 1, 2, 3 with corundum balls fixed to the end is used. Moving in the horizontal plane is carried out due to the alternate movement of three piezoceramic supports 1, 2, 3 on the bearing surface.

Для дальнего и прецизионного позиционирования по трем осям X, Y, Z используются горизонтальные 1, 2, 3 и вертикальные 5, 6, 7, 8 пьезокерамические опоры, обеспечивающие шаг в широком диапазоне 1 -500 нм со сбросом до нуля управляющих напряжений в точке стационарного позиционирования. Регулируемый шаг управления опорами позволяет проводить позиционирование зонда с точностью до 1 нм по трем осям X, Y, Z, а также проводить угловое перемещение в горизонтальной плоскости XY с точностью ~1 угловой секунды.For long-range and precise positioning along the three X, Y, Z axes, horizontal 1, 2, 3 and vertical 5, 6, 7, 8 piezoceramic supports are used, providing a step in a wide range of 1 -500 nm with resetting to zero control voltages at a stationary point positioning. An adjustable step of control of the supports allows the positioning of the probe with an accuracy of 1 nm along the three axes X, Y, Z, as well as angular movement in the horizontal plane XY with an accuracy of ~ 1 arc second.

Для вертикального перемещения по оси Z, зондовая головка 11 крепится к каретке 4, перемещающейся строго вертикально в пределах 4 мм с управляемым шагом в диапазоне 1-100 нм. Каретка 4 зажимается между вращающимся подшипником 10 и парами пьезокерамических опор 5, 6, 7, 8. На одной из сторон каретки имеется линейная направляющая 9, которая обеспечивает фиксацию каретки в горизонтальной плоскости XY и ее строго вертикальное, без латерального смещения, движение. Вертикальное перемещение каретки 4 обеспечивается способом поочередного передвижения пьезокерамических опор 5, 6, 7, 8 по телу каретки 4. При достижении координаты стационарного позиционирования происходит сброс до нуля управляющих напряжений на всех опорах, что обеспечивает подавление вибрации как минимум до уровня смещения ~ 1 пм.For vertical movement along the Z axis, the probe head 11 is attached to the carriage 4, moving strictly vertically within 4 mm with a controlled step in the range of 1-100 nm. The carriage 4 is clamped between the rotating bearing 10 and the pairs of piezoceramic bearings 5, 6, 7, 8. On one side of the carriage there is a linear guide 9, which ensures the fixing of the carriage in the horizontal XY plane and its strictly vertical movement without lateral displacement. The vertical movement of the carriage 4 is provided by the method of alternately moving the piezoceramic supports 5, 6, 7, 8 over the body of the carriage 4. When the coordinate of the stationary positioning is reached, the control voltages on all the supports are reset to zero, which ensures vibration reduction to at least a displacement level of ~ 1 pm

БИБЛИОГРАФИЯBIBLIOGRAPHY

1. Petersen С, Quaade U., Nielsen P., Grey F., Boggild P., Nano-drive for high resolution positioning and for positioning of a multi-point probe, US Patent No. 20020153909 Al, 24.10.2002.1. Petersen C, Quaade U., Nielsen P., Gray F., Boggild P., Nano-drive for high resolution positioning and for positioning of a multi-point probe, US Patent No. 20020153909 Al, 10.24.2002.

2. Pan S.P., Chang W.C., Yao B.C., Long-stroke, high-resolution nanopositioning mechanism, US 7307370 B2, 11.12.2007.2. Pan S.P., Chang W.C., Yao B.C., Long-stroke, high-resolution nanopositioning mechanism, US 7307370 B2, 12/11/2007.

3. Dyer M.J., Yu M.F., Bray K., Manipulation system for manipulating a sample under study with a microscope", US 6967335 Bl, 22.11.2005.3. Dyer M.J., Yu M.F., Bray K., Manipulation system for manipulating a sample under study with a microscope ", US 6967335 Bl, 11/22/2005.

4. Fatikow S., Seyfried J., Fahbusch S., Burkle A. and Schmoeckel F., A Flexible Microrobot-Based Microassembly Station, Journal of Intelligent and Robotic Systems, 27, 135-169, 2000.4. Fatikow S., Seyfried J., Fahbusch S., Burkle A. and Schmoeckel F., A Flexible Microrobot-Based Microassembly Station, Journal of Intelligent and Robotic Systems, 27, 135-169, 2000.

5. Canales C, Kaegi F., Groux C, Breguet J.M., Meyer C, Zbinden U., Steinecker A., A nanomanipulation platform for semiautomated manipulation of nano-sized objects using mobile microrobots inside a Scanning Electron Microscope, Proceedings of the 17th World Congress The International Federation of Automatic Control, Seoul, Korea, July 6-11,2008.5. Canales C, Kaegi F., Groux C, Breguet JM, Meyer C, Zbinden U., Steinecker A., A nanomanipulation platform for semiautomated manipulation of nano-sized objects using mobile microrobots inside a Scanning Electron Microscope, Proceedings of the 17th World Congress The International Federation of Automatic Control, Seoul, Korea, July 6-11,2008.

6. Simu U. and Johansson S., Evaluation of a monolithic piezoelectric drive unit for a miniature robot, Sensors and Actuators A: Physical, 101, 1-2, 175-184, 2002.6. Simu U. and Johansson S., Evaluation of a monolithic piezoelectric drive unit for a miniature robot, Sensors and Actuators A: Physical, 101, 1-2, 175-184, 2002.

7. Martel S. et al., Three-legged wireless miniature robots for mass-scale operations at the sub-atomic scale, Proceedings of the 2001 IEEE International Conferenceon Robotics & Automation, Seoul, Korea, May 21 - 26, 2001.7. Martel S. et al., Three-legged wireless miniature robots for mass-scale operations at the sub-atomic scale, Proceedings of the 2001 IEEE International Conferenceon Robotics & Automation, Seoul, Korea, May 21 - 26, 2001.

8. Martel S. et al., NanoRunner: a very small wireless robot with three piezo-actuated legssuited for design experimentations and validations through pre-programmed behaviors", Proc. SPIE 4194, Microrobotics and Microassembly II, 2000.8. Martel S. et al., NanoRunner: a very small wireless robot with three piezo-actuated legssuited for design experimentations and validations through pre-programmed behaviors ", Proc. SPIE 4194, Microrobotics and Microassembly II, 2000.

9. Лапшин P. В.? Шагающий робот-нанопозиционер и способ управления его передвижением, РФ патент No 2540283, 10.02.2015.9. Lapshin P. V.? A walking robot-nanopositioner and a method for controlling its movement, RF patent No. 2540283, 02/10/2015.

10. Technical Specifications miBot™ ВТ-14 [Электронный ресурс], URL: http://www.imina.ch/sites/default/files/product_pdf/iminatechnologies_mibot_technicals pecifications_en_web.pdf (дата обращения: 20.10.2017).10. Technical Specifications miBot ™ VT-14 [Electronic resource], URL: http://www.imina.ch/sites/default/files/product_pdf/iminatechnologies_mibot_technicals pecifications_en_web.pdf (accessed October 20, 2017 ).

11. Eugster P., Tache F., Boetsch G., Electromechanical tool holder assembly for mobile manipulation apparatus, WO Patent No 2013113557 Al, 08.08.2013.11. Eugster P., Tache F., Boetsch G., Electromechanical tool holder assembly for mobile manipulation apparatus, WO Patent No 2013113557 Al, 08.08.2013.

Claims

An inertial walking robot-nanopositioner having three piezoceramic supports for horizontal movement and a probe head, characterized in that the probe head is mounted on a carriage located between a rotating pressure bearing providing a static position of the carriage and four piezoceramic supports for vertical movement of the carriage, with an adjustable step in the range of 1-500 nm, and the carriage is equipped with a vertically arranged linear guide, providing fixation of its position in the horizontal nnoy plane.