RU1820101C

RU1820101C - Mechanism for precise positioning

Info

Publication number: RU1820101C
Authority: RU
Inventors: Андрей Федорович Лубенец; Владимир Анатольевич Шишков
Original assignee: Институт кристаллографии им.А.В.Шубникова
Priority date: 1989-12-21
Filing date: 1989-12-21
Publication date: 1993-06-07

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к точному приборостроению , и может быть использовано в оптических и других точных приборах дл перемещени объектов с высокий точностью Целью изобретени вл етс повышение точности позиционировани . Цель достигаетс тем, что кинематическа св зь винта с рычагом выполнена по иному„ При вращении винта 7 приволного устройства сначала в одну, а затем в другую сторону на одинаковую величину через шарик 10 движение перелаетс скобе 11 и далее через цилиндр 17 рычагу 5 и соединенному с ним столику 3 объектом „ 2 ил„The invention relates to mechanical engineering, namely, precision instrumentation, and can be used in optical and other precision instruments to move objects with high accuracy. The aim of the invention is to improve positioning accuracy. The goal is achieved in that the kinematic connection of the screw with the lever is made differently. “When the screw 7 of the free device is rotated, first to one and then to the other side by the same amount through the ball 10, the movement moves to the bracket 11 and then through the cylinder 17 to the lever 5 and connected to a table 3 with the object „2 silt“

Description

Изобретение относитс к точному приборостроению и может быть использовано в оптических и других точных приборах дл перемещени объектов с высокой точностью„The invention relates to precision instrumentation and can be used in optical and other precision instruments for moving objects with high accuracy

Известен механизм точного позиционировани , включающий корпус, размещенные в нем приводное устройство в виде лары винт-гайка с отсчетной шкалой и исполнительное устройство в сиде установленного с возможностью вращени столика с жестко св занным с ним рычагом, взаимодействующим с приводным устройством 1J ..A known mechanism for precise positioning, including a housing, a drive device in the form of a screw-nut chest with a reading scale, and an actuator in a side of a rotatably mounted table with a lever rigidly connected to it, interacting with a drive unit 1J ..

Недостатком известного механизма вл етс ограничение возможностей по реализации больших масштабов преобразовани при ограниченных габаритных размерах„A disadvantage of the known mechanism is the limitation of the ability to implement large-scale conversion with limited overall dimensions

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эФЛекту кThe closest in technical essence and achievable eFlect to

предложенному техническому решению вл етс механизм точного позиционировани содержащий корпус и размещенное в нем приводное устройство в виде пары винт-гайка, исполнительное устройство в виде установленного с возможностью вращени столика и жестко св занного с ним рычага с конической выемкой на свободном конце , и передающее устройство, кинематически св занное с приводным и исполнительным устройствами 2 .,The proposed technical solution is an exact positioning mechanism comprising a housing and a drive device located therein in the form of a screw-nut pair, an actuator in the form of a rotatable table and a rigidly connected lever with a conical recess at its free end, and a transmission device. kinematically associated with the drive and actuators 2.,

Недостатком данного механизма вл етс недостаточно высока точность позиционировани из-за малой величины передаточного отношени передающего устройства,, понижающей чувствительность механизма.The disadvantage of this mechanism is the insufficiently high positioning accuracy due to the small gear ratio of the transmitting device, which reduces the sensitivity of the mechanism.

Целью изобретени вл етс повышение точности позиционировани .,The aim of the invention is to improve positioning accuracy.,

0000

ю оu o

оabout

Цель достигаетс тем, что передающее устройство выполнено в виде установленной своим основанием в корпусе с возможностью качани в направ- лении оси винта на сферических опорах скобы, имеющей на внутренней поверхности , котора обращена к выемке рычага , коническую выемку,.двух шариков , установленных в конических вы- емках рычага и скобы, и цилиндра, установленного в скобе между этими шариками и предназначенного дл взаимодействи своими торцами с последними .The goal is achieved in that the transmission device is made in the form of a bracket mounted on its base with a possibility of swinging in the direction of the screw axis on spherical bearings of a bracket having, on the inner surface that faces the lever recess, a conical recess, two balls mounted in conical the recesses of the lever and the bracket, and the cylinder mounted in the bracket between these balls and designed to interact with their ends with the latter.

Выполнение передающего устройства вышеуказанным образом позвол ет повысить величину передаточного отношени перелающего устройства благодар возникновению эффекта пмертвого положе- ни , при котором перемещение на выходе , в частности перемещение конца цилиндра взаимодействующего с рычагом исполнительного устройства, вл етс минимальным, в результате чего повышаетс точность позиционировани „The implementation of the transmission device in the above manner allows to increase the gear ratio of the overflow device due to the occurrence of the dead position effect, in which the movement at the exit, in particular the movement of the end of the cylinder of the actuating device interacting with the lever, is minimized, thereby increasing the positioning accuracy

Кроме того, выполнение передающего устройства указанным образом способствует исключению деформации элементов конструкции, возникающей при изменении температуры окружающей среды , что ведет к устранению погрешностей при передаче движени и, в конечном итоге, повышает точность позиционировани „In addition, the implementation of the transmission device in this way helps to eliminate the deformation of structural elements that occur when the ambient temperature changes, which eliminates errors in the transmission of motion and, ultimately, increases the positioning accuracy

На фиг„1 и 2 изображен механизм точного позиционировани оFigs. 1 and 2 show the exact positioning mechanism of

Механизм содержит корпус 1, на оси 2 которого установлен с возможностью углового поворота столик 3 позиционировани с объектом k. На ось 2 насажена опора рычага 5, жестко соединенного со столиком 3 и св занного с корпусом 1 посредством пружины 6„ В корпусе 1 размещено приводное устройство, выполненное - в виде пары винт 7-гайка 8 с отсчетной шкалой 9 и шариком 10С На корпусе 1. размещено передающее устройство, выполненное в виде скобы 11, установ- ленной с возможностью качани на сферических опорах в направлении оси винта, дл осуществлени чего в скобе выполнены три выемки 12, две из которых выполнены на внутренней поверх- ности основани скобы 11, а треть - The mechanism comprises a housing 1, on the axis 2 of which is mounted with the possibility of angular rotation of the positioning table 3 with the object k. A support of the lever 5 is mounted on the axis 2, rigidly connected to the table 3 and connected to the housing 1 by means of a spring 6 “In the housing 1 there is a drive device made in the form of a pair screw 7-nut 8 with a reading scale 9 and a ball 10C On the housing 1 a transmitting device is arranged in the form of a bracket 11 mounted for swinging on spherical supports in the direction of the axis of the screw, for which three recesses 12 are made in the bracket, two of which are made on the inner surface of the base of the bracket 11, and a third -

на внутренней поверхности скобы, . обращенной к выемке 13 рычага 5. Механизм содержит четыре шарика: первую пару шариков И, установленных в конических выемках основани скобы 11 и предназначенных дл взаимодействи с коническими еыемками 15 корпуса 1, и вторую пару шариков 16, один из которых установлен на внутренней поверхности скобы, обращенной к выемке 13 рычага 5, а другой - в конической выемке 13 рычага 5о Механизм содержит цилиндр 17, установленный в скобе 11„Скоба св зана с корпусом 1 посредством пружин 18, а вин г 7 - со скобой посредством пружины 19, концом закрепленной на корпусе 1. Указанные пружины осуществл ют силовое замыкание механизма, устран ющее зазоры в соединени х. Механизм снабжен нногооборотным индикатором 20 часового типаon the inner surface of the bracket,. facing the recess 13 of the lever 5. The mechanism contains four balls: the first pair of balls And installed in the conical recesses of the base of the bracket 11 and designed to interact with the conical recesses 15 of the housing 1, and a second pair of balls 16, one of which is mounted on the inner surface of the bracket facing the recess 13 of the lever 5, and the other in the conical recess 13 of the lever 5 °. The mechanism comprises a cylinder 17 installed in the bracket 11 “The bracket is connected to the housing 1 by means of springs 18, and the screw g 7 is connected to the bracket by means of a spring 19 fixed at the end body e 1. These springs force-lock the mechanism to eliminate clearances in the joints. The mechanism is equipped with a 20-hour turn indicator

Механизм точного позиционировани работает следующим образом,,The exact positioning mechanism works as follows,

Предварительно провод т установку начала отсчета механизма„ С этой целью вращают винт 7 приводного устройства сначала в одну, а затем в другую сторону на одинаковую величину ,, Через шарик 10 движение передаетс к скобе 11 и далее через цилинд 17 рычагу 5 и соединенному с ним столику 3 с объектом lft.The reference point of the mechanism is preliminarily set. To this end, the screw 7 of the drive device is rotated first in one direction and then in the other direction by the same amount, Through the ball 10, the movement is transmitted to the bracket 11 and then through the cylinder 17 to the lever 5 and the table connected to it 3 with an lft object.

Со свободной от выемки 13 стороны рычага 5 устанавливают многооборотный индикатор 20„ Положительные от- кпонени показаний индикатора, полученные при обратном ходе, суммируют с показани ми индикатора, полученными при пр мом ходеоFrom the side 13 of the lever 5 which is free from the recess 13, a multi-turn indicator 20 is installed. The positive deviations of the indicator readings obtained during the reverse stroke are summed up with the indicator readings obtained with the forward stroke

Величину полусуммы показаний индикатора считают за нулевое положение столика 3„ Отсчетную шкалу 9 устанавливают на ноль и считают это положение на начало отсчета. Вращением винта 7 осуществл ют качатель- ное движение скобы 11 в направлении оси винта, котора одновременно ока- зывает воздействие через шарики 16 на цилиндр 17 и рычаг 5, совершающий совместно со столиком 3 угловое перемещениеThe half-sum of the indicator readings is considered to be the zero position of the table 3 “The reference scale 9 is set to zero and this position is considered to be at the beginning of the reference. The rotation of the screw 7 performs a swinging movement of the bracket 11 in the direction of the axis of the screw, which simultaneously exerts through the balls 16 on the cylinder 17 and the lever 5, which together with the table 3 performs angular movement

Величину углового перемещени столика 3 определ ют из следующей зависимости;The angular displacement of stage 3 is determined from the following relationship;

Ci arctgCi arctg

R, (n-OzOl)(n-0JL01)J .(R, (n-OzOl) (n-0JL01) J. (

L, + 2 rc(p - радиус движенL, + 2 rc (p - radius is moving

L4 L4

nn

0,01 R0.01 R

где об - угол поворота столика-, R, where r is the angle of rotation of the table, R

с кобы;with koba;

рассто ние между шариком цилиндра в основании скобы и шариками опор; радиус шариков; число делений отсчетного устройства;the distance between the cylinder ball at the base of the bracket and the balls of bearings; Ball radius number of divisions of the reading device;

Цена делени отсчетной шкал 1г + 2 гсф - радиус движений цилиндра; L2 длина цилиндра; ТЦ - радиус движени рычага„ Сравнительные данные по величине угла об известного механизма и предложенного показывают, что эта величина в предложенном механизме на два пор дка выше, чем величина об известного механизма,The price of dividing the reference scales 1g + 2 GSF is the radius of the cylinder; L2 cylinder length; TC - the radius of movement of the lever. “Comparative data on the angle of the known mechanism and the proposed one show that this value in the proposed mechanism is two orders of magnitude higher than the value of the known mechanism.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION

A precise positioning mechanism comprising a housing and placed

Zo

8201016

it contains a drive device and, in the form of a screw-nut pair, an actuator in the form of a rotatably mounted table and a rigidly connected lever with a conical recess at its free end, and a transmission device kinematically connected to the drive and actuating devices, characterized in that that, in order to improve positioning accuracy, the transmitting device is made in the form of a housing installed by the base b with the possibility of swinging in the direction of the axis of the screw on the spherical supports of the bracket having on the inside s surface which faces to the recess of the lever, the conical recess, the two balls mounted in tapered recesses respectively and the lever bracket, and a cylinder mounted in the bracket between the balls and intended for cooperating with the latter by its ends.

10

fifteen

twenty

25

J

2

4

Fig. /

4

shh