RU2664783C2 - Устройство подвижки - Google Patents
Устройство подвижки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664783C2 RU2664783C2 RU2016146146A RU2016146146A RU2664783C2 RU 2664783 C2 RU2664783 C2 RU 2664783C2 RU 2016146146 A RU2016146146 A RU 2016146146A RU 2016146146 A RU2016146146 A RU 2016146146A RU 2664783 C2 RU2664783 C2 RU 2664783C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carriage
- transition
- transition element
- base
- coordinate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q30/00—Auxiliary means serving to assist or improve the scanning probe techniques or apparatus, e.g. display or data processing devices
- G01Q30/20—Sample handling devices or methods
-
- G—PHYSICS
- G12—INSTRUMENT DETAILS
- G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G12B3/00—Details of movements not otherwise provided for
Abstract
Устройство подвижки относится к точной механике и может быть использовано для перемещения образцов по двум или трем координатам, например, в зондовой микроскопии. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве подвижки каретка 10 упруго сопряжена с переходным элементом 9 по координате Z, перпендикулярной плоскости координат X, Y. Технический результат изобретения заключается в повышении точностных характеристик устройства и расширении его функциональных возможностей. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.
Description
Устройство подвижки относится к точной механике и может быть использовано для перемещения образцов по двум или трем координатам, например, в зондовой микроскопии.
Известно устройство подвижки, включающее в себя основание, на котором установлен базовый элемент, также установлен первый передаточный элемент с первым приводом по координате X и первым подвижным элементом, сопряженный со вторым передаточным элементом, на котором расположен второй подвижный элемент и второй привод по координате Y, посредством переходного элемента, включающее также каретку, расположенную на базовом элементе с возможностью перемещения по координатам X, Y, и держатель образца, сопряженный с кареткой [Патент RU 2306621]. Это устройство выбрано в качестве прототипа предложенного решения.
Недостаток этого устройства заключается в том, что в нем отсутствует кинематическая развязка каретки и основания по координате Z. Это снижает точностные характеристики устройства и его функциональные возможности.
Технический результат изобретения заключается в повышении точностных характеристик устройства и расширении его функциональных возможностей.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве, включающем в себя основание, на котором установлен базовый элемент, также установлен первый передаточный элемент с первым приводом по координате X и первым подвижным элементом, сопряженный со вторым передаточным элементом, на котором расположен второй подвижный элемент и второй привод по координате Y, посредством переходного элемента, включающее также каретку, расположенную на базовом элементе с возможностью перемещения по координатам X, Y, и держатель образца, сопряженный с кареткой, каретка упруго сопряжена с переходным элементом.
Существует вариант, в котором упругое сопряжение каретки и переходного элемента осуществлено посредством второго передаточного элемента.
Существует вариант, в котором упругое сопряжение каретки и переходного элемента осуществляется посредством плоской пружины.
Существует вариант, в котором упругое сопряжение каретки и переходного элемента выполнено в виде плоской перфорированной пружины.
Существует вариант, в котором переходной элемент выполнен в виде рельсовой направляющей.
Существует вариант, в котором переходной элемент выполнен в виде плоской пружины.
Существует вариант, в котором каретка установлена на базовом элементе посредством первого промежуточного элемента и второго промежуточного элемента, подключенных к модулю контроля давления и обеспечивающих вакуумный прижим.
Существует вариант, в котором каретка установлена на базовом элементе посредством первого промежуточного элемента и второго промежуточного элемента, подключенных к модулю контроля давления и обеспечивающих аэростатический эффект.
Существует вариант, в котором каретка установлена на базовом элемент посредством трех приводов по координате Z.
Существует вариант, в котором первый привод включает первый переходной элемент, сопряженный со вторым переходным элементом и третьим переходным элементом, включает также первый двигатель и второй двигатель, при этом первый переходной элемент соединен с первым подвижным элементом, второй переходной элемент соединен с первым двигателем с возможностью отсоединения от него, третий переходной элемент соединен со вторым двигателем с возможностью отсоединения от него.
На фиг. 1 изображена схема устройства подвижки в общем виде.
На фиг. 2 изображено сечение А-А по фиг. 1.
На фиг. 3 изображен вариант устройства подвижки с вакуумным прижимом.
На фиг. 4 изображено сечение Б-Б с плоской пружиной по фиг. 2.
На фиг. 5 изображено сечение Б-Б с перфорированной пружиной по фиг. 2.
На фиг. 6 изображен вариант устройства подвижки с тремя приводами по координате Z.
На фиг. 7 изображено сечение В-В по фиг. 6.
На фиг. 8 изображен вариант реализации переходного элемента.
На фиг. 9 изображен вариант реализации первого и второго приводов.
Устройство подвижки включает в себя основание 1, на котором установлен базовый элемент 2. Основание 1 может быть выполнено в виде металлической станины. Базовый элемент 2 может быть выполнен в виде гранитной станины. На основании 1 также установлен первый передаточный элемент 3 с первым приводом по координате X 4 и первым подвижным элементом 5, сопряженный со вторым передаточным элементом 6, на котором расположен второй подвижный элемент 7 и второй привод по координате Y 8. Первый передаточный элемент 3 может быть выполнено в виде направляющей, сопряженной с винтовой передачей NB Bearing BG2605A. Первый привод 4 может быть выполнен в виде шагового электродвигателя Faulhaber AM2224-R3-V-12-75-30. Первый подвижный элемент 5 может быть выполнено в виде направляющей, сопряженной с направляющей первого передаточного элемента 3, и образовывать шариковинтовую передачу с винтовой передачей первого передаточного элемента 3. Второй передаточный элемент 6 может быть выполнено в виде направляющей, сопряженной с винтовой передачей NB Bearing BG2605A. Второй подвижный элемент 7 может быть выполнено в виде направляющей, сопряженной с направляющей второго передаточного элемента 6, и образовывать шариковинтовую передачу с винтовой передачей второго передаточного элемента 6. Второй привод 8 может быть выполнено в виде шагового электродвигателя Faulhaber AM2224-R3-V-12-75-30. Первый передаточный элемент 3 сопряжен со вторым передаточным элементом 6 посредством переходного элемента 9. Устройство подвижки включает также каретку 10, расположенную на базовом элементе 2 с возможностью перемещения по координатам X, Y, и держатель образца 11, сопряженный с кареткой 10. При этом каретка 10 упруго сопряжена с переходным элементом 9. Каретка 10 может быть выполнена в виде цельной металлической детали. Держатель образца 11 может быть выполнено в виде системы вакуумного удержания.
В одном из вариантов упругое сопряжение каретки 10 и переходного элемента 9 осуществлено посредством второго передаточного элемента 6.
В одном из вариантов упругое сопряжение каретки 10 и переходного элемента 9 осуществляется посредством плоской пружины 15. Плоская пружина 15 может быть выполнена в виде листа крестообразной формы из сплава 36НХТЮ.
В одном из вариантов упругое сопряжение каретки 10 и переходного элемента 9 выполнено в виде плоской перфорированной пружины 16. Плоская перфорированная пружина 16 может быть выполнено в виде листа крестообразной формы из сплава 36НХТЮ с перфорацией.
В одном из вариантов переходной элемент 9 выполнен, например, в виде рельсовой направляющей (см. ниже)
В одном из вариантов переходной элемент 9 изготовлен, например, из металлического листа прямоугольной формы.
В одном из вариантов каретка 10 установлена на базовом элементе 2 посредством первого промежуточного элемента 17 и второго промежуточного элемента 18, подключенных к модулю контроля давления 19 и обеспечивающих вакуумный прижим. Первый промежуточный элемент 17 и второй промежуточный элемент 18 могут быть выполнены в виде сапфировых пластин с вакуумным каналом. В качестве модуля контроля давления 19 можно использовать масляный вакуумный насос.
В одном из вариантов каретка 10 установлена на базовом элементе 2 посредством первого промежуточного элемента 17 и второго промежуточного элемента 18, подключенных к модулю контроля давления 19 и обеспечивающих аэростатический эффект.
В одном из вариантов каретка 10 установлена на базовом элементе 2 посредством трех приводов 22, обеспечивающих перемещение по координате Z. В качестве привода 22 можно использовать шаговый электродвигатель Faulhaber AM1020-2R-V-6-65-08-10/1K с редуктором 1024:1, сопряженный с винтовой передачей и направляющей. В одном из вариантов переходной элемент 9 выполнен в виде рельсовой направляющей, состоящей из первой рельсы направляющей 33 и второй рельсы направляющей 34, закрепленных на первом переходном элементе 32, закрепленном на втором передаточном элементе 6 со вторым приводом 8, и сопряженных с центральной рельсой направляющей 37 при помощи первого набора подшипников 35 и второго набора подшипников 36. Центральная рельса закреплена на втором переходном элементе 38, закрепленном на первом подвижном элементе 5.
В одном из вариантов первый привод 4 включает первый переходной элемент 50, сопряженный со вторым переходным элементом 51 и третьим переходным элементом 52. Первый привод 4 включает также первый двигатель 53 и второй двигатель 54. При этом первый переходной элемент 50 соединен с первым подвижным элементом 5 посредством винтовой передачи 39, входящей в состав первого передаточного элемента 3, второй переходной элемент 51 соединен с первым двигателем 53 с возможностью отсоединения от него, третий переходной элемент 52 соединен со вторым двигателем 54 с возможностью отсоединения от него. Первый переходной элемент 50, второй переходной элемент 51 и третий переходной элемент 52 могут быть выполнены в виде шестерней. Первый двигатель 53 может быть выполнен в виде шагового электродвигателя Faulhaber AM2224-R3-V-12-75-30 с редукцией 14:1, второй двигатель 54 может быть выполнен в виде шагового электродвигателя Faulhaber AM2224-R3-V-12-75-30 с редукцией 989:1. Сопряжение второго переходного элемента 51 с первым двигателем 53 осуществляется посредством первого переходного вала 55, закрепленного на первом двигателе 53, входной части первой электромагнитной муфты 56, закрепленной на первом валу 55, и выходной части электромагнитной муфты 57, закрепленной на втором переходном элементе 51. Входная часть первой электромагнитной муфты 56 может сцепляться и расцепляться с выходной частью электромагнитной муфты 57 посредством подачи электрического сигнала. Сопряжение третьего переходного элемента 52 со вторым двигателем 54 осуществляется посредством второго переходного вала 60, закрепленного на втором двигателе 54, входной части второй электромагнитной муфты 61, закрепленной на втором переходном валу 60, и выходной части второй электромагнитной муфты 62, закрепленной на третьем переходном элементе 52. Входная часть второй электромагнитной муфты 61 может сцепляться и расцепляться с выходной частью электромагнитной муфты 62 посредством подачи электрического сигнала. Первый двигатель 53 закреплен на первом подстроечном элементе 59, второй двигатель 54 закреплен на втором подстроечном элементе 63. Регулировка взаимного положения первого переходного элемента 50, второго переходного элемента 51 и третьего переходного элемента 52 осуществляется путем регулировки положения первого подстроенного элемента 59 и второго подстроенного элемента 63, сопряженных с держателем 58, на котором закреплен первый передаточный элемент 3 с винтовой передачей 39 и первым переходным элементом 50. Устройство подвижки работает следующим образом. Первый привод 4 предает вращение первому передаточному элементу 3, который в свою очередь преобразует вращение в поступательное движение первого подвижного элемента 4 вдоль оси X. Поступательное движение подвижного элемента 4 передается держателю образца 11 через переходной элемент 9, второй передаточный элемент 4 и каретку 10, которая в свою очередь расположена на базовом элементе 2 и в процессе поступательного движения скользит по базовому элементу 2. Поступательное движение каретки 10 по оси Y осуществляется благодаря преобразованию вращательного движения привода 8 в линейное перемещение подвижного элемента 7 посредством второго передаточного элемента 6. Отработка неровности и наклона базового элемента 2 по отношению к направлениям поступательного движения X и Y осуществляется благодаря упругому сопряжению каретки 10 с переходным элементом 9, а также вертикальному перемещению каретки 10 относительно первого подвижного элемента 4 посредством переходного элемента 9.
То, что в устройстве подвижки, включающем в себя основание 1, на котором установлен базовый элемент 2, также установлен первый передаточный элемент 3 с первым приводом по координате X 4 и первым подвижным элементом 5, сопряженный со вторым передаточным элементом 6, на котором расположен второй подвижный элемент 7 и второй привод по координате Y 8, посредством переходного элемента 9, включающее также каретку 10, расположенную на базовом элементе 2 с возможностью перемещения по координатам X, Y и держатель образца 11, сопряженный с кареткой 10, каретка 10 упруго сопряжена с переходным элементом 9 (а соответственно и с основанием 1) приводит к улучшению динамических характеристик перемещения каретки 10. Это повышает точностные характеристики перемещения каретки 10 и расширяет функциональные возможности устройства.
То, что упругое сопряжение каретки 10 и переходного элемента 9 осуществлено посредством второго передаточного элемента 6, приводит к упрощению конструкции.
То, что упругое сопряжение каретки 10 и переходного элемента 9 осуществляется посредством плоской пружины 15, приводит к более равномерному прижатию каретки 10 к базовому элементу 2. Это повышает точностные характеристики перемещения каретки 10 и расширяет функциональные возможности устройства.
То, что упругое сопряжение каретки 10 и переходного элемента 9 выполнено в виде плоской перфорированной пружины 16, приводит к еще более равномерному прижатию каретки 10 к базовому элементу 2. Это повышает точностные характеристики перемещения каретки 10 и расширяет функциональные возможности устройства.
То, что переходной элемент 9 выполнен в виде рельсовой направляющей, повышает надежность устройства. Это также повышает точностные характеристики перемещения каретки 10 и расширяет функциональные возможности устройства.
То, что переходной элемент 9 выполнен в виде плоской пружины, упрощает конструкцию устройства.
То, что каретка 10 установлена на базовом элементе 2 посредством первого промежуточного элемента 17 и второго промежуточного элемента 18, подключенных к модулю контроля давления 19 и обеспечивающих вакуумный прижим, расширяет функциональные возможности устройства.
То, что каретка 10 установлена на базовом элементе 2 посредством первого промежуточного элемента 17 и второго промежуточного элемента 18, подключенных к модулю контроля давления 19 и обеспечивающих аэростатический эффект, приводит к более плавному перемещению каретки 10. Это расширяет функциональные возможности устройства.
То, что каретка 10 установлена на базовом элементе 2 посредством трех приводов 22 по координате Z, расширяет функциональные возможности устройства.
То, что первый привод 4 включает первый переходной элемент 50, сопряженный со вторым переходным элементом 51 и третьим переходным элементом 52, включает также первый двигатель 53 и второй двигатель 54, при этом первый переходной элемент 50 соединен с первым подвижным элементом 4, второй переходной элемент 51 соединен с первым двигателем 53 с возможностью отсоединения от него, третий переходной элемент 52 соединен со вторым двигателем 54 с возможностью отсоединения от него, приводит к повышению точностных характеристик устройства. Это также расширяет функциональные возможности устройства.
Claims (10)
1. Устройство подвижки, включающее в себя основание (1), на котором установлен базовый элемент (2), также установлен первый передаточный элемент (3) с первым приводом по координате X (4) и первым подвижным элементом (5), сопряженный со вторым передаточным элементом (6), на котором расположен второй подвижный элемент (7) и второй привод по координате Y (8), посредством переходного элемента (9), включающее также каретку (10), расположенную на базовом элементе (2) с возможностью перемещения по координатам X, Y, и держатель образца (11), сопряженный с кареткой (10), отличающееся тем, что каретка (10) упруго сопряжена с переходным элементом (9) по координате Z, перпендикулярной плоскости координат X, Y.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругое сопряжение каретки (10) и переходного элемента (9) осуществлено посредством второго передаточного элемента (6).
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругое сопряжение каретки (10) и переходного элемента (9) осуществляется посредством плоской пружины (15).
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругое сопряжение каретки (10) и переходного элемента (9) выполнено в виде плоской перфорированной пружины (16).
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что переходной элемент (9) выполнен в виде рельсовой направляющей.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что переходной элемент (9) выполнен в виде плоской пружины.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каретка (10) установлена на базовом элементе (2) посредством первого промежуточного элемента (17) и второго промежуточного элемента (18), подключенных к модулю контроля давления (19) и обеспечивающих вакуумный прижим.
8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каретка (10) установлена на базовом элементе (2) посредством первого промежуточного элемента (17) и второго промежуточного элемента (18), подключенных к модулю контроля давления (19) и обеспечивающих аэростатический эффект.
9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каретка (10) установлена на базовом элементе (2) посредством трех приводов (22) по координате Z.
10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый привод (4) включает первый переходной элемент (50), сопряженный со вторым переходным элементом (51) и третьим переходным элементом (52), включает также первый двигатель (53) и второй двигатель (54), при этом первый переходной элемент (50) соединен с первым подвижным элементом (5), второй переходной элемент (51) соединен с первым двигателем (53) с возможностью отсоединения от него, третий переходной элемент (52) соединен со вторым двигателем (54) с возможностью отсоединения от него.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016146146A RU2664783C2 (ru) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | Устройство подвижки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016146146A RU2664783C2 (ru) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | Устройство подвижки |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016146146A RU2016146146A (ru) | 2018-05-25 |
RU2016146146A3 RU2016146146A3 (ru) | 2018-05-25 |
RU2664783C2 true RU2664783C2 (ru) | 2018-08-22 |
Family
ID=62202250
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016146146A RU2664783C2 (ru) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | Устройство подвижки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2664783C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1623573A3 (ru) * | 1986-02-25 | 1991-01-23 | Рэнк Тейлор Хобсон Лимитед (Фирма) | Устройство дл выполнени метрологических операций на объекте |
RU2112969C1 (ru) * | 1995-04-11 | 1998-06-10 | Акционерное общество закрытого типа "Ростех" | Малогабаритный акустический микроскоп |
EP0984270A2 (en) * | 1991-03-04 | 2000-03-08 | Ciba Corning Diagnostics Corp. | Luminometer |
RU2306621C1 (ru) * | 2006-08-11 | 2007-09-20 | ЗАО "Нанотехнология-МДТ" | Двухкоординатный микропозиционер |
US7333191B2 (en) * | 2003-07-18 | 2008-02-19 | Hitachi Kenki Finetech Co., Ltd. | Scanning probe microscope and measurement method using the same |
-
2016
- 2016-11-24 RU RU2016146146A patent/RU2664783C2/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1623573A3 (ru) * | 1986-02-25 | 1991-01-23 | Рэнк Тейлор Хобсон Лимитед (Фирма) | Устройство дл выполнени метрологических операций на объекте |
EP0984270A2 (en) * | 1991-03-04 | 2000-03-08 | Ciba Corning Diagnostics Corp. | Luminometer |
RU2112969C1 (ru) * | 1995-04-11 | 1998-06-10 | Акционерное общество закрытого типа "Ростех" | Малогабаритный акустический микроскоп |
US7333191B2 (en) * | 2003-07-18 | 2008-02-19 | Hitachi Kenki Finetech Co., Ltd. | Scanning probe microscope and measurement method using the same |
RU2306621C1 (ru) * | 2006-08-11 | 2007-09-20 | ЗАО "Нанотехнология-МДТ" | Двухкоординатный микропозиционер |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016146146A (ru) | 2018-05-25 |
RU2016146146A3 (ru) | 2018-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4218201B2 (ja) | 材料試験装置 | |
RU2664783C2 (ru) | Устройство подвижки | |
JP2005087000A (ja) | ステータハウジングにシャフトを押し込む装置 | |
CN102721833A (zh) | 一种显微监控型可选区原子力显微成像方法及装置 | |
KR20180034762A (ko) | 수평방향 사이드 컨택 기능을 갖는 전자부품용 테스트 소켓 | |
CN102494955A (zh) | 显微组件下跨尺度原位微纳米三点/四点弯曲测试装置 | |
CN104656682A (zh) | 一种宏微两级驱动精密定位机构 | |
CN211086786U (zh) | 一种激光扫描共聚焦显微镜用针孔二维调节装置 | |
CN209671553U (zh) | 一种线性模组垂直向行程调整机构 | |
CN210666183U (zh) | 一种显微镜的物镜电动切换机构 | |
CN111473902A (zh) | 一种电磁离合器接合压力测试工装和测试方法 | |
JP2008237017A (ja) | ステータハウジングにシャフトを押し込む装置 | |
CN110119017A (zh) | 一种具备调焦功能的两档变焦装置及其控制方法 | |
CN211877994U (zh) | 往复微位移促动装置 | |
CN110596000B (zh) | 一种应用于5g基站天线的多方位视觉检测装置 | |
CN111922764B (zh) | 控深铣补偿深度探测机构及电路板控深铣装置 | |
US8056434B2 (en) | Advancing means for a multi-coordinate measurement table of a coordinate measuring device and method for controlling such an advancing means | |
JP6356903B2 (ja) | 精密駆動装置 | |
CN110819506B (zh) | 显微定位分离装置 | |
JPH06109963A (ja) | 顕微鏡の焦点調整機構 | |
CN210293959U (zh) | 一种多连杆加载装置及显微镜 | |
CN109030872B (zh) | 一种锁定结构及具有其的夹持装置和线针测试机 | |
CN110082231B (zh) | 一种多连杆加载装置及显微镜 | |
CN210293958U (zh) | 一种加持装置及显微镜 | |
RU158913U1 (ru) | Привод микрометрического винта |