RU2679260C1 - Манипулятор для субмикронных перемещений - Google Patents
Манипулятор для субмикронных перемещений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2679260C1 RU2679260C1 RU2018114081A RU2018114081A RU2679260C1 RU 2679260 C1 RU2679260 C1 RU 2679260C1 RU 2018114081 A RU2018114081 A RU 2018114081A RU 2018114081 A RU2018114081 A RU 2018114081A RU 2679260 C1 RU2679260 C1 RU 2679260C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- kinematic
- platform
- submicron
- base
- linear
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
- A61B34/72—Micromanipulators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J7/00—Micromanipulators
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/32—Micromanipulators structurally combined with microscopes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Robotics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в туннельной и электронной микроскопии, прецизионной литографии, микрохирургии и биологических исследованиях. Манипулятор для субмикронных перемещений содержит установленное на основании 1 выходное звено в виде передвижной платформы 2. Основание 1 и платформа 2 соединены посредством кинематических звеньев, состоящих из кинематических пар и линейных пьезодвигателей. Платформа 2 представляет собой треугольную призму, у которой на каждой боковой грани и у вершин треугольника закреплены опорные звенья 3 кинематических пар 4, сопряженные с рычагами 5, размещенными вдоль боковых граней. Каждый рычаг 5 с одного конца консольно соединен с основанием 1 с помощью неподвижной заделки 6 и шарнира 7 с возможностью качания вокруг вертикальной оси шарнира 7, а с другого конца - посредством кинематической цепи, включающей кинематическую пару 8 и линейный пьезодвигатель 9. Рычаги 5 передают движение от линейных пьезодвигателей 9 к подвижной платформе 2 и имеют большое передаточное отношение, которое для повышения точности позиционирования может быть дополнительно увеличено простым изменением их длины. Изобретение обеспечивает контролируемое надёжное перемещение объектов с субмикронной точностью, позволяет повысить точность перемещения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к оборудованию для туннельной и электронной микроскопии, прецизионной литографии, для микрохирургии и биологических исследований, а именно к созданию механизмов, обеспечивающих контролируемое перемещение объектов с субмикронной точностью.
В качестве прототипа выбран наиболее близкий по технической сущности пространственный механизм, принцип действия которого изложен в описании изобретения к патенту РФ №1726233, 1990 г., МПК B26J 1/00, содержащий основание и выходное звено, связанные между собой кинематическими цепями, включающими две кинематические пары, связанные с основанием и выходным звеном, два промежуточных звена и расположенный между ними привод поступательного перемещения выходного звена, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования, он снабжен вращательными кинематическими парами и рычагами, установленными по одному в каждой кинематической цепи, при этом рычаг жестко связан с одним из промежуточных звеньев, а привод установлен между рычагом и вторым промежуточным звеном.
В этом пространственном механизме вращательные пары выполнены в виде упругих элементов прямоугольного поперечного и Х-образного продольного сечений, а привод установлен с натягом. Эти пары связаны с основанием и выходным звеном промежуточными звеньями круглого сечения.
Описанный механизм может найти применение как микроманипулятор в электронной промышленности и микрохирургии.
К недостаткам упомянутого выше пространственного механизма можно отнести небольшое передаточное отношение между движением в приводе и изменением положения объекта, находящегося на выходном звене, что не позволяет сократить величину перемещений до единиц нанометров. Кроме того, промышленное изготовление рычагов с кинематическими парами, форма которых получается сочетанием прямоугольных элементов с телами вращения, требует усложненного технологического процесса, приводящего к высокой стоимости изделия. Также целесообразно уменьшить число двигателей, что также будет способствовать уменьшению себестоимости и увеличению надежности.
Цель изобретения - устранение отмеченных недостатков и повышение экономической и эксплуатационной эффективности устройств манипулирования.
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом манипуляторе основание соединено с подвижной платформой тремя рычагами с большим передаточным отношением, которые приводятся в движение тремя линейными двигателями, например, п действия которых основано, например, на обратном пъезоэффекте, причем оси последних повернуты относительно друг друга на угол в 120 градусов и лежат в плоскости, параллельной плоскости выходного звена. Для достижения поставленной цели манипулятор для субмикронных перемещений содержит установленное на основании выходное звено в виде передвижной платформы и соединенное с основанием посредством кинематических звеньев, состоящих из кинематических пар и линейного двигателя. В этом устройстве подвижная платформа представляет собой треугольную призму, на каждой боковой грани которой закреплены опорные звенья, сопряженные с помощью кинематических пар, закрепленных у вершин треугольника призмы, с размещенными вдоль боковой грани платформы рычагами, каждый из которых консольно соединен с основанием с одного конца с помощью упругого шарнира с возможностью качания рычага вокруг вертикальной оси, а с другого конца - посредством кинематической пары и линейного двигателя с возможностью перемещения рычага в пределах хода линейного двигателя.
На представленных чертежах показаны:
Фиг. 1 - схема манипулятора;
Фиг. 2 - общий вид устройства.
Манипулятор для субмикронных перемещений представляет собой устройство, содержащее установленное на основании 1 выходное звено в виде подвижной платформы 2, выполненные по форме треугольной призмы, на каждой боковой грани у вершин треугольника закреплены опорные звенья 3, которые с помощью кинематических пар 4, сопряженные с размещенными вдоль боковой грани призмы рычагами 5, каждый из которых консольно соединен с основанием 1 с одного конца с помощью неподвижной заделки 6 и шарнира 7 с возможностью качания рычага вокруг вертикальной оси этого шарнира, а с другого конца - посредством кинематической цепи, включающей кинематическую пару 8 и линейный двигатель 9, с возможностью перемещения рычага 5 в пределах хода линейного двигателя 9. В данном манипуляторе для обеспечения субмикронных перемещений в качестве линейных двигателей 8 могут быть использованы пьезодвигатели.
Манипулятор (Фиг. 1) работает следующим образом.
Манипулирование движением выходного звена выполняется 2 выполняется посредством управления трех линейных двигателей 9. Размещенный и соединенный с основанием 1 с одного конца линейный двигатель 9 через кинематическую пару 8 воздействует на рычаг 5, опора которого консольно соединена с основанием 1 посредством заделки 6 и поворотного шарнира 7 с возможностью поворота рычага относительно оси шарнира 7 в пределах хода линейного двигателя 9. При повороте рычага 5 усилие передается через кинематическую пару 4 платформе (выходному звену) 2. Учитывая разность плеча приложения усилий от двигателя 9 рычагу 5 и плеча передачи усилия от рычага 5 в сторону платформы 2, представляется возможным обеспечение передачи субмикронных перемещений выходному звену - подвижной платформе 2, на которой размещается перемещаемый объект. Аналогично действуют два других рычага. Задаваемое сложное субмикронное перемещение платформы 2 относительно основания 1 достигается совместным действием всех приводов.
Claims (2)
1. Манипулятор для субмикронных перемещений, содержащий установленное на основании выходное звено в виде передвижной платформы, соединенное с основанием посредством кинематических звеньев, состоящих из кинематических пар и линейных двигателей, отличающийся тем, что подвижная платформа представляет собой треугольную призму, у которой на каждой боковой грани и у вершин треугольника закреплены опорные звенья кинематических пар, сопряженные с размещенными вдоль боковой грани платформы рычагами, каждый из которых с одного конца консольно соединен с основанием с помощью неподвижной заделки и шарнира с возможностью качания рычага вокруг вертикальной оси шарнира, а с другого конца - посредством кинематической цепи, включающей кинематическую пару и линейный двигатель, с возможностью перемещения рычага в пределах хода линейного двигателя.
2. Манипулятор для субмикронных перемещений по п. 1, отличающийся тем, что в качестве линейных двигателей использованы пьезодвигатели.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018114081A RU2679260C1 (ru) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | Манипулятор для субмикронных перемещений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018114081A RU2679260C1 (ru) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | Манипулятор для субмикронных перемещений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2679260C1 true RU2679260C1 (ru) | 2019-02-06 |
Family
ID=65273620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018114081A RU2679260C1 (ru) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | Манипулятор для субмикронных перемещений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2679260C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720830C1 (ru) * | 2020-03-19 | 2020-05-13 | Ассистирующие Хирургические Технологии (Аст), Лтд | Ассистирующий хирургический комплекс |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1726233A1 (ru) * | 1990-05-25 | 1992-04-15 | Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова | Пространственный механизм |
SU1784451A1 (ru) * | 1990-07-16 | 1992-12-30 | Le Polt I Im M I Kalinina | Mahипуляциohhaя cиctema |
US20030204965A1 (en) * | 2001-12-10 | 2003-11-06 | Hennessey C. William | Parallel kinematic micromanipulator |
US20100152899A1 (en) * | 2008-11-17 | 2010-06-17 | Energid Technologies, Inc. | Systems and methods of coordination control for robot manipulation |
-
2018
- 2018-04-17 RU RU2018114081A patent/RU2679260C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1726233A1 (ru) * | 1990-05-25 | 1992-04-15 | Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова | Пространственный механизм |
SU1784451A1 (ru) * | 1990-07-16 | 1992-12-30 | Le Polt I Im M I Kalinina | Mahипуляциohhaя cиctema |
US20030204965A1 (en) * | 2001-12-10 | 2003-11-06 | Hennessey C. William | Parallel kinematic micromanipulator |
US20100152899A1 (en) * | 2008-11-17 | 2010-06-17 | Energid Technologies, Inc. | Systems and methods of coordination control for robot manipulation |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720830C1 (ru) * | 2020-03-19 | 2020-05-13 | Ассистирующие Хирургические Технологии (Аст), Лтд | Ассистирующий хирургический комплекс |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110315511A (zh) | 一种采用被动弹簧张紧的索驱动并联分拣机器人 | |
CN106426111B (zh) | 连续回转式四支链三平一转高速并联机械手 | |
CN104476535A (zh) | 一种多自由度可控轮式移动码垛机器人机构 | |
RU2679260C1 (ru) | Манипулятор для субмикронных перемещений | |
RU202579U1 (ru) | Пространственный механизм с шестью степенями свободы | |
RU169275U1 (ru) | Манипулятор параллельной структуры с пятью степенями подвижности | |
CN102579137B (zh) | 一种可实现三维平动一维转动的并联手术机械手 | |
RU191807U1 (ru) | Пространственный механизм параллельной структуры с пятью степенями свободы | |
RU157044U1 (ru) | Пространственный механизм | |
RU2674370C1 (ru) | Устройство для пространственной ориентации объектов | |
RU154785U1 (ru) | Пространственный механизм | |
RU164091U1 (ru) | Пространственный механизм с шестью степенями свободы | |
RU2667236C1 (ru) | Пространственный механизм с круговым рычажным основанием | |
RU2465124C1 (ru) | Пространственный сферический механизм с тремя степенями свободы | |
RU179567U1 (ru) | Пространственный механизм с круговой направляющей | |
RU186575U1 (ru) | Пространственный механизм | |
RU182801U1 (ru) | Манипулятор с пятью степенями свободы | |
RU2651781C1 (ru) | Манипулятор-трипод промышленного назначения | |
RU2720270C1 (ru) | Складной механизм с шестью степенями свободы | |
RU99371U1 (ru) | Пространственный механизм | |
RU164757U1 (ru) | Манипулятор параллельной структуры с шестью степенями свободы | |
CN103231371A (zh) | 并联机器人及其平行四边形杆组 | |
CN106826775B (zh) | 一种各向同性空间二自由度转动并联机器人 | |
CN106426114A (zh) | 十字滑块式四支链三平一转高速并联机械手 | |
RU172752U1 (ru) | Портальный манипулятор параллельной структуры |