RU2688075C1

RU2688075C1 - Manipulator operating in sealed volume

Info

Publication number: RU2688075C1
Application number: RU2018100166A
Authority: RU
Inventors: Александр Андреевич Никитин
Original assignee: Александр Андреевич Никитин
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-01-09
Publication date: 2019-05-17

Abstract

FIELD: hand tools.

SUBSTANCE: invention relates to manipulator operating in sealed volume and can be used as manipulator of electron diffraction substrate. Manipulator is equipped with elastic sealing element located inside compensating tight cavity formed by two external flexible diaphragms installed with offset relative to inner flexible diaphragm of elastically deformable tube and hermetically connected to it and with wall of sealed volume, thus forming elastic partition, separating working space of manipulator from nonworking space.

EFFECT: as a result, higher technological capabilities and reduced weight and dimensions.

1 cl, 5 dwg

Description

Предполагаемое изобретение относится к манипуляторам, работающим в герметизированном объеме, и может быть использовано, например, в качестве манипулятора подложки электронографа, а также является усовершенствованием известного манипулятора, описанного в авт. свид.СССР №274561 и в авт. свид. СССР №1274922.The alleged invention relates to manipulators operating in a sealed volume, and can be used, for example, as a manipulator of the substrate of the electronograph, and is also an improvement of the known manipulator described in ed. svid.SSSR №274561 and in ed. swith USSR №1274922.

В основном изобретении по авт. свид. СССР №274561 М. кл. В25J 21/00 и в дополнительном изобретении по авт. свид. СССР №1274922 М. кл. В25J 21/00 описан манипулятор, работающий в герметизированном объеме, содержащий корпус, в котором смонтированы привод поступательного движения исполнительного органа в виде винтового механизма и связывающего его с исполнительным органом штока с сильфонным компенсатором, привод вращательного движения исполнительного органа в виде задающего генератора, ведомого генератора и связующей их упруго-деформируемой трубы, закрепленной на гибкой диафрагме, отделяющей рабочее пространство манипулятора от нерабочего, а также привод качательного движения исполнительного органа в виде системы рычагов, связанных со штоком и исполнительным органом, шток с сильфонным компенсатором установлен внутри упруго-деформируемой трубы привода вращательного движения и закреплен на гибкой диафрагме, вакуумную контролирующую аппаратуру и две наружные гибкие диафрагмы, расположенные параллельно друг другу, установленными со смещением относительно гибкой диафрагмы упругодеформируемой трубы и герметично соединенными с ней и со стенкой герметизированного объема, образуя при этом компенсирующую герметичную полость, сообщенную каналом, выполненным в стенке герметизированного объема, с вакуумной контролирующей аппаратурой.In the main invention of auth. swith USSR №274561 M. class. B25J 21/00 and in the additional invention according to ed. swith USSR №1274922 M. class. B25J 21/00 describes a manipulator operating in a sealed volume, comprising a housing in which an actuator translational motion is mounted in the form of a screw mechanism and connecting it with an actuator body with a bellows compensator, a rotational motion actuator of the executive body in the form of a master generator, a driven generator and connecting them to an elastically deformable pipe mounted on a flexible diaphragm separating the working space of the manipulator from the non-working one, as well as to drive the oscillating The actuator's movements in the form of a system of levers associated with the rod and the executive body, the stem with bellows compensator is installed inside the resiliently deformable tube of the rotational motion drive and mounted on a flexible diaphragm, a vacuum control equipment and two external flexible diaphragms arranged parallel to each other, installed with offset relative to the flexible diaphragm of the elastically deformable pipe and hermetically connected with it and with the wall of the sealed volume, thus forming a compensating This sealed cavity, communicated by a channel made in the wall of the sealed volume, with vacuum monitoring equipment.

Недостатками известного манипулятора являются низкие технологические возможности и большие весогабариты, что обусловлено ограниченными параметрами диапазона зоны обслуживания и сложной конструкцией исполнительного органа расположенного в герметизированном объеме и имеющего не менее сложную систему рычагов. Конструкция существующего манипулятора полностью лишена возможности перемещения исполнительного органа во внутрикамерном объеме при обслуживании ряда комплексных операций манипуляционного характера, например, качания обрабатываемого предмета в системе сферических координат телесного угла наклона, относительно обрабатывающего инструмента.The disadvantages of the known manipulator are low technological capabilities and large weight and size, due to the limited parameters of the range of the service area and the complex design of the executive body located in a sealed volume and having a no less complex system of levers. The design of the existing manipulator is completely deprived of the possibility of displacing the executive body in the intracameral volume when servicing a number of complex manipulative operations, for example, rocking the processed object in the system of spherical coordinates of the solid angle of inclination relative to the processing tool.

Представленные недостатки существенно сказываются на параметрах кинематической точности и показателях технологических возможностей работы всего манипулятора, а также показателях роста себестоимости и качества выпускаемой продукции.The presented drawbacks significantly affect the parameters of kinematic accuracy and indicators of the technological capabilities of the entire manipulator, as well as indicators of the increase in cost and quality of products.

Целью предполагаемого изобретения является повышение технологических возможностей, уменьшение весогабаритов путем расширения параметров диапазона возможностей зоны обслуживания манипулятора, а также обеспечение телесного угла передачи качательного движения.The purpose of the proposed invention is to increase the technological capabilities, reduce weight and weight by expanding the parameters of the range of possibilities of the service area of the manipulator, as well as providing a solid angle transmission of the swinging motion.

Это достигается тем, что известный манипулятор по авт. свид.СССР №274561 и №1274922 снабжен эластичным герметизирующим элементом, расположенным внутри компенсирующей герметичной полости, образованной двумя наружными диафрагмами, установленными со смещением относительно гибкой диафрагмы упругодеформируемой трубы и герметично соединенными с ней и со стенкой герметизированного объема, образуя при этом гибкую эластичную перегородку отделяющую рабочее пространство манипулятора от нерабочего, причем эластичный герметизирующий элемент может быть выполнен из вакуумной или радиационно-стойкой резины, обладающий гибкими свойствами.This is achieved by the fact that the well-known manipulator by aut. The certificate number 274561 and No. 1274922 is equipped with an elastic sealing element located inside the compensating hermetic cavity formed by two external diaphragms installed with a displacement of a relatively flexible diaphragm of an elastically deformable pipe and hermetically connected to it and with a wall of a sealed volume while forming a flexible elastic partition with a flexible partition. The working space of the manipulator is from non-working, and the elastic sealing element can be made of vacuum or radiation resistant Zina, with flexible properties.

Использование в конструкции манипулятора эластичного герметизирующего элемента позволит, при необходимости, совершение качательного движения в герметизированном объеме, производить передачу наклона исполнительного органа манипулятора под нужным телесным углом, при этом надежно герметизируя передачу качательного движения, отделяя рабочее пространство манипулятора от нерабочего.The use of an elastic sealing element in the design of the manipulator will, if necessary, make a swinging movement in a sealed volume, transfer the tilt of the manipulator's actuator to the desired solid angle, while reliably sealing the transfer of the swinging movement, separating the working space of the manipulator from the non-working one.

Такое конструктивное решение значительно расширит параметры диапазона возможностей зоны обслуживания манипулятора, уменьшит его весогабариты, повысит кинематическую точность, что положительно скажется на показателях снижения роста себестоимости, повышения объемов и качестве выпускаемой продукции.Such a constructive solution will significantly expand the parameters of the range of the service area of the manipulator, reduce its weight and dimensions, increase the kinematic accuracy, which will have a positive effect on the decline in cost growth, increasing the volume and quality of products.

Кроме того, при таком конструктивном решении появляется возможность полностью исключить из конструктивной схемы манипулятора сложную дорогостоящую систему вакуумно-измерительной контролирующей аппаратуры измерительно-сигнализирующего устройства, что резко снизит показатели себестоимости манипулятора и выпускаемой продукции.In addition, with such a constructive solution, it becomes possible to completely exclude from the structural design of the manipulator the complex and expensive system of vacuum-measuring control equipment of the measuring-signaling device, which will drastically reduce the indices of the cost of the manipulator and products.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но с другими техническими решениями не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «существенные отличия».Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but with other technical solutions did not allow to identify in them the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows to conclude that the criterion "substantial differences" is met.

На фиг. 1 фотографии изображен общий вид манипулятора, работающего в герметизированном объеме. На фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. На фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. На фиг 4 и 5 показана схема работы манипулятора на эластичном герметизирующем элементе.FIG. 1 photograph shows a general view of a manipulator operating in a sealed volume. FIG. 2 shows section A-A in FIG. 1. In FIG. 3 shows a section BB in FIG. 1. Figures 4 and 5 show the operation of the manipulator on the elastic sealing element.

Манипулятор содержит упругодеформируемую трубу 1, которая одним концом связана с задающим генератором 2 деформации, а другим - с ведомым валом (генератором) 3 и закреплена одной внутренней 4 и двумя наружными 5 и 6 гибкими диафрагмами, которые установлены со смещением относительно внутренней диафрагмы 4 и герметично соединены с упругодеформируемой трубой 1 через эластичный герметизирующий элемент 7, расположены внутри компенсирующей герметичной полости, образованной двумя наружными диафрагмами 5 и 6 со стенкой 8 герметизированного объема (камеры). На внутренней диафрагме 4 внутри упругодеформируемой трубы 1 закреплен сильфон 9, к которому герметично приварен шток 10 поступательного движения в герметизированный объем (камеру).The manipulator contains an elastically deformable pipe 1, which is connected at one end with deflection generator 2, and the other with the driven shaft (generator) 3 and is fixed by one internal 4 and two external 5 and 6 flexible diaphragms, which are installed offset from the internal diaphragm 4 and hermetically connected to the resiliently deformable pipe 1 through the elastic sealing element 7, are located inside the compensating sealed cavity formed by two outer diaphragms 5 and 6 with the wall 8 of the sealed volume (to measures). On the inner diaphragm 4 inside the elastically deformable pipe 1, a bellows 9 is fixed, to which the stem 10 of the translational movement is hermetically welded into the sealed volume (chamber).

Привод заданного генератора 2 деформации состоит из подшипниковой опоры 2, закрепленной в трубе 1 вместе с рукоятками привода поступательного 12 и вращательного 13 движения. Шток 10 имеет возможность перемещаться поступательно от винта рукоятки 12 и при помощи шпонки 14 предотвращает сильфон 9 от скручивания.The drive of a given generator 2 deformation consists of a bearing support 2, fixed in the pipe 1 together with the drive handles of the translational 12 and the rotational 13 movement. The rod 10 has the ability to move progressively from the screw of the handle 12 and with the help of the key 14 prevents the bellows 9 from twisting.

Исполнительный механизм также закреплен в трубе 1 и состоит из подшипниковой опоры 15, в которой размещен с возможностью поступательного перемещения рабочий столик 16 связанный шарнирно со штоком 10 и рукоятками привода поступательного 12 и вращательного 13 движения.The actuator is also fixed in the pipe 1 and consists of a bearing support 15, in which the working table 16 is pivotally arranged and is pivotally connected with the rod 10 and the translational arms 12 and the rotary 13 movement.

Все устройство в смонтировано на стенке 8 защитного герметизированного объема (камеры).The entire device is mounted on the wall 8 of a protective sealed volume (chamber).

Устройство работает следующим образом:The device works as follows:

При вращательно-качательном движении объект 16 (рабочий столик) получает вращение от задающего генератора 2 рукоятки привода вращательного 13 движения через упругодеформируемую трубу 1, закрепленную на одной внутренней 4 и двух наружных 5 и 6 диафрагмах внутри которых выполнен эластичный герметизирующий элемент 7, который отделяет рабочее пространство манипулятора от нерабочего и герметизирует передачу качательного движения исполнительному органу манипулятора от органа его управления.During the rotational-swinging movement, the object 16 (working table) receives rotation from the master oscillator 2 of the handle of the rotational 13 movement drive through an elastically deformable pipe 1 mounted on one inner 4 and two outer 5 and 6 diaphragms inside which are made an elastic sealing element 7 that separates the working the space of the manipulator from the non-working and seals the transfer of the swinging motion to the executive body of the manipulator from its control body.

При вращательно-поступательном движении объект 16 (рабочий столик) получает поступательное движение от ведомого генератора 3, связанного со штоком 10 и рукояткой привода поступательного 12 движения.When the rotational-translational motion of the object 16 (desktop) receives the translational movement from the slave generator 3, associated with the rod 10 and the handle of the drive translational 12 movement.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОСНОВАНИЕ.TECHNICAL AND ECONOMIC BASIS.

Технические преимущества заявляемого технического решения по сравнению с прототипом заключаются в повышении технологических возможностей и уменьшении весогабаритов, путем расширения параметров диапазона возможностей зоны обслуживания манипулятора, что снижает себестоимость и повышает качество выпускаемой продукции.The technical advantages of the proposed technical solution in comparison with the prototype consist in increasing the technological capabilities and reducing the weight and size, by expanding the parameters of the range of capabilities of the manipulator's service area, which reduces the cost and improves the quality of products.

Claims

1. A manipulator operating in a sealed volume containing an elastically deformable pipe that is connected at one end with a master generator and at the other with a slave generator and is fixed with one internal and two external flexible diaphragms arranged in parallel to each other, characterized in that it is provided elastic sealing element located inside the compensating hermetic cavity formed by two external flexible diaphragms installed with displacement relative to the internal flexible diaphragm at rugo-deformable tube and sealingly connected thereto and with the wall of the sealed volume, thereby forming an elastic septum which separates the working space of the manipulator inoperative.

2. The manipulator according to claim 1, characterized in that the sealing element is made of vacuum or radiation-resistant rubber.