RU2691168C1 - Вакуумный манипулятор - Google Patents
Вакуумный манипулятор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2691168C1 RU2691168C1 RU2018100186A RU2018100186A RU2691168C1 RU 2691168 C1 RU2691168 C1 RU 2691168C1 RU 2018100186 A RU2018100186 A RU 2018100186A RU 2018100186 A RU2018100186 A RU 2018100186A RU 2691168 C1 RU2691168 C1 RU 2691168C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vacuum
- bellows
- manipulator
- vacuum chamber
- sealed cavity
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 38
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J21/00—Chambers provided with manipulation devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J1/00—Manipulators positioned in space by hand
- B25J1/02—Manipulators positioned in space by hand articulated or flexible
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях манипуляторов, работающих в сверхвысоком вакууме с особо чистыми материалами. Манипулятор содержит исполнительный орган, выполненный с возможностью поступательного и качательного движений посредством ручного привода с сильфонами. Вакуумная камера оснащена крышкой, имеющей герметичную полость, выполненную с возможностью разрежения в ней воздуха и соединенную каналом с вакуумной контролирующей аппаратурой, обеспечивающей слежение за степенью разрежения в упомянутой герметичной полости. Ручной привод смонтирован на крышке вакуумной камеры и выполнен в виде рукоятки управления, связанной с исполнительным органом сильфонами. Сильфоны разделены между собой герметичной полостью крышки. В результате обеспечиваются повышение надежности манипулятора и стабилизация качественных характеристик рабочей среды. 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, а именно, к конструкциям манипуляторов, работающих в сверхвысоком вакууме с особо чистыми материалами.
Известен манипулятор, работающий в герметизированном (вакуумированном) объеме (а.с. №1274922 М. кл. 4 B25J 21/00), содержащий корпус, в котором смонтированы привод поступательного движения исполнительного органа в виде винтового механизма и связующего 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, закреплен на гибкой диафрагме и снабжен контролирующей аппаратурой и двумя наружными гибкими диафрагмами, расположенными параллельно друг другу и установленными со смещением относительно гибкой диафрагмы упруго-деформируемой 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.
Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению (прототипом) является манипулятор, работающий в герметизированном объеме (см. книгу М.И. Медникова «Вводы движения в вакуум», М. 1974 г., с. 98-100), выполненный в виде комбинированного сильфонного ввода поступательного и качательного движений, с помощью которого можно передать размещенному в высоком вакууме предметному столику поступательное вертикальное перемещение, горизонтальное перемещение в двух взаимно перпендикулярных направлениях и поворот относительно горизонтальной оси. К фланцу, установленному на вакуумной камере и герметизированному с помощью медной прокладки, герметично приварены стакан и диск, к которому приварена гирлянда из двух сильфонов, к которой в нижней ее части приварен опорный стакан, закрепленный винтами во фланце юстировочного механизма. Юстировочный механизм этого манипулятора монтируется на плите, которая с помощью установочных шпилек закрепляется в опорах фланца.
Внутри стакана размещен сильфонный ввод поступательного движения с двумя последовательно сваренными сильфонами, один из которых приваривается к стакану, а другой приваривается к пробке с ввернутыми в нее штоками в вакууме и в атмосфере. На штоке в нижней его части нарезана резьба, с помощью которой он находится в зацеплении с гайкой-маховиком, а также имеется шпоночный паз и стопорный винт для предотвращения штока от вращения. Пружина на штоке обеспечивает последнему необходимый предварительный натяг и выбор зазора в резьбе. К штоку в верхней его части крепится рычаг, который может поворачивать опору предметного столика относительно осей в рамке, установленной на стенке.
Таким образом, вертикальные (установочные) перемещения предметного столика этого манипулятора могут быть осуществлены за счет движения плиты вместе с котировочным механизмом относительно фланца, при этом сильфоны испытывают осевые деформации.
Горизонтальные перемещения предметного столика этого манипулятора в двух взаимно перпендикулярных направлениях создаются при вращении маховиков и юстировочного механизма, при этом аналогичные перемещения получает стакан, который при этом изгибает гирлянду наружных сильфонов относительно диска.
Данная конструкция манипулятора может обеспечить качание исполнительного органа, выполненного в виде предметного столик, на угол 90°, горизонтальное перемещение в двух направлениях на величину до 25 мм и установочное вертикальное перемещение на величину до 10 мм.
Точность горизонтальных перемещений этого манипулятора может достичь до +-0,005 мм, а точность качательного перемещения может быть равной +-1°.
Однако, общим недостатком таких манипуляторов является низкая надежность герметизации из-за газонатекания в вакуумный объем через тонкие стенки сильфонов и невысокая стабильность качественных характеристик рабочей среды, что приводит к снижению качества выпускаемой продукции.
Технология изготовления электронных приборов и обработки радиоактивных, токсических и взрывчатых веществ, переработка особо чистых материалов, а также осуществление ряда дистанционных работ, производимых в открытом космосе и в медицине, во многих случаях основана на сложных комплексных процессах, выполняемых в высоком вакууме в едином технологическом цикле на автоматических и поточных линиях многопозиционных установок камерного типа. Осуществление автоматичского цикла работы такого оборудования - технически сложная задача. В тех случаях, когда технологический процесс обработки изделий построен не только на выполнении определенного комплекса физико-химических процессов, но и требует некоторых механических или силовых воздействий на обрабатываемые изделия, а также их относительного перемещения внутри герметизированных технологических объемов, оборудование должно быть оснащено исполнительными механизмами. Например, манипуляторами, работающими в вакуумном объеме. Однако, при работе введенных в вакуум исполнительных механизмов этих манипуляторов из-за выделения ими же самими продуктов износа может быть нарушена стерильность вакуумной рабочей среды, чо неблагоприятно воздействует на протекание основного процесса обработки и качество выпускаемой продукции.
Известно, что высокий вакуум оказывает влияние на материалы. Так, материалы, помещенные в вакуум, испаряются: в вакууме повышается адгезия (сцепление), увеличиваются коэффициенты трения контактирующих поверхностей, ухудшаются условия теплопередачи, изменяются механические (пластичность, усталостная прочность и др.), а также электрические свойства материалов. Работающие в технологическом вакууме исполнительные механизмы ухудшают качественные характеристики рабочей среды, определяющей объемы, себестоимость и качество выпускаемой продукции.
Данные манипуляторы обеспечивают передачу нескольких движений в герметизированный объем. Дальнейшая трансформация этих движений происходит внутри вакуумного объема. Преобразование движений в рабочем объеме связано с введением в схему манипулятора исполнительного механизма кинематических пар и соединений, работающих в условиях сухого трения. Работа таких кинематических пар в вакууме характеризуется низкой надежностью, снижением точности, потерей числа кинематических подвижностей, появлением добавочных напряжений и деформаций, которые являются следствием сложных процессов разрушения, возникающих в зонах контакта поверхностей трения движения.
Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в повышении качества выпускаемой продукции за счет повышения надежности конструкции привода комбинированного сильфонного ввода движений и стабилизации качественных характеристик рабочей среды.
Результат достигается тем, что в вакуумном манипуляторе, содержащем крышку вакуумной камеры, на которой смонтирован механизм ручного привода комбинированного сильфонного ввода движений и исполнительный орган, сильфоны механизма ручного привода комбинированного сильфонного ввода движений разделены между собой герметичной полостью, образованной в крышке вакуумной камеры, и соединенной каналом с вакуумной контролирующей аппаратурой.
Разделение сильфонов механизма ручного привода комбинированного сильфонного ввода движений герметичной полостью, образованной в крышке вакуумной камеры, и соединенной каналом с вакуумной контролирующей аппаратурой, позволит повысить надежность в работе конструкции всего манипулятора за счет полного исключения газонатекания в рабочей среде камеры, а также за счет полного исключения из него люфтов, зазоров и кинематических пар трения движения. Это позволит значительно повысить степень надежности (герметизации) манипулятора, а также стабилизировать на заданных плановых уровнях качественные характеристики рабочей среды, определяющей в конечном итоге объемы, себестоимость и качество выпускаемой продукции.
Такое конструктивное решение обеспечивает удобство работы оператора, кинематическую точность, маневренность и быстродействие всего манипулятора, что является немаловажным фактором, определяющим предназначение и диапазон возможностей использования манипулятора.
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать выводы о соответствии критерию «существенные отличия».
На фиг. 1 изображен общий вид вакуумного манипулятора в разрезе. На фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.
Вакуумный манипулятор содержит крышку 1 вакуумной камеры, на которой смонтирован механизм ручного привода комбинированного сильфонного ввода поступательного 2 и качательного 3 движений исполнительного органа 4 (предметного столика), связывающий последний с рукояткой управления 5 манипулятора через крышку 1 вакуумной камеры. Сильфоны 6 и 7 механизма ручного привода комбинированного сильфонного ввода поступательного 2 и качательного 3 движений соответственно разделены между собой герметичной полостью 8, образованной в крышке 1 вакуумной камеры, и соединенной каналом 9 с вакуумной контролирующей аппаратурой 10.
Все устройство смонтировано на фланце стенки вакуумной камеры.
Вакуумный манипулятор работает следующим образом.
При поступательном движении исполнительный орган 4 получает вертикальное поступательное перемещение от рукоятки управления 5 привода комбинированного сильфонного ввода поступательного 2 движения. Сильфоны 6, разделенные между собой герметичной полостью 8, надежно герметизируют передачу поступательного вертикального движения исполнительному органу 4 и отделяют рабочее пространство манипулятора (вакуумированный объем) от нерабочего (со стороны рукоятки 5 управления).
При качательном движении исполнительный орган 4 получает качательное (горизонтальное) перемещение от рукоятки 5 привода комбинированного сильфонного ввода качательного 3 движения. Сильфоны 7, разделенные между собой герметичной полостью 8, надежно герметизируют передачу качательного (горизонтального) движения исполнительному органу 4 и отделяют, также как и сильфоны 6, рабочее пространство манипулятора от нерабочего.
При этом разряжение воздуха в герметичной полости 6, образованной в крышке 1 вакуумной камеры, контролируется измерительно-сигнализирующим устройством контролирующей аппаратуры 10, следящей за необходимой степенью разряжения в полости 8 и ее герметизацией.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
Техническими преимуществами заявляемого манипулятора по сравнению с прототипом являются высокая надежность конструкции механизма ручного привода комбинированного сильфонного ввода поступательного и качательного движений, обусловленная отсутствием газонатекания в рабочую среду (вакуумированный объем) благодаря наличию герметичной полости в крышке вакуумной камеры, разделяющей сильфоны привода движений друг от друга и компенсирующей перепад давлений в рабочем и нерабочем пространствах манипулятора, и сохранения высокой стабильности качественных характеристик рабочей среды, что значительно улучшает качество выпускаемой продукции.
Контроль за разряжением воздуха в герметичной полости позволяет своевременно выявлять возможную разгерметизацию манипулятора в случае усталостного разрушения одного из герметизирующих элементов (сильфонов) комбинированного сильфонного ввода движений.
Claims (1)
- Манипулятор с вакуумной камерой, содержащий исполнительный орган, выполненный с возможностью поступательного и качательного движений посредством ручного привода с сильфонами, отличающийся тем, что вакуумная камера выполнена с крышкой, имеющей герметичную полость, выполненную с возможностью разрежения в ней воздуха и соединенную каналом с вакуумной контролирующей аппаратурой, обеспечивающей слежение за степенью разрежения в упомянутой герметичной полости, а ручной привод поступательного и качательного движений исполнительного органа смонтирован на крышке вакуумной камеры и выполнен в виде рукоятки управления, связанной с исполнительным органом сильфонами, которые разделены между собой упомянутой герметичной полостью крышки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018100186A RU2691168C1 (ru) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | Вакуумный манипулятор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018100186A RU2691168C1 (ru) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | Вакуумный манипулятор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2691168C1 true RU2691168C1 (ru) | 2019-06-11 |
Family
ID=66947386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018100186A RU2691168C1 (ru) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | Вакуумный манипулятор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2691168C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4212575A (en) * | 1978-08-02 | 1980-07-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Vacuum sealed manipulator |
SU1315293A1 (ru) * | 1985-11-25 | 1987-06-07 | Предприятие П/Я В-8754 | Вакуумный манипул тор |
SU1404331A1 (ru) * | 1986-12-18 | 1988-06-23 | Предприятие П/Я А-1067 | Вакуумный манипул тор |
SU1548046A1 (ru) * | 1988-06-21 | 1990-03-07 | Предприятие П/Я В-8754 | Вакуумный манипул тор |
SU1668132A1 (ru) * | 1988-10-17 | 1991-08-07 | Предприятие П/Я В-8754 | Вакуумный манипул тор |
WO1992005922A1 (en) * | 1990-09-27 | 1992-04-16 | Genmark Automation | Vacuum elevator |
-
2018
- 2018-01-09 RU RU2018100186A patent/RU2691168C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4212575A (en) * | 1978-08-02 | 1980-07-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Vacuum sealed manipulator |
SU1315293A1 (ru) * | 1985-11-25 | 1987-06-07 | Предприятие П/Я В-8754 | Вакуумный манипул тор |
SU1404331A1 (ru) * | 1986-12-18 | 1988-06-23 | Предприятие П/Я А-1067 | Вакуумный манипул тор |
SU1548046A1 (ru) * | 1988-06-21 | 1990-03-07 | Предприятие П/Я В-8754 | Вакуумный манипул тор |
SU1668132A1 (ru) * | 1988-10-17 | 1991-08-07 | Предприятие П/Я В-8754 | Вакуумный манипул тор |
WO1992005922A1 (en) * | 1990-09-27 | 1992-04-16 | Genmark Automation | Vacuum elevator |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МЕДНИКОВ М.И., Вводы движения в вакуум. М.: Машиностроение, 1974, с.98-100, рис.42. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10612673B2 (en) | Gate valve | |
JP2020525717A (ja) | 圧力センサを備えた真空弁 | |
CN107034445B (zh) | 一种在半导体处理装置中动态调节喷头倾斜的致动器 | |
TWI682120B (zh) | 在真空室之室壁上關閉一室開口之門 | |
RU2691168C1 (ru) | Вакуумный манипулятор | |
CN106783493B (zh) | 一种真空气氛处理装置、样品观测系统及方法 | |
US5667197A (en) | Vacuum chamber gate valve and method for making same | |
KR102498296B1 (ko) | 용융 설비 및 방법 | |
JP2020525716A (ja) | 慣性センサを備えた真空弁 | |
JP2006214489A (ja) | 真空処理装置 | |
KR20190077549A (ko) | 스퍼터링 장치용 캐소드 유닛 | |
CN104294232A (zh) | 离子溅射镀膜机 | |
RU2691173C1 (ru) | Вакуумный манипулятор | |
RU2688075C1 (ru) | Манипулятор, работающий в герметизированном объёме | |
RU2713999C1 (ru) | Манипулятор с вакуумной камерой | |
US11555546B2 (en) | Shake-prevention-mechanism—including gate valve | |
WO2017146204A1 (ja) | 真空装置 | |
SU1274922A2 (ru) | Манипул тор,работающий в герметизированном объеме | |
CN110630747B (zh) | 一种真空阻隔密封结构以及安装有该密封结构的设备 | |
US20180073143A1 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
RU2705166C1 (ru) | Манипулятор, работающий в герметизированном объеме | |
KR20180132498A (ko) | 진공 증착 장치 및 이를 사용한 디바이스 제조방법 | |
CN100383916C (zh) | 平台开盖机构 | |
RU2705165C1 (ru) | Манипулятор, работающий в герметизированном объеме | |
RU2686167C1 (ru) | Захват манипулятора |