SU1632772A1 - Манипул тор - Google Patents

Description

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для вспомогательного перемещения сферических объектов, например оболочечных мишеней для лазерного термоядерного синтеза.

Цель изобретения — повышение точности позиционирования при пространственном движении сферических объектов.

На фиг. 1 представлен микроманипулятор; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1.

Манипулятор состоит из основания 1, неподвижно связанного с ним сепаратора 2, верхней 3 и нижней 4 платформ с упруго присоединенными к ним держателями 5 и 6 сферического объекта. Манипулятор имеет ролик 7, установленный в подшипниках на неподвижном сепараторе 2 так, что его ось вращения перпендикулярна оси Ох манипулятора, и два шарика 8, одинакового с роликом 7 диаметра, установленных в вырезах сепаратора без соприкосновения с его стенками. Между шариками 8 в подшипниках, установленных в сепараторе 2, помещен фрикционный вал 9, вращаемый приводом вокруг оси, совпадающей с осью Οχ микроманипулятора. Шарики 8 прижимаются к валу 9 прижимными цилиндрическими роликами 10 с усилием, достаточным для создания фрикционного контакта за счет предварительного натяга либо при помощи пружин, воздейст-. вующих на оси роликов 10 (не показаны). При помощи опорных 11 и прижимных 12 роликов шарики 8 установлены так, что точки их контакта с валом 9 и роликами 10 лежат на оси 0_у микроманипулятора, а точки контакта с роликами 11 и 12 — в плоскости Χ0Υ на концах диаметров шариков 8, параллельных оси 0_х. Зазор между шариками 8 и роликами И и 12 выбирается перемещением осей роликов 12 при помощи нажимных винтов.

Платформы 3 и 4 опираются на сферический ролик 7 и шарики 8 в трех точках и прижимаются к ним при помощи шариков 13, установленных в исходном положении в центрах тяжести треугольников, образованных точками контакта платформ 3 и 4 с шариками 8 и роликом 7. С внешней стороны шарики 13 опираются на направляющие плитки 14, параллельность которых плоскости сепаратора 2, симметричность относительно ХОУ и величина прижимного усилия регулируются винтами 15, установленными в корпусе. .Шарики 13 удерживаются от выпадания неподвижными сепараторами 16, размер прямоугольных вырезов в которых обеспечивает свободное движение шариков 13 только в рабочем диапазоне перемещений. Ось сферического ролика 7 соединена безлюфтовой зубчатой передачей с приводом подачи платформ по оси ОХ, а ось валика 9 — таким же образом с приводом поворота платформ вокруг оси 0Z.

Манипулятор работает следующим образом.

Вращение сферического ролика 7 заставляет платформы 3 и 4 перемещаться вдоль оси ОХ в противоположные стороны на равные расстояния. .Шарики 8, свободно вращаясь вокруг оси, проходящей через точки контакта их с роликами 10 и валом 9, не препятствуют движению платформ вдоль оси ОХ. Вращение’ вала 9 за счет сил трения приводит шарики 8 во вращение вокруг осей, проходящих через точки контакта этих шариков с роликами 11 и 12. В результате платформы 3 и 4 вращаются в плоскостях, параллельных плоскости ХОУ, вокруг оси 0Z, проходящей через точки контакта сферического ролика 7 с платформами 3 и 4, на равные углы в противоположные стороны. Держатели 5 и 6 получают соответствующие перемещения по осям ОХ и ОУ строго симметрично относительно начального положения, что приводит к вращению сферического объекта вокруг неподвижного центра..

При одновременном вращении сферического ролика 7 и вала 9 оба движения будут совершаться одновременно. Благодаря размещению точек контакта шариков 8 и роликов 10—12 в диаметральной плоскости шариков, совпадающей с плоскостью ХОУ, будет иметь место чистое качение шариков по опорным поверхностям роликов, так как мгновенная ось вращения шариков также лежит в плоскости Х0У. Использовав в качестве роликов обычные радиальные шариковые подшипники, можно получить систему только с трением качения, весьма малым при высокой твердости соприкасающихся поверхностей.

Поскольку при транспортировке и обслуживании микроманипулятора возможно смещение шариков 13 с необходимого для нормальной работы положения, перед началом работы требуется их выставка, что достигается последовательной передвижкой платформ в крайние положения по обеим осям до упоров. Сместившийся шарик 13, дойдя до кромки прямоугольного выреза в сепараторе 16, при дальнейшем движении платформ будет скользить по их поверхностям, возвращаясь в требуемое положение.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Манипулятор, содержащий основание, две платформы, кинематически связанные с основанием посредством тел качения, держатели объекта и два привода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования при пространственном движении сферических объектов, он снабжен фрикционным валом, шарнирно установленным на основании и кинематически связанным с одним из приводов, сферическим роликом, также шарнирно ус тановленным на основании, кинематически связанным с другим приводом и контактирующим с платформами, а также шестью цилиндрическими роликами, шарнирно смонтированными на основании, причем фрик- 5 ционный вал кинематически связан с плат формами с помощью двух дополнительно введенных шариков, которые также контактируют с цилиндрическими роликами, при этом сферический ролик и шарики выполнены одинакового диаметра.

   Фиг.1