SU541663A1 - Привод - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к машиностр кию,в частности к приводам, микромани- пуп торов.

Известны приводы микроманипуп торов , содержащие устройство пр мопиней- ного перемещени  и поворота, св занное с корпусом 13.

Однако такие приводы не обладают высокой точностью при небольшой величине возможных перемещений и сложны по конструкции.

Цель изобретени  - повышение точности , расширение диапазона зависимых перемещений и упрощение конструкции привода .

Это достигаетс  тем, что предлагаемый привод выполнен в виде пьезоэлектрического преобразовател , состо шего, например , из трех взаимно параллельных стержней,два из которых жестко закрепле ны на корпусе, а третий подпружинен к к сферическому элементу, расположенному между этими стержн ми.

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема предлагаемого привода микроманипул тора; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.

Привод микроманипул тора сообщает три степени подвижности механической рухе 1, несущей захват 2, присоединенной к сферическому элементу 3, выполненному из пьезокерамического материала .

Сферический элемент 3 охвачен трем  стержн ми 4, 5, 6, расположенными взаимно параллельно и выполне1шыми из пьезокерамического материала. Стержни 4 и 5 жестко закреплены на корпусе 7 в узле колебаний. Стержень 6 подпружинен к сферическому элементу 3 пружиной 8 и фиксирован на корпусе 7 в узле колебани . Стержни 4-6 и сферический элемент 3 снабжены электродами и соединены с коммутирующим, устройством 9, к входу которого подсоединен генератор 10 электрических колебаний. Длина стерх;ней 4, 5, и 6 подобрана таким, образом, что при возбуждении резонансных колебаний в длине стержн  укладываетс  одна полна  длина волны, а частота продоль

ных колебаний стержней равна частоте радиальных колебавши сферического элемета 3.

Привод ргботает следуюшик образом.

При подсоединени  генератора электрИ ческих колебаний 10 к сферическому элементу 3 ;: стержн м 4, 5, 6 они начинаю колебатьс  на рбэоналской частоае. Пье- зокерамические стержни 4, 5, 6 совершают продольные колебани , а сферический элемент 3 - радиальные. Вследствие симметричности системы (см фиг. 2) пружина е обеспечивает одинаковый нат г сфер ;ч:еского элемента 3 с каждым. иа стерхкней 4-6. Форма колебаний стержней приведена на графике (см. фиг. 1). В местах контакта стержней 4-6 со сферичесииы . элементом 3 происход т косые соударени  болыиой частоты (один удар за период колебаний стержней). Косые соударени  в кaJкдoм вз трех контактов iiuncasfieHbi в сторону, определ емую соотношением фаз колебаний сферы 3 и стержней 4, 5, 6, т.е. оно может быть направлено как вверх, так и вниз. При равенстве фаз колебаний всех стержней 4, 5, 6, сферичесхшй элемент 3 будет перемещатьс  либо вверх, либо вниз (в завнсим .ости от взаимной фазы ее колебаний относительно стержней. Движение сферического элемента 3 с захватом 2 вниз и вверх (реверсирование) происходт1т при перемене фазы колебаний стержней 4, 5, 6 на 180

Вращение по ос м X и Y достигаетс  за счет соответствующего изменени  фаз колебаний стержней 4, 5, 6. Так вращение по оси Y задаетс  таким образом, что косые соударени  в паре сферический элемент 3 - стержень 4 направлены в строну , противоположную направлению косых соударений в паре сферический элемент 3 стержни 5, 6.

Поворот по оси Х происходит следуюошм . образом Направление косых соударений в паре сферический элемент 3 - стержень 5 противоположно паре сферический элемент 3 - стержень 6, при этом стержень 4 колебаний не совершает. Коммутирующее устройство 9 служит дл  соответствующего изменени  фазы колебаний всех стержней, т.е. дл  задани  движени  по одной из трех осей.

Частоты, примен емые дл  такого вида привода, лежат в пределах от 20 кГц до 200 кГц, а амплитуды колебаний весьма малы (от долей микрометра до нескольких микрометров),-поэтому вешгчина перемещени  по любой из координат во времени одного цикла колебаний также мала и составл ет величину пор дка микрометров . Управл   амплитудой колебаний, можно достичь еще меньших перемещений . Чувствительность привода составила 0,01 мкм.

Claims (1)

1. Авт.свид. СССР № 40О459, М.Ю1. В 25 J 7/00, 1971 г.

Риг. /

Х