SU742658A1

SU742658A1 - Motion-admission apparatus

Info

Publication number: SU742658A1
Application number: SU782596399A
Authority: SU
Inventors: Александр Григорьевич Щербак; Бенциан Натанович Агроскин; Владимир Георгиевич Кедров; Анатолий Сергеевич Анфиногенов; Игорь Иванович Мосичев
Original assignee: Предприятие П/Я В-8624
Priority date: 1978-03-27
Filing date: 1978-03-27
Publication date: 1980-06-25

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в области вакуумного приборостроения.The invention relates to measuring equipment and can be used in the field of vacuum instrumentation.

Известен сильфонный ввод поступательного движения, при котором к вакуумной камере ' жестко крепится неподвижная труба, в которой через сильфон герметично присоединена подвижна труба, имеющая возможность перемещаться вдоль своей оси. В трубах, в направляющих, ус-₎₀тановлен ведомый шток, имеющий зубья вдоль своей длины. В подвижной и неподвижной трубах выполнены возвратно-поступательные механизмы, сильфонные штоки которых снабжены зубчатыми прижимами, контактирующими с ₁₅зубьями ведомого штока. При зацеплении штока прижимом подвижной трубы шток перемещается вместе с последней относительно неподвижной трубы в вакуумный объем. Далее прижим неподвижной трубы выходит из зацепления и осуществляется зацепление штока прижимом неподвижной трубы, при этом подвижная труба возвращается в исходное положение и цикл перемещения повторяется. Суммарная величина перемещения определяется' количеством циклов . и величиной перемещения одного цикла [1].A bellows input of translational motion is known in which a fixed tube is rigidly fixed to the vacuum chamber, in which a movable pipe is sealed through the bellows and can move along its axis. The tubes in the guide, _{INSTALLS) 0} tanovlen driven rod having teeth along its length. In the movable and fixed pipes, reciprocating mechanisms are made, the bellows rods of which are equipped with gear clamps in contact with ₁₅ teeth of the driven rod. When the rod is engaged by pressing the movable pipe, the rod moves with the last relatively stationary pipe into the vacuum volume. Next, the clamp of the fixed pipe disengages and the rod is engaged by the clamp of the fixed pipe, while the movable pipe returns to its original position and the cycle of movement is repeated. The total displacement is determined by the number of cycles. and the amount of displacement of one cycle [1].

Недостатком ввода является отсутствие возможности сложного перемещения объекта внутри камеры, так как ввод позволяет производить только возвратно-поступательное движение вдоль своей оси.The disadvantage of input is the lack of the possibility of complex movement of an object inside the camera, since input allows only reciprocating motion along its axis.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство ввода движения, в котором, к фланцу, которым ввод присоединен к вакуумной камере, приварен внешний сильфон, один торец которого сваривается со стаканом, а другой — с втулкой. Втулка зафиксирована относительно стакана стопорным кольцом. К стакану, втулке и штоку ввода последовательно приварены два внутренних сильфона. Один из этих сильфонов приварен между стаканом и кольцом, сферическая поверхность которого допускает необходимые покачивания направляющей втулки вместе со штоком относительно стакана. Осевая фиксация направляющей втулки осуществлена установочным кольцом и развальцовкой правого торца самой втулки. Шток с помощью шарнирного соединения сочленен с поступатель742658 но движущимся винтом при вращении гайки. При манипулировании рабочим органом в такой конструкции возможна одновременная комбинация двух движений; осевого перемещения рабочего органа вдоль оси штока, углового 12].Closest to the proposed one is a motion input device in which an external bellows is welded to the flange by which the input is connected to the vacuum chamber, one end of which is welded to the glass and the other to the sleeve. The sleeve is fixed relative to the glass retaining ring. Two internal bellows are sequentially welded to the cup, sleeve and input stem. One of these bellows is welded between the glass and the ring, the spherical surface of which allows the necessary sway of the guide sleeve along with the stem relative to the glass. The axial fixation of the guide sleeve is carried out by the adjusting ring and by flaring the right end of the sleeve itself. The rod is articulated with a translator 742658 but with a moving screw during rotation of the nut. When manipulating a working body in such a design, a simultaneous combination of two movements is possible; axial movement of the working body along the axis of the rod, angular 12].

Недостаток такого ввода движения - малая зойа манипулирования в камере, так как отсутствует возможность движения рабочего органа в плоскости, перпендикулярной оси симметрии ввода.The disadvantage of such a motion input is the small manipulation zone in the chamber, since there is no possibility of the working body moving in a plane perpendicular to the axis of symmetry of the input.

Цель изобретения — расширение диапазона манипулирования.The purpose of the invention is the expansion of the range of manipulation.

Эта цель достигается за счет того, что в устройстве ввода движения в камеру, содержащем исполнительный механизм, размещенный в стакане, герметично присоединенном к камере с помощью сильфона, опорную шайбу со сферической поверхностью, контактирующей со сферой опорной пяты, закрепленной на камере соосно стакану, шайба установлена с кольцевым зазором относительно внешней поверхности стакана, а опорная пята установлена на двухкоординатном механизме перемещения в плоскости, перпендикулярной оси стакана.This goal is achieved due to the fact that in the device for introducing movement into the chamber, containing an actuator located in a cup sealed to the chamber by means of a bellows, a support washer with a spherical surface in contact with the sphere of the support heel fixed to the chamber coaxially to the cup, the washer mounted with an annular gap relative to the outer surface of the glass, and the supporting heel is mounted on a two-coordinate movement mechanism in a plane perpendicular to the axis of the glass.

На чертеже схематически изображено устройство ввода движения в камеру.The drawing schematically shows a device for inputting movement into the camera.

К краям отверстия в корпусе 1 камеры одним концом герметично присоединен (приварен, припаян и т.д.) металлический сильфон 2. К другому концу сильфона 2 также герметично присоединен корпус ввода в виде стакана 3 с помещенными в нем элементами исполнительного механизма: : ведомым магнитом 4, штоком 5. Причем, магнит 4 жестко установлен на штоке 5.A metal bellows 2 is hermetically connected (welded, soldered, etc.) to the edges of the hole in the chamber 1 of the chamber. An input case in the form of a glass 3 with actuator elements placed in it is also hermetically connected to the other end of the bellows 2:: driven magnet 4, by rod 5. Moreover, magnet 4 is rigidly mounted on rod 5.

Ведущий магнит 6 установлен на наружной цилиндрической поверхности стакана 3 с возможностью перемещения вдоль оси стакана 3. Возможны и другие варианты выполнения исполнительного механизма, например, шток 5 может быть введен в стакан 3 через сильфон и т.д. (на фиг. не показаны). Принципиального значения для предлагаемого изобретения конструкция исполнительного механизма не имеет, однако наличие его элементов в корпусе 3 обязательно.A driving magnet 6 is mounted on the outer cylindrical surface of the glass 3 with the possibility of movement along the axis of the glass 3. There are other possible embodiments of the actuator, for example, the rod 5 can be introduced into the glass 3 through a bellows, etc. (not shown in FIG.). The design of the actuator is not of fundamental importance for the present invention, however, the presence of its elements in the housing 3 is required.

Конец штока 5, введенный в вакуумную камеру, соединен с рабочим узлом Ί (это может быть толкатель, предметный столик, захват и т.д.). Наружная поверхность трубчатого корпуса 3 является направляющей для перемещения вдоль него кольца 8. Кольцо 8 имеет пояс в виде сферы, контактирующей со сферической поверхностью опорной пяты 9, которая установлена на двухкоординатном юстировочном механизме перемещения. Центр сферических поверхностей кольца 8 и опорной пяты 9 должен лежать на оси симметрии ста4 кана 3 в направлении корпуса 1 относительно кольца 8. Только в этом случае обеспечивается возможность наклона стакана 3 с исполнительным механизмом относительно корпуса 1 j в любой плоскости, проходящей через ось стакана 3.The end of the rod 5, introduced into the vacuum chamber, is connected to the working unit Ί (this can be a pusher, stage, grab, etc.). The outer surface of the tubular body 3 is a guide for moving the ring 8 along it. The ring 8 has a belt in the form of a sphere in contact with the spherical surface of the support heel 9, which is mounted on a two-axis adjustment movement mechanism. The center of the spherical surfaces of the ring 8 and the supporting heel 9 should lie on the axis of symmetry of the machine 4 in the direction of the housing 1 relative to the ring 8. Only in this case is it possible to tilt the glass 3 with the actuator relative to the housing 1 j in any plane passing through the axis of the glass 3 .

Механизм перемещения по каждой из двух координат представляет собой кинематическую пару ”винт-гайка” (например, для одной из 10 координат соответственно 10 и 11, а по второй координате — не показаны). Перемещение осуществляется скольжением поверхностей:The movement mechanism along each of the two coordinates is a screw-nut kinematic pair (for example, for one of 10 coordinates 10 and 11, respectively, but not shown for the second coordinate). Moving is carried out by sliding surfaces:

. по первой координате (на чертеже — слева направо и справа налево) пяты 9 по каретке 12;. on the first coordinate (in the drawing, from left to right and from right to left), heel 9 on the carriage 12;

по второй координате (в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа) каретки 12 по поверхности камеры 1 (кинематическая пара ’’винт—гайка”, для этой координаты не показаны) .the second coordinate (in the direction perpendicular to the plane of the drawing) of the carriage 12 along the surface of the chamber 1 (kinematic pair ’’ screw-nut, not shown for this coordinate).

²⁰ Эти перемещения могут быть осуществлены на направляющих (например, для второй координаты направляющие 13 в виде ’’ласточкина хвоста”). ²⁰ These movements can be carried out on guides (for example, for the second coordinate, the guides 13 are in the form of a dovetail).

²⁵ Устройство работает следующим образом. Перемещение рабочего узла 7 вдоль оси штока 5 осуществляется или за счет перемещения стакана со штоком 5 (при этом сильфон 2 сжимается или растягивается), или за счет пе30 ремещения магнитов 4 и 6 со штоком 5 (если шток не имеет жесткой связи с днищем стакана 3, что зависит от конкретной конструкции исполнительного механизма). При перемещении стакана 3 вдоль оси кольцо 8 остается неподвижным. Таким образом, осуществляется возвратно-поступательное движение рабочего органа 7. ²⁵ The device operates as follows. The movement of the working unit 7 along the axis of the rod 5 is carried out either by moving the glass with the rod 5 (while the bellows 2 is compressed or stretched), or by moving the magnets 4 and 6 with the rod 5 (if the rod does not have a rigid connection with the bottom of the glass 3 , which depends on the specific design of the actuator). When moving the glass 3 along the axis of the ring 8 remains stationary. Thus, the reciprocating movement of the working body 7.

При наклоне стакана 3 относительно кор₄₀ пуса 1 одновременно наклоняется и рабочий орган 7. Сферическая поверхность кольца 8 скользит по сферической поверхности пяты 9 в направлении наклона. Одновременно происходит перемещение кольца 8 вдоль стакана 3.When the glass 3 is tilted relative to the core _{40 of the} sleeve 1, the working body 7 is simultaneously tilted. The spherical surface of the ring 8 slides along the spherical surface of the heel 9 in the direction of inclination. At the same time, the ring 8 moves along the glass 3.

д₅ Такой наклон может быть выполнен в любой плоскости, проходящей через ось симметрии стакана 3 (ось симметрии штока 5). При этом происходит изгиб сильфона 2. Так осуществляются угловые перемещения рабочего органа 7.d ₅ Such a slope can be performed in any plane passing through the axis of symmetry of the glass 3 (axis of symmetry of the rod 5). When this occurs, the bend of the bellows 2. Thus, the angular displacement of the working body 7.

₅θ Возможно сочетание одновременно возвратнопоступательного движения и углового перемещения рабочего органа 7 в пределах эластичных возможностей сильфона 2. ₅ θ A combination of reciprocating motion and angular displacement of the working body 7 is possible within the elastic capabilities of the bellows 2.

Дополнительные возможности манипулиро₅₅ вания представляет механизм перемещения вдоль двух осей, лежащих в одной плоскости, перпендикулярной оси стакана 3 (плоскости чертежа). При сохранении возможностей возвратно-поступательного и углового движений рабочего органа 7 в тех же пределах, механи? зация перемещения дает возможность перемещать рабочий орган в плоскости, перпендикулярной оси стакана 3. Таким образом, зона камеры, доступная рабочему органу 7, расширяется. В предлагаемой конструкции одновременно возможны следующие перемещения рабочего органа; возвратно-поступательное вдоль оси стакана угловое; возвратно-поступательное вдоль стенки корпуса 1 камеры, на которой установлен ввод, в любом направлении.Additional features manipulates Bani ₅₅ is a mechanism for moving along two axes lying in a plane perpendicular to the nozzle 3 (drawing plane) axis. While maintaining the possibilities of reciprocating and angular movements of the working body 7 within the same limits, mechanic? The movement makes it possible to move the working body in a plane perpendicular to the axis of the glass 3. Thus, the zone of the chamber accessible to the working body 7 expands. In the proposed design, the following movements of the working body are simultaneously possible; angular reciprocating along the axis of the glass; reciprocating along the wall of the housing 1 of the chamber on which the input is mounted in any direction.

Причем эти перемещения могут сочетаться одновременно в любой комбинации. Это перемещение ограничено длиной направляющих механизма перемещения и возможностями на изгиб сильфона 2, так как при перемещении каретки 12 или опорной пяты 9 происходит изгиб сильфона 2. Таким образом, поставленная цель достигнута. Расширение диапазона манипулирования произошло за счет появления возможности дополнительного перемещения рабочего органа.Moreover, these movements can be combined simultaneously in any combination. This movement is limited by the length of the guides of the movement mechanism and the possibilities for bending the bellows 2, since when moving the carriage 12 or the supporting heel 9, the bellows 2 is bent. Thus, the goal is achieved. The expansion of the range of manipulation occurred due to the emergence of the possibility of additional movement of the working body.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в увеличении диапазона манипулирования, что позволяет расширить воз- 25Feasibility of the invention is to increase the range of manipulation, which allows to expand

742658 6 можности вакуумных камер при незначительном их усложнении.742658 6 possibilities of vacuum chambers with a slight complication.

Claims

The invention relates to a measurement technique and can be used in the field of vacuum instrumentation. A prior art bellows input is known, in which a fixed tube is rigidly attached to the vacuum chamber, in which a movable tube is sealed through the bellows and is able to move along its axis. In the pipes in the guides, a driven brush is installed, having a tooth along its length. In the movable and fixed tubes, reciprocating mechanisms are made, the bellows rods of which are equipped with gear clamps in contact with the teeth of the driven brush. When the rod is clamped by the movable tube clamp, the rod moves with the latter relative to the fixed tube into the vacuum volume. Next, the clamping of the stationary pipe is released from the engagement and the rod is clamped by the clamping of the stationary pipe, while the movable pipe returns to its original position and the cycle of movement is repeated. The total amount of movement is determined by the number of cycles. and the amount of movement of one cycle 1. The disadvantage of input is the absence of the possibility of complex movement of the object inside the chamber, since the input allows only reciprocating motion along its axis. The closest to the present invention is a motion input device, in which an outward bellows is welded to the flange, to which the lead is attached to the vacuum chamber, one end of which is welded to the glass and the other to the sleeve. The sleeve is fixed relative to the glass by a stop ring. Two inner bellows are successively welded to the glass, bushing, and input bushing. One of these bellows is welded between the cup and the ring, the spherical surface of which allows for the necessary rocking of the guide sleeve with the brush relative to the cup. The axial fixation of the guide bushing is carried out by the adjusting ring and the flaring of the right end of the bushing itself. The hinge is articulated with a stem 37 but moving with the screw while rotating the nut. When a working body is scaled in such a construction, a simultaneous combination of two engines is possible; axial movement of the working organ along the axis of the stem j of the angular 12. The lack of such input of movement is the weak manipulation in the chamber, so there is no possibility of movement of the working body in the plane perpendicular to the axis of symmetry of the input. The purpose of the invention is to extend the range of manipulation. This goal is achieved due to the fact that, in a motion input device in a chamber containing an actuator placed in a glass hermetically attached to the chamber with the help of a bellows, a support washer with a spherical surface in contact with the sphere of the support bar attached to the chamber aligned with the glass, the washer is installed with an annular gap relative to the external surface of the station, and the support point is mounted on a two-coordinate movement mechanism in a plane perpendicular to the axis of the glass. The drawing schematically shows a motion input device in the camera. By the edges of the hole in the camera body 1, one end is hermetically attached (welded, welded, etc.) metal bellows 2. To the other end of the bellows 2, the lead-in case in the form of cup 3 is also hermetically sealed with elements of the executive mechanism: : driven magnet 4, rod 5. Moreover, magnet 4 is rigidly mounted on the rod 5. The driving magnet 6 is mounted on the outer cylindrical surface of the glass 3 and can be moved along the axis of the glass 3. Other variants of the actuator are possible, for example, current 5 can be introduced into the glass 3 through bellows and so on. (Fig. not shown). Of fundamental importance for the proposed invention is the construction of the actuator, but the presence of its elements in the housing 3 is necessary. The end of the stem 5, introduced into the vacuum chamber, is connected to the working unit 7 (it can be a pusher, a stage, a grip, etc.). The outer surface of the tubular body 3 is the guide for moving the ring 8 along it. The ring 8 has a sphere in contact with the spherical surface of the support bar 9, which is mounted on a two-coordinate adjustment mechanism for movement. The center of the spherical surfaces of the ring 8 and the support bar 9 should lie on the axis of symmetry of the glass 3 in the direction of the housing I relative to the ring 8. Only In this case, the possibility of the glass 3 tilting with the actuator relative to the housing 1 in any plane passing through the axis of the glass 3 The movement mechanism in each of the two coordinates is a screw-nut kinematic pair (for example, for one of the coordinates, 10 and 11, respectively, and not shown in the second coordinate). The movement is carried out by sliding the surfaces:. in the first coordinate (in the drawing - from left to right and from right to left) p 5 9 by carriage 12; along the second coordinate (in the direction perpendicular to the plane of the drawing) of the carriage 12 along the surface of chamber 1 (the kinematic pair of screw-nut, not shown for this coordinate). These movements can be realized on the guides (for example, for the second coordinate the guides 13 are in the form of a dovetail). The device works as follows. The working unit 7 is moved along the axis of the rod 5 either by moving the glass with the rod 5 (the bellows 2 is compressed or expanding), or by moving the magnets 4 and 6 with the rod 5 (if the rod has no rigid connection with the bottom glass 3, which depends on the specific design of the actuator). When moving the cup 3 along the axis, the ring 8 remains invisible. Thus, reciprocating movement of the tool 7 is performed. When the glass 3 is tilted relative to the body 1, the tool 7 is tilted simultaneously. The spherical surface of the ring 8 slides along the spherical surface of heel 9 in the direction of the tilt. At the same time, the ring 8 moves along the cup 3. Such a tilt can be made in any plane passing through the symmetry axis of the cup 3 (the axis of symmetry of the rod 5). When this occurs, the bellows 2 is bent. This is how the angular movements of the operating element 7 are made. A combination of both reciprocating movement and angular movement of the working body 7 within the elastic possibilities of the bellows 2 is possible. Additional manipulation capabilities represent the mechanism of movement along two axes lying in the same plane, perpendicular to the axis of the glass 3 (the plane of the drawing). While maintaining the capabilities of the reciprocating and angular movements of the working body 7 within the same limits, the mechanization of movement makes it possible to move the working body in a plane perpendicular to the axis of the glass 3. Thus, the area of the chamber, accessible to the working body 7, is dissipated. In the proposed design, the following movements of the working member are possible at the same time; reciprocating along the axis of the glass 3 angular; reciprocating along the wall of the housing 1 of the chamber, on which the input is installed, in any direction. Moreover, these movements can be combined simultaneously in any combination. This movement is limited by the length of the guiding mechanism of movement and the bending capabilities of the bellows 2, since the bellows 2 bend when the carriage 12 or the support bar 9 is moved. Thus, the goal is achieved. The expansion of the range of manipulation occurred due to the appearance of the possibility of additional movement of the working member. The technical and economic efficiency of the invention consists in increasing the range of manipulation, which allows to expand the possibilities of vacuum chambers with a slight nx complication. Claims of the invention A device for introducing movement into a chamber containing an actuator placed in a glass tightly attached to the chamber by means of a snap, a bearing washer with a spherical surface in contact with the sphere of the support bar fixed on a measure coaxially to the glass, differing in 1 "m that , in order to expand the range of manipulation, the washer is installed with an annular gap relative to the outer surface of the glass, and the support point is installed on a two-coordinate movement mechanism in the plane, perpendicular to oh glass axis. The sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate N 288470, cl. F 16 K 3/00,

2.Mednikov M.I. Motion inputs in vacuum. M., Construction Engineering, 1964, p. 89-94 (prototype).