SU928470A1 - Precise positioning device - Google Patents

Precise positioning device Download PDF

Info

Publication number
SU928470A1
SU928470A1 SU803005229A SU3005229A SU928470A1 SU 928470 A1 SU928470 A1 SU 928470A1 SU 803005229 A SU803005229 A SU 803005229A SU 3005229 A SU3005229 A SU 3005229A SU 928470 A1 SU928470 A1 SU 928470A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
vibrator
channels
positioning
cavity
plane
Prior art date
Application number
SU803005229A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Иванович Алексеенко
Рамутис Юозо Бансявичюс
Альфредас Витауто Бусилас
Казимерас Миколо Рагульскис
Original Assignee
Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса filed Critical Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority to SU803005229A priority Critical patent/SU928470A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU928470A1 publication Critical patent/SU928470A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

(54) УСТРОЙСТВО ПРЕЦИЗИОННОГО ПОЗИЦИРОВАНИЯ(54) DEVICE OF PRECISION POSITIONING

1one

Изобретение относитс  к приборостроению а именно к устройствам точногопозицирова- . ни , и может быть испо 1ьзовано. в устройствах требующих прецизионного перемещени  изделий в координатно-измерительных приборах, в оптико-механических приборах, в робототехнике и т.д.The invention relates to instrumentation, namely, to precisely positioned devices. nor can it be used. in devices requiring precision movement of products in coordinate measuring instruments, in optical-mechanical devices, in robotics, etc.

Известно устройство дл  прецизионного перемещени  изделий, содержащее основание, объект позицировани    пьезоэлектрический привод 1 .A device for precision movement of products, comprising a base, a positioning object, a piezoelectric actuator 1, is known.

Недостатком устройства йвл етс  его относительна  сложность, поскольку дл  перемещени  по ка одой из координатных осей используетс  самосто тельный пьезопривод.The disadvantage of the device was its relative complexity, since an independent piezo drive is used to move along each of the coordinate axes.

Известно также устройство прецизионного позиц ровани , содержащее основание, объект позицировани  и пьезозлектрический привод 12.It is also known to have a precision positioning device comprising a base, a positioning object, and a piezoelectric actuator 12.

В известном устройстве пьезоэлектрические преобразователи привода перемещаютс  вместе с объектом позицнровани  и прижать к нему пружинами, установленными неподвижно относительно основани . Это приводит к ограни- че ию хода перемещени  и к зависимости пара2In the known device, the piezoelectric transducers of the drive move together with the positioning object and press the springs fixed to the base against it. This leads to a limitation of the displacement cycle and to the dependence of the pair

метров позицировани  от вешгшны перемещени . Кроме того, позицирование возможно толькь по трем координатам. Все это ограничивает функциональные возможности устройства.meters from the position of the displacement. In addition, positioning is possible only in three coordinates. All this limits the functionality of the device.

Цель изобретени  - расщирение функциональных возможностей путем обеспечени  позицировани  по п ти степен м свободы.The purpose of the invention is to extend the functionality by ensuring positioning in five degrees of freedom.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве прецизионного позицировани , содержащем основание, объект позицировани  и The goal is achieved by the fact that in a precision positioning device comprising a base, a positioning object and

10 пьезоэлектрический i привод, объект позицироваии  вьшолнен в виде щара, снабженного каналами управлени  с кубической полостью в центре, а привод вьшолнен в виде пьезокерамического вибратора в форме куба, который 10 is a piezoelectric i drive, the object is positioned in the form of a gash, provided with control channels with a cubic cavity in the center, and the drive is made in the form of a piezoceramic vibrator in the form of a cube, which

IS расположен с зазорами по трем координатам в указанной полости.IS is located with gaps in three coordinates in the specified cavity.

На фиг. 1 изображено устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез, А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - положение пьезоэлектри20 ческого привода при повороте объекта.FIG. 1 shows a device, a vertical section; in fig. 2 is a section, A-A in FIG. one; in fig. 3 and 4 - the position of the piezoelectric actuator when the object is rotated.

Claims (2)

В корпусе 1 расположен объект познцировани  2, упруго поджатый к основанию корпу са 1 через втулку 3 и пружину 4 крышкой 5. Объект позицировани  2 выполнен в виде шара с кубической полостью в центре, в которой с определенным зазором по всем трем координатам располагаетс  пьезоэлектрический вибратор 6, имеющий форму куба, пол ризованного по «аправлению, перпендикул рному направлению нанесенных на две его параллельные грани электродов 7 и 8, которыми он подключен к генератору высокочастотных ко лебаний 9, причем в теле объекта 2 симметрич но на определенном рассто нии от граней кубической полости выполнены 24 канала управлени  10. Работает устройство следующим образом. При подключении генератора 9 к пьезоэлектрическому кубическому вибратору 6 последний начинает совершать высокочастотные резонансные колебани  с частотой f с 2 В где с - скорость звука в материале вибратора; В - высота куба. Вибратор 6, наход сь в кубической полости позищ1руемого объекта 2, управл етс , например , при помощи дискретной струйной техники , дл  работы которой в теле объекта выполнены 24 канала управлени  10. В каждом углу кубической полости расположено по 3 канала, каждый из которых направлен по одной из координат X, У, Z (фиг. 1 и 3). Таким образом, в плоскост х, параллельных плоскости ХУ, расположено 8 каналов, и в плоскост х, пapaллeльньfx плоскост м XZ, YZ, также по 8 каналов. Прижима  вибратор 6 одной из плоскостей куба к соответствующей плоскости полости, производ т генерирование импульсов в соответствующую сторону, за счет чего происходит перемещение объекта позицировани  2 в этом направлении (фиг.2). Управл   положением вибратора 6 через каналы , расположенные в плоскост х, параллель ных плоскости ХУ, получают движение объекта 2 или по оси X или по оси У, в зависимости от направлени  каналов управлени  10, соответственно, или по X или по У. Поворот 4 объекта 2 производитс  несимметричным смещением вибратора 6 около оси, вокруг которой производитс  вращение. (фиг. 4). В этом случае возбуждаемые импульсы Создают вращающий момент, поворачивающий объект позицировани  2. Управл   положением вибратора 6 через каналы управлени  10, как показаио на фиг. 4 в плоскости ХУ, получают поворот вокруг оси Z, в плоскости ZY - поворот вокруг оси X, в плоскости ZX - вокруг оси у. Таким образом, име  24 канала joipasneifflH положением вибратора 6, можно осуществить позицирование по п ти степен м свободы, т.е. иметь дес ть различных движений (с учетом реверса). Позшшрование возможно только последовательно по каждой степени свободы. Чувствительность предложенного устройства очень велика, так как амплитуды колебаний малы (несколько микрометров), а частоты большие (от 20 до 200 кГц). Устройство прецизионного позицировани  обеспечивает позицирование по п ти степен м свободы при относительной простоте конструкции . Формула изобретени  Устройство прецизионного позицирсвани , содержащее основание, объект позицировани  и пьезоэлектрический привод, отличающ е е с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  позицировани  по п ти степен м свободы, объект позицировашш вьшолнен в виде шара, снабженного каналами управлений с кубической полостью в центре, а привод выполнен в виде пьезокерамического вибратора в форме куба, который расположен с зазорами по трем координатам в указанной полости. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 674123, кл. Н 01 L 41/10, 1978. The housing 1 contains the object of knowledge 2, elastically pressed to the base of the body 1 through the sleeve 3 and the spring 4 by the cover 5. The object of position 2 is designed as a ball with a cubic cavity in the center, in which the piezoelectric vibrator 6 cube-shaped, polarized in direction, perpendicular to the direction deposited on its two parallel faces of electrodes 7 and 8, by which it is connected to the generator of high-frequency oscillations 9, and in the body of the object 2 is symmetrical EFINITIONS distance from the faces of the cubic cavity 24 formed control channel 10. The device operates as follows. When the generator 9 is connected to the piezoelectric cubic vibrator 6, the latter begins to make high-frequency resonant oscillations with a frequency f с 2 V where c is the speed of sound in the material of the vibrator; B is the height of the cube. The vibrator 6, located in the cubic cavity of the object 2 being posed, is controlled, for example, by using a discrete inkjet technique, which has 24 control channels 10 in the object's body 10. In each corner of the cubic cavity there are 3 channels, each of which is directed along one of the coordinates X, Y, Z (Fig. 1 and 3). Thus, in planes parallel to the XY plane, there are 8 channels, and in planes, parallel to the XZ, YZ planes, also 8 channels each. By pressing the vibrator 6 of one of the planes of the cube to the corresponding plane of the cavity, pulses are generated in the appropriate direction, due to which the positioning object 2 moves in this direction (Fig. 2). By controlling the position of the vibrator 6 through channels located in planes parallel to the XY plane, the object 2 moves either along the X axis or along the Y axis, depending on the direction of the control channels 10, respectively, or along X or Y. Rotate 4 objects 2 is produced by the asymmetrical displacement of the vibrator 6 near the axis around which the rotation is performed. (Fig. 4). In this case, the excited pulses create a torque that turns the object of position 2. Controlled the position of the vibrator 6 through the control channels 10, as shown in FIG. 4 in the XY plane, a turn is obtained around the Z axis, in the ZY plane - a turn around the X axis, in the ZX plane - around the y axis. Thus, having 24 channels of joipasneifflH position of the vibrator 6, it is possible to carry out positioning by five degrees of freedom, i.e. have ten different movements (including reverse). Caching is possible only consistently for each degree of freedom. The sensitivity of the proposed device is very high, since the amplitudes of oscillations are small (several micrometers), and the frequencies are large (from 20 to 200 kHz). A precision positioning device provides positioning in five degrees of freedom with relative simplicity of design. A device for precision positioning, comprising a base, an object of positioning and a piezoelectric actuator, characterized in that, in order to extend the functionality by providing positioning in five degrees of freedom, the object is positioned in a ball, provided with control channels with a cubic the cavity in the center, and the drive is made in the form of a piezoceramic vibrator in the form of a cube, which is located with gaps in three coordinates in the specified cavity. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 674123, cl. H 01 L 41/10, 1978. 2.Патент США N3808488, кл. 310-8.2, рпублик. 1977 (прототип).2. US patent N3808488, cl. 310-8.2, pub. 1977 (prototype).
SU803005229A 1980-11-17 1980-11-17 Precise positioning device SU928470A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803005229A SU928470A1 (en) 1980-11-17 1980-11-17 Precise positioning device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803005229A SU928470A1 (en) 1980-11-17 1980-11-17 Precise positioning device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU928470A1 true SU928470A1 (en) 1982-05-15

Family

ID=20926418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU803005229A SU928470A1 (en) 1980-11-17 1980-11-17 Precise positioning device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU928470A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690732C1 (en) * 2018-08-07 2019-06-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Piezoactuator (versions)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690732C1 (en) * 2018-08-07 2019-06-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Piezoactuator (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Aoyagi et al. A novel multi-degree-of-freedom thick-film ultrasonic motor
US4646595A (en) Machine tools
US4144519A (en) Position sensing readout
EP0826157B1 (en) Drive assembly for acoustic sources
US5646380A (en) Drive assembly for acoustic sources
JP2506170B2 (en) XY stage
JPH05219764A (en) Rotary or linear motor, in which armature is driven by ultrasonic vibration
JP3423424B2 (en) Acceleration and angular velocity sensors using piezoelectric elements
SU928470A1 (en) Precise positioning device
Delibas et al. L1B2 piezo motor using D33 effect
Takemura et al. Characteristics of an ultrasonic motor capable of generating a multi-degrees of freedom motion
JP5029948B2 (en) Ultrasonic motor
JPH01264582A (en) Ultrasonic linear motor
GB2142860A (en) Machine tools
Otokawa et al. Development of an arrayed-type multi-degree-of-freedom ultrasonic motor based on a selection of reciprocating vibration modes
SU864386A1 (en) Precision positioning device
SU948603A1 (en) Two-coordinate table
JPH02159982A (en) Piezoelectric actuator
Shafik et al. A 3D smart actuator for robotic eyes industrial applications using a flexural vibration ring transducer
SU851561A1 (en) Vibromotor
CN109478856A (en) Actuator
Mazeika et al. Three degree of freedom piezoelectric actuator for precise positioning
Shafik et al. Computer simulation and modelling of 3D travelling wave piezoelectric ultrasonic motor using a flexural vibration ring transducer
JPH01321875A (en) Ultrasonic actuator and control thereof
JPH081911Y2 (en) XY coordinate positioning mechanism