Микроманипуляторы – B25J 7/00

Изобретение относится к области робототехники, а именно к захватным устройствам, предназначенным для удержания и микропозиционирования миниатюрных механических деталей и электронных компонентов. Пьезоэлектрический схват содержит два пальца, выполненные в виде биморфных пьезоэлектрических актюаторов, закрепленных на корпусе и подключенных к управляющему устройству. Управляющее устройство содержит микроконтроллер, подключенный через порт связи к ЭВМ верхнего уровня, и цифроаналоговые преобразователи, которые подключены к каждому биморфному пьезоэлектрическому актюатору отдельно. Каждый палец содержит емкостной датчик, выполненный в виде закрепленной на корпусе параллельно пальцу диэлектрической пластины с металлизированной поверхностью, разделенной на два равных электрода, подключенных к ЭВМ верхнего уровня через преобразователь сигналов датчиков. Технический результат заключается в повышении точности микропозиционирования, надежности и быстродействия. 4 ил.

Изобретение относится к точному приборостроению, к приводам микроманипуляторов, и может быть использовано для значительного перемещения объектов с высокоточным позиционированием и с приложением значительных усилий. Технический результат состоит в повышении точности позиционирования. Устройство для точного позиционирования содержит два сообщающихся сосуда различного сечения, заполненные жидкостью и герметически закрытые подвижными поршнями, и привод, создающий усилие на одном из поршней. По крайней мере один из сосудов снабжен по крайней мере одним средством изменения его подпоршневого объема, выполненным в виде перемещаемого внутрь его сильфона или в виде размещенной в его стенке или поршне мембраны малого диаметра. Приводы, создающие усилие на одном из поршней, и для перемещения мембран и сильфонов выполнены в виде магнитостриктора или пьезоэлемента. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области микроробототехники и может быть использовано в качестве рабочего органа микроманипулятора для манипулирования микрообъектами, изготовленными из элекропроводниковых материалов. Наноструктурное захватное устройство микроманипулятора содержит основание из электропроводникового материала, крепежное приспособление, рабочую поверхность захватного устройства из наноструктурного материала, слой диэлектрика. Изобретение позволяет упростить конструкцию, а также расширить функциональные возможности, связанные с более эффективным захватом и удержанием микрообъектов с выпуклыми и плоскими поверхностями. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области микроробототехники и может быть использовано в качестве исполнительного устройства микроманипулятора. Биметаллический микросхват содержит основу и пальцы микросхвата. При этом пальцы микросхвата выполнены из биметаллических пластин, концы которых неподвижно закреплены в подогревающем термоэлементе, а с обратной стороны подогревающего термоэлемента установлен термоэлектрический модуль на основе эффекта Пельтье. Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики микросхвата, связанные с увеличением силы удержания микрообъектов, а также повысить надежность операций захвата. 1 ил.

Изобретение относится к области микроробототехники и может быть использовано в качестве захватного устройства микроманипулятора. Магнитострикционный микросхват содержит корпус схвата, зажимные пальцы и привод. При этом привод состоит из магнитострикционного стержня, помещенного в намагничивающую катушку, один конец которого свободен и проходит через отверстие в магнитопроводящем корпусе схвата. К свободному концу стержня жестко закреплен подвижный палец схвата, а другой конец стержня жестко закреплен в немагнитном фланце, установленном в корпусе схвата. Второй палец схвата выполнен неподвижным, жестко закрепленным к корпусу схвата и имеет ограничивающий линейное перемещение подвижного пальца упор, в котором установлен пьезоэлектрический датчик. Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики, связанные с возможностью простого регулирования величины отклонения зажимных пальцев, а также обеспечить силовое очувствление микросхвата. 1 ил.

Изобретение относится к области микроробототехники и может быть использовано в исполнительных устройствах микроманипуляторов. Электростатический микросхват содержит основу, корпус, зажимные пальцы, приводы, образованные электростатическими преобразователями, каждый из которых содержит две электропроводниковые плоскопараллельные пластины со слоем упругого диэлектрика между ними. Каждый привод выполнен в виде ряда электростатических преобразователей, образованного внутренней, промежуточными и внешней электропроводниковыми плоскопараллельными пластинами. Причем первый электростатический преобразователь в ряду образован внутренней и промежуточной пластинами, серединные - промежуточными пластинами, а последний в ряду - промежуточной и внешней пластинами. При этом внутренняя пластина выполнена неподвижной, промежуточные и внешняя -подвижными, а к внешней пластине закреплен зажимный палец микросхвата. Изобретение позволяет расширить функциональные характеристики микросхвата за счет обеспечения возможности регулирования величины отклонения зажимных пальцев в большем диапазоне. 3 ил.

Изобретение относится к области микроробототехники и может быть использовано в качестве рабочего органа микроманипулятора. Захватное устройство содержит основание, крепежное приспособление, рабочую поверхность захватного устройства, выполненную из наноструктурного материала. В основании равномерно установлены в сеточном порядке пьезоэлементы. Изобретение позволит расширить функциональные возможности, а также нейтрализовать вредные составляющие адгезии, обусловленные силами электростатики. 4 ил.

Изобретение относится к области микроробототехники и предназначено для захвата запыленных, шероховатых, пористых и имеющих сложный рельеф поверхностей: с трещинами, щелями, отверстиями, с реализацией механизма плавного регулирования. Захватное устройство содержит систему вакуумного присоса в виде нескольких рядов пневматических присосок, собственный источник вакуума, выполненный в виде пневматического пьезонасоса с двумя клапанными пьезоэлектрическими механизмами, первый из которых связывает основную полость пневматического пьезонасоса с атмосферой. Устройство дополнительно содержит камеру высокого давления, связанную с основной полостью пневматического пьезонасоса вторым клапанным пьезоэлектрическим механизмом. Причем основная полость пневматического пьезонасоса выполнена в виде полого пьезоэлектрического преобразователя. У каждой из пневматических присосок на кромках соприкосновения с поверхностью базирования выполнены эластичные манжеты с высокими фрикционными и адгезионными свойствами. Полости пневмоприсосок связаны с камерой высокого давления через упругие воздухонепроницаемые мембраны. В основной полости пневматического пьезонасоса установлена решетчатая конструкция, с помещенным внутри нее цилиндром из эластичного материала. Изобретение позволит регулировать коэффициент разрежения/нагнетания пневматического пьезонасоса и контролировать силу захвата поверхности базирования. 6 ил.

Изобретение относится к устройствам автоматизации сборки микроэлектромеханических систем и предназначено для использования в микроманипуляторах в качестве поворотного исполнительного механизма. Привод содержит основание, ротационную головку, микровибраторы в виде трех пьезоэлектрических преобразователей. Основание выполнено за одно целое с ведущим звеном микроманипулятора. Ротационная головка выполнена из фрикционного материала за одно целое с ведомым звеном микроманипулятора. Основание и ротационная головка выполнены в виде цилиндрического шарнира. Пьезоэлектрические преобразователи расположены в одной плоскости и параллельно друг другу, одними концами закреплены в основании, а другие концы являются свободными. Причем на свободных концах пьезоэлектрических преобразователей выполнены упругодеформируемые износостойкие элементы, которые фрикционно взаимодействуют с ротационной головкой при работе пьезоэлектрических преобразователей на сжатие-растяжение. Изобретение позволит расширить манипуляционные возможности и реализовать более сложные траектории движения рабочего органа микроманипулятора. 3 ил.

Изобретение относится к области микроробототехники. Захватное устройство содержит систему вакуумного присоса, собственный источник вакуума, выполненный в виде пневматического пьезонасоса, камеру высокого давления, два клапанных пьезоэлектрических механизма. Один из клапанных механизмов связывает основную полость пьезонасоса с атмосферой, а второй - камеру высокого давления с основной полостью пьезонасоса. Основная полость пьезонасоса выполнена в виде полого пьезоэлектрического преобразователя. Система вакуумного присоса образована несколькими рядами пневматических присосок, у каждой из которых на кромках соприкосновения с поверхностью базирования выполнены эластичные манжеты с высокими фрикционными и адгезионными свойствами. Полости присосок связаны с камерой высокого давления через воздухонепроницаемые упругие мембраны. Изобретение позволит расширить функциональные возможности, связанные с захватом запыленных, шероховатых, пористых и имеющих сложный рельеф поверхностей, например, с трещинами, выбоинами и т. д. 5 ил.

Изобретение относится к микросистемной технике. Микропривод содержит полый цилиндр с рабочей средой и поршень со штоком. В полом цилиндре установлена спираль нагревания рабочей среды, а также имеется система охлаждения рабочей среды, выполненная на внешней поверхности полого цилиндра в виде покрытия из полупроводниковых термоэлектрических модулей. Рабочей средой микропривода является капля легкоиспаряемой жидкости, например эфира или спирта. Изобретение позволит упростить эксплуатацию и конструкцию микропривода, увеличить быстродействие. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам микроробототехники. Привод содержит цилиндрический корпус с установленными внутри него пьезоэлектрическими преобразователями, шток, расположенный соосно с корпусом. По крайней мере, два пьезоэлектрических преобразователя выполнены в форме стрежней, которые расположены параллельно оси штока, имеют регулируемую длину и одним из концов соединены с торцом корпуса, а другим концом соединены с пьезоэлектрическим преобразователем в форме диска. Диск имеет центральное отверстие регулируемого диаметра, сквозь которое проходит шток. При максимальном диаметре отверстия шток имеет возможность свободного возвратно-поступательного перемещения, а при минимальном диаметре отверстия шток жестко фиксируется пьезоэлектрическим преобразователем в форме диска. Изобретение позволит упростить конструкцию и технологический процесс изготовления и сборки привода, улучшить массовые и габаритные показатели, обеспечить возможность прецизионного перемещения штока микроманипулятора в большем диапазоне. 4 ил.

Изобретение относится к микроробототехнике. Электростатический микросхват содержит основу, корпус, зажимные пальцы и привод. Привод выполнен в виде двух электростатических преобразователей, установленных симметрично по двум противоположным торцам корпуса. Каждый из преобразователей содержит две электропроводниковые плоскопараллельные пластины со слоем упругого диэлектрика между ними. Одна из пластин выполнена неподвижной, а другая - подвижной, на которой закреплен зажимной палец. Изобретение позволит упростить конструкцию и технологический процесс изготовления и сборки микросхвата, снизить уровень энергопотребления, улучшить массовые и габаритные показатели. 2 ил.

Изобретение относится к микроробототехнике и может быть использовано в исполнительных устройствах роботов при манипулировании микрообъектами сложных конфигураций, которые во влажном состоянии являются проводниками. Капиллярный микрозахват с обратной связью содержит основание, крепежное приспособление. Основание выполнено из электроизоляционного материала с высокой теплопроводностью, на которое с рабочей поверхности в сеточном порядке установлены конденсаторы влаги, выполненные в виде термоэлектрических модулей на основе эффекта Пельтье. Между конденсаторами влаги в решетчатом порядке размещены электропроводниковые пластины. По контуру основания установлены электроды. Изобретение позволит расширить функциональные возможности, связанные с манипулированием микрообъектами сложных конфигураций. 3 ил.

Изобретение относится к микроробототехнике и может быть использовано в исполнительных устройствах роботов при сборке электромеханических систем. Микросхват содержит двухсторонний возвратно-поступательный привод, основу схвата, верхний и нижний зажимные пальцы. Зажимные пальцы выполнены упругими в виде монокристаллических пластин с пьезорезистивным чувствительным элементом и пьезорезистором на каждом. Двухсторонний возвратно-поступательный привод может быть выполнен термомеханическим, или магнитострикционным, или электростатическим, или электромагнитным, или пьезоэлектрическим. Изобретение позволит снизить вероятность случайной деформации структуры микрообъектов. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к микроробототехнике, в частности к захватным устройствам микроманипуляторов. Схват микроманипулятора содержит основу схвата, кисть схвата, упругодеформируемые зажимные пальцы, привод и тягу. Привод выполнен в виде линейного электромагнитного двигателя, содержащего якорь из ферромагнитного материала и электромагнит с единственной системой обмоток, обеспечивающих возможность одностороннего прямого рабочего хода привода. Тяга выполнена в виде выдвижного звена с трубчатым концом. Якорь линейного электромагнитного двигателя жестко соединяет основу схвата с кистью, к которой жестко закреплены зажимные пальцы, связанные между собой возвратной пружиной. Система обмоток электромагнита установлена в выдвижном звене, расположенном коаксиально с якорем и кистью. Звено обладает возможностью возвратно-поступательного перемещения. Величина внутреннего диаметра трубчатого конца звена выбирается так, что выдвижное звено и пальцы находятся в постоянном силовом противодействии. Изобретение позволит увеличить величину зажимного усилия, снизить рассогласование движений зажимных пальцев, увеличить быстродействие при выполнении операций захвата и выпускания микрообъектов. 2 ил.

Изобретение относится к микроробототехнике. Преобразователь на основе деформируемого стержня содержит размещенные внутри стержня спиральный электрический нагреватель и пружину изгиба, на концах которой выполнены крепежные приспособления для связывания звеньев микроманипулятора, а также нижний и верхний ряды термоэлектрических модулей на основе эффекта Пельтье, закрепленных на противоположных поверхностях деформируемого стержня с возможностью вращения. Деформируемый стержень выполнен из материала с эффектом памяти формы. При исключении спирального электрического нагревателя деформируемый стрежень выполнен из электропроводникового материала с эффектом памяти формы. Изобретение позволит увеличить диапазон отклонений конца преобразователя, упростить форму управляющих сигналов и снизить максимальные величины действующих напряжений. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к микроробототехнике и микросистемной технике. Микропривод содержит корпус с установленными в нем идентичными пьезоэлектрическими преобразователями и штоки с закрепленными на них зубчатыми рейками прямого и обратного хода. Зубчатые рейки с внутренней поверхности кинематически связаны между собой зубчатым колесом, а с внешней зубчатая рейка прямого хода находится в зацеплении с первой и второй группами пьезоэлектрических преобразователей, а зубчатая рейка обратного хода - с третьей и четвертой группами. Один конец каждого пьезоэлектрического преобразователя закреплен к корпусу с возможностью отклонения другого конца, покрытого износостойким материалом, перпендикулярно оси штока. Зубчатые рейки установлены на фиксирующих ограничителях и направляющих, выполненных в корпусе. Внешняя поверхность зубчатых реек продольно по центру покрыта прямоугольными зубьями, профили которых в сечении, параллельном этой поверхности, представляют собой прямоугольные треугольники, разделенные пазами. Углы наклона зубьев зубчатой рейки прямого и обратного хода имеют противоположные направления, а высота зубьев равна величине отклонений концов идентичных пьезоэлектрических преобразователей. Изобретение позволит повысить нагрузочную способность, снизить инерционность привода. 6 ил.