устройство для манипулирования сферическим объектом
Классы МПК: | B25J7/00 Микроманипуляторы |
Автор(ы): | Веселов А.В., Голубинский А.Г., Мальков А.В. |
Патентообладатель(и): | Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт экспериментальной физики |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-04-19 публикация патента:
27.02.1998 |
Устройство предназначено для манипулирования сферическим объектом и может быть использовано в микроманипуляторной технике при отборе микросфер, напылении и контроле мишеней для лазерного термоядерного синтеза и т.д. Устройство содержит две опоры, одна из которых связана с приводом вращения, а другая - с вибратором. Опора, связанная с вибратором, выполнена с отверстием и связана с устройством для откачки жидкости или газа при вакуумировании отверстия. Устройство позволяет вращать сферический объект с большой скоростью по любому закону и направлению. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Устройство для манипулирования сферических объектом, содержащее привод и две опоры, одна из которых связана с этим приводом, отличающееся тем, что оно снабжено устройством откачки жидкости или газа и вибратором, при этом вторая опора связана с вибратором и в ней выполнено отверстие, соединенное с устройством откачки жидкости или газа, а в качестве привода использован привод вращения.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к микроманипуляторной технике и может быть использовано при отборе микросфер, напылении и контроле мишеней для лазерного термоядерного синтеза или при контроле шариков для подшипников. При подготовке мишеней для ЛТС приходится проводить отбор и измерение параметров микросфер, напыление и контроль качества поверхности. Все эти операции требуют вращения сфер по заданному закону. Известно устройство для расположения образца в герметичной газовой камере (1), содержащее два электромотора, механически связанные друг с другом, что обеспечивает дополнительное поступательное перемещение и/или вращение. Валы электромоторов могут быть установлены перпендикулярно друг другу. Однако устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, так как скорость и направление оси вращения неоднозначно определены частотой и направлением генератора. Имеется одно или несколько дискретных направлений вращения сферы, причем скорость вращения по всем остальным направлениям значительно меньше скорости в оптимальном направлении. Этот манипулятор не может вращать сферу по заданному закону и направлению. Наиболее близким техническим решением является манипулятор для сферических объектов (2). Манипулятор состоит из двух поверхностей, соединенных со столиками, двигающимися во взаимно противоположных направлениях. Сфера, зажатая между двух поверхностей в двух диаметрально противоположных точках, при движении поверхностей вращается. Манипулятор может вращать сферу по заданному закону. Однако скорость вращения сферы ограничена скоростью возвратно-поступательного движения двух столиков в противоположных направлениях. Относительно большой размер опорных поверхностей (не менее 3,5 диаметров) и их параллельное расположение значительно ограничивают доступ к поверхности сферы и затрудняют установку сферы и ее снятие, так как необходимо сначала раздвинуть плоскости, ввести сферу, затем, сдвинув плоскости, зажать сферу, и наоборот. Новым техническим результатом является расширение функциональных и технологических возможностей манипулятора и повышение скорости вращения сфер. Технический результат достигается тем, что в устройстве для манипулирования сферическим объектом, содержащем основной привод и две опоры, одна из которых связана с этим приводом, дополнительно установлен прижим с отверстием, соединенный с устройством откачки жидкости или газа, и приводом, связанным с второй опорой, а опоры при этом расположены под углом друг относительно друга и по разные стороны относительно оси отверстия прижима, причем приводы выполнены в виде приводов вращения. Причем обрабатываемая сфера имеет с опорами только две точки касания, которые расположены по разные стороны оси отверстия, точка пересечения нормалей к точкам касания соответствует центру манипулируемой сферы, а угол между нормалями должен находиться в пределах 0![устройство для манипулирования сферическим объектом, патент № 2105662](/images/patents/366/2105635/176.gif)
![устройство для манипулирования сферическим объектом, патент № 2105662](/images/patents/366/2105602/945.gif)
![устройство для манипулирования сферическим объектом, патент № 2105662](/images/patents/366/2105635/176.gif)
Колебания определенной формы и направления опоры, установленной на вибраторе, вызывают вращение сферы относительной одной оси, а вращение второй опоры вызывает вращение сферы по другой оси. Направление оси вращения сферы при одновременном движении обеих поверхностей является суммой двух вращений. Скорость и направление оси вращения сферы по любому желаемому закону будут меняться при изменении амплитуды и фазы колебаний одной опоры и изменении направления и скорости вращения второй опоры. Опорную поверхность опоры, расположенной на вибраторе, можно выполнить существенное меньше диаметра манипулируемой сферы. При необходимости и вторую опорную поверхность моно сделать достаточно малой. Малые размеры опорных поверхностей и широкий диапазон их пространственного расположения (угол
![устройство для манипулирования сферическим объектом, патент № 2105662](/images/patents/366/2105602/945.gif)
![устройство для манипулирования сферическим объектом, патент № 2105662](/images/patents/366/2105635/176.gif)
![устройство для манипулирования сферическим объектом, патент № 2105662](/images/patents/366/2105602/945.gif)
![устройство для манипулирования сферическим объектом, патент № 2105662](/images/patents/366/2105635/176.gif)
![устройство для манипулирования сферическим объектом, патент № 2105662](/images/patents/366/2105602/945.gif)
![устройство для манипулирования сферическим объектом, патент № 2105662](/images/patents/366/2105592/8776.gif)
удобство постановки и снятия сферы в устройстве,
автоматическую постановку сферы в нужное положение,
повышение скорости манипулирования,
малые колебания центра сферы при ее вращении,
широкий доступ к поверхности сферы для ее контроля.
Класс B25J7/00 Микроманипуляторы