Механизм координатных перемещений

 

О П И С А Н И Е ()896292

И 306РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.04.80 (21) 2910587/25-28 с присоединением заявки № 2910588/25-28 (23) Приоритет—

Опубликовано 07.01.82. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 07.01.82 (51) М. Кл.з

F 16 Н 21/10

Государственный комитет ло делам нзооретений и открытий (53) УДК 621.833 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. А. Едигарян и А. М. Матевосян (71) Заявитель (54) МЕХАНИЗМ КООРДИНАТНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к машиностроению, а, именно к точному приборостроению и станкостроению, в частности к плоским шарнирным механизмам, и может быть использовано в устройствах сканирования и анализа микрообъектов или их изображений различных оптико-механических и оптикоэлектронных приборов, например в узлах координатного столика контрольно-измерительных приборов, предметного столика биологических микроскопов, в узлах высокоточных координатных микроперемещений и микроподач прецизионных металлорежущих станков, микроманипуляторов.

Известен механизм координатных перемещений, содержащий основание, ведомое звено, промежуточное звено, шарнирно связанное одной парой тяг с основанием, а другой парой тяг — с ведомым звеном, и связанные с одним из звеньев приводные устройства по каждой коодинате. Приводные устройства установлены непосредственно на одном из звеньев механизма — промежуточном или ведомом (1)

Недостаток этого механизма заключается в том, что он имеет низкие динамические и эксплуатационные характеристики, обусловленные тем, что приводные и при необходимости отсчетно-измерительные устройства, по крайней мере, по одной координате должны быть установлены на одном из звеньев механизма — на промежуточном или ведомом звене, что приводит к увеличению

5 масс подвижных частей, и вследствие этого, снижению динамических характеристик меха низма, причем вес и габариты приводных устройств могут в несколько раз превосходить аналогичные параметры самого механизма (например, в случае автоматизированного едметного столика биологических микроскопов), это особенно сильно проявляется в механизмах, предназначенных для сканирующих и анализирующих устройств оптикоэлектронных приборов, где требуются высокие скорости и частоты сканирования неидентичности динамических характеристик по разным координатам вследствие разности подвижных масс по этим координатам.

Кроме того, подвижные кабельные и т.п. коммуникации при подвижном приводе и

20 отсчетно-измерительном устройстве (при его наличии) создают серьезные эксплуатационные неудобства и снижают надежность конструкции механизма в целом. Этот не896292 достаток наиболее сильно проявляется при больших ходах механизма.

Цель изобретения — повышение динамических и эксплуатационных характеристик механизма.

Указанная цель достигается тем, что механизм координатных перемещений, содержащий основание, ведомое звено, промежуточное звено, шарнирно связанное одной парой тяг с основанием, а другой парой тяг — с ведомым звеном, и приводные устройства по каждой координате, снабжен вторым промежуточным звеном и дополнительными двумя взаимно перпендикулярно расположенными парами тяг, одна из которых шарнирно связана со вторым промежуточным звеном и основанием, другая— шарнирно связана со вторым промежуточны» и ведомым звеньями, а приводные устройства по каждой координате связаны с соответствующим промежуточным звеном, установлены на основании и жестко с ним связаны.

При этом промежуточные звенья выполнены в виде расположенных одна в другой крестовин.

На фиг. 1 представлена кинематическая схс»а предлагаемого механизма; на фиг. 2вариант конструктивного исполнения, предназначенный для использования в узлах прецизионных микроперемещений по двум координатам; на фиг. 3 — кинематическая схема варианта исполнения механизма; на фиг. 4 — конструктивная схема варианта исполнения, предназначенного для прецизионных микроперемещений по двум коорди натам.

Механизм содержит основание 1, ведомос звено 2, промежуточное звено 3, шарнирно связанное одной парой тяг 4 и 5 с основанием 1, а другой парой тяг 6 и 7— с ведомым звеном 2. Механизм снабжен вторым промежуточным звеном 8 и дополнительными двумя взаимно перпендикулярно расположенными парами тяг 9 и 10 и 11 и !

2. одна из которых — (9 и 1О) — шарнир«1 связана с вторым промежуточным звеном

8 и основанием 1, а другая пара тяг (11 и 12) шарнирно связана с вторым промежуточным звеном 8 и ведомым звеном 2.

Механизм содержит также приводные устройства 13 и 14 по каждой координате, связанные с соответствующим промежуточным звеном 8 и 3, установленные на основании 1 и жестко с ним связанные. При этом промежуточные звенья 3 и 8 выполнены в виде расположенных одна в другой крестовин.

Основание 1, промежуточные звенья 3 и 8, ведомое звено 2 и соответствующие пары тяг 4 и 5, 6 и 7, 9 и 10 и 11 и 12 образуют два идентичных двойных шарнирных параллелограмма. По кинематическим цепям этих параллелограммов осуществляется передача по двум координатам Х и У ведомому звену перемещений и тяговых усилий, развиваемых соответственно приводными устройствами !3 и 14. Указанные двойные параллелограммы повернуты один относительно другого на угол 90 .

Предлагаемый механизм обладает двумя степенями свободы

W =-3n -2 Р

5 где W -степень подвижности механизма !

О I

n — число подвижных звеньев;

Р -число кинематических пар 5-ro класса.

В данном случае п=10, Р =14, W=310—

214=2.

Вариант конструктивного исполнения»еханизма, представленный на фиг. 2, отличается тем, что он выполнен исключительно на упругих шарнирах и изготовлен из одного куска материала. Механизм предназначен для использования в сочетании с пьезоэлектрическими приводами дискретного действия в узле предметного столика автоматизированного биологического микроскопа.

Механизм работает следующим образом.

Перемещение и тяговое усилие, развиваемое приводным устройством 14, сообщаются промежуточному звену 3 непосредственно или чере тя< 4 и 5. Далее посредством шарнирных я< F! и 7 — ведомому звену 2.

B результ;;т< того ведомое звено 2 полузо чает пере.1ещсние вдоль оси У. При этом шарнирные тяги 4, 5 и 11, 12 поворачиваются на некоторый угол 3, определяемый из соотношения у

t)P=- т

Lq где Y — перемещение ведомого звена 2 вдоль оси У;

* -длина шарнирных тяг 4, 5 и 1! 12.

Так как механизм предназначен для «с ществления сравнительно малых перемец,ений, с достаточной для практики точность<

40 р

Через промежуточное звено 8 и пару шарнирных тяг 11 и 12 аналогичным бразом осуществляется передача перемеш.:< ий

45 и тяговых усилий по координате Х Г;ви1 ваемых приводным устройстзом 13.

Угол поворота тяг 6, 7 и 9, 10 опр,еляется из аналогичного соотношения ха

А=— .т

gp где x — перемещение ведомого звена вдоль оси Х; -длина шарнирных тяг 6, 7 и 9, 10.

Использозание изобретения позволяет приводные и отсчетно-измерительные устрой55 ства по обеим координатам неподвижно установить на основании и, тем самым уменьшить массу подвижных частей; обеспечить идентичность характеристик механизма по ннб292 обе,и> кнор.игнат;iii. искл ю ш ь подвижные кабельные и т.п. комм никации.

Формула изобретения

1. Механизм координатных перемещений, содержащий основание, ведомое звено, промежуточное звено, шарнирно связанное одной парой тяг с основанием, а другой парой тяг — с ведомым звеном, и приводные устройства по каждой координате, отличающийся тем, что, с целью повышения динамических и эксплуатационных характеристик механизма, он снабжен вторым промежуточным звеном и дополнительными двумя взаимно перпендикулярно расположенными пагами тяг, одна из которых шарнирно связана со вторым промежуточным звеном и основанием, а другая шарнирно связана с вторым промежуточным и ведомым звеньями, а приводные устройства по каждой координате связаны с соответствующим промежуточным звеном, установлены на основании и жестко с ним связаны.

2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что промежуточные звенья выполнены в виде расположенных одна в другой крестовин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Артоболевский И. И Механизмы в современной технике, т. 1, М., «Наука», 197( с. 597, № 907 (прототип).

896292

Составитель В. Штукарев

Редактор Г. Кацалап Техред А. Бойкас Корректор М. Шароши

Заказ 11664/21 Тираж 980 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4