Пьезоэлектрический микрбманипулятор
Патент 252000
Классы МПК
Пьезоэлектрический микрбманипулятор
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2520ОО
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 27.т/Ш.1968 (№ 1265850/31-16) с присоединением заявки №
Приоритет—
Опубликовано 10.1Х.1969. Бюллетень ¹ 28
Дата опубликования описания 16,11.1970 Кл.-.42 1, 4 3/01
, .
МПК 6 01ii
Комитет по делам изобретений H открытий при Совете Министров
СССР
УДК 578.086,.86:-.
: 537. 228.1 (088. 8) "=, Авторы изобретения
А. М. Хохлов, В. И. Пияйкин, В. И. Решетников и Г. И. Кузин
Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения АН СССР
Заявитель
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МИКРОМАНИПУЛЯТОР
Йзобретение относится к мйкроманийуляторам, предназначенным для применения в тех областях, где требуются незначительные, но точные перемещения инструмента в пространстве, например при микробиологических исследованиях в микрохирургии и т. д.
Известны пьезоэлектрические микроманипуляторы, содержащие соединенные с держателем инструментов биморфные пьезоэлектрические элементы, подключаемые к источнику подачи электрического напряжения. Эти микроманипуляторы для получения относительно больших перемещений инструмента приходится делать весьма большими, что зачастую затрудняет их использование при работе с малыми объектами или под микроскопом, а тем более при одновременной работе несколькими микроманипуляторами, как например, при микробиологических исследованиях. Уменьшение габаритов подобных микроманипуляторов приводит к уменьшению перемещений инструмента, что сужает область их применения.
При этом, поскольку для подвески пьезобиморфных элементов в качестве шарниров используются нерегулируемые тяги из стальной проволоки, на основное движение инструмента накладываются вторичные явления, присущие пьезоматериалам (эффект насыщения, гистерезис и т. п.), тем самым увеличивая нестабильность и йелинейность перемещения инструмента и снижая точность его установки.
Предлагаемый пьезоэлектрический микроманипулятор отличается от известных тем, что его пьезоэлементы, изгибающиеся при изменении электрического напряжения, расположены в виде параллелограмма и соединены в одной из вершин параллелограмма неподвижно, а в остальных с помощью регулируе10 мых шарниров, состоящих, например, из основания и укрепленных в нем подпружиненной опоры и регулировочного винта. Это отличие увеличивает величину перемещения выходного звена и повышает точность его уста15 нов ки.
Кроме того, с целью исключения поломки пьезоэлектрических элементов при смене инструментов предлагаемый микроманппулятор снабжен фиксатором держателя инструментов
20 в нерабочем положении, выполненным, например, в виде зажимных губок, управляемых винтом с правой и левой резьбой.
На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый пьезоэлектрический микроманипуля25 тор; на фиг. 2 — регулируемый шарнир; на фиг. 3 — фиксатор держателя инструментов в нерабочем положении, Микроманипулятор представляет собой параллелограммно-шарнирный механизм, в ко30 тором звенья 1, 2 и 1 выполнены из пьезо252000
3 электрических биморфных элементов. При этом звено 1 предназначено для продольного (по оси Х вЂ” Х), звено 2 — для поперечного (по оси У вЂ” У) и звено 3 — для вертикального (по оси Z — Z) перемещений держателя 4 инструмента 5.
Подвеска звеньев параллелограммного механизма (как биморфных, так и жестких тяг б) осуществлена на регулируемых шарнирах
7. Каждый из них содержит основание 8, в котором укреплены регулировочный винт 9 и подпружиненная подвижная опора 10. С помощью регулировочного винта и подвижной опоры устанавливаются оптимальные моменты трения, уменьшающие до приемлемых величин наложение вторичных явлений (насыщение, гистерезис и т. д.), возникающих в пьезоэлектричексих элементах под действием электрического напряжения, на стабильность и линейность перемещения держателя 4 инструмента (выходное звено).
Держатель 4 стопорится для исключения поломки пьезобиморфных элементов в нерабочем положении с помощью фиксатора, состоящего из зажимных губок 11 и винта 12, имеющего левую и правую резьбу.
В держателе 4 закрепляется инструмент 5.
Пространственные перемещения последнего осуществляются подачей (изменением) электрического напряжения на соответствующие звенья 1, 2 и 3 из биморфных элементов, которые, изгибаясь, производят перемещение держателя 4 инструмента вместе с инструментом 5 в соответствующем направлении.
Предмет изобретения
1, Пьезоэлектрический микроманипулятор, содержащий соединенные с держателем ин10 струментов пьезоэлектрические элементы, подключенные к источнику подачи электрического напряжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения величины перемещения держателя инструмента и повышения точности
15 его установки, пьезоэлементы, изгибающиеся при изменении электрического напряжения, расположены в виде параллелограмма и соединены один с другим в одной из вершин параллелограмма неподвижно, а в остальных с
20 помощью регулируемых шарниров, состоящих, например, из основания и укрепленных в нем подпружиненной опоры и регулировочного винта.
2. Микроманипулятор по п. 1, отличающий25 ся тем, что с целью исключения поломки пьезоэлектрических элементов при смене инструментов, в нем имеется фиксатор держателя инструментов в нерабочем положении, выполненный, например, в виде зажимных губок, упЗ0 равляемых винтом с правой и левой резьбой.
252О00
Уиг.3
СоставительЕ. Ланцбург
Редактор О. Филиппова Техред Л. Я. Левина Корректор Г. С. Мухина
Заказ ЗО/15 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва 7К-35, Раушская паб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2