Механизм шагового перемещения

Механизм шагового перемещения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

и -: ф ф@ ф фф-.ф,.„.

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реснублик 111 746830

P w m 4 »: Akim

-Ж П 1:г ! ( 6.:;) .И (т.М", ц,: . ( (К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.12.77 (21) 2562618/24-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 0707,80. Бюллетень №- 25 (51)М, Кл.

Н 02 К 41/02

Государственный комитет

СССР но дедам изобретений и открытий (53) УДК621, 313, ° 282 (088,8) Дата опубликования описания 070780

В.Е. Луценко, В.А, Зенькович, Е,В. Филиппович, Е.И. Белявский, Ю.Ф, Лящук и В,A. Власов (72) Авторы изобретения (73) Заявитель

I (54) МЕХАНИЗМ ШАГОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам позиционирования в микроэлектронике, может быть использовано в другйх устройствах двухкоординатного шагового перемещения.

Известно устройство для линейного перемещения по двум координатам, содержащее две направляющие рейки из Ферромагнитного материала, верхняя поверхность которых имеет зубья поп еречн ого н апр авл ен и я, т р ав ерсу. из Ферромагнитного материала, поверхность которой имеет зубья поперечного направления, три подвижных элемента, каждый из которых имеет два параллельных ряда магнитов,Каждый ряд содержит несколько отдельных магнитов. Подвижные элементы перемещаются по направляющим и по траверсе на воздушной подушке без механических соединений (1), Прототипом является магнитное устройство для перемещения, содержащее основание, верхняя поверхность которого несет решетку из немагнитного материала, внутри которого располагаются участки из Ферромагнитно го материала, каретку, имеющую два параллельных ряда магйитов по каждой !

4 из двух перпендикулярных осей,схему управления (2), Устройство имеет по два магнита

5 в каждом ряду каретки с двунаправленными токами в каждой катушке и дей ст вует как четырехфаз ное °

Оба эти устройства имеют относительно малое быстродействие и низкую надежность, Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в механизме шагового пере-. мещения, содержащем ферромагнитное зубчатое основание, на котором установлена каретка с расположенными на ней П-образными магнитопроводами и постоянными магнитами,, и обмотки управления, постоянный магнит выполнен в виде стержня прямоугольной фор25 ьи, установленного между двумя Побразными магнитопроводами, на которых расположены обмотки управления, а также тем, что постоянный магнит выполнен иэ редкоземельных материаУ

30 .лов °

746830

На фиг, 1 показан общий вид устройствау на фиг. 2 поясняется физика работы устройства.

Иагнитное устройство перемещения содержит ферромагнитное зубчатое основание 1 и каретку 2 °

Основание 1 выполнено в виде

5 листа из ферромагнитного материала с показательными канавками 3 на верхней поверхности, заполненными немагиитным материалом Канавки располсакенные по осям Х и У, образуют

"реЫетку, внутри которой располагаются участки (зубья) 4 из ферромагнитного материала. Каретка 2 содержит два параллельных ряда электромагнитов 5 для движення по оси X и два параллельнйх ряда электромагнитов 6 для движения по оси У, Каждый электромагнит каретки (фиг ° 2) имеет обмотку управления

7, два П-о бр аз них магнитопровода 8 и постоянный магнит в виде стержня .прямоугольной форьы 9, Электромагнит A имеет четыре грани а, а„

a и а, электромагнит 6 — б

Г я

Р б, б, и б .Расстояние между цент- 25 ральными линиями граней а „ и а

1 t (I

1 а и а, б„и б, б и б равно

Р(К+ $ ), где K - любое целое число и P - -период зубчатой структуры ферромагнитного зубчатого основа- 3() ния 1, Электромагнит Б смещен по отношению к электромагнитному A на величину, равную Р(K+ -" ) . устройство работает следующим об4 разом, 35

Для с оздания воздушной подушки в каретку 2 подают сжатый воздух.Сила притяжения, создаваемая магнитной связью между кареткой 2 и ферромагнитным зубчатым основанием 1, и сила отталвикания, создаваемая давлением воздуха, создают стабилизированный зазор между основанием и кареткой.

Каретка перемещается по ферромагнитному зубчатому основанию вдоль 45 оси Х электромагнитами 5 следующим образ ом, В обмотку электромагнита A на (фиг, 2а) подается ток, в результате чего увеличивается магнитный п оток„co çäàâàåüûé "c åðæ éåì в г1 а" нях а„и à <О магнитный поток в гранях а и а уменьшается до нуля.

Грани а„и а, устанавливаются про- .. тив зубьев основания 1, При подаче тока в обмэткус элЕктромагнита Б (фиг. 2б) и,отключрении тока в обмотке электромагнита A йаг» нцтный поток, срздаваеькй стержнем ®

9 переключается в грани б и 6 и правка 2 перемещается впРаво ва

Р, ри подаче тока в обмотку электгнита A в другом направлений 5

4 (фиг, 2в) и отключении тока в обмот. ке электромагнита Б магнитный поток, создаваемый стержнем 9, переключается в грани а и а, и каретка 2 перемещается вправо еще íà 1/4 Р.

При подаче тока в обмотку электромагнита Б в другом направлении (фиг, 2г) и отключении тока в обмотке электромагнита А магнитный поток, создаваемый стержнем 9, переключается в грани б .и б, и каретка 2 пе»» ремещается вправо еще на 1/4 Р и т.д.

Для передвижения каретки 2 вдоль оси Х влево изменяется порядок коммутации обмоток упраэлениЯ.

Перемещение каретки 2 по ферромагнитному зубчатому основанию 1 вдоль оси У осуществляется электромагнитами 6 (фиг. 1) аналогично перемещению вдоль оси Х, Расположение стержня прямоугольной формы 9 между двумя П-образными магнитопроводами 8 {фиг, 2) позволяBT уменьшить вес каретки 2 (фиг,1) на 40-45% при применении постоянных магнитов из редкоземельных материалов, что ведет к улучшению динамических параметров механизма шагового перемещения.

Такое расположение постоянного магнита 9 ведет к тому, что центр тяжести каретки 2 лежит ниже (фиг. 1), а следовательно повышаются надежность и быстродействие механизма шагового перемещения, уменьшаются вибрации каретки при йеремещении.

Расположение же постоянного магнита 9 из редкоземельных элементов между двумя П-образными магнитопроводами 8, как у прототипа, позволяет уменьшить вес каретки не более чем на 15%.

Формула изобретения т

1. Механизм шагового перемещения, содержащий ферромагнитное зубчатое основание, на котором установлена каретка с расположенными на ней Побразными магнитопроводами и постоянными магнитами, и обмотки управления, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия механизма, постоянный магнит выполнен в виде стержня прямоугольной форж, установленного между двумя П-образными магнитопроводами, на которых расположены обмотки уйравления.

2, Механизм по п. 1, о т л ич а,ю шийся тем, что постоянный магнат выполнен из редкоземельных материалов, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент США .Р 3857075, кл, 318-38, опублик, 15,01 ° 73.

2, Патент CMA 9 3457482, кл.318-38,опублик.22 ° 07.69(прототип)