Микроманипулятор

Микроманипулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72} Автор изобретения

Ф. А. Коледа (71) заявитель

f54) МИКРОМАНИПУЛЯТОР

Изобретение относится к приборо.строению и может быть использовано в отраслях промышленности, занятых разработкой или применением микроманипуляторов для осуществления малых высокоточных перемещений, необходимых для производства микроминиатюрных приборов электронной или иной техники, лабораторных исследований, а также для выполнения хирургических

39 микроопераций на органах зрения, слуха и т.д.

Известны манипуляторы, снабженные пантографами и предназначенные для . малых перемещений различного рода

3$ инструмента и других объектов (13.

Однако их конструкции многоэлементны и сложны в изготовлении.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является микроманипулятор, содержащий основание, водило и держатель рабочего органа.

Такой микроманипулятор представляет собой рычажно-шарнирную систему из нескольких пантографов, предназначенную для передачи движения с фиксированным передаточным отношением.20:1 или 300:1 от водила к держателю рабочего -органа. Для изменения передаточного отношения манипулятор снабжен двумя электромагнитами, при помощи которых вводится или отключается дополнительная рычажная система. Ввиду того, что данный микроманипулятор способен осуществлять перемещение объекта только в двух взаимно перпендикулярных направлениях, т.е. только в одной плоскости .(без поворота объекта в этой плоскости), он снабжен дополнительным пантографом для вертикального перемещения объекта, а поворот объекта в .горизонтальной плоскости может осуществляться только с передаточным отношением 1:1, т,е. без мультиплика ции Г23. существенными недостатками микроманипулятора являЬтся сложность и иного. детальность его конструкции, необхо4

90197 димость прецизионного изготовления ряда узлов и использования при этом высокоточных подшипников и других деталей, необходимость управления двумя руками и полная невозможность микроповоротов держателя объекта около взаимно перпендикулярных осей х и у, Цель изобретения - упрощение конструкции и увеличение числа степеней свободы перемещения рабочего органа.

Указанная цель достигается тем, что в микроманипуляторе, содержащем основание, водило и держатель рабочего органа, держатель связан с основанием и с водилом при помощи упругих тел, На чертеже представлен микроманипулятор, общий вид.

Держатель 1 инструмента 2, в качестве которого изображен лабораторный микроскальпель с рабочим острием 3, подвешен на нескольких, например на трех, жестких упругих телах 4, снабженных регулировочными винтами 5, к выступам 6 неподвижного основания

При помощи нескольких других менее жестких упругих тел 8, также снабженнрх регулировочными винтами 9, держатель 1 связан с водилом 10.

Соосно оси 11, проходящей через находящееся в исходном положении рабочее острие 3 инструмента 2, под держателем 1 на объектовом столике, 12 находится подлежащий микрооперации условно изображенный объект 13. Над держателеи 1 нв штативе 14 расположен микроскоп 15. Устройства вертикального перемещения штатива 14 и столика 12 на чертеже не показаны.

В качестве упругих тел 4 и 8 могут быть использованы не только металли ческие пружины, но также и тяги из подходящего эластичного материала, например из резины, а регулировочные винты 5 и 9, с целью увеличения диапазона их действия, могут представ лять собой, например, дифференциальные или иные общеизвестные регулировочные элементы.

Иикроманипулятор работает следую50 щим образом.

Для выполнения микроработ на объекте 13 его совмещают с осью 11, при помощи подъемного механизма объективного столика 12 приближают к острию

3 и на эту область фокусирует микроскоп 15, Наблюдая в микроскоп 15 оператор одной рукой перемещает и, если необходимо, наклоняет и поворачивает

4 4 в любую сторону водило 10, в результате чего все эти движения в уменьшенном масштабе повторяет закрепленный в держателе 1 инструмент 2 ° При освобождении оператором водила 1О острие 3 инструмента 2 под действием упругих тел 4 и 8 возвращается в исходную точку на оси 11, B некоторых наперед заданных пределах, зависящих от конкретной конструкции и ее значения, как водило

10, так и держатель 1 имеют все шесть степеней свободы, т.е. они могут совместно, но при этом на различные расстояния перемещаться в направлении осей х, у и 2 и поворачиваться около этих осей. Люфты при этом исключены, а передаточное отношение определяется только соотношением упругостей упругих тел 4 и 8 и не зависит от их геометрических размеров, Поэтому передаточное отношение может быть выбрано в самых широких пределах, начиная, например, с 4:1 до 10000:1 и более.

Для получения наибольшего передаточного отношения от водила 10 к держателю 1 упругие тела 4 делают значительно более жесткими, чем упругие тела 8, и придают тем и другим некоторое первоначальное натяжение, Данный микроманипулятор харак1еризуется простотой конструкции и изготовления, абсолютным отсутствием люфтов, наличием всех шести степеней свободы получаемых движений рабочего органа от одного водила, любым передаточным отношением и возможностью его бесступенчатого регулирования, компактностью конструкции, ее осевой симметричностью и возможностью встраивания и сопряжения с любым готовым устройством, например с любым биологическим или иным микроскопом, Формула изобретения

Иикроманипулятор, содержащий основание, водило и держатель рабочего органа, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и увеличения числа степеней свободы перемещения рабочего органа, держатель связан с основанием и с водилом при помощи упругих тел.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Кожевников С. Механизм. И., 1976, с. 591.

2. Иоряков 0. Устройство и наладка оборудования полупроводникового производства. И., 1971, с, 133.

901974

Составитель О. Петров

Редактор J1, Горбунова Техред И. Гайду Корректор; Ю. Иакаренко ..

Ю

9ак» 12379/57 Тираж 515 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, M-35, Раушская наб., д, 4/5

---------.----------»-------------------. --.- -Л--++++

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул.. Проектная, 4