Орієнтуючий пристрій (прутковий)

Реферат: UA 102100 U UA 102100 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель стосується механіки та приладобудування, зокрема до пристроїв точного маніпулювання та позиціонування матеріальних об'єктів, і може бути використана, наприклад, при виготовленні біологічних мікроманіпуляторів, оптичних юстирувальних пристроїв тощо з ручним приводом. Відомі пристрої подібного призначення, наприклад оптичний юстирувальний пристрій [2]. Робочий орган - плита встановлена на основі на трьох точкових опорах, розташованих у вершинах рівнобедреного прямокутного трикутника. Опори при гострих кутах трикутника є регульованими по висоті за допомогою гвинтів. Пристрій має дві робочі координати - обмежені кутові переміщення в двох перпендикулярних площинах, які в свою чергу перпендикулярні до рухомої плити. Головним недоліком цього пристрою є складність конструкції, наявність значної кількості точних деталей з різнорідних матеріалів, потреба в пружних елементах для силового замикання кінематичних пар, тертя в кінематичних парах та суттєві поперечні габарити. Як найближчий аналог прийнято позиціонуючий пристрій [1], виконаний у вигляді пружного кінематичного пристрою, ланки якого послідовно сполучені пружними шарнірами з одним ступенем свободи, що допускають обмежене кутове переміщення в одній площині, причому ланки та пружні шарніри неподільно сформовані з одного матеріалу, а пружні шарніри утворені ділянками із зменшеною жорсткістю. Цей позиціонуючий пристрій призначений для точного встановлення оптичних елементів, зокрема дзеркал. Тіло пристрою виготовлене з пружного матеріалу, а переміщення кінематичних ланок виконують за допомогою установочних гвинтів. В порівнянні з аналогами цей позиціонуючий пристрій характеризується такими перевагами як відсутність зазорів і тертя ковзання у кінематичних парах, що позитивно впливає на точність позиціонування. В той же час зберігається недолік - складність виготовлення, оскільки тіло пристрою має складну конфігурацію. Також недоліком цього пристрою є значні поперечні габарити в порівнянні з переміщеннями. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення орієнтуючого пристрою шляхом використання як заготовки пруткового матеріалу з прямокутним поперечним перерізом. При цьому пружні шарніри утворені шляхом вилучення матеріалу заготовки у визначених місцях та подальшого пластичного деформування до отримання потрібного взаємного розташування ланок. Це дозволяє отримати технічний результат - спрощення та підвищення технологічності конструкції орієнтуючого пристрою, а також зменшення поперечних габаритів пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що в орієнтуючому пристрої, виконаному у вигляді пружного кінематичного пристрою, ланки якого послідовно сполучені пружними шарнірами з одним ступенем свободи, що допускають обмежене кутове переміщення в одній площині, причому ланки та пружні шарніри неподільно сформовані з одного матеріалу, а пружні шарніри утворені ділянками із зменшеною жорсткістю, згідно з корисною моделлю, як матеріал використано прутковий матеріал з прямокутним поперечним перерізом, а пружні шарніри утворені шляхом вилучення матеріалу заготовки у визначених місцях та подальшого пластичного деформування до отримання потрібного взаємного розташування ланок. Використання як матеріалу заготовки пруткового матеріалу з прямокутним поперечним перерізом дозволяє значно спростити конструкцію тіла пристрою і підвищити його технологічність. В цьому випадку механічна обробка зводиться в основному до нарізки пруткового матеріалу, вилучення матеріалу заготовки для створення ділянок зменшеної жорсткості, а також деяких додаткових поширених операцій, зокрема різьбонарізання. Як заготовка може бути використаний шпонковий матеріал, а для утворення ділянок зменшеної жорсткості можна застосувати операцію фрезерування на прохід, що також уможливлює обробку одночасно декількох заготовок, що також підвищує технологічність. Мінімальні поперечні габарити запропонованого орієнтуючого пристрою в основному визначаються розміром поперечного перерізу пруткового матеріалу. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено орієнтуючий пристрій на прикладі двокоординатного мікроманіпулятора з ручним приводом. Робочий орган показано в нейтральному положенні. Основу мікроманіпулятора складає тіло 1, виготовлене з пруткового матеріалу прямокутного перерізу. Тіло містить початкову ланку а, в якій оброблено різьбовий отвір під гвинт 2 вертикального переміщення, та кріпильні поверхні b, наприклад отвори. Початкова ланка а сполучена з проміжною ланкою с за допомогою пружного шарніру d. Проміжна ланка с також сполучена з кінцевою ланкою e за допомогою пружного шарніру f. Кінцева ланка e має різьбовий отвір під гвинт 3 горизонтального переміщення, а також оснащена виконавчим органом 4. В проміжну ланку с впираються п'яти гвинтів 2 і 3. Для забезпечення переміщення робочого органу в двох поперечних напрямках ділянки зменшеної жорсткості формують під прямим кутом. 1 UA 102100 U 5 10 15 Після створення ділянок зменшеної жорсткості пруткову заготовку згинають по серединним лініям вказаних ділянок на кут, що перевищує 180°, до утворення незворотних пластичних деформацій. Це необхідно для забезпечення обмеженого кутового переміщення відповідних ланок в додатному і від'ємному напрямках відносно нейтрального положення, а також для створення натягу і виборки зазорів у різьбах та інших контактуючих поверхнях. Мікроманіпулятор працює наступним чином. Робочий орган 4 переміщують у вертикальній площині за допомогою гвинта 2, а у вертикальній площині - за допомогою гвинта 3, обертаючи їх в тому чи іншому напрямку. При незначних кутових переміщеннях можна вважати, що робочий орган 4 має плоско-паралельний рух в площині, паралельній до осей гвинтів 2 і 3. Джерела інформації: 1. OptoSigma Company Catalogue-Flexure Mirror Mount-Model 112-0290 // http://www.optosigma.com/products/opto-mechanics/mirror-mounts/flexure-mirror-mounts/112-0290. 2. Standa Ltd. Catalogue-Optics Mount-5BM121-Beamsplitters // http://www.standa.lt/products/catalog/optical_positioners?item=169&prod=beamsplitters_optics_moun t. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Орієнтуючий пристрій, що виконаний у вигляді пружного кінематичного пристрою, ланки якого послідовно з’єднані пружними шарнірами з одним ступенем свободи, що допускають обмежене кутове переміщення в одній площині, причому ланки та пружні шарніри неподільно сформовані з одного матеріалу, а пружні шарніри утворені ділянками із зменшеною жорсткістю, який відрізняється тим, що як матеріал використано прутковий матеріал з прямокутним поперечним перерізом, а пружні шарніри утворені шляхом вилучення матеріалу заготовки у визначених місцях та подальшого пластичного деформування до отримання потрібного взаємного розташування ланок. 2 UA 102100 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3