Орієнтуючий пристрій (листовий)

Реферат: UA 102101 U UA 102101 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до 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. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення орієнтуючого пристрою шляхом використання як заготовки пружного листового матеріалу. 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. 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 пружний листовий матеріал, а пружні шарніри утворені шляхом вилучення матеріалу заготовки у визначених місцях та подальшого пластичного деформування до отримання потрібного взаємного розташування ланок. Використання як матеріал заготовки пружного листового матеріалу дозволяє значно спростити конструкцію тіла пристрою і підвищити його технологічність. В цьому випадку механічна обробка зводиться в основному до контурної нарізки пружного листового матеріалу, яка може бути здійснена механічною обробкою (тиском або різанням) або фізико-хімічними методами. Ділянки зменшеної жорсткості утворені одним або декількома отворами у матеріалі заготовки, розташованими таким чином, що переріз по лінії згину заготовки характеризується значним моментом інерції відносно скручування і невеликим моментом інерції відносно згину. Оскільки конструкція пристрою не передбачає поступальних кінематичних пар, то допускається невисока точність форми, розмірів та взаємного розташування тіла контурів пружного кінематичного пристрою, що також збільшує технологічність конструкції. Для утворення різьби на тілі пристрою можливе використання різьбових втулок, наприклад різьбових заклепок. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фігурах зображено орієнтуючий пристрій на прикладі двокоординатного мікроманіпулятора з ручним приводом. Робочий орган показано в нейтральному положенні. На фіг. 1 мікроманіпулятор зображено з боку робочого органу, на фіг. 2 - з боку керуючих гвинтів та на фіг. 3 - у вертикальній проекції. Основу мікроманіпулятора складає тіло 1 (фіг. 1), виготовлене з пружного листового матеріалу. Тіло містить початкову ланку а, в якій встановлено різьбову втулку 6 (фіг. 2 та фіг. 3) під гвинт 3 вертикального переміщення, та кріпильні поверхні f, наприклад отвори. Початкова ланка а сполучена з проміжною ланкою b за допомогою пружного шарніра t. Проміжна ланка b також сполучена з кінцевою ланкою с за допомогою пружного шарніра d. 1 UA 102101 U 5 10 15 В кінцевій ланці с встановлено різьбову втулку 5 під гвинт 2 горизонтального переміщення. Кінцева ланка с також оснащена виконавчим органом 4. В проміжну ланку b впираються п'яти гвинтів 2 і 3. Для забезпечення переміщення робочого органу в двох поперечних напрямках ділянки зменшеної жорсткості формують під прямим кутом. Після створення ділянок зменшеної жорсткості листову заготовку згинають по лініям найменшого опору згинанню 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. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Орієнтуючий пристрій, що 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, який відрізняється тим, що як матеріал використано пружний листовий матеріал, а пружні шарніри утворені шляхом вилучення матеріалу заготовки у визначених місцях та подальшого пластичного деформування до отримання потрібного взаємного розташування ланок. 2 UA 102101 U 3 UA 102101 U 4 UA 102101 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 5