Вставка кріостата з автоматизованим обертом зразка

Реферат: Вставка кріостата містить кювету і кінематично зв'язаний з кюветою механізм переміщення у вигляді двох співвісних трубок, усередині котрих розташований шток, кінематично з'єднаний одним кінцем з кюветою, а другим, через зубчату передачу, з виконавчим механізмом переміщення, який являє собою електричний кроковий двигун, зв'язаний з керуючою ЕОМ по електричній та інформаційній мережах, при тому, що зубчате колесо передачі з'єднано із штоком. Зв'язок штока з кюветою виконаний у вигляді шарнірного з'єднання через важіль, а інший кінець штока додатково оснащений втулкою з коловим пазом, жорстко з'єднаною із штоком, а шток - головкою з осьовим прохідним отвором, у якому і розташований шток, при цьому зовнішня бокова поверхня головки пов'язана гвинтовою передачею із маточиною зубчатого колеса, яка, у свою чергу, оснащена гребінцем, розташованим у коловому пазу втулки, причому головка і втулка з'єднані осьовою напрямною. UA 90745 U (54) ВСТАВКА КРІОСТАТА З АВТОМАТИЗОВАНИМ ОБЕРТОМ ЗРАЗКА UA 90745 U UA 90745 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі магнітно-фізичних досліджень матеріалів і призначена для автоматичного механізованого повороту зразка в робочій камері кріостата з кутом обертання по заданій програмі. Відома вставка кріостата для оптичного дослідження зразків, у корпусі якої змонтовані мікропроектор, кювета і механізм переміщення, виконаний у вигляді кінематично зв'язаного з кюветою штока, і в якій на внутрішній поверхні корпуса жорстко закріплена рейка, а шток механізму переміщення кювети пропущений через трубку, верхній кінець якої зв'язаний з корпусом за допомогою сильфона, а на нижньому кінці закріплене зубчате колесо, що обкатується по рейці, при цьому шток і трубка, виконані з пружного матеріалу (див. а. с. СРСР № 488695, B25j 11/00). Недолік цієї вставки - низька функціональна можливість пристрою. Відома також вставка кріостата для оптичного дослідження зразків (див. а. с. СРСР № 804423, B25j 11/00), яка забезпечена механізмом обертання кювети, виконаним у вигляді другої трубки, кінематично зв'язаної з кюветою і змонтованої між штоком і першою трубкою, причому друга трубка також виконана з пружного матеріалу. Кінематичний зв'язок між другою трубкою й кюветою здійснюється у вигляді одноступеневої конічної зубчатої передачі, а кінематичний зв'язок між штоком і кюветою здійснюється за допомогою двоступеневої зубчатої передачі. Недоліком цієї вставки є неконтрольованість кута обертання навколо оптичної осі, оскільки ця операція здійснюється вручну. В багатьох оптичних вимірюваннях, зв'язаних з поляризаційними дослідженнями, необхідно не тільки знати кут положення зразка відносно оптичної осі, але й задавати такий кут його обертання, який потрібен для вимірювання, що практично не можливо реалізувати на такій вставці. Найближчим аналогом є вставка кріостата для оптичного дослідження зразків (Патент України на корисну модель № 44265, B25j 11/00), яка містить кювету і кінематично зв'язаний з кюветою механізм переміщення у вигляді двох співвісних трубок, усередині котрих розташований шток, що через редуктори з'єднаний як з кюветою, так із виконавчим механізмом переміщення, а виконавчий механізм переміщення являє собою електричний кроковий двигун, який зв'язаний з керуючою ЕОМ по електричній та інформаційній мережах. Те, що виконавчий механізм переміщення кювети вставки являє собою кроковий двигун, який зв'язаний з ЕОМ, забезпечує за допомогою вставки можливість проводити поляризаційні вимірювання матеріалів у кріостаті. Але недоліком такої вставки є те, що обертання зразка можна здійснювати тільки в одній площині, що є недостатнім для магнітно-фізичних досліджень, в яких положення зразка треба змінювати від паралельного розташування зразка відносно вектора магнітного поля до перпендикулярного і його чіткого кутового фіксування в зв'язку із суттєвою зміною магнітно-фізичних властивостей речовини відносно вектора магнітного поля. В основу корисної моделі поставлено задачу, що полягає в забезпеченні можливості автоматичного механізованого повороту зразка в робочій камері кріостата з кутом повороту по заданій програмі. Поставлена задача вирішується тим, що вставка кріостата, що містить кювету і кінематично зв'язаний з кюветою механізм переміщення у вигляді двох співвісних трубок, усередині котрих розташований шток, кінематично з'єднаний одним кінцем з кюветою, а другим, через зубчату передачу, з виконавчим механізмом переміщення, який являє собою електричний кроковий двигун, зв'язаний з керуючою ЕОМ по електричній та інформаційній мережах, при тому, що зубчате колесо передачі з'єднано із штоком, зв'язок штока з кюветою виконаний у вигляді шарнірного з'єднання через важіль, а інший кінець штока додатково оснащений втулкою з коловим пазом, жорстко з'єднаною із штоком, а шток додатково оснащений головкою з осьовим прохідним отвором, в якому і розташований шток, при цьому зовнішня бокова поверхня головки зв'язана гвинтовою передачею із маточиною зубчатого колеса, яка, у свою чергу, оснащена гребінцем, розташованим у коловому пазу втулки, причому головка і втулка з'єднані осьовою напрямною, а трубка вставки кріостата з кюветою виконана з високотеплопровідного матеріалу. Те, що зв'язок штока з кюветою виконаний у вигляді шарнірного з'єднання через важіль, а інший кінець штока додатково оснащений втулкою з коловим пазом, жорстко з'єднаною із штоком, при тому шток додатково оснащений головкою з осьовим прохідним отвором, в якому і розташований шток, а зовнішня бокова поверхня головки зв'язана гвинтовою передачею із маточиною зубчатого колеса, яка, у свою чергу, оснащена гребінцем, розташованим у коловому пазу втулки, причому головка і втулка з'єднані осьовою напрямною, дає можливість проводити магнітно-кутові вимірювання фізичних властивостей матеріалів у кріостаті. Суть корисної моделі зображено схематично: на фіг. 1 - функціональна схема системи для керування кроковим двигуном вставки; на фіг. 2 - вертикальний переріз вставки; на фіг. 3 розріз верхньої частини вставки; на фіг. 4 - розріз нижньої частини вставки. 1 UA 90745 U 5 10 15 20 25 30 35 Система для керування положенням кювети із зразком (див. фіг. 1) складається із вставки кріостата 1 із кроковим двигуном 2, персональної електронно-обчислювальної машини (далі ПЕОМ) 3, яка керує кроковим двигуном 2 по заданій програмі через контролер керування 4, та джерела живлення 5. Вставка кріостата (див. фіг. 2) містить механізм нахилу кювети 6 із зразком 7 відносно осі 8 на 90° (див. фіг. 4). Механізм нахилу кювети має привід від крокового двигуна 2. Механізм нахилу кювети складається із центральної трубки 9, усередині якої розташований шток 10, жорстко з'єднаний з втулкою 11 з можливістю осьового переміщення по напрямній 12, яка з'єднана з гвинтовою головкою 13, жорстко зв'язаною з трубкою 9. На втулці 11 встановлене зубчате колесо 14 за допомогою гребінця 15 маточини колеса 16 та кільця 17 втулки, яке утворює кільцевий паз 18 втулки. Маточина 16 зубчатого колеса 14 одночасно знаходиться в гвинтовому з'єднанні з головкою 13. Зубчате колесо 14 знаходиться в зчепленні з шестірнею 19, що жорстко закріплена на валу крокового двигуна 2, встановленого на платформі 20, змонтованій на гвинтовій головці 13 (див. фіг. 3). Нижній кінець трубки 9 з'єднаний з хвостовиком 21, жорстко зв'язаним з трубками 22 та 23, усередині яких розташований шток 10, нижній кінець якого з'єднаний шарнірним важелем 24 з кюветою 6, яка з'єднана з віссю 8, встановленою в трубці 22 (див. фіг. 4). Трубка 22 виконана мідною з метою зменшення градієнта температури по висоті в зоні проведення фізично-магнітних досліджень зразків. Вставка працює у такий спосіб. Зразок 7 закріплюється в кюветі 6. Кроковий двигун 2 через шестірню 19 обертає зубчате колесо 14, яке за рахунок гвинтового з'єднання з головкою 13 одержує одночасно осьове переміщення. Втулка 11 разом із штоком 10 переміщується по напрямній 12 синхронно з зубчатим колесом 14 за рахунок зв'язку гребінця 15 маточини колеса 16 із кільцевим пазом 18 втулки. Осьове переміщення штока 10 через шарнірний важіль 24 перетворюється в обертальний рух кювети 6 разом із зразком 7 відносно осі 8. Кут оберту зразка 7 залежить від кількості кроків при обертанні двигуна 2, що задаються ПЕОМ 3 через контролер керування 4, передаточного числа зубчатого зчеплення та від кроку гвинтового з'єднання. Таким чином забезпечується можливість задавати кут нахилу зразка відносно вектора магнітного поля з точністю до одного кроку двигуна. Джерела інформації:. 1. Ермаков В.М., Подолич В.Б., Медведев В.С. Вставка криостата для оптического исследования образцов, а.с. СССР № 488695 МКИ B25j 11/00 от 03.01.1974, опубл. Бюл. изобретений СССР № 39 от 25.10.1975. 2. Ермаков В.М., Подолич В.Б., Медведев В.С. Вставка криостата для оптического исследования образцов, а.с. СССР № 804423 МКИ B25j 11/00 от 23.02.1979, опубл. Бюл. изобретений СССР № 6 от 18.02.1981. 3. Жарков І.П., Жирко Ю.І., Комаров А.В., Маслов В.О., Сафронов В.В., Патент України № 44265 на корисну модель "Вставка кріостата", МПК B25J 11/00, опубл. Бюл. Промислова власність, № 18. 25.09.2009. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 1. Вставка кріостата, що містить кювету і кінематично зв'язаний з кюветою механізм переміщення у вигляді двох співвісних трубок, усередині котрих розташований шток, кінематично з'єднаний одним кінцем з кюветою, а другим, через зубчату передачу, з виконавчим механізмом переміщення, який являє собою електричний кроковий двигун, зв'язаний з керуючою ЕОМ по електричній та інформаційній мережах, при тому, що зубчате колесо передачі з'єднано із штоком, яка відрізняється тим, що зв'язок штока з кюветою виконаний у вигляді шарнірного з'єднання через важіль, а інший кінець штока додатково оснащений втулкою з коловим пазом, жорстко з'єднаною із штоком, а шток - головкою з осьовим прохідним отвором, у якому і розташований шток, при цьому зовнішня бокова поверхня головки пов'язана гвинтовою передачею із маточиною зубчатого колеса, яка, у свою чергу, оснащена гребінцем, розташованим у коловому пазу втулки, причому головка і втулка з'єднані осьовою напрямною. 2. Вставка кріостата за п. 1, яка відрізняється тим, що трубка вставки кріостата з кюветою виконана з високотеплопровідного матеріалу. 2 UA 90745 U 3 UA 90745 U 4 UA 90745 U 5 UA 90745 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6