Платформа устройства прецизионного перемещения

Полезная модель относится к измерительной технике, предназначено для линейных подвижек и может быть использовано для перемещения небольших и оптически прозрачных компонентов.
Из уровня техники известен двухкоординатный микропозиционер содержащий основание, на котором закреплен первый привод по первой координате, сопряженный посредством первого рычага и первого гибкого поводка с первой подвижной кареткой, при этом первый рычаг установлен на основании с использованием первого гибкого шарнира, а первая подвижная каретка установлена на основании посредством первых гибких направляющих. На первой подвижной каретке расположена вторая подвижная каретка посредством вторых гибких направляющих. Имеется второй привод по второй координате со вторым рычагом, имеющим второй гибкий шарнир, и второй гибкий поводок. Второй привод закреплен на основании и сопряжен вторым рычагом посредством второго гибкого поводка со второй подвижной кареткой. Второй рычаг установлен на основании с использованием второго гибкого шарнира. Между основанием и первым и вторым гибкими шарнирами введены вставки с температурным коэффициентом расширения, отличающимся от температурных коэффициентов основания, первой и второй подвижных кареток, первого и второго рычагов, первых и вторых гибких направляющих и приводов. К первому и второму приводам по первой и второй координатам могут быть присоединены первый и второй тензодатчики измерения положения (RU 2306621 С1 20.09.2007).
Известно также устройство прецизионного перемещения, содержащее направляющую, выполненную из монокристаллического материала, каретку, сопряженную с ней, а также привод, установленный на направляющей и сопряженный с кареткой. В устройство введен базовый элемент, на котором закреплены направляющая и привод, а каретка содержит первый фрагмент и второй фрагмент, расположенные под углом друг к другу (RU 2537363 С2 10.01.2015).
Наиболее близким аналогом является устройство снабжено основанием, образующим с установленной на нем кареткой и с размещенным на каретке подвижным звеном двухкоординатный горизонтальный стол, приводами линейных перемещений каретки и подвижного звена. Механизм совмещения и позиционирования включает подвижную нижнюю раму, связанную посредством упругих шарниров с платформой, подвижную верхнюю раму, связанную с тремя приводами ее линейных перемещений по вертикали и предметным столиком. Приводы линейных перемещений по горизонтали механизма совмещения и позиционирования установлены на подвижном звене и связаны с нижней подвижной рамой и платформой. Приводы линейных перемещений по вертикали подвижной верхней рамы установлены на платформе, а предметный столик связан с приводами линейных перемещений по горизонтали, установленными с возможностью обеспечения его вращения относительно вертикальной оси. Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей за счет перемещений выходного звена по шести степеням свободы (RU 2160884 С1 20.12.2000).
Техническая проблема заключается в упрощении конструкции.
Техническим результатом является упрощение возможности конструктивного соединения платформы с аналогичными платформами.
Указанный технический результат достигается в платформе устройства прецизионного перемещения, установленной на подложке электрического привода и приводимой им в движение. На горизонтальных и боковой поверхности выполнены продолговатые элементы прямоугольного сечения образующие выступы и углубления, а на второй боковой поверхности выполнены отверстия для обеспечения возможности соединения с аналогичными платформами путем совмещения выступов одной платформы с углублениями, выполненными на другой платформе и фиксации их посредством соединительных элементов.
Заявленная полезная модель поясняется с использованием чертежей, где:
Фиг. 1 - заявленное устройство (соединение из трех линейных подвижек), где:
1 - Поверхность А, устройство 1
2 - Поверхность Б, устройство 1
3 - «Пазы» на поверхностях «А» и «В»
4 - Поверхность В, устройство 3
5 - Поверхность Б, устройство 3
6 - «Шипы» на поверхностях «Б»
7 - Поверхность А, устройство 2
Фиг. 2 - схема устройства (вид изнутри), где
1 - Элемент, «гасящий» колебания
2 - Гайка, соединенная с мембранной муфтой
3 - Вал двигателя
4 - Двигатель
Одно устройство прецизионного перемещения, содержащее одну платформу, осуществляет перемещение (перемещается) по одной координате (линейная подвижка - подвижка вдоль линии).
Поскольку подвижные платформы устройств не являются плоскими, т.к. обладают рельефом (выступы углубления) допускающим сочленение платформ двух (или более) устройств, которое обеспечивает их ортогональность.
Каждая платформа обладает тремя конструктивными поверхностями, которые могут участвовать в объединении с другими аналогичными платформами (условно, типов А (верх), Б (низ) и В (торец)). На фиг. 1 для иллюстрации обозначены поверхности А (1,7), Б (2,5), и В (4) трех платформ. Плоскости А и Б - параллельны друг другу, а плоскость В -перпендикулярна им. Можно видеть, что поверхности «Б» платформ отличаются от А и В наличием шипов (6) - выступающих над поверхностью продолговатых элементов прямоугольного сечения, в то время, как на поверхностях А и В присутствуют пазы (3) также продолговатые элементы, являющиеся углублениями на поверхностях. В рамках одного устройства прецизионного перемещения пазы и шипы поверхностей А и Б соответственно, ортогональны друг другу. При этом, ширина шипов поверхности Б (6) немного меньше, чем ширина пазов на поверхностях А и В (3), что позволяет совмещать пазы одной платформы и выступы другой, обеспечивая плотное соединение и ортогональность осей совмещаемых платформ. Также в поверхностях присутствуют отверстия, через которые, при помощи винтов, обеспечивается фиксация конструкции, из соединенных устройств. Никакие другие детали для организации сборок, обеспечивающих возможность перемещения по 2-3 осям, не требуются.
Принцип работы устройства прецизионного перемещения (фиг. 2) построен на использовании шагового двигателя (4), работа которого приводит в движение вал (3) и, как следствие, перемещение вдоль вала гайки, вращение которой конструктивно ограничено. Поскольку гайка перемещается вдоль вала (3) и жестко связана с платформами, то последние двигаются вместе с гайкой. Мембранная муфта, показанная на фиг. 2, объединена с гайкой (2) и предназначена для снижения биений вала, т.е. мембранная муфта является элементом, «гасящим» колебания. Негативные колебания, которые характерны для таких систем гайка-винт, это биения винта во время движения, которые передаются в биения платформы. В том числе, речь о колебаниях в вертикальной плоскости при горизонтальном перемещении. В предложенной конструкции гайка конструктивно выполнена совместно с мембранной муфтой, а второй конец муфты неподвижно прикреплен к движимой платформе.