FI115572B - Ohjausjärjestely mikromanipulaattorin yhteydessä - Google Patents

Ohjausjärjestely mikromanipulaattorin yhteydessä Download PDF

Info

Publication number
FI115572B
FI115572B FI20021613A FI20021613A FI115572B FI 115572 B FI115572 B FI 115572B FI 20021613 A FI20021613 A FI 20021613A FI 20021613 A FI20021613 A FI 20021613A FI 115572 B FI115572 B FI 115572B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
micromanipulator
piezoelectric
control device
axial direction
motor
Prior art date
Application number
FI20021613A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20021613A (fi
FI20021613A0 (fi
Inventor
Pasi Kallio
Marek Novotny
Original Assignee
Chip Man Technologies Ltd Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chip Man Technologies Ltd Oy filed Critical Chip Man Technologies Ltd Oy
Publication of FI20021613A0 publication Critical patent/FI20021613A0/fi
Priority to FI20021613A priority Critical patent/FI115572B/fi
Priority to JP2003550949A priority patent/JP2005511333A/ja
Priority to DE60229980T priority patent/DE60229980D1/de
Priority to US10/497,857 priority patent/US7141914B2/en
Priority to EP02781360A priority patent/EP1455990B1/en
Priority to PCT/FI2002/000964 priority patent/WO2003049908A1/en
Priority to AT02781360T priority patent/ATE414593T1/de
Priority to AU2002349073A priority patent/AU2002349073A1/en
Priority to CA002469041A priority patent/CA2469041A1/en
Publication of FI20021613A publication Critical patent/FI20021613A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI115572B publication Critical patent/FI115572B/fi

Links

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

115572
Ohjausjärjestely mikromanipulaattorin yhteydessä
Keksinnön kohteena on ohjausjärjestely mikromanipu-5 laattorin yhteydessä, joka mikromanipulaattori on tarkoitettu siihen yhdistetyn operointivälineen ase-mointia/paikannusta varten, mikä tapahtuu ohjaamalla sen liikettä mikromanipulaattorissa olevien sähköisten toimilaitteiden välityksellä yksi- tai useampiakseli-10 sessa koordinaatistossa, kuten x-, y- ja/tai z-akselin suunnassa. Erityisesti mikromanipulaattorin oleellisesti pitkänomaisen rakenteen mahdollistamiseksi yksi tai useampi operointivälineen asemointia tai paikannusta mahdollistava toimilaite, sen ainakin yhden 15 halutun liikesuunnan toteuttamiseksi, on järjestetty pietsosähköisellä toimilaitteella, kuten yhdellä tai I useammalla pietsosähköisellä taipujalla (Piezoelectric I Bender) ja/tai pietsosähköisellä pinotoimilaitteella (Piezoelectric Stack Actuator).
20
Edellä esitetyn tyyppisiä mikromanipulaattoreita käytetään tänä päivänä tyypillisesti esimerkiksi mikro-: skooppikäytössä, jolloin mikromanipulaattoriin kytke- tyn operointivälineen haluttu toimintaulottuvuus on 25 tyypillisesti välillä 0,5 pm - 10 mm. Tänä päivänä ·;·: käytetyt ratkaisut perustuvat mikromanipulaattorin ·/·/ kaikkien haluttujen liikesuuntien osalta pääosin hyd- .· ·. raulisesti tai sähkömoottorein toteutettuihin ratkai suihin. Eräs tämäntyyppinen ratkaisu on löydettävissä 30 esim. japanilaisesta patenttijulkaisusta 832 3656, missä yhteydessä sovelletuissa sähkömoottoreissa on niiden tuottama suoraviivainen liike välitetty rootto-rin pyörimisliikkeestä riittävän taajanousuista hammaspyörä-hammastanko -järjestelyä käyttämällä.
35 Toisaalta tekniikan tasosta on löydettävissä myös ratkaisuja, joissa hyödynnetään pietsosähköisiä, ult-raäänitaajuudella toimivia moottoreita, jotka tuotta- 2 115572 vat värähtelyaaltoa pietsosähköistä materiaalia sähköisesti aktivoitaessa.
Em. JP 8323656 patenttijulkaisussa kuvatun tyyppisten, 5 periaatteessa sangen tavanomaiseen tekniikkaan perus tuvien ratkaisujen haitta on siinä, että niistä ei ole mahdollista muodostaa usean laitteen käytön kannalta riittävän pienikokoisia kokonaisuuksia. Toisaalta jälkimmäisenä mainitun tyyppisten pietsosähköisten 10 ultraäänitaajuudella toimivien sähkömoottorien haitta na on tänä päivänä erityisesti niiden tuottaman liikkeen hallinta riittävän tarkasti, minkä vuoksi nykyisellään erityisen tarkoissa toimenpiteissä ei ole mahdollista vielä hyödyntää kyseisen tyyppisiä ratkai-15 suja riittävän luotettavasti erityisesti kuormanmuu- | tostilanteissa.
Nykyisen mikromanipulaattoritekniikan sangen kehittymättömän tason vuoksi onkin tilanne tänä päivänä se, 20 että erityisesti esim. mikroskooppikäytössä on mahdol lista käyttää operoinnissa samanaikaisesti yleensä korkeintaan kahta mikromanipulaattoria, jotka on si-jV joitettu vastakkaisille puolille operointikohtaa.
·;· : Tästä syystä operoitaessa erilaisilla injektoitavilla : 25 väliaineilla tai käytettäessä mikromanipulaattorissa eri työvaiheissa erilaisia operointivälineitä, kuten .·. : pipettejä tai neuloja, on toimenpiteen vaihtuessa aina • ·, purettava laitekantaa tarvittaessa sitä lisäksi puh distamalla, ennen kuin uusi kulloiseenkin toimenpitee-30 seen seuraavaksi tarvittava väliaine tai operointivä- line on asennettavissa paikalleen. Näin ollen mikro-manipulaattorien käyttöön perustuva operointi on tänä päivänä sangen työlästä ja tarpeettoman tehotonta, koska työskentelyssä ei ole mahdollista tilaongelman 35 takia hyödyntää riittävää määrää samanaikaisesti käy tettäviä mikromanipulaattoreita.
3 115572
Toisaalta suomalaisessa patenttihakemuksessa 20012410, "Mikromanipulaattori", on esitetty edellä mainittuun tekniikan tasoon verrattuna merkittävästi kehitelty ratkaisu, jossa erityisesti mikromanipulaattorin 5 oleellisesti pitkänomaisen rakenteen mahdollistamisek si yksi tai useampi operointivälineen asemoin-tia/paikannusta mahdollistava toimilaite, sen ainakin yhden halutun liikesuunnan toteuttamiseksi, on järjestetty pietsosähköisellä taipujalla. Kuvissa 1 ja 2 on j 10 esitetty edullisina esimerkkeinä kaksi tällaista vaih- ! toehdoista mikromanipulaattorikonstruktiota.
Edellä mainitun ratkaisun mahdollistaman pitkänomaisen rakenteen ansiosta on ensinnäkin mahdollista sijoittaa I 15 riittävä määrä mikromanipulaattoreita esim. mikro- i skooppityöskentelyssä käytettäväksi siten, että kaikki kyseessä olevassa prosessissa tarvittavat väliaineet ja operointivälineet ovat ennalta valmiiksi paikalleen asennettuina kussakin radiaalisuunnassa operointikoh-20 teeseen valmiiksi kohdistetussa mikromanipulaattoris- sa. Eräs keskeinen merkitys on myös siinä, että kysei-! sen tyyppisen mikromanipulaattorin yhteydessä ei edel- • V lytetä välttämättä yhtä suurta määrää tarkkaa mikrome- v: kaniikkaa erilaisissa sähkömoottorirakenteissa kuin :25 nykyisissä ratkaisuissa, koska suurin osa mikromanipu- • laattorilla tuotetuista liikkeistä on mahdollista : tuottaa pietsosähköisiä materiaaleja hyödyntämällä, ,· ·. jolloin niiden tuottamaa taipumaa tai venymää on mah dollista seurata sinänsä olemassa olevaa tekniikkaa 30 soveltamalla erityisesti mikromanipulaattorin jatkuvan feedback-ohjauksen mahdollistavalla tavalla.
*· ‘ Tässä yhteydessä on kuitenkin nähty edelleen tarvetta ·... olevan kehittää erityisesti kyseisen tyyppisellä mik- 35 romanipulaattori 11a tuotetun aksiaalisuuntaisen liik- keen tarkkuutta, mikä ei ole sinällään toteutettavissa kyseisen tyyppisen mikromanipulaattorin ohjauksessa 4 115572 tyydyttävästi pelkästään tavanomaista liikkeenohjaus-mekaniikkaa ja -automatiikkaa käyttämällä.
Nyt esillä olevan keksinnön mukaisen ohjausjärjestelyn 5 tarkoituksena on saada aikaan ratkaiseva parannus erityisesti edellä esitettyyn ongelmaan ja siten kohottaa oleellisesti alalla vaikuttavaa tekniikan tasoa. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle ohjausjärjestelylle mikromanipulaattorin 10 yhteydessä on pääasiassa tunnusomaista se, että eri tyisesti mikromanipulaattorilla tuotetun aksiaalisuun-taisen liikkeen stabiloimiseksi tarkoitettuun ohjaus-järjestelyyn kuuluu oleellisesti aksiaalisuuntaan järjestetty vierintälaakeroitu luistijärjestely.
15
Keksinnön mukaisen ohjausjärjestelyn tärkeimpinä etuina mainittakoon erityisesti sen mahdollistama parannus mikromanipulaattorin liiketarkkuudessa sekä sen toimintaperiaatteen ja sen mahdollistamien mikromanipu-20 laattorikonstruktioiden yksinkertaisuus, mikä on puo lestaan erityisesti keksinnössä hyödynnettyjen piet-sosähköisten toimilaitteiden ansiota. Keksinnön mukai-, nen vierintälaakeroitu luistijärjestely, kuten esim.
kuula- tai rullalaakeroitu aksiaalilaakeri mahdollis-: : · 25 taa edelleen mikromanipulaattorin edullisesti pit- ·;·: känomaisen rakenteen, jossa erityisesti sen pituus- suuntainen liike on hallittavissa merkittävästi kaik-.· · kia olemassa olevia aikaisempia ratkaisuja paremmin.
Erityisesti verrattaessa tavanomaisin ohjausjärjeste-30 lyin ja esim. pietsosähköisillä taipujilla toteutettua mikromanipulaattoria keksinnön mukaisella ohjausjärjestelyllä varustettuun vastaavaan, on esim. kuvissa ‘ 7a ja 7b esitettyjen taulukkojen pohjalta selvästi nähtävissä, että aksiaalisuuntaisen liikkeen tarkkuus 35 on keksinnön ansiosta parantunut moninkertaisesti.
Alkuperäisen konstruktion mukaisessa mikromanipulaat-torissa on maksimi liiketarkkuusvaihtelu maksimissaan ·· noin 60 pm, kun se nyt esillä olevan keksinnön ansios- 5 115572 ta on mahdollista saada supistettua maksimissaan noin 5 pm:iin. Keksinnön mukaisella ohjausjärjestelyllä on näin ollen mahdollisuus toteuttaa entistäkin tarkempi mikromanipulaattorin asemointi, millä on keskeinen 5 merkitys erityisesti tarkkaa operointia edellyttävissä toimenpiteissä.
Keksinnön mukaisen ohjausjärjestelyn edullisia sovellutuksia on esitetty siihen kohdistuvissa epäitsenäi-10 sissä patenttivaatimuksissa.
Seuraavassa selityksessä keksintöä havainnollistetaan yksityiskohtaisesti samalla oheisiin piirustuksiin viittaamalla, joissa ! 15 ! kuvassa 1 on esitetty erään, erityisesti suomalaisen patenttihakemuksen numero 20012410 mukaisen, pietsosähköisiin toimilaitteisiin perustuvan 20 mikromanipulaattorin yleisperiaatetta, kuvassa 2 ; on esitetty edelleen erästä, kuvassa 1 esi tettyyn nähden vaihtoehtoista mikromanipu-: · 25 laattoria perspektiivikuvantona, : kuvassa 3 on esitetty räjäytyskuvantona erästä edullista osakokoonpanoa, keksinnön mukaisella 30 ohjausjärjestelyllä varustetusta mikro- manipulaattorista, ‘ kuvissa 4a ja 4b on esitetty erästä edullista keksinnön mu- 35 kaisella ohjausjärjestelyllä varustettua mikromanipulaattoria aksiaalisuuntaisissa ääriasennoissaan, 6 115572 kuvissa 5a ja 5b on esitetty keksinnön mukaiseen ohjausjärjestelyyn kuuluvan vierintälaakeroidun luistijärjestelyn kaksi erilaista toteutus-5 vaihtoehtoa, kuvassa 6 on esitetty keksinnön mukaiseen ohjausjärjestelyyn soveltuvan, rullalaakeroidulla 10 luistilla varustetun aksiaalilaakerin (Cros sed Roller Bearing) yleistä toimintaperiaatetta ja kuvissa 7a ja 7b 15 on esitetty ilman keksinnön mukaista ohjaus- järjestelyä varustetun mikromanipulaattorin aksiaalisuuntaista liiketarkkuutta (kuva 7a) ja toisaalta keksinnön mukaisella ohjausjärjestelyllä varustetun mikromanipulaattorin 20 aksiaalisuuntaista liiketarkkuutta (kuva 7b) .
Keksinnön kohteena on ohjausjärjestely mikro-manipulaattorin yhteydessä, joka mikromanipulaattori on ; 25 tarkoitettu siihen yhdistetyn operointivälineen 1 asemointia/paikannusta varten, mikä tapahtuu ohjaamal-: la sen liikettä mikromanipulaattorissa olevien säh köisten toimilaitteiden 2 välityksellä yksi- tai useampiakselisessa koordinaatiostossa, kuten x-, y-30 ja/tai z-akselin suunnassa. Erityisesti mikromanipu laattorin oleellisesti pitkänomaisen rakenteen mahdollistamiseksi yksi tai useampi operointivälineen 1 '· ’ asemointia tai paikannusta mahdollistava toimilaite 2; 2' , sen ainakin yhden halutun liikesuunnan toteuttami-35 seksi, on järjestetty esim. kuvissa 1 ja 2 esitetyllä, sinänsä suomalaisesta patenttihakemuksesta 20012410 tunnetulla periaatteella yhdellä tai useammalla piet-sosähköisellä toimilaitteella, kuten pietsosähköisellä 7 115572 taipujalla 2'a (Piezoelectric Bender) ja/tai piet-sosähköisellä pinotoimilaitteella 2'b (Piezoelectric Stack Actuator). Erityisesti mikromanipulaattorilla tuotetun aksiaalisuuntaisen x liikkeen stabiloimiseksi 5 tarkoitettuun ohjausjärjestelyyn kuuluu oleellisesti aksiaalisuuntaan järjestetty vierintälaakeroitu luis-tijärjestely L.
Edullisena keksinnön sovellutuksena on mikromanipu-10 laattorin aksiaalisuuntaisen liikkeen x tuottava, kuten esim. kuvassa 3 esitetyn mukaisesti siihen kytketyn pietsosähköisen taipujan 2'a kanssa samalla pituusakselilla x oleva toimilaite järjestetty sähkö-moottorilla 2'b, josta välitetty aksiaalisuuntainen 15 liike on järjestetty hienosäädettäväksi pietsosähköi- sellä pinotoimilaitteella 2'c (Piezoelectric Stack Actuator). Sähkömoottorin 2'b aksiaalisuuntaisen x karan pään 2' bp ja pinotoimilaitteen 2'c väliin on järjestetty ainakin kohdistuselin K, kuten kuula tai 20 vastaava, kyseisten osien välissä vaikuttavan voiman kohdistamiseksi hallitusti pistekosketusperiaatteella. Erityisesti kuvassa 3 esitetyssä sovellutuksessa on moottorin karan pään yhteyteen järjestetty välirunko VR, mikä muuntaa aksiaalimoottorin karan pyörimisliik-; 25 keen aksiaalisuuntaiseksi liikkeeksi. Tällaisessa ratkaisussa edellä mainittu kuula K on sijoitettu . siinä olevaan vastinpintaan siten, että se välittää pistekosketuksen pinotoimilaitteelle 2'c edelleen edullisena sovellutuksena silikonilevyn SL välityksel-30 lä.
Edelleen kuvassa 3 viitenumeroilla SH merkityt osat on tarkoitettu erityisesti jousen S kiinnitystä varten. Edelleen viitenumeroilla MH merkityt komponentit ovat 35 sähkömoottorin 2'b pitimiä, jotka kiinnitetään toi siinsa ruuvilukitusti. Viitenumerolla SP merkitty osa on puolestaan silikonilevy, minkä tarkoituksena on vähentää välirungon VR liikekitkaa. Viitekirjaimella 8 115572 R on merkitty mikromanipulaattorin pohjalevyä ja vii-tekirjäimillä BH siihen kiinteästi kiinnitettyä tukirunkoa, jonka avulla sähkömoottorin karan radiaalilaa-keri BB on tuettu paikalleen. Osat TRI ja TR2 ovat 5 puolestaan esimerkiksi kuvissa 4a ja 4b esitetyn tyyp pisessä ratkaisussa käytetyn pietsosähköisen taipujan 2'a kiinnitystä varten tarkoitetut asennuslevyt.
Keksinnön mukaisen ohjausjärjestelyn edullisena sovel-10 lutuksena siihen kuuluu edelleen mekaaniset joustoeli- met s, kuten yksi tai useampi jousi-, joustopolymee-ri-, silikonivaimennin ja/tai vastaava erityisesti hitausvoimien, kitkan, välyksien ja/tai vastaavien vaikutusten eliminoimiseksi. Kuvissa 4a ja 4b esitetyn 15 tyyppisessä ratkaisussa on hyödynnetty kuvassa 3 esi tetystä jousiratkaisusta poiketen joustopolymeerivai-menninta, minkä sijoitusta ei kuvista 4a ja 4b kuitenkaan selvästi näy. Kuvien 4a ja 4b mukainen konstruktio poikkeaa myös joiltakin muilta osin kuvassa 3 20 esitetystä sovellutuksesta, jolloin siinä on mm. hyö dynnetty seurantaelimiä 3 aksiaaliliikkeen x tai sähkömoottorin karan kiertymän seuraamiseksi esimerkiksi j siirtymä- tai kiertymäanturin, kuten LVDT-, PSD-, * optosähköisen lineaarisen tai kiertymä (rotary) encor- 25 derin, Hall-anturin ja/tai vastaavan toimesta.
Erityisen edullisena sovellutuksena on vierintälaake-roitu luistijärjestely L toteutettu kuulalaakeroidulla luistilla varustetulla aksiaalilaakerilla LI (Ball 30 Bearing Slide), mitä on esimerkinomaisesti kuvattu kuvassa 5a. Toisaalta vierintälaakeroitu luistijärjes-tely L on toteutettavissa esim. myös kuvassa 5b esitetyn mukaisella rullalaakeroidulla luistilla varustetulla aksiaalilaakerilla L2 (Crossed Roller Bearing).
35 ‘ Erityisen edullisena sovellutuksena on mikromanipu- laattoriin kuuluva sähkömoottori 2'b askel- tai puls-simoottori, jolloin mahdollistetaan erityisesti kuvan 9 115572 3 mukainen yksinkertaistettu mikromanipulaattorikon-struktio, jossa ei tarvita ns. feedback-asema-antu-rointia.
5 Keksinnön mukaisen ohjausjärjestelyn yhteydessä on mahdollista käyttää vaihtoehtoisesti mikromanipulaat-torin moottorina myöskin esim. pietsosähköisillä elementeillä toteutettua moottoria (Piezoelectric Motor) tai sitten edelleen vaihtoehtoisesti esimerkiksi mag-10 neettisesta muistimateriaalista valmistettua moottoria (Magnetic Shape Memory Material). Edellä kuvatun tyyppisiä moottoreita ei oheisissa piirustuksissa ole kuvattu.
15 Erityisesti suomalaisessa patenttihakemuksessa 20012410 esitetyn mukaisesti, on myös kukin mikro-manipulaattoriin kuuluva pietsosähköinen taipuja 2'a varustettavissa esimerkiksi kuvassa 2 esitetyllä periaatteella seurantaelimillä 3, kuten venymäanturein 3a 20 tai vastaavin, erityisesti palautetiedon saamiseksi ko. taipujan liikkeestä. Toisaalta tämä palaute mahdollistaa myös mikromanipulaattorin jatkotoimisen feedback-ohjauksen, minkä ansiosta on mahdollista eliminoida pietsosähköisen materiaalin sähköisten 25 ominaisuuksien (mm. hystereesis-ilmiö) muuttumista ajan funktiona.
Erityisesti kuvassa 2 esitetyn mukaisessa ratkaisussa on sähkömoottorin 2'b tuottamaa aksiaalisuuntaista 30 liikettä seuraavat seurantaelimet 3; 3b sijoitettu oleellisesti samalle pituusakselille x ja operointivä-linettä 1 vastakkaiselle puolelle sähkömoottoria 2'b.
’ Sähkömoottorin 2'b karalaippaan 2'bl on kytketty ope- rontivälinettä 1 vastakkaiselle puolelle moottorirun-35 gon 2'b2 läpi kulkeva liukujohdejärjestely 2'b3 aksi- aalisuuntaisen seurantaelimen 3; 3b anturiapurunkoa 3bl varten. Erityisesti kuvissa 3 ja 4a, 4b esitetyn *·· mukaisia, keksinnön mukaisella ohjaus järjestelyllä 10 115572 varustettuja mikromanipulaattoreita kuvassa 2 esitettyyn ratkaisuun verrattaessa, on nähtävissä, että keksintö mahdollistaa äärimmäisen yksinkertaisesti toteutetun mikromanipulaattorin aksiaalisuuntaisen 5 liikkeen stabiloinnin, mikä on toteutettu mikromanipu laattorin runkoon kiinteästi kuuluvien runko-osien ja siihen kuuluvien liikkuvien komponenttien keskinäisellä vierintälaakeroidulla luistijärjestelyllä.
10 On selvää, että keksintö ei rajoitu edellä esitettyi hin tai selitettyihin sovellutuksiin, vaan sitä voidaan keksinnön perusajatuksen puitteissa muunnella kulloistenkin tarpeiden ja käyttösovellutusten mukaisesti. Ensinnäkin on luonnollisesti selvää, että mik-15 romanipulaattoriin kytkettävä operointiväline voi esitetystä injektioneulasta poiketen olla esim. mikä tahansa ko. operointiin soveltuva mekaaninen toimilaite, kuten tarrain tai vastaava, joka on kiinnitetty soveltuvin järjestelyin esim. pietsosähköisen 20 pinotoimilaitteen tai taipujan päähän. Osassa esite tyistä sovellutuksista kaikki osien väliset kytkennät on järjestetty niiden väleissä olevin apurungoin, mutta tässä yhteydessä on luonnollisesti mahdollista hyödyntää myös osittain purettavissa olevia kiinnitys-25 järjestelyjä siten, että esim. pietsosähköinen pino- toimilaite tai pietsosähköiset taipujat ovat vaihdettavissa. Luonnollisesti on selvää, että esim. kulloinkin käytettävän operointivälineen yhteydessä käytettävä prosessiväliaine on mahdollista johtaa sinänsä 30 tunnetuin tekniikoin sen yhteyteen, joten tähän osioon ei tässä hakemuksessa sinänsä epäoleellisena seikkana ole puututtu.
I ·

Claims (8)

115572
1. Ohjausjärjestely mikromanipulaattorin yh teydessä, joka mikromanipulaattori on tarkoitettu 5 siihen yhdistetyn operointivälineen (1) asemoin- tia/paikannusta varten ohjaamalla sen liikettä mikro-manipulaattorissa olevien sähköisten toimilaitteiden (2) välityksellä yksi- tai useampiakselisessa koor-dinaatiostossa, kuten x-, y- ja/tai z-akselin suunnas-10 sa, jolloin erityisesti mikromanipulaattorin oleelli sesti pitkänomaisen rakenteen mahdollistamiseksi yksi tai useampi operointivälineen (1) asemointia tai paikannusta mahdollistava toimilaite (2; 2'), sen ainakin yhden halutun liikesuunnan toteuttamiseksi, on järjes-15 tetty pietsosähköisellä toimilaitteella, kuten piet- sosähköisellä taipujalla (2’a) (Piezoelectric Bender) ja/tai pietsosähköisellä pinotoimilaitteella (2'b) (Piezoelectric Stack Actuator), tunnettu siitä, että erityisesti mikromanipulaattorilla tuotetun aksiaa-20 lisuuntaisen (x) liikkeen stabiloimiseksi tarkoitet tuun ohjausjärjestelyyn kuuluu oleellisesti aksiaa-lisuuntaan (x) järjestetty vierintälaakeroitu luisti-: järjestely (L). i 25 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausjärjes- | tely mikromanipulaattorin yhteydessä, jolloin mikro- : manipulaattorin aksiaalisen liikesuunnan (x) tuottava, kuten siihen kytketyn pietsosähköisen taipujan (2’a) kanssa samalla pituusakselilla (x) oleva toimilaite on 30 järjestetty sähkömoottorilla (2’b), josta välitetty aksiaalisuuntainen liike on järjestetty hienosäädettä-väksi pietsosähköisellä pinotoimilaitteella (2'c) * (Piezoelectric Stack Actuator) , tunnettu siitä, että • sähkömoottorin (2'b) aksiaalisuuntaisen (x) karan pään 35 (2'bp) ja pinotoimilaitteen (2'c) väliin on järjestet ty ainakin kohdistuselin (K), kuten kuula tai vastaava, kyseisten osien välissä vaikuttavan voiman kohdistamiseksi hallitusti pistekosketusperiaatteella. 115572
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ohjaus-järjestely, tunnettu siitä, että siihen kuuluu mekaaniset joustoelimet (s) , kuten yksi tai useampi jousi-, joustopolymeeri-, silikonivaimennin ja/tai 5 vastaava erityisesti hitausvoimien, kitkan, välyksien ja/tai vastaavien vaikutusten eliminoimiseksi.
4. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-3 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että vie- 10 rintälaakeroitu luistijärjestely (L) on toteutettu kuulalaakeroidulla luistilla varustetulla aksiaalilaa-kerilla (Ball Bearing Slide) (LI).
5. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-4 15 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että vie- rintälaakeroitu luistijärjestely (L) on toteutettu rullalaakeroidulla luistilla varustetulla aksiaalilaa-kerilla (Crossed Roller Bearing) (L2).
6. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-5 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että mikro-manipulaattoriin kuuluva sähkömoottori (2'b) on askel-tai pulssimoottori.
7. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-5 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että mikro-manipulaattoriin kuuluva moottori on pietsosähköisillä elementeillä toteutettu moottori (Piezoelectric Motor) . 30
8. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-5 mukainen ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että mikro-manipulaattoriin kuuluva moottori on valmistettu magneettisesta muistimateriaalista (Magnetic Shape Memory 35 Material). ί t 115572
FI20021613A 2001-12-07 2002-09-10 Ohjausjärjestely mikromanipulaattorin yhteydessä FI115572B (fi)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20021613A FI115572B (fi) 2002-09-10 2002-09-10 Ohjausjärjestely mikromanipulaattorin yhteydessä
EP02781360A EP1455990B1 (en) 2001-12-07 2002-11-29 Micromanupulator including piezoelectric benders
DE60229980T DE60229980D1 (de) 2001-12-07 2002-11-29 Mikromanipulator mit piezoelektrischen biegevorrichtungen
US10/497,857 US7141914B2 (en) 2001-12-07 2002-11-29 Micromanipulator including piezoelectric benders
JP2003550949A JP2005511333A (ja) 2001-12-07 2002-11-29 圧電ベンダを含む微細操作装置
PCT/FI2002/000964 WO2003049908A1 (en) 2001-12-07 2002-11-29 Micromanupulator including piezoelectric benders
AT02781360T ATE414593T1 (de) 2001-12-07 2002-11-29 Mikromanipulator mit piezoelektrischen biegevorrichtungen
AU2002349073A AU2002349073A1 (en) 2001-12-07 2002-11-29 Micromanupulator including piezoelectric benders
CA002469041A CA2469041A1 (en) 2001-12-07 2002-11-29 Micromanipulator including piezoelectric benders

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20021613A FI115572B (fi) 2002-09-10 2002-09-10 Ohjausjärjestely mikromanipulaattorin yhteydessä
FI20021613 2002-09-10

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20021613A0 FI20021613A0 (fi) 2002-09-10
FI20021613A FI20021613A (fi) 2004-03-11
FI115572B true FI115572B (fi) 2005-05-31

Family

ID=8564557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20021613A FI115572B (fi) 2001-12-07 2002-09-10 Ohjausjärjestely mikromanipulaattorin yhteydessä

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI115572B (fi)

Also Published As

Publication number Publication date
FI20021613A (fi) 2004-03-11
FI20021613A0 (fi) 2002-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5786654A (en) Movable stage utilizing electromechanical transducer
KR100388348B1 (ko) 전기기계식위치결정기
EP1455990B1 (en) Micromanupulator including piezoelectric benders
CN103429400B (zh) 接触作业的主动操作装置和方法
US5229679A (en) Microdrive apparatus
Liu et al. A flexure-based long-stroke fast tool servo for diamond turning
KR101464019B1 (ko) 전기기계 모터, 특히 압전 마이크로스테퍼 구동장치
US7243571B2 (en) Ultra-precision positioning system
EP1637277A1 (en) Parallel kinematics machine with elastic joints
Breguet et al. Applications of piezo-actuated micro-robots in micro-biology and material science
Pan et al. A review of stick–slip nanopositioning actuators
JP3992681B2 (ja) 超高精度供給装置
FI115572B (fi) Ohjausjärjestely mikromanipulaattorin yhteydessä
CN2365816Y (zh) 蠕动式压电/电致伸缩微进给定位装置
Bergander et al. Development of miniature manipulators for applications in biology and nanotechnologies
KR101081456B1 (ko) 압전소자를 이용한 나노스테이지
JP3884288B2 (ja) 微小変位装置
EP2870690B1 (en) A wobble motor with a solid state actuator
US8857052B2 (en) Method of forming a flexure assembly
JPS61159349A (ja) 微小変位移動装置
CN1206865A (zh) 蠕动式压电/电致伸缩微进给定位装置
JP4264516B2 (ja) アクチュエータ
KR19990070384A (ko) 6축 초정밀 위치결정기구
Hsieh et al. Implementation of a 6-DOF precision positioning platform for a injection molded part
KR20090044080A (ko) 초소형 엑츄에이터 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: OY CHIP-MAN TECHNOLOGIES LTD

FG Patent granted

Ref document number: 115572

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed