RU2708648C1 - Manipulator operating in sealed volume - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to manipulators operating in sealed volumes. Manipulator is fixed on cover of vacuum chamber or protective box and comprises actuating element in form of object table and screw mechanisms of manual drives of combined bellows input of swinging, translational and rotational motions of actuating element. In said cover there is a sealed ball support which is connected to said screw mechanisms by lever system of sliding antibacklash hinges of multiple parallelogram with provision of swinging motion of actuating element by movement of said sealed ball bearing, and translational and rotational motions of actuating element – movement of helical mechanisms of drives of corresponding motions through said lever system. Service area of manipulator is within the value of solid angle of sealed ball bearing.

EFFECT: decreased overall dimensions.

1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемый манипулятор относится к манипуляторам, работающим в герметизированном объеме, и предназначен для дистанционного проведения манипуляционных работ с предметами в герметизированном объеме вакуумной камеры или защитного бокса.The proposed manipulator relates to manipulators working in a sealed volume, and is intended for remote manipulation of objects with objects in a sealed volume of a vacuum chamber or protective box.

Известен манипулятор, работающий в герметизированном объеме (см. книгу М.И. Медникова «Вводы движения в вакуум», М., 1974, стр. 172-173 или авторское свидетельство №257232 по М. Кл. В25 21/00). Конструкция которого выполнена в виде комбинированного цельнометаллического ввода с встроенной трубчатой муфтой.A well-known manipulator operating in a sealed volume (see the book by M.I. Mednikov “Inputs of motion in a vacuum”, M., 1974, pp. 172-173 or copyright certificate No. 257232 according to M. Cl. B25 21/00). The design of which is made in the form of a combined all-metal input with a built-in tubular coupling.

Манипулятор содержит корпус, в котором смонтирован привод поступательного движения исполнительного органа в виде винтового механизма и связывающего его с исполнительным органом штока с сильфонным компенсатором, привод вращательного движения исполнительного органа в виде задающего генератора, ведомого генератора и связующей из упругодеформированной трубы, закрепленной на гибкой диафрагме отделяющей рабочее пространство манипулятора от нерабочего, где шток с сильфонным компенсатором установлен внутри упругодеформируемой трубы привода вращательного движения и закреплен на гибкой диафрагме, а так же привод качательного движения исполнительного органа в виде системы рычагов связанных со штоком и исполнительным органом.The manipulator comprises a housing in which the actuator translational actuator is mounted in the form of a screw mechanism and connected to the rod actuator with a bellows compensator, the actuator rotational actuator in the form of a master oscillator, a driven oscillator and a binder made of an elastically deformed pipe fixed to a flexible diaphragm separating the working space of the manipulator from non-working, where the rod with a bellows compensator is installed inside an elastically deformable pipe water rotational motion and is mounted on a flexible diaphragm, as well as executive rocking motion actuator in the form of a system of levers associated with the stem and the executive authority.

Данная конструкция манипулятора может обеспечить сложное перемещение объекта исполнительным органом посредством вращения вокруг вертикальной оси ввода, что достигается креплением перемещаемого объекта на ведомом кулачке трубчатой муфты, и поворот объекта на исполнительном органе вокруг горизонтальной оси, что обеспечивается с помощью дополнительного сильфонного механизма, поступательно перемещающийся шток который в вакууме связан рычажной системой с объектом и закреплен в подшипниковой опоре на кулачке муфты. (This design of the manipulator can provide for the complex movement of the object by the executive body by rotation around the vertical axis of the input, which is achieved by mounting the movable object on the driven cam of the tubular coupling, and the rotation of the object on the executive body around the horizontal axis, which is ensured by an additional bellows mechanism, which translationally moves the rod which in vacuum it is connected by a lever system to the object and is fixed in the bearing support on the clutch cam. (

Размещение всей конструкции ввода на одном малогабаритном фланце позволяет рационально встроить в прогреваемую высоковакуумную аппаратуру.Placing the entire input design on one small-sized flange makes it possible to rationally integrate into the heated high-vacuum equipment.

Недостаток такого манипулятора - отсутствие в нем возвратно-поступательного вертикального перемещения предметного столика исполнительного органа и ограниченная зона его обслуживания герметизированного объема вакуумной камеры или защитного бокса.The disadvantage of this manipulator is the lack of a reciprocating vertical movement of the object stage of the executive body and the limited service area of the sealed volume of the vacuum chamber or protective box.

Известен также манипулятор, работающий в герметизированном объеме (см. авторское свидетельство №1184669), конструкция которого выполнена в виде комбинированного цельнометаллического сильфонного ввода поступательного, качательного и вращательного движений исполнительного органа и рычажной системы раздвижных шарниров многократного параллелограмма, связующего винтовые механизмы ручного привода комбинированного сильфонного ввода поступательно-качательного и вращательного движений с исполнительным органом выполненным в виде радиально-упорного шарикоподшипника, внутреннее кольцо которого является предметным столиком и снабжено универсальным шарниром винтового толкателя вращательного движения столика.A manipulator operating in a sealed volume is also known (see copyright certificate No. 1184669), the design of which is made in the form of a combined all-metal bellows input of translational, oscillatory and rotational movements of the actuator and a lever system of multiple parallelogram sliding hinges connecting the screw mechanisms of the manual drive of the combined bellows input translational-swinging and rotational movements with an executive body made in the form of radial o-thrust ball bearing, the inner ring of which is a stage and equipped with a universal hinge of a screw pusher for the rotational movement of the table.

Все устройство этого манипулятора смонтировано на фланце стенки вакуумной камеры или защитного бокса.The entire device of this manipulator is mounted on the flange of the wall of the vacuum chamber or protective box.

Данная конструкция манипулятора может обеспечить сложное перемещение объекта исполнительным органом посредством передачи и формирования поступательно-качательного и вращательного движений в герметизированный объем вакуумной камеры, в стене которой смонтирован манипулятор, работающий в герметизированном объеме этой камеры или защитного бокса.This design of the manipulator can provide for the complex movement of the object by the executive body by means of transmission and formation of translational-rocking and rotational movements into the sealed volume of the vacuum chamber, in the wall of which the manipulator is mounted, working in the sealed volume of this chamber or protective box.

Однако перемещение (манипулирование) предметного столика, такого манипулятора, осуществляется посредством большого количества раздвижных шарниров рычажной системы многократного параллелограмма, что значительно сказывается на его габаритах и оперативности исполнительного органа манипулятора.However, the movement (manipulation) of the stage, such a manipulator, is carried out through a large number of sliding hinges of the lever system of multiple parallelogram, which significantly affects its size and efficiency of the executive body of the manipulator.

Целью предполагаемого изобретения является уменьшение габаритов манипулятора и повышение оперативности качательного движения исполнительного органа работающего в герметизированном объеме вакуумной камеры или защитного бокса.The aim of the proposed invention is to reduce the size of the manipulator and increase the efficiency of the swinging movement of the executive body working in a sealed volume of a vacuum chamber or protective box.

Для достижения этой цели известный манипулятор, имеющий тройную рычажную систему раздвижных шарниров многократного параллелограмма связующую винтовые механизмы ручных приводов комбинированного сильфонного ввода движения с исполнительным органом манипулятора выполненным в виде предметного столика, снабжен шаровой опорой привода качательного движения сильфонного ввода и одной рычажной системой раздвижных шарниров многократного параллелограмма, связующей винтовые механизмы ручных приводов комбинированного сильфонного ввода движения с исполнительным органом манипулятора.To achieve this goal, the well-known manipulator having a triple linkage system of sliding multiple parallelogram hinges connecting screw mechanisms of manual drives of the combined bellows input of movement with the manipulator's executive body made in the form of a stage, is equipped with a ball support for the oscillating movement of the bellows input and one lever system of multiple parallelogram sliding joints connecting screw mechanisms of manual drives of combined bellows input eniya with the executive arm.

На чертеже изображен общий вид манипулятора работающего в герметизированном объеме.The drawing shows a General view of the manipulator working in a sealed volume.

Манипулятор содержит крышку 1 вакуумной камеры или защитного бокса, в которой смонтирована шаровая опора 2 привода качательного 3, поступательного 4 и вращательного 5 движений исполнительного органа 6 и рычажную систему раздвижных шарниров 7, многократного параллелограмма, связующую винтовые механизмы ручных приводов комбинированного сильфонного ввода качательного 3, поступательного 4 и вращательного 5 движений с исполнительным органом 6 манипулятора, выполненным в виде предметного столика.The manipulator comprises a cover 1 of a vacuum chamber or protective box, in which a ball joint 2 of a swinging drive 3, translational 4 and rotational 5 of the actuator 6 is mounted and a lever system of sliding hinges 7, multiple parallelogram connecting screw mechanisms of the manual drives of the combined bellows input of the swinging 3, translational 4 and rotational 5 movements with the executive body 6 of the manipulator, made in the form of a stage.

Все устройство смонтировано на фланце стенки вакуумной камеры.The entire device is mounted on the flange of the wall of the vacuum chamber.

Для осуществления передачи и формирования качательного, поступательного и вращательного движений в герметизированный объем вакуумной камеры, в стене которой смонтирован манипулятор, работающий следующим образом:To carry out the transfer and formation of rocking, translational and rotational movements into the sealed volume of the vacuum chamber, in the wall of which a manipulator is mounted, which operates as follows:

При качательном движении исполнительный орган 6 получает качательное перемещение от рукоятки привода качательного 3 движения сильфонного ввода. Посредством перемещения шаровой опоры 2.When the swinging movement of the Executive body 6 receives a swinging movement from the handle of the drive swinging 3 movement of the bellows input. By moving the ball joint 2.

При поступательном движении исполнительный орган 6 получает поступательное (вертикальное) перемещение от винтового механизма ручного привода комбинированного сильфонного ввода поступательного 4 движения, через рычажную систему раздвижных шарниров 7 многократного параллелограмма.When translating, the actuator 6 receives translational (vertical) movement from the screw mechanism of the manual drive of the combined bellows input of the translational 4 movement, through the lever system of sliding hinges 7 multiple parallelogram.

При вращательном движении исполнительный орган 6 получает вращательное движение предметного столика от винтового механизма ручного привода комбинированного сильфонного ввода вращательного движения 5 через рычажную систему раздвижных шарниров 7 многократного параллелограмма.When the rotary movement of the actuator 6 receives the rotational movement of the stage from the screw mechanism of the manual drive of the combined bellows input of the rotational movement 5 through the lever system of sliding hinges 7 multiple parallelogram.

Все устройство смонтировано на крышке 1 вакуумной камеры или защитного бокса.The whole device is mounted on the cover 1 of the vacuum chamber or protective box.

Наличие в манипуляторе шаровой опоры позволит увеличить оперативность качательного движения его исполнительного органа, а упрощенная рычажная система раздвижных шарниров многократного параллелограмма, телескопически связующая шаровую опору привода качательного движения и винтовые механизмы ручных приводов комбинированного сильфонного ввода движений с исполнительным органом, позволит значительно уменьшить масштабные габариты всего манипулятора и увеличить зону обслуживания его исполнительного органа на величину телесного угла герметичной шаровой опоры и кратное, количество безлюфтовых шарниров многократного параллелограмма, момент кратного перемещения которого выгодно скажется на оперативности и точности работы всего манипулятора.The presence of a spherical support in the manipulator will increase the responsiveness of the swinging movement of its actuator, and the simplified lever system of multiple parallelogram sliding hinges, telescopically connecting the spherical motion of the swinging motion and the helical mechanisms of the manual drives of the combined bellows movement input with the actuator will significantly reduce the overall dimensions of the entire manipulator and increase the service area of its executive body by the value of the solid angle sealed ball bearing and multiple, the number of backlash-free hinges of multiple parallelogram, the moment of multiple movement of which favorably affects the efficiency and accuracy of the entire manipulator.

Claims (1)

Манипулятор для работы в герметизированном объеме вакуумной камеры или защитного бокса, выполненный с возможностью закрепления на крышке вакуумной камеры или защитного бокса и содержащий исполнительный орган в виде предметного столика и винтовые механизмы ручных приводов комбинированного сильфонного ввода качательного, поступательного и вращательного движений исполнительного органа, отличающийся тем, что он снабжен смонтированной в указанной крышке вакуумной камеры или защитного бокса герметичной шаровой опорой и связывающей её с винтовыми механизмами ручных приводов комбинированного сильфонного ввода качательного, поступательного и вращательного движений исполнительного органа рычажной системой раздвижных безлюфтовых шарниров многократного параллелограмма с обеспечением качательного движения исполнительного органа перемещением указанной герметичной шаровой опоры, а поступательного и вращательного движений исполнительного органа - перемещением винтовых механизмов приводов соответствующих движений через указанную рычажную систему, при этом манипулятор выполнен с возможностью обеспечения зоны обслуживания исполнительного органа в пределах величины телесного угла герметичной шаровой опоры. A manipulator for working in a sealed volume of a vacuum chamber or protective box, made with the possibility of fixing on the cover of a vacuum chamber or protective box and containing an actuator in the form of a stage and screw mechanisms for manual drives of a combined bellows input of oscillating, translational and rotational movements of the actuator, characterized in that it is equipped with a sealed ball bearing mounted in the indicated cover of the vacuum chamber or protective box and connecting it with screw mechanisms for the manual drives of the combined bellows input of the swinging, translational and rotational movements of the actuator by the lever system of multiple sliding backlash hinges of multiple parallelograms with the oscillating movement of the actuator by moving the specified tight ball bearing, and translational and rotational movements of the actuator by moving the helical mechanisms of the drives of the corresponding movements through the specified lever system, while manip the heater is configured to provide a service area for the executive body within the solid angle of the sealed ball bearing.

Images