УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК H02N2/00 H01L41/09 

Описание патента на изобретение RU2221324C2

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к устройствам для прецизионного перемещения изделий в нанотехнологии.

Известно устройство перемещения для нанотехнологии, содержащее стол, направляющую и привод, выполненный в виде пьезоэлектрических преобразователей, установленных под углом и жестко прикрепленных одним концом к столу [авт. свид. СССР 529509, кл. Н 01 L 21/66, 1976].

Недостатком аналога являются малые кинематические возможности, т.к. прецизионное перемещение осуществляется только в плоскости по трем координатам в малом диапазоне линейных величин.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство перемещения для нанотехнологии, содержащее стол и направляющую, шесть пьезоэлектрических преобразователей, связанных со столом и направляющей по структуре l-координат [авт. свид. СССР 1713065, кл. Н 02 N 2/00, H 01 L 41/09].

Недостатком прототипа являются также малые кинематические возможности, так как прецизионные перемещения осуществляются в пространстве по шести координатам в малом диапазоне линейных и угловых величин. К тому же наличие жесткой связи между преобразователями оказывает существенное влияние на их взаимные перемещения и в конечном итоге снижает точность прецизионного перемещения в нанотехнологии.

В основу изобретения положена следующая техническая задача: расширить кинематические возможности устройства.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве перемещения, содержащем стол и направляющую, шесть пьезоэлектрических преобразователей, связанных со столом и направляющей по структуре l-координат, пьезоэлектрические преобразователи связаны со столом и направляющей посредством двенадцати упругих торсионов соответственно, в устройство дополнительно введено шесть приводов и неподвижное основание, причем приводы связаны с направляющей и основанием посредством двенадцати шарниров соответственно также по структуре l-координат, причем шарниры и торсионы расположены на разных торцах направляющей.

Введение в устройство перемещения упругих торсионов, связывающих пьезоэлектрические преобразователи со столом и направляющей, основания и шести приводов, связывающих направляющую и основание посредством двенадцати шарниров, по шести шарниров на направляющей и основании соответственно, также по структуре l-координат обеспечивает высокую точность перемещения в широком диапазоне линейных и угловых перемещений, что и обеспечивает достижение поставленной задачи - расширение кинематических возможностей устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показано устройство перемещения.

Устройство перемещения содержит стол 1 и направляющую 2, шесть пьезоэлектрических преобразователей 3-8, связанных со столом 1 и направляющей 2 по структуре l-координат. Пьезоэлектрические преобразователи 3-8 связаны со столом 1 и направляющей 2 посредством двенадцати упругих торсионов 9-20. В устройство дополнительно введено шесть приводов 21-26 и основание 27, причем приводы 21-26 связаны с направляющей 2 и неподвижным основанием 27 посредством двенадцати шарниров 28-39 соответственно также по структуре l-координат, причем шарниры 34-39 и торсионы 15-20 расположены на разных торцах направляющей 2. Приводы 21-26 могут быть выполнены как электромеханическими, так и гидро- или пневмомеханическими.

Устройство перемещения работает следующим образом: при включении приводов 21-26 последние изменяют длину (увеличивают или уменьшают) каждой из l-координат, происходит перемещение направляющей 2 относительно неподвижного основания 27.

При подаче напряжения на пьезоэлектрические преобразователи 3-8 последние деформируются, происходит прецизионное перемещение стола 1 по шести координатам Декарта-Эйлера относительно направляющей 2.

Затем цикл повторяется. Таким образом с помощью приводов 21-26 происходит грубая настройка стола 1 на заданную пространственную позицию с погрешностью ±3 мкм, а с помощью пьезоэлектрических преобразователей 3-8 его точная, прецизионная настройка с погрешностью ±5 нм.

Применение в нанотехнологии предлагаемого технического решения устройства перемещения расширяет его кинематические возможности, т.е. позволяет точно перемещать изделия на большие расстояния порядка 150-300 мм, с погрешностью позиционирования ±0,5 нм.

Похожие патенты RU2221324C2

название год авторы номер документа
Устройство для прецизионного перемещения изделий 1989
  • Андреева Людмила Леонидовна
  • Антонова Галина Константиновна
  • Василенко Николай Васильевич
  • Ивашов Евгений Николаевич
  • Степанчиков Сергей Валентинович
SU1713065A1
ПОЗИЦИОНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 1994
  • Дукаревич Ю.Е.
  • Таганов И.Н.
RU2080631C1
СКАНИРУЮЩИЙ ЗОНДОВЫЙ МИКРОСКОП 2011
  • Усанов Дмитрий Александрович
  • Скрипаль Александр Владимирович
  • Лаптев Александр Григорьевич
  • Лаптев Александр Александрович
RU2461839C1
МНОГОКООРДИНАТНАЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ПЛАТФОРМА 2007
  • Индукаев Константин Васильевич
  • Осипов Павел Альбертович
RU2365953C1
УСТРОЙСТВО ПОДВИЖКИ ОБРАЗЦА 2005
  • Полторацкий Эдуард Алексеевич
  • Редченко Владимир Викторович
  • Соколов Дмитрий Юрьевич
RU2377620C2
Манипулятор 1986
  • Александрова Ариадна Тимофеевна
  • Ивашов Евгений Николаевич
  • Колискор Александр Шулимович
  • Некрасов Михаил Иванович
  • Петров Лев Федорович
SU1313686A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ОСЦИЛЛИРУЮЩИМ ЭЛЕКТРОДОМ-ИНСТРУМЕНТОМ 2018
  • Салахутдинов Ринат Мияссарович
  • Зайцев Александр Николаевич
  • Косарев Тимофей Владимирович
RU2679501C1
МОБИЛЬНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МИКРОРОБОТ 1999
  • Ильясов Б.Г.
  • Даринцев О.В.
  • Мунасыпов Р.А.
  • Асеев В.В.
  • Курбанов Р.М.
  • Марданов А.З.
  • Кожевникова О.В.
  • Пого Е.В.
RU2164362C2
УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, СОВМЕЩЕНИЯ И ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ 2000
  • Беляков В.К.
  • Юрченко Ю.Ф.
  • Русанов Ю.М.
RU2160884C1
ДАТЧИК РЕЗОНАТОРНЫЙ 2004
  • Лукьянчук Виталий Никонович
  • Ванин Алексей Валерьевич
  • Осоченко Евгений Алексеевич
RU2281515C1

Реферат патента 2004 года УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для прецизионного перемещения изделий в нанотехнологии. Устройство перемещения содержит стол и направляющую, шесть пьезоэлектрических преобразователей, связанных со столом и направляющей по структуре l-координат. Пьезоэлектрические преобразователи связаны со столом и направляющей посредством двенадцати упругих торсионов соответственно. В устройство дополнительно введено шесть приводов и неподвижное основание. Приводы связаны с направляющей и основанием посредством двенадцати шарниров соответственно также по структуре l-координат. Шарниры и торсионы расположены на разных торцах направляющей. Изобретение обеспечивает высокую точность перемещения в широком диапазоне линейных и угловых перемещений и расширение кинематических возможностей устройства. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 221 324 C2

Устройство перемещения, содержащее стол и направляющую, шесть пьезоэлектрических преобразователей, связанных со столом и направляющей по структуре l-координат, отличающееся тем, что пьезоэлектрические преобразователи связаны со столом и направляющей посредством двенадцати упругих торсионов соответственно, в устройство дополнительно введено шесть приводов и неподвижное основание, причем приводы связаны с направляющей и основанием посредством двенадцати шарниров соответственно также по структуре l-координат, причем шарниры и торсионы расположены на разных торцах направляющей.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2221324C2

Устройство для прецизионного перемещения изделий 1989
  • Андреева Людмила Леонидовна
  • Антонова Галина Константиновна
  • Василенко Николай Васильевич
  • Ивашов Евгений Николаевич
  • Степанчиков Сергей Валентинович
SU1713065A1
Устройство для прецизионного перемещения изделий 1975
  • Иванов Евгений Александрович
  • Сазонов Александр Афанасьевич
  • Сильченкова Владислава Венедиктовна
SU529509A1
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ) 1992
  • Типисев Сергей Яковлевич
RU2065245C1
ПРЕЦИЗИОННЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИМ 1992
  • Амельченко Анатолий Григорьевич
RU2083052C1
Шланговое соединение 0
  • Борисов С.С.
SU88A1

RU 2 221 324 C2

Авторы

Виноградов А.Н.

Земсков О.В.

Ивашов Е.Н.

Львов Б.Г.

Степанчиков С.В.

Даты

2004-01-10Публикация

2001-12-19Подача