МАНИПУЛЯТОР РЕНТГЕНОВСКОГО МИКРОТОМОГРАФА

Название	МАНИПУЛЯТОР РЕНТГЕНОВСКОГО МИКРОТОМОГРАФА
Разработчик (Авторы)	Осипов Юрий Мирзоевич, Осипов Олег Юрьевич, Шепеленко Михаил Григорьевич, Сырямкин Владимир Иванович, Буреев Артем Шамильевич
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2505392
Дата регистрации	10.04.2012
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ), Общество с ограниченной ответственностью "Электромехатронные системы" (ООО "ЭМС")
Область применения (класс МПК)	B25J 9/00 (2006.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в манипуляционных системах автоматизированных технологических комплексов, где требуется точное перемещение деталей и изделий, приборов и исследуемых образцов и т.п.

Известны манипуляторы, предназначенные для переноса и установки изделий в положения, требуемые для обеспечения требований технологии.

1. Манипулятор-платформа по патенту РФ №2093344.

2. Манипулятор ЕР 0725710 В1, опубл. 30.12.1998 г.

Недостатком аналогов является отсутствие возможностей обеспечения перемещения с высокой точностью (порядка 1 мкм), например, рентгеновских приборов и исследуемых образцов.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к изобретению является манипулятор-платформа по патенту РФ №2365488 для лазерного технологического комплекса, выполненная на электроприводах прямого действия с инкрементальными датчиками обратной связи, содержащий два дуговых электропривода, один электропривод вращательного типа и один линейный электропривод. Прототип обеспечивает перемещение детали тремя вращательными и одним поступательным движением. Указанные электроприводы обеспечивают точность перемещения не выше 0,005 0,01 мм, а также не обеспечивают необходимой точности перемещения источника и приемника рентгеновского излучения и исследуемых или обрабатываемых образцов по технологии исследования.

Задача изобретения - повышение точности перемещения и обеспечение технологичтости исследования.

Поставленная задача достигается тем, что в манипулятор рентгеновского микротомографа, содержащий объектный столик, вращающийся вокруг вертикальной оси Z и подвижный вдоль нее, подвижные вдоль горизонтальной оси X платформы для аппаратуры рентгенооптического тракта, устройство микропроцессорного управления и корпус, внесены новые конструктивные признаки, а именно: платформы смонтированы вдоль горизонтальной оси X на отдельных и подвижных каретках, установленных на направляющих, смонтированных неподвижно на корпусе, к каждой платформе прикреплен неподвижно магнитопровод-ротор соответствующего линейного электромехатронного модуля движения с движущейся частью оптического датчика обратной связи, индукторы которых и приемники сигнала оптических датчиков смонтированы неподвижно на корпусе, объектный столик смонтирован на внутренней части шлицевой втулки, подвижной вдоль вертикальной оси Z, и прикреплен неподвижно к магнитопровод-ротору линейного электромехатронного модуля движения с движущейся частью оптического датчика обратной связи, ротор сегментного электромехатронного модуля движения с движущейся частью оптического датчика обратной связи смонтирован на внешней части шлицевой втулки, индукторы которых вместе с приемниками сигналов оптических датчиков смонтированы неподвижно на корпусе.

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением - повышенная точность перемещения (±0,5 мкм), т.е. манипулятор обеспечивает послойную фиксацию срезов исследуемых образцов 1 мкм.

На фиг.1 представлен общий вид манипулятора с устройством микропроцессорного управления позиционированием компонентов рентгеновского микротомографа; на фиг.2 - кинематическая схема; на фиг.3 - вид А на разрез манипулятора.

Манипулятор (фиг.1) содержит устройство микропроцессорного управления 1, платформы крепления 2 и 3 источника и приемника рентгеновского излучения, соответственно, рабочий стол 4 для установки исследуемых образцов, платформы 2 и 3, смонтированы на отдельных, подвижных вдоль горизонтальной оси X на каретках 5 и 6, смонтированных подвижно на направляющих 7 и 8, установленных на корпусе 9, к каждой платформе прикреплен неподвижно магнитопровод-ротор 10 и 11 соответствующего линейного электромехатронного модуля движения по горизонтальной оси X, индукторы 12 и 13 которых смонтированы неподвижно на корпусе 9, рабочий стол 4 смонтирован на подвижной вдоль вертикальной оси внутренней части 14 шлицевой втулки (фиг.2) и прикреплен неподвижно к магнитопровод-ротору 15 линейного электромехатронного модуля движения вертикальной оси Z, внешняя часть 16 шлицевой втулки смонтирована на вращающемся магнитопровод-роторе 17 сегментного электромехатронного модуля движения, индукторы 18 и 19 которых, соответственно, смонтированы неподвижно на корпусе 9. Линейные и сегментный электромехатронные модули движения содержат оптические датчики положения с движущейся частью 20, 21, 22 и 23, расположенными, соответственно, на магнитопровод-роторах 10, 11, 15 и 17, с приемниками сигналов 24, 25, 26 и 27, соответственно, используемые устройством микропроцессорного управления 1 для организации обратной связи (фиг.1). Кинематическая схема манипулятора (фиг.2) обеспечивает демонстрацию устройства рентгеновского микротомографа, облегчая понимание технологию его функционирования. По оси рентгенооптического тракта X на платформах 2 и 3, смонтированных на корпусе 9, расположены источник и приемник рентгеновского излучения, соответственно, источник РИ и приемник РИ, перемещаемыми вдоль оси X. По оси Z расположен объектный столик 4 с испытуемым образцом, перемещаемым вокруг и вдоль оси Z.

Манипулятор работает следующим образом. Устройство микропроцессорного управления 1 (фиг.1), в соответствии с технологией исследования, подает сигналы управления на индукторы 12 и 13 линейных электромехатронных модулей движения для выставки в необходимое положение вдоль оси X рентгенооптического тракта источника и приемника рентгеновского излучения для получения четких рентгеновских изображений. После выставки источника и приемника, необходимо перемещать и вращать рабочий стол 4 с исследуемыми образцами вдоль и вокруг оси Z, что осуществляется подачей от микропроцессора 1 сигналов управления на индукторы 18 и 19 соответственно линейного и сегментного электромехатронных модулей движения, в соответствии с технологией исследования. Сигналы о положении при перемещении платформы 2 и 3 источника и приемника, соответственно, рабочего стола 4, поступают от приемников сигналов датчиков положения 24, 25, 26 и 27 и используются устройством микропроцессорного управления 1 в обратной связи линейных и сегментного электромехатронных модулей движения, что обеспечивает требуемую точность перемещения.

Формула изобретения

Манипулятор рентгеновского микротомографа, содержащий объектный столик, вращающийся вокруг вертикальной оси Z и подвижный вдоль нее, подвижные вдоль горизонтальной оси X платформы для аппаратуры рентгенооптического тракта, устройство микропроцессорного управления и корпус, отличающийся тем, что платформы смонтированы вдоль горизонтальной оси X на отдельных и подвижных каретках, установленных на направляющих, смонтированных неподвижно на корпусе, к каждой платформе прикреплен неподвижно магнитопровод-ротор соответствующего линейного электромехатронного модуля движения с движущейся частью оптического датчика обратной связи, индукторы которых и приемники сигнала оптических датчиков смонтированы неподвижно на корпусе, объектный столик смонтирован на подвижной вдоль вертикальной оси Z внутренней части шлицевой втулки и прикреплен неподвижно к магнитопровод-ротору линейного электромехатронного модуля движения с движущейся частью оптического датчика обратной связи, ротор сегментного электромехатронного модуля движения с движущейся частью оптического датчика обратной связи смонтирован на внешней части шлицевой втулки, индукторы которых вместе с приемниками сигналов оптических датчиков смонтированы неподвижно на корпусе.

Изобретение "МАНИПУЛЯТОР РЕНТГЕНОВСКОГО МИКРОТОМОГРАФА" (Осипов Юрий Мирзоевич, Осипов Олег Юрьевич, Шепеленко Михаил Григорьевич, Сырямкин Владимир Иванович, Буреев Артем Шамильевич) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога