NL1035897C

NL1035897C - DEVICE FOR MOVING AND POSITIONING A MASS.

Info

Publication number: NL1035897C
Application number: NL1035897A
Authority: NL
Inventors: Wouter Herman Cornelis Rikken
Original assignee: Wouter Herman Cornelis Rikken
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2010-03-15

Description

BESCHRIJVINGDESCRIPTION

INRICHTING VOOR HET VERPLAATSEN EN POSITIONEREN VAN EEN MASSADEVICE FOR MOVING AND POSITIONING A MASS

5 De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verplaatsen en positioneren van een massa in twee richtingen, waarbij kenmerkend is het toepassen van een rotatiebegrensde bus-as combinatie welke als geheel om zijn lengteas kan roteren. Bovendien kenmerkend is dat beide aandrijfunits gefixeerd zijn t.o.v. de vaste wereld waardoor de bewegende massa's worden 10 gereduceerd.The invention relates to a device for displacing and positioning a mass in two directions, wherein it is characteristic to use a rotation-limited bus-axis combination that can rotate as a whole about its longitudinal axis. Moreover, it is characteristic that both drive units are fixed relative to the fixed world, whereby the moving masses are reduced.

De inrichting is voorzien van twee parallel lopende assen. De eerste as heeft de functie het dragen van een zo genoemde hulpmassa en verplaatsen en positioneren van deze hulpmassa in de eerste richting. De tweede as heeft de functie het verplaatsen en positioneren van een zo genoemde hoofdmassa in 15 de tweede richting. Deze hoofdmassa is via een rechtgeleiding geplaatst op de hulpmassa. Door deze inrichting zijn de verplaatsingen en positioneringen van de hoofdmassa in beide richtingen volledig onafhankelijk van elkaar te bewerkstelligen.The device is provided with two parallel axes. The first axis has the function of supporting a so-called auxiliary mass and moving and positioning this auxiliary mass in the first direction. The second axis has the function of moving and positioning a so-called main mass in the second direction. This main mass is placed on the auxiliary mass via a straight guide. By this device, the movements and positions of the main mass in both directions can be effected completely independently of each other.

Met de uitvinding wordt beoogd een dergelijke inrichting te verkrijgen 20 waarbij een hoofdmassa op elke positie in een 2 dimensionaal vlak is te positioneren met een volledig vrij te kiezen 2 dimensionale curve.The invention has for its object to obtain such a device in which a main mass can be positioned at any position in a 2-dimensional plane with a completely freely selectable 2-dimensional curve.

Volgens de uitvinding kan dit worden bereikt door de eerste as, met een loopwagen te fixeren t.o.v. de vaste wereld en kan enkel in lengterichting verplaatsen t.o.v. deze loopwagen en daarmee vaste wereld. De 25 as wordt in deze richting verplaatst d.m.v. een aandrijfmechanisme. Eén van de uiteinden van de as is verbonden met een hulpmassa welke daardoor ook zal verplaatsen in lengterichting van de as bij verplaatsen van deze as.According to the invention this can be achieved by fixing the first axis with a traveling carriage relative to the fixed world and can only move in the longitudinal direction relative to this traveling carriage and thereby fixed world. The axis is moved in this direction by means of a drive mechanism. One of the ends of the shaft is connected to an auxiliary mass which will therefore also move in the longitudinal direction of the shaft when this shaft is moved.

De tweede as wordt ondersteund door een bus. Deze bus kan t.o.v. de vaste wereld vrij roteren rondom zijn hartlijn, maar is echter geborgd in 30 alle andere richtingen t.o.v. deze wereld. Rotatie van de as t.o.v. deze bus rondom hartlijn van de as is geborgd doordat een voorziening is getroffen in de bus en op de as welke enkel een verplaatsing in lengterichting van de as t.o.v. deze bus toestaat. Het uiteinde van de tweede as is zodanig geborgd in de hulpmassa dat enkel rotatie t.o.v. hulpmassa rondom hartlijn van de as 35 mogelijk is. Via een rotatie naar translatie mechanisme is de as verbonden met de hoofdmassa. De hoofdmassa is m.b.v. een translatiegeleiding gefixeerd aan de hulpmassa zodanig dat enkel een beweging mogelijk is loodrecht op de twee assen maar liggend in vlak bepaald door de twee hartlijnen van de assen. Door de bus te roteren, verplaatst de hoofdmassa zich in de richting 40 loodrecht t.o.v. de twee assen maar evenwijdig met het vlak bepaald door de twee hartlijnen van de assen.The second axis is supported by a bus. This bus can freely rotate relative to the fixed world around its center line, but is however secured in all other directions relative to this world. Rotation of the axis with respect to this bush around the axis of the shaft is secured in that a provision is made in the bush and on the shaft which only permits a longitudinal displacement of the shaft with respect to this bush. The end of the second axis is secured in the auxiliary mass such that only rotation relative to auxiliary mass around the axis of the axis 35 is possible. The shaft is connected to the main mass via a rotation-to-translation mechanism. The main mass is using a translation guide fixed to the auxiliary mass such that only movement is possible perpendicular to the two axes but lying in plane defined by the two axes of the axes. By rotating the bush, the main mass moves in the direction 40 perpendicular to the two axes but parallel to the plane defined by the two axes of the axes.

1035897 21035897 2

De uitvinding zal hieronder worden uiteengezet aan de hand van een in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens uitvinding.The invention will be explained below with reference to an exemplary embodiment of the device according to the invention shown in the figures.

Figuur 1 toont een 3D aanzicht van een model van de inrichting volgens de 5 uitvinding, waarbij ter wille van de duidelijkheid van de figuur bepaalde onderdelen vereenvoudigd zijn weergegeven; enFigure 1 shows a 3D view of a model of the device according to the invention, wherein certain parts are shown in simplified form for the sake of clarity of the figure; and

Figuur 2 toont het bovenaanzicht met dwarsdoorsnedenjn A-A; en Figuur 3 het zijaanzicht in dwarsdoorsnede A-A van figuur 2; en Figuur 4 toont het zijaanzicht.Figure 2 shows the plan view with cross sections A-A; and Figure 3 shows the side view in cross-section A-A of Figure 2; and Figure 4 shows the side view.

10 Huis 1 is de zogenaamde basismassa. Huis 1 is in alle richtingen gefixeerd aan de vaste wereld.10 House 1 is the so-called basic mass. House 1 is fixed in all directions to the fixed world.

As 9 vormt samen met loopwagen 10 een rechtgeleiding. Loopwagen 9 is gefixeerd aan huis 1. As 9 kan in lengterichting verplaatsen t.o.v. loopwagen 10. In dit model is deze verplaatsing bewerkstelligd door een 15 tandriemmechanisme met overbrenging. As 9 is via koppelblok 11 verbonden aan tandriem 12 ter hoogte van positie B. Tandriem 12 wordt gespannen door tandwielen 13 en 15. Tandwiel 14 is via as 15 verbonden met tandwiel 17 welke weer via tandriem 17 wordt aangedreven door tandwiel 18. Tandwiel 18 is gefixeerd aan as van aandrijfunit 2. Tandwiel 13 is in dit model gelagerd 20 d.m.v. glijlager 25. As 15 is gelagerd d.m.v. kogellagers 14 (2x). Aansturen van aandrijfunit 2 bewerkstelligt dus een verplaatsing in horizontale richting van as 9 en de aan de as gefixeerde hulpmassa 22.The axle 9 together with the carriage 10 forms a straight guide. Roller carriage 9 is fixed to housing 1. Shaft 9 can move in the longitudinal direction relative to roller carriage 10. In this model, this movement is effected by a toothed belt mechanism with transmission. Shaft 9 is connected via coupling block 11 to toothed belt 12 at position B. Gear belt 12 is tensioned by gear wheels 13 and 15. Gear wheel 14 is connected via shaft 15 to gear wheel 17 which in turn is driven via gear belt 17 by gear wheel 18. Gear wheel 18 fixed to the shaft of drive unit 2. Gear 13 is mounted in this model by means of plain bearing 25. Shaft 15 is mounted by means of ball bearings 14 (2x). Driving drive unit 2 thus causes a displacement in horizontal direction of shaft 9 and the auxiliary mass 22 fixed to the shaft.

As 3 vormt samen met bus 4 een rotatiebegrensde rechtgeleiding. As 3 kan enkel in lengterichting verplaatsen t.o.v. bus 4. Via kogellager 5 kan 25 bus 4 roteren om zijn lengteas t.o.v. de vaste wereld. Aan bus 4 is een tandwiel 6 gefixeerd welke via tandriem 7 en tandwiel 8 wordt aangedreven door aandrijfunit 28. Via kogellager 20 kan as 3 enkel roteren om hulpmassa 22. In alle andere vrijheidsgraden is as 3 t.o.v. hulpmassa 22 gefixeerd. Hier mee wordt bewerkstelligd dat as 3 in horizontale richting verplaatst 30 samen met as 9. As 3 is gekoppeld aan tandwiel 19 welke tandriem 21 aandrijft. Tandriem 21 wordt gespannen door tandwiel 19 en tandwiel 24 welke in dit model is gelagerd d.m.v. glijlager 29. Aan hulpmassa 22 is gefixeerd as 27. As 27 vormt samen met loopwagen 26 een rechtgeleiding. Aan loopwagen 26 is gefixeerd de hoofdmassa 23. Hoofdmassa 23 kan derhalve vertikaal 35 bewegen t.o.v. hulpmassa 22. Ter hoogte van positie A is massa 23 gefixeerd aan tandriem 21. Door deze gehele configuratie zal aandrijven van aandrijfunit 28 een verticale verplaatsing van hoofdmassa 23 bewerkstelligen t.o.v. hulpmassa 22, echter zonder afhankelijkheid van horizontale positie van hulpmassa 22.Shaft 3 together with bushing 4 forms a rotation-limited straight guide. Shaft 3 can only move in the longitudinal direction relative to bush 4. Via ball bearing 5, bush 4 can rotate about its longitudinal axis with respect to the fixed world. A gearwheel 6 is fixed to bushing 4 and is driven by drive unit 28 via toothed belt 7 and gearwheel 8. Via ball bearing 20, shaft 3 can only rotate about auxiliary mass 22. In all other degrees of freedom, shaft 3 is fixed relative to auxiliary mass 22. This ensures that shaft 3 moves in horizontal direction together with shaft 9. Shaft 3 is coupled to gear wheel 19 which drives toothed belt 21. Toothed belt 21 is tensioned by gearwheel 19 and gearwheel 24 which is mounted in this model by means of slide bearing 29. On auxiliary mass 22 there is fixed shaft 27. Shaft 27 together with carriage 26 forms a straight guide. The main mass 23 is fixed to carriage 26, therefore, main mass 23 can move vertically 35 relative to auxiliary mass 22. At position A, mass 23 is fixed to toothed belt 21. Through this entire configuration, driving of drive unit 28 will cause a vertical movement of main mass 23 relative to auxiliary mass 22, but without dependence on the horizontal position of auxiliary mass 22.

40 Het uiteindelijke resultaat is dat massa 23 d.m.v. aansturen van aandrijfunit 2 en 28 in zowel horizontale als verticale richting t.o.v. huis 3 1 kan bewegen en worden gepositioneerd. Deze twee bewegingen kunnen tegelijk maar volledig onafhankelijk van elkaar plaatsvinden. D.w.z. beweging in de ene richting beïnvloed de beweging/positie van de andere richting niet.40 The final result is that mass 23 by means of driving drive units 2 and 28 in both horizontal and vertical direction relative to housing 3 1 can move and be positioned. These two movements can take place simultaneously but completely independently of each other. I.e. movement in one direction does not affect the movement / position of the other direction.

Door deze inrichting worden de gemonteerde aandrijfunits 2 en 28 op de 5 vaste wereld gefixeerd i.p.v. aan één van de bewegende massa's. Hierdoor blijft de grootte van de te bewegen massa's beperkt.By this device, the mounted drive units 2 and 28 are fixed to the fixed world instead of one of the moving masses. This keeps the size of the masses to be moved limited.

Ter optimalisatie van de positioneernauwkeurigheid en dynamische eigenschappen van de inrichting behoren spelingvrije lageropstellingen en overbrengingen te worden toegepast.To optimize the positioning accuracy and dynamic properties of the device, play-free bearing arrangements and transmissions should be used.

10 103589710 1035897

Claims

1. Device for moving and positioning a mass relative to the world, provided with a frame carrying a mass driven and supported in one direction by a straight guide with drive of the axis of the straight guide and driven in the other direction by a rotation-limited bus-axis combination whereby the mass in a 2-dimensional plane in the two directions of movement of the mass in this 2-dimensional plane can be achieved completely independently of each other.

Device as claimed in claim 1, characterized in that the drive units which are fixed relative to the world whereby the drive units do not have to be displaced and therefore the total mass to be displaced is limited. 1035897