CN100450727C - 连杆装置和搬送机械手 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连杆装置，其包括平行的一对第一连杆臂和平行的一对第二连杆臂。第一连杆臂能够围绕一对第一轴摇动地与第一连接部件连接。另外，第二连杆臂能够围绕一对第二轴摇动地与该第一连接部件连接。以第一轴为中心转动的第一齿轮被固定在一对第一连杆臂的各个上。以第二轴为中心转动的第二齿轮被固定在一对第二连杆臂的各个上。第一齿轮和第二齿轮构成一个接合对，另一个第一齿轮和另一个第二齿轮构成另一个接合对。在第一连杆臂沿着反时针方向转动时，该转动力只通过由第一齿轮和第二齿轮构成的接合对，传递给第二连杆臂。在第一连杆臂沿着顺时针方向转动时，该转动力只通过由第一齿轮和第二齿轮构成的另一个接合对，传递给第二连杆臂。

Description

连杆装置和搬送机械手

技术领域

本发明涉及一种用于搬送物体的搬送机械手。特别地，本发明涉及一种搬送机械手中包含的、并且承担动力传递的连杆装置。

背景技术

下述的专利文献1公开了以往的搬送机械手的一个例子。该搬送机械手直线地搬送例如玻璃基板等应该移动的对象物。该搬送机械手具有将驱动轴供给的机械动力传递至放置该对象物的底座的连杆装置。该连杆装置主要由两个平行连杆机构、即第一平行连杆机构和第二平行连杆机构构成。驱动轴的动力首先传递给第一平行连杆机构，接着传递给第二平行连杆机构，最后传递给搬送对象物。

专利文献1：特开平10-6258号公报

第一平行连杆机构具有第一主臂、第一副臂和第一连接部件。第一主臂具有被固定在驱动轴上的端部，进行摇动。该第一主臂起“主动件(driver)”的作用，将从外部输入的动力传递至其它部位。第一副臂具有与第一主臂相同的长度，在与第一主臂相同的平面内摇动。作为第一主臂和第一副臂的摇动运动的中心的两个轴仅间隔规定的距离。第一连接部件连接第一主臂的前端和第一副臂的前端。第一主臂和第一副臂被装配成能够相对于该第一连接部件相对地转动。利用这种结构，第一连接部件随着第一主臂的摇动，使第一副臂摇动，从而使两者总是保持平行。第一副臂起所谓的“从动件(follower)”的作用，接受从其它部件供给的动力而运动。

第二平行连杆机构具有第二主臂、第二副臂和第二连接部件。第二主臂在贯通第一连接部件的轴的周围摇动。第二副臂在贯通第一连接部件的另一轴的周围摇动。这两个轴也仅间隔与上述规定的距离相同的距离。第二连接部件连接第二主臂的前端和第二副臂的前端。第二主臂和第二副臂被装配成能够相对于该第二连接部件相对地转动。利用这种结构，第二连接部件随着第二主臂的摇动，使第二副臂摇动，从而使两者总是保持平行。在该第二连接部件上，设置有放置对象物的搬送台。

第二主臂的摇动运动通过一对齿轮与第一主臂的摇动运动联动。结果，虽然上述主要的几个结构要素进行摇动运动，但是对象物能够进行直线的移动。以下对这种联动的结构进行说明。

第一主臂的端部和第二主臂的端部与第一连接部件连接。在第一主臂上，一体地设置有被称为第一齿轮的一个齿轮。第一主臂、第一齿轮和第一连接部件共有的转动轴被称为第一轴。另一方面，在第二主臂上，一体地设置有被称为第二齿轮的一个齿轮。第二主臂、第二齿轮和第一连接部件共有的转动轴被称为第二轴。第一齿轮与第二齿轮啮合，向相互相反的方向转动。

根据这种结构，在使对象物向一个方向移动时，第一臂顺时针方向旋转，第二臂反时针方向旋转。与此相对，在使对象物向相反方向移动时，第一臂反时针方向旋转，第二臂顺时针方向旋转。

但是，在使对象物向一个方向移动后、使其向相反方向移动时，上述的搬送机械手有不能将该对象物正确地搬运到目标位置的缺点。这是由于在对象物的移动方向反转的瞬间、即臂的摇动方向反转的瞬间，由第一齿轮和第二齿轮之间的齿隙导致动力不能从第一齿轮传递至第二齿轮而引起的。

发明内容

本发明是在考虑上述情况的基础上做出的，其课题是提供一种能够将应该移动的对象物搬运到正确的位置的连杆装置和具有这种连杆装置的搬送机械手。

为了解决上述课题，在本发明中采用以下的技术手段。

由本发明的第一方面提供的一种连杆装置，包括：互相平行的一对第一连杆臂；互相平行的一对第二连杆臂；将上述一对第一连杆臂能够围绕一对第一轴摇动地连接、并且将上述一对第二连杆臂能够围绕一对第二轴摇动地连接的第一连接部件；将上述一对第二连杆臂能够摇动地连接的第二连接部件；与上述一对第一连杆臂的各个一体地、以上述第一轴为中心转动的两个第一齿轮；和与上述一对第二连杆臂的各个一体地、以上述第二轴为中心转动的两个第二齿轮。上述两个第一齿轮中的一个和上述两个第二齿轮中的一个构成第一接合对，上述两个第一齿轮中的另一个和上述两个第二齿轮中的另一个构成第二接合对。在上述一对第一连杆臂沿着第一方向转动时，只通过构成上述第一接合对的第一和第二齿轮，将上述第一连杆臂的转动力传递给上述第二连杆臂。在上述一对第一连杆臂沿着与上述第一方向相反的第二方向转动时，只通过构成上述第二接合对的第一和第二齿轮，将上述第一连杆臂的转动力传递给上述第二连杆臂。

优选本发明的连杆装置还具备：能够围绕上述第一轴转动地支撑上述第一连杆臂的第一轴体；和能够围绕上述第二轴转动地支撑上述第二连杆臂的第二轴体。上述第一齿轮被固定在上述第一轴体上，上述第二齿轮被固定在上述第二轴体上。

优选：上述第一轴体或第二轴体，通过能够调整围绕上述第一轴或第二轴的安装角的紧固装置，被固定在上述第一连杆臂或第二连杆臂上。

优选：属于上述第一接合对的上述第一齿轮的一个齿，通过规定的侧面，与属于上述第一接合对的上述第二齿轮接触；属于上述第二接合对的上述第一齿轮的一个齿，通过与上述规定的侧面相反的侧面，与属于上述第二接合对的上述第二齿轮接触。

优选上述第一连杆臂和上述第二连杆臂被配置成立体交叉状。

根据本发明的第二方面，提供一种搬送机械手。该搬送机械手具备具有上述结构的连杆装置。

根据以下参照附图进行的详细说明，本发明的其它特征和优点将更加明显。

附图说明

图1为表示具有本发明的连杆装置的搬送机械手的一个实施方式的整体立体图。

图2为图1所示的搬送机械手的俯视图。

图3为沿图2的III-III线的连杆装置的主要部分截面图。

图4为与图3对应的连杆装置的主要部分的剖开立体图。

图5为连杆装置的一部分的剖开俯视图。

图6为用于说明连杆装置的前进动作的俯视图。

图7为用于说明连杆装置的后退动作的俯视图。

符号说明

A         连杆装置

A1        第一平行连杆机构

A2        第二平行连杆机构

10、11    第一连杆臂

12        第一连接部件(中间连接部件)

13        第一轴体

100、110  第一齿轮

f1        第一轴

20、21    第二连杆臂

22        第二连接部件(移动部件)

23        第二轴体

24        螺栓

25        长孔

200、210  第二齿轮

f2        第二轴

具体实施方式

以下，参照附图，具体地说明本发明的连杆装置和具有该连杆装置的搬送机械手的优选实施方式。

图1～7为说明具有本发明的连杆装置的搬送机械手的图。首先，参照图1和图2，说明连杆装置A的结构要素。

搬送机械手具有设置在固定基座1的上部的连杆装置A。连杆装置A用于使搬送对象物在水平方向上直线地移动。该连杆装置A具有第一平行连杆机构A1、第二平行连杆机构A2、齿轮箱3和搬送台4。另外，连杆装置A规定一对第零轴f0、一对第一轴f1、一对第二轴f2和一对第三轴f3。这些轴是各种结构要素进行的摇动运动或转动运动的中心。相同种类的两个轴的间隔距离全部相同。

第一平行连杆机构A1具有一对第一连杆臂10、11和第一连接部件(中间连接部件)12。第一连杆臂10、11分别在贯通固定基座1的第零轴f0的周围摇动。第一连接部件12以一对第一连杆臂10、11平行的方式将两者连接。第一连杆臂10、11能够相对于第一连接部件12相对地转动。

第二平行连杆机构A2具有一对第二连杆臂20、21和第二连接部件(移动部件)22。第二连杆臂20、21在贯通上述第一连接部件12的第一轴f1的周围摇动。第二连接部件22以一对第二连杆臂20、21平行的方式将两者连接。第二连杆臂20、21能够相对于第二连接部件22相对地转动。一对第一连杆臂10、11和一对第二连杆臂20、21全部具有相同的长度。

齿轮箱3用于使第一平行连杆机构A1和第二平行连杆机构A2联动。齿轮箱3设在第一连杆臂10、11的前端部和第一连接部件12的下方。齿轮箱3收容用于使第一连杆臂10、11和第二连杆臂20、21联动的齿轮组。

搬送台4用于放置例如玻璃基板等搬送对象物G。搬送台4被固定在第二连接部件22的上部。

在固定基座1中收容有用于将转动驱动力传递给连杆装置A的驱动电机M和驱动轴S。固定基座1还收容有用于使驱动电机M和驱动轴S围绕垂直轴旋转的旋转装置和用于使它们在垂直方向上下移动的未图示的升降装置。通过该升降装置，连杆装置A能够与驱动电机M和驱动轴S一体地既旋转又上下移动。

接着，进一步详细地说明第一平行连杆机构A1。

如图1所示，一个第一连杆臂10通过驱动轴与驱动电机M连接，由此起主动件的作用。该第一连杆臂10相对于固定基座1摇动。另一个第一连杆臂11一边保持与第一连杆臂10平行一边摇动。它们摇动的中心为一对第零轴f0。

如图3所示，分别利用螺栓14将第一轴体13固定在一对第一连杆臂10、11的前端部。第一轴体13由轴承16支撑。第一轴体13能够相对于第一连接部件12和齿轮箱3转动。各第一轴体13转动的中心为对应的一个第一轴f1。

通过一对第一连杆臂10、11摇动，第一连接部件12和齿轮箱3一起移动。此时，第一连杆臂10、11各自相对于第一连接部件12、以对应的第一轴f1为中心相对地旋转。与此相应，第一齿轮100、110各自以对应的第一轴f1为中心转动。

接着，进一步详细地说明第二平行连杆机构A2。

如图3所示，一对第二连杆臂20、21被配置在第一连接部件12的上侧，由此，与一对第一连杆臂10、11立体交叉。因此，第一连杆臂10、11和第二连杆臂20、21能够互不干涉地适当地摇动。分别利用螺栓24将第二轴体23固定在第二连杆臂20、21上。第二轴体23分别由轴承26支撑。第二轴体23能够相对于第一连接部件12和齿轮箱3转动。各第二轴体23转动的中心为对应的第二轴f2。

齿轮箱3收容第一齿轮100、110和第二齿轮200、210。第一齿轮100、110分别被固定在对应的第一轴体13的下端部。第二齿轮200、210分别被固定在对应的第二轴体23的下端部。第一齿轮100、110分别与第二齿轮200、210啮合。

如图1和图2所示，第二连杆臂20、21的前端部分别能够相对于第二连接部件22摇动。它们摇动的中心为一对第三轴f3。

接着，说明主要部分的装配方式。

如图3和图4所示，在第二轴体23的头部设置有多个长孔25。螺栓24插入各长孔25中，这些螺栓24被紧固在第二连杆臂20或21上。结果，第二轴体23和第二连杆臂20、21互相固定。根据这种结构，能够调整第二连杆臂20、21各自和对应的第二轴体23之间的相对角度。

装配时第二轴体23的相对角度的调整按以下步骤进行。首先，如图5所示，将第一连杆臂10、11和第二连杆臂20、21配置在规定的位置。此时，第一齿轮100、110相对于对应的第一轴体13分别被完全固定。另外，第一连杆臂10、11相对于对应的第一轴体13也分别被完全固定。第二齿轮200、210相对于对应的第二轴体23分别被完全固定。但是，第二连杆臂20或21相对于对应的第二轴体23分别被暂时固定。

接着，在松开上述螺栓24后，使对应的第二轴体23围绕第二轴f2相对于第二连杆臂20转动，由此调节上述臂20和第二轴体23之间的相对角度。具体地说，以在第一齿轮100沿同图的反时针方向开始转动的同时第二齿轮200能够沿顺时针方向转动的方式使两个齿轮接触。即，如图5所示，使第一齿轮100的一个齿的左侧面和第二齿轮200的一个齿的右侧面互相接触。换句话说，与第一齿轮100的一个齿邻接的第二齿轮200的齿有两个，使第一齿轮100的上述一个齿与其中的左侧的齿接触。然后，拧紧螺栓24，将第二轴体23固定在第二连杆臂20上。

同样地操作，调节第二连杆臂21和对应的第二轴体23之间的相对角度。在这种情况下，如图5所示，使第一齿轮110的一个齿的右侧面和第二齿轮210的一个齿的左侧面互相接触(换句话说，使第一齿轮110的一个齿与第二齿轮210的相邻的两个齿中的右侧的齿接触)。根据这种结构，在第一齿轮110沿同图的顺时针方向开始转动的同时，第二齿轮210沿反时针方向转动。

根据以上的装配步骤，无论第一连杆臂10、11开始向哪个方向摇动，第二连杆臂20、21都能够不受齿轮组的齿隙的影响而立即开始摇动。即，在图5中，在一对第一连杆臂10、11在第零轴f0的周围沿顺时针方向摇动时，第一齿轮100、110在第一轴f1的周围沿顺时针方向转动。与此相应，一个第一齿轮110使一个第二齿轮210沿反时针方向转动。结果，第二连杆臂20、21在第二轴f2的周围沿反时针方向转动。即，形成如下结构：第一齿轮110和第二齿轮210构成一个接合对，在上述第一连杆臂沿顺时针方向转动时，只有构成该接合对的第一和第二齿轮有助于第二连杆臂的驱动。

相反，在一对第一连杆臂10、11在第零轴f0的周围沿反时针方向摇动时，第一齿轮100、110在第一轴f1的周围，沿反时针方向转动。与此相应，另一个第一齿轮100使另一个第二齿轮200沿顺时针方向转动。结果，第二连杆臂20、21在第二轴f2的周围沿顺时针方向转动。即，形成如下结构：第一齿轮100和第二齿轮200构成另一个接合对，在上述第一连杆臂沿反时针方向转动时，只有构成该接合对的第一和第二齿轮有助于第二连杆臂的驱动。

根据上述结构，在转换第二连接部件22和搬送台4移动的方向时，能够避免因齿轮的齿隙引起的搬送台4的位置偏移的发生。

最后，参照图6和图7，说明连杆装置A的一系列的搬送动作。

作为最初的动作，说明使搬送台4沿图6的箭头方向移动的情况。首先，第一连杆臂10、11各自在对应的第零轴f0的周围沿顺时针方向摇动。与此相应，第一连接部件12和固定在其上的齿轮箱3，沿箭头方向移动。此时，从第一连接部件12的角度看，第一齿轮100、110各自在对应的第一轴f1的周围，沿顺时针方向转动。其转动力被传递至第二齿轮210。结果，被固定在该第二齿轮210上的一个第二连杆臂21，在对应的第二轴f2的周围，沿反时针方向摇动。随着第二连杆臂21，第二连杆臂20也沿反时针方向摇动。结果，搬送台4沿箭头方向移动。此时，第一齿轮100的转动力未传递给第二齿轮200。

作为下一个动作，说明使搬送台4停止的情况。首先，第一连杆臂10、11的摇动停止。与此相应，第二连杆臂20、21的摇动停止。在该停止突然的情况下，第二连杆臂20、21和第二连接部件22在应该停止的位置，由于惯性还要继续移动。此时，第一齿轮100和第二齿轮200相互接触。由此，因第二连杆臂20的惯性而产生的摇动被阻止。结果，搬送台4正确地停止在应停止的位置。

作为下一个动作，说明使搬送台4沿图6的箭头的反方向移动的情况。第一齿轮100和第二齿轮200已在没有齿隙的状态下啮合。如图7所示，第一连杆臂10、11各自在对应的第零轴f0的周围沿反时针方向摇动。与此相应，第一连接部件12立即沿图7的箭头方向移动。此时，从第一连接部件12的角度看，第一齿轮100、110各自在对应的第一轴f1的周围沿反时针方向转动。其转动力被传递至一个第二齿轮200。结果，固定在该第二齿轮200上的一个第二连杆臂20，在对应的第二轴f2的周围，沿顺时针方向摇动。随着第二连杆臂20，第二连杆臂21也沿顺时针方向摇动。结果，搬送台4向图7的箭头方向移动。此时，第一齿轮110的转动力未传递给第二齿轮210。

作为下一个动作，说明使搬送台4停止的情况。首先，第一连杆臂10、11的摇动停止。与此相应，第二连杆臂20、21的摇动停止。在该停止突然的情况下，第二连杆臂20、21和第二连接部件22在应该停止的位置，由于惯性还要继续移动。此时，第一齿轮110和第二齿轮210相互接触。由此，因第二连杆臂21的惯性而产生的摇动被阻止。结果，搬送台4正确地停止在应该停止的位置。

作为最后的动作，说明使搬送台4再次沿图6的箭头方向移动的情况。第一齿轮110和第二齿轮210已在没有齿隙的状态下啮合。第一连杆臂10、11摇动。与此相应，第二连杆臂21立即摇动。

这样，搬送台4反复移动和停止，位置不偏移地、正确地停止在应该停止的位置。

此外，本发明不限于上述的实施方式。

例如，可以代替在第二连杆臂20、21和第二轴体23之间构成相对角度的调整装置(或者除此之外)，在第一连杆臂10、11和第一轴体13之间构成相对角度的调整装置。另外，可以通过使第一齿轮相对于第一轴体的安装角或第二齿轮相对于第二轴体的安装角能够调节，构成与上述实施例具有同样效果的相对角度调节装置。

Claims (6)

1.一种连杆装置，其特征在于，包括：

互相平行的一对第一连杆臂；

互相平行的一对第二连杆臂；

将所述一对第一连杆臂能够围绕一对第一轴摇动地连接、并且将所述一对第二连杆臂能够围绕一对第二轴摇动地连接的第一连接部件；

将所述一对第二连杆臂能够摇动地连接的第二连接部件；

与所述一对第一连杆臂的各个一体地、以所述第一轴为中心转动的两个第一齿轮；和

与所述一对第二连杆臂的各个一体地、以所述第二轴为中心转动的两个第二齿轮，

所述两个第一齿轮中的一个和所述两个第二齿轮中的一个构成第一接合对，所述两个第一齿轮中的另一个和所述两个第二齿轮中的另一个构成第二接合对；

在所述一对第一连杆臂沿着第一方向转动时，只通过构成所述第一接合对的第一和第二齿轮，将所述第一连杆臂的转动力传递给所述第二连杆臂；

在所述一对第一连杆臂沿着与所述第一方向相反的第二方向转动时，只通过构成所述第二接合对的第一和第二齿轮，将所述第一连杆臂的转动力传递给所述第二连杆臂。

2.如权利要求1所述的连杆装置，其特征在于：

在还具有能够围绕所述第一轴转动地支撑所述第一连杆臂的第一轴体、和能够围绕所述第二轴转动地支撑所述第二连杆臂的第二轴体的结构中，所述第一齿轮被固定在所述第一轴体上，所述第二齿轮被固定在所述第二轴体上。

3.如权利要求2所述的连杆装置，其特征在于：

所述第一轴体，通过能够调整围绕所述第一轴的安装角的第一紧固装置，被固定在所述第一连杆臂上，

所述第二轴体，通过能够调整围绕所述第二轴的安装角的第二紧固装置，被固定在所述第二连杆臂上。

4.如权利要求1所述的连杆装置，其特征在于：

属于所述第一接合对的所述第一齿轮的一个齿，通过规定的侧面，与属于所述第一接合对的所述第二齿轮接触；属于所述第二接合对的所述第一齿轮的一个齿，通过与所述规定的侧面相反的侧面，与属于所述第二接合对的所述第二齿轮接触。

5.如权利要求1所述的连杆装置，其特征在于：

所述第一连杆臂和所述第二连杆臂被配置成立体交叉状。

6.一种搬送机械手，其特征在于：

具有权利要求1～5中任一项所述的连杆装置。

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