CN103708321A - 升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种升降装置，其包括：第一和第二上下移动引导轴，上述引导轴以预定间隙平行布置并竖直地设置；第一框架和第二框架，上述框架分别将第一和第二上下移动引导轴的两端支撑为能够旋转；第一引导槽和第二引导槽，上述引导槽是布置在第一和第二上下移动引导轴的外表面上的连续螺纹；第一和第二上下移动构件，上述构件分别装配在第一和第二上下移动引导槽中以通过第一和第二上下移动引导轴的旋转而沿第一和第二上下移动引导槽移动，并且在第一和第二上下移动引导轴上在第一高度和第二高度之间竖直地上下移动；吊笼，该吊笼在两侧固定到第一和第二上下移动构件且具有内部空间；以及水平平衡单元，其将第一和第二上下移动构件的高度保持在水平位置。

Description

升降装置

技术领域

本发明涉及一种升降装置，具体地涉及一种上下移动工人以维护和修理半导体制造设备的升降装置。

背景技术

半导体生产线配备有具有各种尺寸的半导体制造设备并且这些半导体制造设备需要定期或时常维护和修理，以提高和保持生产率。

由于半导体制造设备的尺寸通常大于工人的身高，因此需要升降装置来上下移动工人，使得工人能够容易地维护和修理半导体制造设备。

多数升降装置包括容纳工人的吊笼，上下移动吊笼的驱动机构，以及支撑吊笼和驱动机构的框架。

在相关技术的升降装置中，驱动机构设置在吊笼的两侧并且被单独地操作，其中位于升降装置的上端和下端处的链轮通过链来连接，并且吊笼固定于链以随着链的移动而上下移动。

当链轮被伺服电机旋转时，链被驱动并且吊笼相应地上下移动。

在相关技术的升降装置中，由于位于吊笼两侧的链轮由单独的伺服电机驱动，因此旋转速度不能同步，并且在这种情况下，会出现吊笼向一侧倾斜的问题。

此外，由于吊笼而使得链被保持处于张紧状态，会出现链的寿命缩短以及由于链的切断而引起大的事故的问题。

发明内容

本部分提供有关本公开内容的总体概述，而不是对本公开的全部范围或其所有特征的全面公开。

本发明的一个目的是提供一种升降装置，该装置通过使吊笼两侧的高度差最小化来防止吊笼倾斜。

本发明的另一目的是提供一种升降装置，其中使由吊笼的重量引起的驱动机构的磨损及损坏的可能性最小化。

本发明的另一目的是提供一种升降装置，其允许工人通过校正由吊笼两侧的高度差导致的吊笼倾斜来使吊笼恢复成水平。

为了实现这些目的，根据本公开内容的升降装置的一个方面包括：第一上下移动引导轴和第二上下移动引导轴，所述第一上下移动引导轴和所述第二上下移动引导轴以预定间隙平行布置并且竖直设置；第一框架和第二框架，所述第一框架和所述第二框架分别将所述第一上下移动引导轴和所述第二上下移动引导轴的两端支撑为能够旋转；第一引导槽和第二引导槽，所述第一引导槽和所述第二引导槽是设置在所述第一上下移动引导轴和所述第二上下移动引导轴的外表面上的连续螺纹；第一上下移动构件和第二上下移动构件，所述第一上下移动构件和所述第二上下移动构件分别装配在所述第一上下移动引导槽和所述第二上下移动引导槽中以通过所述第一上下移动引导轴和所述第二上下移动引导轴的旋转而沿所述第一上下移动引导槽和所述第二上下移动引导槽移动，并且在所述第一上下移动引导轴和所述第二上下移动引导轴上在第一高度和第二高度之间竖直地上下移动；吊笼，该吊笼在两侧固定在所述第一上下移动构件和所述第二上下移动构件上且具有内部空间；以及水平平衡单元，该水平平衡单元将所述第一上下移动构件和所述第二上下移动构件的高度保持在水平位置。

所述水平平衡单元可以包括：主驱动马达，该主驱动马达具有驱动轴；第一齿轮箱，该第一齿轮箱随着所述驱动轴的旋转而操作并且具有垂直于所述驱动轴且对称布置的两个从动轴；以及两个第二齿轮箱，所述两个第二齿轮箱分别设置在所述两个从动轴的端部处，其中所述第一上下移动引导轴和所述第二上下移动引导轴垂直地联接至所述从动轴和所述驱动轴二者，并且随着所述从动轴而旋转。

所述水平平衡单元可以包括：第一驱动马达，该第一驱动马达与所述第一上下移动引导轴的一端连接并且使所述第一上下移动引导轴旋转；第二驱动马达，该第二驱动马达与所述第二上下移动引导轴的一端连接并且使所述第二上下移动引导轴旋转；第一位置感测单元，该第一位置感测单元感测所述第一上下移动构件到达位于所述第一高度和所述第二高度之间的预定基准高度；第二位置感测单元，该第二位置感测单元感测所述第二上下移动构件到达所述基准高度；以及高度控制器，该高度控制器在所述第一位置感测单元感测到所述第一上下移动构件到达所述基准高度时停止所述第一驱动马达，并且控制所述第二上下移动构件使其选择性地移动直至所述第二位置感测单元感测到所述第二上下移动构件到达所述基准高度为止。

根据本公开内容的升降装置的一个方面，由于通过一个主驱动马达能够驱动一对上下移动引导轴或者通过包括高度控制器和位于吊笼两侧的一对位置感测单元的水平平衡单元能够防止吊笼倾斜，因此可以保持工人安全并且防止工人的工作能力退化。

此外，由于为了上下移动吊笼，使上下移动构件沿为螺纹的上下移动引导槽上下移动，而不是相关技术中的链，因此出现故障和工人坠落的可能性减小。

附图说明

这里描述的附图仅仅是为了对所选实施方式进行示例的目的，而非针对所有的可能实施，并且也不是为了限制本发明的范围。

图1是示出根据本公开内容的第一实施方式的升降装置的外观的视图。

图2是示出用于说明图1的升降装置的操作的主要构造的视图。

图3是图1的升降装置从后面看时的视图。

图4是放大图3中的部分A的视图。

图5是示意性地示出根据本公开内容的第二实施方式的升降装置的视图。

图6是示出图5的升降装置的外观的视图。

图7是图6的升降装置从前面看时的视图。

图8是图6的升降装置从左侧看时的视图。

图9是放大图6中的部分A的视图。

图10是放大图8中的部分B的视图。

图11是放大图8中的部分C的视图。

图12是放大图6中的部分D的视图。

图13是示出由图7修改的示例的视图。

图14是沿图13中的线B-B剖取的剖视图。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述本公开内容。

图1是示出根据本公开内容的第一实施方式的升降装置的外观的视图。图2是示出用于说明图1的升降装置的操作的主要构造的视图。图3是示出图1的升降装置从后面看时的视图。图4是放大图3中的部分A的视图。

参照图1至图4，根据本实施方式的升降装置100包括两个上下移动引导轴117和127、两个框架118和128、两个上下移动构件119和129、吊笼C、以及在使吊笼C保持水平的同时使吊笼C上下移动的水平平衡单元。

水平平衡单元包括主驱动马达111，第一齿轮箱113，以及两个第二齿轮箱115和125。

主驱动马达111具有驱动轴（未示出），并且该驱动轴随着第一齿轮箱113的输入轴（未示出）旋转。主驱动马达111的驱动轴能够用作第一齿轮箱113的输入轴。

第一齿轮箱113具有输入轴以及两个从动轴113a和113b，其中输入轴随着主驱动马达111的驱动轴旋转，并且两个从动轴113a和113b都与输入轴相啮合地旋转并且对称地布置。

输入轴以及从动轴113a和113b可以由锥齿轮、蜗杆和蜗轮的组件、或其它齿轮类型来接合。

两个齿轮箱115和125以第一齿轮箱113的两个从动轴113a和113b作为输入，并以两个上下移动引导轴117和127作为输出。

类似于第一齿轮箱113，在两个齿轮箱115和125中，作为输入轴的两个从动轴113a和113b以及作为输出轴的两个上下移动引导轴117和127可以由锥齿轮、或蜗杆和蜗轮的组件、或其它齿轮类型来接合。

两个上下移动引导轴117和127以预定间隙平行布置并且都竖直设置成垂直于主驱动马达111的驱动轴以及第一齿轮箱113的从动轴113a和113b。

两个上下移动引导轴117和127提供了供吊笼C沿其上下移动的路径。

两个上下移动引导轴117和127分别具有上下移动引导槽117a和127a以及上下移动构件119/129，以上下移动吊笼C。

上下移动引导槽117a和127a是位于两个上下移动引导轴117和127的外侧上的连续螺纹。

上下移动构件119和129随着两个上下移动引导轴117和127的旋转而沿着上下移动引导槽117a和127a上下移动。

上下移动构件119和129可以是滚珠轴承、内螺纹构件、滚珠套筒中的任意一种，其与上下移动引导槽117a和127a接合。

在图4中，尽管上下移动构件119和129分别具有上下移动部119b和129b以及分离地从上下移动部支撑吊笼的吊笼支撑部119a和129a，但是它们中的每个均可以实施为单个构件。

为了更稳定地上下移动并支撑吊笼C，可以设置四个上下移动引导轴和四个上下移动构件以能够支撑吊笼C的角。在这种情况下，所有四个上下移动引导轴须由一个主驱动马达111驱动，以实现上下移动构件的相同的上下移动速度。

吊笼C具有用于容纳工人或工具的空间，并且优选为具有顶部开口的长方体。

框架118和128提供了供主驱动马达111、第一齿轮箱113、以及两个第二齿轮箱115和125固定的地方，并且分别支撑两个上下移动引导轴117和127的两端以便能够旋转。

框架118和128可以为竖直长柱。为了稳定的结构，框架118和128可以连接。

如上所述，根据本公开内容的第一实施方式的升降装置100，由于两个上下移动引导轴117由一个驱动马达111同时旋转，因此吊笼C保持水平。

接下来，将参照图5至图12来描述根据本发明的第二实施方式的升降装置。

图5是示意性地示出根据本公开内容的第二实施方式的升降装置的视图，图6是示出图5的升降装置的外观的视图，图7是图6的升降装置从前面看时的视图，图8是图6的升降装置从左侧看时的视图，图9是放大图6中的部分A的视图，图10是放大图8中的部分B的视图，图11是放大图8中的部分C的视图，图12是放大图6中的部分D的视图，图13是示出由图7修改的示例的视图。

参见图5至图13，根据该实施方式的升降装置200包括两个上下移动引导轴217和227、两个框架218和228、两个上下移动构件219和229、吊笼C、以及在使吊笼C保持水平的同时使吊笼C上下移动的水平平衡单元。

水平平衡单元包括第一驱动马达216、第二驱动马达226、两个位置感测单元214和224、以及高度控制器280。

两个上下移动引导轴217和227具有上下移动引导槽217a和227a并且以预定间隙平行布置且竖直地设置，上述引导槽是位于上下移动引导轴的外侧上的连续螺纹。

两个框架218和228为竖直长柱，其支撑两个上下移动引导轴217和227的两端以便能够旋转，并且用于驱动两个上下移动引导轴217和227的第一驱动马达216和第二驱动马达226分别设置在两个框架218和228上。

第一驱动马达216和第二驱动马达226分别装配在两个上下移动引导轴217和227的预定端上，以提供转矩。也就是说，该实施方式与前述实施方式的不同之处在于，两个上下移动引导轴217和227单独地由分开的驱动马达来旋转。

两个上下移动构件219和229的预定端分别联接至两个上下移动引导轴217和227，以通过两个上下移动引导轴217和227的旋转而能够在上下移动引导槽217a和227a上上下移动，并且两个上下移动构件219和229的另一端固定至吊笼C的两侧。由此，吊笼C上下移动。

两个上下移动构件219和229以及两个上下移动引导轴217和227可以以滚珠螺杆类型、滚珠套筒类型、或螺纹类型中的任意一种类型来组合。

因此，与相关技术中使用的链相比，能够精确地控制高度并且提高安全性。

优选的是，两个框架218和228为金属角，以降低制造成本并确保强度。在这种情况下，当工人身体卡在金属角间的间隙中时会发生事故，所以优选为设置封闭构件215和225以封闭金属角间的间隙。

此外，封闭构件215和225可以是橡胶带，其能够弹性延伸并设置用来封闭间隙。

优选的是，两个上下移动构件219和229布置在与吊笼C的踏板231基本相同的高度处，并且固定于吊笼C的底部的两侧以稳定支撑吊笼C。

第一驱动马达216和第二驱动马达226分别与两个上下移动引导轴217和227布置在一条线上，优选地布置在两个上下移动引导轴217和227的顶部上。

因此，吊笼C能够向下移动以靠近安装表面或地面，使得工人的安全性得到提高。

另选地，当第一驱动马达316和第二驱动马达326布置在两个框架218和228的下方，第一驱动马达316和第二驱动马达326可以通过切换齿轮箱360布置在侧面，从而吊笼C能够向下移动到安装表面或地面，如图13和14所示。

两个位置感测单元214和224布置在吊笼C的两侧以便能够旋转，以感测位于预定高度（基准高度）的两个上下移动构件219和229或吊笼C的两侧。

两个位置感测单元214和224分别包括一对位置传感器214b和224b以及位置指示器214a和224a。

两个位置传感器214b和224b在由制造商设定的高度处、在吊笼C的两侧、设置在两个框架218和228处。两个位置传感器214b和224b在此构造中定位在相同的高度处。

两个位置指示器214a和224a设置在吊笼C的两侧。具体地，它们固定至两个上下移动构件120a和120b或固定至吊笼C的两侧，以能够随吊笼C上下移动。

另选地，两个位置指示器214a和224a可以设置在两个框架218和228处，并且两个位置传感器214b和224b可以设置在吊笼C的两侧或设置于两个上下移动构件219和229上。

两个位置传感器214b和224b可以是大致为U形的马蹄形传感器，如图9中所示，并且两个位置指示器214a和224a可以是根据吊笼C的上下移动而被选择性地容纳在马蹄形传感器中的感测突起部。

例如，当两个位置感测单元214和224中的任意一个感测到到达基准高度，而另一个位置感测单元224没有感测到到达基准高度时，能够通过驱动对应的第二驱动马达226直到另一个位置感测单元224感测到到达基准高度为止来校正吊笼C的倾斜。

优选地，将基准高度设定成与以下高度相同的高度：即，两个上下移动构件219和229尽可能低地向下移动的最小可利用高度，或两个上下移动构件219和229尽可能高地向上移动的最大可利用高度。

这是因为，在基准高度设定在最小可利用高度和最大可利用高度之间的情况下，当任何一个位置感测单元214感测到到达基准高度而另一个位置感测单元224没有感测到到达基准高度时，就需要有关吊笼C是要上移还是下移的附加信息来校正高度。

优选地是，两个位置传感器214b和224b设置在两个框架218和228中的每个处，如图5所示。优选地，将其中一个传感器定位在最小可利用高度处，而将另一个传感器定位在最大可利用高度处。

此外，优选的是，位置传感器214a和214b位于图8所示的框架218和228的在宽度方向上的一侧和另一侧，且位于相同高度处。因此，甚至可以感测吊笼C在框架218和228的宽度方向上的倾斜。

与上述不同的是，两个位置感测单元214和224可以是位于吊笼C的两侧、或吊笼C的底部的四个角处的距离传感器。距离传感器例如可以是光学传感器，该光学传感器包括光接收单元和光发射单元并且利用从光发射单元发出的光-到从基准面反射-返回到光接收单元所用的时间以及光的波长来感测距基准面（安装表面或地板）的高度。

高度控制器280控制吊笼C以保持为与地面或安装表面b平行，从而校正吊笼C的倾斜。具体地，当感测到两个上下移动构件219和229中的一个上下移动构件219到达基准高度而另一个上下移动构件229没有到达基准高度时，第一驱动马达216停止而第二驱动马达226保持运转直至感测到未到达基准高度的上下移动构件229到达基准高度为止。

优选的是，高度控制器280被设定用来利用从外部接收的、用于高度校正的输入信号来进行控制。

吊笼C是具有顶部开口的箱。换言之，吊笼C包括供工人上去的踏板231，和从踏板231竖直延伸以防止工人坠落的栅栏235。

优选的是，栅栏235能够选择性地与踏板231分离或联接至踏板231，以便于工人上去/下来。具体地，如图12所示可以使用柱塞237，以附接/拆卸栅栏235。柱塞237通过沿图12中的方向a往复运动来固定或分离栅栏235。

当栅栏235未被紧固时，高度控制器280还可以设有防止第一驱动马达216和第二驱动马达226运转的功能，以保证工人的安全。

此外，优选地的是，吊笼C配备有防护件233，该防护件具有预定高度且围绕踏板的边缘竖直地设置，以便保护吊笼C中的工人的脚部。

为了示例和说明的目的已经提供了实施方式的前述描述是。并不旨在穷举或限制本发明。具体的实施方式的单个元件或特征通常不限于该具体的实施方式，而是在适用的情况下，可以交换并且可用于选定的实施方式中，即使没有特别地示出或描述。上述实施方式也可以以多种方式改变。上述改变不应被看作是偏离本发明，并且所有上述修改都旨在被包括在本发明的范围内。

本文使用的术语仅是为了描述具体实施方式的目的，而不是旨在为了限制。如本文使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”可以旨在也包括复数形式，除非上下文中清楚地另外指出。术语“包含”、“包含着”、“包括着”“具有”是包含的，因此指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，而不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合的存在或附加。这里描述的方法步骤、过程以及操作并不被理解为必须要求它们以所讨论或所描述的特定顺序执行，除非特别识别为执行的顺序。还应理解的是，也可以采用附加的或另选的步骤。

Claims (13)

1.一种升降装置，该升降装置包括：

第一上下移动引导轴和第二上下移动引导轴，所述第一上下移动引导轴和所述第二上下移动引导轴以预定间隙平行布置并且竖直地设置；

第一框架和第二框架，所述第一框架和所述第二框架分别将所述第一上下移动引导轴和所述第二上下移动引导轴的两端支撑为能够旋转；

第一引导槽和第二引导槽，所述第一引导槽和所述第二引导槽是设置在所述第一上下移动引导轴和所述第二上下移动引导轴的外表面上的连续螺纹；

第一上下移动构件和第二上下移动构件，所述第一上下移动构件和所述第二上下移动构件分别装配在所述第一上下移动引导槽和所述第二上下移动引导槽中以通过所述第一上下移动引导轴和所述第二上下移动引导轴的旋转而沿所述第一上下移动引导槽和所述第二上下移动引导槽移动，并且在所述第一上下移动引导轴和所述第二上下移动引导轴上在第一高度和第二高度之间竖直地上下移动；

吊笼，该吊笼在两侧固定到所述第一上下移动构件和所述第二上下移动构件且具有内部空间；以及

水平平衡单元，该水平平衡单元将所述第一上下移动构件和所述第二上下移动构件的高度保持在水平位置。

2.根据权利要求1所述的升降装置，其中，所述第一框架和所述第二框架为竖直长柱，以容纳所述第一上下移动引导轴和所述第二上下移动引导轴。

3.根据权利要求1所述的升降装置，其中，所述水平平衡单元包括：

主驱动马达，该主驱动马达具有驱动轴；

第一齿轮箱，该第一齿轮箱随着所述驱动轴的旋转而操作并且具有垂直于所述驱动轴且对称布置的两个从动轴；以及

两个第二齿轮箱，所述两个第二齿轮箱分别设置在所述两个从动轴的端部处，其中所述第一上下移动引导轴和所述第二上下移动引导轴垂直地联接至所述从动轴和所述驱动轴二者，并且随着所述从动轴而旋转。

4.根据权利要求3所述的升降装置，其中，所述第一齿轮箱和所述第二齿轮箱具有伞齿轮。

5.根据权利要求1所述的升降装置，其中，所述水平平衡单元包括：

第一驱动马达，该第一驱动马达与所述第一上下移动引导轴的一端连接并且使所述第一上下移动引导轴旋转；

第二驱动马达，该第二驱动马达与所述第二上下移动引导轴的一端连接并且使所述第二上下移动引导轴旋转；

第一位置感测单元，该第一位置感测单元感测所述第一上下移动构件到达位于所述第一高度和所述第二高度之间的预定基准高度；

第二位置感测单元，该第二位置感测单元感测所述第二上下移动构件到达所述基准高度；以及

高度控制器，该高度控制器在所述第一位置感测单元感测到所述第一上下移动构件到达所述基准高度时停止所述第一驱动马达，并且控制所述第二上下移动构件使其选择性地移动直至所述第二位置感测单元感测到所述第二上下移动构件到达所述基准高度为止。

6.根据权利要求5所述的升降装置，其中，所述第一位置感测单元包括：第一位置传感器，该第一位置传感器设置于所述第一框架和所述第一上下移动构件中的任一者处；和第一位置指示器，该第一位置指示器允许所述第一位置传感器感测所述第一上下移动构件到达所述基准高度，并且

所述第二位置感测单元包括：第二位置传感器，该第二位置传感器设置于所述第二框架和所述第二上下移动构件中的任一者处；和第二位置指示器，该第二位置指示器设置在所述第二框架和所述第二上下移动构件中的另一者处并且允许所述第二位置传感器感测所述第二上下移动构件到达所述基准高度。

7.根据权利要求6所述的升降装置，其中，位于所述第一框架处的所述第一位置传感器或所述第一位置指示器设置在与所述基准高度相同的高度处，并且

位于所述第二框架处的所述第二位置传感器或所述第二位置指示器设置在与所述基准高度相同的高度处。

8.根据权利要求5至7中的任一项所述的升降装置，其中，所述基准高度设定为与所述第一高度或所述第二高度相同。

9.根据权利要求5所述的升降装置，其中，所述基准高度设定为与所述第二高度相同，

所述升降装置还包括：第三位置感测单元，该第三位置感测单元感测所述第一上下移动构件到达所述第一高度；和第四位置感测单元，该第四位置感测单元感测所述第二上下移动构件到达所述第一高度，并且

所述高度控制器停止所述第一上下移动构件和所述第二上下移动构件中的与所述第三位置感测单元和所述第四位置感测单元中的较早感测到到达所述第一高度的位置感测单元对应的一个上下移动构件，并且使另一个上下移动构件上移直至感测到该另一个上下移动构件到达所述第一高度。

10.根据权利要求9所述的升降装置，其中，所述第三位置感测单元包括：第三位置传感器，该第三位置传感器设置在所述第一框架和所述第一上下移动构件中的任一者处；和第三位置指示器，该第三位置指示器允许所述第三位置传感器感测所述第一上下移动构件到达所述第一高度，并且

所述第四位置感测单元包括：第四位置传感器，该第四位置传感器设置在所述第二框架和所述第二上下移动构件中的任一者处；和第四位置指示器，该第四位置指示器设置在所述第二框架和所述第二上下移动构件中的另一者处并且允许所述第四位置传感器感测所述第二上下移动构件到达所述第一高度。

11.根据权利要求6所述的升降装置，其中，所述第一位置传感器和所述第二位置传感器为马蹄形传感器，并且

所述第一位置指示器和所述第二位置指示器是选择性地被容纳在所述马蹄形传感器中的感测突起部，并且使所述第一位置传感器和所述第二位置传感器分别感知所述第一上下移动构件和所述第二上下移动构件的位置。

12.根据权利要求5所述的升降装置，其中，所述第一驱动马达设置在所述第一上下移动引导轴的顶部，且所述第一驱动马达的旋转轴与所述第一上下移动引导轴布置在一条线上，并且

所述第二驱动马达设置在所述第二上下移动引导轴的顶部，且所述第二驱动马达的旋转轴与所述第二上下移动引导轴布置在一条线上。

13.根据权利要求1所述的升降装置，其中，所述第一上下移动构件和所述第二上下移动构件以滚珠螺杆类型、螺纹类型和滚珠套筒类型中的任一种类型分别与所述第一上下移动引导槽和所述第二上下移动引导槽接合。

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