CN104505358B - 一种用于晶舟装载机械手的轴连接器 - Google Patents

一种用于晶舟装载机械手的轴连接器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于晶舟装载机械手的轴连接器，通过使所述轴连接器相互套接的二个半轴连接器之间产生轴向相对滑动，来增大主动机械手和从动机械手之间的轴向连接距离，以适应其联动不一致时产生的轴向相对位移，从而抵消了连接两个机械手之间的传动轴轴系中产生的轴向拉力，避免了机械手连接部件的损伤，因此，提高了设备运行的安全性及生产效率，延长了设备的检修周期，防止了因机械手联动不一致产生的惯性导致晶舟发生倾覆的事故。其结构简单，拆装方便，既可保证良好的同步传动精确度，又具有轴向间隙移动的功能，可广泛应用在半导体集成电路的晶舟装载设备中。

Description

一种用于晶舟装载机械手的轴连接器
技术领域
本发明涉及半导体集成电路的晶舟装载设备领域，更具体地，涉及一种用于晶舟装载机械手的可调节轴向间隙的轴连接器。
背景技术
晶舟装载设备广泛应用于半导体、太阳能光伏产业中的自动送料系统。很多工艺设备例如卧式扩散炉，在工艺前都需要先通过晶舟装载设备的机械手升起，将装有硅片的晶舟放置到推拉舟上，然后，再由推拉舟将晶舟送入炉管进行工艺；工艺后推拉舟将晶舟拉出炉管后，再由晶舟装载设备的机械手将晶舟从推拉舟取下供进一步流转。
请参阅图1，图1是现有的一种晶舟装载机械手的结构示意图。如图1所示，以扩散工艺前晶舟装载机械手将晶舟输送到推拉舟上为例，先将晶舟(图示省略)装载在两个等高安装的联动机械手2-1、2(其中1个连接升降驱动机构5的是主动机械手2-1，另1个是从动机械手2)上，并通过装置底部的升降驱动机构5(图示为局部)驱使两个机械手2-1、2沿二个升降臂4、3垂直上升；当机械手2-1、2到达预定高度后，停止垂直移动，再由主动机械手2-1内部设置的水平驱动机构(图中未示出)驱使两个机械手2-1、2水平移动，将其承载的晶舟水平送至推拉舟(图示省略)上方；接着，再次启动升降驱动机构5将机械臂2-1、2下降，使晶舟降落在推拉舟上。
在上述机械手2-1、2将晶舟水平送至推拉舟上方的过程中，为了使晶舟在运送过程中保持平衡，需要两个机械手2-1、2同步运动，并保持在相同的水平位置状态。为了实现此目的，通过用传动轴1将两个机械手2-1、2进行连接的方式来实现两个机械手2-1、2的同步运动，以保证两个机械手2-1、2在运动中处于水平位置状态。
请进一步参阅图2，图2是图1中A部的局部放大示意图。如图2所示，在实际使用传动轴对两个机械手2-1、2进行连接时，为便于安装，是在两个机械手2-1、2自身的传动轴1-1(图示了其中从动机械手2的传动轴1-1)之间加设1根较长的传动轴1-2，并通过轴连接器6将它们连接起来形成一体来实现的。轴连接器6包括二个内侧相固定连接的半轴连接器，二个半轴连接器的外侧分别连接传动轴1-1、1-2。主动机械手2-1通过带有轴连接器6的传动轴1(由从动机械手2的传动轴1-1、传动轴1-2和主动机械手2-1的传动轴组成)带动从动机械手2的转动，从而实现两个机械手2-1、2的同步水平运动。
上述现有的机械手在升降及水平运动过程中，因其承载有一定重量的晶舟，升降距离较长，且两个机械手之间具有相当的距离，因此，在当主动机械手的转动力矩向从动机械手传递时，是存在一定的滞后性的。这种滞后性带来了从动机械手相对主动机械手的瞬间运动滞后，使两个机械手的位置产生不一致，造成两个机械手之间产生相对拉力，即传动轴整体上会受到向外的拉力作用。由于现有的轴连接器的二个半轴连接器之间是固定连接的，在机械手承载有较重的晶舟时，如果上述传动轴受到向外的拉力作用时，由于无法将此轴向拉力卸除，即会发生两个机械手之间的位置不一致(即传动轴与机械手之间偏离垂直角度状态)。这会使整个轴系中的各个连接部件受到较强的径向力，很容易造成机械手连接部件的损伤，以致降低设备运行的安全性，缩短设备检修周期，影响生产效率，严重时甚至会发生晶舟因此而倾覆的事故。
所以，如何卸除连接两个机械手之间的传动轴轴系中产生的轴向拉力，避免机械手连接部件的损伤，成为一个急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于晶舟装载机械手的轴连接器，通过使所述轴连接器相互套接的二个半轴连接器之间形成轴向相对滑动，来增大主动机械手和从动机械手之间的轴向连接距离，以适应其联动不一致时产生的轴向相对位移，从而抵消了连接两个机械手之间的传动轴轴系中产生的轴向拉力，避免了机械手连接部件的损伤。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于晶舟装载机械手的轴连接器，所述机械手包括等高滑动分设在相对的升降臂上的主动机械手和从动机械手，所述主动机械手和从动机械手的水平传动轴之间通过所述轴连接器连接形成联动，对所述机械手上承载的晶舟进行水平运送，所述轴连接器包括：
第一半轴连接器，为凸台形，包括凸台部和台座部，所述凸台的侧面设有安装孔；
第二半轴连接器，为套筒形，其套筒内侧设有凹槽，所述套筒通过所述凹槽与所述凸台套接，所述套筒的侧面设有贯通所述凹槽的等宽长孔，所述长孔的长轴与所述轴连接器的轴向平行设置，所述第二半轴连接器通过穿过所述长孔并固接所述第一半轴连接器的所述安装孔的紧固件与所述第一半轴连接器形成轴向滑动连接；
所述台座、所述套筒的外侧分别连接所述从动机械手或主动机械手的所述传动轴；其中，所述第二半轴连接器与所述第一半轴连接器之间通过产生轴向相对滑动，使所述主动机械手和从动机械手之间的轴向连接距离增大，以抵消所述主动机械手和从动机械手联动不一致时产生的轴向拉力。
优选地，所述凸台的侧面和所述套筒的侧面分设有1～4对相对应的所述安装孔和所述长孔，所述第二半轴连接器通过分别穿过每个所述长孔并固接所述第一半轴连接器的每个所述安装孔的紧固件与所述第一半轴连接器之间形成轴向滑动连接。
优选地，所述第二半轴连接器与所述第一半轴连接器之间的轴向滑动距离不大于5毫米。
优选地，所述紧固件的外径与所述长孔的宽度相对应，并形成间隙配合，所述紧固件一端固接所述安装孔，另一端垂直穿过所述长孔形成轴向滑动配合。
优选地，所述紧固件在所述长孔内的轴向滑动距离不大于5毫米。
优选地，所述紧固件为销钉，所述销钉与所述安装孔螺纹连接。
优选地，所述凸台的横截面为圆形，所述凹槽具有与所述凸台相对应间隙配合的圆形横截面。
优选地，所述凸台的横截面为非圆形，所述凹槽具有与所述凸台相对应间隙配合的非圆形横截面。
优选地，所述凸台的横截面为多边形，所述凹槽具有与所述凸台相对应间隙配合的多边形横截面。
优选地，所述台座、所述套筒的外侧分别设有轴槽，所述第二半轴连接器和所述第一半轴连接器通过所述轴槽分别与所述主动机械手或从动机械手的所述传动轴之间形成键槽配合并固接。
从上述技术方案可以看出，本发明通过使所述轴连接器相互套接的二个半轴连接器之间产生轴向相对滑动，来增大所述主动机械手和从动机械手之间的轴向连接距离，以适应其联动不一致时产生的轴向相对位移，从而抵消了连接两个机械手之间的传动轴轴系中产生的轴向拉力，避免了机械手连接部件的损伤，因此，提高了设备运行的安全性及生产效率，延长了设备的检修周期，防止了因机械手联动不一致产生的惯性导致晶舟发生倾覆的事故。其结构简单，拆装方便，既可保证良好的同步传动精确度，又具有轴向间隙移动的功能，可广泛应用在半导体集成电路的晶舟装载设备中。
附图说明
图1是现有的一种晶舟装载机械手的结构示意图；
图2是图1中A部的局部放大示意图；
图3是本发明一实施例的一种用于晶舟装载机械手的轴连接器的安装状态结构分解示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。
本发明的活动轴连接器用于如图1、图2中所示的晶舟装载机械手的主动机械手2-1和从动机械手2之间的传动轴1各段(包括从动机械手2的传动轴1-1、传动轴1-2和主动机械手2-1的传动轴)之间的连接。在图1、图2中，主动机械手2-1和从动机械手2等高滑动分设在相对的升降臂4、3上，主动机械手2-1和从动机械手2的水平传动轴1(包括从动机械手2的传动轴1-1、传动轴1-2和主动机械手2-1的传动轴)之间通过轴连接器6连接形成联动，并在主动机械手2-1内部安装的水平驱动机构(图中未示出)驱动下，对所述机械手2-1、2上承载的晶舟进行水平运送。主动机械手2-1和从动机械手2在升降驱动机构5的驱动下，可沿升降臂4、3上升及下降，将晶舟升起及放下。本发明的轴连接器用来取代图1、图2所示的现有技术的轴连接器6。
在本发明的一实施例中，请参阅图3，图3是本发明一实施例的一种用于晶舟装载机械手的轴连接器的安装状态结构分解示意图。本发明的轴连接器包括相互套接配合在一起的第一半轴连接器7和第二半轴连接器19。图3所示的是第一半轴连接器7和第二半轴连接器19之间的安装状态结构分解示意图，即第一半轴连接器7和第二半轴连接器19相互套接前的状态。
请继续参阅图3。本发明的轴连接器的第一半轴连接器7为凸台形，包括相连的凸台13部和台座9部。所述凸台13的侧面设有安装孔12，所述安装孔12可沿所述凸台13的侧面对称地设置1～4个。本实施例例举了在所述凸台13的上下侧面对称设有2个安装孔12时的情况。
请继续参阅图3。本发明的轴连接器的第二半轴连接器19为套筒形，其套筒20内侧设有凹槽21，所述套筒20可通过所述凹槽21与所述凸台13套接。所述套筒20的侧面设有贯通所述凹槽21的等宽长孔14，所述长孔14可沿所述套筒20的侧面对称地设置1～4个。本实施例例举了在所述套筒20的上下侧面对称设有2个长孔14时的情况。长孔14的位置与套接时所述凸台13的安装孔12位置相对应。所述长孔14的长轴方向与所述轴连接器的轴向平行设置。在第一半轴连接器7和第二半轴连接器19进行套接后(如图中箭头所示方向，将凸台13插入凹槽21进行套接)，所述第二半轴连接器19即可通过穿过所述长孔14并固接所述第一半轴连接器7的所述安装孔12的紧固件15与所述第一半轴连接器7形成轴向滑动连接。
由于图1中所示的主动机械手2-1和从动机械手2发生联动不一致时，产生的轴向拉力是瞬间的，且其拉力造成的主动机械手2-1和从动机械手2之间的轴向相对位移也是很小的，因此，将所述第二半轴连接器19与所述第一半轴连接器7之间的轴向滑动距离设定为不大于5毫米，即可抵消连接两个机械手2-1、2之间的传动轴轴系中产生的拉力造成的轴向位移。
请继续参阅图3。所述紧固件15的外径与所述长孔14的宽度相对应，并形成间隙配合，所述紧固件15一端固接所述安装孔12，另一端垂直穿过所述长孔14形成轴向滑动配合。这样，紧固件15就不会发生沿长孔14宽度方向的移动，只能发生沿长孔14长度方向(即轴向)的移动。当所述凸台13和所述凹槽21的横截面为相配合的圆形时，此设计可同时起到阻止第一半轴连接器7和第二半轴连接器19之间产生径向转动的作用。为了保证第一半轴连接器7和第二半轴连接器19之间的轴向滑动距离，将所述紧固件15在所述长孔14内的轴向滑动距离设定为不大于5毫米，即长孔14的长度减去紧固件15占据的距离后，剩余的长孔14内的间隙不大于5毫米即可满足要求。
请继续参阅图3。作为优选，上述的紧固件15可采用销钉，并且，所述销钉15与所述安装孔12采用螺纹形式进行连接。
请继续参阅图3。所述凸台13的横截面可为圆形，因而所述凹槽21具有与所述凸台13相对应并形成间隙配合的圆形横截面。由于作为紧固件的销钉15不会发生沿长孔14宽度方向的移动，所以，当所述凸台13和所述凹槽21套接后，第一半轴连接器7和第二半轴连接器19之间就不会产生径向转动，以便使主动机械手2-1和从动机械手2之间形成良好的同步联动。
由于只需要在第一半轴连接器7和第二半轴连接器19之间形成轴向间隙，不需要形成相对径向转动，所以，所述凸台13的横截面也可以选用非圆形，因而所述凹槽21也具有与所述凸台13相对应且形成间隙配合的非圆形横截面，例如横截面可为相对应形成间隙配合的三角形、矩形或其他多边形等形状的横截面。
请继续参阅图3。在所述第一半轴连接器7的台座9外侧和所述第二半轴连接器19的套筒20外侧分别设有与所述主动机械手2-1或从动机械手2的所述传动轴进行连接用的轴槽8、18，在所述轴槽8、18的槽壁加工有半键槽(图示省略)。图1、2中的从动机械手2的传动轴1-1、主动机械手2-1的传动轴(图中未示出)的端部也加工有对应的半键槽，并将键放入半键槽，然后分别插入到第一半轴连接器7、第二半轴连接器19的所述轴槽8、18中，即可使第一半轴连接器7、第二半轴连接器19与从动机械手2的传动轴1-1、主动机械手2-1的传动轴(图中未示出)之间形成键槽配合。同时，在对应轴槽8、18位置的第一半轴连接器7的台座9上下侧面、第二半轴连接器19的套筒20上下侧面分别对称设有螺钉孔10、17，在将螺钉11、16分别拧入螺钉孔10、17、并插入半键槽顶紧键后，即可将第一半轴连接器7、第二半轴连接器19分别与从动机械手2、主动机械手2-1的传动轴锁住，不会发生相对转动。
在将本发明的轴连接器用于图1、2所示的晶舟装载机械手的从动机械手2、主动机械手2-1的连接时，可在从动机械手2、主动机械手2-1自身的传动轴之间采用2个轴连接器进行连接。其中，分别位于2个轴连接器外侧的第一半轴连接器、第二半轴连接器分别与从动机械手、主动机械手的传动轴连接，位于2个轴连接器内侧的第二半轴连接器、第一半轴连接器分别与传动轴1-2的二端连接，形成完整的传动轴轴系。
安装有本发明的轴连接器的晶舟装载机械手在工作时(请参考图1)，先将晶舟(图示省略)装载在机械手2-1、2上，并通过装置底部的升降驱动机构5驱使两个机械手2-1、2沿二个升降臂4、3垂直上升。当机械手2-1、2到达预定高度后，停止垂直移动，再由主动机械手2-1内部设置的水平驱动机构(图中未示出)驱使两个机械手2-1、2水平移动，将其承载的晶舟水平送至推拉舟(图示省略)上方；接着，再次启动升降驱动机构5将机械臂2-1、2下降，使晶舟降落在推拉舟上，完成扩散工艺前晶舟装载机械手将晶舟输送到推拉舟上的过程。
机械手2-1、2之间通过安装有本发明的轴连接器的传动轴1实现同步水平运动。机械手2-1、2在升降及水平运动过程中，承载有一定重量的晶舟，升降距离较长(约有2米的升降高度)，且两个机械手2-1、2之间具有相当的距离。因此，在当主动机械手2-1的转动力矩向从动机械手2传递时，是存在一定的滞后性的。这种滞后性带来了从动机械手2相对主动机械手2-1的瞬间运动滞后，使两个机械手2-1、2因联动的不一致而产生位置的不一致，造成两个机械手2-1、2之间产生相对拉力，即传动轴整体上会受到向外的拉力作用。
这时，上述本发明的轴连接器将在受到的拉力作用下，产生第一半轴连接器7、第二半轴连接器19之间的轴向滑动，使第一半轴连接器7、第二半轴连接器19之间的连接距离变大，也就是增大了整个传动轴轴系的轴向长度。因此，通过增大的轴系长度(即主动机械手、从动机械手之间的距离)，可以满足拉力作用产生的轴向位移，缓冲机械手联动不一致产生的惯性，不致发生晶舟因此而倾覆的事故，并避免造成机械手连接部件的损伤。因此，采用本发明的轴连接器，可提高设备运行的安全性及生产效率，延长设备的检修周期，其结构简单，拆装方便，既可保证良好的同步传动精确度，又具有轴向间隙移动的功能，可广泛应用在半导体集成电路的晶舟装载设备中。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于晶舟装载机械手的轴连接器，所述机械手包括等高滑动分设在相对的升降臂上的主动机械手和从动机械手，所述主动机械手和从动机械手的水平传动轴之间通过所述轴连接器连接形成联动，对所述机械手上承载的晶舟进行水平运送，其特征在于，所述轴连接器包括：
第一半轴连接器，为凸台形，包括凸台部和台座部，所述凸台的侧面设有安装孔；
第二半轴连接器，为套筒形，其套筒内侧设有凹槽，所述套筒通过所述凹槽与所述凸台套接，所述套筒的侧面设有贯通所述凹槽的等宽长孔，所述长孔的长轴与所述轴连接器的轴向平行设置，所述第二半轴连接器通过穿过所述长孔并固接所述第一半轴连接器的所述安装孔的紧固件与所述第一半轴连接器形成轴向滑动连接；
所述台座、所述套筒的外侧分别连接所述从动机械手或主动机械手的所述传动轴；其中，所述第二半轴连接器与所述第一半轴连接器之间通过产生轴向相对滑动，使所述主动机械手和从动机械手之间的轴向连接距离增大，以抵消所述主动机械手和从动机械手联动不一致时产生的轴向拉力。
2.根据权利要求1所述的轴连接器，其特征在于，所述凸台的侧面和所述套筒的侧面分设有1～4对相对应的所述安装孔和所述长孔，所述第二半轴连接器通过分别穿过每个所述长孔并固接所述第一半轴连接器的每个所述安装孔的紧固件与所述第一半轴连接器之间形成轴向滑动连接。
3.根据权利要求1或2所述的轴连接器，其特征在于，所述第二半轴连接器与所述第一半轴连接器之间的轴向滑动距离不大于5毫米。
4.根据权利要求1或2所述的轴连接器，其特征在于，所述紧固件的外径与所述长孔的宽度相对应，并形成间隙配合，所述紧固件一端固接所述安装孔，另一端垂直穿过所述长孔形成轴向滑动配合。
5.根据权利要求4所述的轴连接器，其特征在于，所述紧固件在所述长孔内的轴向滑动距离不大于5毫米。
6.根据权利要求1或2所述的轴连接器，其特征在于，所述紧固件为销钉，所述销钉与所述安装孔螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的轴连接器，其特征在于，所述凸台的横截面为圆形，所述凹槽具有与所述凸台相对应间隙配合的圆形横截面。
8.根据权利要求1所述的轴连接器，其特征在于，所述凸台的横截面为非圆形，所述凹槽具有与所述凸台相对应间隙配合的非圆形横截面。
9.根据权利要求8所述的轴连接器，其特征在于，所述凸台的横截面为多边形，所述凹槽具有与所述凸台相对应间隙配合的多边形横截面。
10.根据权利要求1所述的轴连接器，其特征在于，所述台座、所述套筒的外侧分别设有轴槽，所述第二半轴连接器和所述第一半轴连接器通过所述轴槽分别与所述主动机械手或从动机械手的所述传动轴之间形成键槽配合并固接。
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