CN104538345B - 一种盘状物夹持旋转装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盘状物夹持旋转装置，通过沿可动基座圆周方向分设一组固定卡爪和活动卡爪，每个活动卡爪分别与一个固定卡爪相对设置，并通过在活动卡爪及其转动方向两侧分设磁体，利用相邻磁体之间同性相斥的磁力作用分别驱动活动卡爪绕其转动中心来回转动，从而将放置在各固定卡爪上的盘状物夹紧或放开，具有结构简单、动作控制方式便捷可靠、夹持力度可控并可与各类工艺处理腔体相兼容的优点。

Description

一种盘状物夹持旋转装置
技术领域
本发明涉及半导体制造设备技术领域，更具体地，涉及一种盘状物夹持旋转装置。
背景技术
在集成电路的生产加工工艺过程中，半导体硅片或晶片等具有圆形形状的盘状物，通常都会经过诸如薄膜沉积、刻蚀、清洗、抛光等多道工艺制程。而在这些工艺制程中，经常需要通过夹持旋转装置用以支撑及夹持盘状物来对盘状物进行旋转工艺处理。特别是在集成电路的各个生产加工工艺制程之间，为了清除在各个工艺制程中沉积在硅片或晶片等表面的污染杂质，必须对经受了每道工艺制程后的硅片或晶片等进行清洗处理。
在使用盘状物夹持旋转装置对硅片或晶片等进行清洗处理时，通过沿周向带有若干卡爪的基座(卡盘)，将硅片或晶片等进行夹紧固定，并操纵基座下方连接的旋转驱动装置，带动硅片或晶片等同步转动，使喷向硅片或晶片等的清洗化学药液或气体能够均匀覆盖产品整个表面，实现对产品的清洁。其中，卡爪的结构、夹持方式、位置、松紧力度及旋转驱动装置的响应性等，对于保证产品在清洗时的安全和清洁效果具有关键的作用。
卡爪的动作状态一般包括三个阶段：装载盘状物阶段，卡爪处于打开状态，以便机械手放入盘状物；工艺阶段，卡爪处于夹紧盘状物状态，使盘状物随旋转平台转动进行工艺；卸载盘状物阶段，卡爪再次打开，以便机械手拾取盘状物。
现有盘状物夹持旋转装置的结构原理大致分为三大类：第一类为卡爪通过齿轮啮合对盘状物进行夹持；第二类为卡爪通过磁力作用对盘状物进行夹持；第三类为通过其它方式例如静电盘或气垫形式对盘状物进行夹持。
但是，上述传统的盘状物夹持旋转装置都存在卡爪及控制结构复杂、不易加工的问题，特别是许多传统的卡爪元件在旋转平台的高速转动条件下，还容易受到离心力及地心引力的影响，往往需超出安全标准设计或在复位时只有较短的行程，且较多的卡爪元件之间在相互动作过程中，还容易因摩擦产生颗粒形成污染。而采用静电吸附或气垫形式夹持盘状物，更需要设计复杂的控制系统并在适当的时刻来控制和移动夹持元件，甚至需要特殊而昂贵的轴联动旋转机构。此外，现有的盘状物夹持旋转装置在控制夹持元件的夹持力方面仍未形成具有优势的设计，往往在夹持盘状物时造成产品损伤及颗粒产生。
因此，需要设计一种具有结构简单、动作控制方式便捷可靠、夹持力度可控的新型盘状物夹持旋转装置。
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，提供一种新型盘状物夹持旋转装置，具有结构简单、动作控制方式便捷可靠、夹持力度可控的优点，可有效解决现有技术存在的结构复杂、不易加工、易受离心力及地心引力影响以及易产生颗粒污染的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种盘状物夹持旋转装置，包括：
环形旋转平台，其受驱动时作水平旋转；
环形可动基座和固定基座，上下设于所述旋转平台上，并与所述旋转平台形成同步旋转，所述可动基座受驱动时在所述固定基座上升起和降落；
一组固定卡爪和一组活动卡爪，突出设于所述可动基座上端面，并沿所述可动基座圆周方向分布，所述固定卡爪固接所述可动基座，所述活动卡爪通过水平转轴转动连接所述可动基座，每个所述活动卡爪分别与一个所述固定卡爪相对设置；各所述活动卡爪的转动中心下方部位设有第一磁体，对应所述第一磁体的所述活动卡爪转动方向两侧外部设有分别连接所述可动基座、固定基座的第二、第三磁体，每二个相邻所述磁体相对面的磁极相同，且所述第一、第三磁体之间的磁排斥力大于所述第一、第二磁体之间的磁排斥力；
其中，所述活动卡爪的重心位于所述转轴外侧下方，所述可动基座降落时，通过使所述第一、第三磁铁之间的磁排斥力大于所述第一、第二磁铁之间的磁排斥力和活动卡爪自身重力转矩所形成的最大合力，使得各所述活动卡爪受所述第一、第三磁体之间较大排斥力的作用和缓地向所述可动基座内侧转动，将放置在各所述固定卡爪上的所述盘状物朝向各自对应的所述固定卡爪方向逐渐夹紧，所述可动基座升起时，通过使所述第一、第三磁铁相互远离，使得各所述活动卡爪受所述第一、第二磁体之间排斥力和活动卡爪自身重力转矩所形成的合力作用迅速向所述可动基座外侧转动，将所述盘状物反向放开。
优选地，所述活动卡爪为L形，间隙容于所述可动基座上下贯通的对应形状腔室内，所述活动卡爪的L形竖直部通过水平转轴与所述腔室内壁转动连接，其上端由所述腔室伸出并高于所述可动基座上端面，所述活动卡爪的L形水平部朝向外侧设置；位于所述重心外侧下方的所述L形水平部设有所述第一磁体，其上方设有连接所述腔室内壁的所述第二磁体、下方设有连接所述固定基座的所述第三磁体，所述腔室在所述L形水平部向下开口；所述可动基座下端面固接顶杆，所述顶杆沿所述可动基座周向设置若干个，并依次竖直穿出所述固定基座、旋转平台；所述旋转平台下方设有升降机构，所述升降机构通过驱使所述顶杆上升或下降，带动所述可动基座在所述固定基座上升起或降落，使所述活动卡爪在所述第一、第二磁体之间排斥力及其重力转矩的共同作用下绕所述转轴向所述可动基座外侧转动，或在所述第一、第三磁体之间较大排斥力并克服其重力转矩的作用下，向所述可动基座内侧转动，将放置在各所述固定卡爪上的所述盘状物放开或夹紧。
优选地，所述固定卡爪内侧设有用于放置所述盘状物的承载面和用于与所述活动卡爪配合夹持并限制所述盘状物外移的阻挡面，所述活动卡爪内侧设有用于夹持所述盘状物的卡槽，各所述卡爪所形成的有效夹持面等高且与所述盘状物的形状相匹配。
优选地，所述升降机构包括依次连接的升降驱动单元、连杆和顶板，所述升降驱动单元通过驱使所述连杆上升或下降，带动所述顶板将所述顶杆顶起或落下，使所述可动基座在所述固定基座上升起或降落。
优选地，所述磁体为永磁铁。
优选地，所述活动卡爪的转角由对应其L形竖直部的所述腔室内壁间距限定。
优选地，所述活动卡爪的夹持力由所述第一、第三磁体之间的排斥力决定。
优选地，所述活动卡爪的数量为至少二个，所述固定卡爪的数量为至少三个。
优选地，所述可动基座、固定基座和旋转平台为同心设置的圆环形，所述可动基座、固定基座的相对面分设若干相吸的永磁铁，所述固定基座固接所述旋转平台。
优选地，环绕所述旋转平台外周依次间隙设有上端开口的处理腔体、环形定子，所述环形定子设有多个线圈绕组，所述旋转平台设有对应的磁性机构，所述环形定子在所述线圈绕组通入交变电流时产生交变磁场，使设有磁性机构的所述旋转平台产生与所述环形定子相反的磁场，以驱动所述旋转平台在所述处理腔体内悬浮旋转；所述卡爪的上、下方分设喷嘴，用于向所述盘状物上、下表面喷射处理介质，所述旋转平台下方的所述处理腔体内设有伞形导流罩，用于导流处理介质，所述处理腔体设有排液口和排风口，环绕所述处理腔体开口上方设有多层可升降回收副腔，分别用于回收由所述盘状物表面离心甩出的不同处理介质。
从上述技术方案可以看出，本发明通过沿可动基座圆周方向分设一组固定卡爪和活动卡爪，每个活动卡爪分别与一个固定卡爪相对设置，并通过在活动卡爪及其转动方向两侧分设磁体，利用相邻磁体之间同性相斥的磁力作用分别驱动活动卡爪绕其转动中心来回转动，从而将放置在各固定卡爪上的盘状物夹紧或放开，可以避免离心力及地心引力对活动卡爪夹持动作的不利影响，能够对盘状物进行可靠夹持；通过升降机构的升降，并利用容纳活动卡爪的腔室间距，可方便地控制活动卡爪的转动及转角；通过选择合适的磁体组合，可以使得活动卡爪作用于盘状物边缘的力合适；应用本发明盘状物夹持旋转装置的处理腔体也易于维护，且占用空间小。因此，本发明具有结构简单、动作控制方式便捷可靠、夹持力度可控并可与各类工艺处理腔体相兼容的优点。
附图说明
图1是本发明一实施例的一种盘状物夹持旋转装置的结构示意图；
图2是本发明一实施例的一种盘状物夹持旋转装置的局部结构立体示意图；
图3是本发明一实施例的一种盘状物夹持旋转装置工作状态之一的结构示意图；
图4是本发明一实施例的一种盘状物夹持旋转装置活动卡爪的安装结构示意图；
图5是本发明一实施例的一种盘状物夹持旋转装置活动卡爪工作状态之一的结构示意图；
图6是本发明一实施例的一种盘状物夹持旋转装置固定卡爪的安装结构示意图。
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。
在本发明的以下具体实施方式中，请参阅图1，图1是本发明一实施例的一种盘状物夹持旋转装置的结构示意图。如图1所示，本发明的盘状物夹持旋转装置包括依次上下安装的环形可动基座13、固定基座12和旋转平台11，并中心对准水平同心设置；沿可动基座13圆周方向、并突出于所述可动基座上端面还分布设有一组固定卡爪16和一组活动卡爪15，其中固定卡爪16用于放置盘状物17(例如半导体硅片、晶片等)，活动卡爪15用于与固定卡爪16配合转动夹持盘状物17或反向放开解除夹持。旋转平台11在受驱动时可作水平旋转；所述固定基座12固定安装在所述旋转平台11上，可动基座13以可分离的方式设于所述固定基座12上，可动基座13、固定基座12可与所述旋转平台11形成同步旋转。
请继续参阅图1。本发明的盘状物夹持旋转装置可与各类现有半导体工艺处理腔体兼容集成，并可以电磁驱动方式，使所述旋转平台悬浮于处理腔体内水平旋转，对可动基座卡爪上放置及夹持的盘状物进行各种工艺处理。在本发明的一实施例中，如图1所示，环绕所述旋转平台11外周依次间隙设有上端开口的处理腔体3、环形定子2。所述环形定子2设有多个线圈绕组，所述旋转平台11设有对应的磁性机构。所述环形定子2在所述线圈绕组通入交变电流时可产生交变磁场，使设有磁性机构的所述旋转平台11产生与所述环形定子2相反的磁场，得以驱动所述旋转平台11在所述处理腔体3内悬浮旋转。
请继续参阅图1。在所述卡爪15、16的上、下方分设有喷嘴6、7，用于向所述盘状物17上、下表面分别喷射液态、气态处理介质。在所述旋转平台11下方的所述处理腔体3内设有伞形导流罩33，用于导流处理介质。在所述处理腔体3底部设有排液口32和排风口31，排液口32用于将沿导流罩33流下的处理介质排出处理腔体3；排风口31用于将处理过程中的处理气体排出处理腔体3。此外，环绕所述处理腔体3开口上方还设有回收副腔4，回收副腔4为多层可升降(如图示右侧箭头所指)的环形开口罩形状。各层回收副腔4可分别用于回收由所述盘状物17表面离心甩出的不同处理介质。
请参阅图2，图2是本发明一实施例的一种盘状物夹持旋转装置的局部结构立体示意图。如图2所示，一组固定卡爪16和活动卡爪15突出设于所述可动基座13的上端面，并沿所述可动基座13圆周方向分布。所述活动卡爪15的数量为至少二个，所述固定卡爪16的数量为至少三个。在本实施例中，采用四个固定卡爪16与二个活动卡爪15配合安装。所述固定卡爪16竖直固定安装在所述可动基座13上，所述活动卡爪15以转动方式与所述可动基座13连接。每个所述活动卡爪15分别与一个所述固定卡爪16相对设置，即活动卡爪15和对应的固定卡爪16位于过可动基座13圆心的直线上(多出的固定卡爪可安装在可动基座圆周的其他位置)。这样设计的原理在于，活动卡爪的夹紧力是作用于盘状物的侧边，其推力是将盘状物向相对侧推动，因此，在活动卡爪相对侧布置的固定卡爪可作用相反的力，即可通过两者的配合夹紧盘状物。
所述可动基座13受驱动时可在所述固定基座12上升起和降落。请继续参阅图1并结合图2。在所述可动基座13的下端面固定装有顶杆14，所述顶杆14可沿所述可动基座13周向设置若干个，并依次竖直穿出所述固定基座12、旋转平台11。在本实施例中，如图2所示，所述顶杆14的数量为三个，均匀安装在所述可动基座的下端面，并避开卡爪的安装位置(其中左侧的一个顶杆被遮挡未显示)。在所述旋转平台11下方设有升降机构，所述升降机构包括依次连接的升降驱动单元51、连杆52和顶板53。所述升降驱动单元51通过驱使所述连杆52上升或下降(如图示下方箭头所指)，可带动连杆上端的所述顶板53上升或下降。
请参阅图3，图3是本发明一实施例的一种盘状物夹持旋转装置工作状态之一的结构示意图，其显示所述升降机构驱动所述可动基座上升后的工作状态(图示箭头的作用与图1相同)。同时，请结合参阅图1，其显示所述升降机构驱动所述可动基座下降后的工作状态。如图1和图3所示，所述升降机构通过所述升降驱动单元51驱动竖直的连杆52上升或下降，带动连杆上端的水平顶板53上升或下降，顶板53进而可将三个顶杆14顶起或落下，从而使所述可动基座13在所述固定基座12上升起(请参考图3)或降落(请参考图1)。作为一可选实施例，所述升降驱动单元51可以是气缸或电缸，或者是其他直线驱动机构。
在本发明的盘状物夹持旋转装置中，所述活动卡爪的转动是通过磁力驱动方式来实现的。具体是在各所述活动卡爪的转动中心下方部位安装第一磁体，在对应所述第一磁体的所述活动卡爪转动方向两侧外部安装分别连接所述可动基座、固定基座的第二、第三磁体，并且，使每二个相邻所述磁体相对面的磁极相同，且所述第一、第三磁体之间的磁排斥力大于所述第一、第二磁体之间的磁排斥力。
作为本发明一可选实施例，请参阅图4，图4是本发明一实施例的一种盘状物夹持旋转装置活动卡爪的安装结构示意图。如图4所示，所述活动卡爪为L形，间隙容于所述可动基座13上下贯通的对应形状腔室131内。所述活动卡爪的L形竖直部151通过水平转轴152与所述腔室131内壁转动连接。所述活动卡爪的L形竖直部上端153由所述腔室131伸出，并高于所述可动基座13上端面。所述活动卡爪的L形水平部156朝向所述可动基座13的外侧设置。
请继续参阅图4。将所述活动卡爪的重心设计在位于所述转轴152的外侧下方(图示略)。在所述L形水平部156、位于所述活动卡爪重心外侧下方的位置设有第一磁体155，在第一磁体的上方、所述可动基座腔室131对应所述L形水平部形状的内壁位置设有第二磁体132，在第一磁体的下方、所述固定基座12的对应位置设有第三磁体121。所述腔室131在所述L形水平部156向下方位置开口，与所述固定基座12的对应位置相通。
请继续参阅图4。作为优选，所述第一、第二和第三磁体155、132、121可以是永磁铁(以下采用第一、第二和第三磁铁表述)。作为一安装实例，所述第一磁铁155的N极向上、S极向下设置，所述第二磁铁132的N极向下、S极向上设置，所述第三磁铁121的S极向上、N极向下设置。各磁铁155、132、121的磁场方向均为竖直方向，使在第一、第二磁铁155、132之间和第一、第三磁铁155、121之间形成同性相斥的磁排斥力。并且，使所述第一、第三磁铁之间的磁排斥力大于所述第一、第二磁铁之间的磁排斥力。
本发明活动卡爪的转动驱动原理是，当需要活动卡爪夹紧盘状物时，通过升降机构驱动所述可动基座降落到固定基座上，各所述活动卡爪受所述第一、第三磁铁之间大于所述第一、第二磁铁之间的较大磁排斥力的作用，绕其转轴向所述可动基座内侧转动，将放置在各所述固定卡爪上的所述盘状物朝向活动卡爪各自对应的所述固定卡爪方向夹紧；当需要活动卡爪放开盘状物时，通过升降机构驱动所述可动基座升起脱离固定基座，使所述第一、第三磁铁相互远离、无法产生有效的磁排斥力，因而，各所述活动卡爪只受到所述第一、第二磁体之间排斥力的作用，可顺利地向所述可动基座外侧转动，将所述盘状物反向放开。
在本发明一具体优选实施例中，请参阅图5，图5是本发明一实施例的一种盘状物夹持旋转装置活动卡爪工作状态之一的结构示意图，其显示所述活动卡爪放开所述盘状物17时的工作状态。同时，请结合参阅图4，其显示所述活动卡爪夹持所述盘状物17时的工作状态。如图5和图4所示，为了使所述活动卡爪在磁排斥力的作用下能够更迅速、可靠地打开，并且，在从打开状态向夹持状态切换时能够放缓速度，避免对所述盘状物造成冲击而发生损伤、并进一步产生颗粒，本发明特别将所述活动卡爪的重心设计在位于所述转轴152的外侧下方(图示略)。该设计可通过所述活动卡爪向外侧转折的L形水平部结构来容易地实现。
请继续参阅图5和图4。当需要活动卡爪放开盘状物时，通过升降机构驱动所述可动基座13升起脱离固定基座12，使所述第一、第三磁铁155、121相互远离、无法产生有效的磁排斥力。此时，各所述活动卡爪将只受到所述第一、第二磁铁155、132之间磁排斥力的作用。同时，由于所述活动卡爪的重心是偏向L形水平部的，在自由状态下本身会如图示的绕转轴152向逆时针方向转动。因此，所述活动卡爪在其重力转矩和所述第一、第二磁铁155、132之间磁排斥力的合力作用下，将迅速地向所述可动基座13外侧转动，松开夹持的盘状物17。当需要活动卡爪夹紧盘状物时，通过升降机构驱动所述可动基座13降落到固定基座12上，此时，所述第一、第三磁铁155、121相互贴近，再次发挥大于所述第一、第二磁铁155、132之间磁排斥力的作用。并且，通过设计使所述第一、第三磁铁之间的磁排斥力大于所述第一、第二磁铁之间的磁排斥力和其自身重力转矩所形成的最大合力，使得所述活动卡爪在所述第一、第三磁铁之间较大的磁排斥力作用下，和缓地绕其转轴152向所述可动基座13内侧转动，将放置在各所述固定卡爪上的所述盘状物17朝向活动卡爪各自对应的所述固定卡爪方向逐渐夹紧。
由图5和图4可以看出，所述活动卡爪的转角(即图示绕其转轴左右转动的最大转动角度)可由对应所述活动卡爪L形竖直部151的所述可动基座腔室131内壁间距限定。并且，所述活动卡爪的夹持力可由所述第一、第三磁铁155、121之间的排斥力决定。通过合理加工所述可动基座腔室与所述活动卡爪之间的配合间距，以及通过选择合适的磁铁组合，可以使得活动卡爪的转角及作用于盘状物边缘的力合适。优选地，在活动卡爪位于夹紧位置时，活动卡爪L形水平部156最好与可动基座13和固定基座12均不接触。
请参阅图6，图6是本发明一实施例的一种盘状物夹持旋转装置固定卡爪的安装结构示意图。如图6所示，所述固定卡爪内侧设有用于放置所述盘状物17的水平承载面161和用于与所述活动卡爪配合夹持并限制所述盘状物外移的竖直阻挡面162。再请参阅图4和图5，所述活动卡爪突出可动基座上端面的上端部位153内侧设有与固定卡爪相配合的用于夹持所述盘状物的弧形卡槽154。在活动卡爪位于夹持位置时，所有所述活动卡爪15的卡槽154与所有固定卡爪16的承载面161之间形成的有效夹持面高度一致，并与所述盘状物17的形状相匹配，以便各所述活动卡爪15可同步进行夹持，且各所述固定卡爪16的阻挡面162可同时阻止盘状物17向可动基座13外侧移动。
此外，为了防止可动基座与固定基座之间在跟随旋转平台旋转时发生相对移动，可在两者间布置限位或卡紧装置。可选地，可在所述可动基座、固定基座的相对面分设若干相吸的永磁铁(图略)，即可保证其相对位置。
请结合参阅图1～图6。本发明的盘状物夹持旋转装置工作时，首先启动升降机构将顶杆顶起，使可动基座上升与固定基座分离，活动卡爪在第一、第二磁铁之间磁排斥力及其自身重力偏转力矩共同作用下绕转轴逆时针转动，使活动卡爪上端向可动基座外侧偏转，活动卡爪呈张开状态，其与固定卡爪之间的范围扩大。此时，可采用机械手从处理腔体的开口上方将盘状物(例如硅片或晶片等半导体产品)放置到各固定卡爪的承载面上。
然后，通过升降机构反向运动，将顶杆托举的可动基座放下，活动卡爪在第一、第三磁铁之间的磁排斥力作用下，克服第一、第二磁铁之间的磁排斥力及自身重力转矩作用合力，绕转轴顺时针转动，使活动卡爪上端向可动基座内侧偏转，活动卡爪逐渐向固定卡爪方向靠拢，将盘状物向对应固定卡爪方向夹紧；并且，通过固定卡爪的阻挡面将盘状物的夹持位置限定。活动卡爪与固定卡爪之间形成的有效夹持面通过活动卡爪的转角设计限定；活动卡爪的夹持力通过第一、第三磁铁之间的磁排斥力(须考虑克服第一、第二磁铁之间的磁排斥力及与自身重力转矩作用的合力)设计限定。
在将盘状物夹持到位后，即可打开上下喷嘴，向盘状物上下表面喷射处理介质，并且，启动环形定子，对其线圈绕组通入交变电流以产生交变磁场，使设有磁性机构的旋转平台产生与环形定子相反的磁场，驱动旋转平台在处理腔体内悬浮旋转进行处理工艺。同时，启动各处理副腔在不同处理工艺阶段分别升降至需要的回收高度，对从盘状物表面受旋转平台旋转离心力作用甩出的不同处理介质进行分别回收。未得到回收的处理后介质在沉降后，通过伞形导流罩导流后流到处理腔体底部，再经过处理腔体底部的排液口排出。而处理后的气体介质将通过排风口排出腔体。
处理工艺结束后，停止工艺设备运行，并再次将可动基座升起，打开活动卡爪，通过机械手将盘状物取出，完成一个工艺处理过程。
综上所述，本发明通过沿可动基座圆周方向分设一组固定卡爪和活动卡爪，每个活动卡爪分别与一个固定卡爪相对设置，并通过在活动卡爪L形水平部及其上下的可动基座、固定基座分设磁铁，利用相邻磁铁之间同性相斥的适当磁力作用，分别驱动活动卡爪绕其转轴来回转动，从而将放置在各固定卡爪承载面上的盘状物夹紧或放开，可以避免离心力及地心引力对活动卡爪夹持动作的不利影响，能够对盘状物进行可靠夹持；通过升降机构的升降，并利用容纳活动卡爪的可动基座腔室间距，可方便地控制活动卡爪的转动及转角大小；通过选择合适的磁铁组合，可以使得活动卡爪作用于盘状物边缘的力合适；应用本发明盘状物夹持旋转装置的处理腔体也易于维护，且占用空间小。因此，本发明具有结构简单、动作控制方式便捷可靠、夹持力度可控并可与各类工艺处理腔体相兼容的优点。
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)

1.一种盘状物夹持旋转装置，其特征在于，包括：
环形旋转平台，其受驱动时作水平旋转；
环形可动基座和固定基座，上下设于所述旋转平台上，并与所述旋转平台形成同步旋转，所述可动基座受驱动时在所述固定基座上升起和降落；
一组固定卡爪和一组活动卡爪，突出设于所述可动基座上端面，并沿所述可动基座圆周方向分布，所述固定卡爪固接所述可动基座，所述活动卡爪通过水平转轴转动连接所述可动基座，每个所述活动卡爪分别与一个所述固定卡爪相对设置；各所述活动卡爪的转动中心下方部位设有第一磁体，对应所述第一磁体的所述活动卡爪转动方向两侧外部设有分别连接所述可动基座、固定基座的第二、第三磁体，每二个相邻所述磁体相对面的磁极相同，且所述第一、第三磁体之间的磁排斥力大于所述第一、第二磁体之间的磁排斥力；
其中，所述活动卡爪的重心位于所述转轴外侧下方，所述可动基座降落时，通过使所述第一、第三磁铁之间的磁排斥力大于所述第一、第二磁铁之间的磁排斥力和活动卡爪自身重力转矩所形成的最大合力，使得各所述活动卡爪受所述第一、第三磁体之间较大排斥力的作用和缓地向所述可动基座内侧转动，将放置在各所述固定卡爪上的所述盘状物朝向各自对应的所述固定卡爪方向逐渐夹紧，所述可动基座升起时，通过使所述第一、第三磁铁相互远离，使得各所述活动卡爪受所述第一、第二磁体之间排斥力和活动卡爪自身重力转矩所形成的合力作用迅速向所述可动基座外侧转动，将所述盘状物反向放开。
2.根据权利要求1所述的盘状物夹持旋转装置，其特征在于，所述活动卡爪为L形，间隙容于所述可动基座上下贯通的对应形状腔室内，所述活动卡爪的L形竖直部通过水平转轴与所述腔室内壁转动连接，其上端由所述腔室伸出并高于所述可动基座上端面，所述活动卡爪的L形水平部朝向外侧设置；位于所述重心外侧下方的所述L形水平部设有所述第一磁体，其上方设有连接所述腔室内壁的所述第二磁体、下方设有连接所述固定基座的所述第三磁体，所述腔室在所述L形水平部向下开口；所述可动基座下端面固接顶杆，所述顶杆沿所述可动基座周向设置若干个，并依次竖直穿出所述固定基座、旋转平台；所述旋转平台下方设有升降机构，所述升降机构通过驱使所述顶杆上升或下降，带动所述可动基座在所述固定基座上升起或降落，使所述活动卡爪在所述第一、第二磁体之间排斥力及其重力转矩的共同作用下绕所述转轴向所述可动基座外侧转动，或在所述第一、第三磁体之间较大排斥力并克服其重力转矩的作用下，向所述可动基座内侧转动，将放置在各所述固定卡爪上的所述盘状物放开或夹紧。
3.根据权利要求1或2所述的盘状物夹持旋转装置，其特征在于，所述固定卡爪内侧设有用于放置所述盘状物的承载面和用于与所述活动卡爪配合夹持并限制所述盘状物外移的阻挡面，所述活动卡爪内侧设有用于夹持所述盘状物的卡槽，各所述卡爪所形成的有效夹持面等高且与所述盘状物的形状相匹配。
4.根据权利要求2所述的盘状物夹持旋转装置，其特征在于，所述升降机构包括依次连接的升降驱动单元、连杆和顶板，所述升降驱动单元通过驱使所述连杆上升或下降，带动所述顶板将所述顶杆顶起或落下，使所述可动基座在所述固定基座上升起或降落。
5.根据权利要求1或2所述的盘状物夹持旋转装置，其特征在于，所述磁体为永磁铁。
6.根据权利要求2所述的盘状物夹持旋转装置，其特征在于，所述活动卡爪的转角由对应其L形竖直部的所述腔室内壁间距限定。
7.根据权利要求1或2所述的盘状物夹持旋转装置，其特征在于，所述活动卡爪的夹持力由所述第一、第三磁体之间的排斥力决定。
8.根据权利要求1或2所述的盘状物夹持旋转装置，其特征在于，所述活动卡爪的数量为至少二个，所述固定卡爪的数量为至少三个。
9.根据权利要求1或2所述的盘状物夹持旋转装置，其特征在于，所述可动基座、固定基座和旋转平台为同心设置的圆环形，所述可动基座、固定基座的相对面分设若干相吸的永磁铁，所述固定基座固接所述旋转平台。
10.根据权利要求1或2所述的盘状物夹持旋转装置，其特征在于，环绕所述旋转平台外周依次间隙设有上端开口的处理腔体、环形定子，所述环形定子设有多个线圈绕组，所述旋转平台设有对应的磁性机构，所述环形定子在所述线圈绕组通入交变电流时产生交变磁场，使设有磁性机构的所述旋转平台产生与所述环形定子相反的磁场，以驱动所述旋转平台在所述处理腔体内悬浮旋转；所述卡爪的上、下方分设喷嘴，用于向所述盘状物上、下表面喷射处理介质，所述旋转平台下方的所述处理腔体内设有伞形导流罩，用于导流处理介质，所述处理腔体设有排液口和排风口，环绕所述处理腔体开口上方设有多层可升降回收副腔，分别用于回收由所述盘状物表面离心甩出的不同处理介质。
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