CN105000380B - Z轴逼近机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种Z轴逼近机构，包括Z轴运动装置及角度调整装置；Z轴运动装置包括Z平台、Z向轴、角度微调臂、Z轴运动臂；Z轴运动臂与角度微调臂之间安装有直线驱动装置，直线驱动装置驱动Z轴运动臂并带动Z向轴做轴向移动；角度调整装置包括角度微调电机、驱动轮及驱动轮适配；角度微调电机通过驱动轮驱动驱动轮适配绕着驱动轮旋转，并进而带动角度微调臂、Z轴运动臂及Z向轴转动。本发明通过Z轴运动装置实现Z向的运动，通过角度调整装置调整角度，从而实现LED芯片在空间位置的精确定位。
Description
技术领域
本发明涉及LED芯片搬运装置，具体地说是一种移动抓取装置来抓取LED芯片的Z轴逼近机构。
背景技术
在利用红绿蓝三原色LED芯片制作高分辨率和超高分别率的显示器过程中，目前还没有专门的自动设备用来对单一的RGB芯片进行抓取和摆放，从而来制作LED显示屏。因此，为了提高效率，有必要设计一种自动的LED芯片搬运装置，而该装置的关键技术应该是将抓取的芯片精确定位在三维空间中的任意位置。
发明内容
本发明针对需搬运的LED芯片在三维空间精确定位的问题，提供一种Z轴逼近机构，该机构可将芯片在三维空间的Z轴进行移动以便精确到达其目标位置。
按照本发明的技术方案：一种Z轴逼近机构，包括Z轴运动装置及角度调整装置；所述Z轴运动装置包括Z平台，所述Z平台上活动连接有可轴向移动的中空的Z向轴，所述Z向轴上套装有可绕其旋转的角度微调臂，所述Z向轴上固定有Z轴运动臂；所述Z轴运动臂与所述角度微调臂之间安装有直线驱动装置，所述直线驱动装置驱动所述Z轴运动臂并带动所述Z向轴做轴向移动；所述角度调整装置包括角度微调电机、驱动轮及驱动轮适配；所述角度微调电机固定在所述Z平台上，所述角度微调电机的输出轴上固定有所述驱动轮，所述驱动轮适配固定在所述角度微调臂上，所述驱动轮与所述驱动轮适配摩擦连接；所述角度微调电机通过所述驱动轮驱动所述驱动轮适配绕着所述驱动轮旋转，并进而带动所述角度微调臂、所述Z轴运动臂及所述Z向轴转动。
所述Z轴运动装置上安装有上相机系统；所述上相机系统包括上相机、物镜及光源所述Z向轴的上端安装有所述上相机及所述光源，所述Z向轴的下端安装有所述物镜，所述物镜的一侧固定有真空吸盘；所述Z向轴的中空孔作为所述物镜与所述上相机之间的光路。
所述角度微调电机采用步进电机。
所述直线驱动装置包括Z向微调电机、丝杠及直线导轨；所述直线导轨安装在所述Z轴运动臂与所述角度微调臂之间，所述Z向微调电机固定在所述角度微调臂上，所述丝杠连接在所述Z向微调电机的输出轴上，所述Z轴运动臂螺纹连接在所述丝杠上。
所述Z向微调电机采用步进电机。
所述Z平台上固定有直线轴承套，所述Z向轴安装在所述直线轴承套内，所述直线轴承套外固定有轴承座，所述角度微调臂通过轴承安装在所述轴承座上。
所述Z向轴的下端固定有传感器固定架，所述物镜通过螺纹适配器连接在所述传感器固定架上。
所述物镜的一侧固定有抓取装置。
所述抓取装置螺纹连接在所述传感器固定架上。
所述抓取装置采用真空吸头、磁吸头或者电吸头。
本发明的技术效果在于：本发明通过Z轴运动装置实现Z向的运动，通过角度调整装置调整角度，从而实现LED芯片在空间位置的精确定位；本发明通过上相机系统可实时观察LED芯片样品的位置；本发明通过抓取装置可实现芯片的取放。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1的左视图。
图4为图3中的A-A剖视图。
图5为本发明的立体结构示意图。
图1～图5中，包括Z轴逼近机构600、丝杠601、Z轴运动臂602、直线导轨603、Z向微调电机604、Z平台605、Z向轴606、传感器固定架607、抓取装置608、角度微调电机609、驱动轮610、驱动轮适配611、角度微调臂612、直线轴承套613、轴承座614、轴承615、上相机系统700、上相机701、相机适配器702、物镜703、光源704、分光镜705等。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1～图5所示，本发明是一种Z轴逼近机构，用于LED芯片搬运装置，实现三维空间的Z轴移动，使LED芯片到达其目标位置。该Z轴逼近机构600包括Z轴运动装置及角度调整装置两大部分。
Z轴逼近机构600还可以安装上相机系统700，上相机系统700用于观察微米级LED芯片样品，确定样品位置。上相机系统700包括上相机701、相机适配器702、物镜703、光源704及分光镜705。光源704位于相机适配器702上，分光镜705位于相机适配器702的内部。
Z轴运动装置用于实现Z向的运动。Z轴运动装置包括Z平台605，Z平台605作为整个Z轴运动装置的机架，Z平台605的作用是将整个Z轴运动装置固定在LED芯片搬运装置上。
Z平台605上活动连接有可轴向移动的中空的Z向轴606。Z向轴606的上端安装有上相机701及光源704，上相机701安装在相机适配器702上，相机适配器702固定在Z向轴606的上端。Z向轴606的下端安装有物镜703。Z向轴606的中空孔作为物镜703与上相机701之间的光路。
在Z向轴606的下端还固定有传感器固定架607，物镜703通过螺纹适配器连接在传感器固定架607上。
物镜703的一侧还可以固定有抓取装置608，抓取装置608最好螺纹连接在传感器固定架607上。抓取装置608采用真空吸头、磁吸头或者电吸头等任意一种。抓取装置608用来抓取LED芯片，其采用多空阵列的形式，每次可以抓取多个LED芯片。抓取装置608配有力传感器和电容距离传感器，力传感器判断芯片是否被抓取到，距离传感器实时测量吸头与芯片的距离，防止吸头撞坏LED芯片。
Z平台605上固定有直线轴承套613，Z向轴606安装在直线轴承套613内。Z向轴606只能在直线轴承套613内上下运动，而不产生转动。
Z向轴606上套装有可绕其旋转的角度微调臂612。角度微调臂612通过轴承615安装在轴承座614上，轴承座614固定在直线轴承套613外。
Z向轴606上还固定有Z轴运动臂602。Z轴运动臂602最好固定在Z向轴606的顶端，位于相机适配器702的下方。
在Z轴运动臂602与角度微调臂612之间安装有直线驱动装置，直线驱动装置驱动Z轴运动臂602并带动Z向轴606做轴向移动。
直线驱动装置包括Z向微调电机604、丝杠601及直线导轨603。直线导轨603安装在Z轴运动臂602与角度微调臂612之间，限制Z轴运动臂602与角度微调臂612的相对旋转。Z向微调电机604固定在角度微调臂612上，丝杠601连接在Z向微调电机604的输出轴上，Z轴运动臂602螺纹连接在丝杠601上。Z向微调电机604最好采用步进电机，可实现脉冲控制，精确度高。
角度调整装置用于调整角度，其包括角度微调电机609、驱动轮610及驱动轮适配611。角度微调电机609固定在Z平台605上，角度微调电机609的输出轴上固定有驱动轮610，驱动轮适配611固定在角度微调臂612上，驱动轮610与驱动轮适配611摩擦连接；角度微调电机609通过驱动轮610驱动驱动轮适配611绕着驱动轮610旋转，并进而带动角度微调臂612、Z轴运动臂602及Z向轴606转动。角度微调电机609也最好采用步进电机，可实现脉冲控制，精确度高。
本发明的工作过程如下：当上相机系统700观测到LED样品不在抓取装置608下方时，通过角度调整装置调整抓取装置608的位置；通过Z轴运动装置实现抓取装置608逼近或者远离LED样品。
上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。
Claims (6)
1.一种Z轴逼近机构，其特征是：包括Z轴运动装置及角度调整装置；
所述Z轴运动装置包括Z平台(605)，所述Z平台(605)上活动连接有可轴向移动的中空的Z向轴(606)，所述Z向轴(606)上套装有可绕其旋转的角度微调臂(612)，所述Z向轴(606)上固定有Z轴运动臂(602)；所述Z轴运动臂(602)与所述角度微调臂(612)之间安装有直线驱动装置，所述直线驱动装置驱动所述Z轴运动臂(602)并带动所述Z向轴(606)做轴向移动；
所述直线驱动装置包括Z向微调电机(604)、丝杠(601)及直线导轨(603)；所述直线导轨(603)安装在所述Z轴运动臂(602)与所述角度微调臂(612)之间，所述Z向微调电机(604)固定在所述角度微调臂(612)上，所述丝杠(601)连接在所述Z向微调电机(604)的输出轴上，所述Z轴运动臂(602)螺纹连接在所述丝杠(601)上；
所述角度调整装置包括角度微调电机(609)、驱动轮(610)及驱动轮适配(611)；所述角度微调电机(609)固定在所述Z平台(605)上，所述角度微调电机(609)的输出轴上固定有所述驱动轮(610)，所述驱动轮适配(611)固定在所述角度微调臂(612)上，所述驱动轮(610)与所述驱动轮适配(611)摩擦连接；所述角度微调电机(609)通过所述驱动轮(610)驱动所述驱动轮适配(611)绕着所述驱动轮(610)旋转，并进而带动所述角度微调臂(612)、所述Z轴运动臂(602)及所述Z向轴(606)转动；
所述Z轴运动装置上安装有上相机系统(700)；所述上相机系统(700)包括上相机(701)、物镜(703)及光源(704)；所述Z向轴(606)的上端安装有所述上相机(701)及所述光源(704)，所述Z向轴(606)的下端安装有所述物镜(703)；所述Z向轴(606)的中空孔作为所述物镜(703)与所述上相机(701)之间的光路；
所述Z向轴(606)的下端固定有传感器固定架(607)，所述物镜(703)通过螺纹适配器连接在所述传感器固定架(607)上；所述物镜(703)的一侧固定有抓取装置(608)。
2.按照权利要求1所述的Z轴逼近机构，其特征是：所述角度微调电机(609)采用步进电机。
3.按照权利要求1所述的Z轴逼近机构，其特征是：所述Z向微调电机(604)采用步进电机。
4.按照权利要求1所述的Z轴逼近机构，其特征是：所述Z平台(605)上固定有直线轴承套(613)，所述Z向轴(606)安装在所述直线轴承套(613)内，所述直线轴承套(613)外固定有轴承座(614)，所述角度微调臂(612)通过轴承(615)安装在所述轴承座(614)上。
5.按照权利要求1所述的Z轴逼近机构，其特征是：所述抓取装置(608)螺纹连接在所述传感器固定架(607)上。
6.按照权利要求5所述的Z轴逼近机构，其特征是：所述抓取装置(608)采用真空吸头、磁吸头或者电吸头。
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