CN106625585A - 一种液晶玻璃基板搬运机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种液晶玻璃基板搬运机器人，包括与底座的Z轴传动机构连接的基座，所述基座上设有至少四支手臂组件，每支手臂组件与基座之间通过可控制手臂组件前后水平直线运动的第一传动机构连接，每支手臂组件上设有由至少两根手指组成的手指组，每组手指组上均设有可调节该组手指组中相邻两根手指间距的第二传动机构，每支手臂组件上还设有用于调节该支手臂组件的手指组与相邻一支手臂组件的手指组间距的第三传动机构。与现有技术相比，实现能够同时搬运不同规格的基板，并能够分别对应不同的设备距离和不同的工艺等级的基板，从而提高搬运效率以及手臂的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产线机器人，特别是一种液晶玻璃基板搬运机器人。
背景技术
目前市场上手机、平板产品尺寸多样化，为了满足不同客户的需求，切割后的中小尺寸产品必然会产生众多规格的基板，导致具有统一规格的CST架(放置液晶玻璃基板的治具)无法完全满足既高效又安全的多尺寸基板搬送。现有业界设计的液晶玻璃基板搬运机器人均使用单手臂或者双手臂同轴动作式，同时手臂宽度也是固定式设计，这样的液晶玻璃基板搬运机器人具有以下缺陷：1、左右手臂间距，无法对应不同尺寸的CST架；2、左右手臂为同轴驱动，必须同时进行取放片动作，无法针对不同等级基板进行区别取放；3、使用单一手臂取放片速度慢，无法满足节拍时间(tact time)需求；4、同样的手臂宽度应对所有尺寸基板，大尺寸基板破片风险增加；上述缺陷不仅会导致手臂的利用率降低，而且还会增加破片的风险。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种液晶玻璃基板搬运机器人，以解决不同尺寸基板的搬运，提高利用率。
本发明提供了一种液晶玻璃基板搬运机器人，包括与底座的Z轴传动机构连接的基座，所述基座上设有至少四支手臂组件，每支手臂组件与基座之间通过可控制手臂组件前后水平直线运动的第一传动机构连接，每支手臂组件上设有由至少两根手指组成的手指组，每组手指组上均设有可调节该组手指组中相邻两根手指间距的第二传动机构，每支手臂组件上还设有用于调节该支手臂组件的手指组与相邻一支手臂组件的手指组间距的第三传动机构。
进一步地，所述手臂组件设有四支，所述手臂组件为矩形阵列排布，相邻两列手臂组件对称设置，第三传动机构用于调节每行中相邻两支手臂组件的手指组之间的间距。
进一步地，所述第一传动机构包括设于基座侧壁前后两端上的第一滚轮，其中一个第一滚轮上设有第一电机，第一电机固定于基座上，两个第一滚轮上套设有第一传动带，手臂组件通过支架与第一传动带的带体连接固定，所述支架与基座的侧壁相对设置。
进一步地，所述第一传动机构包括设于基座侧壁上的第一齿条，在手臂组件上的支架上位于第一齿条处设有第一电机，第一电机的输出轴上设有与第一齿条啮合的第一齿轮。
进一步地，所述支架与基座的侧壁之间还设有第一线性导轨，所述第一线性导轨的轨道固定于基座的侧壁上，线性导轨的滑块与支架连接固定。
进一步地，所述第二传动机构包括设于手臂组件的手臂座上的第二电机12、设于手臂座左右两侧上的第二滚轮以及第二传动带，所述第二电机的输出轴的轴线与手指的长度方向平行设置，其中一个第二滚轮连接在第二电机的输出轴上，另一个第二滚轮设于手臂座远离第二电机的一侧上，第二传动带套在两个第二滚轮上，手臂组件的其中一根手指与第二传动带的上端带体连接固定，另一根手臂与第二传动带的下端带体连接固定。
进一步地，所述第二传动机构包括设于手臂组件的手臂座上的第二电机、设于第二电机的输出轴上的第二齿轮以及分别设于手臂组件的两根手指上的第二齿条，所述第二电机的输出轴的轴线与手指的长度方向平行设置，第二齿条与手指垂直设置，两根第二齿条分别设于第二齿轮的上下两端并且齿牙相对设置，第二齿条与第二齿轮啮合。
进一步地，所述手臂座与两根手指之间还设有第二线性导轨，所述第二线性导轨的轨道固定于手臂座上，第二线性导轨的滑块设有两个，分别与手指连接固定。
进一步地，所述第三传动机构包括用于连接手臂座的滑座、设于滑座上的第三电机、两个第三滚轮以及第三传动带，所述第三电机固定在滑座上，其中一个第三滚轮连接在第三电机的输出轴上，另一个第三滚轮通过滚轮座设于滑座远离第三电机的一侧上，第三传动带套在两个第三滚轮上，所述手臂座的下端面通过连接件与第三传动带的带体连接，所述滑座与手臂座之间还设有至少一组第三线性导轨，所述第三线性导轨的轨道固定于滑座上，第三线性导轨的滑块与手臂座连接固定。
进一步地，所述第三传动机构包括用于连接手臂座的滑座、设于滑座上的第三电机、设于第三电机输出轴上的第三齿轮以及设于手臂座的下端面上与第三齿轮位置相对应的第三齿条，所述第三齿条与手指垂直设置，第三齿条与第三齿轮啮合；所述滑座与手臂座之间还设有至少一组第三线性导轨，所述第三线性导轨的轨道固定于滑座上，第三线性导轨的滑块与手臂座连接固定。
本发明与现有技术相比，采用四支手臂组件，通过上、下、左、右分布构成两行两列的排列方式，两列手臂组件对称设置，每支手臂组件通过一组第一传动机构实现手臂组件的水平前后移动；在手臂组件上设置用于调节手指组与相邻一支手臂组件的手指组之间间距的第三传动机构以及在每支手臂组件上设置用于调节该组手指组中相邻两根手指间距的第二传动机构，从而实现能够同时搬运不同规格的基板，并能够分别对应不同的设备距离和不同的工艺等级的基板，从而提高搬运效率以及手臂的利用率。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是图1的俯视图。
图3是图1的左视图。
图4是本发明中第一传动机构的第一种传动方式的结构示意图之一。
图5是本发明中第一传动机构的第一种传动方式的结构示意图之二。
图6是本发明中第一传动机构的第二种传动方式的结构示意图。
图7是本发明中第二传动机构的第一种传动方式的结构示意图之一。
图8是本发明中第二传动机构的第一种传动方式的结构示意图之二。
图9是本发明中第二传动机构的第二种传动方式的结构示意图。
图10是本发明中第二传动机构的第三种传动方式的结构示意图。
图11是本发明中第三传动机构的第一种传动方式的结构示意图。
图12是本发明中第三传动机构的第二种传动方式的结构示意图。
图13是本发明的第二手臂组件水平前移后的示意图。
图14是本发明的第二手臂组件的手指组间距张开后的示意图。
图15是本发明的第一手臂组件和第三手臂组件的手指组之间间距调节后的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
为了便于理解，本文中手臂组件2的前后水平直线运动为图2中箭头Y所指方向(Y轴方向)，调节手指组以及手指间距为图2中箭头X所指方向(X轴方向)，图1中箭头Z所指方向为Z轴方向。
如图1、图2和图3所示，本发明的液晶玻璃基板搬运机器人包括与底座的Z轴传动机构连接的基座1，在基座1上设有至少四支手臂组件2，每支手臂组件2与基座1之间通过可控制手臂组件2沿Y轴方向前后水平直线运动的第一传动机构连接，每支手臂组件2上设有由至少两根手指3组成的手指组，每组手指组上均设有可调节该组手指组中相邻两根手指3间距的第二传动机构，使得手指3沿X轴方向平移，手指3沿Y轴方向水平设置，每支手臂组件2上还设有用于调节该支手臂组件2的手指组与相邻一支手臂组件2的手指组间距的第三传动机构，从而实现手指组沿X轴方向平移；所述Z轴传动机构为现有液晶玻璃基板搬运机器人的常规机构，在此不再对Z轴传动机构进行详细说明，其作用为驱动基座1沿Z轴方向的轴向上下移动以及沿Z轴的旋转。
在本发明中，手臂组件2设有四支，四支手臂组件2为矩形阵列排布，具体的阵列排布方式为两行两列，相邻两列手臂组件2对称设置，第三传动机构用于调节每行中相邻两支手臂组件2的手指组之间的间距，四支手臂组件2分别为设于左上侧的第一手臂组件2A、设于左下侧的第二手臂组件2B、设于右上侧的第三手臂组件2C和设于右下侧的第四手臂组件2D，其中第一手臂组件2A与第三手臂组件2C对称设置，第二手臂组件2B与第四手臂组件2D对称设置。
所述手臂组件2还包括支架7，支架7为C字形(图5所述)，手指组设于支架7的上端平面上，在支架7的上端平面上设有包裹在手指组外的外壳27，该外壳上设有可供手指组沿X轴方向水平左右移动的条形孔28，手指组从该条形孔28中伸出外壳27外，其中，第一手臂组件2A的支架7以及第二手臂组件2B的支架7设置在基座1的左侧侧壁，第一手臂组件2A及其上的支架7叠在第二手臂组件2B及其上的支架7上，第三手臂组件2C的支架7以及第四手臂组件2D的支架7设置在基座1的右侧侧壁，第三手臂组件2C及其上的支架7叠在第四手臂组件2D及其上的支架7上，设置在相同一侧的两个支架7的形状相同，区别仅为体积不同，通过改变体积，实现体积较大的这个支架7能够覆盖在体积较小的这个支架7外，支架7的上端平面大于下端平面，支架7的上端平面延伸至基座1的上端面上且与其水平设置，支架7的下端平面则位于基座1的左右两侧侧壁上；所述手臂组件1还包括手臂座11，其设于支架7的上端平面上。
如图2所示，在基座1上位于左右两侧处分别设有供支架7移动以及容置第一传动机构的导槽29，导槽29沿Y轴方向设置。
由于设置在左右两侧的四支手臂组件为对称设置，下文均以左侧的两支手臂组件为例对具体结构进行描述。
如图4和图5所示，为第一传动机构的第一种传动方式的结构示意图，所述第一种传动方式为带传动机构，它包括设于基座1左侧侧壁前后两端上的第一滚轮4，其中一个第一滚轮4上设有第一电机5，第一电机5通过电机架固定在基座1左侧侧壁上，另一个第一滚轮4通过滚轮座固定在基座1左侧侧壁上，两个第一滚轮4上套设有第一传动带6，支架7的下端平面与第一传动带6的带体通过连接件连接固定，所述支架7与基座1的侧壁相对设置，在第一传动机构中，第一电机5可以为输出轴与Z轴方向平行或者与X轴方向平行设置，相应地，第一滚轮4的设置根据第一电机5的设置而相应的改变；设置在基座1左侧侧壁的这两组第一传动机构为上下设置，分别驱动一支手臂组件2。
优选地，在第一传动机构的第二中传动方式中，支架7与基座1的左侧侧壁之间还设有第一线性导轨10，所述第一线性导轨10的轨道固定于基座1的侧壁上，轨道沿Y轴方向设置，其与第一传动带6平行设置，线性导轨10的滑块与支架7的下端平面上方的延伸部30连接固定，从而实现支架7Y轴方向水平移动时的稳定性。
如图6所示，第一传动机构的第二种传动方式为齿条传动机构，第一传动机构包括设于基座1左侧侧壁上的第一齿条8，在支架7上位于第一齿条8处设有第一电机5，第一电机5的输出轴上设有与第一齿条8啮合的第一齿轮9，第一电机5的设置方式优选为第一电机5的输出轴与Z轴方向平行；在第一传动机构的第二中传动方式中，支架7与基座1的左侧侧壁之间还设有第一线性导轨10，所述第一线性导轨10的轨道固定于基座1的侧壁上，轨道沿Y轴方向设置，其与第一传动带6平行设置，线性导轨10的滑块与支架7的下端平面上方的延伸部30连接固定，从而实现支架7Y轴方向水平移动时的稳定性。
如图7和图8所示，为第二传动机构的第一种传动方式，第一种传动方式为带传动机构，第二传动机构包括设于手臂座11上的第二电机12、设于手臂座11左右两侧上的第二滚轮13以及第二传动带14，所述第二电机12的输出轴的轴线与手指3的长度方向平行设置，第二电机12通过电机座固定在手臂座11上，第二电机12设置在手臂座11的左侧，其中一个第二滚轮13连接在第二电机12的输出轴上，另一个第二滚轮13设于手臂座11的右侧且与设置在左侧的第二滚轮13的位置相对应，第二传动带14套在两个第二滚轮13上，手臂组件1的其中一根手指3的后端与第二传动带14的上端带体连接固定，另一根手臂3的后端与第二传动带14的下端带体连接固定。
优选地，所述手臂座11与两根手指3之间还设有第二线性导轨19，第二线性导轨19沿X轴方向设置，所述第二线性导轨19的轨道固定于手臂座11上，第二线性导轨19的滑块设有两个，分别与手指3的下端连接固定，从而实现手指3X轴方向平移时的稳定性。
如图9所示，为第二传动机构的第二种传动方式，第二中种传动方式为齿条传动机构，所述第二传动机构包括设于手臂座11上的第二电机12、设于第二电机12的输出轴上的第二齿轮15以及分别设于手臂组件1的两根手指3后端上的第二齿条16，所述第二电机12的输出轴的轴线与手指3的长度方向平行设置，第二齿条16与手指3垂直设置，即沿X轴方向设置，两根第二齿条16分别设于第二齿轮15的上下两端并且齿牙相对设置，第二齿条16与第二齿轮15啮合，在手臂座11的左右两侧分别设置有齿条座31，在齿条座31上位于两根第二齿条16位置相对应处分别设有供第二齿条16穿过的孔，从而在固定第二齿条。
优选地，所述手臂座11与两根手指3之间还设有第二线性导轨19，第二线性导轨19沿X轴方向设置，所述第二线性导轨19的轨道固定于手臂座11上，第二线性导轨19的滑块设有两个，分别与手指3的下端连接固定，从而实现手指3X轴方向平移时的稳定性。
如图10所示，所述第二传动机构还可以采用第三种传动方式实现，为螺杆传动机构，它包括设于手臂组件1的手臂座11上的第二电机12、螺杆17以及设于手臂组件1的两根手指3上的具有内螺纹的滑块18，两个滑块18的内螺纹的旋向相反，两个滑块18与螺杆17螺纹连接，所述第二电机12的输出轴的轴线与手指3的长度方向垂直设置，螺杆17与第二电机12的输出轴设于同一轴线上，第二电机12的输出轴与螺杆17的一端通过联轴器相互连接，螺杆17的另一端通过轴承座固定在手臂座11上。
优选地，所述手臂座11与两根手指3之间还设有第二线性导轨19，第二线性导轨19沿X轴方向设置，所述第二线性导轨19的轨道固定于手臂座11上，第二线性导轨19的滑块设有两个，分别与手指3的下端连接固定，从而实现手指3X轴方向平移时的稳定性。
如图11所示，为第三传动机构的第一种传动方式，第一种传动方式为带传动机构，它包括用于连接手臂座11的滑座20、设于滑座20上的第三电机21、两个第三滚轮22以及第三传动带23，所述滑座20由支架7的上端平面构成，所述第三电机21固定在滑座20的左侧上，第三电机21的输出轴沿Z轴方向设置，所述第三电机21设置在滑座20左侧，其中一个第三滚轮22连接在第三电机21的输出轴上，另一个第三滚轮22通过滚轮座设于滑座20远离第三电机21的一侧上(右侧)两个第三滚轮相对设置，第三传动带23套在两个第三滚轮22上，所述手臂座11的下端面设有连接座32，连接座32通过连接件与第三传动带23的带体连接，在滑座20与手臂座11之间还设有至少一组第三线性导轨26，优选为两组，第三线性导轨26沿X轴方向设置，所述第三线性导轨26的轨道固定于滑座20上，第三线性导轨26的滑块与手臂座11连接固定，从而实现手臂座11X轴方向平移时的稳定性。
如图12所示，为第三传动机构的第二种传动方式，第二种传动方式为齿条传动机构，它包括用于连接手臂座11的滑座20、设于滑座20上的第三电机21、设于第三电机21输出轴上的第三齿轮24以及设于手臂座11的下端面上与第三齿轮24位置相对应的第三齿条25，所述滑座20由支架7的上端平面构成，所述第三齿条25与手指3垂直设置(即沿X轴方向设置)，第三齿条25与第三齿轮24啮合；所述滑座20与手臂座11之间还设有至少一组第三线性导轨26，优选为两组，第三线性导轨26沿X轴方向设置，第三齿条25与第三线性导轨26平行设置，所述第三线性导轨26的轨道固定于滑座20上，第三线性导轨26的滑块与手臂座11连接固定，从而实现手臂座11X轴方向平移时的稳定性。
在上述的第一传动机构、第二传动机构以及第三传动机构中还可以分别设置控制板对电机进行控制，或者采用液晶玻璃基板搬运机器人的主控制板对第一、第二、第三传动机构的电机进行控制，从而实现四支手臂同时或者分别沿Y轴方向水平移动、同时或者分别控制手指组或手指沿X轴方向水平移动，由于控制板或主控制板为现有技术，在此不做具体限定，只要能够实现上述功能即可。
如图13所示，为第二手臂组件2B通过第一传动机构实现Y轴方向水平前移后的示意图，本发明通过分别控制各支手臂组件的第一传动机构，从而实现Y轴方向水平前后移动，实现同时搬运不同尺寸基板。
如图14所示，为第二手臂组件2B的手指组通过第二传动机构实现对两根手指3间距的调节，从而满足同一支手臂组件的两根手指在搬运不同尺寸基板的稳定性。
如图15所示，为第一手臂组件2A的手指组与第三手臂组件2C的手指组分别通过第三传动机构实现调节两组手指组间的间距，从而满足同时搬运不同尺寸基板，由于尺寸不同时，手指组所在基板上的位置均不相同，通过调节手指组间的间距，从而满足同一手臂组件可以搬运不同尺寸或不同等级的基板。
本发明具有同一支手臂组件可以对应不同间隙尺寸的CST搬送任务，同一支手臂组件可以对应2种不同等级的基本搬送任务；同一支手臂组件可以对应多尺寸的基板搬送任务的效果，从而应对不同的基板的搬运要求，提高搬送效率。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。
Claims (10)
1.一种液晶玻璃基板搬运机器人，包括与底座的Z轴传动机构连接的基座(1)，其特征在于：所述基座(1)上设有至少四支手臂组件(2)，每支手臂组件(2)与基座(1)之间通过可控制手臂组件(2)前后水平直线运动的第一传动机构连接，每支手臂组件(2)上设有由至少两根手指(3)组成的手指组，每组手指组上均设有可调节该组手指组中相邻两根手指(3)间距的第二传动机构，每支手臂组件(2)上还设有用于调节该支手臂组件(2)的手指组与相邻一支手臂组件(2)的手指组间距的第三传动机构。
2.根据权利要求1所述的液晶玻璃基板搬运机器人，其特征在于：所述手臂组件(2)设有四支，所述手臂组件(2)为矩形阵列排布，相邻两列手臂组件(2)对称设置，第三传动机构用于调节每行中相邻两支手臂组件(2)的手指组之间的间距。
3.根据权利要求2所述的液晶玻璃基板搬运机器人，其特征在于：所述第一传动机构包括设于基座(1)侧壁前后两端上的第一滚轮(4)，其中一个第一滚轮(4)上设有第一电机(5)，第一电机(5)固定于基座(1)上，两个第一滚轮(4)上套设有第一传动带(6)，手臂组件(2)通过支架(7)与第一传动带(6)的带体连接固定，所述支架(7)与基座(1)的侧壁相对设置。
4.根据权利要求2所述的液晶玻璃基板搬运机器人，其特征在于：所述第一传动机构包括设于基座(1)侧壁上的第一齿条(8)，在手臂组件(2)上的支架(7)上位于第一齿条(8)处设有第一电机(5)，第一电机(5)的输出轴上设有与第一齿条(8)啮合的第一齿轮(9)。
5.根据权利要求3或4所述的液晶玻璃基板搬运机器人，其特征在于：所述第一传动机构还包括设于支架(7)与基座(1)的侧壁之间还的第一线性导轨(10)，所述第一线性导轨(10)的轨道固定于基座(1)的侧壁上，线性导轨(10)的滑块与支架(7)连接固定。
6.根据权利要求2所述的液晶玻璃基板搬运机器人，其特征在于：所述第二传动机构包括设于手臂组件(1)的手臂座(11)上的第二电机(12)、设于手臂座(11)左右两侧上的第二滚轮(13)以及第二传动带(14)，所述第二电机(12)的输出轴的轴线与手指(3)的长度方向平行设置，其中一个第二滚轮(13)连接在第二电机(12)的输出轴上，另一个第二滚轮(13)设于手臂座(11)远离第二电机(12)的一侧上，第二传动带(14)套在两个第二滚轮(13)上，手臂组件(1)的其中一根手指(3)与第二传动带(14)的上端带体连接固定，另一根手臂(3)与第二传动带(14)的下端带体连接固定。
7.根据权利要求2所述的液晶玻璃基板搬运机器人，其特征在于：所述第二传动机构包括设于手臂组件(1)的手臂座(11)上的第二电机(12)、设于第二电机(12)的输出轴上的第二齿轮(15)以及分别设于手臂组件(1)的两根手指(3)上的第二齿条(16)，所述第二电机(12)的输出轴的轴线与手指(3)的长度方向平行设置，第二齿条(16)与手指(3)垂直设置，两根第二齿条(16)分别设于第二齿轮(15)的上下两端并且齿牙相对设置，第二齿条(16)与第二齿轮(15)啮合。
8.根据权利要求6-7任意一项所述的液晶玻璃基板搬运机器人，其特征在于：所述第二传动机构还包括设置在手臂座(11)与两根手指(3)之间的第二线性导轨(19)，所述第二线性导轨(19)的轨道固定于手臂座(11)上，第二线性导轨(19)的滑块设有两个，分别与手指(3)连接固定。
9.根据权利要求2所述的液晶玻璃基板搬运机器人，其特征在于：所述第三传动机构包括用于连接手臂座(11)的滑座(20)、设于滑座(20)上的第三电机(21)、两个第三滚轮(22)以及第三传动带(23)，所述第三电机(21)固定在滑座(20)上，其中一个第三滚轮(22)连接在第三电机(21)的输出轴上，另一个第三滚轮(22)通过滚轮座设于滑座(20)远离第三电机(21)的一侧上，第三传动带(23)套在两个第三滚轮(22)上，所述手臂座(11)的下端面通过连接件与第三传动带(23)的带体连接，所述滑座(20)与手臂座(11)之间还设有至少一组第三线性导轨(26)，所述第三线性导轨(26)的轨道固定于滑座(20)上，第三线性导轨(26)的滑块与手臂座(11)连接固定。
10.根据权利要求2所述的液晶玻璃基板搬运机器人，其特征在于：所述第三传动机构包括用于连接手臂座(11)的滑座(20)、设于滑座(20)上的第三电机(21)、设于第三电机(21)输出轴上的第三齿轮(24)以及设于手臂座(11)的下端面上与第三齿轮(24)位置相对应的第三齿条(25)，所述第三齿条(25)与手指(3)垂直设置，第三齿条(25)与第三齿轮(24)啮合；所述滑座(20)与手臂座(11)之间还设有至少一组第三线性导轨(26)，所述第三线性导轨(26)的轨道固定于滑座(20)上，第三线性导轨(26)的滑块与手臂座(11)连接固定。
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2016
- 2016-11-29 CN CN201611070981.2A patent/CN106625585A/zh active Pending
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