CN108380583B - 一种用于硅片清洗的机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于硅片清洗的机械手，属于硅片清洗技术领域。该机械手包括基座、升降驱动机构、夹具机头、基座侧移驱动机构和两个夹爪，所述升降驱动机构的下端与基座连接，用于驱动夹具机头和夹爪进行竖直方向的移动，所述夹具机头安装在升降驱动机构的顶部，用于通过第一驱动杆和第二驱动杆驱动两个夹爪对硅片进行夹持和松开，所述基座侧移驱动机构安装在基座的侧部，用于带动基座进行水平方向的移动。该机械手的两个夹爪用于夹持硅片，并通过夹爪在水平方向的移动来实现硅片在清洗槽内的清洗，提高清洗液对硅片表面的冲刷，提高硅片的清洗效果，加快硅片的清洗效率，利用夹爪对硅片的侧部进行夹持，可以有效保护硅片的表面免受损伤。

Description

一种用于硅片清洗的机械手

技术领域

本发明属于硅片清洗技术领域，特别是涉及一种用于硅片清洗的机械手。

背景技术

随着科技的发展，硅片的使用量越来越大，硅片的使用范围也越来越广，对硅片的质量要求也越来越高，硅片在生产过程需要进行清洗，在现有技术中，硅片清洗普遍是将硅片放置在硅片承载花篮内，然后再将硅片承载花篮放置在清洗槽内依靠清洗液的冲刷对硅片表面进行清洗。但是硅片承载花篮对硅片具有一定的遮挡作用，导致硅片的清洗效果不佳，并且因为硅片承载花篮的遮挡，导致硅片的清洗需要较长的时间，严重限制了硅片的生产效率和生产质量。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种用于硅片清洗的机械手，用于解决现有硅片清洗时清洗效果不佳和清洗效率低下的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于硅片清洗的机械手，包括基座、夹具机头、升降驱动机构、基座侧移驱动机构和两个夹爪，所述基座侧移驱动机构设在基座的侧面，所述升降驱动机构的下端与基座连接，所述夹具机头设在升降驱动机构的顶部，所述夹具机头包括包括机座、第一驱动块、第二驱动块、第一连接杆、第二连接杆、机头驱动机构和复位机构，所述机座上设有两个驱动杆穿设孔和两个连接杆穿设孔，所述两个连接杆穿设孔设在两个驱动杆穿设孔之间，所述两个驱动杆穿设孔内分别穿设有第一驱动杆和第二驱动杆，所述第一驱动杆和第二驱动杆的左端分别穿设于两个驱动杆穿设孔内，所述两个夹爪分别连接在第一驱动杆和第二驱动杆的右端，所述两个夹爪相对设置，所述第一驱动块和第二驱动块分别设置在两个驱动杆穿设孔的左侧，且第一驱动块与第一驱动杆的左端固定连接，所述第二驱动块与第二驱动杆的左端固定连接，所述第一连接杆和第二连接杆分别穿设于两个连接杆穿设孔内，所述第一连接杆和第二连接杆的左端均伸出至两个连接杆穿设孔的左侧，所述第一连接杆和第二连接杆的左端均逐渐缩小，所述第一连接杆和第二连接杆的右端均与机头驱动机构连接，所述第一驱动块和第二驱动块均与复位机构连接，所述第一驱动块上设有第一支撑件，所述第二驱动块上设有第二支撑件，所述第一支撑件在复位机构的作用下压紧在第一连接杆的左端，所述第二支撑件在复位机构的作用下压紧在第二连接杆的左端，且第一支撑件和第二支撑件均处于第一连接杆和第二连接杆的同一侧，所述机头驱动机构驱动第一连接杆和第二连接杆分别在两个连接杆穿设孔内滑动，所述第一支撑件到第一连接杆中心线的距离发生改变，所述第二支撑件到第二连接杆中心线的距离发生改变，所述复位机构驱动第一驱动块和第二驱动块旋转，且第一驱动块和第二驱动块的旋转方向相反，所述第一驱动块带动第一驱动杆旋转，所述第二驱动块带动第二驱动杆旋转，且所述第一驱动杆和第二驱动杆的旋转方向相反，从而带动两个夹爪对硅片进行夹持或松开。

当第一连接杆和第二连接杆在滑动过程中，第一支撑件到第一连接杆中心线的距离和第二支撑件到第二连接杆中心线的距离同时减小或同时增大，第一驱动块和第二驱动块在复位机构的驱动下同时发生旋转，因为两个连接杆穿设孔设在两个驱动杆穿设孔之间，第一支撑件和第二支撑件均处于第一连接杆和第二连接杆的同一侧，因此第一驱动块和第二驱动块的旋转方向相反。

将第一连接杆和第二连接杆的水平方向的滑动，转化为第一支撑件到第一连接杆中心线距离的改变，以及转化为第二支撑件到第二连接杆中心线距离的改变，即将较大尺寸的位移转化为较小尺寸的距离改变，从而有利于对第一驱动杆和第二驱动杆旋转的准确控制，有利于对夹爪的旋转角度进行准确控制，从而有利于实现夹爪的对硅片的准确夹持。

优选的，所述两个驱动杆穿设孔的中心线相平行，所述两个连接杆穿设孔的中心线相平行，且所述两个驱动杆穿设孔的中心线均与两个连接杆穿设孔的中心线相平行。

优选的，所述机头驱动机构为驱动气缸，所述机座内设有气缸安装室，所述驱动气缸安装在气缸安装室内，所述第一连接杆的右端和第二连接杆的右端均通过第一连接板与驱动气缸连接。

优选的，所述复位机构为复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别与第一驱动块和第二驱动块通过第二连接板连接。

复位弹簧用于驱动第一支撑件压在第一连接杆上，以及驱动第二支撑件压在第二连接杆上。

优选的，所述第一支撑件处于第一连接杆的上方，所述第二支撑件处于第二连接杆的上方，所述复位弹簧处于第一连接杆和第二连接杆的下方，且复位弹簧处于压缩状态。

在使用时，第一驱动杆和第二驱动杆的右端下方均设有一个夹爪，且两个夹爪相对设置。

当第一连接杆和第二连接杆向左滑动时，第一支撑件到第一连接杆的距离增大，第一驱动块和第一驱动杆向外旋转，第二支撑件到第二连接杆的距离增大，第二驱动块和第二驱动杆向外旋转，两个夹爪的下端相互靠近，对硅片进行夹持。

当第一连接杆和第二连接杆向右滑动时，第一支撑件到第一连接杆的距离减小，第一驱动块和第一驱动杆向内旋转，第二支撑件到第二连接杆的距离减小，第二驱动块和第二驱动杆向内旋转，两个夹爪的下端相互分离，解除对硅片的夹持。

优选的，所述第一支撑件为第一滚轮，所述第一滚轮与第一驱动块通过第一滚轮轴连接，所述第一滚轮轴的中心线垂直于第一连接杆的中心线，所述第二支撑件为第二滚轮，所述第二滚轮与第二驱动块通过第二滚轮轴连接，所述第二滚轮轴的中心线垂直于第二连接杆的中心线。

第一滚轮在第一连接杆上滚动，减少了第一滚轮和第一连接杆之间的摩擦，第二滚轮在第二连接杆上滚动，减少了第二滚轮和第二连接杆之间的摩擦，从而有利于第一连接杆和第二连接杆的滑动的灵活性。

优选的，所述机座的左端设有两个第一光电感应器，所述第一驱动块和第二驱动块上分别设有一个第一挡片，所述两个第一挡片与两个第一光电感应器相匹配分别用于感应第一驱动块和第二驱动块的位置，所述机座的右端设有第二光电感应器，所述连接杆的右端设有第二挡片，所述第二挡片与第二光电感应器相配合用于感应第一连接杆的位置。

优选的，当两个第一光电感应器均感应到第一挡片，同时第二光电感应器均感应到第二挡片时，则表示第一驱动杆和第二驱动杆运动到位，与第一光电感应器和第二光电感应器连接的控制器才会控制应用该夹具机头的装置进行下一步动作，否则控制器控制该装置停止继续动作，操作人员须对该装置进行调整。

优选的，所述第一连接板上设有用于安装第二光电感应器的感应器安装架，所述第二光电传感器安装在感应器安装架上。

优选的，所述两个连接杆穿设孔的两端均设有第一轴承，所述第一连接杆和第二连接杆分别与机座通过第一轴承连接，所述两个驱动杆穿设孔的两端均设有第二轴承，所述第一驱动杆和第二驱动杆分别与机座通过第二轴承连接。

所述第一连接杆和第二连接杆分别与机座通过第一轴承连接，降低了第一连接杆和第二连接杆在进行左右滑动过程中所受到的阻力，所述第一驱动杆和第二驱动杆分别与机座通过第二轴承连接，降低了第一驱动杆和第二驱动杆在旋转过程中所受到的阻力。

优选的，所述第一驱动块与第一驱动杆通过螺栓连接，所述第二驱动块与第二驱动杆通过螺栓连接。

所述第一驱动块与第一驱动杆通过螺栓连接，便于第一驱动块和第一驱动杆之间进行组装和拆卸，所述第二驱动块与第二驱动杆通过螺栓连接，便于第二驱动块和第二驱动杆之间进行组装和拆卸，便于对该机头进行组装和拆卸。

优选的，所述机座上设有减重孔。

机座上设有减重孔，一方面减轻了该夹具机头的重量，另一方面节约了制造该夹具机头的材料。

优选的，所述第一驱动杆和第二驱动杆上均安装有密封圈，所述两个密封圈分别安装在第一驱动杆和第二驱动杆上靠近机座的右端处。

优选的，所述升降驱动机构包括行程丝轨、螺母、升降杆、两个竖向滑轨、两个以上第一滑块、连接块、限位固定块，和第一驱动电机，所述两个竖向滑轨安装在基座上，所述连接块包括升降杆穿设筒，所述升降杆穿设筒的两侧分别设有第一延伸板和第二延伸板，所述升降杆穿设筒的侧面设有升降杆固定孔和第一线缆穿设孔，所述升降杆穿设筒的底部设有螺母固定孔，所述第一延伸板和第二延伸板上均设有滑块安装孔，所述第一延伸板上设有第二线缆穿设孔，所述升降杆为中空结构，所述升降杆穿设于连接块的升降杆穿设筒内，所述升降杆和升降杆穿设筒通过第一螺栓连接，所述第一螺栓穿设于升降杆固定孔内，所述两个滑块分别与第一延伸板和第二延伸板通过第二螺栓连接，所述第二螺栓穿设于滑块安装孔内，所述两个滑块分别与两个导轨相匹配，所述螺母安装在螺母安装槽内，所述螺母和升降杆穿设筒的底部通过第三螺栓连接，所述第三螺栓穿设于螺母固定孔内，所述行程丝轨的上端与螺母螺纹连接，所述行程丝轨的侧面下端设有限位环槽，所述限位固定块与基座固定连接，所述限位固定块上设有固定块通孔，所述固定块通孔内壁设有与限位环槽相匹配的限位凸台，所述行程丝轨的下端穿过固定块通孔与第一驱动电机连接，所述第一驱动电机驱动行程丝轨转动，所述限位凸台与限位环槽相配合。

优选的，所述升降杆的下端设有将升降杆中空结构与第一线缆穿设孔相连通的升降杆通孔。

优选的，所述滑轨的上端和下端分别设有一个第一位置传感器。

优选的，所述升降杆的顶部设有安装平台，所述夹具机头安装在安装平台上。

优选的，所述升降杆穿设筒的外侧与第一延伸板之间设有第一加强过渡部，所述升降杆穿设筒的外侧与第二延伸板之间设有第二加强过渡部。

第一加强过渡部用于加强升降杆穿设筒与第一延伸板之间的机械强度，第二加强过渡部用于加强升降杆穿设筒与第二延伸板之间的机械强度，从而提高该连接块的机械强度。

优选的，所述升降杆穿设筒的底部设有环板，所述螺母固定孔设在环板上。

优选的，所述升降杆穿设筒的底部设有螺母安装槽。

优选的，所述第一延伸板和第二延伸板上均设有两组滑块安装孔，所述每组滑块安装孔包括四个滑块安装孔，且处于同一组的四个滑块安装孔处于同一个矩形的四个顶点上。

优选的，所述第一延伸板的背面和第二延伸板的背面处于同一个面上。

优选的，该连接块为一体成型结构。

优选的，该连接块为铝合金材质。

优选的，所述升降杆的下端与环板的上表面连接。

优选的，所述螺母安装槽的槽深与螺母的厚度相等。

优选的，所述基座侧移驱动机构包括第二驱动电机、固定板、两个水平滑轨和水平齿条，所述两个水平滑轨和水平齿条均设在固定板上，所述基座的侧面与两个水平滑轨通过第二滑块滑动连接，所述第二驱动电机安装在基座的侧面，所述第二驱动电机的转动输出端与水平齿条啮合。

优选的，所述水平滑轨的两端分别设有一个第二位置传感器。

优选的，包括横梁、两个竖向连接杆和承载横梁，所述横梁的两端分别与两个竖向连接杆的上端连接，所述承载横梁的两端分别与两个竖向连接杆的下端连接，所述承载横梁上设有一组以上硅片夹持槽，每组硅片夹持槽均包括多个硅片夹持槽，且同一组内相邻的两个硅片夹持槽之间的距离相等，所述硅片夹持槽为开设在横梁侧面的凹槽，且凹槽的槽底均处于同一上弦弧面上。

优选的，所述硅片夹持槽有两组。

优选的，所述横梁包括第一横梁和第二横梁，所述第一横梁的两端和第二横梁的两端均与两个竖向连接杆的上端连接，且第一横梁处于第二横梁的上方。

优选的，所述横梁呈圆柱状。

优选的，所述两个竖向连接杆的上端均经过圆角处理。

优选的，所述两个竖向连接杆的下端均呈尖角状，所述承载横梁的下表面设有横截面为倒三角形的凸条。

优选的，所述两个夹爪的上端分别与第一驱动杆和第二驱动杆通过固定夹具连接，所述两个固定夹具均均包括固定座，所述固定座的上端设有第一夹持槽，所述固定座的另一端设有夹爪夹持机构，所述夹爪夹持机构包括滑动座和盖板，所述盖板与滑动座连接，所述滑动座与盖板相对的一面设有第一凹槽，所述盖板与滑动座相对的一面设有第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽均与第一夹持槽相平行，所述第一凹槽和第二凹槽相对设置，所述第一凹槽和第二凹槽相配合形成用于夹持横梁的夹持部，所述固定座上设有条形孔，所述紧固螺栓的上端穿过条形孔与滑动座螺纹连接，所述固定座的上表面设有调节机构，所述调节机构包括固定块和调节螺栓，所述固定块与固定座的上表面固定连接，所述固定块上设有水平螺栓孔，所述调节螺栓的首端穿过水平螺栓孔与夹爪夹持机构连接。

优选的，所述第一凹槽和第二凹槽的纵剖面均为半圆形。

优选的，所述第一夹持槽的槽底的纵剖面呈圆形，所述第一夹持槽的槽口处设有用于调节第一夹持槽大小的锁紧机构。

优选的，所述锁紧机构包括一个以上锁紧螺栓，所述第一夹持槽的槽口两侧设有一组以上对穿螺栓孔，所述锁紧螺栓穿设于对穿螺栓孔内。

优选的，所述盖板和滑动座通过第四螺栓连接。

优选的，所述固定块与固定座通过第五螺栓连接。

优选的，每个固定夹具的第一凹槽和第二凹槽均有两个，同一个固定夹具的两个第一凹槽分别与两个第二凹槽相配合形成用于夹持横梁的两个夹持部。

优选的，同一个固定夹具的两个第一凹槽相互平行，同一个固定夹具的两个第二凹槽相互平行。

本发明的有益效果是：该机械手可以将硅片夹持起来，从而将硅片放在清洗槽内进行清洗，改变了以往将硅片放置在硅片承载花篮内再进行清洗的方式，增加了清洗液在硅片表面的流动性能，提高了硅片的清洗效果，该机械手的升降杆为中空结构，与夹具机头通信的线缆可以穿设于升降杆和连接块内，提高了该机械手的线缆规整程度，同时对线缆又起到了保护作用，延长了该机械手的使用寿命。

附图说明

图1为本发明用于硅片清洗的机械手整体结构示意图之一。

图2为本发明用于硅片清洗的机械手整体结构示意图之二。

图3为本发明用于硅片清洗的机械手整体结构示意图之三。

图4为本发明用于硅片清洗的机械手中夹具机头结构示意图。

图5为本发明用于硅片清洗的机械手中夹具机头剖视图。

图6为本发明用于硅片清洗的机械手中连接块结构示意图之一。

图7为本发明用于硅片清洗的机械手中连接块结构示意图之二。

图8为本发明用于硅片清洗的机械手中连接块右视图。

图9为本发明图8中B-B面剖视图。

图10为本发明用于硅片清洗的机械手中行程丝轨和升降杆连接示意图。

图11为本发明用于硅片清洗的机械手中夹爪整体结构示意图。

图12为本发明用于硅片清洗的机械手中固定夹具整体结构示意图。

图13为本发明用于硅片清洗的机械手中固定夹具右视图。

图14为本发明用于硅片清洗的机械手中固定夹具仰视图。

图15为本发明用于硅片清洗的机械手中夹爪、第一驱动杆和第二驱动杆连接示意图。

图16为本发明用于硅片清洗的机械手中夹爪、第一驱动杆和第二驱动杆连接状态左视图。

图1至图16中：1为基座，2为第一驱动电机，3为第二驱动电机，4为固定板，5为水平导轨，6为齿条，7为竖向滑轨，21为机座，22为第一驱动块，23为第二驱动块，24为第一连接杆，25为第二连接杆，26为第一驱动杆，27为第二驱动杆，28为驱动气缸，29为第一连接板，210为复位弹簧，211为第二连接板，212为第一滚轮，213为第二滚轮，214为第一光电感应器，215为第一挡片，216为第二光电感应器，217为减重孔，218为感应器安装架，219为密封圈，31为升降杆穿设筒，32为第一延伸板，33为第二延伸板，34为升降杆固定孔，35为第一线缆穿设孔，36为螺母固定孔，37为滑块安装孔，38为第二线缆穿设孔，39为第一加强过渡部，310为第二加强过渡部，311为环板，312为螺母安装槽，313为行程丝轨，314为螺母，315为升降杆，51为竖向连接杆，52为承载横梁，53为硅片夹持槽，54为第一横梁，55为第二横梁，521为固定座，522为第一夹持槽，523为滑动座，524为盖板，525为夹持部，526为条形孔，527为固定块，528为调节螺栓，529为锁紧螺栓，5210为第一螺栓，5211为第二螺栓，5212为对穿螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施案例来对本发明用于硅片清洗的机械手做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地表达本发明的结构特征和具体应用，但不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例：如图1至图16所示，一种用于硅片清洗的机械手，包括基座1、夹具机头、升降驱动机构、基座侧移驱动机构和两个夹爪，所述基座侧移驱动机构设在基座1的侧面，所述升降驱动机构的下端与基座1连接，所述夹具机头设在升降驱动机构的顶部，所述夹具机头包括机座21、第一驱动块22、第二驱动块23、第一连接杆24、第二连接杆25、机头驱动机构和复位机构，所述机座21上设有两个驱动杆穿设孔和两个连接杆穿设孔，所述两个连接杆穿设孔设在两个驱动杆穿设孔之间，所述两个驱动杆穿设孔内分别穿设有第一驱动杆26和第二驱动杆27，所述第一驱动杆26和第二驱动杆27的左端分别穿设于两个驱动杆穿设孔内，所述两个夹爪分别连接在第一驱动杆26和第二驱动杆27的右端，所述两个夹爪相对设置，所述第一驱动块22和第二驱动块23分别设置在两个驱动杆穿设孔的左侧，且第一驱动块22与第一驱动杆26的左端固定连接，所述第二驱动块23与第二驱动杆27的左端固定连接，所述第一连接杆24和第二连接杆25分别穿设于两个连接杆穿设孔内，所述第一连接杆24和第二连接杆25的左端均伸出至两个连接杆穿设孔的左侧，所述第一连接杆24和第二连接杆25的左端均逐渐缩小，所述第一连接杆24和第二连接杆25的右端均与机头驱动机构连接，所述第一驱动块22和第二驱动块23均与复位机构连接，所述第一驱动块22上设有第一支撑件，所述第二驱动块23上设有第二支撑件，所述第一支撑件在复位机构的作用下压紧在第一连接杆24的左端，所述第二支撑件在复位机构的作用下压紧在第二连接杆25的左端，且第一支撑件和第二支撑件均处于第一连接杆24和第二连接杆25的同一侧，所述机头驱动机构驱动第一连接杆24和第二连接杆25分别在两个连接杆穿设孔内滑动，所述第一支撑件到第一连接杆24中心线的距离发生改变，所述第二支撑件到第二连接杆25中心线的距离发生改变，所述复位机构驱动第一驱动块22和第二驱动块23旋转，且第一驱动块22和第二驱动块23的旋转方向相反，所述第一驱动块22带动第一驱动杆26旋转，所述第二驱动块23带动第二驱动杆27旋转，且所述第一驱动杆26和第二驱动杆27的旋转方向相反，从而带动两个夹爪对硅片进行夹持或松开。

本实施例中，当第一连接杆24和第二连接杆25在滑动过程中，第一支撑件到第一连接杆24中心线的距离和第二支撑件到第二连接杆25中心线的距离同时减小或同时增大，第一驱动块22和第二驱动块23在复位机构的驱动下同时发生旋转，因为两个连接杆穿设孔设在两个驱动杆穿设孔之间，第一支撑件和第二支撑件均处于第一连接杆24和第二连接杆25的同一侧，因此第一驱动块22和第二驱动块23的旋转方向相反。

将第一连接杆24和第二连接杆25的水平方向的滑动，转化为第一支撑件到第一连接杆24中心线距离的改变，以及转化为第二支撑件到第二连接杆25中心线距离的改变，即将较大尺寸的位移转化为较小尺寸的距离改变，从而有利于对第一驱动杆26和第二驱动杆27旋转的准确控制，有利于对夹爪的旋转角度进行准确控制，从而有利于实现夹爪的对硅片的准确夹持。

所述两个驱动杆穿设孔的中心线相平行，所述两个连接杆穿设孔的中心线相平行，且所述两个驱动杆穿设孔的中心线均与两个连接杆穿设孔的中心线相平行。

所述机头驱动机构为驱动气缸28，所述机座21内设有气缸安装室，所述驱动气缸28安装在气缸安装室内，所述第一连接杆24的右端和第二连接杆25的右端均通过第一连接板29与驱动气缸28连接。

所述复位机构为复位弹簧210，所述复位弹簧210的两端分别与第一驱动块22和第二驱动块23通过第二连接板211连接。

复位弹簧210用于驱动第一支撑件压在第一连接杆24上，以及驱动第二支撑件压在第二连接杆25上。

所述第一支撑件处于第一连接杆24的上方，所述第二支撑件处于第二连接杆25的上方，所述复位弹簧210处于第一连接杆24和第二连接杆25的下方，且复位弹簧210处于压缩状态。

在使用时，第一驱动杆26和第二驱动杆27的右端下方均设有一个夹爪，且两个夹爪相对设置。

当第一连接杆24和第二连接杆25向左滑动时，第一支撑件到第一连接杆24的距离增大，第一驱动块22和第一驱动杆26向外旋转，第二支撑件到第二连接杆25的距离增大，第二驱动块23和第二驱动杆27向外旋转，两个夹爪的下端相互靠近，对硅片进行夹持。

当第一连接杆24和第二连接杆25向右滑动时，第一支撑件到第一连接杆24的距离减小，第一驱动块22和第一驱动杆26向内旋转，第二支撑件到第二连接杆25的距离减小，第二驱动块23和第二驱动杆27向内旋转，两个夹爪的下端相互分离，解除对硅片的夹持。

所述第一支撑件为第一滚轮212，所述第一滚轮212与第一驱动块22通过第一滚轮212轴连接，所述第一滚轮212轴的中心线垂直于第一连接杆24的中心线，所述第二支撑件为第二滚轮213，所述第二滚轮213与第二驱动块23通过第二滚轮213轴连接，所述第二滚轮213轴的中心线垂直于第二连接杆25的中心线。

第一滚轮212在第一连接杆24上滚动，减少了第一滚轮212和第一连接杆24之间的摩擦，第二滚轮213在第二连接杆25上滚动，减少了第二滚轮213和第二连接杆25之间的摩擦，从而有利于第一连接杆24和第二连接杆25的滑动的灵活性。

所述机座21的左端设有两个第一光电感应器214，所述第一驱动块22和第二驱动块23上分别设有一个第一挡片215，所述两个第一挡片215与两个第一光电感应器214相匹配分别用于感应第一驱动块22和第二驱动块23的位置，所述机座21的右端设有第二光电感应器216，所述连接杆的右端设有第二挡片，所述第二挡片与第二光电感应器216相配合用于感应第一连接杆24的位置。

当两个第一光电感应器214均感应到第一挡片215，同时第二光电感应器216均感应到第二挡片时，则表示第一驱动杆26和第二驱动杆27运动到位，与第一光电感应器214和第二光电感应器216连接的控制器才会控制应用该夹具机头的装置进行下一步动作，否则控制器控制该装置停止继续动作，操作人员须对该装置进行调整。

所述第一连接板29上设有用于安装第二光电感应器216的感应器安装架218，所述第二光电传感器安装在感应器安装架218上。

所述两个连接杆穿设孔的两端均设有第一轴承，所述第一连接杆24和第二连接杆25分别与机座21通过第一轴承连接，所述两个驱动杆穿设孔的两端均设有第二轴承，所述第一驱动杆26和第二驱动杆27分别与机座21通过第二轴承连接。

所述第一连接杆24和第二连接杆25分别与机座21通过第一轴承连接，降低了第一连接杆24和第二连接杆25在进行左右滑动过程中所受到的阻力，所述第一驱动杆26和第二驱动杆27分别与机座21通过第二轴承连接，降低了第一驱动杆26和第二驱动杆27在旋转过程中所受到的阻力。

所述第一驱动块22与第一驱动杆26通过螺栓连接，所述第二驱动块23与第二驱动杆27通过螺栓连接。

所述第一驱动块22与第一驱动杆26通过螺栓连接，便于第一驱动块22和第一驱动杆26之间进行组装和拆卸，所述第二驱动块23与第二驱动杆27通过螺栓连接，便于第二驱动块23和第二驱动杆27之间进行组装和拆卸，便于对该机头进行组装和拆卸。

机座21上设有减重孔217，一方面减轻了该夹具机头的重量，另一方面节约了制造该夹具机头的材料。

所述第一驱动杆26和第二驱动杆27上均安装有密封圈219，所述两个密封圈219分别安装在第一驱动杆26和第二驱动杆27上靠近机座21的右端处。所述两个密封圈219用于对两个驱动杆穿设孔的右端进行密封，同时防止两个驱动杆穿设孔右端安装的第二轴承脱落。

所述升降驱动机构包括行程丝轨313、螺母(314)、升降杆(315)、两个竖向滑轨7、两个以上第一滑块、连接块、限位固定块，和第一驱动电机2，所述两个竖向滑轨7安装在基座1上，包括升降杆穿设筒31，所述升降杆穿设筒31的两侧分别设有第一延伸板32和第二延伸板33，所述升降杆穿设筒31的侧面设有升降杆固定孔34和第一线缆穿设孔35，所述升降杆穿设筒31的底部设有螺母固定孔36，所述第一延伸板32和第二延伸板33上均设有滑块安装孔37，所述第一延伸板32上设有第二线缆穿设孔38，所述升降杆315为中空结构，所述升降杆315穿设于连接块的升降杆穿设筒31内，所述升降杆315和升降杆穿设筒31通过第一螺栓连接，所述第一螺栓穿设于升降杆固定孔34内，所述两个滑块分别与第一延伸板32和第二延伸板33通过第二螺栓连接，所述第二螺栓穿设于滑块安装孔37内，所述两个滑块分别与两个导轨相匹配，所述螺母314安装在螺母安装槽312内，所述螺母314和升降杆穿设筒31的底部通过第三螺栓连接，所述第三螺栓穿设于螺母固定孔36内，所述行程丝轨313的上端与螺母314螺纹连接，所述行程丝轨313的侧面下端设有限位环槽，所述限位固定块与基座1固定连接，所述限位固定块上设有固定块通孔，所述固定块通孔内壁设有与限位环槽相匹配的限位凸台，所述行程丝轨313的下端穿过固定块通孔与第一驱动电机2连接，所述第一驱动电机2驱动行程丝轨313转动，所述限位凸台与限位环槽相配合。

所述升降杆313的下端设有将升降杆中空结构与第一线缆穿设孔35相连通的升降杆通孔。

所述竖向滑轨7的上端和下端分别设有一个第一位置传感器。

所述升降杆的顶部设有安装平台，所述夹具机头安装在安装平台上。

所述升降杆穿设筒31的外侧与第一延伸板32之间设有第一加强过渡部39，所述升降杆穿设筒31的外侧与第二延伸板33之间设有第二加强过渡部310；所述升降杆穿设筒31的底部设有环板311，所述螺母固定孔36设在环板311上；所述升降杆穿设筒31的底部设有螺母安装槽312；所述第一延伸板32和第二延伸板3上3均设有两组滑块安装孔37，所述每组滑块安装孔37包括四个滑块安装孔37，且处于同一组的四个滑块安装孔37处于同一个矩形的四个顶点上；所述第一延伸板32的背面和第二延伸板33的背面处于同一个面上；该连接块为一体成型结构，所述连接块为铝合金材质

所述升降杆315的下端与环板311的上表面连接；所述螺母安装槽312的槽深与螺母314的厚度相等，使得螺母314的下表面与升降杆穿设筒31的下端面平齐，防止螺母314的边角以及螺母安装槽312的槽口受到磕碰磨损；所述环板311用于对升降杆315的底部进行支撑，从而减小固定升降杆315的第一螺栓所承受的应力。

升降杆315为中空结构，便于在升降杆315内安装线缆，以实现与升降杆315顶部安装的夹具机头进行通信，线缆的上端穿过升降杆315内的中空结构与升降杆315顶部安装的夹具机头连接，线缆的下端穿过升降杆315内的中空结构、第一线缆穿设孔35和第二线缆穿设孔38与外界设备连接；同时，在使用过程中，行程丝轨313仅发生旋转运动，不发生上下移动。因为滑块仅能沿滑轨作直线运动，所以与滑块连接的连接块仅能发生直线运动，因此在行程丝轨313旋转的过程中，螺母314带动连接块、滑块和升降杆315沿滑轨作直线运动，从而实现升降杆315的升降，以实现升降杆315顶部安装的夹具机头的升降。

所述升降杆315和升降杆穿设筒31通过第一螺栓连接，使得升降杆315和升降杆穿设筒31之间可以拆卸；所述两个滑块分别与第一延伸板32和第二延伸板33通过第二螺栓连接，使得两个滑块分别与第一延伸板32和第二延伸板33之间可以拆卸；所述螺母314和升降杆穿设筒31的底部通过第三螺栓连接，使得螺母314与升降杆穿设筒31之间可以拆卸，

所述基座侧移驱动机构包括第二驱动电机3、固定板4、两个水平滑轨5和水平齿条6，所述两个水平滑轨5和水平齿条6均设在固定板4上，所述基座1的侧面与两个水平滑轨5分别通过第二滑块滑动连接，所述第二驱动电机3安装在基座1的侧面，所述第二驱动电机3的转动输出端与水平齿条6啮合。

所述水平滑轨5的两端分别设有一个第二位置传感器。

所述两个夹爪包括横梁、两个竖向连接杆51和承载横梁52，所述横梁的两端分别与两个竖向连接杆51的上端连接，所述承载横梁52的两端分别与两个竖向连接杆51的下端连接，所述承载横梁52上设有一组以上硅片夹持槽53，每组硅片夹持槽53均包括多个硅片夹持槽53，且同一组内相邻的两个硅片夹持槽53之间的距离相等，所述硅片夹持槽53为开设在横梁侧面的凹槽，且凹槽的槽底均处于同一上弦弧面上。

本实施例中，每个硅片夹持槽53可以夹持一个硅片，所述凹槽的槽底均处于同一上弦弧面上，从而使硅片夹持槽53对硅片的下部进行承托和夹持。因为硅片为圆形片状结构，且硅片的表面不能受到损伤，因此硅片夹持槽53对硅片的下部承托和夹持，可以避免硅片夹持槽53对硅片的表面造成损伤。

对于与第一驱动杆26连接的夹爪来说，所述横梁包括第一横梁54和第二横梁55，且第一横梁54和第二横梁55均通过固定夹具与第一驱动杆26连接，可以有效保证第一驱动杆26在转动过程中，夹爪绕第一驱动杆26的中心线转动，可以有效防止夹爪和固定夹具之间发生转动，同理，对于与第二驱动杆27连接的夹爪来说，所述横梁包括第一横梁54和第二横梁55，且第一横梁54和第二横梁55均通过固定夹具与第二驱动杆27连接，可以有效保证第一驱动杆26在转动过程中，夹爪绕第二驱动杆27的中心线转动，可以有效防止夹爪和固定夹具之间发生转动。竖向连接杆51的上端经过圆角处理，可以有效避免竖向连接杆51的上端对操作人员或者其他部件造成划伤。竖向连接杆51的下端呈尖角状，可以使竖向连接杆51上的清洗液快速的在竖向连接杆51下端聚集并流下；所述承载横梁52的下表面设有横截面为倒三角形的凸条，可以使承载横梁52上的清洗液及时在凸条上聚集并流下。

所述两个夹爪的上端分别与第一驱动杆和第二驱动杆通过固定夹具连接，所述两个固定夹具均包括固定座521，所述固定座521的上端设有第一夹持槽522，所述固定座521的另一端设有夹爪夹持机构，所述夹爪夹持机构包括滑动座523和盖板524，所述盖板524与滑动座523连接，所述滑动座523与盖板524相对的一面设有第一凹槽，所述盖板524与滑动座523相对的一面设有第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽均与第一夹持槽522相平行，所述第一凹槽和第二凹槽相对设置，所述第一凹槽和第二凹槽相配合形成用于夹持横梁的夹持部525，所述固定座521上设有条形孔526，所述紧固螺栓的上端穿过条形孔526与滑动座523螺纹连接，所述固定座521的上表面设有调节机构，所述调节机构包括固定块527和调节螺栓528，所述固定块527与固定座521的上表面固定连接，所述固定块527上设有水平螺栓孔，所述调节螺栓528的首端穿过水平螺栓孔与夹爪夹持机构连接。

本实施例中，所述第一凹槽和第二凹槽的纵剖面均为半圆形；所述第一夹持槽522的槽底的纵剖面呈圆形，所述第一夹持槽522的槽口处设有用于调节第一夹持槽522大小的锁紧机构；所述锁紧机构包括一个以上锁紧螺栓529，所述第一夹持槽522的槽口两侧设有一组以上对穿螺栓孔5212，所述锁紧螺栓529穿设于对穿螺栓孔5212内；所述盖板524和滑动座523通过第四螺栓5210连接；所述固定块527与固定座521通过第五螺栓5211连接；每个固定夹具的第一凹槽和第二凹槽均有两个，同一个固定夹具的两个第一凹槽分别与两个第二凹槽相配合形成用于夹持横梁的两个夹持部525；同一个固定夹具的两个第一凹槽相互平行，同一个固定夹具的两个第二凹槽相互平行。

该硅片夹持机构用于夹持硅片，两个夹爪相对设置，使得两个夹爪上的硅片夹持槽53均可以对硅片的下部形成承托和夹持，第一驱动杆26和第二驱动杆27均向上运动，从而将硅片夹持起来，避免了对硅片表面造成损伤。

在夹持前，两个夹爪之间的距离较短，夹持时，旋转第一驱动杆26和第二驱动杆27，并使第一驱动杆26和第二驱动杆27转动方向相反，两个夹爪下端相向运动，两个夹爪的硅片夹持槽53均对硅片的下部形成承托和夹持，第一驱动杆26和第二驱动杆27均向上运动，从而将硅片夹持起来。

因为硅片的清洗过程较为精密，因此为了防止出现硅片夹持槽53对硅片的夹持不到位的情况，则需要严格控制第一驱动杆26和第二驱动杆27与夹爪之间的距离，因此在固定夹具中设置调节机构，用于调节夹持部525与第一夹持槽522之间的距离，从而对夹爪与第一驱动杆26和第二驱动杆27之间的距离进行调整。具体方法是，松动紧固螺栓，旋转调节螺栓528，使滑动座523在固定座521上移动，当滑块座移动到位后，紧固紧固螺栓。

在固定夹具中，设有两个夹持部525，从而实现固定夹具对夹爪第一横梁54和第二横梁55的稳定夹持，防止夹爪与固定夹具之间出现转动。

该装置在使用时，通过固定板4将该装置安装在清洗槽的外侧，通过第二驱动电机3带动基座1沿水平滑轨5水平移动，第一驱动电机2带动行程丝轨313旋转，从而带动升降杆315上下运动，升降杆315通过夹具机头、第一驱动杆26和第二驱动杆27带动夹爪上下移动，以实现硅片在清洗槽内的上下左右移动，提高硅片的清洗效果。

Claims (10)

1.一种用于硅片清洗的机械手，其特征在于，该机械手包括基座（1）、夹具机头、升降驱动机构、基座侧移驱动机构和两个夹爪，所述基座侧移驱动机构设在基座（1）的侧面，所述升降驱动机构的下端与基座（1）连接，所述夹具机头设在升降驱动机构的顶部，所述夹具机头包括机座（21）、第一驱动块（22）、第二驱动块（23）、第一连接杆（24）、第二连接杆（25）、机头驱动机构和复位机构，所述机座（21）上设有两个驱动杆穿设孔和两个连接杆穿设孔，所述两个连接杆穿设孔设在两个驱动杆穿设孔之间，所述两个驱动杆穿设孔内分别穿设有第一驱动杆（26）和第二驱动杆（27），所述第一驱动杆（26）和第二驱动杆（27）的左端分别穿设于两个驱动杆穿设孔内，所述两个夹爪分别连接在第一驱动杆（26）和第二驱动杆（27）的右端，所述两个夹爪相对设置，所述第一驱动块（22）和第二驱动块（23）分别设置在两个驱动杆穿设孔的左侧，且第一驱动块（22）与第一驱动杆（26）的左端固定连接，所述第二驱动块（23）与第二驱动杆（27）的左端固定连接，所述第一连接杆（24）和第二连接杆（25）分别穿设于两个连接杆穿设孔内，所述第一连接杆（24）和第二连接杆（25）的左端均伸出至两个连接杆穿设孔的左侧，所述第一连接杆（24）和第二连接杆（25）的左端均逐渐缩小，所述第一连接杆（24）和第二连接杆（25）的右端均与机头驱动机构连接，所述第一驱动块（22）和第二驱动块（23）均与复位机构连接，所述第一驱动块（22）上设有第一支撑件，所述第二驱动块（23）上设有第二支撑件，所述第一支撑件在复位机构的作用下压紧在第一连接杆（24）的左端，所述第二支撑件在复位机构的作用下压紧在第二连接杆（25）的左端，且第一支撑件和第二支撑件均处于第一连接杆（24）和第二连接杆（25）的同一侧，所述机头驱动机构驱动第一连接杆（24）和第二连接杆（25）分别在两个连接杆穿设孔内滑动，所述第一支撑件到第一连接杆（24）中心线的距离发生改变，所述第二支撑件到第二连接杆（25）中心线的距离发生改变，所述复位机构驱动第一驱动块（22）和第二驱动块（23）旋转，且第一驱动块（22）和第二驱动块（23）的旋转方向相反，所述第一驱动块（22）带动第一驱动杆（26）旋转，所述第二驱动块（23）带动第二驱动杆（27）旋转，且所述第一驱动杆（26）和第二驱动杆（27）的旋转方向相反，从而带动两个夹爪对硅片进行夹持或松开。

2.根据权利要求1所述的一种用于硅片清洗的机械手，其特征在于，所述机头驱动机构为驱动气缸（28），所述机座（21）内设有气缸安装室，所述驱动气缸（28）安装在气缸安装室内，所述第一连接杆（24）的右端和第二连接杆（25）的右端均通过第一连接板（29）与驱动气缸（28）连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于硅片清洗的机械手，其特征在于，所述复位机构为复位弹簧（210），所述复位弹簧（210）的两端分别与第一驱动块（22）和第二驱动块（23）通过第二连接板（211）连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于硅片清洗的机械手，其特征在于，所述升降驱动机构包括行程丝轨（313）、螺母（314）、升降杆（315）、两个竖向滑轨（7）、两个以上第一滑块、连接块、限位固定块和第一驱动电机（2），所述两个竖向滑轨（7）安装在基座（1）上，所述连接块包括升降杆穿设筒（31），所述升降杆穿设筒（31）的两侧分别设有第一延伸板（32）和第二延伸板（33），所述升降杆穿设筒（31）的侧面设有升降杆固定孔（34）和第一线缆穿设孔（35），所述升降杆穿设筒（31）的底部设有螺母固定孔（36），所述第一延伸板（32）和第二延伸板（33）上均设有第一滑块安装孔（37），所述第一延伸板（32）上设有第二线缆穿设孔（38），所述升降杆（315）为中空结构，所述升降杆（315）穿设于连接块的升降杆穿设筒（31）内，所述升降杆（315）和升降杆穿设筒（31）通过第一螺栓连接，所述第一螺栓穿设于升降杆固定孔（34）内，所述两个以上第一滑块分别与第一延伸板（32）和第二延伸板（33）通过第二螺栓连接，所述第二螺栓穿设于第一滑块安装孔（37）内，所述两个以上第一滑块分别与两个导轨相匹配，所述螺母（314）安装在螺母安装槽（312）内，所述螺母（314）和升降杆穿设筒的底部通过第三螺栓连接，所述第三螺栓穿设于螺母固定孔（36）内，所述行程丝轨（313）的上端与螺母（314）螺纹连接，所述行程丝轨的侧面下端设有限位环槽，所述限位固定块与基座（1）固定连接，所述限位固定块上设有固定块通孔，所述固定块通孔内壁设有与限位环槽相匹配的限位凸台，所述行程丝轨（313）的下端穿过固定块通孔与第一驱动电机（2）连接，所述第一驱动电机（2）驱动行程丝轨（313）转动，所述限位凸台与限位环槽相配合。

5.根据权利要求4所述的一种用于硅片清洗的机械手，其特征在于，所述竖向滑轨（7）的上端和下端分别设有一个第一位置传感器。

6.根据权利要求4所述的一种用于硅片清洗的机械手，其特征在于，所述升降杆的顶部设有安装平台，所述夹具机头安装在安装平台上。

7.根据权利要求1所述的一种用于硅片清洗的机械手，其特征在于，所述基座侧移驱动机构包括第二驱动电机（3）、固定板（4）、两个水平滑轨（5）和水平齿条（6），所述两个水平滑轨（5）和水平齿条（6）均设在固定板（4）上，所述基座（1）的侧面与两个水平滑轨（5）通过第二滑块滑动连接，所述第二驱动电机（3）安装在基座（1）的侧面，所述第二驱动电机（3）的转动输出端与水平齿条（6）啮合。

8.根据权利要求7所述的一种用于硅片清洗的机械手，其特征在于，所述水平滑轨（5）的两端分别设有一个第二位置传感器。

9.根据权利要求1所述的一种用于硅片清洗的机械手，其特征在于，所述两个夹爪均包括横梁、两个竖向连接杆（51）和承载横梁（52），所述横梁的两端分别与两个竖向连接杆（51）的上端连接，所述承载横梁（52）的两端分别与两个竖向连接杆（51）的下端连接，所述承载横梁（52）上设有一组以上硅片夹持槽（53），每组硅片夹持槽（53）均包括多个硅片夹持槽（53），且同一组内相邻的两个硅片夹持槽（53）之间的距离相等，所述硅片夹持槽（53）为开设在横梁侧面的凹槽，且凹槽的槽底均处于同一上弦弧面上。

10.根据权利要求9所述的一种用于硅片清洗的机械手，其特征在于，所述两个夹爪的上端分别与第一驱动杆和第二驱动杆通过固定夹具连接，所述两个固定夹具均包括固定座（521），所述固定座（521）的上端设有第一夹持槽（522），所述固定座（521）的另一端设有夹爪夹持机构，所述夹爪夹持机构包括滑动座（523）和盖板（524），所述盖板（524）与滑动座（523）连接，所述滑动座（523）上与盖板（524）相对的一面设有第一凹槽，所述盖板（524）上与滑动座（523）相对的一面设有第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽均与第一夹持槽（522）相平行，所述第一凹槽和第二凹槽相对设置，所述第一凹槽和第二凹槽相配合形成用于夹持横梁的夹持部（525），所述固定座（521）上设有条形孔（526），所述条形孔（526）内穿设有紧固螺栓，所述紧固螺栓的上端穿过条形孔（526）与滑动座（523）螺纹连接，所述固定座（521）的上表面设有调节机构，所述调节机构包括固定块（527）和调节螺栓（528），所述固定块（527）与固定座（521）的上表面固定连接，所述固定块（527）上设有水平螺栓孔，所述调节螺栓（528）的首端穿过水平螺栓孔与夹爪夹持机构连接。

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