CN109422167A - 塔式升降机 - Google Patents

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Abstract

一种塔式升降机包括主框架，其在竖直方向上延伸；可移动框架，其被配置成可沿所述主框架在所述竖直方向上移动；滑架模块，其被安装至所述可移动框架；一对驱动轨道，其在所述主框架上彼此平行地延伸并包括被分别布置在所述竖直方向上的多个第一永磁体和多个第二永磁体；驱动轮，其被设置在所述驱动轨道之间以与所述驱动轨道间隔开并包括被布置在圆周方向上的多个第三永磁体；以及驱动单元，其用于旋转所述驱动轮。

Description

塔式升降机
技术领域
本发明涉及一种塔式升降机。更具体地说，本发明涉及一种用于在多层建筑物内在竖直方向上运送物体的塔式升降机。
背景技术
一般来说，在半导体或显示器的制造过程中，半导体晶片或显示器基板可以通过塔式升降机在多个楼层的洁净室之间在竖直方向上进行运送。
塔式升降机可以包括主框架，其在竖直方向上延伸；滑架模块，其用于运送物体；以及驱动模块，其用于使用驱动皮带，诸如同步皮带在竖直方向上移动滑架模块。特别地，导轨在竖直方向上被安装在主框架上，且导辊被安装在滑架模块上以沿导轨在竖直方向上引导滑架模块。然而，可能会由于在导轨和导辊之间的摩擦生成颗粒，这可能会降低洁净室的洁净度。
发明内容
本发明提供了一种能够减少颗粒生成的塔式升降机。
根据本发明的一个方面，一种塔式升降机可以包括主框架，其在竖直方向上延伸；可移动框架，其被配置成可沿主框架在竖直方向上移动；滑架模块，其被安装至可移动框架；一对驱动轨道，其在主框架上彼此平行地延伸并包括被分别布置在竖直方向上的多个第一永磁体和多个第二永磁体；驱动轮，其被设置在驱动轨道之间以与驱动轨道间隔开并包括被布置在圆周方向上的多个第三永磁体；以及驱动单元，其用于旋转驱动轮。
根据一些示例性实施例，第三永磁体中的至少一个可以被设置在第一永磁体和第二永磁体之间，以使得由驱动轮的旋转力和在第一、第二和第三永磁体之间的磁力生成驱动力。
根据一些示例性实施例，第一和第二永磁体可以被布置成使得N极和S极被设置在竖直方向上且具有相同极性的极在竖直方向上面向彼此。
根据一些示例性实施例，第三永磁体可以被布置成使得N极和S极被设置在圆周方向上且具有相同极性的极在圆周方向上面向彼此。
根据一些示例性实施例，驱动轮还可以包括多个第四永磁体，其被布置在圆周方向上，第三和第四永磁体可以被设置在驱动轮的两侧上以分别面向第一和第二永磁体。
根据一些示例性实施例，第三和第四永磁体可以分别按哈尔巴赫排列进行布置。
根据一些示例性实施例，第一和第二永磁体可以分别按哈尔巴赫排列进行布置。
根据本发明的一个方面，一种塔式升降机可以包括主框架，其在竖直方向上延伸；可移动框架，其被配置成围绕主框架且可沿主框架在竖直方向上移动；多个悬浮单元，其用于使可移动框架从主框架悬浮；滑架模块，其被安装至可移动框架；一对驱动轨道，其在主框架上彼此平行地延伸并包括被分别布置在竖直方向上的多个第一永磁体和多个第二永磁体；驱动轮，其被设置在驱动轨道之间以与驱动轨道间隔开并包括被布置在圆周方向上的多个第三永磁体；以及驱动单元，其用于旋转驱动轮。
根据一些示例性实施例，第三永磁体中的至少一个可以被设置在第一永磁体和第二永磁体之间，以使得由驱动轮的旋转力和在第一、第二和第三永磁体之间的磁力生成驱动力。
根据一些示例性实施例，第一和第二永磁体可以被布置成使得N极和S极被设置在竖直方向上且具有相同极性的极在竖直方向上面向彼此。
根据一些示例性实施例，第三永磁体可以被布置成使得N极和S极被设置在圆周方向上且具有相同极性的极在圆周方向上面向彼此。
根据一些示例性实施例，驱动轮还可以包括多个第四永磁体，其被布置在圆周方向上，第三和第四永磁体可以被设置在驱动轮的两侧上以分别面向第一和第二永磁体且可以分别按哈尔巴赫排列进行布置。
根据一些示例性实施例，第一和第二永磁体可以分别按哈尔巴赫排列进行布置。
根据一些示例性实施例，驱动单元可以包括马达，其用于提供旋转力；以及制动器，其用于将制动力施加至马达的旋转轴。
根据一些示例性实施例，塔式升降机还可以包括电源电缆，其沿主框架的侧表面在竖直方向上延伸；以及拾取单元，其被安装在可移动框架上以按非接触方式从电源电缆接收电力并将电力供给至滑架模块。
根据一些示例性实施例，塔式升降机还可以包括多个悬浮轨道，其被安装在主框架上并沿主框架在竖直方向上延伸。悬浮单元可以被安装在可移动框架上以分别面向悬浮轨道，并使用磁力使可移动框架从主框架悬浮。
根据一些示例性实施例，主框架可以具有前表面、后表面、两个侧表面和在前和后表面与侧表面之间的斜切表面，且悬浮轨道可以被分别设置在斜切表面上。
根据一些示例性实施例，两个悬浮轨道可以被设置成在斜切表面中的一个上彼此垂直。
根据一些示例性实施例，塔式升降机还可以包括传感器，其被安装在可移动框架上以测量在悬浮轨道和悬浮单元之间的距离。
根据一些示例性实施例，塔式升降机还可以包括辅助轮，其被安装在可移动框架上以按预定距离与悬浮轨道间隔开。
上面对本发明的概述不旨在描述本发明的每个所阐明的实施例或每个实施方案。下面的具体实施方式和权利要求更特别地例示了这些实施例。
附图说明
根据以下结合附图的描述，能够更加详细地理解示例性实施例，其中：
图1为示出根据本发明的一个示例性实施例的塔式升降机的示意性平面图；
图2为示出如在图1中所示的塔式升降机的示意性前视图；
图3为示出如在图1中所示的主框架的示意性平面图；
图4为示出如在图1中所示的驱动模块的示意性平面图；
图5为示出如在图1中所示的驱动模块的驱动轨道和驱动轮的示意图；
图6为示出如在图5中所示的驱动轨道和驱动轮的开发视图；
图7为示出如在图1中所示的驱动模块的另一个实例的示意图；
图8为示出如在图7中所示的驱动轨道和驱动轮的开发视图；
图9为示出如在图1中所示的驱动模块的又一个实例的示意图；
图10为示出如在图9中所示的驱动轨道和驱动轮的开发视图；
图11为示出如在图1中所示的驱动模块的又一个实例的示意图；以及
图12为示出如在图11中所示的驱动轨道和驱动轮的开发视图。
虽然各种实施例适合于各种修改和替代形式，但其具体细节已通过示例的方式在附图中示出且将更详细地进行描述。然而，应理解的是其意图不是将所要求保护的本发明限制于所述的特定实施例。相反地，其意图是涵盖落在如通过权利要求所限定的主题的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
具体实施方式
在下文中，参考附图更详细地描述本发明的实施例。然而，本发明不限于下面描述的实施例且以各种其他形式来进行实施。下面的实施例并不是用于完全完成本发明，而是用于将本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。
在说明书中，当一个组件被称为在......上或被连接至另一个组件或层时，其能够直接位于另一个组件或层上，被直接连接至其，或还可以存在中间组件或层。与此不同的是，将理解的是当一个组件被称为直接在另一个组件或层上或被直接连接至其时，其表示不存在中间组件。此外，尽管像第一、第二和第三的术语用于在本发明的各种实施例中描述各种区域和层，但区域和层并不限于这些术语。
以下使用的术语仅用于描述具体实施例，而不用于限制本发明。额外地，除非在此另有限定外，包括技术或科学术语的所有术语可以具有与本领域的技术人员通常所理解的相同的意义。
参考理想实施例的示意图来描述本发明的实施例。相应地，可以根据附图的形式来预期制造方法中的变化和/或容许误差。相应地，本发明的实施例不被描述为限于附图中的具体形式或区域且包括形式的偏差。该区域可以完全是示意性的，且其形式可以不描述或描绘在任何给定区域中的准确形式或结构，且不旨在限制本发明的范围。
图1为示出根据本发明的一个示例性实施例的塔式升降机的示意性平面图，且图2为示出如在图1中所示的塔式升降机的示意性主视图。
参考图1和2，根据本发明的一个示例性实施例的塔式升降机100可以被用于在多层建筑物内在竖直方向上运送物体。例如，塔式升降机100可以被用于在竖直方向上在多个楼层的洁净室之间运送其中容置有半导体晶片的容器10，诸如FOUP(前开口传递盒)。
根据本发明的一个示例性实施例，塔式升降机100可以包括主框架102，其在竖直方向上延伸；可移动框架104，其被配置成可沿主框架102在竖直方向上移动；以及滑架模块110，其被安装至可移动框架104以运送物体。滑架模块110可以包括用于转移容器10的转移机器人。
可移动框架104可以被配置成围绕主框架102，且可以通过多个悬浮单元122从主框架102悬浮。在竖直方向上延伸的多个悬浮轨道120(参考图3)可以被安装在主框架102上，且悬浮单元122可以被安装在可移动框架104上以分别面向悬浮轨道120。特别地，悬浮单元122可以使用磁力使可移动框架104从主框架102悬浮。
图3为示出如在图1中所示的主框架的示意性平面图。
参考图3，主框架102可以具有近似为八边形的横截面结构。例如，主框架102可以具有前表面102A、后表面102B、两个侧表面102C以及在前表面和后表面与侧表面之间的斜切表面102D。滑架模块110可以被设置在主框架102的前面，且用于将主框架102安装在洁净室的侧壁上的安装支架106可以被设置在主框架102的后表面102B上。
可移动框架104可以被配置成围绕除了主框架102的后表面102B之外的剩余表面102A、102C和102D，且悬浮轨道120可以被设置在斜切表面102D上。特别地，两个悬浮轨道120可以被彼此垂直地设置在斜切表面102D中的一个上，以防止可移动框架104和滑架模块110的侧滑移动。此外，如图2中所示，悬浮单元122可以被分别安装在可移动框架104的上部和下部上，以防止可移动框架104和滑架模块110的滚动和俯仰移动。例如，塔式升降机100可以包括五个悬浮轨道120和十个悬浮单元122，如图所示。
塔式升降机100可以包括被安装在可移动框架104上的传感器124，以测量在悬浮轨道120和悬浮单元122之间的距离。例如，悬浮单元122中的每一个可以包括用于生成电磁力的电磁体，且塔式升降机100可以包括控制器(未示出)，其用于基于由传感器124测量的距离来控制被施加至悬浮单元122的电力。
塔架升降机100可以包括被安装在可移动框架104上的辅助轮108。辅助轮108可以被安装在可移动框架104上，以便分别与悬浮单元122相邻。特别地，辅助轮108可以被用于防止悬浮单元122与悬浮轨道120接触，且可以按预定距离与悬浮轨道120间隔开。
塔式升降机100可以包括电源电缆130，其沿主框架102的侧表面102C在竖直方向上延伸；以及拾取单元134(参考图1)，其被安装在可移动框架104上以按非接触方式从电源电缆130接收电力并将电力供给至滑架模块110和悬浮单元122。
例如，电缆支架132可以被安装在主框架102的侧表面102C上，以便支撑电源电缆130，且围绕电源电缆130的拾取单元134可以被安装在可移动框架104上。例如，拾取单元134可以被分别安装在可移动框架104的上部和下部上。即，四个拾取单元134可以被安装在可移动框架104上，如图所示。
根据本发明的一个示例性实施例，塔式升降机100可以包括驱动模块140，其用于按非接触方式移动可移动框架104和滑架模块110。
图4为示出如在图1中所示的驱动模块的示意性平面图，图5为示出如在图1中所示的驱动模块的驱动轨道和驱动轮的示意图，且图6为示出如在图5中所示的驱动轨道和驱动轮的开发视图。
参考图4至6，驱动模块140可以包括一对驱动轨道142和146，其在主框架102的前表面102A上彼此平行地延伸且包括分别在竖直方向上布置的多个第一永磁体144和多个第二永磁体148；驱动轮150，其被设置在驱动轨道142和146之间以与驱动轨道142和146间隔开并包括在圆周方向上布置的多个第三永磁体152；以及驱动单元160，其用于旋转驱动轮150。特别地，第三永磁体152中的至少一个可以被设置在第一永磁体144和第二永磁体148之间，以使得由驱动轮150的旋转力和在第一、第二和第三永磁体144、148和152之间的磁力生成驱动力。
例如，驱动模块140可以包括竖直布置的两个驱动轮150以及分别与驱动轮150连接的两个驱动单元160，如图所示。
此外，驱动单元160中的每一个可以包括用于提供旋转力的马达，且此外，驱动模块140可以包括用于将制动力施加到驱动单元160的马达的旋转轴的制动器162。例如，电磁制动器可以被用作制动器162，且可以将制动力施加到马达的旋转轴以将滑架模块110保持在停止状态中。
特别地，电磁制动器可以包括用于生成电磁力的线圈和用于将制动力施加至旋转轴的弹簧，且可以使用电磁力释放塔式升降机100的制动状态。因此，当由于火灾或意外原因切断塔式升降机100的电源时，可以通过弹簧保持制动状态，以使得可以防止塔式升降机100掉落。
第一和第二永磁体144和148可以被布置成使得N极和S极被设置在竖直方向上且具有相同极性的磁极在竖直方向上面向彼此，如图5和6所示。例如，具有圆柱形的第一和第二永磁体144和148可以被分别安装至第一和第二驱动轨道142和146。
第三永磁体可以被布置成使得N极和S极被设置在圆周方向上且具有相同极性的磁极在圆周方向上面向彼此。特别地，如图6所示，第一和第二永磁体144和148的节距可以与第三永磁体152的节距相同，以便增加在第一和第三永磁体144和152之间以及在第二和第三永磁体148和152之间的磁力，以及便于进行滑架模块110的位置控制。
图7为示出如在图1中所示的驱动模块的另一个实例的示意图；且图8为示出如在图7中所示的驱动轨道和驱动轮的开发视图。
参考图7和8，驱动轮150可以包括在圆周方向上布置的第三永磁体152和第四永磁体154。第三和第四永磁体152和154可以被设置在驱动轮150的两侧上以分别面向第一和第二永磁体144和148。
特别地，第三和第四永磁体152和154可以分别按哈尔巴赫排列进行布置。更具体地说，可以通过在第一和第三永磁体144和152之间和在第二和第四永磁体148和154之间的哈尔巴赫排列来增加磁场的强度，且可以因此提高塔式升降机100的驱动力。此时，驱动轨道142和146的第一和第二永磁体144和148可以被布置成使得N极和S极被设置在竖直方向上，且具有相同极性的极在竖直方向上面向彼此。
图9为示出如在图1中所示的驱动模块的又一个实例的示意图；且图10为示出如在图9中所示的驱动轨道和驱动轮的开发视图。
参考图9和10，第一和第二永磁体144和148可以按哈尔巴赫排列进行布置，以增加在第一和第三永磁体144和152以及在第二和第三永磁体148和152之间的磁场强度。此时，第三永磁体152可以被布置成使得N极和S极被设置在圆周方向上且具有相同极性的极在圆周方向上面向彼此。
图11为示出如在图1中所示的驱动模块的又一个实例的示意图；且图12为示出如在图11中所示的驱动轨道和驱动轮的开发视图。
参考图11和12，驱动轮150可以包括在圆周方向上布置的第三永磁体152和第四永磁体154。第三和第四永磁体152和154可以被设置在驱动轮150的两侧上以分别面向第一和第二永磁体144和148。
特别地，第一和第二永磁体144和148以及第三和第四永磁体152和154可以按哈尔巴赫排列进行布置，以增加在第一和第三永磁体144和152以及在第二和第四永磁体148和154之间的磁场强度。
根据如上所述的本发明的示例性实施例，塔式升降机100可以包括主框架102，其在竖直方向上延伸；可移动框架104，其被配置成围绕主框架102且可沿主框架102在竖直方向上移动；多个悬浮单元122，其用于使可移动框架104从主框架102悬浮；滑架模块110，其被安装至可移动框架104；以及驱动模块140，其用于按非接触方式提供驱动力。
驱动模块140可以包括一对驱动轨道142和146，其在主框架102上彼此平行地延伸且包括分别在竖直方向上布置的多个第一永磁体144和多个第二永磁体148；驱动轮150，其被设置在驱动轨道142和146之间以与驱动轨道142和146间隔开并包括在圆周方向上布置的多个第三永磁体152；以及驱动单元160，其用于旋转驱动轮。
如上所述，可移动框架104和滑架模块110可以通过悬浮单元122从主框架102悬浮，且可以通过从驱动模块140提供的驱动力按非接触方式竖直移动。因此，与使用导辊和导轨的传统塔式升降机相比，可以显著地减少颗粒生成量，且可以显著地提高使用塔式升降机100的洁净室中的洁净度。
尽管已参考特定实施例描述了塔式升降机100，但其不限于此。因此，本领域的技术人员将容易理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，能够对其进行各种修改和变化。

Claims (20)

1.一种塔式升降机，其包括：
主框架，其在竖直方向上延伸；
可移动框架，其被配置成可沿所述主框架在所述竖直方向上移动；
滑架模块，其被安装至所述可移动框架；
一对驱动轨道，其在所述主框架上彼此平行地延伸并包括被分别布置在所述竖直方向上的多个第一永磁体和多个第二永磁体；
驱动轮，其被设置在所述驱动轨道之间以与所述驱动轨道间隔开并包括被布置在圆周方向上的多个第三永磁体；以及
驱动单元，其用于旋转所述驱动轮。
2.根据权利要求1所述的塔式升降机，其中所述第三永磁体中的至少一个被设置在所述第一永磁体和所述第二永磁体之间，以使得由所述驱动轮的旋转力和在所述第一、第二和第三永磁体之间的磁力生成驱动力。
3.根据权利要求1所述的塔式升降机，其中所述第一和第二永磁体被布置成使得N极和S极被设置在所述竖直方向上且具有相同极性的极在所述竖直方向上面向彼此。
4.根据权利要求1所述的塔式升降机，其中所述第三永磁体被布置成使得N极和S极被设置在所述圆周方向上且具有相同极性的极在所述圆周方向上面向彼此。
5.根据权利要求1所述的塔式升降机，其中所述驱动轮还包括多个第四永磁体，其被布置在所述圆周方向上，
其中所述第三和第四永磁体被设置在所述驱动轮的两侧上以分别面向所述第一和第二永磁体。
6.根据权利要求5所述的塔式升降机，其中所述第三和第四永磁体分别按哈尔巴赫排列进行布置。
7.根据权利要求1所述的塔式升降机，其中所述第一和第二永磁体分别按哈尔巴赫排列进行布置。
8.一种塔式升降机，其包括：
主框架，其在竖直方向上延伸；
可移动框架，其被配置成围绕所述主框架且可沿所述主框架在所述竖直方向上移动；
多个悬浮单元，其用于使所述可移动框架从所述主框架悬浮；
滑架模块，其被安装至所述可移动框架；
一对驱动轨道，其在所述主框架上彼此平行地延伸并包括被分别布置在所述竖直方向上的多个第一永磁体和多个第二永磁体；
驱动轮，其被设置在所述驱动轨道之间以与所述驱动轨道间隔开并包括被布置在圆周方向上的多个第三永磁体；以及
驱动单元，其用于旋转所述驱动轮。
9.根据权利要求8所述的塔式升降机，其中所述第三永磁体中的至少一个被设置在所述第一永磁体和所述第二永磁体之间，以使得由所述驱动轮的旋转力和在所述第一、第二和第三永磁体之间的磁力生成驱动力。
10.根据权利要求8所述的塔式升降机，其中所述第一和第二永磁体被布置成使得N极和S极被设置在所述竖直方向上且具有相同极性的极在所述竖直方向上面向彼此。
11.根据权利要求8所述的塔式升降机，其中所述第三永磁体被布置成使得N极和S极被设置在所述圆周方向上且具有相同极性的极在所述圆周方向上面向彼此。
12.根据权利要求8所述的塔式升降机，其中所述驱动轮还包括多个第四永磁体，其被布置在所述圆周方向上，
其中所述第三和第四永磁体被设置在所述驱动轮的两侧上以分别面向所述第一和第二永磁体且分别按哈尔巴赫排列进行布置。
13.根据权利要求8所述的塔式升降机，其中所述第一和第二永磁体分别按哈尔巴赫排列进行布置。
14.根据权利要求8所述的塔式升降机，其中所述驱动单元包括马达，其用于提供旋转力；以及制动器，其用于将制动力施加至所述马达的旋转轴。
15.根据权利要求8所述的塔式升降机，其还包括：
电源电缆，其沿所述主框架的侧表面在所述竖直方向上延伸；以及
拾取单元，其被安装在所述可移动框架上以按非接触方式从所述电源电缆接收电力并将所述电力供给至所述滑架模块。
16.根据权利要求8所述的塔式升降机，其还包括多个悬浮轨道，其被安装在所述主框架上并沿所述主框架在所述竖直方向上延伸，
其中所述悬浮单元被安装在所述可移动框架上以分别面向所述悬浮轨道，并使用磁力使所述可移动框架从所述主框架悬浮。
17.根据权利要求16所述的塔式升降机，其中所述主框架具有前表面、后表面、两个侧表面和在所述前和后表面与所述侧表面之间的斜切表面，以及
所述悬浮轨道被分别设置在所述斜切表面上。
18.根据权利要求17所述的塔式升降机，其中两个悬浮轨道被设置成在所述斜切表面中的一个上彼此垂直。
19.根据权利要求16所述的塔式升降机，其还包括传感器，其被安装在所述可移动框架上以测量在所述悬浮轨道和所述悬浮单元之间的距离。
20.根据权利要求16所述的塔式升降机，其还包括辅助轮，其被安装在所述可移动框架上以按预定距离与所述悬浮轨道间隔开。
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