CN111477581A - 一种适用于超净间的大负载高精度水平运动结构 - Google Patents
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Abstract
一种适用于超净间的大负载高精度水平运动结构，包括传动结构、骨架结构和正面保护结构；骨架结构用于固定传动结构和正面保护结构；传动结构置于正面保护结构内；正面保护结构包括密封带、支撑辅助轮和正面板；密封带与传动结构固定连接，与支撑辅助轮传动连接；支撑辅助轮固定安装在骨架结构和传动结构上；正面板上设有轨道槽；密封带覆盖在轨道槽上，将传动装置正面的面板轨道槽遮蔽起来，减少了传动装置内部与外部环境的空气对流，满足高等级超净间的要求。本发明的传动结构采用了两根直线导轨，分别安装在相互垂直两个面上，这种结构设计能提高水平运动结构的负载能力和稳定性。采用同步带和步带轮做为传动机构，提高位置控制的精度。
Description
技术领域
本发明涉及传动装置技术领域，特别涉及一种一种适用于超净间的大负载高精度水平运动结构。
背景技术
随着半导体加工制造技术的不断发展，半导体加工工艺的复杂度逐渐提升，制造流程也越来越繁琐，一个工艺步骤有可能需要多个工作单元才能完成。为了加快晶圆在各个工作单元之间传递的节奏，提高各工作单元工作效率，达到提高生产效率的目的，半导体制造产线逐渐由放射状分布向直线分布的模式转变。这样就需要一种可以在高等级超净间使用的高精度水平运动装置来传送晶圆搬运机器人，使其能够在水平直线方向高速准确的移动，从而扩大机器人的工作范围，以适应直线型生产线的设计需要。这种水平运动装置应满足大负载的需求，并且全行程运动稳定性好，位置控制精度高，并能够满足高等级净化超净间的使用要求。目前，该类技术和产品在国内尚属发展阶段，少有成熟可靠的设计方案，这是限制国内半导体生产和制造行业发展的技术短板之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够满足高等级超净间使用要求的大负载高精度水平运动结构。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种适用于超净间的大负载高精度水平运动结构，包括传动结构、骨架结构和正面保护结构；所述的骨架结构用于固定传动结构和正面保护结构；所述的传动结构置于正面保护结构内；所述的正面保护结构包括密封带5、支撑辅助轮4和正面板8；密封带5与传动结构固定连接，与支撑辅助轮4传动连接；支撑辅助轮4固定安装在骨架结构和传动结构上；所述的正面板8上设有轨道槽81；密封带5覆盖在轨道槽上。
进一步地，所述的轨道槽81和密封带5各有两个，支撑辅助轮4有四个，一个密封带5与两个支撑辅助轮4传动连接。
进一步地，所述的骨架结构包括底部基座10、导轨支架11、支撑架12和从动轮安装架15，所述的导轨支架11、支撑架12和从动轮安装架15分别固定安装在底部基座10上；导轨支架11具有第一支架111和第二支架112；支撑架12上固定安装支撑辅助轮4。
进一步地，所述的传动结构包括运动底座1、同步带2、同步带安装板18、电机3、减速机6、限位防撞块7、外部安装板9、第一直线导轨17、第二直线导轨13、从动轮14、从动轮稳定轴16和防撞块19；
限位防撞块7有两个，分别安装在第一支架111的两端；
第一直线导轨17固定安装在第一支架111的上方水平面上；
第二直线导轨13固定安装在第二支架112的前方垂直面上；
运动底座1具有垂直部分101和水平部分102，垂直部分101的内表面与第二直线导轨13的滑块固定连接；水平部分102的内表面与第一直线导轨17的滑块固定连接；垂直部分101的侧面与密封带5固定连接；水平部分102的内表面两端各安装一个防撞块19；
减速机6固定安装在底部基座10上，电机3固定安装在减速机6的背面面板上，电机3的主轴与减速机6的主动轮固定连接，减速机6的正面面板上固定安装支撑辅助轮4；
同步带2的一端与减速机6的输出轮传动连接，另一端与从动轮14传动连接，中间通过同步带安装板18与运动底座1的水平部分102的内表面固定连接；
从动轮稳定轴16固定安装在从动轮安装架15上；
从动轮14与从动轮稳定轴16转动连接；
外部安装板9的反面固定端穿过正面板8的轨道槽81与运动底座1固定连接。
进一步地，所述的外部安装板9的正面设有定位销和/或第一安装孔，通过定位销和/或第一安装孔与外部设备安装。
进一步地，底部基座10设有第二安装孔，通过第二安装孔与外部设备安装。
本发明的传动结构采用了两根直线导轨，分别安装在相互垂直的两个面上，这种结构设计能提高整体结构的负载能力和稳定性。本发明采用同步带和步带轮做为传动机构，保证了位置控制精度，提高运动的稳定性同时降低了成本。同时本发明使用了密封带覆盖轨道槽的结构设计，将传动装置正面的面板轨道槽遮蔽起来，减少了传动装置内部与外部环境的空气对流，使传动装置的整体结构可以满足高等级超净间的要求。
附图说明
图1为本发明的一种适用于超净间的大负载高精度水平运动结构的结构示意图；
图2为本发明的导轨支架的结构示意图。
附图标记说明如下：
1：运动底座，101：垂直部分，102：水平部分，2：同步带，3：电机，4：支撑辅助轮，5：密封带，6：减速机，7：限位防撞块，8：正面板，81：轨道槽，9：外部安装板，10：底部基座，11：导轨支架，111：第一支架，112第二支架，12：支撑架，13：第二直线导轨，14：从动轮，15：从动轮安装架，16：从动轮稳定轴，17：第一直线导轨，18：同步带安装板。
具体实施例
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”、“正面”、“背面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的一种适用于超净间的大负载高精度水平运动结构的结构示意图如图1所示，包括传动结构、骨架结构和正面保护结构。骨架结构用于固定传动结构和正面保护结构。传动结构置于正面保护结构内。正面保护结构用于将传动结构和外部环境隔离，减少水平运动结构内部与外部环境的空气对流。正面保护结构包括密封带5、支撑辅助轮4和正面板8。密封带5与传动结构固定连接，与两侧的支撑辅助轮4传动连接。两个支撑辅助轮4分别固定安装在骨架结构和传动结构上，对密封带5在运动过程中起到支撑和润滑的作用。所述的正面板8上设有轨道槽81，密封带5覆盖在轨道槽上，对水平运动结构的内部起到遮蔽和保护的作用。优选的，所述的轨道槽和密封带各有两个，支撑辅助轮4有四个。正面板8在水平运动结构正面，起到保护水平运动结构内部结构的作用。
骨架结构包括底部基座10、导轨支架11、支撑架12和从动轮安装架15。导轨支架11、支撑架12和从动轮安装架15分别固定安装在底部基座10上。导轨支架11具有第一支架111和第二支架112。底部基座10可以是一块完整的基座，也可以是由一块以上的基座拼接而成。基座10上设有安装孔，可通过安装孔与外部设备配合安装。
传动结构包括电机3、减速机6、同步带2、同步带安装板18、外部安装板9、第一直线导轨17、第二直线导轨13、限位防撞块7、防撞块19、从动轮14、从动轮稳定轴16和运动底座1。
限位防撞块7有两个，分别安装在第一支架111正上方的两端，用于限制运动底座1在水平方向上的运动范围。
第一直线导轨17具有滑块，第一直线导轨17固定安装在第一支架111的正上方的水平面上。
第二直线导轨13具有滑块，第二直线导轨13固定安装在第二支架112的前方垂直面上。
运动底座1具有垂直部分101和水平部分102。垂直部分101的内表面与第二直线导轨13的滑块固定连接。由第二直线导轨13和第二支架112在垂直方向对运动底座1提供稳固的连接和支撑。水平部分102的内表面与第一直线导轨17的滑块固定连接。由第一直线导轨17和第一支架111在水平方向对运动底座1提供稳固的连接和支撑。运动底座1可沿着第一直线导轨17和第二直线导轨13做直线往复运动。垂直部分101的侧面与密封带5固定连接。运动底座1水平部分102的内表面两端各安装了一个防撞块19，防撞块19与限位防撞块7配合，当运动底座1在到达极限位置时，防撞块19与限位防撞块7相接触，能够起到缓冲作用。
同步带2的一端与减速机6传动连接，另一端与从动轮14传动连接，中间通过同步带安装板18与运动底座1的水平部分102的内表面固定连接。同步带2在减速机6的驱动下带动运动底座1沿着第一直线导轨17和第二直线导轨13在水平方向直线往复运动。同步带安装板18保证运动底座1可以跟随同步带2同步运动。
减速机6具有正面面板、背面面板和主动轮。减速机6固定安装在底部基座10上。减速机6的主动轮与电机3的主轴固定连接，由电机3驱动减速机6的主动轮转动，再由减速机6的输出轮带动同步带2转动。两个支撑辅助轮4固定安装在减速机6的正面面板上，另外两个支撑辅助轮4固定安装在支撑架12上。
电机3具有主轴。电机3固定安装在减速机6的背面面板上，电机3的主轴与减速机6的主动轮固定连接，电机3在外部控制信号的驱动下通过主轴带动减速机6的主动轮转动。电机3为水平运动结构提供动力。
从动轮稳定轴16具有主轴和法兰盘，从动轮稳定轴16通过法兰盘与从动轮安装架15固定连接，从动轮稳定轴16的主轴与从动轮14转动连接。从动轮稳定轴16对从动轮14的运动起到稳定、支撑和润滑的作用。从动轮稳定轴16的法兰盘固定连接在从动轮安装架15。
从动轮14与从动轮稳定轴16转动连接，与同步带2传动连接，在同步带2的带动下转动。
外部安装板9具有反面固定端和正面。外部安装板9的反面固定端穿过正面板8的轨道槽81与运动底座1固定连接。外部安装板9在运动底座1的带动下沿着轨道槽81做水平直线往复运动。外部安装板9的正面设置有定位销和/或安装孔，通过定位销和/或安装孔与外部设备固定安装，带动外部设备做水平直线往复运动。
实际运行时，电机3在外部智能驱动控制信号的控制下带动减速机6工作，经由减速机6获得合适的转速和扭矩输出，再通过同步带2带动从动轮14实现带传动。运动底座1通过同步带安装板18与同步带2固定连接，在两条直线导轨13/17的引导下，跟随同步带2实现高精度稳定的水平运动。两条直线导轨13/17分别安装在导轨支架11的两个相互垂直的安装面上，两条直线导轨13/17上的滑块分别与运动底座1的水平部分内表面和垂直部分内表面固定连接。两条直线导轨13/17在水平和垂直的两个方向对运动底座1起到支撑和引导的作用，大大增强了整个水平运动结构的负载能力和运动的稳定性。两条密封带5与运动底座1固定连接，密封带5的两端与支撑辅助轮4传动连接，跟随运动底座1做水平往复运动。密封带5的安装位置对应正面板8上的两条轨道槽81，可以在运动底座1运动的过程中对正面板轨道槽81暴露在外的部分起到遮蔽和保护的作用，减少水平运动结构内部与外部环境的空气对流，减少水平运动结构内部颗粒对外界环境的污染。减速机6在本方案中使用的是同步带与步带轮的组合来实现的，不排除可以使用其他种类的减速机实现相同功能的情况。
以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种适用于超净间的大负载高精度水平运动结构，包括传动结构和骨架结构，其特征在于，还包括正面保护结构；所述的骨架结构用于固定传动结构和正面保护结构；所述的传动结构置于正面保护结构内；所述的正面保护结构包括密封带(5)、支撑辅助轮(4)和正面板(8)；密封带(5)与传动结构固定连接，与支撑辅助轮(4)传动连接；支撑辅助轮(4)固定安装在骨架结构和传动结构上；所述的正面板(8)上设有轨道槽(81)；密封带(5)覆盖在轨道槽上。
2.根据权利要求1所述的一种适用于超净间的大负载高精度水平运动结构，其特征在于，所述的轨道槽(81)和密封带(5)各有两个，支撑辅助轮(4)有四个，一个密封带(5)与两个支撑辅助轮(4)传动连接。
3.根据权利要求1所述的一种适用于超净间的大负载高精度水平运动结构，其特征在于，所述的骨架结构包括底部基座(10)、导轨支架(11)、支撑架(12)和从动轮安装架(15)，所述的导轨支架(11)、支撑架(12)和从动轮安装架(15)分别固定安装在底部基座(10)上；导轨支架(11)具有第一支架(111)和第二支架(112)；支撑架(12)上固定安装支撑辅助轮(4)。
4.根据权利要求3所述的一种适用于超净间的大负载高精度水平运动结构，其特征在于，所述的传动结构包括运动底座(1)、同步带(2)、同步带安装板(18)、电机(3)、减速机(6)、限位防撞块(7)、外部安装板(9)、第一直线导轨(17)、第二直线导轨(13)、从动轮(14)、从动轮稳定轴(16)和防撞块(19)；
限位防撞块(7)有两个，分别安装在第一支架(111)的两端；
第一直线导轨(17)固定安装在第一支架(111)的上方水平面上；
第二直线导轨(13)固定安装在第二支架(112)的前方垂直面上；
运动底座(1)具有垂直部分(101)和水平部分(102)，垂直部分(101)的内表面与第二直线导轨(13)的滑块固定连接；水平部分(102)的内表面与第一直线导轨(17)的滑块固定连接；垂直部分(101)的侧面与密封带(5)固定连接；水平部分(102)的内表面两端各安装一个防撞块(19)；
减速机(6)固定安装在底部基座(10)上，电机(3)固定安装在减速机(6)的背面面板上，电机(3)的主轴与减速机(6)的主动轮固定连接，减速机(6)的正面面板上固定安装支撑辅助轮(4)；
同步带(2)的一端与减速机(6)的输出轮传动连接，另一端与从动轮(14)传动连接，中间通过同步带安装板(18)与运动底座(1)的水平部分(102)的内表面固定连接；
从动轮稳定轴(16)固定安装在从动轮安装架(15)上；
从动轮(14)与从动轮稳定轴(16)转动连接；
外部安装板(9)的反面固定端穿过正面板(8)的轨道槽(81)与运动底座(1)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种适用于超净间的大负载高精度水平运动结构，其特征在于，所述的外部安装板(9)的正面设有定位销和/或第一安装孔。
6.根据权利要求3所述的一种适用于超净间的大负载高精度水平运动结构，其特征在于，底部基座(10)设有第二安装孔。
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|---|---|---|---|
| CN202010464798.0A CN111477581A (zh) | 2020-05-28 | 2020-05-28 | 一种适用于超净间的大负载高精度水平运动结构 |
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| CN (1) | CN111477581A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113910195A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-01-11 | 北京华能新锐控制技术有限公司 | 多作业部轨道机器人 |
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2020
- 2020-05-28 CN CN202010464798.0A patent/CN111477581A/zh active Pending
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