CN111792358B - 用于密封联合系统的物体传输装置和物体传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于密封联合系统的物体传输装置，密封联合系统包括共用通道和仅各自地与所述共用通道连通的至少两个操作室，所述物体传输装置包括分别为每个操作室对应配置的平移传送件以及能在所述共用通道内移动经过每个操作室与所述共用通道连通处的传送支架，其中所述物体传输装置还包括通过所述共用通道上的开口伸入所述共用通道内且相对于所述共用通道可活动地密封的翻转传送件，所述翻转传送件被设计为能够夹住物体并且带动物体360度翻转。本发明还提供了采用上述装置将物体从其中一个操作室平移至另一个操作室的方法，在该平移过程中同时实现了物体的翻转。

Description

用于密封联合系统的物体传输装置和物体传输方法

技术领域

本发明涉及物体传输装置和物体传输方法，尤其涉及在密封联合系统内传输物体的装置和方法。

背景技术

在科学实验或实际生产中，通常希望产品的各个生产步骤以及后续测试项目均在相同的环境中完成，例如要求产品一直处于真空或惰性气体环境中，以防止其在不同生产步骤之间或变换检测项目期间受到氧化等不利影响。为了解决该问题，目前一般采用借助于共用通道将各个操作室连接组合的密封联合系统。在使用过程中，通常借助于能够执行直线伸缩、旋转和竖向升降等动作的磁力传输杆将样品在共用通道和某一个操作室之间来回传递，借助于位于共用通道内且能够相对于共用通道滑动的支架将物体在共用通道内传递，此种传递方式可实现物体在不同操作室之间的平移。但是在实际操作过程中，有时需要物体以不同的姿态进入不同的操作室，比如在纳米薄膜的制备与测试过程中，在执行气相沉积工艺的第一操作室中，物体被要求水平放置，然而在进行表面形貌观察与能谱分析的第二操作室中，物体被要求呈竖直状态放置。可见，上述物体传递工具无法满足在运送物体的同时将物体翻转一定角度的需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于密封联合系统的物体传输装置，此装置借助于能够夹持并且带动物体翻转的翻转传送件实现了在将物体在各个操作室之间运输的同时使其按需翻转一定角度。本发明还提供了一种采用上述物体传输装置传输物体的方法，借助于该方法可完成将物体从一个操作室转移至另一个操作室并且同时将物体翻转一定的角度。

本发明提供了一种用于密封联合系统的物体传输装置，所述密封联合系统包括共用通道和仅各自地与所述共用通道连通的至少两个操作室，所述物体传输装置被构造为包括分别为每个操作室对应配置的平移传送件，以及能在所述共用通道内移动经过每个操作室与所述共用通道连通处的传送支架，其中所述平移传送件被设计为将物体在所述共用通道和对应操作室之间平移传送，所述物体传输装置还包括通过所述共用通道上的开口伸入所述共用通道内且相对于所述共用通道可活动地密封的翻转传送件，所述翻转传送件被设计为能够夹住物体并且带动物体360度翻转。上述物体传输装置的构造实现了在平移传送物体的同时从所述密封联合系统的外部控制借助于所述翻转传送件使所述物体翻转指定角度，以适用于将下一个操作室中进行的操作。

优选地，所述翻转传送件被构造为包括中空直筒、布置在所述中空直筒的两端的抓取组件和驱动组件以及布置在所述中空直筒内部的传动组件，其中所述抓取组件用于夹住和释放物体，所述驱动组件借助于所述传动组件与所述抓取组件联接以使得所述抓取组件执行沿所述中空直筒的轴向线性移位、绕所述中空直筒的轴线转动以及自身的开启和闭合。

优选地，所述物体被夹持在承载座内，所述承载座被嵌入承载座托盘的与所述承载座尺寸配合的凹槽中，其中一个所述平移传送件被设计为从所述承载座托盘的下方承托所述承载座托盘移动。由此更加方便对尺寸较小的物体的平移和翻转。

优选地，在所述传送支架的支承表面上设置凸起件，所述凸起件被设计为将由其中一个所述平移传送件放置其上的所述承载座的一侧从所述承载座托盘中顶出以使所述承载座与所述支承表面之间构成夹角，所述翻转传送件被设计为从所述夹角的开口侧夹取物体。凸起件的设计方便了承载座从承载座托盘中脱离。

优选地，所述承载座被构造为包括按序平行布置的第一面板、垫圈、衬底和第二面板，物体被夹在所述衬底和所述垫圈之间，所述第一面板和所述第二面板借助于紧固工具紧固连接，其中所述第二面板被容置所述承载座托盘的凹槽中并且所述第一面板被设置有供所述翻转传送件夹持的突出部。

优选地，其中一个所述平移传送件被构造为包括第一磁力传输杆和安装在所述第一磁力传输杆的一端的拨叉，其中另一个所述平移传送件被构造为包括第二磁力传输杆和安装在所述第二磁力传输杆的一端的容纳槽，所述容纳槽被构造为包括沿所述第二磁力传输杆的轴向相对延伸的两个臂，所述两个臂上对称地开设有一端封堵的至少两对凹部，其中一对所述凹部被尺寸设计为供所述第一面板插入，其中另一对所述凹部被尺寸设计为供所述第二面板插入。

优选地，所述传送支架沿着固定设置在所述共用通道内的滑轨滑动。

本发明还提供了一种采用上述物体传输装置在密封联合系统中传输物体的方法，该方法包括以下步骤：步骤A：将其中一个所述平移传送件伸入其中一个所述操作室，其中一个所述平移传送件夹持或承托所述物体并且将其从其中一个所述操作室平移至所述共用通道；步骤B：将所述传送支架移动至其中一个所述操作室与所述共用通道连通的位置处，其中一个所述平移传送件将所述物体移放至所述传送支架上；步骤C：将所述传送支架滑动至其中另一个所述操作室与所述共用通道连通的位置附近；步骤D：所述翻转传送件接近所述物体，进一步夹住所述物体并且带动所述物体离开所述传送支架，接下来带动物体翻转指定角度；步骤E：控制所述翻转传送件携带物体朝向其中另一个所述平移传送件运动，所述翻转传送件松开，其中另一个所述平移传送件承接物体并将其平移传送入其中另一个所述操作室。采用上述方法实现了将物体从其中一个操作室移至另一个操作室并且在此过程中间物体翻转指定角度。

优选地，在步骤A中，其中一个所述平移传送件在物体被夹持在所述承载座内时借助于其拨叉从所述承载座托盘的下方承托所述承载座托盘移出其中一个所述操作室。

优选地，在步骤E中，所述翻转传送件的抓取组件在所述驱动组件的控制下在物体被夹持在所述承载座内时夹住所述承载座的第一面板的突出部并且带动所述承载座翻转，将翻转后的承载座对应地插入其中另一个所述平移传送件的容纳槽内。

附图说明

图1为密封联合系统和物体传输装置的总体示意图；

图2A和2B为承载座和承载座托盘的分解示意图和组合示意图；

图3A和3B为第一平移传送件承托承载座托盘以及移动方向示意图；

图4A和4B为传送支架及其在滑轨上移动的示意图；

图5A和5B为第一平移传送件将承载座托盘放置在传送支架上以及传送支架带动承载座托盘运动的示意图；

图5C和5D为承载座托盘在传送支架上的位置的示意图；

图6为翻转传送件与共用通道连接的示意图；

图7A和7B为翻转传送件夹持承载座并使其离开传送支架的示意图；

图8A和8B为第二平移传送件的示意图；

图9A和9B为翻转传送件将承载座插入第二平移传送件内的示意图。

参考标号列表

1.密封联合系统

11.第一操作室；

12.第二操作室；

13.共用通道；

2.物体传输装置

21.第一平移传送件；

211.第一磁力传输杆

212.拨叉

22.第二平移传送件；

221.第二磁力传输杆；

222.容纳槽；

23.传送支架；

231.磁铁

24.凸起件；

25.滑轨；

26.翻转传送件；

261.中空直筒；

262.抓取组件；

263.驱动组件；

3.承载座

31.第一面板；

32.垫圈

33.衬底

34.第二面板

35.突出部

4.承载座托盘

具体实施方式

现参考附图，详细说明本发明所公开的结构的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本发明的实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本发明的公开内容。在下文中用于描述附图的某些方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。

图1示出了密封联合系统1以及用于在该密封联合系统1内传输物体的物体传输装置2的示意图。该密封联合系统1主要包括一个共用通道13以及与该共用通道13连通且仅与该共用通道13连通的至少两个操作室，例如在图1中示出了两个操作室，即第一操作室11和第二操作室12，物体将从第一操作室11被物体传输装置2运送至第二操作室12，其中优选在每个操作室和共用通道13连通的位置处设置阀门。

物体传输装置2包括分别为每个操作室配置的平移传送件，在本发明中分别为第一操作室11和第二操作室12配置第一平移传送件21和第二平移传送件22，其中该平移传送件能够在操作人员的操作下将物体在共用通道13和对应操作室之间平移传送。该物体传输装置2还包括能够在共用通道13内移动并且经过每个操作室和共用通道13连通的位置处的传送支架23，该传送支架23用于在各个操作室之间传递物体。

当待传递物体体积较大时，平移传送件可直接对其进行夹持并带动其移动。但是，当待传递物体体积较小或者不能被直接夹持时(例如物理实验室中的样品)可采用承载座3夹带样品进行移动。如图2所示，该承载座3可被构造为包括从上到下布置的第一面板31、垫圈32、衬底33和第二面板34，将样品放置在衬底33和垫圈32之间。借助于紧固工具(例如螺钉或夹子)将第一面板31和第二面板34紧固连接以将样品夹在该承载座3内。另外提供了承载座托盘4，其上开设有与承载座3的第二面板34尺寸匹配的凹槽。将承载座3的第二面板34容置在承载座托盘4的凹槽内，为了防止承载座3相对于承载座托盘4发生旋转或者产生不期望的移位，可将第二面板34和承载座托盘4的凹槽设计为方形或长方形，由此承载座3可以水平状态被稳定地放置于承载座托盘4内，不会轻易松动或掉落。另外为了便于将在下文进行描述的翻转传送件26夹持该承载座3，优选在第一面板31上设置突出部35。应注意的是，当样品由承载座3夹持传输时，该承载座3与夹持在其内的样品应被整体看作上文所述的待传递物体。

图3A和3B示出了第一平移传送件21承托承载座托盘4的状态及其带动该承载座托盘4移动的方向示意。该第一平移传送件21被构造为包括第一磁力传输杆211和布置在该第一磁力传输杆211的端部的拨叉212，该拨叉212从下方支承承载座托盘4，带动其沿图3B中的箭头方向进入或离开第一操作室11。

图4A和4B示出了传送支架23的优选构造，如图所示，传送支架23优选在固定设置在共用通道13内的滑轨25上沿着图4B中示出的箭头方向滑动，其上具有接下来将承接承载座托盘4的支承表面。优选在该传送支架23的上方设置磁铁231，当需要驱动传送支架23在滑轨25上移动时，操作人员可在共用通道13外部的对应位置处使用另一个磁铁对该传送支架23上的磁铁231施加作用力以驱动传送支架23在滑轨25上移动。

图5A和5B示出了第一平移传送件21将承载座托盘4从上而下地放置在该传送支架23的支承表面上和在第一平移传送件21撤出后该传送支架23带动承载座托盘4和承载座3沿滑轨25运动的示意图。结合图4A更加清楚地可见，为了便于接下来采用翻转传送件26夹持承载座3，具体为夹持承载座3的第一面板31的突出部35，使其与承载座托盘4分离，在该支承表面上设置凸起件24。该凸起件24将顶起承载座3的一侧，使得第二面板34的一部分离开承载座托盘4，相对于支承表面呈倾斜状态，由此整个承载座3与该支承表面之间形成夹角。

为了使物体在完成平移传送的同时还能翻转一定的角度以适用于在第二操作室12中进行的加工工艺或实验测试，本发明的物体传输装置2还包括如图6所示通过共用通道13上的开口部分伸入共用通道13内的翻转传送件26，该翻转传送件26可借助于密封件例如法兰可活动地密封至所述共用通道13，以使翻转传送件26的一部分伸入共用通道13内并且能够相对于该共用通道13进行有限的活动，例如相对于内部通道朝上或拆下倾斜移动。

由图6和图7还可见，该翻转传送件26可被构造为包括一部分插入共用通道13内且一部分留在共用通道13外部的中空直筒261。在该中空直筒261的两端分别布置有抓取组件262和驱动组件263，该抓取组件262进入共用通道13内且被设计为爪状以方便夹住和释放物体。在该中空直筒261内设置传动组件，留在共用通道13外部的驱动组件263借助于传动组件与抓取组件262联接，以控制抓取组件262执行相应动作。该抓取组件262能够在驱动组件263的作用下执行的动作包括抓取组件262沿所述中空直筒261的轴向线性移位、抓取组件262绕所述中空直筒261的轴线转动以及抓取组件262自身的开启和闭合。其中驱动组件263借助于传动组件控制抓取组件262执行相应动作的工作原理为本领域常规技术手段，在此不再赘述。

如图8和9所示，第二平移传送件22被构造为包括第二磁力传输杆221和安装在其一端的容纳槽222。该容纳槽222优选被构造为包括沿中空直筒261的轴向相对延伸的两个臂，所述两个臂上对称地开设有一端封堵的至少两对凹部，其中一对所述凹部被尺寸设计为供所述第一面板31插入，另一对所述凹部被尺寸设计为供所述第二面板34插入。从而承载座3在被翻转转送件翻转指定角度后，可插入该第二平移传送件22内，该第二平移传送件22再将该承载座3送入第二操作室中。

以物体被夹持在承载座3中为例，将采用上述物体传输系统将物体从第一操作室11传送至第二操作室12的操作步骤详述如下：

首先，将第一平移传送件21伸入所述第一操作室11中，借助于第一操作室11中通常配置的具有垂直升降功能的样品台将结合了承载座3的承载座托盘4放置在第一平移传送件21的拨叉212上，第一平移传送件21托着承载座托盘4离开第一操作室11进入共用通道13。

接下来，将所述传送支架23沿滑轨25移动至第一操作室11与共用腔体连通的位置处，所述第一平移传送件21将承载座托盘4移放至所述传送支架23的支承表面上，此时承载座3的一侧由支承表面上的凸起件24顶起，使其与支承表面倾斜布置。

下一步，将所述传送支架23滑动至所述第二操作室12与所述共用通道13连通的位置附近。

接下来，朝向承载座3倾斜翻转传送件26，控制驱动组件263使抓取组件262沿中空直筒261的轴向线性移动接近承载座3，控制所述抓取组件262开启夹住承载座3，之后使其闭合并且带动承载座3脱离承载座托盘4并且进一步离开所述传送支架23，接下来驱动组件263驱动抓取组件262绕中空直筒261的轴向旋转指定角度，抓取组件262带动承载座3翻转指定角度，由此使得夹在其内的物体翻转指定角度；

最后，控制所述翻转传送件26夹持承载座3朝向第二平移传送件22运动，翻转传送件26将承载座3插入第二平移传送件22的容纳槽222内并且释放承载座3，所述第二平移传送件22将承载座3平移送入所述第二操作室12。

另外应注意的是，当物体足够大无需被承载座3夹持时，所有对承载座3或承载座托盘4的作用均直接作用至该物体。同时第二平移传送件22的端部也可设置能够容纳翻转后的物体的其它类型的部件。

Claims (10)

1.一种用于密封联合系统(1)的物体传输装置(2)，所述密封联合系统(1)包括共用通道(13)和仅各自地与所述共用通道(13)连通的至少两个操作室，所述物体传输装置(2)被构造为包括分别为每个操作室对应配置的平移传送件，以及能在所述共用通道(13)内移动经过每个操作室与所述共用通道(13)连通处的传送支架(23)，其中所述平移传送件被设计为将物体在所述共用通道(13)和对应操作室之间平移传送，其特征是，所述物体传输装置(2)还包括通过所述共用通道(13)上的开口伸入所述共用通道(13)内且相对于所述共用通道(13)可活动地密封的翻转传送件(26)，所述翻转传送件(26)被设计为能够夹住物体并且带动物体360度翻转。

2.根据权利要求1所述的物体传输装置，其特征是，所述翻转传送件被构造为包括中空直筒、布置在所述中空直筒的两端的抓取组件和驱动组件以及布置在所述中空直筒内部的传动组件，其中所述抓取组件用于夹住和释放物体，所述驱动组件借助于所述传动组件与所述抓取组件联接以使得所述抓取组件执行沿所述中空直筒的轴向线性移位、绕所述中空直筒的轴线转动以及自身的开启和闭合。

3.根据权利要求2所述的物体传输装置，其特征是，所述物体被夹持在承载座内，所述承载座被嵌入承载座托盘的与所述承载座尺寸配合的凹槽中，其中一个所述平移传送件被设计为从所述承载座托盘的下方承托所述承载座托盘移动。

4.根据权利要求3所述的物体传输装置，其特征是，在所述传送支架的支承表面上设置凸起件，所述凸起件被设计为将由其中一个所述平移传送件放置其上的所述承载座的一侧从所述承载座托盘中顶出以使所述承载座与所述支承表面之间构成夹角，所述翻转传送件被设计为从所述夹角的开口侧夹取物体。

5.根据权利要求4所述的物体传输装置，其特征是，所述承载座被构造为包括按序平行布置的第一面板、垫圈、衬底和第二面板，物体被夹在所述衬底和所述垫圈之间，所述第一面板和所述第二面板借助于紧固工具紧固连接，其中所述第二面板被容置所述承载座托盘的凹槽中并且所述第一面板被设置有供所述翻转传送件夹持的突出部。

6.根据权利要求5所述的物体传输装置，其特征是，其中一个所述平移传送件被构造为包括第一磁力传输杆和安装在所述第一磁力传输杆的一端的拨叉，其中另一个所述平移传送件被构造为包括第二磁力传输杆和安装在所述第二磁力传输杆的一端的容纳槽，所述容纳槽被构造为包括沿所述第二磁力传输杆的轴向相对延伸的两个臂，所述两个臂上对称地开设有一端封堵的至少两对凹部，其中一对所述凹部被尺寸设计为供所述第一面板插入，其中另一对所述凹部被尺寸设计为供所述第二面板插入。

7.根据权利要求1所述的物体传输装置，其特征是，所述传送支架沿着固定设置在所述共用通道内的滑轨滑动。

8.一种采用根据权利要求3-6中任一项所述的物体传输装置(2)在密封联合系统(1)中传输物体的方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

步骤A：将其中一个所述平移传送件(21)伸入其中一个所述操作室(11)，其中一个所述平移传送件(21)夹持或承托所述物体并且将其从其中一个所述操作室(11)平移至所述共用通道(13)；

步骤B：将所述传送支架(23)移动至其中一个所述操作室(11)与所述共用通道(13)连通的位置处，其中一个所述平移传送件(21)将所述物体移放至所述传送支架(23)上；

步骤C：将所述传送支架(23)滑动至其中另一个所述操作室(12)与所述共用通道(13)连通的位置附近；

步骤D：所述翻转传送件(26)接近所述物体，进一步夹住所述物体并且带动所述物体离开所述传送支架(23)，接下来带动物体翻转指定角度；

步骤E：控制所述翻转传送件(26)携带物体朝向其中另一个所述平移传送件(22)运动，所述翻转传送件(26)松开，其中另一个所述平移传送件(22)承接物体并将其平移传送入其中另一个所述操作室(12)。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，在步骤A中，其中一个所述平移传送件在物体被夹持在所述承载座内时借助于其拨叉从所述承载座托盘的下方承托所述承载座托盘移出其中一个所述操作室。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征是，在步骤E中，所述翻转传送件的抓取组件在所述驱动组件的控制下在物体被夹持在所述承载座内时夹住所述承载座的第一面板的突出部并且带动所述承载座翻转，将翻转后的承载座对应地插入其中另一个所述平移传送件的容纳槽内。

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