CN114436161A - 一种用于半导体晶圆传输系统的多级升降机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械制造的技术领域，公开了一种用于半导体晶圆传输系统的多级升降机构，包括上下依次串联的多个升降单元，每个所述升降单元均包括驱动机构，所述驱动机构采用同步带传动结构，其一端与一级升降机构相连，另一端与二级升降机构相连，所述驱动机构用于同时带动一级升降机构、二级升降机构上下运动，从而带动整个二级升降机构沿一级升降机构上下运动，进而带动相邻两个升降单元中上端的升降单元沿二级升降机构上下运动。整个装置结构简单，组装简单，维护难度低，便于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及机械制造的技术领域，具体涉及一种用于半导体晶圆传输系统的多级升降机构。
背景技术
半导体晶圆搬送类设备多应用于高洁净度、高定位精度的运动场合，并且机器人受限于狭窄空间内，对升降轴行程有高要求的工况。现有技术中对于单纯升降装置而言，已经比较成熟，从使用驱动方式而言，有气缸、电机、液压等等，其具体机械传动结构也是多种多样，但在多级升降方案上，如仅单纯通过增加驱动部，装置经济效益差，且精度难以保证；如仅增加机械传动结构，像增加滑轮或者齿轮数量，则不能适用重载场合，且传动复杂，易造成积累误差，控制精度不高。
发明内容
本发明提供了一种用于半导体晶圆传输系统的多级升降机构，每个升降单元仅使用单个驱动元件，经济性好，虽可实现两级升降，但装置中未使用多级传动，系统响应性好。
本发明可通过以下技术方案实现：
一种用于半导体晶圆传输系统的多级升降机构，包括上下依次串联的多个升降单元，每个所述升降单元均包括驱动机构，所述驱动机构采用同步带传动结构，其一端与一级升降机构相连，另一端与二级升降机构相连，所述驱动机构用于同时带动一级升降机构、二级升降机构上下运动，从而带动整个二级升降机构沿一级升降机构上下运动，进而带动相邻两个升降单元中上端的升降单元沿二级升降机构上下运动。
进一步，所述一级升降机构、二级升降机构均采用滚珠丝杠结构，与一级升降机构中的丝杆平行设置有两个一级滑轨，与二级升降机构中的丝杆平行设置有两个二级滑轨，
在两个所述一级滑轨上设置有安装板，在所述安装板上设置有驱动机构、二级升降机构，在两个所述二级滑轨上设置有相邻两个升降单元中上端的升降单元，
所述驱动机构的一端与一级升降机构的螺母连接，另一端与二级升降机构中丝杆的一端连接，用于带动安装板沿两个一级滑轨上下运动，同时带动相邻两个升降单元中上端的升降单元沿两个二级滑轨上下运动。
进一步，所述驱动机构包括电动机，所述电动机的输出轴上安装有一级主动轮和二级主动轮，
所述一级主动轮通过一级同步带与一级从动轮相连，所述一级从动轮设置在一级升降机构的螺母上，所述二级主动轮通过二级同步带与二级从动轮相连，所述二级从动轮设置在二级升降机构中丝杆的一端。
进一步，所述一级从动轮套装在一级升降机构的螺母上，两者紧配合；
所述二级从动轮套装在二级升降机构的丝杆上，两者紧配合。
进一步，所述安装板采用L形结构，其一面设置在一级升降机构的螺母上以及通过一级滑块设置在一级滑轨上，另一面与二级升降机构的基板相连，所述基板用于承载整个二级升降机构的安装。
进一步，相邻两个升降单元中上端的升降单元设置在二级升降机构的螺母上以及通过二级滑块设置在二级滑轨上。
本发明有益的技术效果在于：
整个升降单元的驱动机构仅为电动机，通过控制电动机的转速就可以直接控制一级升降机构、二级升降机构的运动精度，较多级气缸驱动机构，本发明的升降单元可以实现无级调节升降控制，而较多级齿轮传动机构，本发明的升降单元可以承受更大的载荷，驱动能力更强，运动精度更高，同时增设一级滑轨、二级滑轨，进一步保障运动导向性和运动精度，另外，整个装置结构简单，组装简单，维护难度低，便于推广应用。
附图说明
图1为本发明的升降单元的总体结构示意图一；
图2为本发明的升降单元的总体结构示意图二；
图3为本发明的升降单元的两级升降机构展开时的状况示意图；
图4为本发明的升降单元的两级升降机构收缩时的状况示意图；
其中，1-一级升降机构，2-二级升降机构，3-一级滑轨，4-二级滑轨，5-安装板，6-基板，7-电动机，8-一级同步带，9-二级同步带。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-4所示，本发明提供了一种用于半导体晶圆传输系统的多级升降机构，包括上下依次串联的多个升降单元，每个升降单元均包括驱动机构，该驱动机构采用同步带传动结构，其一端与一级升降机构相连，另一端与二级升降机构相连，该驱动机构用于同时带动一级升降机构、二级升降机构上下运动，从而带动整个二级升降机构沿一级升降机构上下运动，进而带动相邻两个升降单元中上端的升降单元沿二级升降机构上下运动。其中升降单元的设置数量可以根据实际需要而定，每个升降单元均为两级升降结构，如果实际搬运设备仅需要两级升降结构，则可以将相邻两个升降单元中上端的升降单元替换为最终被托运平台如Arm形式机械手、Slide机械手等等，这样整个升降单元仅需一个驱动机构即可，减少多级传动误差积累，便于提高整体的控制精度，同时整个升降单元结构简单，组装简单，维护难度低，便于推广应用。
具体地，如图1、2所示，该一级升降机构1、二级升降机构2均采用滚珠丝杠结构，与一级升降机构1中的丝杆平行设置有两个一级滑轨3，与二级升降机构2中的丝杆平行设置有两个二级滑轨4，它们均分列在丝杆的两侧，在两个一级滑轨3上设置有安装板5，在安装板5上设置有驱动机构、二级升降机构2，该安装板5可以成L形结构，其一面可以通过一级滑块安装在一级滑轨3上，同时还与一级升降机构1的螺母相连，方便安装板在一级升降机构1的螺母的带动下沿一级滑轨3运动，这样方便带动整个驱动机构以及二级升降机构2沿一级升降机构1上下运动；
该安装板5的另一面与二级升降机构2的基板6相连，该基板6用于承载整个二级升降机构2的安装，即两个二级滑轨4及滚珠丝杠均设置在基板6上，在两个二级滑轨4上通过二级滑块设置有相邻两个升降单元中上端的升降单元，同时该相邻两个升降单元中上端的升降单元还与二级升降机构2的螺母相连，这样方便相邻两个升降单元中上端的升降单元在二级升降机构2中螺母的带动下沿二级滑轨运动。
该驱动机构的一端与一级升降机构1的螺母连接，另一端与二级升降机构2中丝杆的一端连接，具体可以包括电动机7，在电动机7的输出轴上安装有一级主动轮和二级主动轮，该一级主动轮通过一级同步带8与一级从动轮相连，该一级从动轮设置在一级升降机构1的螺母上，可以采用套装装配，两者紧配合；该二级主动轮通过二级同步带9与二级从动轮相连，该二级从动轮设置在二级升降机构2中丝杆的一端，也可以采用套装装配，两者同样紧配合，这样在电动机7的带动下，一级主动轮和二级主动轮同时转动，并且通过一级同步带8、二级同步带9分别带动一级从动轮、二级从动轮转动，从而通过一级从动轮带动对应的螺母连同其上的安装板沿两个一级滑轨3上下运动，同时通过二级从动轮带动二级升降机构2的丝杠转动，进而带动对应的螺母连同其上相邻两个升降单元中上端的升降单元沿两个二级滑轨4上下运动，实现最终的多级升降运动，如图3、4所示。
综上，整个升降单元的驱动机构仅为电动机，通过控制电动机的转速就可以直接控制一级升降机构、二级升降机构的运动精度，较多级气缸驱动机构，本发明的升降单元可以实现无级调节升降控制，采用同步带传动机构结合滚珠丝杠结构，较多级齿轮传动机构，本发明的升降单元可以承受更大的载荷，驱动能力更强，运动精度更高，更适用于半导体晶圆搬运设备的实际工况，同时增设一级滑轨、二级滑轨，进一步保障运动导向性和运动精度，另外，整个装置结构简单，组装简单，维护难度低，便于推广应用。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
Claims (6)
1.一种用于半导体晶圆传输系统的多级升降机构，其特征在于：包括上下依次串联的多个升降单元，每个所述升降单元均包括驱动机构，所述驱动机构采用同步带传动结构，其一端与一级升降机构相连，另一端与二级升降机构相连，所述驱动机构用于同时带动一级升降机构、二级升降机构上下运动，从而带动整个二级升降机构沿一级升降机构上下运动，进而带动相邻两个升降单元中上端的升降单元沿二级升降机构上下运动。
2.根据权利要求1所述的用于半导体晶圆传输系统的多级升降机构，其特征在于：所述一级升降机构、二级升降机构均采用滚珠丝杠结构，与一级升降机构中的丝杆平行设置有两个一级滑轨，与二级升降机构中的丝杆平行设置有两个二级滑轨，
在两个所述一级滑轨上设置有安装板，在所述安装板上设置有驱动机构、二级升降机构，在两个所述二级滑轨上设置有相邻两个升降单元中上端的升降单元，
所述驱动机构的一端与一级升降机构的螺母连接，另一端与二级升降机构中丝杆的一端连接，用于带动安装板沿两个一级滑轨上下运动，同时带动相邻两个升降单元中上端的升降单元沿两个二级滑轨上下运动。
3.根据权利要求2所述的用于半导体晶圆传输系统的多级升降机构，其特征在于：所述驱动机构包括电动机，所述电动机的输出轴上安装有一级主动轮和二级主动轮，
所述一级主动轮通过一级同步带与一级从动轮相连，所述一级从动轮设置在一级升降机构的螺母上，所述二级主动轮通过二级同步带与二级从动轮相连，所述二级从动轮设置在二级升降机构中丝杆的一端。
4.根据权利要求3所述的用于半导体晶圆传输系统的多级升降机构，其特征在于：所述一级从动轮套装在一级升降机构的螺母上，两者紧配合；
所述二级从动轮套装在二级升降机构的丝杆上，两者紧配合。
5.根据权利要求2所述的用于半导体晶圆传输系统的多级升降机构，其特征在于：所述安装板采用L形结构，其一面设置在一级升降机构的螺母上以及通过一级滑块设置在一级滑轨上，另一面与二级升降机构的基板相连，所述基板用于承载整个二级升降机构的安装。
6.根据权利要求5所述的用于半导体晶圆传输系统的多级升降机构，其特征在于：相邻两个升降单元中上端的升降单元设置在二级升降机构的螺母上以及通过二级滑块设置在二级滑轨上。
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