CN114803336A - 一种移载装置与空中运输车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种移载装置与空中运输车，其中，移载装置包括升降机构和夹持机构，夹持机构通过柔性连接部件活动安装于升降机构下方，移载装置还包括磁共振供电装置和安装于夹持装置的电池，磁共振供电装置包括相互磁耦合的送电线圈和受电线圈，电池分别与受电线圈和夹持机构的负载设备电连接，其中，送电线圈设置于升降机构下表面，受电线圈设置于夹持机构上表面对应送电线圈的位置，用于传送电能。该移载装置采用无线输电设备为夹持机构提供电能，无需使用带有导电金属材料的皮带进行供电，避免了因导电材料断裂而引起的停车或设备故障，并且，柔性连接部件无需内含导电材料，使用寿命更长，可供选择的种类更多。

Description

一种移载装置与空中运输车
技术领域
本说明书涉及半导体制造设备，具体涉及一种移载装置与空中运输车。
背景技术
半导体材料的移载装置包括升降机构和夹持机构，升降机构位于夹持机构的上方，两者之间通过皮带柔性活动连接，升降机构通过皮带提升或下降所述夹持机构，以垂直移动半导体材料(如晶圆)。
升降机构通过可导电的皮带为夹持机构提供电源，皮带内设置金属材料(如铜丝)作为导电装置。随着夹持机构反复的上下运动，皮带中的金属材料被反复弯曲和拉直，容易发生断裂，影响皮带的导电性，从而影响夹持机构取电，并且当金属材料断裂后，皮带可能会因为松弛而发生长度变化，使得吊装于皮带上的夹持机构发生水平偏转，影响抓取操作和垂直移载装置的运行。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种移载装置与空中运输车。其中，移载装置避免使用含有导电金属材料的皮带，保障夹持机构用电稳定，避免夹持机构发生水平偏转。
本说明书实施例提供以下技术方案：
一种移载装置，应用于空中运输车，包括升降机构和夹持机构，所述升降机构固定连接于所述空中运输车下方，所述夹持机构通过柔性连接部件活动安装于所述升降机构下方，所述移载装置还包括：
磁共振供电装置，所述磁共振供电装置包括相互磁耦合的送电线圈和受电线圈；
所述送电线圈设置于所述升降机构下表面，用于向所述受电线圈输送电能；
所述受电线圈设置于所述夹持机构上表面对应所述送电线圈的位置，用于接受所述送电线圈输送的电能；
电池，所述电池安装于所述夹持装置，并且分别与所述受电线圈和所述夹持机构的负载设备电连接。
在上述方案中，通过由磁耦合的送电线圈和受电线圈构成磁共振供电装置，使用电磁谐振技术，为夹持机构中的电池提供电能，无需使用具有导电金属材料的皮带，避免了因导电材料断裂而引起的停车或设备故障，并且，柔性连接部件无需内含导电材料，使用寿命更长，可供选择的种类更多。
本说明书实施例还提供一种方案，所述夹持机构还包括防护罩，所述防护罩设置于所述夹持机构上方，所述受电线圈设置于所述防护罩上表面。
本说明书实施例还提供一种方案，所述升降机构还包括升降机构吊板，所述升降机构吊板设置于所述升降机构下方，所述送电线圈设置于所述升降机构吊板下表面。
本说明书实施例还提供一种方案，所述送电线圈设置于所述受电线圈的正上方。
本说明书实施例还提供一种方案，所述移载装置还包括电连接所述受电线圈的夹具，所述夹具设置于所述夹持机构下方，用于抓取目标物。
本说明书实施例还提供一种方案，所述移载装置还包括电连接所述受电线圈的探测器，所述探测器设置于所述夹持机构下方，用于探测目标区域是否存在目标物。
本说明书实施例还提供一种方案，所述移载装置还包括控制模块，所述控制模块电连接所述送电线圈，用于控制所述送电线圈的电压和/或电流。
本说明书实施例还提供一种方案，第一检测模块，所述第一检测模块电连接所述送电线圈，以检测所述送电线圈的电流和/或电压；
和/或，第二检测模块，所述第二检测模块电连接所述受电线圈，以检测所述受电线圈的电流和/或电压。
本说明书实施例还提供一种空中运输车，包括：
行走基板；
安装于所述行走基板上表面的行走机构；
安装于所述行走基板下表面的如前面任意一项所述的移载装置。
本说明书实施例还提供一种方案，所述行走机构设置有取电装置，所述取电装置电连接所述送电线圈，其中，所述取电装置用于从天轨获取电能。
与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：通过由磁耦合的送电线圈和受电线圈构成磁共振供电装置，将送电线圈设置于升降机构下表面，将受电线圈设置于所述夹持机构上表面，使用电磁谐振技术，将电能从升降机构传送至夹持机构，并且将电能储存在夹持机构的电池中，通过电池为夹持机构中的负载设备提供电能，无需使用具有导电金属材料的皮带为夹持机构中的负载设备提供电能，避免了因导电材料断裂而引起的停车或设备故障，提高设备使用效率和工作效率，并且，柔性连接部件无需内含导电材料，使用寿命更长，可供选择的种类更多。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是一种空中运输车的侧视示意图；
图2是一种移载装置的局部放大示意图；
图3是一种移载装置的夹持机构的轴测示意图；
附图中使用的附图标记如下：
1、升降机构，11、升降机构吊板，2、夹持机构，20、防护罩，21、夹具，22、探测器，3、皮带，4、送电线圈，5、受电线圈，6、行走机构，7、行走基板。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，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申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请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，在没有背离本申请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。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
需要理解的是，“部件A与部件B的连接”是指部件A直接与部件B接触连接，或者部件A通过其他部件与部件B进行间接连接。本说明书的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”、“侧”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本说明书的示例实施例的限定。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
在半导体的生产过程中，需要在不同工位之间搬运转移晶圆产品，若干晶圆以晶圆盒承载，并通过架空运输的方式转移(Overhead Hoist Transfer，OHT)。OHT系统一般包括天轨和空中运输车(天车)，空中运输车设置有可垂直运动的移载装置来抓取和垂直移动晶圆盒。
移载装置包括升降机构和夹持机构，升降机构位于夹持机构的上方，两者之间通过皮带柔性活动连接，升降机构通过皮带提升或下降所述夹持机构，以垂直移动晶圆盒。
升降机构通过导电皮带为夹持机构提供电源，驱动夹持机构中的负载设备，如驱动电机，以使夹持机构能够执行抓取或松开的动作。导电皮带内设置金属材料，例如铜丝，作为导电装置。随着夹持机构反复的上下运动，皮带中的金属材料被反复弯曲和拉直，容易发生断裂，影响皮带的导电性，从而影响夹持机构取电，从而影响抓取或松开晶圆盒的作业；并且；当金属材料断裂后，皮带可能会因为松弛而发生长度变化，使得吊装于皮带上的夹持机构发生水平偏转，影响抓取操作和垂直移载装置的运行。
本发明提出一种采用无线输电设备为夹持机构提供电能的方案，所述无线输电设备采用磁感应的原理，从输电端向用电端传送电能，即将电磁感应的输送单元设置在升降机构下方，将电磁感应的接收单元设置在夹持机构上方，通过电磁感应无线输电的方式从升降机构向夹持机构输送电能，并将输送的电能储存在设置于夹持装置中的电池内，通过电池为夹持机构的用电负载设备供电，无需使用带有金属导丝的皮带进行供电，从而解决上述问题。
以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。
图1为一种空中运输车的侧视示意图，图1中的下侧示出安装于空中运输车的行走机构下方的移载装置，图2为一种移载装置的局部放大示意图，图3为一种移载装置的夹持机构的轴测示意图。
如图1至图3所示的一种移载装置，应用于空中运输车，包括升降机构1和夹持机构2，升降机构1固定连接于所述空中运输车下方，夹持机构2通过柔性连接部件活动安装于升降机构1下方。
所述移载装置还包括：磁共振供电装置，所述磁共振供电装置包括相互磁耦合的送电线圈4和受电线圈5；送电线圈4设置于升降机构1下表面，用于向受电线圈5输送电能；受电线圈5设置于夹持机构2上表面对应送电线圈4的位置，用于接受送电线圈4输送的电能。
夹持机构中还安装有电池(图中未示出)，电池分别与受电线圈和夹持机构的负载设备电连接，用于储存受电线圈所接受的电能，以及向负载设备提供电能。
需要说明的是，送电线圈4和受电线圈5相互磁耦合，即送电线圈4和受电线圈5的磁共振频率相同，并且，升降机构中可以设置有供电电路，所述供电电路电连接送电线圈4，供电电路对送电线圈4供给与送电线圈4和受电线圈5磁共振频率相同的电功率，激振送电线圈4，利用供电侧送电线圈4和负载侧受电线圈5的磁共振现象非接触地传输电功率。此外，夹持机构2还可以设置有取电电路，所述取电电路电连接受电线圈5，用于从受电线圈5取出供电侧送电线圈4所传输的电功率。
还需要说明的是，夹持机构2不仅可以使用皮带3活动安装于升降机构1下方(如图1和图3所示)，夹持机构2还可以使用尼龙带、合成纤维带、聚酯纤维安装于升降机构1。
在一些实施方式中，送电线圈4的尺寸大于受电线圈5的尺寸。
在一些实施方式中，送电线圈4和受电线圈5均为多个，并且送电线圈4和受电线圈5成对设置。
通过在移载装置的升降机构1设置送电线圈4，在夹持机构2的对应位置设置受电线圈5，上述线圈作为共振器，送电线圈4以固定频率振动(例如6.78MHz，10MHz)向周围发散出电磁场，受电线圈5以相同的频率振动，接收电能，从而实现无线输送电能，无需使用带有导电金属的柔性连接部件来输送电能，即能保障升降机构的用电稳定，避免因导电材料断裂而引起的停车或设备故障，还能避免因导电金属断裂而使夹持机构发生水平偏转的风险，并且，柔性连接部件无需内含导电材料，使用寿命更长，可供选择的种类更多。
在一些实施方式中，夹持机构2还包括防护罩20，防护罩20设置于夹持机构2上方，所述受电线圈5设置于所述防护罩20上表面。
夹持机构2中包含多种电气元件，以控制夹持机构2进行抓取和放下操作，通过设置防护罩20对电磁场进行隔离，为该些电气元件提供磁屏蔽保护。
在其他一些实施方式中，防护罩20还包括第一磁屏蔽片，所述第一磁屏蔽片设置于所述防护罩20的外侧或内侧。第一磁屏蔽片可以使用高导磁材料制成，以为夹持机构2中的电气元件提供更好的磁屏蔽保护。
在一些实施方式中，所述升降机构1还包括升降机构吊板11，所述升降机构吊板11设置于所述升降机构1下方，所述送电线圈4设置于所述升降机构吊板11下表面。
升降机构1中包含多种电气元件，以执行垂直移动夹持机构2，通过在升降机构1下方设置升降机构吊板11，使得升降机构1中的电气元件与电磁场隔离，为该些电气元件提供磁屏蔽保护。
在其他一些实施方式中，升降机构吊板11还包括第二磁屏蔽片，所述第二磁屏蔽片设置于所述升降机构吊板11的上表面或下表面。第二磁屏蔽片可以使用高导磁材料制成，以为升降机构1中的电气元件提供更好的磁屏蔽保护。
在一些实施方式中，如图2和图3所示，送电线圈4设置于受电线圈5的正上方。
通过将送电线圈4设置于受电线圈5的正上方位置，使得送电线圈和受电线圈之间能够更好的传送电能。
在其他一些实施方式中，所述受电线圈5设置于夹持机构2上方并且远离夹持机构2中的电气元件所在位置，以更好的降低磁共振对电气元件的影响。
在一些实施方式中，移载装置还包括电连接所述受电线圈5的夹具21，夹具21设置于所述夹持机构2下方，用于抓取目标物。所述夹具21可以是相对设置的2个夹爪，也可以是绕同一圆心位置设置的3个以上的夹爪。
在一些实施方式中，移载装置还包括电连接所述受电线圈5的探测器22，探测器22设置于所述夹持机构2下方，用于探测目标区域是否存在目标物。所述探测器22可以是视觉探测器、探测雷达、接触式探测器等。
在一些实施方式中，移载装置还包括控制模块，控制模块电连接所述送电线圈4，用于控制所述送电线圈4的电压和/或电流。所述控制模块可以是安装在升降机构1中或天车上的控制单元，所述控制单元通过有线或无线形式进行控制信号的传输；所述控制模块也可以是位于晶圆生产区域的控制单元，并通过无线形式进行控制信号的传输。
通过设置控制模块可以实时控制和调整送电线圈4的工作状态，如调整电流和/或电压，从而调整磁场强度，保证输电稳定。
在一些实施方式中，移载装置还包括第一检测模块，第一检测模块电连接所述送电线圈4，以检测所述送电线圈4的电流和/或电压。
在一些实施方式中，移载装置还包括第二检测模块电连接所述受电线圈5，以检测所述受电线圈5的电流和/或电压。
通过设置控制模块可以实时监测送电线圈4和/或受电线圈5的工作状态。
基于同样的发明思路，本说明书的实施例还提供一种空中运输车，包括：行走基板7；安装于所述行走基板7上表面的行走机构6；安装于所述行走基板7下表面的如上述任意一项所述的垂直移载装置。
在一些实施方式中，空中运输车的行走机构6设置有取电装置，所述取电装置电连接所述送电线圈4，其中，所述取电装置用于从天轨获取电能。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与系统是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种移载装置，应用于空中运输车，包括升降机构和夹持机构，所述升降机构固定连接于所述空中运输车下方，所述夹持机构通过柔性连接部件活动安装于所述升降机构下方，其特征在于，所述移载装置还包括：
磁共振供电装置，所述磁共振供电装置包括相互磁耦合的送电线圈和受电线圈；
所述送电线圈设置于所述升降机构下表面，用于向所述受电线圈输送电能；
所述受电线圈设置于所述夹持机构上表面对应所述送电线圈的位置，用于接受所述送电线圈输送的电能；
电池，所述电池安装于所述夹持装置，并且分别与所述受电线圈和所述夹持机构的负载设备电连接。
2.根据权利要求1的移载装置，其特征在于，所述夹持机构还包括防护罩，所述防护罩设置于所述夹持机构上方，所述受电线圈设置于所述防护罩上表面。
3.根据权利要求1的移载装置，其特征在于，所述升降机构还包括升降机构吊板，所述升降机构吊板设置于所述升降机构下方，所述送电线圈设置于所述升降机构吊板下表面。
4.根据权利要求1的移载装置，其特征在于，所述送电线圈设置于所述受电线圈的正上方。
5.根据权利要求1的移载装置，其特征在于，所述移载装置还包括电连接所述受电线圈的夹具，所述夹具设置于所述夹持机构下方，用于抓取目标物。
6.根据权利要求1的移载装置，其特征在于，所述移载装置还包括电连接所述受电线圈的探测器，所述探测器设置于所述夹持机构下方，用于探测目标区域是否存在目标物。
7.根据权利要求1的移载装置，其特征在于，所述移载装置还包括控制模块，所述控制模块电连接所述送电线圈，用于控制所述送电线圈的电压和/或电流。
8.根据权利要求1的移载装置，其特征在于，所述移载装置还包括：
第一检测模块，所述第一检测模块电连接所述送电线圈，以检测所述送电线圈的电流和/或电压；
和/或，第二检测模块，所述第二检测模块电连接所述受电线圈，以检测所述受电线圈的电流和/或电压。
9.一种空中运输车，其特征在于，包括：
行走基板；
安装于所述行走基板上表面的行走机构；
安装于所述行走基板下表面的如权利要求1～8中任意一项所述的移载装置。
10.根据权利要求9所述的空中运输车，其特征在于，所述行走机构设置有取电装置，所述取电装置电连接所述送电线圈，其中，所述取电装置用于从天轨获取电能。
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