CN116476106A - 大角度运动末端执行机构及无死角晶圆机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大角度运动末端执行机构，包括：第一末端执行器以及第二末端执行器；第一传动组件以及第二传动组件，第一传动组件包括第一空心转轴，第二传动组件包括第二空心转轴，第二空心转轴套设于第一空心转轴上，第一末端执行器以及第二末端执行器分别与第一空心转轴以及第二空心转轴相连；第一限位结构，第一限位结构包括开设于第一末端执行器及第二末端执行器上的第一弧形限位槽以及第二弧形限位槽，及两端分别活动设置于第一弧形限位槽以及第二弧形限位槽的活动销；本发明解决了现有技术中的末端执行机构无法提供越来越复杂的半导体制程所需的大角度执行手腕转动功能，进而影响生产效率的问题。

Description

大角度运动末端执行机构及无死角晶圆机器人

技术领域

本发明涉及半导体制程工艺技术领域，特别是涉及大角度运动末端执行机构及无死角晶圆机器人。

背景技术

在半导体行业，通过在晶圆上切割出细小单元，进而制作成各种电路元件结构，并使其成为具有特定电性功能的集成电路产品，是芯片生产的常规方式；同时由于芯片生产无尘化以及无人化的要求，整个芯片的生产过程都高度自动化，于是晶圆的移动非常依赖半导体机器人的协助。

半导体机器人是设计用于半导体制程工艺领域，硅基及非硅基材质的晶圆的传输和搬运机器人，可以在所有圆片形态的制程工艺及工艺设备中使用，是在半导体制程工艺的环境下使用的高洁净度、高安全性、高可靠性、高一致性、高重复精度、高定位精度要求下的系统，能够在半导体实验室、小批量半导体制程生产或者大规模半导体制程生产环境下应用的精密半导体晶圆传运系统，其适用于所有半导体制程工艺应用。

在现有的实际制造工艺中过程中，晶圆需要在数百道工艺之间频繁传输，晶圆生产线工序集中，加工速度快，在许多场合，需要晶圆传输机器人手臂能够大角度无死角的覆盖整个工作区间，同时由于晶圆内部电控线缆的走线需求，为了避免缠绕，晶圆传输机器人手臂无法做到完全自由转动，需要在转动路径上设置限位，但是现有技术的晶圆传输机器人手臂转动角度由于其限位结构限制，如中国专利CN114131589B提供的晶圆机器人，其上下手腕仅能提供±168.5°的相对旋转角度，无法适应越来越复杂的半导体制程所需的晶圆搬运需求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供大角度运动末端执行机构及无死角晶圆机器人，解决现有技术中的末端执行机构无法提供越来越复杂的半导体制程所需的大角度执行手腕转动功能，进而影响生产效率的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种大角度运动末端执行机构，包括：

第一末端执行器以及第二末端执行器；

第一传动组件以及第二传动组件，所述第一传动组件包括第一空心转轴，所述第二传动组件包括第二空心转轴，所述第二空心转轴套设于所述第一空心转轴上，所述第一末端执行器以及第二末端执行器分别与所述第一空心转轴以及第二空心转轴相连，所述第一空心转轴以及第二空心转轴分别带动所述第一末端执行器以及第二末端执行器围绕轴心转动，且所述第一末端执行器设置于所述第二末端执行器的上方；

第一限位结构，所述第一限位结构包括开设于所述第一末端执行器底部以及第二末端执行器的顶部的第一弧形限位槽以及第二弧形限位槽，及两端分别活动设置于所述第一弧形限位槽以及第二弧形限位槽的活动销，通过控制所述活动销分别在所述第一弧形限位槽以及第二弧形限位槽内滑动以实现所述第一末端执行器以及第二末端执行器间的相对旋转。

作为一种更为优选的方式，所述大角度运动末端执行机构还包括第一驱动组件以及第二驱动组件，所述第一驱动组件以及第二驱动组件分别与所述第一传动组件以及第二传动组件相连并通过所述第一传动组件以及第二传动组件带动所述第一末端执行器以及第二末端执行器动作。

作为一种更为优选的方式，所述第二驱动组件包括第二主动传动轮、第二被动传动轮、第二传动带以及第二驱动电机，所述第二被动传动轮与所述第二空心转轴相连，所述第二主动传动轮与所述第二驱动电机相连，所述第二主动传动轮以及第二被动传动轮通过第二传动带相连，所述第二驱动电机通过第二传动带带动所述第二空心转轴转动，进而带动所述第二末端执行器动作。

作为一种更为优选的方式，所述大角度运动末端执行机构还包括第二限位结构，所述第二限位结构包括设置于所述第二主动传动轮上的限位销，以及固定设置于所述限位销转动路径上的限位钉，通过所述限位销以及限位钉对所述第二末端执行器的转动角度进行限位，避免了电控线缆的缠绕，保证了本发明的无死角晶圆机器人的稳定运行。

作为一种更为优选的方式，所述第二主动传动轮与第二被动传动轮的齿数比为，当所述第二主动传动轮上的第二限位结构限定的转动角度为θ时，由于所述第二主动传动轮与第二被动传动轮的齿数比为2:1，故其对应第二被动传动轮上的转动角度为2θ，也即所述第二被动传动轮对应的第二末端执行器能够实现的旋转角度为±θ。

为了解决上述问题，本发明还一种无死角晶圆机器人，包括：

固定基座，所述固定基座内设置有升降机构；

下机械臂，所述下机械臂水平设置，且其一端转动设置于所述升降机构上；

上机械臂，所述上机械臂水平设置，且其一端转动设置于所述下机械臂的另一端，在所述上机械臂的另一端设置有上述大角度运动末端执行机构，所述上机械臂包括有容置所述第一传动组件、第二传动组件的内腔以及供所述第一末端执行器及第二末端执行器伸出的伸出口，所述伸出口设置于所述上机械臂的另一端。

作为一种更为优选的方式，所述下机械臂包括下机械臂主体、下转轴以及与所述下转轴相连的下驱动组件，所述下机械臂主体与所述下转轴相连，并通过所述下转轴带动所述下机械臂主体转动。

作为一种更为优选的方式，所述下机械臂还包括下限位结构，所述下限位结构包括设置于所述下机械臂主体与所述下转轴相连一端的下限位销，以及固定设置于所述下限位销转动路径上的下限位块，通过所述下限位销以及下限位块对所述下机械臂的转动角度进行限位，避免了设置于所述下机械臂内部的电控线缆的缠绕，保证了本发明的无死角晶圆机器人的稳定运行。

作为一种更为优选的方式，所述上机械臂包括上机械臂主体以及与所述上机械臂主体相连的上驱动组件，所述上转轴主体转动设置于所述下机械臂主体的另一端，所述上驱动组件设置于所述下机械臂的内腔中。

作为一种更为优选的方式，所述上机械臂还包括上限位结构，所述上限位结构包括设置于所述下机械臂主体与所述上机械臂相连一端的上限位销，以及固定设置于所述上限位销转动路径上的上限位块，通过所述上限位销以及上限位块对所述上机械臂的转动角度进行限位，避免了设置于内部的电控线缆的缠绕，保证了本发明的无死角晶圆机器人的稳定运行。

如上所述，本发明的大角度运动末端执行机构及无死角晶圆机器人，具有以下有益效果：本发明的大角度运动末端执行机构在使用时，若第一弧形限位槽对应的弧形角度为2α，当活动销在第一弧形限位槽运动时，所述第二末端执行器对应能够实现的旋转角度为±α；若第二弧形限位槽对应的弧形角度为2β，当活动销在第二弧形限位槽运动时，所述第二末端执行器对应能够实现的旋转角度为±β，也即当活动销在第一弧形限位槽以及第二弧形限位槽中同时运动时，所述第一末端执行器以及第二末端执行器间相对的旋转角度为±(α+β)，也即增加了末端执行机构在运动过程中的转动角度；本发明的无死角晶圆机器人通过上述大角度运动末端执行机构在搬运晶圆时候，能够提供更为丰富的旋转搬运角度，实现角度更为刁钻运动轨迹，也即能够规划出更为效率的运行轨迹；本发明的大角度运动末端执行机构及无死角晶圆机器人通过两端同时活动设置的活动销分别对第一弧形限位槽以及第二弧形限位槽限位，实现了第一末端执行器以及第二末端执行器间更大的相对旋转角度，进而满足了对应的无死角晶圆机器人在搬运晶圆是能够规划出更为效率的运行轨迹，进而解决了现有技术中的末端执行机构无法提供越来越复杂的半导体制程所需的大角度执行手腕转动功能，进而影响生产效率的问题。

附图说明

图1显示为本发明的无死角晶圆机器人的剖视图；

图2显示为图1中区域A的局部放大图；

图3显示为本发明大角度运动末端执行机构的第一空心转轴示意图；

图4显示为本发明的无死角晶圆机器人的示意图；

图5显示为本发明的无死角晶圆机器人的升降机构以及上、下机械臂的示意图；

图6显示为本发明大角度运动末端执行机构的上限位结构示意图；

图7显示为本发明大角度运动末端执行机构的第二弧形限位槽的示意图；

图8显示为本发明大角度运动末端执行机构的第一弧形限位槽的示意图；

图9显示为本发明大角度运动末端执行机构的第二限位结构示意图。

元件标号说明

1 固定基座

11 升降机构

111 升降底座

112 升降驱动装置

113 丝杠结构

113a 丝杆

113b 螺母座

114 升降减速器

2 下机械臂

21 下机械臂主体

211 上限位销

22 下转轴

23 下驱动组件

231 下驱动电机

232 下减速器

3 上机械臂

31 上机械臂主体

311 上限位块

32 上驱动组件

321 上驱动电机

322 上传动带

323 上减速器

324 上传动轮

33 旋转密封机构

331 连接法兰

332 上第一O型圈

333 上第二O型圈

4 大角度运动末端执行机构

41 第一驱动组件

411 第一传动轮

412 第一传动带

413 第一驱动电机

42 第一末端执行器

421 第一安装架

421a 第一弧形限位槽

422 第一末端执行手腕

43 第一传动组件

431 第一空心转轴

431a 承载端

431b 开口部

431c 延伸部

431d 传动端

432 第一上轴承

433 第一上O型圈

434 第一下轴承

435 第一下O型圈

44 轴承架

441 轴承座

441a 第二弧形限位槽

442 第一轴承盖板

45 第二驱动组件

451 第二被动传动轮

452 第二传动带

453 第二驱动电机

454 第二主动传动轮

454a 限位销

454b 限位钉

46 第二末端执行器

461 第二安装架

462 第二末端执行手腕

47 第二传动组件

471 第二空心转轴

471a 承载部

471b 连接部

471c 传动部

472 第二轴承

473 第二O型圈

48 第二轴承盖板

49 活动销

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图9所示，本发明提供一种大角度运动末端执行机构4，包括：

第一末端执行器42以及第二末端执行器46；

第一传动组件43以及第二传动组件47，所述第一传动组件43包括第一空心转轴431，所述第二传动组件47包括第二空心转轴471，所述第二空心转轴471套设于所述第一空心转轴431上，所述第一末端执行器42以及第二末端执行器46分别与所述第一空心转轴431以及第二空心转轴471相连，所述第一空心转轴431以及第二空心转轴471分别带动所述第一末端执行器42以及第二末端执行器46围绕轴心转动，且所述第一末端执行器42设置于所述第二末端执行器46的上方；

第一限位结构，所述第一限位结构包括开设于所述第一末端执行器42底部以及第二末端执行器46的顶部的第一弧形限位槽421a以及第二弧形限位槽441a，及两端分别活动设置于所述第一弧形限位槽421a以及第二弧形限位槽441a的活动销49，通过控制所述活动销49分别在所述第一弧形限位槽421a以及第二弧形限位槽441a内滑动以实现所述第一末端执行器42以及第二末端执行器46间的相对旋转。

如图7以及图8所示，本发明的大角度运动末端执行机构4在使用时，若第一弧形限位槽421a对应的弧形角度为2α，当活动销49在第一弧形限位槽421a运动时，所述第二末端执行器46对应能够实现的旋转角度为±α；若第二弧形限位槽441a对应的弧形角度为2β，当活动销49在第二弧形限位槽441a运动时，所述第二末端执行器46对应能够实现的旋转角度为±β，也即当活动销49在第一弧形限位槽421a以及第二弧形限位槽441a中同时运动时，所述第一末端执行器42以及第二末端执行器46间相对的旋转角度为±(α+β)，也即增加了末端执行机构在运动过程中的转动角度。

更具体的，在本实施例中，如图8所示，所述第一弧形限位槽421a对应的弧形角度为356°，当活动销49在第一弧形限位槽421a运动时，所述第二末端执行器46对应能够实现的旋转角度为±178°；如图7所示，第二弧形限位槽441a对应的弧形角度为84°，当活动销49在第二弧形限位槽441a运动时，所述第二末端执行器46对应能够实现的旋转角度为±42°，也即当活动销49在第一弧形限位槽421a以及第二弧形限位槽441a中同时运动时，所述第一末端执行器42以及第二末端执行器46间相对的旋转角度为±220°，上述旋转角度的设置，能够保证电控线缆不发生缠绕的情况下，提高第一末端执行器42以及第二末端执行器46间相对的旋转角度，从而丰富本实施例的大角度运动末端执行机构4动作时的灵活性。

在本实施例中，所述第一末端执行器42包括第一末端执行手腕422，所述第一末端执行器42转动设置于所述第一传动组件43上，所述第一传动组件43包括第一空心转轴431、第一上轴承432以及第一下轴承434；所述第一空心转轴431包括容置电控线缆的空腔，且在所述空腔侧壁上设置有供电控线缆穿过的开口，所述第一上轴承432以及第一下轴承434分别套设于所述开口的上侧以及下侧，所述第一传动组与所述第一驱动组件41相连，所述第一驱动组件41通过所述第一传动组件43带动所述第一末端执行手腕422动作，如此通过第一驱动组件41驱动第一末端执行器42动作；本发明的第一空心转轴431上设置的空腔以及开口也满足了电控线缆的通过需求，同时设置于开口上侧以及下侧的第一上轴承432以及第一下轴承434加固了第一空心转轴431的结构，提高了承载力，以及降低了其在承载大载荷时的变形量，减小了旋转跳动，使运动更加可靠。

在本实施例中，如图1、图2以及图3所示，所述第一空心转轴431包括依次一体成型的承载端431a、开口部431b、延伸部431c以及传动端431d，所述第一末端执行器42与所述承载端431a相连，所述开口设置于所述开口部431b，所述传动端431d与所述第一驱动装置相连，所述第一上轴承432套设于所述承载端431a，所述第一下轴承434套设于所述延伸部431c。

在本实施例中，如图1以及图2所示，所述第一末端执行器42还包括第一安装架421，所述第一安装架421与所述承载端431a相连，所述第一末端执行手腕422水平设置于所述安装架上；进一步的，在本实施例中，如图8所示，所述第一弧形限位槽421a设置于所述第一安装架421的底部。

在本实施例中，如图1以及图2所示，所述第一驱动组件41包括第一传动轮411、第一传动带412以及第一驱动电机413，所述第一传动轮411与所述传动端431d相连，所述第一驱动电机413通过第一传动带412带动所述第一空心转轴431转动，进而带动所述第一末端执行器42动作；利用传动轮以及传动带的方式进行传动，可以更加合理的规划空间，进而有充足的空间去适配可以满足大载荷要求的驱动装置。

在本实施例中，如图1以及图2所示，本发明的大角度运动末端执行机构4还包括第二驱动组件45、与所述第二驱动组件45相连的第二传动组件47以及转动设置于所述第二传动组件47上的第二末端执行器46。

在本实施例中，如图1以及图2所示，所述第二传动组件47包括第二空心转轴471以及第二轴承472，所述第二空心转轴471套设于所述第一空心转轴431上并通过所述第一下轴承434的连接，所述第二轴承472套设于所述第二空心转轴471的外侧并固定设置，所述第二传动组件47与所述第二驱动组件45相连，所述第二驱动组件45通过所述第二传动组件47带动所述第二末端执行器46动作；第一空心转轴431以及第二空心转轴471通过所述第一下轴承434相连，实现了第一空心转轴431以及第二空心转轴471互不干扰的自由转动，进而实现了第一末端执行器42以及第二末端执行器46的自由动作。

在本实施例中，如图1以及图2所示，所述第二空心转轴471包括依次一体成型的承载部471a、连接部471b以及传动部471c，所述第二末端执行器46与所述承载部471a相连，所述连接部471b与所述第一下轴承434的外侧连接，所述第二空心转轴471通过所述支撑部与所述第二轴承472的内侧连接。

在本实施例中，如图1以及图2所示，所述第二驱动组件45包括第二被动传动轮451、第二主动传动轮454、第二传动带452以及第二驱动电机453，所述第二被动传动轮451与所述第二空心转轴471相连，所述第二主动传动轮454与所述第二驱动电机453相连，所述第二主动传动轮454以及第二被动传动轮451通过第二传动带452相连，所述第二驱动电机453通过第二传动带452带动所述第二空心转轴471转动，进而带动所述第二末端执行器46动作；利用传动轮以及传动带的方式进行传动，可以更加合理的规划空间，进而有充足的空间去适配可以满足大载荷要求的驱动装置。

在本实施例中，如图9所示，所述大角度运动末端执行机构4还包括第二限位结构，所述第二限位结构包括设置于所述第二主动传动轮454上的限位销454a，以及固定设置于所述限位销454a转动路径上的限位钉454b，通过所述限位销454a以及限位钉454b对所述第二末端执行器46的转动角度进行限位，避免了电控线缆的缠绕，保证了本发明的无死角晶圆机器人的稳定运行。

进一步的，在本实施例中，如图9所示，所述第二主动传动轮454与第二被动传动轮451的齿数比为2:1，当所述第二主动传动轮454上的第二限位结构限定的转动角度为θ时，由于所述第二主动传动轮454与第二被动传动轮451的齿数比为2:1，故其对应第二被动传动轮451上的转动角度为2θ，也即所述第二被动传动轮451对应的第二末端执行器46能够实现的旋转角度为±θ；如果单单仅将限位结构设置于第二被动传动轮451上，其能实现的旋转角度极限为±180°，在本实施例中通过齿比控制以及设置于所述第二主动传动轮454的第二限位结构能够超越上述极限旋转角度；更具体的，在本实施例中，所述第二主动传动轮454上的第二限位结构限定的转动角度为±175°，在第二主动传动轮454与第二被动传动轮451的齿数比为2:1的情况下，所述第二被动传动轮451对应的第二末端执行器46能够实现的旋转角度为±350°，同时还可以通过调节第二主动传动轮454与第二被动传动轮451的齿数比来快速调节第二末端执行器46能够实现的旋转角度，更加丰富了本实施例的大角度运动末端执行机构4动作时的灵活性。

在本实施例中，如图1所示，所述第二末端执行器46包括第二安装架461以及第二末端执行手腕462，所述第二安装架461设置于所述承载部471a上，所述第二末端执行手腕462水平设置并一端与所述第二安装架461连接；所述第二安装架461直接设置于所述承载部471a上，通过所述第二空心转轴471的承载部471a带动所述第二末端执行器46转动。

在本实施例中，如图1以及图2所示，所述第二安装架461上还设置有第一轴承架44，所述第一轴承架44包括轴承座441以及第一轴承盖板442，所述第一上轴承432的外圈与所述轴承座441固定，并通过所述轴承盖板从上方将所述第一上轴承432封盖；通过巧妙的将用于固定第一上轴承432的轴承架44设置于所述第二安装架461上，使得本发明提供一种大角度运动末端执行机构4的整体结构更加的紧凑，空间利用更加高效；同时在本实施例中，如图7所示，所述第二弧形限位槽441a设置于所述轴承座441上，所述轴承座441上设置有与所述开口部431b上开口导通的走线口，所述第二弧形限位槽441a设置于所述走线口对应的轴承座441顶盖上，所述第二弧形限位槽441a以及走线口对应的弧形角度保持一致，以实现当活动销49在第二弧形限位槽441a运动时，所述第一末端执行器42可以相对第二末端执行器46转动相对应的旋转角度；再进一步的，在本实施例中，所述第二弧形限位槽441a以及走线口对应的弧形角度为84°，此角度兼顾了轴承座441在设置走线口后的机械强度，同时增加了第一末端执行器42以及第二末端执行器46之间的相对旋转角度。

进一步的，在本实施例中，如图1以及图2所示，所述轴承座441的底部压合于所述第二空心转轴471的连接部471b，同时对所述第一下轴承434进行限位，在所述轴承座441底部与所述第一空心转轴431的间隙设置有第一下O型圈435，用以提供整个设备的密闭性能，避免第一下轴承434旋转过程中产生的粉尘从轴承座441与第一空心转轴431的间隙中溢出；同时在所述轴承座441顶部与所述第一空心转轴431的间隙设置有第一上O型圈433，用以提高密封性能，避免第一上轴承432旋转过程中产生的粉尘从轴承座441、第一轴承盖板442以及第一空心转轴431的间隙中溢出；再进一步的，在本实施例中，所述第一上轴承432固定于所述第一上O型圈433上方的位置。

如图4所示，本发明还提供一种无死角晶圆机器人，包括：

固定基座1，所述固定基座1内设置有升降机构11；

下机械臂2，所述下机械臂2水平设置，且其一端转动设置于所述升降机构11上；

上机械臂3，所述上机械臂3水平设置，且其一端转动设置于所述下机械臂2的另一端，在所述上机械臂3的另一端设置有上述的大角度运动末端执行机构4，所述上机械臂3包括有容置所述第一传动组件43、第二传动组件47的内腔以及供所述第一末端执行器42及第二末端执行器46伸出的伸出口，所述伸出口设置于所述上机械臂3的另一端。

本发明的无死角晶圆机器人通过上述大角度运动末端执行机构4在搬运晶圆时候，能够提供更为丰富的旋转搬运角度，实现角度更为刁钻运动轨迹，也即能够规划出更为效率的运行轨迹。

在本实施例中，如图1以及图2所示，所述无死角晶圆机器人还包括上述第二末端执行器46，同时还包括所述第二驱动组件45、与第二驱动组件45相连的所述第二传动组件47，所述第二传动组件47与所述第二末端执行器46相连，所述第二传动组件47包括第二空心转轴471以及第二轴承472，所述第二空心转轴471套设于所述第一空心转轴431上并通过所述第一下轴承434的连接，所述第二轴承472套设于所述第二空心转轴471的外侧并固定设置；进一步的，在本实施例中，所述第二轴承472固定于所述上机械臂3的伸出口处。

再进一步的，在本实施例中，如图1以及图2所示，所述第二空心转轴471包括依次一体成型的承载部471a、连接部471b以及传动部471c，其中所述第二空心转轴471的外轮廓呈喇叭状的扩散结构，从传动部471c、连接部471b至承载部471a其对应的转轴半径越来越大，所述传动部471c与所述连接部471b的连接处设置有台阶，所述台阶架设于所述第二轴承472上，同时第二轴承472的上方还设置有用以限位所述第二轴承472的第二轴承盖板48，同时所述第二轴承盖板48的与所述连接部471b的间隙设置有第二O型圈473用以提高整个设备的密闭性，避免第二轴承472旋转过程中产生的粉尘从第二轴承盖板48以及第二空心转轴471的间隙中溢出。

更进一步的，在本实施例中，如图1所示，所述第一驱动组件41以及第二驱动组件45设置于所述上机械臂3的内腔的中部，分别通过第一传动带412以及第二传动带452将驱动力传输给第一传动轮411以及第二传动轮，进而带动第一末端执行器42以及第二末端执行器46动作，此种结构合理利用了上机械臂3的内腔空间，进而有充足的空间去适配可以满足大载荷要求的第一驱动电机413及第二驱动电机453。

在本实施例中，如图5所示，所述升降机构11包括升降底座111、升降驱动装置112以及丝杠结构113，所述丝杠结构113包括丝杆113a以及设置于所述丝杆113a上的螺母座113b，所述丝杆113a与所述升降驱动装置112相连，所述升降底座111与所述螺母座113b相连，所述下机械臂2与所述升降底座111相连，所述升降驱动装置112带动所述丝杆113a顺时钟或者逆时针转动进而带动所述升降底座111上升或者下架，进而起到控制对应的第一末端执行器42以及第二末端执行器46在竖直方向上的运动的作用；再进一步的，在本实施例中，所述升降机构11还包括与所述升降驱动装置112的升降减速器114。

在本实施例中，如图1以及图5所示，所述下机械臂2包括下机械臂主体21、下转轴22以及与所述下转轴22相连的下驱动组件23，所述下机械臂主体21与所述下转轴22相连，并通过所述下转轴22带动所述下机械臂主体21转动，所述下驱动组件23设置于所述升降底座111上，所述下驱动组件23转动带动所述下转轴22转动，进而带动所述下机械臂2在水平方向转动，从而达到控制对应的第一末端执行器42以及第二末端执行器46在水平方向上的运动的效果；进一步的，在本实施例中，所述下驱动组件23包括下驱动电机231以及与所述下驱动电机231相连的下减速器232，所述下驱动电机231通过所述下减速器232与所述下转轴22相连。

在本实施例中，所述下机械臂2还包括下限位结构，所述下限位结构包括设置于所述下机械臂主体21与所述下转轴22相连一端的下限位销，以及固定设置于所述下限位销转动路径上的下限位块，所述下限位块固定于所述固定基座1内，通过所述下限位销以及下限位块对所述下机械臂2的转动角度进行限位，避免了设置于所述下机械臂2内部的电控线缆的缠绕，保证了本发明的无死角晶圆机器人的稳定运行；具体的，在本实施例中，所述下机械臂2的转动角度为±171°，从而能够提供更为丰富的旋转搬运角度，本实施例的无死角晶圆机器人也能够据此规划出更为效率的运行轨迹。

在本实施例中，如图1以及图5所示，所述上机械臂3包括上机械臂主体31以及与所述上机械臂主体31相连的上驱动组件32，所述上转轴主体转动设置于所述下机械臂主体21的另一端，所述上驱动组件32设置于所述下机械臂2的内腔中，所述上驱动组件32包括上减速器323、上传动轮324、上驱动电机321以及上传动带322，所述上机械臂主体31与所述传动带相连，所述上驱动电机321通过上减速器323连接所述上传动带322带动所述上传动轮324，进而带动所述上机械臂3在水平方向转动，从而达到控制对应的第一末端执行器42以及第二末端执行器46在水平方向上的运动的效果。

在本实施例中，如图5所示，所述的上机械臂3还包括旋转密封机构33，所述的旋转密封机构33包括连接法兰331、上第一O型圈332、上第二O型圈333，所述上第一O型圈332以及上第二O型圈333分别用来封闭连接法兰331与所述上机械臂3以及下机械臂2的间隙；所述的连接法兰331与上减速机相连接，所述的上减速机通过连接法兰331与所述上机械臂3固定。

在本实施例中，如图6所示，所述上机械臂3还包括上限位结构，所述上限位结构包括设置于所述下机械臂主体21与所述上机械臂3相连一端的上限位销211，以及固定设置于所述上限位销211转动路径上的上限位块311，所述上限位块311固定于所述上机械臂主体31上，通过所述上限位销211以及上限位块311对所述上机械臂3的转动角度进行限位，避免了设置于所述上机械臂3内部的电控线缆的缠绕，保证了本发明的无死角晶圆机器人的稳定运行；具体的，在本实施例中，在本实施例中，所述上机械臂3的转动角度为±176°，从而能够提供更为丰富的旋转搬运角度，本实施例的无死角晶圆机器人也能够据此规划出更为效率的运行轨迹。

综上所述，本发明的大角度运动末端执行机构及无死角晶圆机器人通过两端同时活动设置的活动销49分别对第一弧形限位槽421a以及第二弧形限位槽441a限位，实现了第一末端执行器42以及第二末端执行器46间更大的相对旋转角度，进而满足了对应的无死角晶圆机器人在搬运晶圆是能够规划出更为效率的运行轨迹，进而解决了现有技术中的末端执行机构无法提供越来越复杂的半导体制程所需的大角度执行手腕转动功能，进而影响生产效率的问题。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种大角度运动末端执行机构，其特征在于，包括：

第一末端执行器(42)以及第二末端执行器(46)；

第一传动组件(43)以及第二传动组件(47)，所述第一传动组件(43)包括第一空心转轴(431)，所述第二传动组件(47)包括第二空心转轴(471)，所述第二空心转轴(471)套设于所述第一空心转轴(431)上，所述第一末端执行器(42)以及第二末端执行器(46)分别与所述第一空心转轴(431)以及第二空心转轴(471)相连，所述第一空心转轴(431)以及第二空心转轴(471)分别带动所述第一末端执行器(42)以及第二末端执行器(46)围绕轴心转动，且所述第一末端执行器(42)设置于所述第二末端执行器(46)的上方；

第一限位结构，所述第一限位结构包括开设于所述第一末端执行器(42)底部以及第二末端执行器(46)的顶部的第一弧形限位槽(421a)以及第二弧形限位槽(441a)，及两端分别活动设置于所述第一弧形限位槽(421a)以及第二弧形限位槽(441a)的活动销(49)，通过控制所述活动销(49)分别在所述第一弧形限位槽(421a)以及第二弧形限位槽(441a)内滑动以实现所述第一末端执行器(42)以及第二末端执行器(46)间的相对旋转。

2.根据权利要求1所述的大角度运动末端执行机构，其特征在于：所述大角度运动末端执行机构(4)还包括第一驱动组件(41)以及第二驱动组件(45)，所述第一驱动组件(41)以及第二驱动组件(45)分别与所述第一传动组件(43)以及第二传动组件(47)相连并通过所述第一传动组件(43)以及第二传动组件(47)带动所述第一末端执行器(42)以及第二末端执行器(46)动作。

3.根据权利要求2所述的大角度运动末端执行机构，其特征在于：所述第二驱动组件(45)包括第二主动传动轮(454)、第二被动传动轮(451)、第二传动带(452)以及第二驱动电机(453)，所述第二被动传动轮(451)与所述第二空心转轴(471)相连，所述第二主动传动轮(454)与所述第二驱动电机(453)相连，所述第二主动传动轮(454)以及第二被动传动轮(451)通过第二传动带(452)相连，所述第二驱动电机(453)通过第二传动带(452)带动所述第二空心转轴(471)转动，进而带动所述第二末端执行器(46)动作。

4.根据权利要求3所述的大角度运动末端执行机构，其特征在于：所述大角度运动末端执行机构(4)还包括第二限位结构，所述第二限位结构包括设置于所述第二主动传动轮(454)上的限位销(454a)，以及固定设置于所述限位销(454a)转动路径上的限位钉(454b)。

5.根据权利要求4所述的大角度运动末端执行机构，其特征在于：所述第二主动传动轮(454)与第二被动传动轮(451)的齿数比为2:1。

6.一种无死角晶圆机器人，其特征在于，包括：

固定基座(1)，所述固定基座(1)内设置有升降机构(11)；

下机械臂(2)，所述下机械臂(2)水平设置，且其一端转动设置于所述升降机构(11)上；

上机械臂(3)，所述上机械臂(3)水平设置，且其一端转动设置于所述下机械臂(2)的另一端，在所述上机械臂(3)的另一端设置有所述权利要求1至权利要求5任一项所述的大角度运动末端执行机构(4)，所述上机械臂(3)包括有容置所述第一传动组件(43)、第二传动组件(47)的内腔以及供所述第一末端执行器(42)及第二末端执行器(46)伸出的伸出口，所述伸出口设置于所述上机械臂(3)的另一端。

7.根据权利要求6所述的无死角晶圆机器人，其特征在于：所述下机械臂(2)包括下机械臂主体(21)、下转轴(22)以及与所述下转轴(22)相连的下驱动组件(23)，所述下机械臂主体(21)与所述下转轴(22)相连，并通过所述下转轴(22)带动所述下机械臂主体(21)转动。

8.根据权利要求7所述的无死角晶圆机器人，其特征在于：所述下机械臂(2)还包括下限位结构，所述下限位结构包括设置于所述下机械臂主体(21)与所述下转轴(22)相连一端的下限位销，以及固定设置于所述下限位销转动路径上的下限位块。

9.根据权利要求7所述的无死角晶圆机器人，其特征在于：所述上机械臂(3)包括上机械臂主体(31)以及与所述上机械臂主体(31)相连的上驱动组件(32)，所述上转轴主体转动设置于所述下机械臂主体(21)的另一端，所述上驱动组件(32)设置于所述下机械臂(2)的内腔中。

10.根据权利要求9所述的无死角晶圆机器人，其特征在于：所述上机械臂(3)还包括上限位结构，所述上限位结构包括设置于所述下机械臂主体(21)与所述上机械臂(3)相连一端的上限位销(211)，以及固定设置于所述上限位销(211)转动路径上的上限位块(311)。