CN117245684A - 一种真空机械手的微负压系统及真空机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械工程密封技术领域,尤其涉及一种真空机械手的微负压系统及真空机械手,包括:手臂部装、迷宫密封装置、微负压腔室、磁流体和微负压管路;手臂部装处于真空腔室内;迷宫密封装置两端分别与手臂部装和磁流体密封连接,迷宫密封装置用于隔绝磁流体与真空腔室;微负压腔室设置在迷宫密封装置周围,微负压腔室用于收集磁流体挥发的磁性液体分子;微负压管路一端与微负压腔室连通,另一端与外部真空泵连接,微负压管路用于将微负压腔室内的磁性液体分子排出以阻止磁性液体分子进入真空腔室内。本发明在磁流体与真空腔室之间设置迷宫密封装置进行隔绝,在迷宫密封装置周围设置微负压腔室收集磁性液体分子以阻止其进入真空腔室。
Description
技术领域
本发明涉及机械工程密封技术领域,尤其涉及一种真空机械手的微负压系统及真空机械手。
背景技术
随着经济的发展,国内外真空设备发展迅猛。在许多回转动密封装置上,磁流体密封得到了广泛的应用,例如在单晶硅炉、真空钎焊炉、真空熔炼炉、化学气相沉积、离子镀膜、液晶再生等真空设备的密封,以及高温高压设备及对环境要求较高的设备的密封。磁流体密封是指当磁流体注入磁场的间隙时,它可以充满整个间隙,形成一种“液体的O型密封圈”。
真空机械手主要应用于半导体生产工业中,实现晶圆及半导体半成品和成品在真空腔内的传输。而在真空机器人中,有应用于磁性流体密封结构进行真空旋转密封的。在传统技术中,应用磁流体密封的真空机械手在工作时,磁流体中的磁性液体会在高温真空状态下以分子状态会发至真空腔室内,从而影响真空腔室内的真空度及洁净度,影响半导体半成品和成品的运输。
发明内容
本发明的目的在于解决上述背景技术中的至少一个问题,提供一种真空机械手的微负压系统及真空机械手。
为实现上述目的,本发明的一种真空机械手的微负压系统,包括:
手臂部装、迷宫密封装置、微负压腔室、磁流体和微负压管路;
所述手臂部装处于真空腔室内;
所述迷宫密封装置一端与所述手臂部装密封连接,另一端与所述磁流体密封连接,所述迷宫密封装置用于隔绝所述磁流体与所述真空腔室;
所述微负压腔室设置在所述迷宫密封装置周围,所述微负压腔室用于收集所述磁流体挥发的磁性液体分子;
所述微负压管路一端与所述微负压腔室连通,另一端与外部真空泵连接,所述微负压管路用于将所述微负压腔室内的磁性液体分子排出以阻止磁性液体分子进入所述真空腔室内;
在所述迷宫密封装置外侧设置有第一波纹管和第二波纹管;
所述第一波纹管靠近所述迷宫密封装置设置;
所述微负压腔室形成于所述第一波纹管与迷宫密封装置之间以及所述第一波纹管与所述第二波纹管之间。
优选地,所述迷宫密封装置包括内轴、中轴、外轴和外密封套;
所述内轴、中轴和外轴的输入端与所述磁流体连接,输出端与所述手臂部装连接;
所述内轴与中轴之间、中轴与外轴之间轴承连接;
所述外密封套套设于所述外轴上,且所述外密封套通过第一安装法兰与所述磁流体密封连接。
优选地,在所述内轴、中轴和外轴的外壁上并排设置有多个扇齿,所述扇齿设置为弧形,且所述扇齿背离所述磁流体弯曲,所述扇齿用于阻止磁性液体分子外泄。
优选地,在所述迷宫密封装置外侧还套设有机械手安装法兰、微负压密封盘和驱动安装座;
所述机械手安装法兰与所述手臂部装密封连接,所述微负压密封盘和所述驱动安装座分别与所述机械手安装法兰密封连接;
所述微负压密封盘靠近所述迷宫密封装置设置。
优选地,所述第一波纹管一端与所述机械手安装法兰密封连接,另一端与所述第一安装法兰密封连接;
所述第二波纹管一端与所述微负压密封盘密封连接,另一端与所述磁流体密封连接。
优选地,还包括传动系统安装座,所述传动系统安装座套设于所述磁流体外侧;
所述传动系统安装座与所述驱动安装座固定连接。
优选地,所述微负压管路一端通过第一宝塔接头连接所述微负压密封盘,并穿过所述微负压密封盘与所述微负压腔室连通。
优选地,所述微负压管路另一端依次通过第二宝塔接头、扣紧夹环、真空法兰、密封圈与所述真空泵的吸气连接口连接。
优选地,所述真空腔室与所述微负压腔室连接同一所述真空泵。
为实现上述目的,本发明还提供一种含有上述中一种真空机械手的微负压系统的真空机械手。
基于此,本发明的有益效果为:
本发明公开了一种基于迷宫密封装置、磁流体及双层波纹管建立起高真空度及高洁净度单轴及多轴SCARA机器人的运动,利用迷宫密封装置及双层波纹管将磁流体与真空腔室隔绝开,在其之间形成一个新的腔体空间微负压腔室,再利用微负压管路连接微负压腔室与外部真空泵,在真空泵开始工作时,利用其管路短、空间小的优势,优先降低压力;在高真空状态下磁流体挥发出的分子在微负压腔室被直接排出腔室,无法进入真空腔室对其进行污染,从而保证高真空度及高洁净度的建立。
附图说明
图1示意性表示本发明一种实施方式的真空机械手的微负压系统的结构示意图;
图2示意性表示本发明一种实施方式的迷宫密封装置的结构示意图;
附图标记说明:手臂部装10,真空腔室101,机械手安装法兰102,迷宫密封装置20,内轴201,中轴202,外轴203,外密封套204,扇齿205,微负压腔室30,第一波纹管301,第二波纹管302,磁流体40,微负压管路50,微负压密封盘60,驱动安装座70,传动系统安装座80,真空泵吸气连接口90。
具体实施方式
现在将参照示例性实施例来论述本发明的内容。应当理解,论述的实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本发明的内容,而不是暗示对本发明的范围的任何限制。
如本文中所使用的,术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。
图1示意性表示本发明一种实施方式的真空机械手的微负压系统的结构示意图,图2示意性表示本发明一种实施方式的迷宫密封装置的结构示意图,如图1、2所示,本发明的一种真空机械手的微负压系统,包括:
手臂部装10、迷宫密封装置20、微负压腔室30、磁流体40和微负压管路50;
手臂部装10处于真空腔室101内;
迷宫密封装置20一端与手臂部装10密封连接,另一端与磁流体40密封连接,迷宫密封装置20用于隔绝磁流体40与真空腔室101;
微负压腔室30设置在迷宫密封装置20周围,微负压腔室30用于收集磁流体40挥发的磁性液体分子;
微负压管路50一端与微负压腔室30连通,另一端与外部真空泵连接,微负压管路50用于将微负压腔室30内的磁性液体分子排出以阻止磁性液体分子进入真空腔室101内。
本发明通过在磁流体40与手臂部装10之间设置有迷宫密封装置20,同时在迷宫密封装置20外侧设置有微负压腔室30,微负压腔室30通过微负压管路50与外界真空泵连接,当磁流体40的磁性液体挥发时,磁性液体分子会首先进入到微负压腔室30内,当微负压腔室30与真空腔室101同时与同一真空泵连接时,由于磁性液体分子至微负压腔室30的距离小于其至真空腔室101的距离,同时微负压腔室30的体积远小于真空腔室101,当真空泵抽吸时,使得磁性液体分子会先进入微负压腔室30,并沿微负压管路50直接被排出,使得磁性液体分子不会进入到真空腔室101内,进而无法影响到真空腔室101的真空度与洁净度。
进一步地,迷宫密封装置20包括内轴201、中轴202、外轴203和外密封套204;
内轴201、中轴202和外轴203的输入端与磁流体40连接,输出端与手臂部装10连接;
内轴201与中轴202之间、中轴202与外轴203之间轴承连接;
外密封套204套设于外轴203上,且外密封套204通过第一安装法兰(图中未示出)与磁流体40密封连接。
具体地,内轴201、中轴202和外轴203的输入端分别与磁流体40上的磁流体内轴、磁流体中轴和磁流体外轴的输出端对应连接,内轴201、中轴202和外轴203的输出端分别与手臂部装10上的手臂部装内轴、手臂部装中轴和手臂部装外轴的输入端对应连接;
第一安装法兰设置在外密封套204上,其下表面与磁流体40上的第二安装法兰(图中未示出)密封连接,两者之间通过氟橡胶O-Ring进行密封。
进一步地,在内轴201、中轴202和外轴203的外壁上并排设置有多个扇齿205,扇齿205设置为弧形,且扇齿205背离磁流体40弯曲,扇齿205用于阻止磁性液体分子外泄。
具体地,扇齿205设置为弧形且背离磁流体40弯曲,使得扇齿205整体为“伞”型,其可根据机械手臂的实际需求设置为单轴扇齿迷宫、双轴扇齿迷宫和多轴扇齿迷宫的不同形式进行匹配;
当磁性液体分子上升要进入真空腔室101内时,扇齿205会将磁性液体分子拦下并使其向两侧的方向移动,阻止其进入真空腔室101内。
进一步地,在迷宫密封装置20外侧设置有第一波纹管301和第二波纹管302;
第一波纹管301靠近迷宫密封装置20设置;
微负压腔室30形成于第一波纹管301与迷宫密封装置20之间以及第一波纹管301与第二波纹管302之间。
具体地,在迷宫密封装置20外侧还套设有机械手安装法兰102、微负压密封盘60和驱动安装座70;
机械手安装法兰102与手臂部装10密封连接,微负压密封盘60和驱动安装座70分别与机械手安装法兰102密封连接;
且微负压密封盘60靠近迷宫密封装置20设置。
如此,使得第一波纹管301一端与机械手安装法兰102的下表面密封连接,其另一端与第一安装法兰的上表面密封连接;第二波纹管302一端与微负压密封盘60的下表面密封连接,其另一端与磁流体40的第二安装法兰的上表面密封连接,使得机械手安装法兰102、迷宫密封装置20、第一波纹管301、微负压密封盘60、磁流体40以及第二波纹管302所包围区域形成微负压腔室30,由于微负压腔室30相较于真空腔室101更接近磁流体40,使得磁流体40挥发出的磁性液体分子先进入微负压腔室30,从而被真空泵抽吸,沿微负压管路50排出,使得磁性液体分子无法再进入真空腔室101,确保真空腔室101的真空度和洁净度。
其中,在第一波纹管301和第二波纹管302的两端分别设置有第三安装法兰,第一波纹管301与第二波纹管302均是通过第三安装法兰实现两个装置之间的密封连接,且以上密封连接均是通过使用氟橡胶O-Ring实现密封。
进一步地,本发明的真空机械手的微负压系统还包括传动系统安装座80,传动系统安装座80套设于磁流体40外侧,通过磁流体40上的第二安装法兰实现固定连接;
传动系统安装座80与驱动安装座70固定连接。
进一步地,微负压管路50一端通过第一宝塔接头(图中未示出)连接微负压密封盘60,并穿过微负压密封盘60与微负压腔室30连通。
微负压管路50另一端依次通过第二宝塔接头、扣紧夹环、真空法兰、密封圈(图中未示出)与真空泵吸气连接口90连接。
通过上述设置,使得微负压腔室30内的磁性液体分子能够经微负压管路50被真空泵抽吸走,进而防止磁性液体分子进入真空腔室101,进而减少其影响真空腔室101的真空度和洁净度。
为实现上述目的,本发明还提供一种含有上述一种真空机械手的微负压系统的真空机械手。
综上所述,本发明利用迷宫密封装置20及第一波纹管301、第二波纹管302形成的微负压腔室30将磁流体40与真空腔室101隔绝开,同时利用微负压管路50连接微负压腔室30与外部真空泵,在真空泵开始工作时,利用其管路短、空间小的优势,优先降低其压力,使得在高真空状态下磁流体40挥发出的分子在微负压腔室30直接被排出腔室,无法进入到真空腔室101内对其进行污染,从而保证真空腔室101的高真空度和高洁净度的建立。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
应理解,本发明的发明内容及实施例中各步骤的序号的大小并不绝对意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
Claims (10)
1.一种真空机械手的微负压系统,其特征在于,包括:
手臂部装、迷宫密封装置、微负压腔室、磁流体和微负压管路;
所述手臂部装处于真空腔室内;
所述迷宫密封装置一端与所述手臂部装密封连接,另一端与所述磁流体密封连接,所述迷宫密封装置用于隔绝所述磁流体与所述真空腔室;
所述微负压腔室设置在所述迷宫密封装置周围,所述微负压腔室用于收集所述磁流体挥发的磁性液体分子;
所述微负压管路一端与所述微负压腔室连通,另一端与外部真空泵连接,所述微负压管路用于将所述微负压腔室内的磁性液体分子排出以阻止磁性液体分子进入所述真空腔室内;
在所述迷宫密封装置外侧设置有第一波纹管和第二波纹管;
所述第一波纹管靠近所述迷宫密封装置设置;
所述微负压腔室形成于所述第一波纹管与迷宫密封装置之间以及所述第一波纹管与所述第二波纹管之间。
2.根据权利要求1所述的一种真空机械手的微负压系统,其特征在于,所述迷宫密封装置包括内轴、中轴、外轴和外密封套;
所述内轴、中轴和外轴的输入端与所述磁流体连接,输出端与所述手臂部装连接;
所述内轴与中轴之间、中轴与外轴之间轴承连接;
所述外密封套套设于所述外轴上,且所述外密封套通过第一安装法兰与所述磁流体密封连接。
3.根据权利要求2所述的一种真空机械手的微负压系统,其特征在于,在所述内轴、中轴和外轴的外壁上并排设置有多个扇齿,所述扇齿设置为弧形,且所述扇齿背离所述磁流体弯曲,所述扇齿用于阻止磁性液体分子外泄。
4.根据权利要求2所述的一种真空机械手的微负压系统,其特征在于,在所述迷宫密封装置外侧还套设有机械手安装法兰、微负压密封盘和驱动安装座;
所述机械手安装法兰与所述手臂部装密封连接,所述微负压密封盘和所述驱动安装座分别与所述机械手安装法兰密封连接;
所述微负压密封盘靠近所述迷宫密封装置设置。
5.根据权利要求4所述的一种真空机械手的微负压系统,其特征在于,所述第一波纹管一端与所述机械手安装法兰密封连接,另一端与所述第一安装法兰密封连接;
所述第二波纹管一端与所述微负压密封盘密封连接,另一端与所述磁流体密封连接。
6.根据权利要求4所述的一种真空机械手的微负压系统,其特征在于,还包括传动系统安装座,所述传动系统安装座套设于所述磁流体外侧;
所述传动系统安装座与所述驱动安装座固定连接。
7.根据权利要求4所述的一种真空机械手的微负压系统,其特征在于,所述微负压管路一端通过第一宝塔接头连接所述微负压密封盘,并穿过所述微负压密封盘与所述微负压腔室连通。
8.根据权利要求7所述的一种真空机械手的微负压系统,其特征在于,所述微负压管路另一端依次通过第二宝塔接头、扣紧夹环、真空法兰、密封圈与所述真空泵的吸气连接口连接。
9.根据权利要求3所述的一种真空机械手的微负压系统,其特征在于,所述真空腔室与所述微负压腔室连接同一所述真空泵。
10.一种真空机械手,其特征在于,包括权利要求1-9中任意一项所述的一种真空机械手的微负压系统。
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