CN202948907U - 一种基底传输机器手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基底传输机器手，包括：升降结构、旋转结构、伸缩结构和末端执行器，所述升降结构与所述旋转结构连接并驱动所述旋转结构上下运动，所述旋转结构与所述伸缩结构连接，所述伸缩结构与所述末端执行器连接，所述旋转结构带动所述伸缩结构与末端执行器随所述旋转结构转动。本实用新型提高了对于末端执行器的支撑，从而增强了整个基底传输机器手的刚度，有效扩展机器手行程及负载能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业用机器人技术领域，特别涉及一种基底传输机器手。
背景技术
光刻设备是一种将掩模图案曝光成像到硅片上的设备。在光刻机等众多半导体设备中，传输系统是光刻设备的一个重要组成部分，需要快速、准确、可靠地传输基底或硅片等物料，上述的传输过程即由传输系统完成。而基底传输机器手在传输系统中又扮演着重要的角色，微电子技术的发展，使得集成电路制造技术及其装备总是处于不断的变革之中。随着集成电路制造行业技术不断发展，芯片刻线精度不断提高，硅片尺寸变大，对基底传输机器手提出了更高要求。基底传输机器手自身要实现三种运动，即：升降运动，旋转运动，以及直线伸缩运动，最终使基底传输机器手中的末端执行器完成基底或硅片等物料的传输工作。
基底传输机器手是具有模仿人手功能并可完成各种作业的自动控制设备，这种基底传输机器手有多关节连接并且允许在平面或者三维空间进行运动或使用线性位移移动。从基底传输机器手行走运动原理，可分为直角座标型、圆柱座标型、极座标型和关节座标型。这种自动控制设备以完成腕部以及手部的动作为主要素求，可以由熟练的操作者根据作业需求设定一定的指定动作，随后由基底传输机器手来完成此类动作。
名称为一种净化机器人，公开号为CN1935469A的发明申请中，公开了一种用于集成电路制造中不同模块之间实现硅片传输的净化机器人。题述发明专利并未针对大负载或大行程进行设计，仅通过采用质量较轻、硬度较高的材料用以提高臂体刚度，在大负载或大行程下，机械手臂体会由于悬臂结构导致末端执行器刚度不足发生形变，无法满足高精度的传输需求，影响工作精度。
实用新型内容
本实用新型提供了一种基底传输机器手，以解决的技术问题在于，针对在大负载或大行程下，机械手臂体会由于悬臂结构导致末端执行器刚度不足发生形变，无法满足高精度的传输需求，影响工作精度的问题。
本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案在于：
一种基底传输机器手，包括：升降结构、旋转结构、伸缩结构和末端执行器，所述升降结构与所述旋转结构连接并驱动所述旋转结构上下运动，所述旋转结构与所述伸缩结构连接，所述伸缩结构与所述末端执行器连接，所述旋转结构带动所述伸缩结构与末端执行器随所述旋转结构转动。
在所述的基底传输机器手中，所述伸缩结构包括：连杆和两组传动臂结构；所述连杆连接所述两组传动臂结构。
在所述的基底传输机器手中，每组所述传动臂结构包括：大臂体和小臂体；所述大臂体和小臂体铰接连接。
在所述的基底传输机器手中，所述大臂体包括：大臂体中心同步带轮和大臂体行星同步带轮；所述小臂体包括：小臂体中心同步带轮和小臂体行星同步带轮。
在所述的基底传输机器手中，所述大臂体行星同步带轮和所述小臂体中心同步带轮铰接连接。
在所述的基底传输机器手中，所述小臂体行星同步带轮与所述末端执行器连接。
在所述的基底传输机器手中，所述大臂体中心同步带轮与所述大臂体行星同步带轮之间的传动比为2：1。
在所述的基底传输机器手中，所述小臂体中心同步带轮与所述小臂体行星同步带轮之间的传动比为1：2。
在所述的基底传输机器手中，两组所述大臂体行星同步带轮和所述小臂体中心同步带轮铰接处连接所述连杆；所述连杆与两组所述大臂体形成第一双摇杆机构；末端执行器与两组所述小臂体形成第二双摇杆机构。
在所述的基底传输机器手中，所述大臂体与小臂体均采用封闭型空心结构。
实施本实用新型的一种基底传输机器手，具有以下有益效果：提高了对于末端执行器的支撑，从而增强了整个基底传输机器手的刚度，有效扩展机器手行程及负载能力。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型实施例的一种基底传输机器手的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的大臂体与小臂体运动方式Ⅰ的结构示意图；
图3是本实用新型实施例的大臂体与小臂体运动方式Ⅱ的结构示意图；
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种基底传输机器手作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
请参考图1，其为本实用新型实施例的一种基底传输机器手的结构示意图。如图1所示，一种基底传输机器手，包括：升降结构Y、旋转结构W、伸缩结构X和末端执行器12，所述升降结构Y与所述旋转结构W连接并驱动所述旋转结构W上下运动，所述旋转结构W与所述伸缩结构X连接，所述伸缩结构X与所述末端执行器12连接，所述旋转结构W带动所述伸缩结构X与末端执行器12随所述旋转结构W转动，也就是说基底传输机器手具有R向直线伸缩、T向旋转和Z向升降三维空间运动。
在本实施例中，所述升降结构Y包括：Z向伺服电机2、同步齿形带传动副3、内套筒4、内套筒连接板5和设置在内套筒4内的滚珠螺母，同步齿形带传动副3和内套筒4通过同步带连接。Z向伺服电机2通过同步齿形带传动副3减速，带动其大同步齿型带轮旋转，大同步齿型带轮通过键联接带动滚珠丝杠旋转，其旋转被滚珠螺母转化为沿Z向的直线运动，导向轴18提供导向，从而推动与内套筒连接板5固连的内套筒4及其上的旋转结构W上下运动。电机旋转运动经同步带轮6、同步带轮19传动后旋转结构W转台16运动，完成机械手T向旋转。其中，内套筒连接板5通过将支撑旋转结构W的内套筒与滚珠螺母连接，实现基底传输机器手两个方向运动的关联，使得机器手不仅可以做T向旋转，还可以沿Z向上下运动。
另外，在本实施例的基底传输机器手中，伸缩结构X包括连杆13和两组传动臂结构；连杆13连接所述两组传动臂结构。每组传动臂结构包括：大臂体15和小臂体14；大臂体15和小臂体14铰接连接。
进一步的，大臂体15包括：大臂体中心同步带轮8和大臂体行星同步带轮9；大臂体中心同步带轮8作为第一组同步带传动的中心轮，通过轴承固定于大臂体15中心轴上，大臂体行星同步带轮9为第一组同步带传动的行星轮；同时，大臂体15和连杆14通过轴承铰接，形成第一双摇杆机构（即通过伸缩结构X中的两个大臂体15和连杆13实现第一层次的摇杆功能/机构），相对于单一臂体结构，可以在增加臂体长度的同时保证传送可靠并提供更长的使用寿命，减少由于同步带传动时形变造成的末端振动，降低系统控制的复杂性。
进一步的，小臂体14包括：小臂体中心同步带轮10和小臂体行星同步带轮11。大臂体行星同步带轮9和所述小臂体中心同步带轮10铰接连接。小臂体中心同步带轮10作为第二组同步带传动的中心轮，与小臂中心同步带轮支座固联，保持静止，小臂体行星同步带轮11为第二组同步带传动的行星轮；同时，小臂体14和末端执行器12通过螺栓连接，形成第二双摇杆机构（即通过伸缩结构X中的两个小臂体14和末端执行器12实现第二层次的摇杆功能/机构），逐级保证传送稳定可靠。
特别的，大臂体15和小臂体14均采用封闭型空心结构。，不仅有利于提高结构刚度，而且空心内部可以布置安装驱动装置、传动机构机管线，使整体结构紧凑，外观整齐。本实施例中，大臂体15和小臂体14的结构可以使电气与气路走线分离，方便安装维护。
通过两组传动臂结构可以看出，多个零件形成两组串联的周转轮系，其中，大臂体中心同步带轮8与所述大臂体行星同步带轮9之间的传动比为2：1，小臂体中心同步带轮10与所述小臂体行星同步带轮11之间的传动比为1：2，并且两组同步带传动的中心距相等，以满足末端直线伸缩运动。当大臂体15被伺服电机7驱动旋转时，从而驱动大臂体行星同步带轮9，接着传动到小臂体行星同步带轮11，通过第二双摇杆传输，驱动末端执行器12。在两组串联的周转轮系的共同作用下，使末端执行器12始终沿着径向方向做直线伸缩运动。
请参考图2，其为本实用新型实施例的的大臂体与小臂体运动方式Ⅰ的结构示意图。如图2所示，所述第一双摇杆机构与第二双摇杆机构沿大臂体行星同步带轮9方向向外延伸。此类连接方式适合于大范围，远距离基底传输。
请参考图3，其为本实用新型实施例的的大臂体与小臂体运动方式Ⅱ的结构示意图。如图3所示，所述第一双摇杆机构与第二双摇杆机构沿大臂体行星同步带轮9方向向内延伸。此类连接方式适合于小范围，近距离基底传输。
有此可见，我们可以根据所需的运行角度，进行不同的排列，有效扩展基底传输机器手行程及负载能力。
通过上述结构的结合，两个大臂体15和连杆13形成第一双摇杆机构；两个小臂体14和末端执行器12形成第二双摇杆机构，增强整体臂体刚度，逐级保证传送稳定可靠，有效扩展基底传输机器手行程及负载能力。
上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种基底传输机器手，其特征在于，包括：升降结构、旋转结构、伸缩结构和末端执行器，所述升降结构与所述旋转结构连接并驱动所述旋转结构上下运动，所述旋转结构与所述伸缩结构连接，所述伸缩结构与所述末端执行器连接，所述旋转结构带动所述伸缩结构与末端执行器随所述旋转结构转动。
2.根据权利要求1所述的基底传输机器手，其特征在于，所述伸缩结构包括：连杆和两组传动臂结构；所述连杆连接所述两组传动臂结构。
3.根据权利要求2所述的基底传输机器手，其特征在于，每组所述传动臂结构包括：大臂体和小臂体；所述大臂体和小臂体铰接连接。
4.根据权利要求3所述的基底传输机器手，其特征在于，所述大臂体包括：大臂体中心同步带轮和大臂体行星同步带轮；所述小臂体包括：小臂体中心同步带轮和小臂体行星同步带轮。
5.根据权利要求4所述的基底传输机器手，其特征在于，所述大臂体行星同步带轮和所述小臂体中心同步带轮铰接连接。
6.根据权利要求4所述的基底传输机器手，其特征在于，所述小臂体行星同步带轮与所述末端执行器连接。
7.根据权利要求4所述的基底传输机器手，其特征在于，所述大臂体中心同步带轮与所述大臂体行星同步带轮之间的传动比为2：1。
8.根据权利要求4所述的基底传输机器手，其特征在于，所述小臂体中心同步带轮与所述小臂体行星同步带轮之间的传动比为1：2。
9.根据权利要求5所述的基底传输机器手，其特征在于，两组所述大臂体行星同步带轮和所述小臂体中心同步带轮铰接处连接所述连杆；所述连杆与两组所述大臂体形成第一双摇杆机构；末端执行器与两组所述小臂体形成第二双摇杆机构。
10.根据权利要求3-9中任意一项权利要求所述的基底传输机器手，其特征在于，所述大臂体与小臂体均采用封闭型空心结构。
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- 2013-01-30 CN CN 201220540021 patent/CN202948907U/zh not_active Expired - Lifetime
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