CN203031604U

CN203031604U - 机器人

Info

Publication number: CN203031604U
Application number: CN2012207474679U
Authority: CN
Inventors: 古市昌稔; 胜田信一
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2022-12-31
Also published as: CN103241541A; KR20130089180A; US20130195599A1; TW201402288A; JP2013158849A

Abstract

本实用新型提供一种机器人，该机器人包括臂单元，该臂单元具有通过关节部能旋转地安装的基端部。所述臂单元包括壳体以及布置在所述壳体内的预定的构件。所述壳体的至少一部分由透明材料制成。

Description

机器人

技术领域

在此公开的实施方式涉及一种机器人。

背景技术

通常，所谓的水平多关节机器人公知为用于传送基板（例如半导体晶片等）的机器人。在水平多关节机器人中，将用作末端执行器的手安装在可摆动臂的末端部，以便相对于所述臂水平旋转。所述手能保持基板（例如，参见日本专利申请公报No.2011-224743）。

在这种类型的机器人中，常将用于驱动手的手驱动机构布置在所述臂的壳体内。将用于探测基板存在与否的传感器安装在所述手中。有时将电缆布置在所述臂的壳体内。

然而，在上述传统构造中，当试图检查例如所述手驱动机构或电缆时，在不移开附接至臂壳体的覆盖件的情况下，不能检查所述臂的内部状态。

实用新型内容

在此公开的实施方式提供一种机器人，该机器人使容易检查臂的内部状态。

根据本实施方式的一方面，该实施方式提供一种机器人，其包括臂单元，该臂单元具有通过关节部能旋转地安装的基端部，所述臂单元包括壳体以及布置在所述壳体内的预定的构件，其特征在于，所述壳体的至少一部分由透明材料制成。

根据本实施方式的第二方面，所述壳体的所述至少一部分为透明材料制成的窗口部。

根据本实施方式的第三方面，所述壳体包括具有预定刻度的指示器部，所述指示器部形成在所述透明材料中，或者形成在能透过所述透明材料视觉辨识的区域中。

根据本实施方式的第四方面，所述指示器部具有指示布置在所述壳体内的所述构件的许可变化范围的区域。

根据本实施方式的第五方面，在所述透明材料中或在能透过所述透明材料视觉辨识的区域中形成有以下标识，该标识用于指示所述臂单元内存在的检查区。

根据本实施方式的第六方面，所述臂单元具有末端部，手单元通过手枢轴以可旋转的方式附接至所述末端部，并且所述机器人还包括：布置在所述壳体内的缆线，该缆线使所述手单元与安装在预定安装表面上的基座单元相互连接，所述缆线的至少一部分位于能透过所述透明材料视觉辨识的区域中。

根据本实施方式的第七方面，所述臂单元还包括布置在所述壳体内以驱动所述手单元的手驱动机构，所述臂单元具有限定在所述手驱动机构与所述壳体的上表面之间的缆线处置空间，所述缆线被引入所述缆线处置空间中，使得能透过所述透明材料视觉辨识所述缆线。

根据本实施方式的第八方面，所述透明材料位于所述壳体的上表面上。

根据本实施方式的第九方面，所述臂单元还包括缠线器，该缠线器用于响应于所述手枢轴的旋转而缠绕被引入所述缆线处置空间中的所述缆线，透过所述透明材料能视觉辨识由所述缠线器缠绕或退绕的所述缆线的位置。

根据本实施方式的第十方面，所述臂单元包括：具有基端部的第一臂，所述基端部通过第一关节部以可旋转的方式附接至安装在预定安装表面上的基座单元；以及具有基端部的第二臂，所述第二臂的该基端部通过第二关节部以可旋转的方式附接至所述第一臂的末端部，所述第二臂具有末端部，手单元通过手枢轴以可旋转的方式附接至所述第二臂的末端部，所述透明材料位于所述第二臂的壳体中。

通过在此公开的实施方式，可容易地从臂的外部检查臂的内部状态。

附图说明

图1是示出根据本实施方式的机器人的示意性说明图。

图2是示出机器人的第二臂的垂直剖视的示意性说明图。

图3是示出安装在机器人的第二臂中的窗口部的示意性说明图。

图4是示出窗口部的变型例的示意性说明图。

具体实施方式

现将参照构成本实用新型的一部分的附图详细描述在此公开的机器人的一个实施方式。尽管以下将水平多关节机器人作为机器人的一个实施例进行描述，但是本实用新型并不限于以下描述的实施方式。

首先，将参照图1描述根据本实施方式的水平多关节机器人（在下文中被简单称作“机器人1”）的示意性构造。图1是示出根据本实施方式的机器人1的示意性说明图。

在下面的描述中，有时有此情况：机器人1的各个组件的相对位置关系由上下方向、左右方向以及前后方向限定。在此情况下，将图1所示的三维直角坐标系中的Z方向称作向上方向，将X方向称作水平右方，将Y方向称作前方。

参照图1，根据本实施方式的机器人1包括：基座单元2，该基座单元安装在预定的安装表面上，例如地板表面等；以及臂单元3，该臂单元关于基座单元2水平旋转地安装。臂单元3的末端设置有沿水平方向可旋转的手单元4。

基座单元2是机器人1的基座。在基座单元2内布置有提升机构（未示出），其用于驱动上下移动臂单元3的提升单元5。例如，可将采用马达与滚珠丝杠的公知机构用作提升机构。

通过形成为圆柱形的提升单元5，臂单元3被安装成相对于基座单元2的上表面沿垂直方向（Z方向）可滑动（参见图1中的双箭头100a）。

臂单元3包括第一臂6与第二臂7。第一臂6具有基端部，该基端部通过第一关节部61安装在提升单元5的上端，以能绕中心轴线101a水平旋转。

第二臂7具有基端部，该基端部通过第二关节部62安装在第一臂6的末端部中，以能绕中心轴线102a水平旋转。手单元4通过第三关节部63的手枢轴103（参见图2）安装在第二臂7的末端部中，以能绕中心轴线103a旋转。

手单元4是用于抓握例如晶片的末端执行器。手单元4包括第一手4a与第二手4b，两者形成叉形。

沿手枢轴103以间隔开的关系安装第一手4a与第二手4b。换言之，第一手4a与第二手4b以竖向重叠的状态附接至手枢轴103，以便能在预定旋转范围内独立旋转。

如图1中所示，第一手4a与第二手4b具有相同的构造。可选的是，第一手4a与第二手4b可具有不同的构造。在本实施方式中，将手单元4构造成包括两只手，但是手的数目并不限于此。

机器人1被安装在例如基板传输系统（未示出）中，并且可适用于传送基板，例如晶片等。基板传输系统与处理装置并排安装，该处理装置用于使基板经受例如清洗、蚀刻、灰化、化学气相沉积或曝光。不用说，可在不同点安装多个机器人1，以便在期望的位置间传送诸如基板之类的板状构件。

接着，将参照图2至图4详细描述机器人1的第二臂7的构造。

图2是示出机器人1的第二臂7的垂直剖视的示意性说明图。图3是示出安装在机器人1的第二臂7中的窗口部12的示意性说明图。图4是示出窗口部12的变型例的示意性说明图。

如图1与图2中所示，机器人1的第二臂7具有预定长度，并且包括作为外壳的箱形臂壳体70。臂壳体70的相对两端部形成为大体半圆环形的表面。臂壳体70在接近其末端的半部分具有预定厚度。臂壳体70在接近其基部端的另一半部分形成为具有小于所述预定厚度的厚度。

如图1中所示，第二臂7通过第二关节部62可旋转地连接至第一臂6的末端部。如图2中所示，用于以减小的速度驱动手枢轴103的手驱动机构8布置在臂壳体70中。

如图2中所示，本实施方式的手枢轴103包括第一手枢轴1031与第二手枢轴1032，第一手4a连接至第一手枢轴1031，第二手4b连接至第二手枢轴1032。换言之，形成管状的第一手枢轴1031插入内直径比第一手枢轴1031的外直径大的管状的第二手枢轴1032中。第一手枢轴1031与第二手枢轴1032具有共同的中心轴线103a。

手驱动机构8包括与第一手4a相应的机构和与第二手4b相应的机构，两个机构具有大体相同的构造。现将参照图2描述作为手驱动机构8的与第二手4b相应的机构。将省略对与第一手4a相应的机构的描述。

与第二手4b相应的手驱动机构8包括：马达9；驱动带轮81，该驱动带轮附接至马达9的驱动轴91（即，马达轴）；以及具有预定减速比的从动带轮82，该从动带轮直接附接至第二手枢轴1032。手驱动机构8还包括：具有预定减速比的中间带轮83，该中间带轮布置在驱动带轮81与从动带轮82之间；以及多个第一传送带，该第一传送带通过中间带轮83使驱动带轮81与从动带轮82操作地相互连接。

如图2中所示，中间带轮83包括驱动中间带轮831与驱动次级带轮832，该驱动次级带轮布置在驱动中间带轮831的正下方。驱动中间带轮831和驱动带轮81通过前端传动带84F相互操作连接。另一方面，驱动次级带轮832和从动带轮82通过后端传动带84R相互操作连接。

如图2中所示，马达9包括布置在第一臂6内的马达基端部90。马达9的驱动轴91的上部延伸到第二臂7的臂壳体70中。这有助于减小第二臂7的厚度。然而，如果不需要减小臂壳体70的厚度，那么就无需必然将马达9的马达基端部90布置在第一臂6内。换言之，可将马达9布置在第二臂7中。

如上所述，在根据本实施方式的机器人1中，用于以预定的转矩驱动第一手4a与第二手4b的手驱动机构8布置在第二臂7的臂壳体70内。

例如，用于探测基板存在与否的传感器安装在第一手4a与第二手4b中。第一缆线11a与第二缆线11b连接至所述传感器。

更具体地说，如图2中所示，来自第一手4a的第一缆线11a穿过管状的第一手枢轴1031的内部朝第一臂6延伸。来自第二手4b的第二缆线11b穿过缆线处置空间10朝第一臂6延伸，缆线处置空间10限定于布置在第二臂7内的手驱动机构8与臂壳体70的上表面之间。以此方式，将用于使手单元4与基座单元2相互连接的第一缆线11a与第二缆线11b布置在根据本实施方式的机器人1的臂壳体70内。

如图3中所示，在臂壳体70中安装有缠线器13，该缠线器在限制第二手4b旋转的同时，能防止从第二手4b延伸到缆线处置空间10中的第二缆线11b缠结。

缠线器13构造成响应于第二手枢轴1032的旋转而缠绕第二缆线11b。更具体地说，如图3中所示，缠线器13包括：环形缠绕部130，该缠绕部被安装为可与第二手枢轴1032一起旋转；以及连接体131，该连接体连接至第二缆线11b，并从缠绕部130突出。

如果第二手4b例如图3中所示逆时针旋转，那么第二缆线11b通过缆线通道132移动，并绕环形缠绕部130缠绕。

另一方面，如果第二手4b顺时针旋转，那么绕环形缠绕部130缠绕的第二缆线11b通过缆线通道132退绕至缆线处置空间10中。此时，第二缆线11b的弯曲部110向缆线处置空间10的内部移动（参见图3中的箭头110a）。

以此方式，将第二缆线11b引至其中布置有缠线器13的缆线处置空间10内，从而防止第二缆线11b发生不必要的松弛。因此，在第二手4b旋转期间能防止第二缆线11b扭曲，并确保第二缆线11b顺畅移动。也能限制第二手4b的旋转量。

如图1中所示，在如上构造的本实施方式的机器人1中，由透明材料制成的窗口部12安装在第二臂7的臂壳体70的上表面上，以便通过窗口部12能视觉辨识第二缆线11b的至少一部分。换言之，通过窗口部12能视觉辨识由缠线器13缠绕或退绕的第二缆线11b的位置。

可使用例如诸如丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂之类的树脂或强化玻璃，作为制作窗口部12的透明材料。

在本实施方式中，如此布置窗口部12，使得可通过窗口部12视觉辨识在缆线处置空间10中的第二缆线11b的弯曲部110的位置。通过以此方式视觉辨识第二缆线11b的弯曲部110的位置，能容易地从臂壳体70的外部检查第二缆线11b的运动。

如图3中所示，在制作窗口部12的透明材料中设置具有预定刻度121的指示器部122。

在指示器部122中限定缆线位置许可区122c，该缆线位置许可区用于指示第二缆线11b的许可运动范围。

在根据本实施方式的指示器部122中，在缆线位置许可区122c的左侧和右侧限定异常区122a与异常区122b。更具体地说，如果第二手4b超出限定的旋转量旋转，那么第二缆线11b的弯曲部110位于偏离缆线位置许可区122c的位置，即，在异常区122a和异常区122b之一中。这从外部一眼就能辨识出。

通过将窗口部12安装在第二臂7中，并通过窗口部12视觉辨识第二缆线11b的运动，可容易地确定第二手4b是否超出限定的旋转量旋转。

由于从外部就可轻易地发现第二缆线11b的异常，所以当出现故障时可及时检查第二缆线11b，并及时执行适当的紧急维修。

如图4中所示，可在制作窗口部12的透明材料中形成一个或多个标识123，用于指示臂壳体70中的检查区。

由于标识123的存在，希望通过窗口部12视觉辨识多个检查区的检查员可容易地获悉需要引起注意的窗口部12的区域。

例如，取决于缆线处置空间10的结构，窗口部12可形成为使得能视觉辨识安装在下侧的手驱动机构8的带。在这种情况下，可将标识123中之一（位于图4中的左侧）布置为指示用于检查所述带的视觉辨识区域，可将另一标识123布置为指示用于检查第二缆线11b的视觉辨识区域。

借助这种构造，使得通过窗口部12既能检查第二缆线11b又能检查手驱动机构8。借助适当布置标识123，检查员（专家或者新手）可无疏漏地执行必要的检查任务。

标识123与指示器部122可不由例如树脂或玻璃的透明材料直接形成，而是可形成在臂壳体70内的可透过透明材料视觉观察的区域中。

为了通过根据本实施方式的窗口部12检查所述臂的内部，需要检查员从窗口部12的正上方观察臂的内部。例如，可将反射镜或棱镜布置在臂壳体70中，以便可从窗口部12的斜上侧视觉辨识所述臂的内部。由于这种构造，即便检查员之间存在身高的显著差异，各位检查员也能进行视觉辨识。

窗口部12的安装位置不限于第二缆线11b的弯曲部110所在的位置。可将窗口部12安装在需要观看并检查臂壳体70内部的不同区域。

在根据本实施方式的机器人1中，窗口部12安装在第二臂7的臂壳体70的上表面上。然而，并未对目标安装臂、安装位置以及安装数量施加限制。例如，窗口部12可安装在布置有预定构件的其它臂中，例如第一臂6。

可任意设置窗口部12的安装位置与安装数量。只要能视觉观看并检查布置在臂中的预定构件，臂壳体70的至少一部分可由透明材料制成。

由于臂壳体70的至少一部分可由透明材料制成而不必安装窗口部12，所以可以想到可将臂壳体70形成为由具有所需强度的透明强化树脂或强化玻璃制成的骨架结构。

如上所述，对于根据本实施方式的机器人1，容易通过窗口部12从外部视觉辨识布置在臂壳体70内的第二缆线11b与手驱动机构8。因此，在开始工作前，可通过对第二缆线11b的观察结果确定第二手4b的位置是否合适。也能及时维修第二缆线11b与手驱动机构8。

在上述的机器人1中，第二臂7的基端部通过第二关节部62而可旋转地附接至第一臂6。在第二臂7的末端部中安装作为输出轴的手枢轴103。用于以减小的速度驱动手枢轴103的手驱动机构8布置在第二臂7内。

然而，输出轴不限于手枢轴103。当然，能驱动输出轴的任何其它驱动机构可用来替代手驱动机构8。不用说，用于容纳这种驱动机构的臂不限于第二臂7。换言之，只需要窗口部12能使检查员视觉辨识布置在臂内的构件的状态即可。可根据需要任意改变窗口部12的安装位置。

臂单元3不限于能通过关节部水平旋转的类型。臂单元3可水平及垂直旋转，或者仅可垂直旋转。倘若臂单元3仅垂直旋转，那么作为末端执行器的手单元4仅可允许水平旋转。

本领域的那些技术人员可轻易获得其它效果以及其它变型例。为此，本公开的广义方面并不限于上述示出以及描述出的详细的公开以及代表性的实施方式。因此，在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的宗旨和范围的情况下，能以多种不同的形式对本公开进行变型。

Claims

1.一种机器人，该机器人包括：

臂单元，该臂单元具有通过关节部能旋转地安装的基端部，所述臂单元包括壳体以及布置在所述壳体内的预定的构件，

其特征在于，所述壳体的至少一部分由透明材料制成。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述壳体的所述至少一部分为透明材料制成的窗口部。

3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述壳体包括具有预定刻度的指示器部，所述指示器部形成在所述透明材料中，或者形成在能透过所述透明材料视觉辨识的区域中。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述指示器部具有指示布置在所述壳体内的所述构件的许可变化范围的区域。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机器人，其特征在于，在所述透明材料中或在能透过所述透明材料视觉辨识的区域中形成有以下标识，该标识用于指示所述臂单元内存在的检查区。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的机器人，其特征在于，所述臂单元具有末端部，手单元通过手枢轴以可旋转的方式附接至所述末端部，并且

所述机器人还包括：布置在所述壳体内的缆线，该缆线使所述手单元与安装在预定安装表面上的基座单元相互连接，所述缆线的至少一部分位于能透过所述透明材料视觉辨识的区域中。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述臂单元还包括布置在所述壳体内以驱动所述手单元的手驱动机构，所述臂单元具有限定在所述手驱动机构与所述壳体的上表面之间的缆线处置空间，所述缆线被引入所述缆线处置空间中，使得能透过所述透明材料视觉辨识所述缆线。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的机器人，其特征在于，所述透明材料位于所述壳体的上表面上。

9.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，所述臂单元还包括缠线器，该缠线器用于响应于所述手枢轴的旋转而缠绕被引入所述缆线处置空间中的所述缆线，透过所述透明材料能视觉辨识由所述缠线器缠绕或退绕的所述缆线的位置。

10.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述臂单元包括：具有基端部的第一臂，所述基端部通过第一关节部以可旋转的方式附接至安装在预定安装表面上的基座单元；以及具有基端部的第二臂，所述第二臂的该基端部通过第二关节部以可旋转的方式附接至所述第一臂的末端部，所述第二臂具有末端部，手单元通过手枢轴以可旋转的方式附接至所述第二臂的末端部，所述透明材料位于所述第二臂的壳体中。