200823026 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於水平多關節機械臂，是使用於用來搬運 工件（稱作「搬運對象物」）的搬運系統等，藉由多關節 臂部，使工件在同一水平面內直線移動來進行移載。 【先前技術】 在製造半導體基板或液晶顯不板等的工廠，會在不同 的位置，將多種步驟的處理實施於成爲其材料的平板狀材 料（半導體晶圓或玻璃板），而將收容有該平板狀材料的 托盤等的搬運對象物也就是工件，在潔淨室內進行搬運的 搬運系統是必須的裝置，在該搬運系統，是使用藉由多關 節臂部’來使工件在同一水平面內直線移動的水平多關節 機械臂。 之所以在潔淨室內，使用多關節臂型的水平多關節機 械臂（用來移載工件的一種移載裝置），是爲了要減少產 生污染潔淨室的粒子。 第1 5圖就是這種水平多關節機械臂，是顯示本發明 的先前技術的水平多關節機械臂的一例，（a )是其俯視 圖，（b)是其縱剖面圖。該水平多關節機械臂是記載於 專利文獻1。 該水平多關節機械臂〗00，具備有：一個基台1〇1、 分別可自由旋轉地安裝於該基台101的一對基端側臂102 、：102’、可自由旋轉地安裝於該一對基端側臂1〇2、〗〇2, -4- 200823026 的各前端的一對前端側臂l〇3、103’、以及在該一對前端 側臂1 03、1 〇3 ’的前端側分別可自由旋轉地設置的一對移 載臂 105、1〇5’。 上述分別可自由旋轉地連結著的基台1 〇1、基端側臂 102、102’、前端側臂103、103’稱爲自由臂（沒有圖號） 〇 在該自由臂，在基台1 〇 1設置有：將一對基端側臂 102、102’的基端側分別獨立來旋轉驅動的減速馬達106、 106、 而在基端側臂1〇2、102’、前端側臂103、103’的內部 ，在其基端側的固定側與前端側的旋轉側設置有齒數2 : 1 的正時皮帶輪’且設置有：將該皮帶輪以正時皮帶連結的 差動連動機構 l〇2a、102a’、l〇3a、103a，。 該差動連動機構l〇2a、102a，、103a、103a，，例如針 對基端側臂1 〇 2來看的話，當藉由減速馬達丨〇 6來讓該基 端側臂1 〇 2朝順時鐘方向旋轉1 〇度時，會藉由差動連動 機構1 0 2 a讓則_側臂1 0 3朝逆時鐘方向旋轉1 〇度，結果 ，讓移載臂105、1〇5’的前端仍維持同樣方向，而確保前 進後退這樣所謂的水平多關節機械臂的基本動作。 該水平多關節機械臂1〇〇，內置有該差動連動機構 102a、l〇2a’、103a、l〇3a’，將分別具備有移載臂1〇5、 105’的自由臂獨立而使其鏡像作動，而可從其中一方的移 載臂105朝另一方的移載臂1〇5,交接工件（沒有圖示）， 而可提高作業效率。 200823026 另一方面’工件也就是平板狀材料（半導體晶圓或玻 璃板），近年來越來越大型化，重量也越增加，水平多關 節機械臂也需要能因應這種情形。 可是，對於構成該水平多關節機械臂100的單體的自 由臂，如果可移載重量增加的話，自由臂全體會大型化， 伴隨著移載臂105、105’的移載面也會變高，移載時不能 利用的最低離地高度變高，則會有死角空間增加的問題。 而爲了要穩定地移載更大型化（佔有廣大面積）的工 件，用來支承工件的支點軸有兩處較佳。 因此，提出了雙筒直接連結型的自由臂，將水平多關 節機械臂100的各自由臂的個別的移載臂105、105,作成 共通化的移載臂，使各自由臂以鏡像同步方式驅動。 可是，這種雙筒直接連結型的自由臂，在各臂部內， 需要上述的差動連動機構，機構上會很複雜，也需要組裝 步驟，而需要簡化構造。 在差動連動機構，在適當時刻需要進行正時皮帶的張 力調整，而由於用移載臂可自由旋轉地直接連結著自由臂 的前端側，所以當進行其中一方的自由臂的張力調整時， 會對移載臂的方向性造成影響，所以也需要進行另一方的 自由臂的張力調整來抗衡，則張力調整非常困難，維修性 很差。 由於可進行張力調整，所以需要使自由臂的各臂部可 開閉，而無法將各臂部作成封閉剖面的免維修構造。 並且因爲各同步旋轉驅動、與差動連動機構的些許的 -6 - 200823026 偏移’雖然實用上不會造成不方便’而移載臂會有搖晃現 象’所以需要將其改善。 〔專利文獻1〕 曰本特許第2739413號公報（第1圖） 【發明內容】 〔發明欲解決的課題〕 本發明，是要解決上述問題，要提供一種水平多關節 機械臂’是將設置有一對的自由臂的前端連結於中心線對 象的構造，各臂部的構造簡易且維修性佳，能達成順暢且 確實地朝中心線方向的直線移動。 〔用以解決課題的手段〕 第1發明的水平多關節機械臂，是將分別由兩支臂部 所構成的一對自由臂的基端側，可自由轉動地安裝於基台 ，具備有：將上述一對的自由臂的前端側相互連結成可自 由轉動的移載臂；藉由同步機構，將連結於該移載臂的上 述自由臂的前端側所固定的連結軸相互之間予以連結。 第2發明的水平多關節機械臂，是針對第1發明，上 述同步機構，具備有··一對相互嚙合的齒輪；以及分別使 上述一對齒輪、與分別使一對連結軸，進行同步旋轉的同 步旋轉傳動手段。 第3發明的水平多關節機械臂，是針對第1發明’上 述一對自由臂之中，至少其中之一的自由臂，具備有旋轉 -7- 200823026 方向限制手段，該手段限制：前端側臂相對於基端側臂的 旋轉驅動方向朝預定的方向旋轉。 第4發明的水平多關節機械臂，是針對第3發明，上 述旋轉方向限制手段，具備有：於上述基台的固定側外周 所固定的基台側鏈輪、固定於上述前端側臂的基端側旋轉 軸，從該前端側臂突出的前端側鏈輪、以及將該雙方鏈輪 予以連結的鏈條。 〔發明效果〕 藉由第1發明的水平多關節機械臂，是將分別由兩支 臂部所構成的一對自由臂的基端側，可自由轉動地安裝於 基台，具備有：將上述一對的自由臂的前端側相互連結成 可自由轉動的移載臂；藉由同步機構，將連結於該移載臂 的上述自由臂的前端側所固定的連結軸相互之間予以連結 ，所以有相等的力量作用於移載臂的兩端，讓移載臂朝一 對自由臂的對稱中心線方向順暢且確實地直線移動。 藉由第2發明的水平多關節機械臂，除了第1發明的 效果之外，上述同步機構，具備有：一對相互嚙合的齒輪 ;以及分別使上述一對齒輪、與分別使一對連結軸，進行 同步旋轉的同步旋轉傳動手段，能簡易地構成同步機構， 而與不使用同步旋轉傳動手段，只以相互嚙合的齒輪機構 來構成同步機構的情況相比，能減少相互嚙合的齒輪。 藉由第3發明的水平多關節機械臂，除了第1發明的 效果之外，上述一對自由臂之中，至少其中之一的自由臂 -8- 200823026 ，具備有旋轉方向限制手段，該手段限制：前端側臂相對 於基端側臂的旋轉驅動方向朝預定的方向旋轉，所以即使 例如中立狀態，前端側臂再轉動時朝應移動方向轉動，而 全體毫無問題地進行移載臂的直線移動。 藉由第4發明的水平多關節機械臂，除了第3發明的 效果之外，上述旋轉方向限制手段，具備有：於上述基台 的固定側外周所固定的基台側鏈輪、固定於上述前端側臂 的基端側旋轉軸，從該前端側臂突出的前端側鏈輪、以及 將雙方鏈輪予以連結的鏈條，所以能以不需要動力源的構 造來構成旋轉方向限制手段。 【實施方式】 以下針對本發明的實施方式（實施例），根據圖面來 加以說明。 第1圖（a )，是顯示本發明的水平多關節機械臂的 一例的正面圖，（b )是（a )的側面圖。 該水平多關節機械臂30，例如是在製造半導體基板或 液晶顯示板等的工廠，爲了在潔淨室內對其平板狀材料（ 半導體晶圓或玻璃板）實施各種加工處理，將各收容有_ 枚該平板狀材料的托盤當作搬運對象物也就是工件 一個或積疊複數層的狀態移載時所使用的裝置。 而這裡是適合使用水平多關節機械臂的例子，顯示在 潔淨室內將收容有平板狀材料的托盤進行搬運的情況，本 發明的水平多關節機械臂，並不限定於此，一般來說，— -9- 200823026 般來說是可將搬運對象直線移載到同一平面的其他位置時 所使用的裝置。 本發明的水平多關節機械臂30其基本構造，是將由 兩支臂部（基端側臂2、前端側臂3 )所構成的一對自由 臂4的基端側臂2的基端側，可自由轉動地安裝於基台1 ，具備有：將一對自由臂4的前端側臂3的前端側相互連 結成可自由轉動的移載臂5，且具備有使基台1朝移載方 向滑動的滑動部20。 一對基台1藉由分別將一對基端側臂2中心線對稱地 進行同步旋轉驅動，讓移載臂5朝其對稱中心線方向（該 方向，也是移載工件W的方向，也稱爲「移載方向」） 直線移動。 該水平多關節機械臂3 0，爲了順暢且確實地達成直線 移動，其特徵是在圖中的移載臂5內，具備有：將在該移 載臂5所連結的自由臂4的前端側，也就是在前端側臂3 的前端側所固定的連結軸（參考第2圖）相互間予以連結 的同步機構（參考第2圖），針對該同步機構，用第2圖 〜第4圖來詳細說明。 上述所謂的對稱中心線，是在連結於基台1的軸中心 的線的中點，與連結於該軸中心的線垂直相交的線，第1 圖（b )，是在該對稱中心線，將水平多關節機械臂3 0縱 剖的縱剖面圖。 各上述的一對基台1、基端側臂2、前端側臂3 ( —起 稱爲「自由臂4」）、移載臂5整個稱爲臂移載部10。這 -10- 200823026 裡先針對內置有上述同步機構的水平多關節機械臂3 0的 基本構造與作用效果來說明。 水平多關節機械臂3 0，除了上述各部分之外’還具備 有：使臂移載部1 0全體朝上述對稱中心線方向滑動的滑 動部20。 載置著臂移載部1 0的滑動部20，載置於旋轉部40上 ，臂移載部1 0與滑動部20可旋轉。 該旋轉部40，在圖示槪念性地載置於兩點虛線所示的 升降台50上，臂移載部10與滑動部20(也就是水平多關 節機械臂3 0 )、以及旋轉部40，可進行升降。 臂移載部10的移載臂5，具備有：構成移載面的上面 部5a、臂部的下面部5b、成爲臂部的基端的基端部5d、 以及一邊維持移載面5a，一邊從基端部5d朝移載方向的 前側伸出的一對承臂5 e。 其中一個技術特徵，是該移載臂5的下面部5b，更低 於：可自由旋轉地支持該移載臂5的前端側臂3的上面部 3 a。也就是說，移載臂5設置成相對於前端側臂3於上下 方向有重疊情形。 更具體來說，在前端側臂3側重疊移載臂5的高度的 方向所獲得的結果，移載臂5的上面部（移載面5 a )，在 與自由臂4的前端側臂3的上面部3 a大致相同的上下位 置、或稍上的位置。也就是能夠盡量降低水平多關節機械 臂30的移載面的高度。 另一方面，若移載臂5與自由臂4的前端側臂3成爲 -11 - 200823026 上下重疊的位置關係的話，則會因爲自由臂4的旋轉相位 ，產生移載臂5與前端側臂3的上下重疊著的部分互相碰 撞的情形。 因此，在該水平多關節機械臂3 0，在移載臂5的根部 部分，在會碰撞到前端側臂3的部分，如第1圖（a )所 示，設置有：從移載臂5與前端側臂3的相互間的連結部 朝相反連結方向而朝傾斜方向來退避臂部的退避部5 c。 第1圖（a )，顯示了相對於移載方向使臂移載部1 〇 最後退的狀態，藉由移載臂5的退避部5 c，移載臂5與前 端側臂3相互接近，成爲互相沒有抵接的狀態，而避免了 碰撞。 臂移載部1 0，能使全體高剛性化，而可移載更大型的 工件W，能防止移載面5 a變高，另外能確保充分的移載 行程。 水平多關節機械臂3 0，其特徵是具備有··在臂移載部 1〇的下方，載置該臂移載部10全體，使其朝移載方向直 線移動的滑動部2 0。 爲了達成作爲目標的移載距離，利用滑動部2 0所進 行的移載、利用臂移載部1 0所進行的移載兩種，來將臂 移載部10設置在上面，尤其往往只有其移載臂5位於移 載對象也就是工件W的上方，位於下方的滑動部2 0，不 位於工件W的上方或附近。 藉由該水平多關節機械臂3 0，針對移載物的上方及附 近，以較少產生粒子的臂移載部〗〇使其移動，在移載物 -12- 200823026 的下方及偏離的位置，以滑動部20使其移動’既能減輕 臂移載部10的負擔，又能達成全體目標的移載距離’能 對應工件W的大型化，且能減少粒子的影響。 也有因爲移載行程的長度，而不需要滑動部20的情 況，在該情況，臂移載部1 〇就成爲原來的水平多關節機 械臂。 第2圖是顯示第1圖的水平多關節機械臂所具備的同 步機構的俯視圖，第3圖是顯示在第2圖的同步機構所包 含的張力機構的圖面，（a )是其俯視圖，（b )是（a ) 的左側面圖，（c )是（a )的下側面圖，第4圖（a )、 (b )是第2圖的差動機構的作動說明圖。針對已說明過 的部分，則用相同圖號而省略說明。 第2圖，是顯示從背面側觀察第1圖（a )的移載臂5 的基端部5 d的部分，在該基端部5 d的背面側部分，設置 有：構成本發明的同步機構6的齒輪7、與同步旋轉傳動 手段8。 齒輪7，是以相同模數、相同齒數的一對平齒輪7a、 7b所構成的齒輪列，爲隨時相互嚙合的狀態。 同步旋轉傳動手段8，是具備有：以分別同步旋轉的 方式固定在一對前端側臂3的前端側連結軸3 c的一對臂 側鏈輪8a、以同步旋轉的方式分別固定於一對平齒輪7a 、7b的一對齒輪側鏈輪8b、以及將臂側鏈輪8a、齒輪側 鏈輪8b分別連結的一對鏈條8c。 同步旋轉傳動手段8，針對將臂側鏈輪8a與齒輪側鏈 -13- 200823026 輪8b予以連結的一對鏈條8c，具備有：分別獨立而用來 施予適度張力的張力相關零件（張力機構8T) 8d、8e、8f 、8g、8h、8i、8j、及 8k。 將同步旋轉傳動手段8的臂側鏈輪8a固定著的前端 側臂3的前端側連結軸3 c，是可自由旋轉地連結著：前端 側臂3的前端側、與移載臂5的構造，該連結軸3 c本身 ，是固定在前端側臂3的前端側而沒有旋轉，而讓設置於 移載臂5側的軸承（沒有圖號）可自由旋轉地支承著該連 結軸3 c，而達成上述兩構造的自由旋轉的連結。 藉由該構造的同步機構6，如第4圖（a )所示，當旋 轉驅動基端側臂2時，前端側臂3會產生讓移載臂5移動 的力F2，如第2圖所示，該力F2所引起的扭力T2會作 用於前端側臂3的前端側連結軸3 c，該扭力T2，經由同 步旋轉傳動手段8，作用於一對齒輪7 a、7 b之間，而在一 對前端側臂3的前端所產生的扭力T2成爲相互朝同方向 的抗衡狀態。 於是即使其中一方的自由臂4的前端側所產生的扭力 T2有差異，該差異會抗衡作用成相互使對象側朝同方向 旋轉，結果，兩者變得相等，藉此，從兩端的連結軸3 c 承受相等扭力T2的移載臂5，藉由左右相等的扭力T2的 總和，而不會搖晃，能順暢且確實地於連結軸3c的對稱 中心線上直線移動。 藉由具備該同步機構6，針對一對的自由臂4，藉由 基台1使基端側臂2同步鏡像驅動，其驅動力傳動到前端 -14- 200823026 側臂3、移載臂5，使該移載臂5順暢且確實地朝中 方向直線移動，所以不需要習知技術中所需要的分別 於臂部的差動連動機構。 藉由具備該同步機構6的水平多關節機械臂30, 設有一對的自由臂4的前端連結於中心線對象的構造 臂部的構造簡易且維修性佳，且能達成順暢且確實的 心線方向的直線移動。 在構成具備有差動連動機構的習知技術的水平多 機械臂1 00的自由臂，包含有差動連動機構，所以很 用其張力調整來維持移載臂的方向性，在本發明，臂 身不具有差動連動機構，所以沒有該困難性。 可是當具備有上述同步機構6時，即使例如具備 動連動機構，而需要調整其張力時，藉由同步機構6 衡作用，能維持移載臂的方向性，而容易進行張力調? 爲了適當地發揮上述同步機構6的功能，重要是 邊維持其功能，一邊適當地保持同步旋轉傳動手段8 條的張力。這裡針對構成該張力機構8T的張力相關 來說明。 張力相關零件（張力機構8T )，如第2圖、第 所示，具有：進行張力調整的兩種張力調整軸8d與 用來支承張力調整的各軸部的兩種張力板8e與8g、 於張力板8g，在同步旋轉狀態來軸支承齒輪7a及7b 輪側鏈輪8 b的同步軸8 i與8 j、在同步軸8 i與8 j的 點，可轉動地將兩種張力板8 e與8 g軸支承的中心軸 心線 內置 是使 ，各 朝中 關節 難利 部本 有差 的抗 1 ° 要一 的鏈 零件 3圖 8卜 設置 及齒 中間 8k、 -15- 200823026 將同步軸8i與8j的張力板8g相反側予以軸支承的表面側 板8h、以及可轉動地軸支承張力板8e的轉動軸8m。 張力調整軸8d與8f，是在兩端分別具有自由接頭， 該自由接頭間以可調整間隔的調整用螺栓連結著，藉由轉 動該調整用螺栓部分，則可增長或縮短自由接頭之間的距 離。 張力調整軸8d的其中一端是固定在外部的不動點， 另一端是固定在張力板8e，則張力板8e可調整以轉動軸 8 m爲中心轉動的量。 張力調整軸8f的其中一端是固定在張力板8e，另一 端固定在張力板8g，來調整以該張力板8e與8g相互間的 中心軸8 k爲中心的旋轉相位角度。 中心軸8k的位置，是在軸支承著臂側鏈輪8a的連結 軸3 c間的中點附近。 設置於張力板8 g的同步軸8 i與8j，旋轉支承爲讓齒 輪7a與7b隨時嚙合。在該齒輪7a與7b個別獨立而同步 旋轉的齒輪側鏈輪8b，與齒輪7a與7b相比，是更小的節 圓直徑，對於齒輪7a與7b的順暢的嚙合狀態不會造成妨 礙。 藉由該構造，當藉由該張力機構8T，調整張力調整 軸8d時，張力板8g上的中心軸8k會以轉動軸8m爲中心 轉動，中心軸8 k在第1圖上下動作，伴隨著分別相反地 來調整上下鏈條8c的張力。 也就是說，隨著中心軸8k上升時，上鏈條8c放鬆， -16- 200823026 下鏈條8c張緊，隨著中心軸8k下降時，上鏈條8c張緊 ，下鏈條8c放鬆。 另一方面，當調整張力調整軸8f時，是以中心軸8k 爲中心，讓同步軸8i與8j轉動，所以各齒輪側鏈輪8b， 若朝順時鐘方向旋轉則上下鏈條8 c同時張緊，若朝逆時 鐘方向旋轉則上下鏈條8c同時放鬆。 藉由該張力機構8T，則既能維持齒輪7的嚙合狀態 ，又能適當地維持同步旋轉傳動手段8的各鏈條8c的張 力。 如第2圖所示，張力調整軸8d、8f的調整用的調整 用螺栓部分，成爲以移載臂5的基端部5 d的構造部的框 體D所形成的空間部分，可從移載臂5的上方（第2圖的 相反面）進行調整，作業性優異。 同步機構的主要部分的相互嚙合的齒輪，只要相互的 相位不會偏離’雙方的扭力爲同方向即可，並不限定齒輪 的組合方式。 同步旋轉傳動手段，這裡雖然是舉例鏈輪、鏈條的組 合的方式，而並不限於此，收容於基端部5 d內的偶數個 的齒輪列、或正時皮帶輪、皮帶的組合，也可以是花鍵軸 與軸垂直相交旋轉傳達手段的組合，而需要旋轉相位不會 偏離而確實傳動的構造。 使用第4圖，針對臂移載部1 〇的動作進行確認，該 臂移載部10具備有：內置有同步機構6的移載臂5。 如第4圖（a)所示，各基台1，是以扭力τι來將基 -17- 200823026 端側臂2進行同步鏡像旋轉驅動。該扭力T1，在基端側 臂2的前端側，成爲讓前端側朝圖示方向移動的力F 1。 該力F 1，經由前端側臂3，成爲讓移載臂5的兩端分 別朝圖示方向移動的力F2。 如上述，在移載臂5內置有同步機構6，該力F2，作 爲齒輪7a、7b間的同方向的扭力T2而受到抗衡作用，即 使因爲任何原因而不同的情況，也會成爲相等的扭力丁2 〇 結果，移載臂5兩端的力F2也會變得相等，其合力 F22，成爲基台1間的對稱中心線方向的合力F22，移載 臂5不會搖晃而能順暢且確實地朝中心線方向直線移動， 成爲第4圖（b )的狀態。 作爲同步機構6的構成元件，雖然原來只以由嚙合的 兩個齒輪列所構成的齒輪7就足夠，而若只以一組齒輪嚙 合於隔者一^疋間隔配置的旋轉軸3 c間的話，齒輪的外徑 變大，變得從移載臂5的基端部5d大幅露出，所以中介 著這裡所舉例的同步旋轉傳動手段8。 第5圖是顯示第1圖的水平多關節機械臂所具備的旋 轉方向限制手段，（a )是其俯視圖，（b )是（a )的張 力部的縱剖面圖，第6圖（a )是第5圖的旋轉方向限制 手段的作動說明圖，（b )是（a )的側面圖，（c )是水 平多關節機械臂從（a )的狀態正常作動的狀態的顯示圖 〇 具備有同步機構6的臂移載部1 0，雖然如上述是使移 -18- 200823026 載臂5朝對稱中心線方向順暢且確實地直線移動，而如第 6圖（a )所不’在基端側臂2、前端側臂3、移載臂5的 長軸方向排成一直線的狀態〔0〕（在各圖號上加上〔〇〕 來表示）會有不良情形。 也就是說，從該狀態〔0〕，基端側臂2藉由基台1 使移載臂5前進（圖的上方向）而鏡像旋轉驅動，成爲狀 態〔1〕時，前端側臂3是完全中立的狀態，對於作用於 基端側臂2的旋轉驅動力，前端側臂3移動的方向，雖然 爲圖示狀態〔1 A〕，而並不能限制其成爲狀態〔丨b〕。 因此，在這種情況，設置有旋轉方向限制手段1 3，將 前端側臂3應移動的方向，限制爲希望對應於基端側臂2 的旋轉驅動方向（狀態〔1 B〕），以下，針對該旋轉方向 限制手段1 3來加以說明。 如第5圖所示，旋轉方向限制手段13，具備有：固定 在基台1的固定側，沒有旋轉的基台側鏈輪1 3 a、與在基 端側臂2的前端側可轉動地連結的前端側臂3的基端側旋 轉軸3 b同步旋轉地被固定的前端側鏈輪1 3 b、以及繞掛在 該基台側鏈輪1 3 a與前端側鏈輪1 3 b的鏈條〗3 c。 基台側鏈輪13a的齒數對於前端側鏈輪13b的齒數比 ，爲2 :卜 前端側臂3的基端側旋轉軸3 b，如第6圖（b )槪念 地顯不’是貫穿基端側臂2而突出，在該旋轉軸3 b的突 出部分固定有前端側鏈輪1 3 b。 基台側鏈輪1 3 a也設置成露出於基台1的外部的方式 -19- 200823026 。藉此，旋轉方向限制手段1 3，並沒有收容於基端側臂2 的封閉部分，在基端側臂2的外部下方，設置成連接著其 基台側與前端側。 這裡針對旋轉方向限制手段1 3的作用來說明。從第5 圖的狀Sk開始’基W側臂2藉由來自於基台1的旋轉驅動 力’如圖不，僅朝方向U轉動。而假設，基端側臂2的前 端側的旋轉軸3b，從狀態〔〇〕成爲狀態〔1〕。 可是，旋轉方向限制手段1 3的鏈條1 3 c，是繞掛在沒 有旋轉的基台側鏈輪1 3 a，本身不會動。因此，該鏈條 1 3 c上的一點X，即使相對於狀態〔1〕的旋轉軸3 b〔 1〕 ，是保持在相同位置。 於是，旋轉軸3b從狀態〔0〕成爲狀態〔1〕，變成 了在該旋轉軸3所固定的鏈輪13b朝圖示方向11旋轉。 也就是，藉由旋轉方向限制手段1 3，能夠限制讓前端 側臂3，朝向與基台1使基端側臂2轉動的方向的相反方 向轉動。而此時，若基台側鏈輪1 3 a對於前端側鏈輪1 3 b 的齒數比爲2 ·· 1，則能讓基端側臂2的轉動角度與前端側 臂3的轉動角度相等。 該旋轉方向限制手段1 3是使用鏈條1 3c，所以需要施 加適當的張力，爲此，具備有張力部14，該張力部14， 是由：張力鏈輪14a、可轉動且軸位置可滑動地支承著該 張力鏈輪14a的滑動軸板14b、以及使滑動軸板14b滑動 的滑動軸14c所構成。 本發明的臂移載部〗〇，是具備有如上述的旋轉方向限 -20- 200823026 制手段1 3，所以例如即使在如第6圖（a )的中立狀態停 止，而將其再旋轉驅動的情況，如同圖所示，前端側臂3 不成爲狀態〔1 A〕，而成爲第6圖（c )所示的正確狀態 〔1 B〕，而能確保正確作動。 該旋轉方向限制手段1 3，是設置於基端側臂2的外部 ，所以容易進行張力調整等的維修。 而即使進行張力調整，如上述藉由同步機構6的抗衡 作用，也不會影響移載臂5的方向性，所以這方面很優異 〇 該旋轉方向限制手段1 3，在構造方面，與先前技術所 示的差動連動機構相同。可是，差動連動機構，是使分別 連結的下一段的臂部，對於原本的臂部朝相反方向強制性 地旋轉驅動的動力傳達的功能，而相對的，本發明的旋轉 方向限制手段，只是在從中立狀態起剛開始的動作，將前 端側臂的移動方向導向所需要的方向所用的，之後並不會 影響原來驅動系統，在這方面兩者並不相同。 於是，在旋轉方向限制手段1 3所使用的鏈條與鏈輪 ，與使用於差動連動機構的構造相比，用容量特別小的構 造即可，即使是會產生滑動現象的皮帶旋轉傳達手段也可 以。當然，也可取代鏈條與鏈輪，用正時皮帶與皮帶輪的 組合、或其他同步旋轉傳達手段。 如上述的旋轉方向限制手段，是用來給予動作開始的 方向’所以例如相對於基端側臂2，也可以是小容量的電 動馬達等，作用使則端側臂3隨時朝期望的方向旋轉。 -21 - 200823026 而旋轉方向限制手段1 3，只要設置在一對自由臂4其 中任一方的話，另一方的自由臂4的前端側臂3的轉動方 向也被同步機構6所限制，所以已足夠，但是也可以設置 在雙方的自由臂4。 接著使用第7圖〜第13圖，針對內置有上述同步機 構6、旋轉方向限制手段1 3的水平多關節機械臂3 〇的具 體作動型態來說明。 在第1圖的狀態，水平多關節機械臂3 〇的移載方向 ’是與載置著該水平多關節機械臂30的升降台50的長軸 方向一致。藉由旋轉部40，滑動部20與水平多關節機械 臂3 0朝逆時鐘旋轉90度時，則成爲第7圖的狀態。 用來載置所要移載的工件W的載置場所，如第14圖 所後述，設置在沿著升降台5 0的長軸方向的運行通路的 兩側，一旦載置於水平多關節機械臂3 0，已處於待機狀態 的工件W (第1圖）的移載動作會從該第7圖的狀態開始 〇 第7圖〜第8圖，只有水平多關節機械臂30的滑動 部20作動，移載臂10沒有作動。移載臂1〇的自由臂4 維持最後退狀態（待機狀態），同時移載臂1 〇全體滑動 ，而成爲第8圖的狀態。 在期間的移載移動，移載臂1 0是載置工件W的載貨 狀態，而在最後退的待機狀態，藉由該工件W的荷重， 作用於滑動部20的力矩會是最小的狀態，而減少滑動部 20的軸承所負荷的動負荷荷重，而能增長軸承的使用壽命 -22- 200823026 在第8圖〜第12圖，只有臂移載部ι〇作動，其前端 側的移載臂5在載置著工件w的狀態依序前進。而期間 ’滑動部2 G是靜止的，所以在移載臂5所載置的工件W 的荷重所造成的力矩的影響也是靜止的，由於沒有動荷重 ，所以其影響很小。 在第1 2圖’基端側臂2及前端側臂3與移載方向所 構成的角度爲180度（或者雙方爲平行狀態），成爲自由 臂4完全伸展的狀態，在該狀態，升降台5 〇下降，水平 多關節機械臂3 0，將工件W載置於目的的載置場所。 而在放下工件W之後，水平多關節機械臂3 〇成爲沒 有負荷的狀態，在該情況，臂移載部1 〇與滑動部20同時 作動，使移載臂5高速後退。也就是說，在沒有負荷於移 載臂5時，可使移載臂5更快移動，可縮短動作時間。 第13圖是顯示其中途過程，當移載臂5後退至最後 退位置時，成爲第7圖的狀態。可是，在該情況，是沒有 工件W的狀態。 第11圖、第12圖所示的圖號ZW，是顯示用來載置 工件W的工件載置區域ZW，圖號ZS，是顯示用來搬運 工件W的搬運區域ZS，該工件載置區域ZW與搬運區域 ZS的交界是以粗線的兩點虛線的交界線BZ顯示。 如上述，在本發明的水平多關節機械臂30，其產生粒 子的可能性較高的滑動部2 0，是較交界線b Z大幅朝搬運 區域Z S側後退的位置，而能盡量減少粒子對於在工件載 -23- 200823026 置區域ZW的工件W的影響。 另一方面，侵入到工件載置區域ZW的臂移載部1 0， 是多關節臂構造，很少產生粒子，而能盡量抑制在該部分 的工件W的污染。 水平多關節機械臂30的全體的移載距離，是臂移載 部1 〇的移載距離、滑動部20的移載距離的總合，而全體 能達成更長的移載距離。 藉由本發明的水平多關節機械臂，雖然反覆操作，卻 能避免產生粒子的問題，而可對應大型化的工件來進行移 載。 在發揮該水平多關節機械臂3 0的基本功能的過程， 同步機構3與旋轉方向限制手段1 3，其功能能確保移載臂 5能順暢且確實地朝中心線方向直線移動。 第】4圖，是顯示具備有第1圖的水平多關節機械臂 的搬運系統的一例的外觀立體圖。 在該第1 4圖所顯示的搬運系統8 0，除了內置有同步 機構6，具備有旋轉方向限制手段1 3的臂移載部1 0、及 具備有滑動部20的水平多關節機械臂30、旋轉部40、升 降台50之外，還具備有：使該升降台50升降的升降裝置 6〇、以及設置有該升降裝置60的運行台車70。 升降裝置60，是在運行台車70上，在運行方向的前 後端豎立設置有一對，在其內部設置有升降驅動手段（沒 有圖示），藉此使架設在一對升降裝置60之間的升降台 5 〇進行升降。 -24- 200823026 上部框架61 ,是連結了 一對升降裝置6〇的頂部，構 成了 ·以運行台車70、一對升降裝置60、上部框架61所 構成的堅固的構造體。 運行台車70,具備有設置在運行台車框架67的四角 的車輪61 ’使升降裝置60、升降台5〇、水平多關節機械 臂3 0，沿著運行通路62直線移動。 工件是載置於水平多關節機械臂30的移載臂5上， 藉由水平多關節移載臂30的臂移載部1〇而前進後退（箭 頭P1) ’藉由滑動部20而前進後退（箭頭P2)，藉由旋 轉部40而被旋轉（箭頭P3 )。 在工件載置於水平多關節機械臂3 0的狀態，藉由載 置著該水平多關節機械臂30的升降台50而上下升降（箭 頭P4)，藉由載置著用來使升降台50升降的升降裝置60 的運行台車7 0的運行，而直線狀地移動（箭頭p 5 )。 水平多關節機械臂30，在其待機位置，在載置著工件 的狀態，在升降台5 0上，能從圖的移載臂5的前端的方 向起，旋轉至180度相反方向。 於是，藉由該搬運系統8 0，能從該運行通路62的兩 側的不同位置的不同高度的A地點到B地點，來搬運工件 ，在該情況，本發明的水平多關節機械臂3 0，藉由內置有 同步機構6，且具備有旋轉方向限制手段13的移載臂1〇 ，讓各臂部的構造簡易且維修性更好，且能達成順暢且確 實的朝中心線方向的直線移動，其效果能影響到搬運系統 80全體。 -25- 200823026 以上雖然以實施方式來詳細說明本發明的具體例子， 而這只是舉例，並不限定申請專利範圍。申請專利範圍所 記載的技術，也就是本發明的技術範圍，如各部分的記載 ，也包含以上所揭示的實施方式的變形方式或其組合方式 〔產業上的可利用性〕 本發明的水平多關節機械臂，是將設置有一對的自由 臂的前端連結於中心線對象的構造，各臂部的構造簡易且 維修性更好，且能使用於需要達成順暢且確實的中心線方 向的直線移動的產業領域。 【圖式簡單說明】 第1圖（a)，是顯示本發明的水平多關節機械臂的 一例的正面圖，（b )是（a )的側面圖。 第2圖是顯示第1圖的水平多關節機械臂所具備的同 步機構的俯視圖。 第3圖是顯示在第2圖的同步機構所包含的張力機構 的圖面，（a )是其俯視圖，（b )是（a )的左側面圖， (c )是（a )的下側面圖。 第4圖（a )、（ b )是第2圖的差動機構的作動說明 圖。 弟5圖是顯不第1圖的水平多關節機械臂所具備的旋 轉方向限制手段，（a )是其俯視圖，（b )是（a )的張 -26 200823026 力部的縱剖面圖。 第6圖（a )是第5圖的旋轉方向限制手段的作動說 明圖，（b )是（a )的側面圖，（c )是水平多關節機械 臂從（a )的狀態正常作動的狀態的顯示圖。 第7圖是第1圖的水平多關節機械臂的作動方式的順 序的顯示圖。 第8圖是第1圖的水平多關節機械臂的作動方式的順 序的顯示圖。 第9圖是第1圖的水平多關節機械臂的作動方式的順 序的顯示圖。 第10圖是第1圖的水平多關節機械臂的作動方式的 順序的顯示圖。 第1 1圖是第1圖的水平多關節機械臂的作動方式的 順序的顯示圖。 第1 2圖是第1圖的水平多關節機械臂的作動方式的 順序的顯示圖。 第13圖是第1圖的水平多關節機械臂的作動方式的 順序的顯示圖。 第14圖，是顯示具備有第1圖的水平多關節機械臂 的搬運系統的一例的外觀立體圖。 第1 5圖是顯示本發明的先前技術的水平多關節機械 臂的圖面，（a )是其俯視圖，（b )是其縱剖面圖。 【主要元件符號說明】 -27- 200823026 1 :基台 2 :基端側臂 3 :前端側臂 3 a :上面部 3 b :基端側旋轉軸 3 c :連結軸 4 :自由臂 5 :移載臂 5 c :退避部 6 :同步機構 7 :齒輪 8 :同步旋轉傳動手段 8T :張力機構 1 〇 :臂移載部 1 3 :旋轉方向限制手段 1 3 a :基台側鏈輪 1 3 b :前端側鏈輪 1 3 c :鏈條 1 4 :張力部 20 :滑動部 3 〇 :水平多關節機械臂（移載部） 40 :旋轉部 50 :升降台 60 :升降裝置 -28- 200823026 70 :運行台車 8 0 :搬運系統 -29 -