TW202105579A - 運輸集裝箱夾持器 - Google Patents

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詹斯 林佩特
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Abstract

本發明涉及一種運輸集裝箱夾持器，具有：佈置在第一叉齒上的第一夾持裝置，其被設計為，在運輸集裝箱的第一側壁上的第一抓握部上夾持運輸集裝箱，和佈置在第二叉齒上的第二夾持裝置，其被設計為，在運輸集裝箱的第二側壁上的與第一抓握部相對置的第二抓握部上夾持運輸集裝箱，第一夾持裝置和第二夾持裝置被設計為，選擇性地在夾持叉的第一方向上或者在夾持叉的從第一方向轉動得到的第二方向上夾持運輸集裝箱，在第一方向上夾持叉的橋接部圍接運輸集裝箱的第三側壁，在第二方向上夾持叉的橋接部圍接運輸集裝箱的頂壁。

Description

運輸集裝箱夾持器
本發明關於一種運輸集裝箱夾持器，其包括夾持器基體，該夾持器基體包括用於將運輸集裝箱夾持器固定在機器人臂的法蘭上的連接裝置。
專利文獻US6579052B1描述了一種具有後壁的貨架操作設備，在後壁上安裝有許多貨架，這些貨架可以承載一個或多個晶片承載盒。該結構還包括一對豎直軌道，該豎直軌道位於與貨架支撐壁間隔開並基本平行的平面中。有一水平軌道在豎直軌道之間延伸並且平移地安裝在豎直軌道上，其中，水平軌道承載著可以沿水平軌道運動的夾持器。通過水平軌道沿豎直軌道的運動以及夾持器沿水平軌道的運動，可以將夾持器定位在XZ平面中的任意位置，包括儲存貨架。
本發明的目的在於提供一種運輸集裝箱夾持器，其可以特別靈活、可靠地處理運輸集裝箱。
本發明的目的通過一種運輸集裝箱夾持器來實現，其具有： - 夾持器基體，其包括用於將運輸集裝箱夾持器固定在機器人臂的法蘭上的連接裝置， - 佈置在夾持器基體上的夾持叉，其包括第一叉齒、第二叉齒和將第一叉齒與第二叉齒相連接的橋接部，該橋接部被連接到夾持器基體，並且將第一叉齒佈置為與第二叉齒相距一定的距離，從而使運輸集裝箱能夠在第一叉齒與第二叉齒之間定位地被運輸集裝箱夾持器接收， - 佈置在第一叉齒上的第一夾持裝置，該第一夾持裝置被設計為，在運輸集裝箱的第一側壁上的第一抓握部上夾持運輸集裝箱， - 佈置在第二叉齒上的第二夾持裝置，該第二夾持裝置被設計為，在運輸集裝箱的第二側壁的與第一抓握部相對置的第二抓握部上夾持運輸集裝箱，其中， 第一夾持裝置和第二夾持裝置被設計為，選擇性地在夾持叉的第一方向上或者夾持叉的從第一方向轉動得到的第二方向上夾持運輸集裝箱，其中，夾持叉的橋接部在第一方向上圍接運輸集裝箱的第三側壁，其中，夾持叉的橋接部在第二方向上圍接運輸集裝箱的頂壁。
藉助於根據本發明的運輸集裝箱夾持器進行處理的集裝箱通常可用於任何處理應用中。藉助於根據本發明的運輸集裝箱夾持器進行處理的集裝箱被用於特定的應用中，例如半導體工業中，並且在那裡特別是用於在不同的加工工位之間、特別是在半導體工業的生產廠房的潔淨室之間運輸半導體材料片（晶片）。就此而言，根據本發明的運輸集裝箱夾持器在這種情況下也可以被稱為潔淨室運輸集裝箱夾持器。
這種運輸集裝箱在專業領域中也被稱為SMIF晶圓盒（英文為“Standard Mechanical Interface”，標準機械介面）。可以在這種運輸集裝箱內部設置盒子，該盒子具有用於各個半導體材料片，即各個晶片的多個收納袋。運輸集裝箱通常具有底部開口，即，運輸集裝箱的底壁可以與運輸集裝箱的罩子分離，其中，罩子較佳地包括四個側壁和所述頂壁。在運輸集裝箱的打開狀態下，可以取出盒子，和/或可以從盒子中取出一個或多個半導體材料片或者將其插入到盒子中。在運輸集裝箱的關閉狀態下，在罩子下方獲得一氣密封閉的微型潔淨室環境。因此，例如可以從第一潔淨室中取出封閉的運輸集裝箱，並在另一環境中、特別是在具有低潔淨度要求的環境中將該運輸集裝箱運輸到第二潔淨室。
到目前為止，運輸集裝箱的運輸過程大部分是手動進行的，即，由人來完成。藉助於自動化裝置，例如自動的、特別是無人駕駛的運輸系統、機器人以及特別是自主的機器人，即移動機器人，可以使對運輸集裝箱的運輸自動化地進行。為了能夠通過機器人自動地處理運輸集裝箱，提供了根據本發明的運輸集裝箱夾持器。該運輸集裝箱夾持器被設計為，通過機器人在空間中自動地移動。因此，藉助於運輸集裝箱夾持器，機器人、特別是機器人臂可以自動地檢測、移動運輸集裝箱並將其再次釋放。
就此而言，機器人具有機器人臂和機器人控制器。機器人臂可以被佈置在行駛平台上以形成移動機器人或自主機器人。行駛平台可以具有臨時存放空間，特別是用於一個或多個運輸集裝箱的臨時存放貨架。機器人臂在其遠端部上具有法蘭，運輸集裝箱夾持器被固定在該法蘭上。為了實現運輸集裝箱夾持器在機器人臂法蘭上的固定，運輸集裝箱夾持器具有連接裝置。就此而言，該連接裝置構成了聯接件，以便能夠將運輸集裝箱夾持器固定在機器人臂的法蘭上。
該連接裝置與運輸集裝箱夾持器的夾持器基體相連接。此外，夾持器基體被設計為，使連接裝置與運輸集裝箱夾持器的夾持叉相連接。夾持器基體可以例如是長形的杆或長形的條。該杆或條可以特別是在與運輸集裝箱夾持器的夾持叉在其中延伸的平面成直角的平面中縱向延伸。
夾持叉可以例如具有兩個叉齒，它們通過夾持叉的橋接部相連接。就此而言，該橋接部構成了一固定的連接支柱，以便將其中一個叉齒與另一個叉齒剛性連接。在此，這兩個叉齒特別是以固定的間距相對於彼此佈置並且特別是彼此平行地延伸。
運輸集裝箱通常可以在第一側壁上具有第一抓握部，並在第二側壁上具有第二抓握部。運輸集裝箱的第三側壁在第一側壁與第二側壁之間延伸。在一種特殊的實施方式中，運輸集裝箱可以例如根據標準SEMI E19來構造。因此，運輸集裝箱可以具有至少近似於長方體的基本形狀，並且就此而言具有兩對相對置的、彼此間隔開的側壁，以及頂壁和底壁。在此可以將底壁設計為可松脫的。四個側壁可以與頂壁一起形成罩子。
四個側壁中的一個側壁（第一側壁）具有第一抓握部。相對置的側壁（第二側壁）具有第二抓握部。四個側壁中的另外兩個側壁（第三和第四側壁）構成前壁和後壁。在此，將四個側壁中的一個定義為前壁，其具有用於單獨的感測器設備的保持部。後壁與前壁相對置地佈置。因此，可以將前壁或後壁可選性地視為第三側壁。
第一抓握部和第二抓握部是運輸集裝箱的元件。第一抓握部和第二抓握部可以直接構造在運輸集裝箱的兩個相對置的側壁上。替代地，第一抓握部和第二抓握部可以被製造成單獨的把手並且被固定、特別是被可松脫地固定在運輸集裝箱的兩個相對置的側壁上。
根據本發明，夾持叉的方向是由兩個叉齒以及可能還有橋接部在其中縱向延伸的平面來限定。因此，通過使夾持叉圍繞在由兩個叉齒展開的平面內部延伸的轉動軸線轉動，使得夾持叉的第一方向不同於夾持叉的第二方向。
第一夾持裝置被構造為，能夠通過第一抓握部接收運輸集裝箱，更確切地說是沿兩個不同的方向接收運輸集裝箱。第二夾持裝置被構造為，能夠通過相對置的第二抓握部接收運輸集裝箱，更確切地說是沿兩個不同的方向接收運輸集裝箱，因此，在第一方向上，夾持叉、特別是橋接部圍接第三側壁，而在不同的第二方向上，夾持叉、特別是橋接部圍接頂壁。“圍接”意味著夾持叉、特別是橋接部僅是接近於壁地被引導經過側壁或頂壁附近。這不一定意味著夾持叉、特別是橋接部必須接觸到第三側壁或頂壁，或者甚至必須具有一定的夾緊功能。
通過將第一夾持裝置和第二夾持裝置構造為，選擇性地沿夾持叉的第一方向（夾持叉的橋接部該第一方向上圍接運輸集裝箱的第三側壁）或者沿夾持叉的從第一方向轉動的第二方向（夾持叉的橋接部在該第二方向上圍接運輸集裝箱的頂壁）夾持運輸集裝箱，就可以使用相同的運輸集裝箱夾持器以不同的方式接收和/或放下運輸集裝箱。可選地，可以在用於運輸集裝箱的臨時存放位置上進行運輸集裝箱夾持器的圍接。由此可以特別靈活地處理運輸集裝箱。
在運輸集裝箱夾持器的一種特別的擴展方案中，第一夾持裝置可以具有第一接收部，該第一接收部被設計為在夾持叉的第一方向上形狀配合地接收運輸集裝箱的第一抓握部；第二夾持裝置可以具有第二接收部，該第二接收部被設計為在夾持叉的第一方向上形狀配合地接收運輸集裝箱的第二抓握部；其中，第一夾持裝置還具有與第一接收部分開的第三接收部，該第三接收部被設計為在夾持叉的第二方向上形狀配合地接收運輸集裝箱的第一抓握部，並且第二夾持裝置具有與第二接收部分開的第四接收部，該第四接收部被設計為在夾持叉的第二方向上形狀配合地接收運輸集裝箱的第二抓握部。
第一接收部可以是第一叉齒中的凹陷或留空。在此，該凹陷或留空可以具有至少基本上與運輸集裝箱的第一抓握部的外輪廓一致的內輪廓，使得第一抓握部可以特別是沿從上到下的方向被形狀配合地插入到該凹陷或留空中。就此而言，運輸集裝箱是通過其第一抓握部懸掛在第一叉齒的凹陷或留空中，並且特別是由於凹陷或留空的高起的側壁而被側向固定以防止滑出。
同樣的，第二接收部可以是第二叉齒中的類似的凹陷或留空。在此，凹陷或留空可以具有至少基本上與運輸集裝箱的第二抓握部的外輪廓一致的內輪廓，使得第二抓握部可以特別是沿從上到下的方向形狀配合地插入到凹陷或留空中。就此而言，運輸集裝箱是通過其第二抓握部懸掛在第二叉齒的凹陷或留空中，並且特別是由於凹陷或留空的高起的側壁而被側向固定以防止滑出。
第三接收部具有第一承載面，該第一承載面在一承載平面中延伸，該承載平面至少基本上與兩個叉齒在其中延伸的平面成直角地佈置。此外，第一承載面還可以與所述連接裝置成直角地延伸，即，在運輸集裝箱夾持器安裝在機器人臂的法蘭上的狀態下，與機器人臂的法蘭的Z軸或者說碰撞方向成直角地延伸。這意味著，第一承載面的面法線可以平行於Z軸或者說機器人臂法蘭的碰撞方向延伸。這可以是固定的、即剛性的佈置。
同樣的，第四接收部可以具有類似的第二承載面，該第二承載面在一承載平面中延伸，該承載平面至少基本上與兩個叉齒在其中延伸的平面成直角地佈置。此外，第二承載面還可以與所述連接裝置成直角地延伸，即，在運輸集裝箱夾持器安裝在機器人臂的法蘭上的狀態下，與機器人臂的法蘭的Z軸或者說碰撞方向成直角地延伸。這意味著，第二承載面的面法線可以平行於Z軸或機器人臂的法蘭的碰撞方向延伸。這可以是固定的、即剛性的佈置。
這種形狀配合的接收僅通過如下的方式就已經能夠實現：即，將運輸集裝箱的相應的抓握部從上方放置在第一接收部、第二接收部、第三接收部和/或第四接收部的支撐面上，並且就此而言僅是由於重力的影響而被保持。特別是可以設置為：運輸集裝箱的相應的抓握部也在（水平）支承平面的內部，即向前、向後、向左和/或向右通過相應的止擋件而被形狀配合地固定。
第一接收部可以具有凹入到第一叉齒中的第一凹陷部，該第一凹陷部在其形狀和尺寸上形狀互補地適應於運輸集裝箱的第一抓握部；並且，第二接收部可以具有凹入到第二叉齒中的第二凹陷部，該第二凹陷部在其形狀和尺寸上形狀互補地適應於運輸集裝箱的第二抓握部。
該凹入的第一凹陷部可以例如由在第一叉齒上銑出的留空形成。該凹入的第二凹陷部可以例如由在第一叉齒上銑出的留空形成。第一凹陷部和/或第二凹陷部可以具有一個或多個彈性的支架。該一個或多個彈性支架可以被構造為，在將運輸集裝箱保持在運輸集裝箱夾持器上時減輕運輸集裝箱的振動。
使第一凹陷部和第二凹陷部在形狀和尺寸上與相應的第一抓握部或第二抓握部形狀互補的這種設計特別是意味著相應的抓握部可以在沒有特別的力消耗的情況下，即在沒有擠壓的情況下，被引導或插入到相應的凹陷部中，但是運輸集裝箱在該插入狀態下關於運輸集裝箱夾持器沒有明顯的間隙，即，不能再在運輸集裝箱夾持器上有明顯的運動，而是在任務條件下位置精確地保持在運輸集裝箱夾持器上。
在一種特別的擴展方案中，第三接收部可以具有開第一叉齒延伸的第一接片，該第一接片具有第一接片部分，該第一接片部分被構造為，在夾持叉的第二方向上承載地接收運輸集裝箱的第一抓握部；並且在此，第四接收部可以具有離開第二叉齒延伸的第二接片，該第二接片具有第二接片部分，該第二接片部分被構造為，在夾持叉的第二方向上承載地接收運輸集裝箱的第二抓握部。
第一接片部分可以由被固定在第一叉齒上的第一板材的彎曲部分構成。
第二接片部分可以由被固定在第二叉齒上的第二板材的彎曲部分構成。
第一接片部分可以具有第一凸起，該第一凸起被構造為，當運輸集裝箱在夾持叉的第二方向上被接收在運輸集裝箱夾持器上時，與運輸集裝箱的第一抓握部上的第一切口形狀配合地共同作用；並且在此，第二接片部分可以具有第二凸起，該第二凸起被構造為，當運輸集裝箱在夾持叉的第二方向上被接收在運輸集裝箱夾持器上時，與運輸集裝箱的第二抓握部上的第二切口形狀配合地共同作用。
第一凸起可以例如是第一銷，該第一銷從第一接片部分的支承平面沿所要接收的運輸集裝箱的第一抓握部的方向伸出。
第二凸起可以例如是第二銷，該第二銷從第二接片部分的支承平面沿所要接收的運輸集裝箱的第二抓握部的方向伸出。
第一接片可以具有第三接片部分，該第三接片部分與第一接片部分間隔開地延伸，使得當運輸集裝箱在夾持叉的第二方向上被接收在運輸集裝箱夾持器上時，第一接片部分和第三接片部分從相對置的兩側形狀配合地限定運輸集裝箱的第一抓握部；並且在此，第二接片可以具有第四接片部分，該第四接片部分與第二接片部分間隔開地延伸，使得當運輸集裝箱在夾持叉的第二方向上被接收在運輸集裝箱夾持器上時，第二接片部分和第四接片部分從相對置的兩側形狀配合地限定運輸集裝箱的第二抓握部。
第三接片部分可以由被固定在第一叉齒上的第一板材的另一彎曲部分構成。
第四接片部分可以由被固定在第二叉齒上的第二板材的另一彎曲部分構成。
第一接片可以具有第五接片部分，該第五接片部分與第一凹陷部間隔開地延伸，使得當運輸集裝箱在夾持叉的第一方向上被接收在運輸集裝箱夾持器上時，第五接片部分和第一凹陷部從相對置的兩側形狀配合地限定運輸集裝箱的第一抓握部；並且第二接片可以具有第六接片部分，該第六接片部分與第二凹陷部間隔開地延伸，使得當運輸集裝箱在夾持叉的第一方向上被接收在運輸集裝箱夾持器上時，第六接片部分和第二凹陷部從相對置的兩側形狀配合地限定運輸集裝箱的第二抓握部。
第五接片部分可以由被固定在第一叉齒上的第一板材的一附加的彎曲部分構成。
第六接片部分可以由被固定在第二叉齒上的第二板材的一附加的彎曲部分構成。
在運輸集裝箱夾持器的所有變型中，夾持叉可以具有至少一個存在感測器，該存在感測器被設計為，提供表徵在夾持叉上接收運輸集裝箱的正確性的訊號，無論是在將運輸集裝箱形狀配合地插入到第一接收部和第二接收部中時夾持叉的第一方向上，還是在將運輸集裝箱形狀配合地插入到第三接收部和第四接收部中時夾持叉的第二方向上。
該存在感測器可以用於自動地確定：夾持叉當前是否具有，即保持有運輸集裝箱，或者夾持叉是否沒有運輸集裝箱，以便使夾持叉準備好接收運輸集裝箱。該存在感測器特別是還可以用於確定：被接收在夾持叉上的運輸集裝箱是否在夾持叉上位於正確的位置和姿勢中，以便能夠通過移動夾持叉來安全地處理運輸集裝箱。
存在感測器可以是一感測器系統，其可以具有一個或多個感測器元件。就此而言，可以將存在感測器設計用於確定：運輸集裝箱是被接收在第一接收部上還是被接收在第二接收部上。存在感測器可以由單個單元構成，該單元被這樣佈置在夾持叉上：基於存在感測器在夾持叉上的相同位置，不僅可以在運輸集裝箱夾持器的第一方向上確定運輸集裝箱在第一接收部和第二接收部中的存在，而且可以在運輸集裝箱夾持器的第二方向上確定運輸集裝箱在第三接收部和第四接收部中的存在。
在最簡單的實施方式中，存在感測器可以例如僅由開關觸點構成、特別是由機電開關觸點構成，其通過運輸集裝箱與開關觸點的機械接觸來檢測運輸集裝箱在夾持叉上的正確存在，然後，例如當開關觸點通過機械接觸而閉合或斷開時會產生電訊號。但是，存在感測器也可以利用另一種物理原理進行檢測。例如，存在感測器可以包括光柵、超聲波感測器、鐳射感測器和/或光學相機。
在運輸集裝箱夾持器的所有變型中，夾持叉可以具有接近感測器，其被設計用於提供關於以下資訊的訊號：即，在運輸集裝箱的存放位置處是否已經存在佔用了該存放位置的運輸集裝箱，或者在運輸集裝箱夾持器位於存放位置附近時用於存放運輸集裝箱的存放位置是否空閒。
因此，該接近感測器可以較佳地在沒有直接接觸的情況下無接觸地檢測存放位置。就此而言，接近感測器是在運輸集裝箱夾持器距存放位置一定距離的範圍內檢測存放位置。接近感測器可以基於不同的物理原理進行檢測。例如，接近感測器可以是電感式接近開關，電容式接近開關，磁性接近開關，超聲波感測器，和/或光學接近開關，例如相機或光柵。
存放位置可以是臨時存放位置，特別是在承載著使運輸集裝箱夾持器移動的機器人臂的移動平台上的臨時存放位置。然而，存放位置也可以是裝載站（英語為“Loadport”）。這種裝載站可以是對應於工作場地的交接區，在該交接區中，例如在閘門的區域中，停放或移交運輸集裝箱，以便向存在於運輸集裝箱中的盒子中裝入半導體材料片（即晶片）或者將其從盒子中取出。這樣的取出和/或裝填可以在存放位置上特別是自動地進行。
在運輸集裝箱夾持器的所有變型中，夾持叉可以具有掃描器，該掃描器被設計為，當運輸集裝箱夾持器位於存放位置附近時，讀出用於運輸集裝箱的存放位置上的標記的代碼。
掃描器可以例如是用於光學掃描圖形代碼（例如條碼或QR碼）的讀碼器。掃描器可以例如是CCD掃描器、鐳射掃描器或照相機掃描器（英語為“Imager”，成像儀），例如智慧手機掃描器。
在圖1中示出的運輸集裝箱夾持器1具有夾持器基體2，該夾持器基體包括用於將運輸集裝箱夾持器1固定在機器人臂5的法蘭4上的連接裝置3。
在夾持器基體2上佈置有夾持叉6，該夾持叉包括第一叉齒6.1、第二叉齒6.2和將第一叉齒6.1與第二叉齒6.2相連接的橋接部6.3。橋接部6.3連接到夾持器基體2。夾持器基體2將第一叉齒6.1佈置為與第二叉齒6.2相距一定距離，從而可以在第一叉齒6.1與第二叉齒6.2之間定位運輸集裝箱7（圖3至圖5），由此使得運輸集裝箱7能夠被運輸集裝箱夾持器1接收。
在第一叉齒6.1上佈置有第一夾持裝置8.1，該第一夾持裝置被設計為，在運輸集裝箱7的第一側壁S1上的第一抓握部7.1上夾持運輸集裝箱7。在第二叉齒6.2上佈置有第二夾持裝置8.2，該第二夾持裝置被設計為，在運輸集裝箱7的第二側壁S2的與第一抓握部7.1相對置的第二抓握部7.2上夾持運輸集裝箱7。
第一夾持裝置8.1和第二夾持裝置8.2被設計為，選擇性地在夾持叉6的第一方向上或者在夾持叉6的第一方向轉動得到的第二方向上夾持運輸集裝箱7，其中，夾持叉6的橋接部6.3在第一方向上圍接運輸集裝箱7的第三側壁S3（圖3，圖4），夾持叉6的橋接部6.3在第二方向上圍接運輸集裝箱7的頂壁D（圖5）。
在所示實施例的情況下，第一夾持裝置8.1具有第一接收部9.1，該第一接收部被設計為，在夾持叉6的第一方向上形狀配合地接收運輸集裝箱7的第一抓握部7.1。在所示實施例的情況下，第二夾持裝置8.2具有第二接收部9.2，該第二接收部被設計為，在夾持叉6的第一方向上形狀配合地接收運輸集裝箱7的第二抓握部7.2，其中，第一夾持裝置8.1還具有與第一接收部9.1分開的第三接收部9.3，該第三接收部被設計為，在夾持叉6的第二方向上形狀配合地接收運輸集裝箱7的第一抓握部7.1；並且其中，第二夾持裝置8.2具有與第二接收部9.2分開的第四接收部9.4，該第四接收部被設計為，在夾持叉6的第二方向上形狀配合地接收運輸集裝箱7的第二抓握部7.2。
在此，第一接收部9.1可以具有凹入到第一叉齒6.1中的第一凹陷部10.1，該第一凹陷部在其形狀和尺寸上形狀互補地適應於運輸集裝箱7的第一抓握部7.1；並且在此，第二接收部9.2可以具有凹入到第二叉齒6.2中的第二凹陷部10.2，該第二凹陷部在其形狀和尺寸上形狀互補地適應於運輸集裝箱7的第二抓握部7.2。
在所示實施例的情況下，第三接收部9.3具有離開第一叉齒6.1延伸的第一接片11，該第一接片具有第一接片部分11.1，該第一接片部分被設計為，在夾持叉6的第二方向（圖5）上承載地接收運輸集裝箱7的第一抓握部7.1；並且在此，第四接收部9.4具有離開第二叉齒6.2延伸的第二接片12，該第二接片具有第二接片部分12.2，該第二接片部分被設計為，在夾持叉6的第二方向（圖5）上承載地接收運輸集裝箱7的第二抓握部7.2。
在所示實施例的情況下，第一接片部分11.1具有第一凸起17.1，該第一凸起被設計為，當運輸集裝箱7在夾持叉6的第二方向（圖5）上被接收在運輸集裝箱夾持器1上時，與運輸集裝箱7的第一抓握部7.1上的第一切口形狀配合地共同作用；並且在此，第二接片部分12.2具有第二凸起17.2，該第二凸起被設計為，當運輸集裝箱7在夾持叉6的第二方向（圖5）上被接收在運輸集裝箱夾持器1上時，與運輸集裝箱7的第二抓握部7.2上的第二切口形狀配合地共同作用。
第一接片11可以具有第三接片部分11.3，該第三接片部分與第一接片部分11.1間隔開地延伸，使得當運輸集裝箱7在夾持叉6的第二方向（圖5）上被接收在運輸集裝箱夾持器1上時，第一接片部分11.1和第三接片部分11.3從相對置的兩側形狀配合地限定運輸集裝箱7的第一抓握部7.1。在此，第二接片12具有第四接片部分12.4，該第四接片部分與第二接片部分12.2間隔開地延伸，使得當運輸集裝箱7在夾持叉6的第二方向（圖5）上被接收在運輸集裝箱夾持器1上時，第二接片部分12.2和第四接片部分12.4從相對置的兩側形狀配合地限定運輸集裝箱7的第二抓握部7.2。
在本實施例的情況下，第一接片11具有第五接片部分11.5，該第五接片部分與第一凹陷部10.1間隔開地延伸，使得當運輸集裝箱7在夾持叉6的第一方向（圖3，圖4）上被接收在運輸集裝箱夾持器1上時，第五接片部分11.5和第一凹陷部10.1從相對置的兩側形狀配合地限定運輸集裝箱7的第一抓握部7.1。在此，第二接片12具有第六接片部分12.6，該第六接片部分與第二凹陷部10.2間隔開地延伸，使得當運輸集裝箱7在夾持叉6的第一方向（圖3，圖4）上被接收在運輸集裝箱夾持器1上時，第六接片部分12.6和第二凹陷部10.2從相對置的兩側形狀配合地限定運輸集裝箱7的第二抓握部7.2。
在本實施例的情況下，夾持叉6還具有至少一個存在感測器14，該存在感測器被設計為，提供表徵在夾持叉6上接收運輸集裝箱7的正確性的訊號，無論是在將運輸集裝箱7形狀配合地插入到第一接收部9.1和第二接收部9.2中時夾持叉6的第一方向（圖3，圖4）上，還是在將運輸集裝箱7形狀配合地插入到第三接收部9.3和第四接收部9.4中時夾持叉6的第二方向（圖5）上。
在本實施例的情況下，夾持叉還具有接近感測器15，該接近感測器被設計用於提供關於以下資訊的訊號：即，在運輸集裝箱的存放位置13處是否已經存在佔用了存放位置13的運輸集裝箱7，或者在運輸集裝箱夾持器1位於存放位置13附近時用於存放運輸集裝箱7的存放位置13是否空閒。
在本實施例的情況下，夾持叉6還具有掃描器16，該掃描器被設計為，當運輸集裝箱夾持器1位於存放位置13附近時，讀出運輸集裝箱7的存放位置13上的標記18的代碼。
如圖7至圖10中的示例性實施例所示，存放位置13可以是臨時存放位置13.1，特別是在承載著使運輸集裝箱夾持器1移動的機器人臂5的移動平台19上的臨時存放位置。然而，存放位置也可以是裝載站13.2。裝載站13.2可以是對應於工作場地的交接區，在該交接區中，例如在閘門的區域中，停放或移交運輸集裝箱7，以便向存在於運輸集裝箱7中的盒子中裝入半導體材料片（即晶片）或者將其從盒子中取出。這樣的取出和/或裝填可以在存放位置13上特別是自動地進行。
在半導體工業中，是使用特殊的運輸集裝箱來運輸矽片（晶片）的。一種常見的類型是所謂的SMIF晶圓盒。半導體工業越來越多地嘗試使目前的大部分手動運輸過程實現自動化。例如，可以通過懸掛軌道、線性引導的機器人系統或移動機器人來實現。所有的系統都有一個共同點。必須使用自動夾持系統來接收運輸集裝箱。每台加工機器均可以使用所謂的裝載口（裝載站13.2）作為裝載和卸載裝置。
通過三個不同的夾持方向，即前側夾持（圖4）、後側夾持（圖3）和頂側夾持（圖5），幾乎可以服務於所有類型的裝載口。此外，現在還可以將運輸集裝箱豎直地（圖9）或水平地（圖10）堆疊或佈置在貨架系統中。在移動的機器人臂5的具體情況下，這意味著在運輸給過程中運輸集裝箱7可以豎直地且並排地存放。然後，在目的地，例如在儲存貨架上，運輸集裝箱7被水平地、並排地和/或上下地堆疊。另一個優點是對裝載站13.2和/或臨時存放位置13.1的裝載，運輸集裝箱7例如可以被相對於標準位置轉動180°地放入到其中。利用根據本發明的運輸集裝箱夾持器1，可以將運輸集裝箱7從裝載站13.2和/或臨時存放位置13.1中取出，對其進行緩衝，使其再轉動180°，然後將其再次堆疊地存放在例如在貨架20（圖9）中的標準位置上，或者並排地擺放在台21（圖10）上，和/或在深度方向上依次排放。
因此，圖6、圖7和圖8示出了運輸集裝箱7的各種可能的夾持位置以及可能的儲存選項。
1:運輸集裝箱夾持器 2:夾持器基體 3:連接裝置 4:法蘭 5:機器人臂 6:夾持叉 6.1:第一叉齒 6.2:第二叉齒 6.3:橋接部 7:運輸集裝箱 7.1:第一抓握部 7.2:第二抓握部 8.1:第一夾持裝置 8.2:第二夾持裝置 9.1:第一接收部 9.2:第二接收部 9.3:第三接收部 9.4:第四接收部 10.1:第一凹陷部 10.2:第二凹陷部 11:第一接片 11.1:第一接片部分 11.3:第三接片部分 11.5:第五接片部分 12:第二接片 12.2:第二接片部分 12.4:第四接片部分 12.6:第六接片部分 13:存放位置 13.1:臨時存放位置 13.2:裝載站 14:存在感測器 15:接近感測器 16:掃描器 17.1:第一凸起 17.2:第二凸起 18:標記 19:移動平台 20:貨架 21:台 D:頂壁 S1:第一側壁 S2:第二側壁 S3:第三側壁
在示意性圖式中示例性示出了本發明的實施例。該示例性實施例的具體特徵必要時還可以單獨地或組合地視為本發明的一般性特徵，而與其在本文中在哪裡被提及無關。
圖1以前視圖示出了根據本發明的示例性運輸集裝箱夾持器的透視圖。
圖2以後視圖示出了根據圖1的運輸集裝箱夾持器的透視圖。
圖3示出了根據圖1的運輸集裝箱夾持器的透視圖，其具有處於後方夾持狀態下的運輸集裝箱。
圖4示出了根據圖1的運輸集裝箱夾持器的透視圖，其具有處於前方夾持狀態下的運輸集裝箱。
圖5示出了根據圖1的運輸集裝箱夾持器的透視圖，其具有處於上方夾持狀態下的運輸集裝箱。
圖6示出了具有移動機器人的示例性場景，該移動機器人移動如圖1所示的根據本發明的運輸集裝箱夾持器，同時從存放位置取出運輸集裝箱。
圖7示出了具有移動機器人的示例性場景，該移動機器人移動如圖1所示的根據本發明的運輸集裝箱夾持器，同時將運輸集裝箱臨時存放在機器人的移動平台上。
圖8示出了具有移動機器人的示例性情形，該移動機器人移動如圖1所示的根據本發明的運輸集裝箱夾持器，同時圍繞一豎直轉動軸線對運輸集裝箱進行重新定向。
圖9示出了儲存貨架的側視圖，其中有多個運輸集裝箱成單行地、彼此疊置地被放置在多個平面中，以及
圖10示出了儲存台的俯視圖，有多個運輸集裝箱成多行和多列地矩陣式停放在該儲存台上。
1:運輸集裝箱夾持器
2:夾持器基體
3:連接裝置
4:法蘭
5:機器人臂
6:夾持叉
6.1:第一叉齒
6.2:第二叉齒
6.3:橋接部
8.2:第二夾持裝置
9.1:第一接收部
9.2:第二接收部
9.3:第三接收部
9.4:第四接收部
10.1:第一凹陷部
10.2:第二凹陷部
11:第一接片
11.1:第一接片部分
11.3:第三接片部分
11.5:第五接片部分
12:第二接片
12.2:第二接片部分
12.4:第四接片部分
12.6:第六接片部分
14:存在感測器
15:接近感測器
16:掃描器
17.1:第一凸起
17.2:第二凸起

Claims (10)

  1. 一種運輸集裝箱夾持器（1），具有： - 夾持器基體（2），其包括用於將所述運輸集裝箱夾持器（1）固定在機器人臂（5）的法蘭（4）上的連接裝置（3）； - 佈置在所述夾持器基體（2）上的夾持叉（6），所述夾持叉（6）包括第一叉齒（6.1）、第二叉齒（6.2）和將所述第一叉齒（6.1）與所述第二叉齒（6.2）相連接的橋接部（6.3），所述橋接部（6.3）被連接到所述夾持器基體（2），並且所述橋接部（6.3）將所述第一叉齒（6.1）佈置為與所述第二叉齒（6.2）相距一定的距離，使得運輸集裝箱（7）能夠在所述第一叉齒（6.1）與所述第二叉齒（6.2）之間定位地被所述運輸集裝箱夾持器（1）接收； - 佈置在所述第一叉齒（6.1）上的第一夾持裝置（8.1），所述第一夾持裝置（8.1）被設計為，在所述運輸集裝箱（7）的第一側壁上的第一抓握部（7.1）上夾持所述運輸集裝箱（7）；以及 - 佈置在所述第二叉齒（6.2）上的第二夾持裝置（8.2），所述第二夾持裝置（8.2）被設計為，在所述運輸集裝箱（7）的第二側壁上的與所述第一抓握部（7.1）相對置的第二抓握部（7.2）上夾持所述運輸集裝箱（7）； 其中，所述第一夾持裝置（8.1）和所述第二夾持裝置（8.2）被設計為，選擇性地在所述夾持叉（6）的第一方向上或者在所述夾持叉（6）的從所述第一方向轉動得到的第二方向上夾持所述運輸集裝箱（7），其中，在所述第一方向上所述夾持叉（6）的所述橋接部（6.3）圍接所述運輸集裝箱（7）的第三側壁；在所述第二方向上，所述夾持叉（6）的所述橋接部（6.3）圍接所述運輸集裝箱（7）的頂壁。
  2. Figure 03_image001
    如請求項1所述之運輸集裝箱夾持器（1），其中， - 所述第一夾持裝置（8.1）具有第一接收部（9.1），所述第一接收部（9.1）被設計為，在所述夾持叉（6）的第一方向上形狀配合地接收所述運輸集裝箱（7）的所述第一抓握部（7.1）， - 所述第二夾持裝置（8.2）具有第二接收部（9.2），所述第二接收部（9.2）被設計為，在所述夾持叉（6）的第一方向上形狀配合地接收所述運輸集裝箱（7）的所述第二抓握部（7.2）， - 所述第一夾持裝置（8.1）具有與所述第一接收部（9.1）分開的第三接收部（9.3），所述第三接收部（9.3）被設計為，在所述夾持叉（6）的第二方向上形狀配合地接收所述運輸集裝箱（7）的所述第一抓握部（7.1）， - 所述第二夾持裝置（8.2）具有與所述第二接收部（9.2）分開的第四接收部（9.4），所述第四接收部（9.4）被設計為，在所述夾持叉（6）的第二方向上形狀配合地接收所述運輸集裝箱（7）的所述第二抓握部（7.2）。
  3. Figure 03_image002
    如請求項2所述之運輸集裝箱夾持器（1），其中，所述第一接收部（9.1）具有凹入到所述第一叉齒（6.1）中的第一凹陷部（10.1），所述第一凹陷部（10.1）在其形狀和尺寸上形狀互補地適應於所述運輸集裝箱（7）的所述第一抓握部（7.1），並且所述第二接收部（9.2）具有凹入到所述第二叉齒（6.2）中的第二凹陷部（10.2），所述第二凹陷部（10.2）在其形狀和尺寸上形狀互補地適應於所述運輸集裝箱（7）的所述第二抓握部（7.2）。
  4. Figure 03_image003
    Figure 03_image003
    如請求項2或3所述之運輸集裝箱夾持器（1），其中，所述第三接收部（9.3）具有離開所述第一叉齒（6.1）延伸的第一接片（11），所述第一接片（11）具有第一接片部分（11.1），所述第一接片部分（11.1）被設計為，在所述夾持叉（6）的第二方向上承載地接收所述運輸集裝箱（7）的所述第一抓握部（7.1），並且所述第四接收部（9.4）具有離開所述第二叉齒（6.2）延伸的第二接片（12），所述第二接片（12）具有第二接片部分（12.2），所述第二接片部分（12.2）被設計為，在所述夾持叉（6）的第二方向上承載地接收所述運輸集裝箱（7）的所述第二抓握部（7.2）。
  5. 如請求項4所述之運輸集裝箱夾持器（1），其中，所述第一接片部分（11.1）具有第一凸起（17.1），所述第一凸起（17.1）被設計為，當所述運輸集裝箱（7）在所述夾持叉（6）的第二方向上被接收在所述運輸集裝箱夾持器（1）上時，與所述運輸集裝箱（7）的所述第一抓握部（7.1）上的第一切口形狀配合地共同作用，並且所述第二接片部分（12.2）具有第二凸起（17.2），所述第二凸起（17.2）被設計為，當所述運輸集裝箱（7）在所述夾持叉（6）的第二方向上被接收在所述運輸集裝箱夾持器（1）上時，與所述運輸集裝箱（7）的所述第二抓握部（7.2）上的第二切口形狀配合地共同作用。
  6. Figure 03_image002
    如請求項4或5所述之運輸集裝箱夾持器（1），其中，所述第一接片（11）具有第三接片部分（11.3），所述第三接片部分（11.3）與所述第一接片部分（11.1）間隔開地延伸，使得當所述運輸集裝箱（7）在所述夾持叉（6）的第二方向上被接收在所述運輸集裝箱夾持器（1）上時，所述第一接片部分（11.1）和所述第三接片部分（11.3）從相對置的兩側形狀配合地限定所述運輸集裝箱（7）的所述第一抓握部（7.1），並且所述第二接片（12）具有第四接片部分（12.4），所述第四接片部分（12.4）與所述第二接片部分（12.2）間隔開地延伸，使得當所述運輸集裝箱（7）在所述夾持叉（6）的第二方向上被接收在所述運輸集裝箱夾持器（1）上時，所述第二接片部分（12.2）和所述第四接片部分（12.4）從相對置的兩側形狀配合地限定所述運輸集裝箱（7）的所述第二抓握部（7.2）。
  7. Figure 03_image003
    Figure 03_image003
    如請求項4至6中任一項所述之運輸集裝箱夾持器（1），其中，所述第一接片（11）具有第五接片部分（11.5），所述第五接片部分（11.5）與所述第一凹陷部（10.1）間隔開地延伸，使得當所述運輸集裝箱（7）在所述夾持叉（6）的第一方向上被接收在所述運輸集裝箱夾持器（1）上時，所述第五接片部分（11.5）和所述第一凹陷部（10.1）從相對置的兩側形狀配合地限定所述運輸集裝箱（7）的所述第一抓握部（7.1），並且所述第二接片（12）具有第六接片部分（12.6），所述第六接片部分（12.6）與所述第二凹陷部（10.2）間隔開地延伸，使得當所述運輸集裝箱（7）在所述夾持叉（6）的第一方向中被接收在所述運輸集裝箱夾持器（1）上時，所述第六接片部分（12.6）和所述第二凹陷部（10.2）從相對置的兩側形狀配合地限定所述運輸集裝箱（7）的所述第二抓握部（7.2）。
  8. 如請求項2至7中任一項所述之運輸集裝箱夾持器（1），其中，所述夾持叉（6）具有至少一個存在感測器（14），所述存在感測器（14）被設計為，提供表徵在所述夾持叉（6）上接收所述運輸集裝箱（7）的正確性的訊號，無論是在將所述運輸集裝箱（7）形狀配合地插入到所述第一接收部（9.1）和所述第二接收部（9.2）中時所述夾持叉（6）的第一方向上，還是在將所述運輸集裝箱（7）形狀配合地插入到所述第三接收部（9.3）和所述第四接收部（9.4）中時所述夾持叉（6）的第二方向上。
  9. 如請求項1至8中任一項所述之運輸集裝箱夾持器（1），其中，所述夾持叉（6）具有接近感測器（15），所述接近感測器（15）被設計為，提供關於以下資訊的訊號：即，在所述運輸集裝箱（7）的存放位置（13）處是否已經存在佔用所述存放位置（13）的所述運輸集裝箱（7），或者在所述運輸集裝箱夾持器（1）位於所述存放位置（13）附近時用於存放所述運輸集裝箱（7）的存放位置（13）是否空閒。
  10. 如請求項1至9中任一項所述之運輸集裝箱夾持器（1），其中，所述夾持叉（6）具有掃描器（16），所述掃描器（16）被設計為，當所述運輸集裝箱夾持器（1）位於所述存放位置（13）附近時，讀出用於所述運輸集裝箱（7）的所述存放位置（13）上的標記（18）的代碼。
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