TW202218833A - 控制複數承接件間距之機械手臂 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種控制複數承接件間距之機械手臂，主要透過在一機械手臂本體側面設置二條溝，二承接組之承接組本體分別設於各溝條內，且各承接組本體抵於一連桿之側面，因此，當一伺服馬達帶動該連桿之一端轉動時，會同時帶動各承接組本體往上移動，移動的過程中，各承接組本體前側的承接件之間的間距會逐漸拉開，透過各承接組本體的上升程度，使得該間距得以被控制，而不易隨使用時間影響造成間距產生誤差。

Description

控制複數承接件間距之機械手臂

本發明創作係關於一種機械手臂，尤指一種控制複數承接件間距之機械手臂。

請參閱台灣專利證書號M447821「振動偵測設備」，該專利係揭示有：一種振動偵測設備用於偵測取放一晶圓構件之操作過程中所產生的振動資訊，振動偵測設備包含一機械手臂、一偵測機構、及一資訊收集裝置，機械手臂包括一取放晶圓構件之取放機構，晶圓構件為一測試晶圓時具有一晶圓振動位置，偵測機構包括一可偵測振動之偵測構件，偵測構件設置於機械手臂之一振動取樣位置或晶圓振動位置，以偵測取樣出對應振動取樣位置或晶圓振動位置的一振動取樣資訊，資訊收集裝置連接於偵測機構，接收偵測構件所偵測之振動取樣資訊，以收集機械手臂操作過程中所產生的振動資訊。

該專利雖有著上述優點，然，當欲使用該專利同時承接二片晶圓時，必須同時設置二組機械手臂，且各機械手臂之夾取構件水平高度需具有一間距，這將造成：1.整體製作成本上升，須利用二組動力機構分別控制各機械手臂之作動。2.該間距無法隨需求調整，或者該間距容易因使用而產生誤差。爰此，本創作者認為此種問題實有改善之必要。

有鑑於先前技術所述之問題，本創作者提出一種改善之手段，該手段係關於一種控制複數承接件間距之機械手臂，包括：

一機械手臂單元，包括： 一機械手臂本體： 該機械手臂本體朝向待承接物之一側界定為前側，該機械手臂本體左右二側其中之一界定為第一側，其餘界定為第二側，沿該機械手臂本體第一側之垂直向相間隔設有一第一條溝及一第二條溝。

一第一連桿： 該第一連桿設置於該第一側，且該第一連桿鄰近該前側之一端與該第一側形成樞接。

一第一承接組： 該第一承接組具有一第一承接組本體及一第一承接件，該第一承接組本體納設於該第一條溝以供沿該第一條溝上下移動，且該第一承接組本體之底部與該第一連桿形成樞接，而該第一承接件設於該第一承接組本體之前側。

一第二承接組： 該第二承接組具有一第二承接組本體及一第二承接件，該第二承接組本體納設於該第二條溝以供沿該第二條溝上下移動，且該第二承接組本體之底部與該第一連桿形成樞接，而該第二承接件設於該第二承接組本體之前側；

一伺服馬達： 該伺服馬達之輸出端直接或間接與該第一連桿之另一端形成連接，以供帶動該第一連桿另一端向上轉動。

一移動單元： 該移動單元連接該機械手臂單元，以供帶動該機械手臂單元於三維直角坐標系統移動。

本創作主要透過將該第一承接組本體與該第二承接組本體設置於該第一條溝及該第二條溝內，因此，當該伺服馬達帶動該第一連桿之另一端向上轉動時，該第一連桿會帶動該第一承接組本體與該第二承接組本體分別沿該第一條溝與該第二條溝向上移動，移動的過程中該第一承接件與該第二承接件之間的間距不斷加大，如此一來可透過各承接組本體向上移動程度以決定該間距之大小，由於該間距之大小主要透過各條溝之間的距離及各承接組本體向上移動的程度決定，而各條溝之間的距離係為固定，且各承接組本體向上移動的程度係為相同，也因此，該間距不易隨使用時間而產生誤差。尤其當承接組之數量為三以上時，透過本創作更可控制各承接件之間的間距。

以下藉由圖式之輔助，說明本發明創作之構造、特點與實施例，俾使貴審查人員對於本發明創作有更進一步之瞭解。

請參閱圖1所示，本創作係關於一種控制複數承接件間距之機械手臂，包括：

一機械手臂單元1，該機械手臂單元1包括： 一機械手臂本體11： 請參閱圖1配合圖2所示，該機械手臂本體11朝向待承接物之一側界定為前側，該機械手臂本體11左右二側其中之一界定為第一側，其餘界定為第二側，沿該機械手臂本體11第一側之垂直向相間隔設有一第一條溝111及一第二條溝112。本創作可根據欲同時承接物品之數量控制條溝111之數量，此外，也可根據物品承接時所需間距，控制各條溝111、112之間的間距，而本說明書之圖2、圖3係五條溝條作為舉例。

一第一連桿12： 請參閱圖2所示，該第一連桿12設置於該第一側，且該第一連桿12鄰近該前側之一端與該第一側形成樞接。

一第一承接組13： 請參閱圖2、3、5所示，該第一承接組13具有一第一承接組本體131及一第一承接件132，該第一承接組本體131納設於該第一條溝111以供沿該第一條溝111上下移動，且該第一承接組本體131之底部與該第一連桿12形成樞接，而該第一承接件132設於該第一承接組本體131之前側。如此一來，當該第一連桿12之另一端向上轉動時，將帶動該第一承接組本體131沿該第一條溝111往上移動，反之，另一端向下轉動時，則該第一承接組本體131向下移動。又，值得一提的是，囿限於圖式呈現角度關係，該第一溝條111係被該第一承接組本體131擋住，故本說明書之圖式所呈現之該第一溝條111係以虛線方式呈現。

一第二承接組14： 請參閱圖2、3、5所示，該第二承接組14具有一第二承接組本體141及一第二承接件142，該第二承接組本體141納設於該第二條溝112以供沿該第二條溝112上下移動，且該第二承接組本體141之底部與該第一連桿12形成樞接，而該第二承接件142設於該第二承接組本體141之前側。該第二承接組14之作動原理與該第一承接組13相同，故在此不再贅述。此外，為配合待承接物之不同，上述該第一及第二承接件132、142之實施方式可為複數牙叉、板體、或叉體，而為防止該待承接物於承接過程滑落，於該第一及第二承接件132、142之頂面較佳分別鋪設有一止滑單元，該止滑單元可以是磨擦係數較高之墊體，也可是具有複數顆粒之表面，而當本創作用於半導體領域時，該止滑單元更可以是凸柱，以供插設於該晶圓盒之底面，除了具有定位功能外，還兼具止滑功能。為便於解說本創作之優點、特色及作動方式，本說明書僅以二承接組為例來進行說明，本創作實際實施時仍以個別需求為主來設置不同數量之承接組，此外，如圖所示，承接組之數量較佳為5。又，值得一提的是，囿限於圖式呈現角度關係，該第二溝條112係被該第二承接組本體141擋住，故本說明書之圖式所呈現之該第二溝條112係以虛線方式呈現。

一伺服馬達16： 請參閱圖3該伺服馬達16之輸出端直接或間接與該第一連桿12之另一端形成連接，以供帶動該第一連桿12另一端向上轉動。

一移動單元2： 請參閱圖1，該移動單元2連接該機械手臂單元1，以供帶動該機械手臂單元1於三維直角坐標系統移動。且，更設一轉向單元3，且該轉向單元3連接該移動單元2，以供帶動該移動單元2進行轉向。如此一來可令本創作具有多軸向之承接方向，以便於各種狀況承接該待承接物。

一控制單元4： 請參閱圖4，該控制單元4分別資訊連接該伺服馬達16、該移動單元2、及該轉向單元3，用以供控制該移動單元2及該轉向單元3之作動，以完成該待承接物之承接、放置等工作流程。

請參閱圖3、圖4及圖5，接下來介紹本創作之作動流程，首先該控制單元4會根據該待承接物之位置，而控制該移動單元2及該轉向單元3進行作動，以供帶動該機械手臂單元1移動至預設位置，接著控制該伺服馬達16開始作動，該伺服馬達16會帶動該第一連桿12之另一端向上轉動，而轉動過程中由於該第一及第二承接組本體131、141之底部因與該連桿12形成樞接，使得該第一及第二承接組本體131、141會沿著各條溝111、112、向上移動，移動過程中如同圖2及圖3所示，各承接件132、142的間距會逐漸拉開，直到該間距足以承接該待承接物為止，再透過該移動單元2作動，以令該第一及第三承接組13、14完成承接該待承接物。然後，該控制單元4再根據欲放置地點，控制該轉向單元3及該移動單元2作動，以供將該待承接物放置於該欲放置地點，如此一來完成整個承接流程。

本創作之優點在於： 1.透過各條溝111、112、之位置固定，使得各承接組本體131、141向上移動後，各承接件132、142之間的間距不易隨使用時間而產生誤差。 2.僅利用一台該伺服馬達16，便可達到控制各承接件132、142之間的間距之目的，可使整體機台的製作成本下降。

以下介紹本創作其他實施方式： 一、 請參閱圖4，更設一位置偵測器5，該位置偵測器5可供偵測該該第一承接組本體131底部於該第一條溝111之垂直高度以得到一高度偵測值；該控制單元2根據該高度偵測值決定該伺服馬達16停止與否之狀態。

因此，當該第一承接組本體131移動至預設高度時，該控制單元2便會控制該伺服馬達16停止作動，如此一來，可達成控制各承接件132、142之間的間距寬度之目的。由於各間距之寬度係受到各條溝111、112、之設置位置影響，故僅監控該第一承接組本體131於該第一條溝111內之位置即可達到控制各間距之目的，除此之外，真正實施時也可以選擇透過監控該第二承接組本體141於該第二條溝112內之位置來達成上述目的，不僅如此，本創作於真正實施時，也可同時監控各承接組本體131、141來達到監控各間距寬度之目的。

此外，本實施例更進一步可以實施為：當該控制單元2控制該伺服馬達16作動後，於一預設時間後該高度偵測值無法滿足一高度預設值時，則該控制單元16控制一警報器7作動。如此一來，經一段時間後該高度偵測值無法滿足一高度預設值時，代表各承接組本體131、141可能於各條溝111、112形成卡住，因此需要透過警報器7警示相關工作人員進行處理。

當本創作用於承接晶圓時，由於晶圓成本昂貴且相當脆弱，因此承接過程中不容許有任何意外，為降低晶圓滑落之機率，本創作進一步還可以實施為： 二、 請參閱圖4，設一資訊連接該控制單元4之水平偵測器6，該水平偵測器6可供偵測各承接件132、142之傾斜狀況得到一水平偵測結果，當該水平偵測結果超出一水平預設值時，則該控制單元4控制該伺服馬達16、該移動單元2、及該轉向單元3停止作動，並啟動該警報器7作動。

如此一來，當其中一承接件傾斜角度過大時，為防止晶圓滑落，該伺服馬達16、該移動單元2、及該轉向單元3停止作動，同時該警報器7作動，藉以警示相關工作人員注意，此外，該警報器7可以是一閃爍器、蜂鳴器，又或者透過人機介面之設定，以顯著之方式來達到警示之效果，如以承接件icon圖示閃爍。

承接上述之目的，本創作還可以實施為： 三、 請參閱圖4，該控制單元4可供資訊連接一電信服務商A以供接收地震簡訊，當該控制單元4收到該地震簡訊時，若各承接件132、142於承接該待承接物之狀態時，控制該伺服馬達16、該移動單元2、及該轉向單元3作動，以供將該待承接物放置於原先位置，接著再控制該伺服馬達16、該移動單元2、及該轉向單元3停止作動；若各承接件132、142未處於承接該待承接物之狀態時，控制該伺服馬達16、該移動單元2、及該轉向單元3停止作動。

當地震來臨之前，本創作可立即預先將該待承接物放置完成，然後控制該伺服馬達16、該移動單元2、及該轉向單元3停止作動，如此一來，即便是地震來臨時，也不易發生該待承接物掉落損毀之問題，藉以提升本創作整體之承接安全性，讓地震所造成的損害降到最低。

以下介紹三種該伺服馬達16、及該第一連桿12如何帶動各承接組13、14之實施例： 一、 請參閱圖2所示，該第一承接組本體131及該第二承接組本體141底部外側分別與該第一連桿12形成樞接。如此一來，當該伺服馬達16帶動該第一連桿12之一端向上或向下轉動時，會因為該第一承接組本體131及該第二承接組本體141底部外側分別與該第一連桿12形成樞接，所以各承接組本體131、141會沿各溝條111、112向上或向下移動。此種帶動方式係屬於該第一連桿12拉動各承接組本體131、141向下移動或推動各承接組本體131、141向上移動。

二、 請參閱圖5所示，該第一承接組本體131及該第二承接組本體141底部外側分別設有一第一輪體133、143，各第一輪體133、143分別壓抵該第一連桿12之環側。此種實施方式中，該第一連桿12帶動各承接組本體131、141的方法原理類似，不同之處在於：本實施方式主要透過各承接組本體131、141的重力，使得該伺服馬達16帶動該第一連桿12之一端向下轉動時，各承接組本體131、141自然而然會向下移動，如此一來相較於前一實施例，可使該第一連桿12與各承接組本體131、141之間的使用壽命延長。

三、 請參閱圖5所示，該伺服馬達16與該第一連桿12之間較佳也是透過輪體來實現，其實施方式為：該伺服馬達16以一第二輪體161抵於該第一連桿12之另一端底部，該伺服馬達16可供帶動該第二輪體161向上移動時，同時連動該第一連桿12轉動。該伺服馬達16帶動該第一連桿12之原理類似前述實施例二，故在此不再贅述。

綜上所述，本案符合專利法所定之要件，爰依法提出專利申請，而上述說明僅列舉本發明創作之較佳實施例，本案之權利範圍仍以請求項所列為主。

A:電信服務商 1:機械手臂單元 11:機械手臂本體 111:第一條溝 112:第二條溝 12:第一連桿 13:第一承接組 131:第一承接組本體 132:第一承接件 133:第一輪體 14:第二承接組 141:第二承接組本體 142:第二承接件 143:第一輪體 16:伺服馬達 161:第二輪體 2:移動單元 3:轉向單元 4:控制單元 5:位置偵測器 6:水平偵測器 7:警報器

圖1係本創作之外觀圖 圖2係本創作之機械手臂本體之外觀圖 圖3係本創作之機械手臂本體之側視圖 圖4係本創作之各元件連結示意圖 圖5係本創作之伺服馬達、第一連桿、及各輪體之實施示意圖

1:機械手臂單元

11:機械手臂本體

12:第一連桿

131:第一承接組

132:第一承接組本體

14:第二承接組

141:第二承接組本體

142:第二承接件

16:伺服馬達

Claims (10)

1. 一種控制複數承接件間距之機械手臂，包括： 一機械手臂單元，包括： 一機械手臂本體：該機械手臂本體朝向待承接物之一側界定為前側，該機械手臂本體左右二側其中之一界定為第一側，其餘界定為第二側，沿該機械手臂本體第一側之垂直向相間隔設有一第一條溝及一第二條溝； 一第一連桿：設置於該第一側，且該第一連桿鄰近該前側之一端與該第一側形成樞接； 一第一承接組：具有一第一承接組本體及一第一承接件，該第一承接組本體納設於該第一條溝以供沿該第一條溝上下移動，且該第一承接組本體之底部與該第一連桿形成樞接，而該第一承接件設於該第一承接組本體之前側； 一第二承接組：具有一第二承接組本體及一第二承接件，該第二承接組本體納設於該第二條溝以供沿該第二條溝上下移動，且該第二承接組本體之底部與該第一連桿形成樞接，而該第二承接件設於該第二承接組本體之前側； 一伺服馬達：該伺服馬達之輸出端直接或間接與該第一連桿之另一端形成連接，以供帶動該第一連桿另一端向上轉動； 一移動單元：連接該機械手臂單元，以供帶動該機械手臂單元於三維直角坐標系統移動。
2. 如請求項1所述之控制複數承接件間距之機械手臂，其中更設一位置偵測器，該位置偵測器可供偵測該該第一承接組本體底部於該第一條溝之垂直高度以得到一高度偵測值；該控制單元根據該高度偵測值決定該伺服馬達停止與否之狀態。
3. 如請求項2所述之控制複數承接件間距之機械手臂，其中更設一控制單元，該控制單元分別資訊連接該伺服馬達及該移動單元，以供分別控制該伺服馬達及該移動單元之作動；設一資訊連接該控制單元之水平偵測器，該水平偵測器可供偵測各承接件之傾斜狀況得到一水平偵測結果，當該水平偵測結果超出一水平預設值時，則該控制單元控制該伺服馬達及該移動單元停止作動，並啟動一警報器作動。
4. 如請求項3所述之控制複數承接件間距之機械手臂，其中該控制單元可供資訊連接一電信服務商以供接收地震簡訊，當該控制單元收到該地震簡訊時，若該承接件於承接一待承接物之狀態時，控制該伺服馬達及該移動單元作動，以供將該待承接物放置於原先位置，接著再控制該伺服馬達及該移動單元停止作動；若該承接件未處於承接該待承接物之狀態時，控制該伺服馬達及該移動單元停止作動。
5. 如請求項4所述之控制複數承接件間距之機械手臂，其中更設一訊號連接該控制單元之轉向單元，且該轉向單元連接該移動單元，以供帶動該移動單元進行轉向。
6. 如請求項5所述之控制複數承接件間距之機械手臂，其中該第一及第二承接件之頂面鋪設有一止滑單元，且該第一及第二承接件可選自於下列群組其中之一：複數牙叉、板體。
7. 如請求項6所述之控制複數承接件間距之機械手臂，其中該第一承接組本體及該第二承接組本體底部外側分別設有一第一輪體，各第一輪體分別壓抵該第一連桿之環側。
8. 如請求項6所述之控制複數承接件間距之機械手臂，其中該伺服馬達以一第二輪體抵於該第一連桿之另一端底部，該伺服馬達可供帶動該第二輪體向上移動時，同時連動該第一連桿轉動。
9. 如請求項6所述之控制複數承接件間距之機械手臂，其中該第一承接組本體及該第二承接組本體底部外側分別與該第一連桿形成樞接。
10. 如請求項7、8或9任一項所述之控制複數承接件間距之機械手臂，其中當該控制單元控器該伺服馬達作動後，於一預設時間後該高度偵測值無法滿足一高度預設值時，則該控制單元控制該警報器作動。

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