TWI426042B - 機械承載臂 - Google Patents

Description

機械承載臂

本發明關於一種機械承載臂，尤指一種定位桿可活動地設置於承載主體內以使定位塊可隱藏於承載主體內或突出卡合於卡匣之定位孔洞內之機械承載臂。

一般而言，在光電產業或半導體製程中，置放在貨架上且其內存放有製程物料(如玻璃面板)之卡匣的運送係利用自動化之機械承載臂來進行。首先，機械承載臂會先平移至所欲取出之卡匣之正下方，接著就會垂直上移，直到機械承載臂將卡匣上抬一段距離而離開貨架上為止，最後，機械承載臂即可平移退出貨架之外，從而完成將卡匣取出之流程。除了上述取貨路徑之外，機械承載臂之取貨路徑亦可改設計為在機械承載臂平移伸入或退出貨架的過程中，機械承載臂可同時相對應地上升，藉此，即可縮短機械承載臂至可承載到卡匣之位置所需移動的路徑長度，從而進一步地縮減機械承載臂取出卡匣之時間。

無論是哪一種卡匣取出方式，在將卡匣取出的過程中，為了確保機械承載臂可精準地承載到卡匣以及避免機械承載臂在出現錯誤操作時(如異常急停等)會造成卡匣滑移甚至翻覆之情況，機械承載臂上通常會鎖固有定位塊，其係用來在機械承載臂接觸到卡匣時，卡合於卡匣底部之定位孔洞內，藉以將卡匣定位於機械承載臂上，從而使機械承載臂可穩固地將卡匣取出。然而，由於定位塊係突出於機械承載臂上，機械承載臂所需要的取貨空間就要相對應地增加，以使機械承載臂與卡匣之間的垂直距離(一般約設為325mm)可確實地大於定位塊結構與機械承載臂上抬行程之高度，從而確保機械承載臂能夠順利地平移至卡匣底部，但如此一來，則又會導致貨架在儲物空間及取貨時間上的浪費。

因此，本發明提供一種定位桿可活動地設置於承載主體內以使定位塊可隱藏於承載主體內或突出卡合於卡匣之定位孔洞內之機械承載臂，藉以解決上述之問題。

本發明提供一種機械承載臂，其用來搬運置放於一貨架上之至少一卡匣，該卡匣之底部具有至少一定位孔洞，該機械承載臂包含一承載主體、至少一定位桿，以及至少一定位塊。該承載主體用來承載該卡匣。該定位桿可活動地設置於該承載主體上。該定位塊設置於該定位桿上，該定位塊用來於該定位桿相對於該承載主體活動時，選擇性地卡合於該定位孔洞內。

綜上所述，本發明係利用定位桿可活動地設置於承載主體內以使定位塊可隱藏於承載主體內或突出卡合於卡匣之定位孔洞內之設計，藉以確保在機械承載臂平移接近卡匣的過程中不會發生定位塊與卡匣之底部干涉相撞之情況。如此一來，機械承載臂所需要的取貨空間即可大大地縮減，從而提昇貨架在儲物空間上的使用效率以及縮減機械承載臂上升至可承載到卡匣之位置所需耗費之時間。

請參閱第1圖以及第2圖，第1圖為本發明一實施例之一機械承載臂10之立體圖，第2圖為第1圖之機械承載臂10尚未取出一貨架12上之一卡匣14的側視簡示圖。由第1圖以及第2圖可知，機械承載臂10係用來進行置放於貨架12上之至少一卡匣14(於第1圖中顯示一個)之搬運，機械承載臂10包含一承載主體16、至少一定位桿18(於第1圖中顯示二個)、至少一定位塊20(於第1圖之定位桿18上各設置二個)，以及至少一驅動裝置22(於第1圖之定位桿18上各設置一個)。承載主體16係用來承載卡匣14。

接著請同時參閱第1圖以及第3圖，第3圖為第1圖之定位桿18、定位塊20以及驅動裝置22之放大示意圖。如第1圖以及第3圖所示，定位桿18係可活動地設置於承載主體16上，定位桿18具有一第一臂部24以及一第二臂部26，第一臂部24係與第二臂部26夾一彎折角度θ，定位塊20係設置於第二臂部26之一端上，而驅動裝置22則是較佳地為一突出頂銷，其係設置於第一臂部24之一端上，在此實施例中，彎折角度θ係為175°至179°，第一臂部24之長度係較佳地小於第二臂部26之長度，該突出頂銷之高度係為4mm至8mm且其頂端較佳地呈半球狀，而定位桿18則是利用一樞軸19以與承載主體16樞接於第一臂部24以及第二臂部26之間的彎折位置上，

以下針對機械承載臂10之取貨操作進行詳細之描述。請參閱第2圖、第4圖，以及第5圖，第4圖為第2圖之機械承載臂10移動至驅動裝置22接觸到卡匣14之底部之位置的側視放大簡示圖，第5圖為第4圖之機械承載臂10移動至卡匣14之底部下壓驅動裝置22以使定位塊20突出卡合於卡匣14之定位孔洞28內之位置的側視放大示意圖。當欲取出貨架12上之卡匣14時，機械承載臂10會先從如第2圖所示之位置平移伸入貨架12中而位於卡匣14之正下方，並接著垂直上移至承載主體16承載到卡匣14之位置，在此過程中，定位桿18之第一臂部24上之驅動裝置22就會從如第4圖所示之位置被卡匣14之底部下壓至如第5圖所示之位置，進而帶動第一臂部24以樞軸19為中心向下樞轉，此時，第二臂部26就會隨著第一臂部24之樞轉而相對應地向上樞轉，藉此，第二臂部26上之定位塊20就會從如第4圖所示之隱藏於承載主體16內之位置移動至如第5圖所示之突出卡合於卡匣14之定位孔洞28內之位置，如此一來，透過定位塊20與定位孔洞28之間的結構卡合，卡匣14即可被穩固地定位在承載主體16上。接下來，機械承載臂10可繼續垂直向上移動，直到卡匣14被機械承載臂10上抬一段距離而離開貨架12上為止。最後，機械承載臂10即可平移退出貨架12之外，從而完成將卡匣14取出之流程。

另一方面，請參閱第6圖，其為第1圖之機械承載臂10之側面透視圖，如第6圖所示，當機械承載臂10未承載有卡匣14或是已將卡匣14卸下時，由於第二臂部26相對樞軸19所產生之力矩係大於第一臂部24相對樞軸19所產生之力矩，再加上驅動裝置22已不再被卡匣14之底部下壓，因此，第二臂部26就會自動地相對樞軸19向下樞轉，以使定位塊20向下樞轉至隱藏於承載主體16內之位置，從而確保在機械承載臂10後續取出卡匣14之過程中不會發生定位塊20與卡匣14之底部干涉相撞之情況。如此一來，由於在機械承載臂10平移接近卡匣14的過程中，定位塊20始終隱藏在承載主體16內，再加上突出於承載主體16之外的驅動裝置22之結構高度僅4mm至8mm，因此，機械承載臂10與卡匣14之間所需保留之垂直距離就能大幅度地縮短，也就是說，相較於先前技術，機械承載臂10所需要的取貨空間即可大大地縮減，從而提昇貨架12在儲物空間上的使用效率以及縮減機械承載臂10上升至可承載到卡匣14之位置所需耗費之時間。

在此實施例中，機械承載臂10可選擇性地包含一感測器21，其係設置於承載主體16上，感測器21係用來偵測定位塊20是否突出卡合於定位孔洞28內。舉例來說，由第4圖以及第5圖可知，感測器21係設置於承載主體16對應定位桿18之第二臂部26之位置上，藉此，機械承載臂10即可根據感測器21是否有感測到第二臂部26的感測結果，得知定位塊20是否已經突出卡合於定位孔洞28內，藉以判斷出卡匣14是否已經順利地定位於承載主體16上，如此一來，只要當定位塊20因特殊狀況(如卡匣14之位置發生偏移等)無法突出卡合於定位孔洞28內而導致卡匣14無法定位於承載主體16上時，操作人員就可根據感測器21之感測結果而即時得知，從而提昇機械承載臂10之搬運安全性以及降低卡匣14在搬運過程中遭受到損壞的機率。除此之外，機械承載臂10也可選擇性地包含至少一止擋緩衝塊23(於第4圖中顯示二個)，其係設置於承載主體16上對應第一臂部24或第二臂部26之一端的位置上，止擋緩衝塊23係用來防止第一臂部24或第二臂部26與承載主體16接觸，如此即可避免第一臂部24或第二臂部26在樞轉過程中與承載主體16發生碰撞而導致結構損壞或磨耗之情況發生。

另外，由上述可知，透過定位塊20在機械承載臂10平移接近卡匣14的過程中始終隱藏在承載主體16內的設計，機械承載臂10係可確保在取出卡匣14之過程中皆不會發生定位塊20與卡匣14之底部干涉相撞之情況，因此，即可有效地提昇機械承載臂10在卡匣取出路徑設計上的彈性，也就是說，機械承載臂10之卡匣取出路徑的設計係可不限於上述實施例，舉例來說，由上述可知，在機械承載臂10平移伸入或退出貨架12的過程中，機械承載臂10亦可同時相對應地上升，藉以縮短機械承載臂10至可承載到卡匣14之位置所需移動的路徑長度，從而進一步地縮減機械承載臂10取出卡匣14之時間。至於採用何種路徑設計，端視機械承載臂10之實際使用需求而定。

值得一提的是，定位桿可活動地設置於承載主體內以使定位塊可隱藏於承載主體內或突出卡合於卡匣之定位孔洞內之設計係可不限於上述實施例。舉例來說，請參閱第7圖，其為本發明另一實施例之一機械承載臂100尚未取出貨架12上之卡匣14的側視簡示圖，此實施例中所述之元件與上述實施例中所述之元件編號相同者，表示其具有相似的功能或相對結構，於此不再贅述，機械承載臂100與機械承載臂10主要不同之處在於驅動裝置之設計。由第7圖可知，機械承載臂100包含承載主體16、一定位桿102、至少一定位塊104(於第7圖之定位桿102上顯示二個定位塊)，以及一驅動裝置106。定位桿102係可活動地設置於承載主體16上，而驅動裝置106係設置於定位桿102之一側，在此實施例中，定位桿102係可被驅動裝置106驅動而以相對於承載主體16垂直向上或向下移動，而驅動裝置106係為一動力提供裝置，如一氣壓缸、一馬達油壓缸或一馬達螺桿等，至於採用何種類型之裝置，端視機械承載臂100之實際使用需求而定。

以下針對機械承載臂100之取貨操作進行詳細之描述。請參閱第7圖、第8圖，以及第9圖，第8圖為第7圖之機械承載臂100承載到卡匣14之側視放大簡示圖，第9圖為第8圖之驅動裝置106驅動定位桿102相對承載主體16向上移動至使定位塊104突出卡合於定位孔洞28內之位置的側視放大簡示圖。當欲取出貨架12上之卡匣14時，機械承載臂100會先從如第7圖所示之位置平移伸入貨架12中而位於卡匣14之正下方，並接著垂直上移，直到承載主體16承載到卡匣14為止，此時，如第8圖所示，驅動裝置106提供動力以相對承載主體16之位置驅動定位桿102向上移動至使定位塊104分別突出卡合於相對應之定位孔洞28內之位置(如第9圖所示)，如此一來，透過定位塊104與定位孔洞28之間的結構卡合，卡匣14即可被穩固地定位在承載主體16上。接下來，機械承載臂100可繼續垂直向上移動，直到卡匣14被機械承載臂100上抬一段距離而離開貨架12上為止。最後，機械承載臂100即可平移退出貨架12之外，從而完成將卡匣14取出之流程。

另一方面，當機械承載臂100未承載有卡匣14或是已將卡匣14卸下時，驅動裝置106就會提供動力以相對承載主體16之位置驅動定位桿102向下移動至使定位塊104隱藏於承載主體16內之位置(如第7圖所示)，從而確保在機械承載臂100後續取出卡匣14之過程中不會發生定位塊104與卡匣14之底部干涉相撞之情況。如此一來，由於在機械承載臂100平移接近卡匣14的過程中，定位塊104始終隱藏在承載主體16內，因此，相較於先前技術，機械承載臂100所需要之取貨空間可大大地縮減，從而提昇貨架12在儲物空間上的使用效率以及縮減機械承載臂100上升至可承載到卡匣14之位置所需耗費之時間。

值得注意的是，上述實施例中所提及之感測器以及止擋緩衝塊之設置與卡匣取出路徑的變化均可應用於此實施例中，從而提昇機械承載臂100之搬運安全性以及有效地提昇機械承載臂100在卡匣取出路徑設計上的彈性。

相較於先前技術，本發明係利用定位桿可活動地設置於承載主體內以使定位塊可隱藏於承載主體內或突出卡合於卡匣之定位孔洞內之設計，藉以確保在機械承載臂平移接近卡匣的過程中不會發生定位塊與卡匣之底部干涉相撞之情況。如此一來，機械承載臂所需之取貨空間即可大大地縮減，從而提昇貨架在儲物空間上的使用效率以及縮減機械承載臂在上升至可承載到卡匣之位置所需耗費之時間。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10、100．．．機械承載臂

12．．．貨架

14．．．卡匣

16．．．承載主體

18、102．．．定位桿

19．．．樞軸

20、104．．．定位塊

21．．．感測器

22、106．．．驅動裝置

23．．．止擋緩衝塊

24．．．第一臂部

26．．．第二臂部

28．．．定位孔洞

第1圖為本發明一實施例之機械承載臂之立體圖。

第2圖為第1圖之機械承載臂尚未取出貨架上之卡匣的側視簡示圖。

第3圖為第1圖之定位桿、定位塊以及驅動裝置之放大示意圖。

第4圖為第2圖之機械承載臂移動至驅動裝置接觸到卡匣之底部之位置的側視放大簡示圖。

第5圖為第4圖之機械承載臂移動至卡匣之底部下壓驅動裝置以使定位塊突出卡合於卡匣之定位孔洞內之位置的側視放大簡示圖。

第6圖為第2圖之機械承載臂之側面透視圖。

第7圖為本發明另一實施例之機械承載臂尚未取出貨架上之卡匣的側視簡示圖。

第8圖為第7圖之機械承載臂承載到卡匣之側視放大簡示圖。

第9圖為第8圖之驅動裝置驅動定位桿相對承載主體向上移動至使定位塊突出卡合於定位孔洞內之位置的側視放大簡示圖。

10．．．機械承載臂

14．．．卡匣

16．．．承載主體

18．．．定位桿

19．．．樞軸

20．．．定位塊

21．．．感測器

22．．．驅動裝置

23．．．止擋緩衝塊

24．．．第一臂部

26．．．第二臂部

28．．．定位孔洞

Claims (6)

1. 一種機械承載臂，用來搬運置放於一貨架上之至少一卡匣，該卡匣之底部具有至少一定位孔洞，該機械承載臂包含：一承載主體，其用來承載該卡匣；至少一定位桿，其可活動地設置於該承載主體上且具有一第一臂部以及與該第一臂部夾一彎折角度的一第二臂部，該定位桿與該承載主體樞接於該第一臂部以及該第二臂部之間的彎折位置上；至少一定位塊，其設置於該定位桿上，該定位塊用來於該定位桿相對於該承載主體活動時，選擇性地卡合於該定位孔洞內；以及一驅動裝置，其設置於該定位桿之一側，該驅動裝置係為一突出頂銷，該突出頂銷係設置於該第一臂部之一端上，該定位塊係設置於該第二臂部之一端上，當該卡匣承載於該承載主體上時，該卡匣下壓該突出頂銷，以驅動該定位桿相對該承載主體樞轉至使該定位塊突出卡合於該定位孔洞內之位置。
2. 如請求項1所述之機械承載臂，其中該彎折角度係為175°至179°。
3. 如請求項1所述之機械承載臂，其中該突出頂銷之高度係為4mm至8mm。
4. 如請求項1所述之機械承載臂，其中該第一臂部之長度係小於該第二臂部之長度。
5. 如請求項1所述之機械承載臂，其中該突出頂銷之頂端係呈半球狀。
6. 如請求項1所述之機械承載臂，其另包含：一感測器，其設置於該承載主體上，該感測器用來偵測該定位塊是否突出卡合於該定位孔洞內。