TWI557334B - 鉸鍊模組及具有此鉸鍊模組的機械手臂 - Google Patents

Description

鉸鍊模組及具有此鉸鍊模組的機械手臂

本發明揭露一種鉸鍊模組，特別是一種以夾持緊配方式固定二組件的鉸鍊模組以及具有此鉸鍊模組的機械手臂。

為了減少污染及提高產量，半導體產業常利用一個或多個機械手臂搬運矽晶圓或電子晶片等工作件，以便進行後續的製程步驟或是電性測試。

一般而言，機械手臂是透過馬達傳動直線導軌而可調整沿垂直方向的行程大小。當使用者要調整機械手臂沿垂直方向的位置時，需同時移動機械手臂整體以改變機械手臂的位置。然而，習知機械手臂透過搭載大量外部構件以連接於馬達，使得機械手臂整體重量過大。此外，馬達驅動直線導軌重量較大的機械手臂整體時，容易產生慣性力，使得臂體容易在工作過程中相對基座產生晃動，造成承載於臂體上的工作件有掉落的風險存在，並影響吸嘴壽命，與造成工作件上有壓痕或底部有針痕等問題產生。

鑒於以上的問題，本發明揭露一種鉸鍊模組以及具有此鉸鍊模組的機械手臂，有助於避免臂體在工作過程中產生晃動。

本發明所揭露的鉸鍊模組包含一第一組裝件、一轉軸和一第二組裝件。第一組裝件具有二夾持面。第二組裝件藉由轉軸而樞設於第一組裝件。第二組裝件具有二受壓面。二受壓面之間於未受力時的間距大於二夾持面之間於未受力時的間距。二受壓面設置於二夾持面之間，且二夾持面分別抵壓二受壓面，而令第一組裝件夾持第二組裝件。

本發明所揭露的機械手臂包含一架體、一臂體以及前述的鉸鍊模組。架體固定於鉸鍊模組的第一組裝件。臂體固定於鉸鍊模組的第二組裝件。

根據本發明所揭露的鉸鍊模組以及機械手臂，由於二受壓面之間於未受力時的間距大於二夾持面之間於未受力時的間距。藉此，夾持面和受壓面能完全緊密配合，而有助於避免第二組裝件和臂體在工作過程中相對第一組裝件產生晃動，進而避免承載於臂體的工作件(如矽晶圓、LED晶粒或電子晶片)發生掉落或壓傷損壞等意外發生。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

1‧‧‧機械手臂

10‧‧‧架體

20‧‧‧鉸鍊模組

210‧‧‧第一組裝件

211‧‧‧固定部

212‧‧‧延伸部

213‧‧‧夾持面

214‧‧‧第一穿設孔

220‧‧‧轉軸

230‧‧‧第二組裝件

231‧‧‧受壓面

232‧‧‧第二穿設孔

30‧‧‧臂體

D1‧‧‧受壓面之間於未受力時的間距

D2‧‧‧夾持面之間於未受力時的間距

W1、W2‧‧‧延伸部的寬度

第1圖為根據本發明第一實施例之機械手臂的立體示意圖。

第2圖為第1圖中機械手臂的分解示意圖。

第3圖為第1圖中機械手臂的上視示意圖。

第4圖為沿第3圖中的機械手臂沿剖切線4-4之剖切示意圖。

第5圖為根據本發明第二實施例之機械手臂的剖切示意圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請同時參照第1圖、第2圖、第3圖和第4圖。第1圖為根據本發明第一實施例之機械手臂的立體示意圖。第2圖為第1圖中機械手臂的分解示意圖。第3圖為第1圖中機械手臂的上視示意圖。第4圖為沿第3圖中的機械手臂沿剖切線4-4之剖切示意圖。在本實施例中，一機械手臂1包含一架體10、一鉸鍊模組20和一臂體30。

架體10可連接於一動力源(如馬達，未繪示)，而令動力源可驅動架體10相對自身之軸心旋轉(如第1圖中箭頭R所指示方向)。

鉸鍊模組20包含一第一組裝件210、一轉軸220和一第二組裝件230。

第一組裝件210例如為一金屬板，其固定於架體10，並且第一組裝件210具有二夾持面213。詳細來說，第一組裝件210包含一固定部211和二延伸部212，且二延伸部212分別固定於固定部211的相對二側。每一延伸部212朝向另一延伸部212的方向突起而形成一突部。二夾持面213分別位於二延伸部212的突部，且二夾持面213相互面對。在本實施例中，夾持面213為一半圓環形表面，並且二延伸部212之延伸方向相互平行，但本發明並不以此為限。在其他實施例中，夾持面213可以是呈任意幾何形狀的表面，並且二延伸部212之延伸方向可彼此相交。也就是說，只要滿足二夾持面213相互面對，夾持面213的形狀和延伸部212的外型皆可任意調整。

轉軸220之相對二端皆固定於第一組裝件210。詳細來說，在本實施例中，第一組裝件210更具有二第一穿設孔214。二第一穿設孔214分別連接於二夾持面213。轉軸220穿設二第一穿設孔214，並且二第一穿設孔214皆和轉軸220相緊配，而使轉軸220固定於第一組裝件210。

第二組裝件230樞設於轉軸220而和第一組裝件210相樞設。第二組裝件230具有二受壓面231和一第二穿設孔232。第二穿設孔232介於二受壓面231之間。二受壓面231皆設置於第一組裝件210的二夾持面213之間，且二夾持面213分別抵壓二受壓面231，而令第一組裝件210夾持第二組裝件230。第二穿設孔232位於二第一穿設孔214之間，並且轉軸220穿設第二穿設孔232。第二穿設孔232之孔徑大於轉軸220之軸徑，而有助於使第二組裝件230相對第一組裝件210旋轉時能有良好的靈活度。另外在本實施例中，夾持面213為半圓環形表面，而可減少夾持面213和受壓面231之間的接觸面積。更進一步而言，由於本實施例的夾持面213的面積小於受壓面231的面積，而有助於避免第二組裝件230相對第一組裝件210旋轉時產生過大摩擦力。

值得一提的是，二受壓面231之間於未受力時的一間距D1大於二夾持面213之間於未受力時的一間距D2。詳細來說，如第2圖所示，當第一組裝件210和第二組裝件230相分離時，二受壓面231之間的間距D1大於二夾持面213之間的間距D2。藉此，有助於避免第二組裝件230和固定於第二組裝件230的臂體30在工作過程中相對第一組裝件210產生晃動。

臂體30固定於第二組裝件230，而令臂體30透過第二組裝件230樞設於轉軸220。臂體30遠離轉軸220之 一端可設有一吸取頭(未繪示)或是一夾爪(未繪示)，以便利用臂體30承載矽晶圓、LED晶粒以及電子晶片等工作件(未繪示)。

此外，在本實施例中，延伸部212為柱狀，且二延伸部212之粗細尺寸彼此相異。詳細來說，如第3圖所示，其中一延伸部212的寬度W1大於另一延伸部212的寬度W2，而令較粗的延伸部212具有較強的結構強度。藉此，當架體10自旋轉活動的狀態停止時，較粗的延伸部212有助於避免承載於臂體30的工作件於因為過大的水平慣性力而脫離臂體30。

綜上所述，由於二受壓面231之間於未受力時的間距D1大於二夾持面213之間於未受力時的間距D2，故當第一組裝件210夾持第二組裝件230時，夾持面213和受壓面231能完全緊密配合，而有助於避免第二組裝件230和固定於第二組裝件230的臂體30在工作過程中相對第一組裝件210產生晃動，進而避免承載於臂體30的工作件(如矽晶圓、LED晶粒或電子晶片)發生掉落或壓傷損壞等意外發生。

在第一實施例中，第一組裝件和轉軸相固定，並且第二組裝件樞設於轉軸，但本發明並不以此為限。請同時參照第5圖，為根據本發明第二實施例之機械手臂的剖切示意圖。由於第二實施例與第一實施例相似，故以下僅就相異處進行說明。

在本實施例中，轉軸220固定於第二組裝件230，且第一組裝件210樞設於轉軸220。詳細來說，轉軸220穿設第一組裝件210的二第一穿設孔214和第二組裝件230的第二穿設孔232。第二穿設孔232和轉軸220相緊配，且二第一穿設孔214之孔徑皆大於轉軸220之軸徑。

綜上所述，本發明所揭露的鉸鍊模組和機械手臂中，由於二受壓面之間於未受力時的間距大於二夾持面之間於未受力時的間距，故當第一組裝件夾持第二組裝件時，夾持面和受壓面能完全緊密配合，而有助於避免第二組裝件和固定於第二組裝件的臂體在工作過程中相對第一組裝件產生晃動，進而避免承載於臂體的工作件(如矽晶圓、LED晶粒或電子晶片)發生掉落或壓傷損壞等意外發生。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧架體

210‧‧‧第一組裝件

211‧‧‧固定部

212‧‧‧延伸部

213‧‧‧夾持面

214‧‧‧第一穿設孔

220‧‧‧轉軸

230‧‧‧第二組裝件

231‧‧‧受壓面

232‧‧‧第二穿設孔

30‧‧‧臂體

D1‧‧‧受壓面之間於未受力時的間距

D2‧‧‧夾持面之間於未受力時的間距

Claims (8)

1. 一種鉸鍊模組，包含：一第一組裝件，具有二夾持面；以及一第二組裝件，藉由一轉軸而樞設於該第一組裝件，該第二組裝件具有二受壓面，該二受壓面之間於未受力時的間距大於該二夾持面之間於未受力時的間距，該二受壓面設置於該二夾持面之間，且該二夾持面分別抵壓該二受壓面，而令該第一組裝件夾持該第二組裝件；其中，該第一組裝件包含一固定部和二延伸部，每一該二延伸部固定於該固定部，該二夾持面分別位於該二延伸部，且該二夾持面相面對，每一該二延伸部為柱狀，且該二延伸部之粗細尺寸彼此相異。
2. 如請求項1所述之鉸鍊模組，其中每一該二夾持面的面積小於每一該二受壓面的面積。
3. 如請求項1所述之鉸鍊模組，其中該二延伸部之延伸方向相互平行。
4. 如請求項1所述之鉸鍊模組，其中該轉軸固定於該第一組裝件，且該第二組裝件樞設於該轉軸。
5. 如請求項4所述之鉸鍊模組，其中該第一組裝件更具有二第一穿設孔，該第二組裝件更具有一第二穿設孔，該二第一穿設孔分別連接於該二夾持面，該第二穿設孔位於該二第一穿設孔之間，該轉軸穿設該二第一穿設孔和該第二穿 設孔，該二第一穿設孔皆和該轉軸相緊配，且該第二穿設孔之孔徑大於該轉軸之軸徑。
6. 如請求項1所述之鉸鍊模組，其中該轉軸固定於該第二組裝件，且該第一組裝件樞設於該轉軸。
7. 如請求項6所述之鉸鍊模組，其中該第一組裝件更具有分別位於該二夾持面的二第一穿設孔，該第二組裝件更具有一第二穿設孔，該第二穿設孔位於該二第一穿設孔之間，該轉軸穿設該二第一穿設孔和該第二穿設孔，該第二穿設孔和該轉軸相緊配，且該二第一穿設孔之孔徑皆大於該轉軸之軸徑。
8. 一種機械手臂，包含：一如請求項1~7之任一項所述之鉸鍊模組；一架體，固定於該鉸鍊模組的該第一組裝件；以及一臂體，固定於該鉸鍊模組的該第二組裝件。