TWI704989B - 機器人 - Google Patents

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TWI704989B
TWI704989B TW108132557A TW108132557A TWI704989B TW I704989 B TWI704989 B TW I704989B TW 108132557 A TW108132557 A TW 108132557A TW 108132557 A TW108132557 A TW 108132557A TW I704989 B TWI704989 B TW I704989B
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小野良太
加藤烈
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日商川崎重工業股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種可藉由簡易之構成冷卻複數個臂之機器人。機器人具備：第1臂及第2臂，其搬送搬送物，且可旋動；第1旋動體，其支持第1臂，並且具有第1流體用通路與連通於第1流體用通路之至少1個之第2流體用通路；基端側臂，其具有內部空間，且具有第1旋動體之一部分插入之孔部；第2旋動體，其支持第2臂，並且具有一端連通於第2流體用通路且另一端連通於內部空間之第3流體用通路，於孔部之內周面與第1旋動體之間至少配置其一部分；供給裝置，其配置於內部空間，連接於第1流體用通路之上游端側，並且向第1流體用通路供給流體；第1馬達，其使第1旋動體旋動；及第2馬達，其使第2旋動體旋動。

Description

機器人
本發明係關於搬送搬送物之機器人。
以往，已知有於真空中等搬送半導體晶圓等搬送物之機器人。例如專利文獻1中關於在真空中搬送搬送物之機器人，揭示有於臂之關節部之內部空間配置氣冷式或水冷式之冷卻機構（冷卻用管）。又，專利文獻2中關於在真空中搬送搬送物之機器人，揭示有將被牽引至中空之臂內之空氣配管之前端配置於關節部。
又，專利文獻3中關於在高溫環境下搬送搬送物之機器人，揭示有於中空之臂內配置介質壓送管及介質排出管。該介質壓送管之一端連接於壓縮機，其另一端配置於手部之關節部內。又，介質排出管之一端配置於臂之關節部內，其另一端配置於外部。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-144527號公報 [專利文獻2]國際公開第2015/037701號 [專利文獻3]日本特開2007-091433號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，於專利文獻1及2之機器人中，由於為於臂內配置冷卻用之配管之構成，故而臂內之構造複雜化。又，於例如具有2個臂之情形時，必需對應於各臂之冷卻用之配管而花費成本。又，專利文獻3之機器人係冷卻手部而非臂，並且於此文獻之機器人中，臂內亦必需2根配管之牽引而臂內之構造複雜化。
因此，本發明之目的在於提供一種可藉由簡易之構成冷卻複數個臂之機器人。 [解決問題之手段]
本發明之機器人具備：第1臂，其以可旋動之方式構成而搬送搬送物；第2臂，其以可旋動之方式構成而搬送搬送物；第1旋動體，其支持上述第1臂，以可旋動之方式構成，並且具有第1流體用通路與連通於上述第1流體用通路之至少1個之第2流體用通路；基端側臂，其具有內部空間，且具有上述第1旋動體之一部分插入而配置之孔部；筒狀之第2旋動體，其支持上述第2臂，以可旋動之方式構成，並且具有一端連通於上述第2流體用通路且另一端連通於上述內部空間之第3流體用通路，於上述孔部之內周面與上述第1旋動體之間至少配置其一部分；供給裝置，其配置於上述內部空間，連接於上述第1流體用通路之上游端側，並且向上述第1流體用通路供給流體；第1馬達，其直接或間接使上述第1旋動體旋動；及第2馬達，其直接或間接使上述第2旋動體旋動。
根據本發明，由於藉由供給裝置向支持第1臂之第1旋動體之第1流體用通路供給流體，故而第1旋動體被流體冷卻，可藉由自第1臂向第1旋動體之熱傳導冷卻第1臂。又，連通於第1流體用通路之第1旋動體之第2流體用通路之一端連通於設置於第2旋動體之第3流體用通路。藉此，第1流體用通路之流體經由第2流體用通路流入第3流體用通路，因此藉由該流體將第2旋動體冷卻。藉此，可藉由自第2臂向第2旋動體之熱傳導冷卻第2臂。又，可將供給至第3流體用通路之流體向基端側臂之內部空間排出。藉此，可形成流體之流路，而可抑制產生流體之積存，因此可防止流體之冷卻性受損。進而，成為僅藉由向第1流體用通路供給流體即可將第1臂及第2臂兩者冷卻之構成。藉由以上，無需設置配管，而可藉由簡易之構成冷卻複數個臂。
於上述發明中，較佳為上述第1臂配置於上述第2臂之上方，上述第1旋動體於插通於設置於上述第2臂之孔部之狀態下支持上述第1臂，上述第2旋動體之上部配置於低於上述第1旋動體之上部之位置。
根據上述構成，於將第1臂及第2臂上下配置之構成中，可藉由第1旋動體使該第1臂旋動，並且可藉由第2旋動體使第2臂旋動。
於上述發明中，可為上述第1臂及上述第2臂配置於真空中，上述內部空間為大氣壓力。
根據上述構成，真空環境不存在因對流而導致之散熱，熱容易積存，但藉由上述構成可將第1臂及第2臂良好地冷卻。
於上述發明中，上述搬送物之溫度可為100℃以上。
根據上述構成，即便搬送物之溫度為100℃以上，亦可將第1臂及第2臂良好地冷卻。
本發明之機器人具備：第1手部，其搬送搬送物；第2手部，其搬送搬送物；第1臂，其直接或間接安裝上述第1手部；第2臂，其直接或間接安裝上述第2手部；基端側臂，其具有內部空間、及將上述內部空間與外部空間連通之孔部；第1旋動體，其可旋動地支持上述第1臂或上述第1手部，並且具有第1流體用通路及連通於上述第1流體用通路之第2流體用通路；第2旋動體，其可旋動地支持上述第2臂或上述第2手部，並且具有連通於上述第2流體用通路之第3流體用通路；及供給裝置，其配置於上述內部空間，直接或間接地連接於上述第1流體用通路及上述第3流體用通路之任一者而供給流體，且上述第1旋動體之至少一部分插入至上述孔部而配置，上述第2旋動體之至少一部分配置於上述孔部之內周面與上述第1旋動體之間。
根據本發明，由於藉由供給裝置向第1旋動體之第1流體用通路供給流體，第1旋動體被流體冷卻，故而可藉由自第1手部或第1臂向第1旋動體之熱傳導冷卻第1臂。又，連通於第1流體用通路之第2流體用通路連通於設置於第2旋動體之第3流體用通路。藉此，第1流體用通路之流體經由第2流體用通路流入第3流體用通路，因此利用該流體冷卻第2旋動體。藉此，可藉由自第2手部或第2臂向第2旋動體之熱傳導將第2臂冷卻。又，可將供給至第3流體用通路之流體向基端側臂之內部空間排出。藉此，可形成流體之流路，而可抑制產生流體之積存，因此可防止流體之冷卻性受損。進而，成為可僅藉由向第1流體用通路供給流體即可將第1臂及第2臂兩者冷卻之構成。藉由以上，無需設置配管，而可藉由簡易之構成冷卻複數個臂。 [發明之效果]
根據本發明，可提供一種可藉由簡易之構成冷卻複數個臂之機器人。
以下，參照圖式對本發明之一實施形態之機器人進行說明。以下所說明之機器人僅為本發明之一實施形態。因此，本發明並不限定於以下之實施形態，可於不脫離本發明之目的之範圍內追加、刪除及變更。
如圖1及圖2所示，本實施形態之機器人100具備：基端側臂30，其可旋動地設置於基部側臂90；第1臂（上臂）10，其可旋動地設置於該基端側臂30；及第2臂（下臂）40，其可旋動地設置於基端側臂30，配置於第1臂10之下方。於第1臂10及第2臂40之前端側安裝有載置搬送物W之手部H。第1臂10之手部H相當於第1手部，第2臂40之手部H相當於第2手部。再者，基部側臂90係設置於基部91上。
藉由手部H搬送之搬送物W例如為半導體晶圓。又，搬送物W之溫度高於大氣，例如為800℃。利用手部H之搬送物W之搬送係於真空中進行。各手部H、第1臂10、第2臂40、基端側臂30、及基部側臂90係配置於真空中。
繼而，參照圖3對本實施形態之機器人100之詳細之構成進行說明。
如圖3所示，機器人100具備：有底筒狀之第1旋動體11，其支持第1臂10；第2旋動體41，其支持第2臂40；上述基端側臂30，其具有為大氣壓力之內部空間30a，並且具有第1旋動體11之一部分插入之孔部34；及供給裝置64，其配置於內部空間30a而供給流體（以下記作冷卻用流體）。供給裝置64例如為空氣泵或壓縮機，該供給裝置64包含軟管（hose）或管（pipe）、各種配件（fitting）。再者，於本實施形態中，可採用空氣作為冷卻用流體。
第1臂10藉由其基端側之下部由螺栓13及小螺絲14固定於插通於第2臂40之孔部40a中之第1旋動體11之上部（底部）而由第1旋動體11所支持。又，第2臂40藉由其基端部由螺栓43及銷44固定於第2旋動體41之上部而由第2旋動體41所支持。
於第1旋動體11之開口側之周緣設置有凸緣部15。於該凸緣部15，藉由螺栓16固定有齒輪17。於該齒輪17連結有包含驅動齒輪之第1齒輪系(gear train)61。第1齒輪系61之驅動齒輪係由第1馬達60旋轉驅動。藉由此種構成，第1馬達60起動後，透過第1齒輪系61而齒輪17旋轉。藉此，第1旋動體11繞其軸線旋動，故伴隨於此，第1臂10亦旋動。
第1旋動體11具有沿其軸方向延伸之第1流體用通路12、及連通於第1流體用通路12之至少1個之第2流體用通路22。第2流體用通路22係貫通第1旋動體11之周壁而形成。該第2流體用通路22之下游端透過設置於第1旋動體11與第2旋動體41之間之空間48，而連通於跨第2旋動體41、基端側臂30之厚壁部及下文所述之外側輪部31之各內部形成之第3流體用通路50。第3流體用通路50之下游端連通於內部空間30a。再者，圖3中以虛線表示第2流體用通路22及第3流體用通路50，但於圖2中以不同角度之線段切斷之截面中，以實線表示第2流體用通路22及第3流體用通路50。
繼而，對第2旋動體41進行說明。第2旋動體41係配置於基端側臂30之孔部34之內周面與第1旋動體11之間。
第2旋動體41具有固定第2臂40之基端部之筒狀之上側部42、藉由螺栓46固定於該上側部42之下部之環狀之中輪部45、及於較上述齒輪17更上方之位置藉由螺栓46固定於中輪部45之下部之齒輪49。中輪部45於其外周部及內周部具有V溝槽。於齒輪49連結有包含驅動齒輪之第2齒輪系63。第2齒輪系63之驅動齒輪係由第2馬達62旋轉驅動。
此處，於基端側臂30之內周面固定有環狀之外側輪部31。外側輪部31於其內周部之與中輪部45之外周部之V溝槽相對向的位置具有V溝槽。又，於第1旋動體11之上述凸緣部15上設置有環狀之內側輪部32。內側輪部32於其外周部之與中輪部45之內周部之V溝槽相對向的位置具有V溝槽。於外側輪部31之V溝槽與中輪部45之外周部之V溝槽之間設置有輥子（輥），於中輪部45之內周部之V溝槽與內側輪部32之V溝槽之間設置有輥子（輥）。藉此，成為實現第1旋動體11之交叉滾柱軸承與第2旋動體41之交叉滾柱軸承兩者之構成。於此種構成中，第2馬達62起動後，透過第2齒輪系63而齒輪49旋轉。藉此，第2旋動體41相對於第1旋動體11而獨立地繞與第1旋動體11相同之軸線旋動，伴隨於此，第2臂40亦旋動。
於第1旋動體11與第2旋動體41之上側部42之間設置有環狀之密封構件47。詳細而言，於第2旋動體41之上側部42設置有環狀之溝槽，密封構件47以嵌入該溝槽之狀態設置。又，於第2旋動體41之上側部42與基端側臂30之上部內周面之間設置有環狀之密封構件35。詳細而言，於基端側臂30之上部內周面設置有環狀之溝槽，密封構件35以嵌入該溝槽之狀態設置。
於第1旋動體11之開口端，藉由螺栓19以蓋住該開口之方式固定有板18。於板18之中央設置有連通於第1流體用通路12且較該第1流體用通路12窄之供給通路21。上述供給裝置64之供給口係連接於供給通路21。於此種構成中，自供給裝置64放出之冷卻用流體經由供給通路21而被供給至第1旋動體11之第1流體用通路12。藉此，第1旋動體11被冷卻用流體冷卻，可藉由自第1臂10向第1旋動體11之熱傳導將第1臂10冷卻。
又，第1旋動體11之連通於第1流體用通路12的第2流體用通路22之下游端連通於與內部空間30a相通之第3流體用通路50之上游端。藉此，供給至第1流體用通路12之冷卻用流體經由第2流體用通路22流入第3流體用通路50，因此利用該冷卻用流體將第2旋動體41冷卻。藉此，可藉由自第2臂40向第2旋動體41之熱傳導將第2臂40冷卻。
如以上所說明般，根據本實施形態之機器人100，由於藉由供給裝置64向支持第1臂10之第1旋動體11之第1流體用通路12供給冷卻用流體，第1旋動體11被冷卻用流體冷卻，故而可藉由自第1臂10向第1旋動體11之熱傳導將第1臂10冷卻。又，連通於第1流體用通路12之第1旋動體11之第2流體用通路22之下游端連通於設置於第2旋動體41之第3流體用通路50。藉此，第1流體用通路12之冷卻用流體經由第2流體用通路22流入第3流體用通路50，因此利用該冷卻用流體將第2旋動體41冷卻。藉此，可藉由自第2臂40向第2旋動體41之熱傳導將第2臂40冷卻。又，可將供給至第3流體用通路50之冷卻用流體向基端側臂30之內部空間30a排出。藉此，可形成冷卻用流體之流路，而可抑制產生冷卻用流體之積存，因此可防止冷卻用流體之冷卻性受損。進而，成為僅藉由向第1流體用通路12供給冷卻用流體即可將第1臂10及第2臂40兩者冷卻之構成。藉由以上，無需設置配管，而可藉由簡易之構成冷卻複數個臂。
再者，亦存在流入第1旋動體11與第2旋動體41之間之空間48的冷卻用流體通過內側輪部32與中輪部45之間後，向內部空間30a排出之情形。同樣地，亦存在流入上述空間48之冷卻用流體通過中輪部45與外側輪部31之間後，向內部空間30a排出之情形。藉此，亦可形成冷卻用流體之流路，從而進一步抑制產生冷卻用流體之積存。
又，如本實施形態所述，於真空環境中不存在利用對流之散熱，熱容易積存，但藉由上述構成可將第1臂10及第2臂40良好地冷卻。
（變化例） 根據上述說明，對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，本發明之多數改良或其他實施形態是明顯的。因此，上述說明應僅作為例示而解釋，為以對本發明所屬技術領域中具有通常知識者教示實行本發明之最佳態樣為目的而提供。可於不脫離本發明之精神之情況下實質性地變更其構造及/或功能之細節。
於上述實施形態中，採用第1臂10由第1旋動體11支持且第2臂40由第2旋動體41支持之構成，但不限定於此，手部H亦可以可旋動之方式分別由第1旋動體11及第2旋動體41支持。
又，亦可將供給裝置64連接於第3流體用通路50，依序將流體送至第3流體用通路50、第2流體用通路22、第1流體用通路12。
又，亦可將供給裝置64直接或間接地連接於第1流體用通路12及第3流體用通路50之其中任一者，且第1流體用通路12及第3流體用通路50之其中任意另一者連通於基端側臂30之內部空間30a。
又，於上述實施形態中，係將第1臂10及第2臂40配置於真空中，但不限定於此，於將第1臂10及第2臂40配置於例如大氣中而搬送高溫之搬送物W之情形時亦可同樣地應用本發明。
又，於上述實施形態中，使用空氣作為冷卻用流體，但不限於此，亦可採用例如氮氣或氬氣等其他冷卻用流體。
又，於上述實施形態中，使第1旋動體11形成為有底筒狀，但不限於此，亦可形成為不具有底部之筒狀。
進而，於上述實施形態中，將所搬送之搬送物W之溫度設為800℃，但搬送物W之溫度只要高於大氣即可。
10:第1臂 11:第1旋動體 12:第1流體用通路 13:螺栓 14:小螺絲 15:凸緣部 16:螺栓 17:齒輪 18:板 19:螺栓 21:供給通路 22:第2流體用通路 30:基端側臂 30a:內部空間 31:外側輪部 32:內側輪部 34:孔部 35:密封構件 40:第2臂 40a:孔部 41:第2旋動體 42:上側部 43:螺栓 44:銷 45:中輪部 46:螺栓 47:密封構件 48:空間 49:齒輪 50:第3流體用通路 60:第1馬達 61:第1齒輪系 62:第2馬達 63:第2齒輪系 64:供給裝置 90:基部側臂 91:基部 100:機器人 H:手部 W:搬送物
圖1係表示本發明之一實施形態之機器人之立體圖。 圖2係表示圖1之機器人之一部分的俯視圖。 圖3係圖2之III-III線截面圖。
10:第1臂
30:基端側臂
40:第2臂
90:基部側臂
91:基部
100:機器人
H:手部
W:搬送物

Claims (6)

  1. 一種機器人，其具備： 第1臂，其以可旋動之方式構成而搬送搬送物； 第2臂，其以可旋動之方式構成而搬送搬送物； 第1旋動體，其支持上述第1臂，以可旋動之方式構成，並且具有第1流體用通路與連通於上述第1流體用通路之至少1個之第2流體用通路； 基端側臂，其具有內部空間，且具有上述第1旋動體之一部分插入而配置之孔部； 筒狀之第2旋動體，其支持上述第2臂，以可旋動之方式構成，並且具有一端連通於上述第2流體用通路且另一端連通於上述內部空間之第3流體用通路，於上述孔部之內周面與上述第1旋動體之間至少配置其一部分； 供給裝置，其配置於上述內部空間，連接於上述第1流體用通路之上游端側，並且向上述第1流體用通路供給流體； 第1馬達，其直接或間接使上述第1旋動體旋動；及 第2馬達，其直接或間接使上述第2旋動體旋動。
  2. 如請求項1所述之機器人，其中 上述第1臂配置於上述第2臂之上方， 上述第1旋動體於插通於設置於上述第2臂之孔部之狀態下支持上述第1臂， 上述第2旋動體之上部配置於低於上述第1旋動體之上部之位置。
  3. 如請求項1或2所述之機器人，其中 上述第1臂及上述第2臂配置於真空中，上述內部空間為大氣壓力。
  4. 如請求項1或2所述之機器人，其中 上述搬送物之溫度為100℃以上。
  5. 如請求項3所述之機器人，其中 上述搬送物之溫度為100℃以上。
  6. 一種機器人，其具備： 第1手部，其搬送搬送物； 第2手部，其搬送搬送物； 第1臂，其直接或間接安裝上述第1手部； 第2臂，其直接或間接安裝上述第2手部； 基端側臂，其具有內部空間、及將上述內部空間與外部空間連通之孔部； 第1旋動體，其可旋動地支持上述第1臂或上述第1手部，並且具有第1流體用通路及連通於上述第1流體用通路之第2流體用通路； 第2旋動體，其可旋動地支持上述第2臂或上述第2手部，並且具有連通於上述第2流體用通路之第3流體用通路；及 供給裝置，其配置於上述內部空間，直接或間接地連接於上述第1流體用通路及上述第3流體用通路之任一者而供給流體，且 上述第1旋動體之至少一部分插入至上述孔部而配置， 上述第2旋動體之至少一部分配置於上述孔部之內周面與上述第1旋動體之間。
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