机械臂以及晶圆搬运机器人制造技术

提供一种机械臂以及晶圆搬运机器人。机械臂包括肩部、第一伸缩臂、第二伸缩臂、手指安装座、手指、肩关节轴、肘关节轴及腕关节轴；肩关节轴设在肩部和第一伸缩臂之间，肘关节轴设在第一伸缩臂和第二伸缩臂之间，腕关节轴设在第二伸缩臂和手指安装座之间，手指固定于手指安装座；肩部能驱动第一伸缩臂及肘关节轴围绕肩关节轴正向旋转；第一伸缩臂及肘关节轴围绕肩关节轴旋转能带动第二伸缩臂及腕关节轴围绕肘关节轴反向旋转；第二伸缩臂及腕关节轴围绕肘关节轴反向旋转能带动手指安装座及手指围绕腕关节轴正向旋转；肩部驱动采用纯齿轮驱动；肩关节轴和肘关节轴之间经齿轮连接；肘关节轴和腕关节轴之间经齿轮连接。晶圆搬运机器人包括机械臂。人包括机械臂。人包括机械臂。

【技术实现步骤摘要】
机械臂以及晶圆搬运机器人


[0001]本公开涉及自动化领域，更具体地涉及一种机械臂以及晶圆搬运机器人。

技术介绍

[0002]晶圆是指硅晶棒在经过研磨、抛光、切片后形成的硅晶原片，也就是晶圆，一般应用在半导体电路中。
[0003]在半导体加工设备中，需要经常将晶圆在设备各个工位之间进行搬运，在搬运的过程中，搬运精度越高，晶圆的加工精度越高，搬运速度越快，单台设备的产能就越高。随着半导体的发展，晶圆加工工艺越来越复杂，加工精度越来越高，这就需要一种精度高、速度快的晶圆搬运机器人。
[0004]现有的晶圆搬运机器人器，其机械臂结构的传动方式一般采用钢丝绳或者同步带传动，因为钢丝绳传动具有滑移的现象，而同步带属于弹性体，在工作拉力下会存在被拉长的现象，故此两种机械臂结构不能保证精确的传动比。

技术实现思路

[0005]鉴于
技术介绍
中存在的问题，本公开的目的在于提供一种机械臂以及晶圆搬运机器人，其能实现更高精度的传动比。
[0006]由此，在一些实施例中，一种机械臂包括肩部、第一伸缩臂、第二伸缩臂、手指安装座、手指、肩关节轴、肘关节轴以及腕关节轴；肩关节轴设置在肩部和第一伸缩臂之间，肘关节轴设置在第一伸缩臂和第二伸缩臂之间，腕关节轴设置在第二伸缩臂和手指安装座之间，手指固定于手指安装座；肩部能够驱动第一伸缩臂以及肘关节轴围绕肩关节轴正向旋转；第一伸缩臂以及肘关节轴围绕肩关节轴的旋转能够带动第二伸缩臂以及腕关节轴围绕肘关节轴反向旋转；第二伸缩臂以及腕关节轴围绕肘关节轴的反向旋转能够带动手指安装座以及手指围绕腕关节轴正向旋转；其中，肩部的驱动采用纯齿轮驱动；肩关节轴和肘关节轴之间经由齿轮连接；肘关节轴和腕关节轴之间经由齿轮连接。
[0007]在一些实施例中，肩部包括肩板、驱动电机、手臂驱动齿轮、肩部轴承以及肩部活动齿轮，肩板包括肩水平板，肩关节轴立设并固定于肩水平板，肩关节轴和肩水平板相对彼此不动，驱动电机包括主体和输出轴，主体固定于肩水平板，主体和肩水平板相对彼此不动，输出轴从主体向上延伸，输出轴能够围绕其自身的轴线在水平面内旋转，手臂驱动齿轮固定安装于驱动电机的输出轴，手臂驱动齿轮能够随着驱动电机的输出轴的旋转而与驱动电机的输出轴同向地旋转，肩部轴承安装在肩关节轴的下部上，肩部活动齿轮安装在肩部轴承上，肩部活动齿轮与手臂驱动齿轮啮合，以在手臂驱动齿轮的驱动下与手臂驱动齿轮的旋转方向相反地围绕肩关节轴旋转。
[0008]在一些实施例中，第一伸缩臂包括手臂、肩部固定齿轮、手臂中间齿轮、第一轴承以及肘部活动齿轮，手臂包括手臂水平板，手臂水平板位于肩部活动齿轮的上方并在上下方向上与肩部活动齿轮固定在一起，手臂水平板开设有沿上下方向贯通的第一通孔，肩关
节轴向上穿过第一通孔，肘关节轴固定于手臂水平板且向上延伸，肘关节轴和手臂水平板相对彼此不动，肩部固定齿轮位于手臂水平板的上方且固定于肩关节轴，肩部固定齿轮和肩关节轴相对彼此不动，手臂中间齿轮设置在手臂水平板上，手臂中间齿轮能够自转，手臂中间齿轮与肩部固定齿轮啮合，第一轴承安装在肘关节轴的下部；肘部活动齿轮安装在第一轴承上，肘部活动齿轮与手臂中间齿轮啮合以使手臂中间齿轮位于肘部活动齿轮和肩部固定齿轮之间。
[0009]在一些实施例中，第二伸缩臂包括手肘、肘部固定齿轮、手肘中间齿轮、第二轴承以及腕部活动齿轮，手肘包括手肘水平板，手肘水平板位于肘部活动齿轮的上方，手肘水平板在上下方向上固定于肘部活动齿轮，手肘水平板开设有沿上下方向贯通的第二通孔，肘关节轴向上延伸穿过手肘水平板的第二通孔，腕关节轴固定于手肘水平板且向上延伸，腕关节轴和手肘水平板相对彼此不动，肘部固定齿轮位于手肘水平板的上方并固定于肘关节轴，肘部固定齿轮和肘关节轴相对彼此不动，手肘中间齿轮设置在手肘水平板上，手肘中间齿轮能够自转，手肘中间齿轮与肘部固定齿轮啮合，第二轴承安装在腕关节轴上，腕部活动齿轮安装在第二轴承上，腕部活动齿轮与手肘中间齿轮啮合以使手肘中间齿轮位于腕部活动齿轮和肘部固定齿轮之间。
[0010]在一些实施例中，手指安装座包括手指安装板，手指安装板位于腕部活动齿轮的上方并在上下方向上固定连接于腕部活动齿轮；手指固定于手指安装座。
[0011]在一些实施例中，肘部活动齿轮、手臂中间齿轮以及肩部固定齿轮采用斜齿啮合。
[0012]在一些实施例中，手臂中间齿轮包括手臂中间固定轴、母斜齿轮、子斜齿轮、调节弹簧、上止挡件以及滑键；手臂中间固定轴固定于手臂水平板，手臂中间固定轴和手臂水平板相对彼此不动，手臂中间固定轴具有下止挡部和上轴杆，上轴杆从下止挡部向上延伸，下止挡部的上表面大于上轴杆的横截面；母斜齿轮具有套在上轴杆上的轴筒部、母斜齿部和凸缘，轴筒部设有沿上下方向延伸的键槽，母斜齿部沿上下方向位于轴筒部和凸缘之间，凸缘位于下止挡部的上方并受下止挡部的止挡和支撑；子斜齿轮套设在母斜齿轮的轴筒部上，子斜齿轮和母斜齿轮的母斜齿部同时与肩部固定齿轮斜齿啮合，调节弹簧套在上轴杆上，调节弹簧的下端抵接子斜齿轮的顶部；上止挡件设置在手臂中间固定轴上且位于调节弹簧的上方，上止挡件的下表面抵接调节弹簧的上端；滑键设置在键槽内且与子斜齿轮固定在一起，从而子斜齿轮连同滑键能够在键槽内相对轴筒部在上下方向上滑动。
[0013]在一些实施例中，腕部活动齿轮、手肘中间齿轮以及肘部固定齿轮采用斜齿啮合。
[0014]在一些实施例中，手肘中间齿轮与手臂中间齿轮结构上相同。
[0015]在一些实施例中，一种晶圆搬运机器人包括前述的机械臂。
[0016]在一些实施例中，晶圆搬运机器人还包括旋转机构，旋转机构固定连接于机械臂的肩板，以带动整个机械臂旋转。
[0017]在一些实施例中，旋转机构包括电机座、旋转驱动电机、旋转主动齿轮、轴承安装座、第三轴承、滑柱安装座、旋转大齿轮以及滑柱；旋转驱动电机包括本体和转轴，本体固定在电机座的上表面上，转轴向下穿过并露出于电机座；旋转主动齿轮位于电机座的下方并安装于转轴；轴承安装座呈环形，且固定连接于电机座；第三轴承安装在轴承安装座内；滑柱安装座的下端安装在第三轴承内；旋转大齿轮沿上下方向从下方固定于滑柱安装座，旋转大齿轮与旋转主动齿轮啮合；滑柱的下端固定在滑柱安装座上，滑柱的上端用于固定于
机械臂的肩板。
[0018]在一些实施例中，晶圆搬运机器人还包括升降机构，升降机构固定连接于旋转机构，以带动旋转机构连同整个机械臂一起升降。
附图说明
[0019]图1是根据本公开的晶圆搬运机器人的一实施例的立体图。
[0020]图2是晶圆搬运机器人的机械臂的立体图；
[0021]图3是图2的机械臂沿A
‑
A折线作出的变截面剖视图。
[0022]图4是图3的机械臂的手臂中间齿轮的放大图。
[0023]图5是晶圆搬运机器人的旋转机构和升降机构的立体图
[0024]图6是图5的升降机构的立体图。
[0025]其中，附图标记说明如下：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械臂(100)，其特征在于，机械臂(100)包括肩部(1)、第一伸缩臂(2)、第二伸缩臂(3)、手指安装座(4)、手指(5)、肩关节轴(6)、肘关节轴(7)以及腕关节轴(8)；肩关节轴(6)设置在肩部(1)和第一伸缩臂(2)之间，肘关节轴(7)设置在第一伸缩臂(2)和第二伸缩臂(3)之间，腕关节轴(8)设置在第二伸缩臂(3)和手指安装座(4)之间，手指(5)固定于手指安装座(4)；肩部(1)能够驱动第一伸缩臂(2)以及肘关节轴(7)围绕肩关节轴(6)正向旋转；第一伸缩臂(2)以及肘关节轴(7)围绕肩关节轴(6)的旋转能够带动第二伸缩臂(3)以及腕关节轴(8)围绕肘关节轴(7)反向旋转；第二伸缩臂(3)以及腕关节轴(8)围绕肘关节轴(7)的反向旋转能够带动手指安装座(4)以及手指(5)围绕腕关节轴(8)正向旋转；其中，肩部(1)的驱动采用纯齿轮驱动；肩关节轴(6)和肘关节轴(7)之间经由齿轮连接；肘关节轴(7)和腕关节轴(8)之间经由齿轮连接。2.根据权利要求1所述的机械臂(100)，其特征在于，肩部(1)包括肩板(11)、驱动电机(12)、手臂驱动齿轮(13)、肩部轴承(14)以及肩部活动齿轮(15)，肩板(11)包括肩水平板(111)，肩关节轴(6)立设并固定于肩水平板(111)，肩关节轴(6)和肩水平板(111)相对彼此不动，驱动电机(12)包括主体(121)和输出轴(122)，主体(121)固定于肩水平板(111)，主体(121)和肩水平板(111)相对彼此不动，输出轴(122)从主体(121)向上延伸，输出轴(122)能够围绕其自身的轴线在水平面内旋转，手臂驱动齿轮(13)固定安装于驱动电机(12)的输出轴(122)，手臂驱动齿轮(13)能够随着驱动电机(12)的输出轴(122)的旋转而与驱动电机(12)的输出轴(122)同向地旋转，肩部轴承(14)安装在肩关节轴(6)的下部上，肩部活动齿轮(15)安装在肩部轴承(14)上，肩部活动齿轮(15)与手臂驱动齿轮(13)啮合，以在手臂驱动齿轮(13)的驱动下与手臂驱动齿轮(13)的旋转方向相反地围绕肩关节轴(6)旋转。3.根据权利要求2所述的机械臂(100)，其特征在于，第一伸缩臂(2)包括手臂(21)、肩部固定齿轮(22)、手臂中间齿轮(23)、第一轴承(24)以及肘部活动齿轮(25)，手臂(21)包括手臂水平板(211)，手臂水平板(211)位于肩部活动齿轮(15)的上方并在上下方向(D1)上与肩部活动齿轮(15)固定在一起，手臂水平板(211)开设有沿上下方向(D1)贯通的第一通孔(211a)，肩关节轴(6)向上穿过第一通孔(211a)，肘关节轴(7)固定于手臂水平板(211)且向上延伸，肘关节轴(7)和手臂水平板(211)相对彼此不动，肩部固定齿轮(22)位于手臂水平板(211)的上方且固定于肩关节轴(6)，肩部固定齿轮(22)和肩关节轴(6)相对彼此不动，
手臂中间齿轮(23)设置在手臂水平板(211)上，手臂中间齿轮(23)能够自转，手臂中间齿轮(23)与肩部固定齿轮(22)啮合，第一轴承(24)安装在肘关节轴(7)的下部；肘部活动齿轮(25)安装在第一轴承(24)上，肘部活动齿轮(25)与手臂中间齿轮(23)啮合以使手臂中间齿轮(23)位于肘部活动齿轮(25)和肩部固定齿轮(22)之间。4.根据权利要求3所述的机械臂(100)，其特征在于，第二伸缩臂(3)包括手肘(31)、肘部固定齿轮(32)、手肘中间齿轮(33)、第二轴承(34)以及腕部活动齿轮(35)，手肘(31)包括手肘水平板(311)，手肘水平板(311)位于肘部活动齿轮(25)的上方，手肘水平板(311)在上下方向(D1)上固定于肘部活动齿轮(25)，手肘水平板(311)开设有沿上下方向(D1)贯通的第二通孔(311a)，肘关节轴(7)向上延伸穿过手肘水平板(311)的第二通孔(311a)，腕关节轴(8)固定于手肘水平板(311)且向上延伸，腕关节轴(8)和手肘水平板(311)相对彼此不动，肘部固定齿轮(32)位于手肘水平板(311)的上方并固定于肘关节轴(7)，肘部固定齿轮(32)和肘关节轴(7)相对彼此不动，手肘中间齿轮(33)设置在手肘水平板(311)上，手肘中间齿轮(33)能够自转，手肘中间齿轮(33)与肘部固定齿轮(32)啮合，第二轴承(34)安装在腕关节轴(8)上，腕部活动齿轮(35...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈子秋，吴伟平，邹展，
申请(专利权)人：广东长信精密设备有限公司，
类型：发明
国别省市：