【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水平多关节机器人，更具体地，涉及如下的水平多关节机器人，即，在第一臂连杆部和第二臂连杆部的连杆长度不同的情况下，可通过第一臂连杆部的旋转来使得第二臂连杆部的一侧直线运动。
技术介绍
1、当半导体制造装置输送晶圆等基板时，通常使用水平多关节型的输送机器人。在水平多关节机器人中，多个臂以多级连接于本体，在设置于其前端的操纵部件(叉子等)上搭载有基板。多个臂和操纵部件作为可相互独立旋转的结构，可通过使这些多个臂和操纵部件旋转来将基板输送到所期望的位置。
2、参照图1a，现有的水平多关节机器人为平行梯形的连杆输送机器人，其由第一平行四边形臂和第二平行四边形臂组成。其中，当第一平行四边形臂旋转时，需要实现朝向第二平行四边形臂的驱动传递，现有的驱动传递方式由齿轮或传送带实现。在图1a所示的现有实施例中，第一平行四边形臂10和第二平行四边形臂20通过齿轮箱30连接，在第二平行四边形臂20连接有操纵部件40。在齿轮箱30中，连接于第一平行四边形臂的齿轮的齿轮齿z1与连接于第二平行四边形臂的齿轮的齿轮齿z2相同或齿轮齿z1大于齿轮齿z2。而且，第一平行四边形臂10的长度a与第二平行四边形臂20的长度b相同。当第一平行四边形臂10旋转时，第二平行四边形20可以执行直线运动。
3、另一方面，参照图1b和图1c，现有的四臂机器人由上部的左右臂10a和下部的左右臂10b组成。在此情况下，当下部的臂前进后退时，为了避免触碰上部臂轴2，上部臂轴2与下部臂轴4之间应留有间隔。这是因为，在因臂整体旋转轴的大小增加及电机5
4、为了弥补这种问题，当下部的臂前进后退时，以往通过缩小第二平行四边形臂的长度来防止与上部臂的中心轴发生碰撞。如图1d所示，第二平行四边形臂20的长度b小于第一平行四边形臂10的长度a。并且，如图1e和图1f所示，与现有技术相比得到改善的四臂机器人结构通过向共用轴3连接上部左右臂10a与下部左右臂10b来解决上述问题。
5、然而，如图1d所示，当第二平行四边形臂20的长度小于第一平行四边形臂10的长度时，若第一平行四边形臂10旋转，则操纵部件40进行曲线运动，因此无法实现准确的输送作业。并且，第一平行四边形臂10和第二平行四边形臂20通过齿轮传递动力，因此，即使最大限度地减小齿轮齿的间隙，在长期使用的情况下，也可因磨损引起的间隙(backlash)而发生晃动，因此存在精准度方面的问题。
6、现有技术文献
7、专利文献
8、韩国授权专利第10-1622421号
技术实现思路
1、技术问题
2、为了解决上述现有技术的问题，本专利技术的目的在于，，公开如下的水平多关节机器人，在第一平行四边形臂和第二平行四边形臂的传动过程中，代替现有的齿轮通过连杆结构实现连接，即使在第二平行四边形臂的长度小于第一平行四边形臂的长度的情况下，操纵部件也可以执行直线运动。
3、解决问题的手段
4、本专利技术一实施例的水平多关节机器人的特征在于，包括第一臂连杆部、第二臂连杆部以及传动连杆部，上述第一臂连杆部包括：第1-1臂连杆部件，在两侧形成有旋转轴a和连杆轴c；第1-2臂连杆部件，具有与上述第1-1臂连杆部件相同的长度，在两侧形成有连杆轴b和连杆轴d；第1-3臂连杆部件，以能够旋转的方式连接到上述旋转轴a和上述连杆轴b；共用连杆部件，两侧以能够旋转的方式连接到上述连杆轴c和上述连杆轴d，上述第二臂连杆部包括：第2-1臂连杆部件，具有比上述第1-1臂连杆部件短的长度，一侧形成有连杆轴e，另一侧与上述连杆轴c相连接；第2-2臂连杆部件，具有与上述第2-1臂连杆部件相同的长度，一侧形成有连杆轴f，另一侧与上述连杆轴d相连接；第2-3臂连杆部件，两侧以能够旋转的方式连接到上述连杆轴e和上述连杆轴f，上述传动连杆部包括：第一传递连杆部件，一侧与上述连杆轴d相连接，在穿过上述第1-1臂连杆部件的另一侧形成有连杆轴i；第二传递连杆部件，一侧与形成于上述第2-1臂连杆部件的连杆轴j相连接，另一侧与上述连杆轴i相连接；第三传递连杆部件，从上述连杆轴c延伸的一侧形成有连杆轴g；第四传递连杆部件，一侧与形成于上述第一传递连杆部件的连杆轴h相连接，另一侧与上述连杆轴g相连接，当上述第一臂连杆部围绕上述旋转轴a旋转时，上述第二臂连杆部随着上述传动连杆部的传动而旋转，与上述第二臂连杆部相连接的操纵部件沿第一方向执行直线运动。
5、优选地，上述第一臂连杆部在垂直状态下沿前进的方向旋转的第一状态与沿后退的方向旋转的第二状态之间来回转换时，若对上述第1-1臂连杆部件的长度方向线与上述第1-3臂连杆部件的长度方向线之间的角度a1和围绕上述连杆轴c的上述共用连杆部件的长度方向线与上述第2-1臂连杆部件的长度方向线之间的角度a2进行比较，则在上述第一状态下，角度a1大于角度a2，在上述第二状态下，角度a1小于角度a2。
6、并且，优选地，本专利技术的特征在于，上述共用连杆部件的连接连杆轴c和连杆轴d的边的长度与上述第二传递连杆部件的连接连杆轴i和连杆轴j的边的长度相同。
7、并且，优选地，本专利技术的特征在于，上述第2-1臂连杆部件的连接连杆轴c和连杆轴j的边的长度与上述第一传递连杆部件的连接连杆轴d和连杆轴i的边的长度相同。
8、并且，优选地，本专利技术的特征在于，上述第2-1臂连杆部件的连接连杆轴c和连杆轴j的边的长度为上述共用连杆部件的连接连杆轴c和连杆轴d的边的长度的两倍。
9、并且，优选地，本专利技术的特征在于，上述第三传递连杆部件的连接连杆轴c和连杆轴g的边的长度大于上述第一传递连杆部件的连接连杆轴d和连杆轴h的边的长度。
10、并且，优选地，本专利技术的特征在于，上述第四传递连杆部件的连接连杆轴g和连杆轴h的边的长度大于上述共用连杆部件的连接连杆轴c和连杆轴d的边的长度。
11、并且，优选地，本专利技术的特征在于，上述共用连杆部件的连接连杆轴c和连杆轴d的边的长度为上述第一传递连杆部件的连接连杆轴d和连杆轴h的边的长度的两倍。
12、并且，优选地，在上述第一臂连杆部垂直于上述第一方向的垂直状态下，用于执行上述直线运动的上述第四传递连杆部件的连接上述连杆轴g和上述连杆轴h的长度d’由如下的数学式1计算：
13、数学式1
14、
15、其中，c表示上述第一传递连杆部件的连接连杆轴h和连杆轴d的长度，q表示连接上述连杆轴g和上述连杆轴h的长度，c’表示围绕上述连杆轴d的上述共用连杆部件的长度方向线与上述q的长度方向线之间的角度，n’表示围绕上述连杆轴d的上述共用连杆部件的长度方向线与上述第一传递连杆部件的长度方向线之间的角度。
16、并且，优选地，上述q的长度由如下的数学式2计算：
17、数学式2
18、
19、其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水平多关节机器人，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的水平多关节机器人，其特征在于，当上述第一臂连杆部在垂直状态下沿前进的方向旋转的第一状态与沿后退的方向旋转的第二状态之间来回转换时，若对上述第1-1臂连杆部件的长度方向线与上述第1-3臂连杆部件的长度方向线之间的角度(A1)和围绕上述连杆轴(C)的上述共用连杆部件的长度方向线与上述第2-1臂连杆部件的长度方向线之间的角度(A2)进行比较，则在上述第一状态下，角度(A1)大于角度(A2)，在上述第二状态下，角度(A1)小于角度(A2)。
3.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述共用连杆部件的连接连杆轴(C)和连杆轴(D)的边的长度与上述第二传递连杆部件的连接连杆轴(I)和连杆轴(J)的边的长度相同。
4.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述第2-1臂连杆部件的连接连杆轴(C)和连杆轴(J)的边的长度与上述第一传递连杆部件的连接连杆轴(D)和连杆轴(I)的边的长度相同。
5.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述第2-1臂连
6.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述第三传递连杆部件的连接连杆轴(C)和连杆轴(G)的边的长度大于上述第一传递连杆部件的连接连杆轴(D)和连杆轴(H)的边的长度。
7.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述第四传递连杆部件的连接连杆轴(G)和连杆轴(H)的边的长度大于上述共用连杆部件的连接连杆轴(C)和连杆轴(D)的边的长度。
8.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述共用连杆部件的连接连杆轴(C)和连杆轴(D)的边的长度为上述第一传递连杆部件的连接连杆轴(D)和连杆轴(H)的边的长度的两倍。
9.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，在上述第一臂连杆部垂直于上述第一方向的垂直状态下，用于执行上述直线运动的上述第四传递连杆部件的连接上述连杆轴(G)和上述连杆轴(H)的长度(d’)由如下的数学式1计算：
10.根据权利要求9所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述q的长度由如下的数学式2计算：
11.根据权利要求10所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述C’的角度由如下的数学式3计算：
12.根据权利要求11所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述N’的角度由如下的数学式4计算：
13.根据权利要求12所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述D’的角度由如下的数学式5计算：
14.根据权利要求13所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述e的长度为上述d的长度的两倍。
15.根据权利要求9所述的水平多关节机器人，其特征在于，沿第一方向设定上述第1-3臂连杆部件的连接旋转轴(A)和连杆轴(B)的基准线，当上述第一臂连杆部围绕上述旋转轴(A)从上述垂直状态因旋转而转换为上述第一状态时，相对于上述基准线的上述操纵部件朝向垂直于上述第一方向的第二方向的位移Y由如下数学式6计算：
16.根据权利要求15所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述E’的角度由如下的数学式7计算：
17.根据权利要求16所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述M’的角度由如下的数学式8计算：
18.根据权利要求17所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述i的长度由如下的数学式9计算：
19.根据权利要求18所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述L’的角度由如下的数学式10计算：
20.根据权利要求19所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述J’的角度由如下的数学式11计算：
21.根据权利要求20所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述h的长度由如下的数学式12计算：
22.根据权利要求21所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述H’的角度由如下的数学式13计算：
23.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述连杆轴(J)以上述第2-1臂连杆部件的宽度方向中心为基准隔开规定距离。
24.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述操纵部件朝向垂直于上述第一方向的第二方向的变化幅度随着连接上述连杆轴(C)和上述连杆轴(J)的线与连接上述连杆轴(C)和上述连杆轴(E)的线之间的角度而变化。
25.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于...
【技术特征摘要】
1.一种水平多关节机器人，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的水平多关节机器人，其特征在于，当上述第一臂连杆部在垂直状态下沿前进的方向旋转的第一状态与沿后退的方向旋转的第二状态之间来回转换时，若对上述第1-1臂连杆部件的长度方向线与上述第1-3臂连杆部件的长度方向线之间的角度(a1)和围绕上述连杆轴(c)的上述共用连杆部件的长度方向线与上述第2-1臂连杆部件的长度方向线之间的角度(a2)进行比较，则在上述第一状态下，角度(a1)大于角度(a2)，在上述第二状态下，角度(a1)小于角度(a2)。
3.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述共用连杆部件的连接连杆轴(c)和连杆轴(d)的边的长度与上述第二传递连杆部件的连接连杆轴(i)和连杆轴(j)的边的长度相同。
4.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述第2-1臂连杆部件的连接连杆轴(c)和连杆轴(j)的边的长度与上述第一传递连杆部件的连接连杆轴(d)和连杆轴(i)的边的长度相同。
5.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述第2-1臂连杆部件的连接连杆轴(c)和连杆轴(j)的边的长度为上述共用连杆部件的连接连杆轴(c)和连杆轴(d)的边的长度的两倍。
6.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述第三传递连杆部件的连接连杆轴(c)和连杆轴(g)的边的长度大于上述第一传递连杆部件的连接连杆轴(d)和连杆轴(h)的边的长度。
7.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述第四传递连杆部件的连接连杆轴(g)和连杆轴(h)的边的长度大于上述共用连杆部件的连接连杆轴(c)和连杆轴(d)的边的长度。
8.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述共用连杆部件的连接连杆轴(c)和连杆轴(d)的边的长度为上述第一传递连杆部件的连接连杆轴(d)和连杆轴(h)的边的长度的两倍。
9.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，在上述第一臂连杆部垂直于上述第一方向的垂直状态下，用于执行上述直线运动的上述第四传递连杆部件的连接上述连杆轴(g)和上述连杆轴(h)的长度(d’)由如下的数学式1计算：
10.根据权利要求9所述的水平多关节机器人，其特征在于，上述q的长度由如下的数学式2计算：
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