【技术实现步骤摘要】
本技术涉及晶圆传输技术，尤其涉及一种基于闭环带传动的机械臂。
技术介绍
1、随着半导体工艺水平的不断提高，前道和后道工艺设备厂对半导体自动化传输技术提出了更高更复杂的要求。尤其对应用于真空传输平台传输腔的真空机器人机械臂的尺寸小型化提出了更为紧迫的要求，因为在满足正常功能的前提下，真空机器人机械臂的尺寸直接影响着传输腔内部的空间大小，进而会影响真空腔所能达到的真空度等级，传输腔内部空间越小越能达到更高的真空度。
2、为此技术人曾考虑采用钢带传动的方案，以利用钢带传动结构紧凑，传动精度高，免润滑性，无伸缩性，高洁净性，无静电聚集性，能够远距离传送运动和动力的特点进行设计。
3、然而却发现此类钢带传动存在着瞬间载荷过大时，容易引起打滑的现象，从而会在往复运动过程中，出现回差等严重影响精密机械传动精度的致命问题。
4、目前其他行业针对这个问题，也曾提出过一种《真空镀膜设备的传输装置》（专利申请号：201721735916.7）的方案，其采用两条开环钢带，以上下层空间错开方式，分别与主动和从动带轮配接，而开环钢带的两个端头固定件分别与主动和从动带轮固定的传动方式来解决。
5、然而这样也存在一个问题，在传动载荷一定的情况下，传动钢带的宽度就一定，主动和从动轮的宽度至少在两倍钢带宽度以上，主动和从动带轮宽度增加，随之会造成真空机械手臂的厚度增加，导致真空机械手手臂部分总厚度的增加，最终导致安装真空机械手的真空传输腔内部整体空间的增加，造成高真空度很难达到和经济成本的增加。
6、此外
技术实现思路
1、为此本技术的主要目的在于提供一种基于闭环带传动的机械臂，以缩小机械臂厚度，避免传动带打滑，并支持360°以上角度的回转。
2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种基于闭环带传动的机械臂，其包括：驱动单元、大臂单元、小臂单元、末端执行器，其中驱动单元上设有同轴布置的旋转外轴、旋转内轴，所述大臂单元内设有第一闭环带轮机构，所述小臂单元内设有第二闭环带轮机构；其中所述大臂单元经第一闭环带轮机构的传动端与小臂单元的前关节部连接，所述第二闭环带轮机构的驱动端与大臂单元的后关节部连接，所述末端执行器与第二闭环带轮机构的传动端连接；所述驱动单元的旋转外轴与大臂单元的前关节部连接、旋转内轴与第一闭环带轮机构的驱动端连接。
3、优选地，所述第一闭环带轮机构包括：第一驱动轮、第一传动轮、第一传动带，其中所述第一传动轮旋转套接在大臂单元后关节部的肘轴上，所述第一驱动轮与所述驱动单元的旋转内轴连接，所述第一驱动轮与第一传动轮上嵌有滚动体，所述第一传动带为闭环带，其带体上设有与滚动体适配的穿孔，所述第一传动带与所述第一驱动轮、第一传动轮配接成带轮机构，以令滚动体随轮转伸入第一传动带的穿孔内。
4、优选地，所述第二闭环带轮机构包括：第二驱动轮、第二传动轮、第二传动带，其中所述第二传动轮旋转套接在小臂单元后关节部的腕轴上，所述第二驱动轮与所述大臂单元的肘轴连接，所述第二驱动轮与第二传动轮上嵌有滚动体，所述第二传动带为闭环带，其带体上设有与滚动体适配的穿孔，所述第二传动带与所述第二驱动轮、第二传动轮配接成带轮机构，以令滚动体随轮转伸入第二传动带的穿孔内。
5、优选地，所述第一驱动轮包括：上半轮、下半轮，其中所述上半轮与下半轮上靠近轮边处，环状间隔布设有半镶嵌槽，以当所述上半轮与下半轮上同轴相合连接时，在轮边处合成用于安置滚动体可以滚动的镶嵌槽。
6、优选地，所述第一驱动轮的外径与第一传动带的厚度之和a，及所述第一传动轮的外径与第一传动带的厚度之和b的比值为2:1。
7、优选地，所述第二传动轮的外径与第二传动带的厚度之和c，及所述第二驱动轮的外径与第二传动带的厚度之和d的比值为2:1。
8、优选地，所述肘轴包括：肘轴柱、大臂轴套、大臂轴承，其中所述肘轴柱设置在大臂单元的后关节部处，所述大臂轴套与大臂轴承分别套接在肘轴柱上，所述第一传动轮套接在大臂轴承上。
9、优选地，所述腕轴包括：腕轴柱、小臂轴套、小臂轴承、腕轴压盖，其中所述腕轴柱设置在小臂单元的后关节部处，所述小臂轴套与小臂轴承分别套接在腕轴柱上，所述第二传动轮套接在小臂轴承上，所述腕轴压盖与腕轴柱顶部连接，限制小臂轴套与小臂轴承从腕轴柱脱出。
10、优选地，所述末端执行器为把持晶圆的机械手指。
11、通过本技术提供的该基于闭环带传动的机械臂，巧妙的设计了带有滚动体的带轮与穿孔闭环带配接结构的带轮传动机构，来实现机械臂多关节连动，因此相比传统开环钢带的带轮传动结构，能够显著降低传动机构所需的高度空间，进而降低机械手臂的厚度，同时滚动体与穿孔闭环带的配接结构，使得能够良好的解决瞬间载荷过大时传动带的打滑问题，进而在往复运动过程中，确保不会出现回差等严重影响精密机械传动精度的致命问题。同时由于闭环带传动机构的结构特点，使得机械臂得以支持360°以上角度的回转。
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1.一种基于闭环带传动的机械臂，其包括：驱动单元、大臂单元、小臂单元、末端执行器，其特征在于，驱动单元上设有同轴布置的旋转外轴、旋转内轴，所述大臂单元内设有第一闭环带轮机构，所述小臂单元内设有第二闭环带轮机构；其中所述大臂单元经第一闭环带轮机构的传动端与小臂单元的前关节部连接，所述第二闭环带轮机构的驱动端与大臂单元的后关节部连接，所述末端执行器与第二闭环带轮机构的传动端连接；所述驱动单元的旋转外轴与大臂单元的前关节部连接、旋转内轴与第一闭环带轮机构的驱动端连接。
2.根据权利要求1所述的基于闭环带传动的机械臂，其特征在于，所述第一闭环带轮机构包括：第一驱动轮、第一传动轮、第一传动带，其中所述第一传动轮旋转套接在大臂单元后关节部的肘轴上，所述第一驱动轮与所述驱动单元的旋转内轴连接，所述第一驱动轮与第一传动轮上嵌有滚动体，所述第一传动带为闭环带，其带体上设有与滚动体适配的穿孔，所述第一传动带与所述第一驱动轮、第一传动轮配接成带轮机构，以令滚动体随轮转伸入第一传动带的穿孔内。
3.根据权利要求2所述的基于闭环带传动的机械臂，其特征在于，所述第二闭环带轮机构包括：
4.根据权利要求2或3任一所述的基于闭环带传动的机械臂，其特征在于，所述第一驱动轮包括：上半轮、下半轮，其中所述上半轮与下半轮上靠近轮边处，环状间隔布设有半镶嵌槽，以当所述上半轮与下半轮上同轴相合连接时，在轮边处合成用于安置滚动体可以滚动的镶嵌槽。
5.根据权利要求2所述的基于闭环带传动的机械臂，其特征在于，所述第一驱动轮的外径与第一传动带的厚度之和A，及所述第一传动轮的外径与第一传动带的厚度之和B的比值为2:1。
6.根据权利要求3所述的基于闭环带传动的机械臂，其特征在于，所述第二传动轮的外径与第二传动带的厚度之和C，及所述第二驱动轮的外径与第二传动带的厚度之和D的比值为2:1。
7.根据权利要求2所述的基于闭环带传动的机械臂，其特征在于，所述肘轴包括：肘轴柱、大臂轴套、大臂轴承，其中所述肘轴柱设置在大臂单元的后关节部处，所述大臂轴套与大臂轴承分别套接在肘轴柱上，所述第一传动轮套接在大臂轴承上。
8.根据权利要求3所述的基于闭环带传动的机械臂，其特征在于，所述腕轴包括：腕轴柱、小臂轴套、小臂轴承、腕轴压盖，其中所述腕轴柱设置在小臂单元的后关节部处，所述小臂轴套与小臂轴承分别套接在腕轴柱上，所述第二传动轮套接在小臂轴承上，所述腕轴压盖与腕轴柱顶部连接，限制小臂轴套与小臂轴承从腕轴柱脱出。
9.根据权利要求1所述的基于闭环带传动的机械臂，其特征在于，所述末端执行器为把持晶圆的机械手指。
...【技术特征摘要】
1.一种基于闭环带传动的机械臂，其包括：驱动单元、大臂单元、小臂单元、末端执行器，其特征在于，驱动单元上设有同轴布置的旋转外轴、旋转内轴，所述大臂单元内设有第一闭环带轮机构，所述小臂单元内设有第二闭环带轮机构；其中所述大臂单元经第一闭环带轮机构的传动端与小臂单元的前关节部连接，所述第二闭环带轮机构的驱动端与大臂单元的后关节部连接，所述末端执行器与第二闭环带轮机构的传动端连接；所述驱动单元的旋转外轴与大臂单元的前关节部连接、旋转内轴与第一闭环带轮机构的驱动端连接。
2.根据权利要求1所述的基于闭环带传动的机械臂，其特征在于，所述第一闭环带轮机构包括：第一驱动轮、第一传动轮、第一传动带，其中所述第一传动轮旋转套接在大臂单元后关节部的肘轴上，所述第一驱动轮与所述驱动单元的旋转内轴连接，所述第一驱动轮与第一传动轮上嵌有滚动体，所述第一传动带为闭环带，其带体上设有与滚动体适配的穿孔，所述第一传动带与所述第一驱动轮、第一传动轮配接成带轮机构，以令滚动体随轮转伸入第一传动带的穿孔内。
3.根据权利要求2所述的基于闭环带传动的机械臂，其特征在于，所述第二闭环带轮机构包括：第二驱动轮、第二传动轮、第二传动带，其中所述第二传动轮旋转套接在小臂单元后关节部的腕轴上，所述第二驱动轮与所述大臂单元的肘轴连接，所述第二驱动轮与第二传动轮上嵌有滚动体，所述第二传动带为闭环带，其带体上设有与滚动体适配的穿孔，所述第二传动带与所述第二驱动轮、第二传动轮配接成带轮机构，以令滚动体随轮转伸入...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘恩龙，杨琦，张菊，武一鸣，张平，曲泉铀，王贺明，李家璇，中岛隆志，川辺哲也，西超博，焦子洋，
申请(专利权)人：上海广川科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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