用于板状工件搬运的末端执行器可侧翻机构制造技术

本实用新型专利技术涉及板状工件的搬运机构，具体地说是一种用于板状工件搬运的末端执行器可侧翻机构，包括末端执行器、手指、小臂及大臂，其中大臂的一端可转动地安装在搬运机器人上，另一端为自由端；所述小臂的一端可相对转动地安装在大臂的自由端、小臂的另一端为自由端；所述手指可相对转动地安装在小臂的自由端，在手指上设有可直线伸缩运动和侧翻运动的末端执行器；所述末端执行器、手指及小臂可随大臂共同转动。本实用新型专利技术包括了大臂、小臂及手指，小臂可相对大臂转动，手指可相对小臂转动，末端执行器可实现伸缩运动、侧翻运动及升降和旋转，具有足够的工作空间，对手臂的刚性要求低。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及板状工件的搬运机构，具体地说是一种用于板状工件搬运的末端 执行器可侧翻机构。
技术介绍
随着自动化技术的深入发展，工厂对板状工件的自动化制造程度提出了更高的要 求。板状工件应用于多个行业，如半导体制造中的硅片、平板，显示行业中的平板玻璃以及 造纸行业中的纸板等；这些板状工件具有生产量大、搬运精度高、面积分布范围广、厚度相 对较薄等特点。传统采用人工搬运的生产方式生产效率低且难以提高搬运质量，已经不适 应现代制造业的需求。发展板状工件的自动化搬运装置成为一种趋势。目前市场上出现了多种系列和型号的板状工件搬运机械手，如美国BROOKS公司 的晶圆搬运机械手、日本YASKAWA公司的玻璃基板搬运机器人，这些机构的末端执行器大 都有三个空间自由度，可实现工件的竖直举升、水平进给和水平面平移。在末端执行器需要 更多自由度的场合，如进行工件的侧翻和俯仰时，这些自动化机构往往难以胜任。美国专利US 6318951提出了一种“微电子工件搬运机器人”，该机器人的末端执 行器可以进行侧翻，原因是在机器人的手指上安装了驱动其侧翻的电机和谐波减速器。考 虑末端负载的增加将会提高对手臂的刚性要求，该机器人手臂仅有一个大臂和一个手指， 没有小臂。这种传动布置方式明显缩小了机器人的工作空间，不适合工件的大范围搬运。
技术实现思路
为了解决上述工件搬运范围受限制和手臂刚性相互制约的问题，本技术的目 的在于提供一种用于板状工件搬运的末端执行器可侧翻机构。该末端执行器可侧翻机构对 手臂的刚性要求低且不会缩小手臂的运动范围，并可实现末端执行器的高精度侧翻。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的本技术包括末端执行器、手指、小臂及大臂，其中大臂的一端可转动地安装在 搬运机器人上，另一端为自由端；所述小臂的一端可相对转动地安装在大臂的自由端、小臂 的另一端为自由端；所述手指可相对转动地安装在小臂的自由端，在手指上设有可直线伸 缩运动和侧翻运动的末端执行器；所述末端执行器、手指及小臂可随大臂共同转动。其中所述搬运机器人上安装有第二伺服电机，大臂的一端设有第三轴，该第三轴 与第二伺服电机相连，大臂通过第二伺服电机的驱动绕第三轴旋转；在所述第三轴上套设 有第三主动带轮，该第三主动带轮安装在搬运机器人上、与第三轴之间具有转动副；所述大 臂自由端设有第二轴，在大臂自由端内设有套在第二轴上的第三从动带轮，该第三从动带 轮与第二轴之间具有转动副；所述第三主动带轮通过第三同步带与第三从动带轮相连；所 述大臂的一端安装在搬运机器人上的升降旋转机构上，大臂、小臂、手指及末端执行器通过 升降旋转机构的驱动可上下升降运动和同步转动；升降旋转机构上安装有第二伺服电机， 大臂的一端设有第三轴，该第三轴与第二伺服电机相连，大臂通过第二伺服电机的驱动绕第三轴旋转；在所述第三轴上套设有第三主动带轮，该第三主动带轮安装在升降旋转机构 上、与第三轴之间具有转动副；所述大臂自由端设有第二轴，在大臂自由端内设有套在第二 轴上的第三从动带轮，该第三从动带轮与第二轴之间具有转动副；所述第三主动带轮通过 第三同步带与第三从动带轮相连；所述小臂的一端与第三从动带轮固联，另一端设有第一 轴，小臂的一端内设有与第二轴固联的第二主动带轮，小臂的另一端内设有套设在第一轴 上的第一从动带轮，该第一从动带轮与第一轴之间具有转动副，第二主动带轮通过第一同 步带与第一从动带轮相连；第二主动带轮的带轮中心线与第二轴同轴，第一从动带轮的带 轮中心线与第一轴同轴，第一从动带轮与第二主动带轮的齿数比为2 1;手指上设有手 指轴，该手指轴套在第一轴的外侧、与第一从动带轮固联；小臂上安装有第一伺服电机，小 臂内设有与第一伺服电机输出轴连接的第一主动带轮，该第一主动带轮通过第二同步带与 套设在手指轴上的第二从动带轮相连，第二从动带轮与手指轴之间具有转动副；所述第二 从动带轮上固设有套在手指轴上的第二锥齿轮，该第二锥齿轮与手指内的第一锥齿轮相啮 合，末端执行器与第一锥齿轮相连、通过第一伺服电机的驱动实现侧翻运动；第一伺服电机 的输出轴与第二轴同轴；第三主动带轮的带轮中心线与第三轴同轴，第三从动带轮与第三 主动带轮的齿数比为1 2。本技术的优点与积极效果为1.本技术包括了大臂、小臂及手指，小臂可相对大臂转动，手指可相对小臂转 动，末端执行器由安装在小臂上的第一伺服电机驱动实现侧翻运动，并可由大臂、小臂及手 指的耦合转动实现直线伸缩运动，升降运动可由与大臂转动联接的升降旋转机构实现，整 个机构对手臂的刚性要求低，且保证了手臂具备足够的工作空间。2.本技术末端执行器的运动精度高，动作平稳。3.本技术的谐波减速器将传动速度降低到适合末端执行器侧翻的速度，并增 大传动力矩，从而实现了末端执行器的侧翻。附图说明图1为本技术的外形立体结构图；图2为本技术的外形俯视图；图3为本技术的内部结构剖视图；图如为本技术工作状态示意图之一；图4b为本技术工作状态示意图之二 ；图如为本技术工作状态示意图之三；其中1为末端执行器，2为末端法兰，3为第一谐波减速器，4为手指，5为第一锥 齿轮，6为第一从动带轮，7为小臂，8为第二从动带轮，9为第二锥齿轮，10为第一同步带，11 为第二同步带，12为第一主动带轮，13为第一轴，14为第三从动带轮，15为第一伺服电机， 16为第二主动带轮，17为大臂，18为第三同步带，19为第三主动带轮，20为固定法兰，21为 第二谐波减速器，22为第二伺服电机，幻为升降旋转机构，M为第二轴，25为第三轴，沈为 第一片盒，27为第二片盒，28为晶圆。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详述。如图1 3所示，本技术包括末端执行器1、手指4、小臂7及大臂17，其中驱 动大臂17转动的第二伺服电机22固联在搬运机器人上的固定法兰20上，大臂17的一端 设有第三轴25，该第三轴25通过第二谐波减速器21与第二伺服电机22的输出轴相连，第 二谐波减速器21固联在固定法兰20上。在固定法兰20上固联有第三主动带轮19，第三主 动带轮19套设在第三轴25上、与第三轴25之间具有转动副，第三主动带轮19的传动部分 位于大臂17 —端的内部，第三主动带轮19的带轮中心线与第三轴25同轴。驱动大臂17转动的第二伺服电机22也可固联在搬运机器人上的升降旋转机构23 上，大臂17、小臂7、手指4及末端执行器1通过升降旋转机构23的驱动可上下升降运动和 同步转动。固定法兰20固联在升降旋转机构23上。大臂17的一端设有第三轴25，该第 三轴25通过第二谐波减速器21与第二伺服电机22的输出轴相连，第二谐波减速器21固 联在固定法兰20上；第二伺服电机22及第二谐波减速器21也可直接固定到升降旋转机构 23上。在固定法兰20上固联有第三主动带轮19，第三主动带轮19套设在第三轴25上、与 第三轴25之间具有转动副，第三主动带轮19的传动部分位于大臂17—端的内部，第三主 动带轮19的带轮中心线与第三轴25同轴。大臂17的另一端为自由端，该自由端设有第二轴M，在大臂17自由端内设有套在 第二轴M上的第三从动带轮14，第三从动带轮14与第二轴M之间具有转动副；第本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于板状工件搬运的末端执行器可侧翻机构，其特征在于：包括末端执行器（１）、手指（４）、小臂（７）及大臂（１７），其中大臂（１７）的一端可转动地安装在搬运机器人上，另一端为自由端；所述小臂（７）的一端可相对转动地安装在大臂（１７）的自由端、小臂（７）的另一端为自由端；所述手指（４）可相对转动地安装在小臂（７）的自由端，在手指（４）上设有可直线伸缩运动和侧翻运动的末端执行器（１）；所述末端执行器（１）、手指（４）及小臂（７）可随大臂（１７）共同转动。

【技术特征摘要】
1.一种用于板状工件搬运的末端执行器可侧翻机构，其特征在于包括末端执行器 (1)、手指、小臂(7)及大臂(17)，其中大臂(17)的一端可转动地安装在搬运机器人上， 另一端为自由端；所述小臂(7)的一端可相对转动地安装在大臂(17)的自由端、小臂(7) 的另一端为自由端；所述手指(4)可相对转动地安装在小臂(7)的自由端，在手指(4)上 设有可直线伸缩运动和侧翻运动的末端执行器(1)；所述末端执行器(1)、手指(4)及小臂 (7)可随大臂(17)共同转动。2.按权利要求1所述用于板状工件搬运的末端执行器可侧翻机构，其特征在于所述 搬运机器人上安装有第二伺服电机(22)，大臂(17)的一端设有第三轴(25)，该第三轴05) 与第二伺服电机02)相连，大臂(17)通过第二伺服电机02)的驱动绕第三轴05)旋转； 在所述第三轴0 上套设有第三主动带轮(19)，该第三主动带轮(19)安装在搬运机器人 上、与第三轴0 之间具有转动副；所述大臂(17)自由端设有第二轴(M)，在大臂(17)自 由端内设有套在第二轴04)上的第三从动带轮(14)，该第三从动带轮(14)与第二轴04) 之间具有转动副；所述第三主动带轮(19)通过第三同步带(18)与第三从动带轮(14)相 连。3.按权利要求1所述用于板状工件搬运的末端执行器可侧翻机构，其特征在于所述 大臂(17)的一端安装在搬运机器人上的升降旋转机构03)上，大臂(17)、小臂(7)、手指 (4)及末端执行器(1)通过升降旋转机构的驱动可上下升降运动和同步转动。4.按权利要求3所述用于板状工件搬运的末端执行器可侧翻机构，其特征在于所述 升降旋转机构03)上安装有第二伺服电机(22)，大臂(17)的一端设有第三轴(25)，该第 三轴05)与第二伺服电机02)相连，大臂(17)通过第二伺服电机02)的驱动绕第三轴 (25)旋转；在所述第三轴0 上套设有第三主动带轮(19)，该第三主动带轮(19)安装在 升降旋转机构上、与第三轴0 之间具有转动副；所述大臂(17)自由端设有第二轴 (M)，在大臂(17)自由端内设有套在第二轴04)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲道奎，冯亚磊，王金涛，徐方，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：89