[发明专利]一种机械手机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种在工业上移送物件过程中使用的机械手机构。

背景技术

在现有的半导体加工过程中，需要对晶圆进行两道检测程序：先是低倍率的快速检测，然后是高倍率的仔细检测。当完成低倍率的快速检测后，需要用一机械手将晶圆运送至高倍率检测平台上。机械手作为负责不同工位之间传送晶圆的关键自动化设备，一方面，主要要求减小占用空间，另外一方面亦要求扩大作业区域，这就涉及到如何在水平运动工作空间布置的优化，使得机械手在合格地完成工作任务的同时，减少干涉其他机械手的机会。如何在负载直径与手臂长度增加的情况下，缩小机械手的水平工作空间，成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在水平方向上运动工作空间优化布置的机械手机构。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种机械手机构，包括底座以及连接于底座上的两个机械臂；

其中，所述底座上设有由内向外依次同轴嵌套的第一轴、第二轴和第三轴，第一轴、第二轴和第三轴分别由三个电机驱动转动，且第一轴的轴向长度大于第二轴，第二轴的轴向长度大于第三轴；

第二轴与两机械臂固定连接，第一轴与第一固定带轮固定连接，第三轴与第二固定带轮固定连接，第一固定带轮与其中一机械臂的活动驱动机构传动连接，第二固定带轮与另一机械臂的活动驱动机构传动连接。

所述机械臂包括依次铰接的大臂、小臂和末端构件；大臂的自由端与第二轴固定连接，大臂的铰接端与末端构件的铰接端传动连接，两机械臂的小臂与大臂铰接的一端分别与第一固定带轮和第二固定带轮传动连接；所述末端构件的自由端具有一夹持部，用于夹取负载，所述末端构件在大臂和小臂的传动下做直线伸缩运动。

两机械臂的大臂之间具有一大于90°的固定夹角。

当机械手机构达到最大收缩行程时，所述两机械臂对称分布于两大臂夹角的中线两侧，两末端构件的夹持部在水平面上的投影重合且位于所述中线上。

所述两机械臂分别为第一机械臂和第二机械臂，第一机械臂的小臂与大臂铰接的一端与第一固定带轮传动连接，第二机械臂的小臂与大臂铰接的一端与第二固定带轮传动连接；

当第一机械臂驱动其上的末端构件伸缩运动时，第一轴固定，第二轴和第三轴同步转动；

当第二机械臂驱动其上的末端构件伸缩运动时，第三轴固定，第二轴和第一轴同步转动；

当需要变换第一机械臂和第二机械臂的伸缩运动方向时，第一轴、第二轴和第三轴同步转动。

各机械臂中，大臂与小臂铰接的一端固定有大臂轴组件，大臂轴组件上通过轴承安装有以其为轴心旋转的大臂从动带轮，两机械臂的大臂从动带轮分别通过一大臂齿形带与第一固定带轮和第二固定带轮啮合，且大臂从动带轮与小臂固定连接；

大臂轴组件上还固定连接有小臂固定带轮，小臂与末端构件铰接的一端固定有小臂轴组件，小臂轴组件上通过轴承安装有以其为轴心旋转的小臂从动带轮，小臂从动带轮通过小臂齿形带与小臂固定带轮啮合，且小臂从动带轮与末端构件固定连接。

各机械臂中，第一或第二固定带轮与大臂从动带轮的齿数比为2：1，小臂固定带轮与小臂从动带轮的齿数比为1∶2，大臂与小臂的旋转方向相反，小臂与末端构件的旋转方向相反，即大臂、小臂和末端构件为转数比为1∶-2∶1的传动结构。

两机械臂的大臂、小臂和末端构件，在竖直方向上相互交叉层叠。

本发明的机械手机构回转半径小，水平方向上的空间利用率高。本发明的机械手机构将第一固定带轮、第一机械臂和第二机械臂、第二固定带轮分别通过第一至第三轴同轴旋转连接于底座上。通过驱动三个轴以不同的组合方式相对旋转运动，实现驱动两个机械臂同时转动或其中任一机械臂的耦合运动，完成在狭小空间内抓取负载、变换伸缩角度、送出负载等一系列动作，进一步优化了机械手机构水平工作空间的布置。

附图说明

图1为本发明实施例的机械手机构的立体结构示意图。

图2为本发明实施例的机械手机构的最大收缩状态的俯视图。

图3为图2的A-A面剖视图。

图4为图2的B-B面剖视图。

图5为本发明实施例的机械手机构的第二机械臂伸展状态示意图。

图6为本发明实施例的机械手机构的一个侧面竖直结构示意图。

附图标号说明

第一机械臂1            第二机械臂2            底座3

第一大臂11             第一小臂12             第一末端构件13