[发明专利]用于机器人的磁性旋转硬停止件

说明书

相关申请案交叉参考

本申请案主张对2009年4月29日提出申请的第12/432,620号美国专利申请案的优先权，其揭示内容以整体引用方式且出于所有目的并入本文中。

技术领域

背景技术

圆柱形机器人用于在各种应用中拾放物体，包含在半导体处理中的晶片传送系统中。其轴形成柱坐标系，其中机器人臂具有径向、旋转且垂直运动。具有大于360°旋转的机器人通过允许使用最小数目的移动或比具有360°或更小的运动范围的机器人所需的减小数目的移动拾放物体来改进吞吐量。

连续旋转为达成最优机器人运动及吞吐量起到良好的作用，但需要电及气动滑环组合件。也不可使用穿过肩的标准电缆，因为超过360°的旋转将导致电缆断线及/或缠结。使用硬停止组合件防止臂的过度旋转，以使得穿过肩的电缆及管道不过度旋转而越过其功能极限。为防止超过360°的旋转，提供结构特征以与和臂一起旋转的另一结构特征啮合。通过啮合，防止臂沿任一方向过度旋转。因此，可需要反转线路且行进较长路径(例如，为从260°变成10°，需要行进250°，而非110°)。此也限制机器人在环境内的接达范围。移动硬停止件可用来提供超过360°的非连续旋转。

发明内容

本发明提供为旋转机构提供大于360度的非连续旋转的旋转硬停止组合件。在某些实施例中，使用组合件来为机器人(例如，晶片传送机器人)的肩轴提供360度与720度之间的旋转。所述可旋转硬停止组合件包含反作用磁铁。根据各种实施例，所述反作用磁铁提供非接触啮合且既不产生接触噪音也不具有随时间的任何磨损。所述旋转硬停止组合件提供从机器人柱坐标系的任一旋转方向接达各位置的能力。

本发明的一个方面涉及用于限制围绕Z轴具有θ旋转运动的机构中的旋转的设备。在某些实施例中，所述设备包含：固定部件，其上面安装有固定磁性组合件，所述固定磁铁组合件包括沿长度方向布置以使得第一磁极处在所述组合件的第一端处且第二磁极处在所述组合件的第二端处的一个或一个以上磁铁；及可旋转停止部件，其邻近于所述固定部件、上面安装有可旋转磁性组合件，所述可旋转磁铁组合件包括沿长度方向布置以使得第三磁极处在所述可旋转组合件的第一端处且第四磁极处在所述可旋转组合件的第二端处的一个或一个以上磁铁；其中所述可旋转磁性组合件可与所述固定磁性组合件啮合且其中所述可旋转停止件经配置以在不被所述固定部件啮合时随着所述机构旋转。

所述固定部件可为机器人驱动器的部分，例如，肩。其可具有圆形内部及/或外部表面。所述固定磁性组合件安装在所述固定部件上，以使得任一端上的磁极均暴露以与所述可旋转组合件上的磁极相会。所述固定部件及固定磁性组合件经配置以提供所述可旋转磁性组合件在不被所述固定磁性组合件啮合时旋转的无阻碍路径。在某些实施例中，所述固定磁性组合件从所述固定部件的内部表面突出。在其它实施例中，所述固定磁性组合件可从外部表面突出或安装在所述固定部件的表面顶部上或所述表面下面。在某些实施例中，所述固定部件界定环形凹槽或其它环形路径，所述固定磁性组合件安置在其中且所述旋转磁性组合件可围绕其旋转。其中仅一个磁极暴露(例如，针对沿一个方向的旋转)或其中所述磁极不物理暴露但具有足够的力来充当非接触弹簧的实施例也在本发明的范围内。所述固定磁铁组合件可具有一个或一个以上磁铁。

所述可旋转停止部件经配置以在不被所述固定部件啮合时随着所述机构旋转。在某些实施例中，其安装在机构上，例如位于所述可旋转停止部件与所述机构之间的轴承上。所述可旋转停止部件可为环形部件。所述可旋转停止部件包含可旋转磁性组合件。

所述固定磁铁组合件可与所述可旋转磁铁组合件啮合以中止所述可旋转停止部件的超出选定旋转位置的旋转。在某些实施例中，所述设备经配置以使得所述第三磁极在选定旋转位置处接近于所述第一磁极，从而借此中止所述可旋转停止部件的超出所述选定旋转位置的旋转。所述第四磁极可在选定旋转位置处接近于所述第二磁极以借此中止所述旋转停止部件的沿相反方向的旋转。

所述可旋转磁性组合件安装在所述可旋转停止部件上，以使得任一端上的磁极经暴露以与所述固定组合件上的磁极相会。所述可旋转停止部件及固定部件经配置以使得其相应磁性组合件的排斥极在啮合时接近，例如南极对南极或北极对北极。在某些实施例中，所述设备包含用以中止所述机构的超出选定旋转位置的旋转的额外停止结构。此可为杆叉(divot)、销或任一其它停止结构。在某些实施例中，可使用额外磁性组合件。