[发明专利]机械臂以及晶圆搬运机器人

说明书

提供一种机械臂以及晶圆搬运机器人。机械臂包括肩部、第一伸缩臂、第二伸缩臂、手指安装座、手指、肩关节轴、肘关节轴及腕关节轴；肩关节轴设在肩部和第一伸缩臂之间，肘关节轴设在第一伸缩臂和第二伸缩臂之间，腕关节轴设在第二伸缩臂和手指安装座之间，手指固定于手指安装座；肩部能驱动第一伸缩臂及肘关节轴围绕肩关节轴正向旋转；第一伸缩臂及肘关节轴围绕肩关节轴旋转能带动第二伸缩臂及腕关节轴围绕肘关节轴反向旋转；第二伸缩臂及腕关节轴围绕肘关节轴反向旋转能带动手指安装座及手指围绕腕关节轴正向旋转；肩部驱动采用纯齿轮驱动；肩关节轴和肘关节轴之间经齿轮连接；肘关节轴和腕关节轴之间经齿轮连接。晶圆搬运机器人包括机械臂。

技术领域

本公开涉及自动化领域，更具体地涉及一种机械臂以及晶圆搬运机器人。

背景技术

晶圆是指硅晶棒在经过研磨、抛光、切片后形成的硅晶原片，也就是晶圆，一般应用在半导体电路中。

在半导体加工设备中，需要经常将晶圆在设备各个工位之间进行搬运，在搬运的过程中，搬运精度越高，晶圆的加工精度越高，搬运速度越快，单台设备的产能就越高。随着半导体的发展，晶圆加工工艺越来越复杂，加工精度越来越高，这就需要一种精度高、速度快的晶圆搬运机器人。

现有的晶圆搬运机器人器，其机械臂结构的传动方式一般采用钢丝绳或者同步带传动，因为钢丝绳传动具有滑移的现象，而同步带属于弹性体，在工作拉力下会存在被拉长的现象，故此两种机械臂结构不能保证精确的传动比。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种机械臂以及晶圆搬运机器人，其能实现更高精度的传动比。

由此，在一些实施例中，一种机械臂包括肩部、第一伸缩臂、第二伸缩臂、手指安装座、手指、肩关节轴、肘关节轴以及腕关节轴；肩关节轴设置在肩部和第一伸缩臂之间，肘关节轴设置在第一伸缩臂和第二伸缩臂之间，腕关节轴设置在第二伸缩臂和手指安装座之间，手指固定于手指安装座；肩部能够驱动第一伸缩臂以及肘关节轴围绕肩关节轴正向旋转；第一伸缩臂以及肘关节轴围绕肩关节轴的旋转能够带动第二伸缩臂以及腕关节轴围绕肘关节轴反向旋转；第二伸缩臂以及腕关节轴围绕肘关节轴的反向旋转能够带动手指安装座以及手指围绕腕关节轴正向旋转；其中，肩部的驱动采用纯齿轮驱动；肩关节轴和肘关节轴之间经由齿轮连接；肘关节轴和腕关节轴之间经由齿轮连接。

在一些实施例中，肩部包括肩板、驱动电机、手臂驱动齿轮、肩部轴承以及肩部活动齿轮，肩板包括肩水平板，肩关节轴立设并固定于肩水平板，肩关节轴和肩水平板相对彼此不动，驱动电机包括主体和输出轴，主体固定于肩水平板，主体和肩水平板相对彼此不动，输出轴从主体向上延伸，输出轴能够围绕其自身的轴线在水平面内旋转，手臂驱动齿轮固定安装于驱动电机的输出轴，手臂驱动齿轮能够随着驱动电机的输出轴的旋转而与驱动电机的输出轴同向地旋转，肩部轴承安装在肩关节轴的下部上，肩部活动齿轮安装在肩部轴承上，肩部活动齿轮与手臂驱动齿轮啮合，以在手臂驱动齿轮的驱动下与手臂驱动齿轮的旋转方向相反地围绕肩关节轴旋转。

在一些实施例中，第一伸缩臂包括手臂、肩部固定齿轮、手臂中间齿轮、第一轴承以及肘部活动齿轮，手臂包括手臂水平板，手臂水平板位于肩部活动齿轮的上方并在上下方向上与肩部活动齿轮固定在一起，手臂水平板开设有沿上下方向贯通的第一通孔，肩关节轴向上穿过第一通孔，肘关节轴固定于手臂水平板且向上延伸，肘关节轴和手臂水平板相对彼此不动，肩部固定齿轮位于手臂水平板的上方且固定于肩关节轴，肩部固定齿轮和肩关节轴相对彼此不动，手臂中间齿轮设置在手臂水平板上，手臂中间齿轮能够自转，手臂中间齿轮与肩部固定齿轮啮合，第一轴承安装在肘关节轴的下部；肘部活动齿轮安装在第一轴承上，肘部活动齿轮与手臂中间齿轮啮合以使手臂中间齿轮位于肘部活动齿轮和肩部固定齿轮之间。