[发明专利]圆柱坐标型机器人

说明书

本发明涉及圆柱坐标型机器人，特列涉及改进的圆柱坐标型机器人，它具有紧凑结构，这种结构是通过使用轴中轴的结构作为臂驱动机构取得的。

一般来说，可在三维方向移动物体的圆柱坐标型机器人是安装在生产线上，进行如装卸产品、部件的处理和组装以及在自动化系统中搬运完成的商品等工作。也就是说，工业场合中大多数制造过程的自动化能够由能够处理制造过程中需要的材料和部件的各种机器人实现。根据它们的类型这样的机器人被分类成从工业机器人到小型精密机器人的各种类型。另外，这样的机器人也可用于特定用途之外的更广的用途。

一些机器人可具有一个臂的结构，它能将一物体置于一圆柱空间内的希望点上。这类机器人的例子在美国专利No.4,466,769，4,728,252和5,178,512中公开。这类机器人中每个在一圆柱空间的水平面内，和使用传统垂直移动机构在垂直方向移动物体。

在半导体制造工业中，一个物体处理机器人可用于各种用途。一个这样的用途是处理硅晶片。这样的工作应在无尘室中进行，这种用途的机器人能够以很精密的方式工作。目前用于这种用途的最常用的机器人具有一安装成可旋转的旋转装置，和一垂直移动一缸的垂直移动装置。而且，在机器人中设有各具有一抓住一物体的手的伸展或收缩臂的装置。

然而，在具有两个臂的传统圆柱坐标型机器人的结构中，象谐波传动和电机等的减速器直接连接到位于机器人下部上的每个臂驱动轴的输入部分，而另一电机和减速器直接连接各个臂的驱动轴，以便在径向移动位于机器人上部的两个臂。因此，因为使用的减速器是昂贵的，机器人的制造成本高，尺寸变得较大。

另外，在动力是从位于机器人下部的一电机和减速器传递到机器人上部的结构中，展开具有两个臂的机器人是困难的。此时，存在的问题是电机动力和控制信号的电缆必须布设到机器人的上部。

另一方面，采用轴中轴结构的传统机器人被限制在机器人的旋转轴和一个臂被驱动的结构中，将轴中轴的结构应用到具有两个臂的机器人相当困难。

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种圆柱坐标型机器人，利用机器人的旋转轴和臂的驱动轴同轴设置的结构，即轴中轴结构，通过在机器人的下部设置旋转机器人或垂直移动和驱动臂的多个电机，并进一步在轴中轴结构的最内轴中形成布管线的空腔，使得结构紧凑。

因此，为达到上述目的，在此提供的圆柱坐标型机器人包括：一框架；一旋转台，相对于框架可旋转地安装；一丝杠和一导杆，相对于旋转台可旋转地安装；一移动件，设有第一螺母总成和第二螺母，第一螺母总成接合丝杠，第二螺母接合导杆，移动件相对于丝杠和导杆可垂直移动；一轴结构，设有可旋转的中空内轴和一中间轴和一外轴，它们与内轴同心，并可独立地旋转，轴结构的一端固定到移动件，另一端延伸通过旋转台和框架；一臂支撑框架，它的中心部固定到轴结构的另一端，臂支撑框架具有两个侧部，一对臂驱动轴安装到两个侧部；一第一驱动装置，相对框架旋转旋转台；一第二驱动装置，相对于旋转台旋转丝杠；以及一第三驱动装置，相对于旋转台分开旋转所述轴结构的轴。

根据本发明的一方面，第一螺母总成包括：一第一螺母，与丝杠可旋转地接合；和一第三螺母，一体地组装到第一螺母，能够沿丝杠垂直移动。

根据本发明的另一方面，轴结构的外轴连接到一对臂驱动轴的第一臂驱动轴；中间轴连接到一对臂驱动轴的第二臂驱动轴，并位于内外轴之间。

根据本发明的再一方面，机器人还包括分别安装在一对臂驱动轴上并与它们成垂直地伸出，使得与轴结构一同枢轴旋转的臂部分。

根据本发明的有优点的改进方面，框架包括通过支撑框架彼此连接的上下固定板；和过滤器、真空传感器和电磁阀，安装在上下固定板和支撑框架上，使得不干扰轴结构的旋转并减少安装在内轴空腔内的电缆和管线数量。

在此，第一驱动装置包括：一电机，固定安装在旋转台上；和一减速器，它的输入端连接电机，输出端连接下固定板。

另外，第二驱动装置包括：一电机，安装在移动件上可与移动件一起移动；和第三皮带/皮带轮装置用于向丝杠传送电机的扭矩。

以下参照附图的说明将使本发明的目的和优点更明了。

图1是本发明的圆柱坐标型机器人的透视示意图；

图2是图1所示的圆柱坐标型机器人的部分剖面图；

图3是图1所示的圆柱坐标型机器人的后视图；

图4是图1所示的圆柱坐标型机器人的底视图。