專利名稱：一種機(jī)械手的手爪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)用機(jī)械手，特別是關(guān)于一種用于傳送片狀物品機(jī)械手的手爪的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
一般的機(jī)械手(包括各種片狀物品的自動(dòng)化送料設(shè)備)包括控制手臂升降、平移、或旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)部分和用于拿取、卡持片狀物品的手爪部分。片狀物品包括各種尺寸的硅片，液晶薄片等，下面以硅片為例加以說(shuō)明。目前機(jī)械手的手爪主要是采取真空吸附式手爪，即將手爪伸入硅片的底部，通過(guò)真空系統(tǒng)，吸附住硅片的底面，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)部分操作手臂運(yùn)轉(zhuǎn)輸送。吸附式手爪在操作中具有許多優(yōu)點(diǎn)，但是也存在一些問(wèn)題1、吸附式的手爪在抓取硅片時(shí)需要將手爪向上抬起，靠近硅片再吸附，放下時(shí)需先關(guān)真空放開(kāi)吸附，再向下移動(dòng)手爪，也就是說(shuō)整個(gè)動(dòng)作需要四個(gè)步驟，使機(jī)械手的動(dòng)作繁雜，而且手爪與硅片的背面接觸面較大，容易對(duì)硅片背面造成損壞，也容易將手爪上由真空引起的污物粘附在硅片背面。2、這種真空吸附式手爪只具備吸附搬送功能，而不具備定圓心的功能，如果硅片在存放盒內(nèi)稍有偏移，就不能保證取、放時(shí)，圓心在預(yù)定的位置上，因此對(duì)于需要定心操作時(shí)(如OCR、找缺口等)，就要另行配備圓心調(diào)整機(jī)構(gòu)。3、由于硅片價(jià)格比較昂貴，而操作過(guò)程中機(jī)械手要高速運(yùn)轉(zhuǎn)，因此對(duì)于真空吸附系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全系數(shù)要求較高，一旦出現(xiàn)停電或吸力不足，硅片就會(huì)滑落破碎，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。4、真空吸附式對(duì)工作環(huán)境要求較高，任何灰塵或污染物都會(huì)影響吸附的牢固度；同時(shí)由于真空系統(tǒng)中有許多閥件，因此不適合在高溫條件下工作，比如卡持硅片進(jìn)行熱處理等。5、整套真空吸附設(shè)備比較復(fù)雜，成本也高，特別是隨著電子工業(yè)的高速發(fā)展，電子產(chǎn)品的集成化程度越來(lái)越高，被輸送的硅片尺寸也越來(lái)越大，比如高度集成的芯片制作；已由過(guò)去的3英時(shí)、5英時(shí)，變成現(xiàn)在的8英時(shí)、12英時(shí)，如果繼續(xù)使用真空吸附式手爪，真空系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功率要求就更高，電氣控置系統(tǒng)的成本費(fèi)用也會(huì)進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種操作系統(tǒng)簡(jiǎn)單，具有自動(dòng)定圓心功能，穩(wěn)定性好，安全系數(shù)高，成本費(fèi)用低的機(jī)械手的手爪。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種機(jī)械手的手爪，其特征在于它包括一托架；一定位塊，其固定連接在所述托架的中后部；兩轉(zhuǎn)桿，其分別穿過(guò)所述定位塊的兩側(cè)，轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述托架的前端上；兩前卡爪，其分別固定連接在兩所述轉(zhuǎn)桿的前部；兩具有斜面的后卡爪，其分別滑動(dòng)地連接在所述轉(zhuǎn)桿的后部；兩彈簧，其分別套在所述轉(zhuǎn)桿上，且其兩端分別連接所述定位塊和后卡爪；一動(dòng)力裝置，其設(shè)置在所述托架上；一轉(zhuǎn)桿傳動(dòng)裝置，其輸入端連接所述動(dòng)力裝置，其輸出端連接所述轉(zhuǎn)桿的尾部。
所述動(dòng)力裝置可以是一減速電機(jī)，也可以是一旋轉(zhuǎn)氣缸。
所述轉(zhuǎn)桿傳動(dòng)裝置包括兩曲柄，其分別以一端固定連接在所述轉(zhuǎn)桿的尾部；兩連桿，其分別以一端轉(zhuǎn)動(dòng)地連接所述曲柄的另一端；一圓盤(pán)，其固定連接在所述動(dòng)力裝置的輸出端，所述兩連桿的另一端分別連接在所述圓盤(pán)的兩側(cè)。
本實(shí)用新型還包括一定位桿，其兩端分別固定連接在兩所述后卡爪的側(cè)面；一固定塊，其固定連接在所述定位桿中間；一行程開(kāi)關(guān)，其固定連接在所述托架的后部；一傳感連桿，其一端固定連接在所述固定塊上，另一端穿過(guò)所述定位塊，當(dāng)所述傳感連桿向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，其端部頂觸所述行程開(kāi)關(guān)。
本實(shí)用新型由于采取以上設(shè)計(jì)，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型由于設(shè)置了兩具有斜面的后卡爪和兩通過(guò)轉(zhuǎn)桿帶動(dòng)的前卡爪，因此在手爪拿取硅片時(shí)，后卡爪的楔形面可以在機(jī)械手向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，將硅片后部的下邊緣逐漸向上托起，再由機(jī)械手的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)動(dòng)力裝置通過(guò)轉(zhuǎn)桿傳動(dòng)裝置帶動(dòng)前卡爪快速轉(zhuǎn)立起來(lái)，并在前卡爪轉(zhuǎn)立的過(guò)程中，逐漸抬起硅片前部的下邊緣，形成對(duì)硅片下邊緣的四點(diǎn)支撐，使整個(gè)操作過(guò)程除被支撐的四點(diǎn)外，硅片的其它部位均不與手爪發(fā)生任何接觸，避免了現(xiàn)有技術(shù)中存在的面接觸問(wèn)題，而且操作過(guò)程取消了向上抬和向下放的兩個(gè)步驟，使機(jī)械手的操作程序簡(jiǎn)化。2、本實(shí)用新型在后卡爪托起硅片向前推時(shí)，可以使硅片的前邊緣頂在標(biāo)準(zhǔn)硅片盒的圓弧形底部，對(duì)硅片產(chǎn)生一個(gè)定圓心的作用，同時(shí)在前后四卡爪卡住硅片時(shí)也對(duì)硅片有一個(gè)定圓心的作用，因此放置在標(biāo)準(zhǔn)硅片盒中的硅片既使在操作過(guò)程中受到振動(dòng)稍有錯(cuò)位也可以得到糾正，而不必再設(shè)置任何定圓心機(jī)構(gòu)，在加工中也減少了確定圓心的工序，提高了工作效率。3、本實(shí)用新型由于是采用機(jī)械式托架和卡爪抓取硅片的輸送方式，因此穩(wěn)定性好、安全系數(shù)高，即使遭遇突然停電，機(jī)器停轉(zhuǎn)等故障，硅片也不會(huì)從卡爪上掉下來(lái)，造成不必要的損失；而且可以不設(shè)置繁瑣的真空系統(tǒng)，不但可以有效地節(jié)省空間，降低設(shè)備成本，還可以放寬對(duì)操作環(huán)境的要求。4、本實(shí)用新型由于設(shè)置了傳感連桿和行程開(kāi)關(guān)，因此使本實(shí)用新型可以采取不同的控制方法，比如通過(guò)傳感連桿觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)直接啟動(dòng)動(dòng)力裝置，通過(guò)轉(zhuǎn)桿帶動(dòng)前卡爪轉(zhuǎn)立起來(lái)卡住硅片；又比如僅利用行程開(kāi)關(guān)作為輔助檢測(cè)手段，判斷手爪在抓取硅片時(shí)是否發(fā)生了故障，如果沒(méi)有取到硅片，或前卡爪有損壞，傳感連桿在彈簧的作用下就會(huì)脫離行程開(kāi)關(guān)，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出停止信號(hào)，手爪保持原位不動(dòng)以確保硅片不受損壞。5、本實(shí)用新型由于不使用真空系統(tǒng)，托架、轉(zhuǎn)桿、前后四個(gè)卡爪的材料都可以采用耐高溫材料制作，因此可在更廣闊的范圍內(nèi)應(yīng)用，比如硅片的熱處理等加工工序的使用。本實(shí)用新型可以與機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)部分配合廣泛地應(yīng)用于各種片狀物品的輸送中。


圖1是安裝有本實(shí)用新型的機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實(shí)用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖圖3是本實(shí)用新型平面結(jié)構(gòu)示意圖圖4是本實(shí)用新型卡持片狀物品時(shí)的側(cè)視示意圖圖5是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)桿傳動(dòng)裝置示意圖具體實(shí)施方式
如圖1所示，一般的機(jī)械手A都包括控制手臂升降、平移、或旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)A1和用于拿取、卡持物品的手爪A2，本實(shí)用新型改進(jìn)的是卡持物品的手爪A2。
如圖2、圖3、圖4所示，本實(shí)用新型包括一不銹鋼或其它硬質(zhì)材料制作的輕薄托架1，托架1的尾部通過(guò)螺釘或其它方式固定在驅(qū)動(dòng)部分A1頂部的工作臺(tái)上，一定位塊2固定連接在托架1的中后部。兩轉(zhuǎn)桿3分別穿過(guò)定位塊2的兩側(cè)，轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在托架1的前端。在托架1前端可以設(shè)置一特殊非金屬材料制成的護(hù)板4，護(hù)板4有兩個(gè)作用，一是擋住兩轉(zhuǎn)桿3前端，使其不凸出托架1；二是護(hù)板4前部的上下楔形邊在調(diào)試過(guò)程中不碰到硅片14，進(jìn)而保護(hù)托架1。兩前卡爪5分別固定在靠近托架1前端的轉(zhuǎn)桿3上，前卡爪5與轉(zhuǎn)桿3連接的一端具有方便硅片滑動(dòng)的斜面，兩具有斜面的后卡爪6，分別滑動(dòng)地連接在靠近定位塊2的轉(zhuǎn)桿3上，前、后卡爪5、6的材料可以采用陶瓷、石英等耐高溫材料。兩彈簧7分別套在兩轉(zhuǎn)桿3上，且每一彈簧7的兩端分別抵靠或固定在定位塊2和后卡爪6上。在兩后卡爪6的側(cè)面分別固定連接一定位桿8的兩端，固定塊9固定連接在定位桿8的中間，一傳感連桿10的一端固定連接在固定塊9上，另一端穿過(guò)定位塊2伸向后方。一微動(dòng)行程開(kāi)關(guān)11固定連接在托架1的后部，當(dāng)傳感連桿10向后滑移時(shí)其后端部可以觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)11。一減速電機(jī)12固定連接在托架1上，其可以直接與行程開(kāi)關(guān)11連接，也可以通過(guò)機(jī)械手的控制系統(tǒng)與行程開(kāi)關(guān)11連接。在減速電機(jī)12和轉(zhuǎn)桿13之間設(shè)置一轉(zhuǎn)桿傳動(dòng)裝置13，轉(zhuǎn)桿傳動(dòng)裝置13的輸入端與減速電機(jī)12的輸出端連接，轉(zhuǎn)桿傳動(dòng)裝置13的輸出端與轉(zhuǎn)桿3的后端部連接。
上述實(shí)施例中，如圖5所示，轉(zhuǎn)桿傳動(dòng)裝置13可以是曲柄連桿機(jī)構(gòu)，它包括兩曲柄131，兩曲柄131的一端分別固定連接在兩轉(zhuǎn)桿3的尾部，兩曲柄131的另一端分別轉(zhuǎn)動(dòng)地連接一連桿132，兩連桿132的另一端分別連接在一固定在減速電機(jī)12輸出軸上的圓盤(pán)133上。
上述實(shí)施例中，轉(zhuǎn)桿傳動(dòng)裝置13也可以采用皮帶、齒輪等其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，減速電機(jī)13也可以采用旋轉(zhuǎn)氣缸等其它動(dòng)力裝置。
操作的時(shí)候，手爪A2在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)A1的帶動(dòng)下伸入預(yù)定的硅片14的下面，當(dāng)手爪A2伸入到一定距離時(shí)，具有斜面的后卡爪6與硅片14接觸，逐漸將硅片14托起并向前輕推，當(dāng)硅片14的前部頂在標(biāo)準(zhǔn)硅片盒A3圓弧形底部上時(shí)，硅片14的中心被調(diào)正，同時(shí)硅片14的后部會(huì)擠壓與后卡爪6連接的彈簧7，使固定塊9上的傳感連桿10觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)11，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)得到此開(kāi)關(guān)信號(hào)后發(fā)出動(dòng)作指令啟動(dòng)減速電機(jī)12，通過(guò)轉(zhuǎn)桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)13帶動(dòng)兩轉(zhuǎn)桿3分別順時(shí)針、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，使本來(lái)平躺的兩前卡爪5直立起來(lái)。當(dāng)托架1慢慢后撤時(shí)，硅片14離開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)硅片盒A3圓弧底部，兩后卡爪6在彈簧7的復(fù)位作用下推動(dòng)硅片14向前卡爪5平移，并使硅片14的前下邊緣被兩前卡爪5的一端托起，被兩前卡爪5的另一端卡住，與后卡爪6一起形成手爪A2對(duì)硅片14的四點(diǎn)支撐。
上述操作中，也可以將行程開(kāi)關(guān)11與一電路連接，直接通過(guò)一啟動(dòng)減速電機(jī)12。還可以僅將傳感連桿10和行程開(kāi)關(guān)11作為檢測(cè)手爪在抓取硅片過(guò)程中是否發(fā)生故障之用。比如如果手爪沒(méi)有拿取到硅片14時(shí)，彈簧7就不會(huì)被壓縮，而傳感連桿也就不會(huì)接觸到行程開(kāi)關(guān)11，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就會(huì)判別出沒(méi)有硅片14被拿到。再比如在前卡爪5立起后有一個(gè)微退的動(dòng)作，如果發(fā)生前卡爪5斷裂損壞，微退時(shí)，傳感連桿10在彈簧7的作用下就會(huì)脫離行程開(kāi)關(guān)，控制系統(tǒng)得到此信息后，就會(huì)發(fā)出停止信號(hào)，使手爪保持原位不動(dòng)以確保硅片14不受損壞。
上述各實(shí)施例中，也可以不設(shè)置定位桿8、固定塊9、傳感連桿10和行程開(kāi)關(guān)11，而直接通過(guò)機(jī)械手的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)預(yù)先設(shè)置的程序控制手爪的拿取，即當(dāng)手爪到達(dá)一定部位時(shí)，啟動(dòng)動(dòng)力裝置帶動(dòng)前卡爪立起。
權(quán)利要求1.一種機(jī)械手的手爪，其特征在于它包括一托架；一定位塊，其固定連接在所述托架的中后部；兩轉(zhuǎn)桿，其分別穿過(guò)所述定位塊的兩側(cè)，轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述托架的前端上；兩前卡爪，其分別固定連接在兩所述轉(zhuǎn)桿的前部；兩具有斜面的后卡爪，其分別滑動(dòng)地連接在所述轉(zhuǎn)桿的后部；兩彈簧，其分別套在所述轉(zhuǎn)桿上，且其兩端分別連接所述定位塊和后卡爪；一動(dòng)力裝置，其設(shè)置在所述托架上；一轉(zhuǎn)桿傳動(dòng)裝置，其輸入端連接所述動(dòng)力裝置，其輸出端連接所述轉(zhuǎn)桿的尾部。
2.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械手的手爪，其特征在于所述動(dòng)力裝置為一減速電機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械手的手爪，其特征在于所述動(dòng)力裝置為一旋轉(zhuǎn)氣缸。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種機(jī)械手的手爪，其特征在于所述轉(zhuǎn)桿傳動(dòng)裝置包括兩曲柄，其分別以一端固定連接在所述轉(zhuǎn)桿的尾部；兩連桿，其分別以一端轉(zhuǎn)動(dòng)地連接所述曲柄的另一端；一圓盤(pán)，其固定連接在所述動(dòng)力裝置的輸出端，所述兩連桿的另一端分別連接在所述圓盤(pán)的兩側(cè)。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種機(jī)械手的手爪，其特征在于它還包括一定位桿，其兩端分別固定連接在兩所述后卡爪的側(cè)面；一固定塊，其固定連接在所述定位桿中間；一行程開(kāi)關(guān)，其固定連接在所述托架的后部；一傳感連桿，其一端固定連接在所述固定塊上，另一端穿過(guò)所述定位塊，當(dāng)所述傳感連桿向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，其端部頂觸所述行程開(kāi)關(guān)。
6.如權(quán)利要求4所述的一種機(jī)械手的手爪，其特征在于它還包括一定位桿，其兩端分別固定連接在兩所述后卡爪的側(cè)面；一固定塊，其固定連接在所述定位桿中間；一行程開(kāi)關(guān)，其固定連接在所述托架的后部；一傳感連桿，其一端固定連接在所述固定塊上，另一端穿過(guò)所述定位塊，當(dāng)所述傳感連桿向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，其端部頂觸所述行程開(kāi)關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械手的手爪，其特征在于它包括一托架；一定位塊，其固定連接在所述托架的中后部；兩轉(zhuǎn)桿，其分別穿過(guò)所述定位塊的兩側(cè)，轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述托架的前端上；兩前卡爪，其分別固定連接在兩所述轉(zhuǎn)桿的前部；兩具有斜面的后卡爪，其分別滑動(dòng)地連接在所述轉(zhuǎn)桿的后部；兩彈簧，其分別套在所述轉(zhuǎn)桿上，且其兩端分別連接所述定位塊和后卡爪；一動(dòng)力裝置，其設(shè)置在所述托架上；一轉(zhuǎn)桿傳動(dòng)裝置，其輸入端連接所述動(dòng)力裝置，其輸出端連接所述轉(zhuǎn)桿的尾部。本實(shí)用新型對(duì)薄片狀物品采用機(jī)械式四點(diǎn)支撐，在整個(gè)操作過(guò)程除被支撐的四點(diǎn)之外，其它部位均不與手爪發(fā)生任何接觸，而且操作動(dòng)作取消了向上抬和向下放的兩道動(dòng)作，使機(jī)械手的操作程序簡(jiǎn)化。本實(shí)用新型可以與機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)部分配合廣泛地應(yīng)用于各種片狀物品的輸送中。
文檔編號(hào)B25J15/00GK2638939SQ0320667
公開(kāi)日2004年9月8日 申請(qǐng)日期2003年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月1日
發(fā)明者陳百捷 申請(qǐng)人:陳百捷