专利名称：多连杆式机械手的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械手，特别是一种多连杆式机械手。
如
图1所示，习用的直线运动的机械手包括第一手臂110、第二手臂120、第一齿轮130、数个第二齿轮140及皮带150。第一手臂110的一端及第一齿轮130枢设于基座160上，第一手臂110的另一端枢接第二齿轮140及第二手臂120；第一手臂110上第一齿轮130以皮带150连接第二齿轮140；第二手臂120的另一端枢接第二齿轮140及夹爪170，并以皮带150连接两第二齿轮140。第一齿轮130的齿数为第二齿轮140齿数的一倍。当第一齿轮130带动第一手臂110以其圆心枢转时，藉由第一齿轮130与第二齿轮140间的差速作用，使夹爪170保持直线路径运动。然而，其齿轮130、140间的力量传递系以皮带150传动，但皮带150在使用一段时间后，特别在制造晶圆的真空条件下常有松弛现象，须以张紧轮180将皮带150调整至最适当的张力。在调整过程中，皮带150的滑动造成定位偏移，因此，在调整皮带150时较为费工费时。
本实用新型的目的是提供一种无须进行调整、直线运动密度高的多连杆式机械手。
本实用新型包括延设基座的驱动器、第一内手臂、第二内手臂、第一外手臂、第二外手臂、第一齿轮及第二齿轮；第一内手臂的一端与驱动器固定连接；第二内手臂一端与基座自由端枢接，第一内手臂的另一端与第一齿轮轴心一端固定连接；第二内手臂的另一端与第二齿轮轴心一端枢接；第一齿轮及第二齿轮相互啮合并以轴心枢设于壳套内；第一外手臂的一端枢设于第一齿轮轴心的另一端；第二外手臂的一端与第二齿轮轴心另一端固定连接；第一外手臂及第二外手臂的另一端与机械元件枢接。
其中基座与壳套之间及壳套与夹爪之间分别枢设有第一辅助臂及第二辅助臂。
第一内手臂、第二内手臂、第一外手臂及第二外手臂的长度相等。
第一内手臂与第二内手臂呈平行状，并分别位于不同高度的平面上；第一外手臂及第二外手臂呈平行状，并分别于不同高度的平面上；第一内手臂与第二内手臂之间的距离等于第一外手臂与第二外手臂之间的距离。
第一内手臂、第二内手臂、第一辅助臂、第一外手臂、第二外手臂及第二辅助臂的长度相等。
第一内手臂、第二内手臂及第一辅助臂呈平行状，第一内手臂及第二内手臂分别位于不同高度的平面上；第一外手臂、第二外手臂及第二辅助臂呈平行状，第二外手臂及第二外手臂分别于不同高度的平面上；第一辅助臂与第一内手臂、第二内手臂之间的距离等于第二辅助臂与第一外手臂、第二外手臂之间的距离。
第一辅助臂与第一内手臂、第二内手臂分别位于不同高度的平面上；第二辅助臂与第一外手臂、第二外手臂分别位于不同高度的平面上。
第一齿轮与第二齿轮的齿数相等。
与第一外手臂及第二外手臂枢接的机械元件为夹爪。
由于本实用新型包括延设基座的驱动器、第一、二内手臂、第一、二外手臂及第一、二齿轮；第一、二内手臂的一端分别与驱动器固定连接及与基座自由端枢接，第一、二内手臂的另一端与第一齿轮轴心一端固定连接及与第二齿轮轴心一端枢接；第一、二齿轮相互啮合并以轴心枢设于壳套内；第一、二外手臂的一端分别枢设于第一齿轮轴心的另一端及与第二齿轮轴心另一端固定连接；第一、二外手臂的另一端与机械元件枢接。当驱动器驱动第一内手臂在±90°角度内转动，以驱动由第一内手臂、第二内手臂、基座及壳套构成内多连杆机构动作，并经第一齿轮及第二齿轮使由第一外手臂、第二外手臂、壳套及夹爪构成的外多连杆机构随之反向连动，即使第一外手臂及第二外手臂作与第一内手臂及第二内手臂对称反向转动，以使夹爪保持作精确的直线运动，长期运作亦无须调校。不仅无须进行调整，而且直线运动密度高，从而达到本实用新型的目的。
图1、为习用的直线运动机械手结构示意立体图。
图2、为本实用新型实施例一结构示意立体图。
图3、为本实用新型实施例一结构示意俯视图。
图4、为本实用新型实施例一结构示意侧视图。
图5、为图3中A-A剖视图。
图6、为本实用新型实施例一内手臂转动角度为±90°动作示意俯视图。
图7、为本实用新型实施例二结构示意立体图。
图8、为本实用新型实施例二结构示意俯视图。
图9、为本实用新型实施例二结构示意侧视图。
图10、为本实用新型实施例二内手臂转动角度为±90°动作示意俯视图。
图11、为本实用新型实施例二内手臂转动角度大于90°动作示意俯视图。
图12、为本实用新型实施例三结构示意立体图。
图13、为本实用新型实施例三结构示意侧视图。
图14、为本实用新型实施例三结构示意俯视图。
以下结合附图对本实用新型进一步详细阐述。
实施例一如图2、图3、图4、图5所示，本实用新型包括驱动器400、第一内手臂210、第二内手臂220、第一外手臂230、第二外手臂240、第一齿轮310及第二齿轮320。
驱动器400外壳固定延设基座410。
第一内手臂210、第二内手臂220、第一外手臂230及第二外手臂240的长度相等。
第一内手臂210的一端与驱动器400固定连接；第二内手臂220一端与基座410自由端枢接，第一内手臂210的另一端与第一齿轮310轴心一端固定连接并同步旋转；第二内手臂220的另一端与第二齿轮320轴心一端枢接，令第二内手臂220能以第二齿轮320轴心转动，即令第二内手臂220与第二齿轮320之间可产生空转。
第一齿轮310及第二齿轮320相互啮合并以轴心枢设于壳套330内，第一齿轮310与第二齿轮320的齿数相同，以令其啮合旋转时具有反向同步的功效。
第一外手臂230的一端枢设于第一齿轮310轴心的另一端，并可以第一齿轮310的轴心转动；第二外手臂240的一端与第二齿轮320轴心另一端固定连接并同步旋转。第一外手臂230及第二外手臂240的另一端与机械元件500，如夹爪枢接。
第一内手臂210与第二内手臂220呈平行状，并分别位于不同高度的平面上，以避免相互干涉；第一外手臂230及第二外手臂240呈平行状，并分别于不同高度的平面上，以避免相互干涉；且令第一内手臂210与第二内手臂220之间的距离等于第一外手臂230与第二外手臂240之间的距离。
第一内手臂210、第二内手臂220、基座410及壳套330构成内四连杆机构；第一外手臂230、第二外手臂240、壳套330及夹爪500构成与内四连杆机构相同的外四连杆机构。内、外四连杆机构藉由第一齿轮310及第二齿轮320连动。
如图6所示，当驱动器400驱动第一内手臂210在±90°角度内转动，以驱动由第一内手臂210、第二内手臂220、基座410及壳套330构成内四连杆机构动作，并经第一齿轮310及第二齿轮320使由第一外手臂230、第二外手臂240、壳套330及夹爪500构成的外四连杆机构随之反向连动，即使第一外手臂230及第二外手臂240作与第一内手臂210及第二内手臂220对称反向转动，以使夹爪500保持作精确的直线运动。
实施例二如图7、图8、图9所示，本实用新型包括驱动器400、第一内手臂210、第二内手臂220、第一外手臂230、第二外手臂240、第一齿轮310及第二齿轮320、第一辅助臂211及第二辅助臂221。
驱动器400外壳固定延设基座410。
第一内手臂210、第二内手臂220、第一外手臂230、第二外手臂240、第一辅助臂211及第二辅助臂221的长度相等。
第一内手臂210的一端与驱动器400固定连接；第二内手臂220一端与基座410自由端枢接，第一内手臂210的另一端与第一齿轮310轴心一端固定连接并同步旋转；第二内手臂220的另一端与第二齿轮320轴心一端枢接，令第二内手臂220能以第二齿轮320轴心转动，即令第二内手臂220与第二齿轮320之间可产生空转。
第一齿轮310及第二齿轮320相互啮合并以轴心枢设于壳套330内，第一齿轮310与第二齿轮320的齿数相同，以令其啮合旋转时具有反向同步的功效。
第一外手臂230的一端枢设于第一齿轮310轴心的另一端，并可以第一齿轮310的轴心转动；第二外手臂240的一端与第二齿轮320轴心另一端固定连接并同步旋转。第一外手臂230及第二外手臂240的另一端与机械元件500，如夹爪枢接。
第一辅助臂211两端枢设于基座410及壳套330中央；第二辅助臂221两端枢设于壳套330及夹爪500中央。
第一内手臂210、第二内手臂220及第一辅助臂211呈平行状，第一内手臂210、第二内手臂220分别位于不同高度的平面上，以避免相互干涉；第一外手臂230、第二外手臂240及第二辅助臂221呈平行状，第一外手臂230、第二外手臂240分别于不同高度的平面上，以避免相互干涉；且令第一辅助臂211与第一内手臂210、第二内手臂220之间的距离等于第二辅助臂221与第一外手臂230、第二外手臂240之间的距离。
第一内手臂210、第二内手臂220、第一辅助臂211、基座410及壳套330构成内五连杆机构；第一外手臂230、第二外手臂240、第二辅助臂221、壳套330及夹爪500构成与内五连杆机构相相同的五连杆机构。两五连杆机构藉由第一齿轮310及第二齿轮320连动。
如
图10、
图11所示，当驱动器400驱动第一内手臂210在大于±90°角度内转动，以驱动由第一内手臂210、第二内手臂220、第一辅助臂211、基座410及壳套330构成内五连杆机构动作，并经第一齿轮310及第二齿轮320使由第一外手臂230、第二外手臂240、第二辅助臂221、壳套330及夹爪500构成的外五连杆机构随之反向连动，即使第一外手臂230、第二外手臂240及第二辅助臂221作与第一内手臂210、第二内手臂220及第一辅助臂211对称反向转动，不仅使夹爪500保持作精确的直线运动，而且增加其运动行程。
实施例三如
图12、
图13、
图14所示，本实用新型包括驱动器400、第一内手臂210、第二内手臂220、第一外手臂230、第二外手臂240、第一齿轮310及第二齿轮320、第一辅助臂211及第二辅助臂221。
驱动器400外壳固定延设基座410。
第一内手臂210、第二内手臂220、第一外手臂230、第二外手臂240、第一辅助臂211及第二辅助臂221的长度相等。
第一内手臂210的一端与驱动器400固定连接；第二内手臂220一端与基座410自由端枢接，第一内手臂210的另一端与第一齿轮310轴心一端固定连接并同步旋转；第二内手臂220的另一端与第二齿轮320轴心一端枢接，令第二内手臂220能以第二齿轮320轴心转动，即令第二内手臂220与第二齿轮320之间可产生空转。
第一齿轮310及第二齿轮320相互啮合并以轴心枢设于壳套330内，第一齿轮310与第二齿轮320的齿数相同，以令其啮合旋转时具有反向同步的功效。
第一外手臂230的一端枢设于第一齿轮310轴心的另一端，并可以第一齿轮310的轴心转动；第二外手臂240的一端与第二齿轮320轴心另一端固定连接并同步旋转。第一外手臂230及第二外手臂240的另一端与机械元件500，如夹爪枢接。
第一辅助臂211两端枢设于基座410及壳套330中央；第二辅助臂221两端枢设于壳套330及夹爪500中央。
第一内手臂210、第二内手臂220及第一辅助臂211呈平行状，并分别位于不同高度的平面上，以避免相互干涉；第一外手臂230、第二外手臂240及第二辅助臂221呈平行状，并分别于不同高度的平面上，以避免相互干涉；且令第一辅助臂211与第一内手臂210、第二内手臂220之间的距离等于第二辅助臂221与第一外手臂230、第二外手臂240之间的距离。
第一内手臂210、第二内手臂220、第一辅助臂211、基座410及壳套330构成内五连杆机构；第一外手臂230、第二外手臂240、第二辅助臂221、壳套330及夹爪500构成与内五连杆机构相同的外五连杆机构。内、外五连杆机构藉由第一齿轮310及第二齿轮320连动。
当驱动器400驱动第一内手臂210在大于±180°角度内转动，以驱动由第一内手臂210、第二内手臂220、第一辅助臂211、基座410及壳套330构成内五连杆机构动作，并经第一齿轮310及第二齿轮320使由第一外手臂230、第二外手臂240、第二辅助臂221、壳套330及夹爪500构成的外五连杆机构随之反向连动，即使第一外手臂230、第二外手臂240及第二辅助臂221作与第一内手臂210、第二内手臂220及第一辅助臂211对称反向转动，不仅使夹爪500保持作精确的直线运动，而且使其运动行程达到最长状态。
本实用新型适用于真空环境条件下，特别适用于半导体晶圆的制程上，由于为由相互啮合齿轮连动的内、外连杆机构构成。故长期运作亦无须调校。
权利要求1.一种多连杆式机械手，其特征在于它包括延设基座的驱动器、第一内手臂、第二内手臂、第一外手臂、第二外手臂、第一齿轮及第二齿轮；第一内手臂的一端与驱动器固定连接；第二内手臂一端与基座自由端枢接，第一内手臂的另一端与第一齿轮轴心一端固定连接；第二内手臂的另一端与第二齿轮轴心一端枢接；第一齿轮及第二齿轮相互啮合并以轴心枢设于壳套内；第一外手臂的一端枢设于第一齿轮轴心的另一端；第二外手臂的一端与第二齿轮轴心另一端固定连接；第一外手臂及第二外手臂的另一端与机械元件枢接。
2.根据权利要求1所述的多连杆式机械手，其特征在于所述的基座与壳套之间及壳套与夹爪之间分别枢设有第一辅助臂及第二辅助臂。
3.根据权利要求1所述的多连杆式机械手，其特征在于所述的第一内手臂、第二内手臂、第一外手臂及第二外手臂的长度相等。
4.根据权利要求1所述的多连杆式机械手，其特征在于所述的第一内手臂与第二内手臂呈平行状，并分别位于不同高度的平面上；第一外手臂及第二外手臂呈平行状，并分别于不同高度的平面上；第一内手臂与第二内手臂之间的距离等于第一外手臂与第二外手臂之间的距离。
5.根据权利要求2所述的多连杆式机械手，其特征在于所述的第一内手臂、第二内手臂、第一辅助臂、第一外手臂、第二外手臂及第二辅助臂的长度相等。
6.根据权利要求2所述的多连杆式机械手，其特征在于所述的第一内手臂、第二内手臂及第一辅助臂呈平行状，第一内手臂及第二内手臂分别位于不同高度的平面上；第一外手臂、第二外手臂及第二辅助臂呈平行状，第二外手臂及第二外手臂分别于不同高度的平面上；第一辅助臂与第一内手臂、第二内手臂之间的距离等于第二辅助臂与第一外手臂、第二外手臂之间的距离。
7.根据权利要求6所述的多连杆式机械手，其特征在于所述的第一辅助臂与第一内手臂、第二内手臂分别位于不同高度的平面上；第二辅助臂与第一外手臂、第二外手臂分别位于不同高度的平面上。
8.根据权利要求1所述的多连杆式机械手，其特征在于所述的第一齿轮与第二齿轮的齿数相等。
9.根据权利要求1所述的多连杆式机械手，其特征在于所述的与第一外手臂及第二外手臂枢接的机械元件为夹爪。
专利摘要一种多连杆式机械手。为提供一种无须进行调整、直线运动密度高的机械手,提出本实用新型,它包括具基座的驱动器、两内手臂、两外手臂及两齿轮;两手臂的一端分别与驱动器固定连接及与基座自由端枢接,两内手臂的另一端与一齿轮轴心一端固定连接及与另一齿轮轴心一端枢接;两齿轮相互啮合并以轴心枢设于壳套内;两外手臂的一端分别枢设于一齿轮轴心的另一端及与另一齿轮轴心另一端固定连接;两外手臂的另一端与机械元件枢接。
文档编号B25J9/06GK2461719SQ0026669
公开日2001年11月28日 申请日期2000年12月19日 优先权日2000年12月19日
发明者沈宗麟 申请人:沈宗麟