CN108820868B - 自动平衡式取屏器以及取屏器的自动平衡方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种自动平衡式取屏器以及取屏器的自动平衡方法。自动平衡式取屏器包括：取屏器平台，其上设有传感器和真空吸嘴；取屏器固定座，连接到所述取屏器平台；球形万向节，设置在所述取屏器固定座与所述取屏器平台之间；至少两个致动装置，能够改变所述取屏器固定座相对于所述取屏器平台的角度；数据处理装置，能够实时地接收所述传感器产生的所述状态信号，并根据所述状态信号选择性地输出控制信号；控制装置，能够使所述液晶面板相对于水平面的倾斜角度减小。本申请能够实时调整取屏器的水平度，且结构简单。

Description

自动平衡式取屏器以及取屏器的自动平衡方法

技术领域

本申请涉及一种自动平衡式取屏器以及取屏器的自动平衡方法，更具体地涉及一种用于大型液晶面板的自动平衡式取屏器以及取屏器的自动平衡方法。

背景技术

在液晶面板制造过程中，尤其是成品或半成品面板(Panel)在设备间短距离移动时，时常采用取屏器(Picker)进行移动。

取屏器上分布有一定数量的真空吸嘴，通过吸嘴抽真空来实现对面板的抓取，其用于固定吸嘴的平台尺寸与所生产的产品尺寸相对应，当面板尺寸和质量较大时，长期的不间断生产运行或者固定螺丝的松动都会使取屏器平台的水平度丧失，从而出现取屏器发生歪斜导致吸取的面板损坏的风险。

一般取屏器的主体采用硬质铝合金构成，不具有可调节性，一旦发生变形就无法纠正，造成浪费。同时也不具有水平度感应功能，无法提供全天候的监控和防止生产事故的发生，从而造成损失。

因此，需要一种能够实时调整水平度的取屏器。

发明内容

为解决上述缺陷中的至少一种，本申请提出一种自动平衡式取屏器以及取屏器的自动平衡方法。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

根据本申请的实施例的第一方面，提出一种自动平衡式取屏器，其特征在于，所述自动平衡式取屏器包括：取屏器平台，其上设有用于感测所述取屏器平台相对于水平面的倾斜角度的传感器以及用于吸附液晶面板的真空吸嘴，所述传感器能够实时地发出表示所述倾斜角度的状态信号；取屏器固定座，连接到所述取屏器平台并承载所述取屏器平台的重量；球形万向节，设置在所述取屏器固定座与所述取屏器平台之间；至少两个致动装置，其一端与所述取屏器平台连接，而其另一端与所述取屏器固定座连接，其中所述至少两个致动装置能够改变所述取屏器固定座相对于所述取屏器平台的角度；数据处理装置，能够实时地接收所述传感器产生的所述状态信号，并根据所述状态信号选择性地输出控制信号；控制装置，能够接收所述数据处理装置发出的所述控制信号，并根据所述控制信号驱动所述两个致动装置，以使所述液晶面板相对于水平面的倾斜角度减小。

可选地，所述至少两个致动装置中的一个在水平面上的投影相对于所述至少两个致动装置中的另一个在水平面上的投影呈90°。

可选地，所述至少两个致动装置为两个致动装置，所述自动平衡式取屏器还包括两个辅助平衡工具，所述两个辅助平衡工具关于所述取屏器固定座与所述两个致动装置中心对称地设置，以辅助所述两个致动装置的平衡。

可选地，所述两个致动装置的每一个包括：伺服电机，固定在所述取屏器固定座上，且用于产生动力；驱动齿轮，其中设有中心孔，所述伺服电机联接到所述中心孔，从而能够使所述驱动齿轮旋转；传动带，具有固定的长度，与所述驱动齿轮联接，并且能够被所述驱动齿轮的旋转带动；偏心齿轮，与所述传动带联接，并且能够被所述传动带的运动带动而旋转，所述偏心齿轮中设有偏心孔；齿轮轴支柱，其一端与所述偏心孔联接，而其另一端固定到所述取屏器平台，其中，当所述偏心齿轮旋转时，所述中心孔距离所述偏心孔的距离改变。

可选地，所述两个辅助平衡工具的每一个包括：平衡杆，由刚性材料形成，其一端与所述取屏器平台连接，而其另一端与所述取屏器固定座连接；调节弹簧，经由所述平衡杆在所述取屏器平台与所述取屏器固定座之间施加一定拉力，其中，所述平衡杆由两个部分构成，所述两个部分经由所述调节弹簧连接。

可选地，所述传感器是陀螺仪水平传感器，其设置在所述取屏器平台的一表面的中心位置处，且设置在所述球形万向节与所述取屏器平台之间，并且所述陀螺仪水平传感器的灵敏度能够被调节。

可选地，所述取屏器平台为矩形，所述两个致动装置中的一个的齿轮轴支柱在所述取屏器平台的一条边的中点处固定到所述取屏器平台；所述两个致动装置中的另一个的齿轮轴支柱在与上述一条边相邻的另一条边的中点处固定到所述取屏器平台。

可选地，所述传动带是柔性皮带，其内表面形成有齿，以与所述驱动齿轮和所述偏心齿轮的齿啮合。

可选地，所述自动平衡式取屏器还包括警报装置，所述警报装置在所述状态信号所表示的倾斜角度经过一定时间仍然不为零时发出警报。

根据本申请的实施例的第二方面，提出一种取屏器的自动平衡方法，所述取屏器包括取屏器平台、取屏器固定座、球形万向节、至少两个致动装置、辅助平衡工具、数据处理装置、控制装置和警报装置，所述取屏器平台包括传感器和真空吸嘴，其特征在于，该自动平衡方法包括以下步骤：根据所述球形万向节的活动情况，决定是否在所述球形万向节中添加润滑脂；在伺服电机的驱动齿轮和偏心齿轮上安装传动带；调节与所述至少两个致动装置处于对称位置的所述辅助平衡工具；确定所述取屏器的初始位置并且在所述取屏器平台上定义X轴和Y轴；启动所述取屏器；使所述数据处理装置实时地接收并记录所述传感器发出的状态信号；当所述数据处理装置依据所述状态信号得出所述取屏器平台并未处于水平位置时，发出向所述控制装置发出控制信号；所述控制装置依据所述控制信号，控制所述至少两个致动装置分别在所述X轴和所述Y轴上致动，从而使所述取屏器平台相对于水平位置的角度变小；当所述控制信号发出的一定时间之后，如所述处理装置依据所述状态信号判断出所述取屏器平台仍未处于水平位置，驱动所述警报装置发出警报。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请通过在取屏器平台引入传感器用于感应水平度，并通过数据处理装置和机械***实现取屏器在生产中的全天候水平度监控和自动调节功能，使用稳定、方便，可调节性强。当取屏器发生歪斜时，可实现自动平衡调节，无法自动调节时设备报警，避免取屏器发生损坏。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请的范围。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据本申请的取屏器的示意性立体图；

图2是根据本申请的取屏器的致动装置的一个实施例的示意性平面图；

图3是图2的局部放大视图；

图4是根据本申请的取屏器的球形万向节的示意性平面图；以及

图5是根据本申请的正在操作的取屏器的示意性平面图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

图1是根据本申请的取屏器1的示意性立体图。图2是根据本申请的取屏器1的致动装置300的一个实施例的示意性平面图。图3是图2的局部放大视图。图4是根据本申请的取屏器1的球形万向节500的示意性平面图。参照图1-图4，取屏器1具有取屏器平台100、辅助平衡工具200、致动装置300、取屏器固定座400、球形万向节500、数据处理装置(未示出)和控制装置(未示出)。

取屏器平台100在初始状态下通常水平地定向，其上面设有用于感测所述取屏器平台相对于水平面的倾斜角度的传感器110以及用于吸附液晶面板2的真空吸嘴120(参见图5)，传感器110能够实时地感测并发出表示上述倾斜角度的状态信号。在一个实施例中，传感器110可以是陀螺仪水平传感器。可选地，传感器110的灵敏度可以根据具体情况被调节。真空吸嘴120穿过取屏器平台100，并且均匀地设置为多个。取屏器平台100可以是矩形，也可以是圆形或者其他不规则的形状。优选地，取屏器平台100的形状与取屏器1所作用的液晶面板2的形状相对应。

取屏器固定座400通常具有柱形(但不以此为限)，其连接到取屏器平台100并承载取屏器平台100的重量。球形万向节500设置在取屏器固定座400与取屏器平台100之间，因此，取屏器平台100是通过球形万向节500以提拉的方式承载取屏器平台100的重量。可选地，传感器110还可设置在球形万向节500的下端与取屏器平台100之间，以连接二者。球形万向节500可以使取屏器固定座400相对于取屏器平台100具有可变的角度。参照图4，球形万向节500可包括球头510和至少部分包围球头510的固定座520。球形万向节500也可以是其他结构，只要能够使与球头510连接的部分能够相对于与固定座520连接的部分在一定范围内自由转动。在初始状况下，取屏器固定座400相对于取屏器平台100呈大约90°。应理解的是，取屏器固定座400可相对于取屏器平台100具有任何合适的角度。

取屏器1至少两个致动装置300，其一端与取屏器平台100连接，而其另一端与取屏器固定座400连接。致动装置300可以被致动以改变取屏器固定座400相对于取屏器平台100的角度。可选地，设置两个致动装置300。可选地，致动装置300是由伺服电机350驱动的齿轮与传动带机构。具体来说，致动装置300包括：伺服电机350，固定在取屏器固定座400上，且用于产生动力；驱动齿轮320，其中设有中心孔321，伺服电机250联接到中心孔321，从而能够使驱动齿轮旋转；传动带340，具有固定的长度，与驱动齿轮320联接，并且能够被驱动齿轮320的旋转带动；偏心齿轮330，与传动带340联接，并且能够被传动带340的运动带动而旋转，偏心齿轮330中设有偏心孔331；齿轮轴支柱310，其一端与偏心孔331联接，而其另一端固定到取屏器平台400。当偏心齿轮330旋转时，中心孔321距离偏心孔331的距离会改变。可选地，传动带340是柔性皮带，其内表面形成有齿，以与驱动齿轮320和偏心齿轮330的齿啮合。应理解的是，在一个实施例中，致动装置300可以由刚性材料制造，并且可以包括彼此可伸缩的多个部分，这些部分可以被驱动(例如通过液压等)以相对于彼此移动，从而改变整个致动装置300的长度。

可选地，取屏器1包括辅助平衡工具200。辅助平衡工具200关于取屏器固定座400与致动装置300中心对称地设置，以辅助致动装置300的平衡。在一个实施例中，辅助平衡工具200可包括平衡杆210，由刚性材料形成，其一端与取屏器平台100连接，而其另一端与取屏器固定座400连接；调节弹簧220，经由平衡杆210在取屏器平台100与取屏器固定座400之间施加一定拉力。平衡杆210可由两个部分构成，这两个部分经由一调节弹簧连接。在一个实施例中，设置两个致动装置300和两个辅助平衡工具200。两个致动装置300相对于两个辅助平衡工具200分别中心对称地设置。两个致动装置300在水平面上的投影可具有90°的夹角，同样，两个辅助平衡工具200在水平面上的投影也具有90°的夹角。在该实施例中，取屏器平台100可为矩形，两个致动装置300中的一个的齿轮轴支柱310可在取屏器平台100的一条边的中点处固定到取屏器平台100，而两个致动装置300中的另一个的齿轮轴支柱310在与上述一条边相邻的另一条边的中点处固定到取屏器平台100。在另一实施例中，可以设置多于两个的致动装置300。在又一实施例中，可以仅设置两个致动装置300，而不设置辅助平衡工具200(例如，在上述致动装置300为刚性可伸缩的实施例中)。

数据处理装置可通过有线或无线的方式与传感器110和控制装置进行通信，以在彼此间传输数据。数据处理装置可实时地接收所述传感器110产生的状态信号，并根据状态信号选择性地输出控制信号。例如，当状态信号指示取屏器平台100偏离水平位置时，输出控制信号，以纠正取屏器平台100的倾斜角度。数据处理装置中可建立具有X轴和Y轴的坐标系。在一个实施例中，数据处理装置将一个致动装置300在取屏器平台100上的投影的延长直线设定为X轴，且将另一个致动装置300在取屏器平台100上的投影的延长直线设定为Y轴。这两个致动装置300在取屏器平台100上的投影彼此呈90°。也就是说，X轴和Y轴彼此呈90°。当然，这样的设置是可选的，而非必要的。

在一个实施例中，传感器110产生的状态信号可包括两个角度信息，其中，一个角度表示取屏器平台100倾斜的方位角，另一个角度表示相对于水平面的倾斜角(即，倾斜的程度)。数据处理装置可处理这两个角度信息，并且确定控制信号的输出值。控制信号可包括对应于每个致动装置300的移动量的信号。在一个实施例中，对应于每个致动装置300的移动量的信号是伺服电机350驱动驱动齿轮320转动的一定角度。在一个实施例中，数据处理装置中可具有存储介质，从传感器110接收到的状态信号可存储在存储介质中。应理解的是，数据处理装置可通过任何现有的方式以及将来可能创造出来的方式来处理状态信号，发出控制信号，进而将偏离水平面的取屏器平台100调整回到水平面。

控制装置可接收数据处理装置发出的控制信号，并根据控制信号驱动致动装置300，以使液晶面板2相对于水平面的倾斜角度减小，直到液晶面板2完全处于水平。参照图5，真空吸嘴120穿过取屏器平台100，均匀地设置在取屏器平台100上。真空吸嘴120从取屏器平台100向下突出的长度均相同，因此，液晶面板2所处的平面与取屏器平台100所处的平面平行。

在一个实施例中，取屏器1还可包括警报器，其可与数据处理装置通信。当液晶面板2无法被调整到处于水平时，数据处理装置向警报器发送信号，从而使警报器发出警报。警报的形式可以是声音、光或者二者的结合。发出警报的条件可以设定为在数据处理装置发出控制信号后的一定时间(例如，1秒、2秒、3秒，等)之后，从传感器110接收到的状态信号表示的取屏器平台100相对于水平面的角度不为零(此处并非指绝对的零度，而是在取屏器1的精度内达到被取屏器1认为是零度的角度)。当然，发出警报的条件也可设定为任何其他合适的条件。

以下，将描述取屏器的自动平衡方法。该方法可包括以下步骤：根据所述球形万向节500的活动情况，决定是否在球形万向节500中添加润滑剂(例如，润滑脂或其他润滑剂)；在伺服电机350的驱动齿轮320和偏心齿轮330上安装传动带340；调节与至少两个致动装置300处于对称位置的辅助平衡工具200(在不具有辅助平衡工具200的实施例中可省略该步骤)；确定取屏器1的初始位置并且在取屏器平台100上定义X轴和Y轴；启动取屏器1(例如，通过使取屏器1通电)；使数据处理装置实时地接收并记录传感器110发出的状态信号；当数据处理装置依据状态信号得出取屏器平台100并未处于水平位置时，向控制装置发出控制信号；控制装置依据该控制信号，控制至少两个致动装置300分别在X轴和Y轴上致动，从而使取屏器平台100相对于水平位置的角度变小；当控制信号发出的一定时间之后，如处理装置依据状态信号判断出取屏器平台100仍未处于水平位置或者倾斜角度没有较小，则驱动警报装置发出警报。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由本申请的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种自动平衡式取屏器，其特征在于，所述自动平衡式取屏器包括：

取屏器平台，其上设有用于感测所述取屏器平台相对于水平面的倾斜角度的传感器以及用于吸附液晶面板的真空吸嘴，所述传感器能够实时地发出表示所述倾斜角度的状态信号；

取屏器固定座，连接到所述取屏器平台并承载所述取屏器平台的重量；

球形万向节，设置在所述取屏器固定座与所述取屏器平台之间；

至少两个致动装置，其一端与所述取屏器平台连接，而其另一端与所述取屏器固定座连接，其中所述至少两个致动装置能够改变所述取屏器固定座相对于所述取屏器平台的角度；

数据处理装置，能够实时地接收所述传感器产生的所述状态信号，并根据所述状态信号选择性地输出控制信号；

控制装置，能够接收所述数据处理装置发出的所述控制信号，并根据所述控制信号驱动所述两个致动装置，以使所述液晶面板相对于水平面的倾斜角度减小。

2.根据权利要求1所述的自动平衡式取屏器，其特征在于，所述至少两个致动装置中的一个在水平面上的投影相对于所述至少两个致动装置中的另一个在水平面上的投影呈90°。

3.根据权利要求1或2所述的自动平衡式取屏器，其特征在于，所述至少两个致动装置为两个致动装置，所述自动平衡式取屏器还包括两个辅助平衡工具，所述两个辅助平衡工具关于所述取屏器固定座与所述两个致动装置中心对称地设置，以辅助所述两个致动装置的平衡。

4.根据权利要求3所述的自动平衡式取屏器，其特征在于，所述两个致动装置的每一个包括：

伺服电机，固定在所述取屏器固定座上，且用于产生动力；

驱动齿轮，其中设有中心孔，所述伺服电机联接到所述中心孔，从而能够使所述驱动齿轮旋转；

传动带，具有固定的长度，与所述驱动齿轮联接，并且能够被所述驱动齿轮的旋转带动；

偏心齿轮，与所述传动带联接，并且能够被所述传动带的运动带动而旋转，所述偏心齿轮中设有偏心孔；

齿轮轴支柱，其一端与所述偏心孔联接，而其另一端固定到所述取屏器平台，

其中，当所述偏心齿轮旋转时，所述中心孔距离所述偏心孔的距离改变。

5.根据权利要求3所述的自动平衡式取屏器，其特征在于，所述两个辅助平衡工具的每一个包括：

平衡杆，由刚性材料形成，其一端与所述取屏器平台连接，而其另一端与所述取屏器固定座连接；

调节弹簧，经由所述平衡杆在所述取屏器平台与所述取屏器固定座之间施加一定拉力，

其中，所述平衡杆由两个部分构成，所述两个部分经由所述调节弹簧连接。

6.根据权利要求1所述的自动平衡式取屏器，其特征在于，所述传感器是陀螺仪水平传感器，其设置在所述取屏器平台的一表面的中心位置处，且设置在所述球形万向节与所述取屏器平台之间，并且所述陀螺仪水平传感器的灵敏度能够被调节。

7.根据权利要求3所述的自动平衡式取屏器，其特征在于，所述取屏器平台为矩形，所述两个致动装置中的一个的齿轮轴支柱在所述取屏器平台的一条边的中点处固定到所述取屏器平台；所述两个致动装置中的另一个的齿轮轴支柱在与上述一条边相邻的另一条边的中点处固定到所述取屏器平台。

8.根据权利要求4所述的自动平衡式取屏器，其特征在于，所述传动带是柔性皮带，其内表面形成有齿，以与所述驱动齿轮和所述偏心齿轮的齿啮合。

9.根据权利要求1所述的自动平衡式取屏器，其特征在于，所述自动平衡式取屏器还包括警报装置，所述警报装置在所述状态信号所表示的倾斜角度经过一定时间仍然不为零时发出警报。

10.一种取屏器的自动平衡方法，所述取屏器包括取屏器平台、取屏器固定座、球形万向节、至少两个致动装置、辅助平衡工具、数据处理装置、控制装置和警报装置，所述取屏器平台包括传感器和真空吸嘴，其特征在于，该自动平衡方法包括以下步骤：

根据所述球形万向节的活动情况，决定是否在所述球形万向节中添加润滑脂；

在伺服电机的驱动齿轮和偏心齿轮上安装传动带；

调节与所述至少两个致动装置处于对称位置的所述辅助平衡工具；

确定所述取屏器的初始位置并且在所述取屏器平台上定义X轴和Y轴；

启动所述取屏器；

使所述数据处理装置实时地接收并记录所述传感器发出的状态信号；

当所述数据处理装置依据所述状态信号得出所述取屏器平台并未处于水平位置时，向所述控制装置发出控制信号；

所述控制装置依据所述控制信号，控制所述至少两个致动装置分别在所述X轴和所述Y轴上致动，从而使所述取屏器平台相对于水平位置的角度变小；

当所述控制信号发出一定时间之后，如所述处理装置依据所述状态信号判断出所述取屏器平台仍未处于水平位置，驱动所述警报装置发出警报。

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