CN216450620U - 一种搬运夹具及搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种搬运夹具及搬运机器人，涉及夹具技术领域。所述搬运夹具包括基座、非金属夹持部件和驱动部件，驱动部件与非金属夹持部件设置在基座上，非金属夹持部件与驱动部件传动连接，非金属夹持部件的内侧设置有用于感应工件夹取到位的探测器，在驱动部件的驱动下非金属夹持部件具有用于夹取工件的夹持状态和用于放置工件的释放状态。本实用新型提供的非金属夹持部件可以保证在夹取过程不会由于刚性接触对工件造成损伤，当夹取工件时，驱动部件驱使非金属夹持部件夹紧工件，也不会产生金属污染；夹取过程通过探测器感知工件是否到位，确保非金属夹持部件的每次运行，都能准确的夹取工件，避免夹取不到位或抓空，提高了工作效率。

Description

一种搬运夹具及搬运机器人

技术领域

本实用新型涉及夹具技术领域，尤其涉及一种搬运夹具及搬运机器人。

背景技术

晶圆具有厚度薄、重量轻、脆性大且对环境洁净等特点，为了降低晶圆被污染的风险，晶圆一般存放于晶圆盒内并通过晶圆盒实现搬运。由于晶圆的厚度非常薄，有些薄化晶圆的厚度甚至100μm以下，极易受损。传统机器搬运时，不能判断是否工件到位，或由于金属夹具的刚性接触，造成力度过大损伤工件或产生金属污染等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种搬运夹具及搬运机器人，用于稳定安全的搬运工件。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

第一方面，本实用新型公开了一种搬运夹具，包括：

基座、非金属夹持部件和驱动部件，所述驱动部件与所述非金属夹持部件设置在所述基座上，所述非金属夹持部件与所述驱动部件传动连接，所述非金属夹持部件的内侧设置有用于感应工件夹取到位的探测器，在所述驱动部件的驱动下所述非金属夹持部件具有用于夹取工件的夹持状态和用于放置工件的释放状态。

与现有技术相比，本实用新型提供的非金属夹持部件可以保证在夹取过程不会由于刚性接触对工件造成损伤，当夹取工件时，驱动部件驱使非金属夹持部件夹紧工件，也不会产生金属污染；夹取过程通过探测器感知工件是否到位，确保非金属夹持部件的每次运行，都能准确的夹取工件，避免夹取不到位或抓空，提高了工作效率。

在一种实现方式中，所述非金属夹持部件包括：

第一夹爪，所述第一夹爪的连接端活动连接在所述基座的一侧；

第二夹爪，对称设置在所述基座的与所述第一夹爪相对的另一侧，所述第一夹爪与所述第二夹爪在所述驱动部件的驱使下同时靠近或远离。

在一种实现方式中，所述第一夹爪及所述第二夹爪的自由端均向内侧弯折形成插接部，用于与待夹持工件两侧端插接配合。

采用上述方案的有益效果，可针对具有凹槽的工件进行插接配合，提高夹取的稳定程度和可靠性。

在一种实现方式中，所述驱动部件设置在所述基座的内侧，包括：

伺服转台，所述伺服转台可转动连接在所述基座的内侧，所述伺服转台的同一圆周线上相对设置有第一连接轴和第二连接轴；

第一连杆，所述第一连杆的一端与所述第一连接轴转动连接，所述第一连杆的另一端与所述第一夹爪活动连接；

第二连杆，所述第二连杆与所述第一连杆相互平行，所述第二连杆的一端与所述第二连接轴转动连接，所述第二连杆的另一端与所述第二夹爪活动连接。

采用上述方案的有益效果，通过采用伺服转台及连杆的驱动方式，将传统直线驱动方式转化为圆周运动的驱动方式，相对于传统采用气缸、液压缸或电动螺杆的直线驱动方式，精简了结构，减小了体积，且基座的外侧可以直接连接机械臂或其他驱动设备。

在一种实现方式中，所述第一夹爪靠近所述连接端设置有垂直于所述第一连杆的第一滑杆，所述第一连杆远离所述第一连接轴的一端套设在所述第一滑杆上，在所述伺服转台转动的过程中，所述第一连杆沿所述第一滑杆的长度方向往复运动；

所述第二夹爪靠近所述连接端设置有垂直于所述第二连杆的第二滑杆，所述第二连杆远离所述第二连接轴的一端套设在所述第二滑杆上，在所述伺服转台转动的过程中，所述第二连杆沿所述第二滑杆的长度方向往复运动。

采用上述方案的有益效果，第一滑杆或第二滑杆既受到来自第一连杆或第二连杆的拉力或推力，以驱动第一夹爪或第二夹爪；同时第一滑杆或第二滑杆起到限位的作用，伺服转台转动使第一连杆或第二连杆从所在的第一连杆或第二连杆的一端滑到另一端的过程，即可实现第一夹爪或第二夹爪的张开或收拢。

在一种实现方式中，所述第一滑杆与所述第二滑杆的长度均等于第一连接轴与第二连接轴之间的间距。

采用上述方案的有益效果，第一滑杆与第二滑杆的长度起到限位的作用，当第一连杆或第二连杆沿其所在的滑杆从一端走到另一端，此时伺服转台沿顺时针或逆时针方向仅能旋转180°，两个夹爪具有最大张开角度。

在一种实现方式中，还包括视觉机构，所述视觉机构设置在所述基座上，与所述伺服转台通信连接，用于获取待夹取工件的位置信息。

采用上述方案的有益效果，通过视觉机构，可以准确定位工件所在位置，对工件精准定位。

在一种实现方式中，所述视觉机构包括工业相机、相机固定件和辅助光源；所述工业相机通过相机固定件与所述基座固定连接，所述辅助光源位于所述工业相机的两侧，且所述工业相机的拍摄方向与所述光源的出光方向一致。

在一种实现方式中，所述探测器为漫反射式光电传感器或光耦合器或超声波传感器。

第二方面，本实用新型公开了一种搬运机器人，包括机械臂和搬运夹具，所述搬运夹具为第一方面所描述的搬运夹具。

采用该方案的搬运机器人所具有的效果，与第一方面所描述的夹具的效果相同，在此不再赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型提供的一种搬运夹具的俯视图；

图2为本实用新型提供的一种搬运夹具的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种搬运夹具内侧结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种搬运夹具的驱动结构示意图；

图5为本实用新型提供的一种搬运夹具工作状态示意图。

图中：

1-基座；2-驱动部件；3-探测器；4-第一夹爪；5-第二夹爪；21-伺服转台；22-第一连杆；23-第二连杆；211-第一连接轴；212-第二连接轴；41-第一滑杆；51-第二滑杆；6-视觉机构；61-工业相机；62-相机固定件；63-辅助光源。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实用新型实施例公开了一种搬运夹具，如图1-5所示，包括：基座1、非金属夹持部件和驱动部件2，驱动部件2与非金属夹持部件设置在基座1上，非金属夹持部件与驱动部件2传动连接，非金属夹持部件设置有用于感应工件夹取到位的探测器3，在驱动部件2的驱动下非金属夹持部件具有用于夹取工件的夹持状态和用于放置工件的释放状态。

在采用本实用新型提供的搬运夹具夹取工件时，通过驱动部件2的驱动，使非金属夹持部件张开夹取工件，由于非金属夹持部件上设有探测器3，可避免抓空或者夹取到工件的非抓取点而造成工件翻倒或损伤工件的现象，并且通过采用非金属材质，减小与工件的接触应力，避免产生金属污染。

通过上述方案及实施过程，本实用新型可应用于晶圆盒的夹取，通过提供的非金属夹持部件可以保证在夹取过程不会由于刚性接触对工件造成损伤，当夹取工件时，驱动部件驱使非金属夹持部件夹紧工件，也不会产生金属污染；夹取过程通过探测器感知工件是否到位，确保非金属夹持部件的每次运行，都能准确的夹取工件，避免夹取不到位或抓空，提高了工作效率。

如图2所示，在本实施例中，非金属夹持部件包括第一夹爪4和第二夹爪5，第一夹爪4的连接端铰接在基座1的一侧；第二夹爪5对称设置在基座 1的与第一夹爪4相对的另一侧，第一夹爪4与第二夹爪5在驱动部件2的驱使下同时靠近或远离。

在上述情况下，第一夹爪4与第二夹爪5的转动幅度为0-30°。

作为优选的，在本实施例中，第一夹爪4与第二夹爪5由连接端到自由端的宽度逐渐变大，以提高与工件接触面积，提高夹持的平稳、安全性。

在一种实施例中，第一夹爪4及第二夹爪5的自由端均向内侧弯折形成插接部，用于与工件两侧端的凹槽插接配合。如此设置，可针对具有凹槽的工件进行插接夹取，提高夹取的稳定程度和可靠性。

在一种实施例中，如图4所示，驱动部件2设置在基座1的内侧，包括：伺服转台21、第一连杆22和第二连杆23，伺服转台21可转动连接在基座1 的内侧，伺服转台21的同一圆周线上相对设置有第一连接轴211和第二连接轴212；第一连杆22的一端与第一连接轴211转动连接，第一连杆22的另一端与第一夹爪4活动连接；第二连杆23与第一连杆22相互平行，第二连杆 23的一端与第二连接轴212转动连接，第二连杆23的另一端与第二夹爪5活动连接。使用时，通过采用伺服转台及连杆的驱动方式，将传统直线驱动方式转化为圆周运动的驱动方式，伺服转台21旋转带动第一连杆22和第二连杆23同时向两侧推出或同时收回，进而驱动第一夹爪4和第二夹爪5同时靠近或远离，实现对工件的夹取或释放，相对于传统采用气缸、液压缸或电动螺杆的直线驱动方式，精简了结构，减小了体积，且基座1的外侧可以直接连接机械臂或其他驱动设备。

在本实施例中，第一夹爪4靠近连接端设置有垂直于第一连杆22的第一滑杆41，第一连杆22远离第一连接轴211的一端套设在第一滑杆41上，在伺服转台21转动的过程中，第一连杆22沿第一滑杆41的长度方向往复运动；第二夹爪5靠近连接端设置有垂直于第二连杆23的第二滑杆51，第二连杆 23远离第二连接轴212的一端套设在第二滑杆51上，在伺服转台21转动的过程中，第二连杆23沿第二滑杆51的长度方向往复运动。如此设置，第一滑杆41或第二滑杆51既受到来自第一连杆22或第二连杆23的拉力或推力，以驱动第一夹爪4或第二夹爪5；同时第一滑杆41或第二滑杆51起到限位的作用，使第一连杆22或第二连杆23始终与所连接的第一滑杆41或第二滑杆 51相互垂直，保持最大的力矩输出，伺服转台21转动使第一连杆22或第二连杆23从所在的第一连杆22或第二连杆23的一端滑到另一端的过程，即可实现第一夹爪4或第二夹爪5的最张开或收拢。

作为优选的，第一滑杆41与第二滑杆51的长度均等于第一连接轴211 与第二连接轴212之间的间距。如此位置，第一滑杆41与第二滑杆51的长度等同于第一连接轴211与第二连接轴212的间距，即所在圆的直径，通过第一滑杆41与第二滑杆51的长度起到限位的作用，当第一连杆22或第二连杆23沿其所在的滑杆从一端走到另一端，此时伺服转台21沿顺时针或逆时针方向仅能旋转180°，使两个夹爪具有最大张开角度。

作为优选地，在一些实施例中，还包括视觉机构6，视觉机构6设置在基座1上，与伺服转台21通信连接，用于获取待夹取工件的位置信息。通过视觉机构6，可以准确定位工件所在位置，对工件精准定位。

具体地，如图3所示，视觉机构6包括工业相机61、相机固定件62和辅助光源63；工业相机61通过相机固定件62与基座1固定连接，辅助光源63 位于工业相机61的镜头两侧，且工业相机61的拍摄方向与辅助光源63的出光方向一致。本实施例中，可将视觉机构6安装在基座1的底部，驱动部件2 的下方，既可以实现对工件的定位，又不影响对工件的夹取。

在一些实施例中，可在基座1的两侧对称设置有分别向两侧延伸的滑轨，第一夹爪4的连接端与基座1的一侧的滑轨滑动连接，第二夹爪5连接端相对第一夹爪4滑动连接基座1的一侧，驱动结构2与上述相同，通过转动伺服转台21，实现第一夹爪4与第二夹爪5同时靠近或远离。

可选地，探测器3为漫反射式光电传感器或者光耦合器或者超声波传感器，分别设置在第一夹爪4与第二夹爪5的夹持端。

第一夹爪4与第二夹爪5的材质优选为韧性好、机械强度高的非金属材质，如聚醚醚酮(PEEK)，它是一种耐高温、高性能的热塑性特种工程塑料。它有着良好的机械性能和耐化学品、耐磨损、耐水解等性能。

本实用新型实施例还公开了一种搬运机器人，包括机械臂和上述公开的搬运夹具。使用该机器人夹取工件时，非金属夹持部件夹紧工件，不会产生金属污染；每次运行，都能准确的夹取工件，避免夹取不到位或抓空，提高了工作效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种搬运夹具，其特征在于，包括：

基座、非金属夹持部件和驱动部件，所述驱动部件与所述非金属夹持部件设置在所述基座上，所述非金属夹持部件与所述驱动部件传动连接，所述非金属夹持部件设置有用于感应工件夹取到位的探测器，在所述驱动部件的驱动下所述非金属夹持部件具有用于夹取工件的夹持状态和放置工件的释放状态。

2.根据权利要求1所述的搬运夹具，其特征在于，所述非金属夹持部件包括：

第一夹爪，所述第一夹爪的连接端活动连接在所述基座的一侧；

第二夹爪，对称设置在所述基座的与所述第一夹爪相对的另一侧，所述第一夹爪与所述第二夹爪在所述驱动部件的驱使下同时靠近或远离。

3.根据权利要求2所述的搬运夹具，其特征在于，所述第一夹爪及所述第二夹爪的自由端均向内侧弯折形成插接部，用于与待夹持工件两侧端插接配合。

4.根据权利要求2所述的搬运夹具，其特征在于，所述驱动部件设置在所述基座的内侧，包括：

伺服转台，所述伺服转台可转动连接在所述基座的内侧，所述伺服转台的同一圆周线上相对设置有第一连接轴和第二连接轴；

第一连杆，所述第一连杆的一端与所述第一连接轴转动连接，所述第一连杆的另一端与所述第一夹爪活动连接；

第二连杆，所述第二连杆与所述第一连杆相互平行，所述第二连杆的一端与所述第二连接轴转动连接，所述第二连杆的另一端与所述第二夹爪活动连接。

5.根据权利要求4所述的搬运夹具，其特征在于，所述第一夹爪靠近所述连接端设置有垂直于所述第一连杆的第一滑杆，所述第一连杆远离所述第一连接轴的一端套设在所述第一滑杆上，在所述伺服转台转动的过程中，所述第一连杆沿所述第一滑杆的长度方向往复运动；

所述第二夹爪靠近所述连接端设置有垂直于所述第二连杆的第二滑杆，所述第二连杆远离所述第二连接轴的一端套设在所述第二滑杆上，在所述伺服转台转动的过程中，所述第二连杆沿所述第二滑杆的长度方向往复运动。

6.根据权利要求5所述的搬运夹具，其特征在于，所述第一滑杆与所述第二滑杆的长度均等于第一连接轴与第二连接轴之间的间距。

7.根据权利要求5所述的搬运夹具，其特征在于，还包括视觉机构，所述视觉机构设置在所述基座上，与所述伺服转台通信连接，用于获取待夹取工件的位置信息。

8.根据权利要求7所述的搬运夹具，其特征在于，所述视觉机构包括工业相机、相机固定件和辅助光源；所述工业相机通过相机固定件与所述基座固定连接，所述辅助光源位于所述工业相机的两侧，且所述工业相机的拍摄方向与所述光源的出光方向一致。

9.根据权利要求1-8任一项所述的搬运夹具，其特征在于，所述探测器为漫反射式光电传感器或光耦合器或超声波传感器。

10.一种搬运机器人，其特征在于，包括机械臂和搬运夹具，所述搬运夹具为权利要求1-9任一项所述的搬运夹具。

Images