铰炼结构及具有此铰炼结构的机械手臂的制作方法

本发明涉及一种铰炼结构，更具体地说，是一种能夹持转轴的铰炼结构以及具有此铰炼结构的机械手臂。

背景技术：

为了减少污染及提高产量，半导体产业常利用一个或多个机械手臂搬运硅晶圆或电子芯片等工作件，以便进行后续的制程步骤或是电性测试。

一般而言，机械手臂是透过马达传动直线导轨而可调整沿垂直方向的行程大小。当用户要调整机械手臂沿垂直方向的位置时，需同时移动机械手臂整体以改变机械手臂的位置。然而，常见机械手臂透过搭载大量外部构件以连接于马达，使得机械手臂整体重量过大。此外，马达驱动直线导轨重量较大的机械手臂整体时，容易产生惯性力，使得臂体容易在工作过程中相对基座产生晃动，造成承载于臂体上的工作件有掉落的风险存在，并影响吸嘴寿命，与造成工作件上有压痕或底部有针痕等问题产生。

技术实现要素：

鉴于以上的问题，本发明公开一种铰炼结构以及具有此铰炼结构的机械手臂，有助于避免臂体在工作过程中产生晃动，进而避免工作件发生掉落或损坏等意外。

本发明所公开的铰炼结构包含一转轴和一枢转组件。枢转组件包含一枢转件和一推抵件。枢转件具有枢接孔和位于枢接孔内的二扺靠面。二扺靠面的延伸方向相夹一夹角。夹角的角度介于0度至180度之间。推抵件包含相连的推抵部和弹性部。转轴穿设枢接孔，而令枢转件枢设于转轴。弹性部提供预压力于推抵部，而令推抵部常态推抵转轴，进而使转轴常态扺靠二扺靠面。

本发明所公开的机械手臂包含一架体、一臂体以及前述的铰炼结构。架体固定于铰炼 结构的转轴。臂体固定于枢转组件的枢转件，而令臂体枢设于转轴。

根据本发明所公开的铰炼结构以及机械手臂，弹性部提供预压力于推抵部，而令推抵部常态推抵转轴，进而使转轴常态扺靠二扺靠面。藉此，扺靠面以及推抵部共同夹持转轴，以避免枢转件于相对转轴旋转的过程中相对转轴位移而产生晃动，进而避免承载于臂体的工作件(如硅晶圆、LED晶粒或电子芯片)发生掉落或损坏等意外。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的权利要求书更进一步的解释。

附图说明

图1为根据本发明第一实施例的机械手臂的立体示意图。

图2为图1中机械手臂的分解示意图。

图3为图1中机械手臂的剖切示意图。

图4为根据本发明第二实施例的机械手臂的剖切示意图。

图5为根据本发明第三实施例的机械手臂的剖切示意图。

符号说明：

1 机械手臂

10 架体

20 铰炼结构

200 固定件

210 转轴

220 枢转组件

221 枢转件

221a 枢接孔

221b 容置槽

221c 扺靠面

221d 让位面

222 推抵件

222a 弹性部

222b 推抵部

30 臂体

D 间距

θ 夹角

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求书及说明书附图，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

请同时参照图1、图2和图3。图1为根据本发明第一实施例的机械手臂的立体示意图。图2为图1中机械手臂的分解示意图。图3为图1中机械手臂的剖切示意图。

在本实施例中，一机械手臂1包含一架体10、一铰炼结构20和一臂体30。

架体10例如为固定于地面的一机架，其可连接于一动力源(如马达，未绘示)。

铰炼结构20包含一固定件200、一转轴210和一枢转组件220。

固定件200例如为一金属板，其固定于架体10。

转轴210的相对二端皆固定于固定件200而和架体10相固定。

枢转组件220包含一枢转件221和二推抵件222。枢转件221具有一枢接孔221a、二容置槽221b、二扺靠面221c和一让位面221d。每一推抵件222包含一弹性部222a和一推抵部222b。弹性部222a例如为一压缩弹簧，且推抵部222b例如为一圆形球体。

枢转件221的容置槽221b连接于枢接孔221a，且推抵件222的弹性部222a和推抵部222b皆可活动地设置于容置槽221b内。二扺靠面221c位于枢接孔221a内，且二扺靠面221c的延伸方向相夹一夹角θ。让位面221d介于二扺靠面221c之间。转轴210穿设枢转件221的枢接孔221a，而令枢转件221枢设于转轴210。推抵件222的弹性部222a提供一预压力于推抵部222b，而令推抵部222b常态推抵转轴210，进而使转轴210常态扺靠二扺靠面221c。藉此，二扺靠面221c和推抵部222b以三点接触夹持的方式共同将转轴210夹设于枢接孔221a内，并且转轴210和让位面221d之间保有一间距D。在本实施例中，推抵件222以及容置槽221b的数量并非用以限制本发明。在其他实施例中，推抵件222以及容置槽221b的数量可视整体设计而任意调整。

进一步来说，如图3所示，扺靠面221c和推抵部222b分别位于转轴210的二侧。在本实施例中所述的三点接触夹持，是指位于枢接孔221a内的转轴210仅直接接触二扺靠面221c以及推抵部222b。藉此，转轴210、扺靠面221c以及推抵部222b之间的交互作用力达到静力平衡，以避免枢设于转轴210的枢转件221于旋转时相对转轴210偏移而产生晃动。

此外，在本实施例中，二扺靠面221c的延伸方向相夹的夹角θ的角度为大于等于0度并且小于等于180度。较佳地，夹角θ可以大于等于10度(degrees)并且小于等于170 度。更佳地，夹角θ可以大于等于30度并且小于等于90度。又更佳地，夹角θ可以是60度。藉此，而有助于提升扺靠面221c和推抵部222b以三点接触方式夹持转轴210的效果。

臂体30固定于枢转组件220的枢转件221，而令臂体30透过枢转件221枢设于转轴210。臂体30远离转轴210的一端可设有一吸取头(未绘示)或是一夹爪(未绘示)，以便利用臂体30承载硅晶圆、LED晶粒以及电子芯片等工作件(未绘示)。

综上所述，藉由三点接触夹持的方式夹持转轴210，有助于避免枢转件221以及臂体30相对转轴210时产生晃动，进而避免承载于臂体30的工作件发生掉落或损坏等意外发生。除此之外，转轴210和让位面221d之间保有间距D以减少转轴210和枢转件221之间的摩擦力，而有助于使臂体30于旋转时具有足够的灵活度。

在第一实施例中，枢转件的让位面为一弧形表面(如图3所示)，但本发明并不以此为限。请参照图4，其为根据本发明第二实施例的机械手臂的剖切示意图。由于第二实施例和第一实施例相似，故以下仅就相异处进行说明。

在本实施例中，枢转件221的让位面221d为一平面，且让位面221d的相对二侧边分别连接于二扺靠面221c。

另外，在部分实施例中，枢转件可不具有让位面。请参照图5，其为根据本发明第三实施例的机械手臂的剖切示意图。由于第三实施例和第一实施例相似，故以下仅就相异处进行说明。

在本实施例中，枢转件221不具有让位面221d，且二扺靠面221c朝远离转轴210的方向延伸而彼此相交，而同样能减少转轴210和枢转件221之间的摩擦力。

综上所述，本发明所公开的铰炼结构和机械手臂中，弹性部提供预压力于推抵部，而令推抵部常态推抵转轴，进而使转轴常态扺靠二扺靠面。藉此，扺靠面以及推抵部共同夹持转轴，以避免枢转件于相对转轴旋转的过程中相对转轴位移而产生晃动，进而避免承 载于臂体的工作件(如硅晶圆、LED晶粒或电子芯片)发生掉落或损坏等意外发生。

虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书所界定的为准。