一种机械手及搬运机器人的制作方法

本实用新型涉及机械手结构设计技术领域，尤其涉及一种机械手及搬运机器人。

背景技术：

在工业产品生产的过程中，经常会用机械手来搬运产品或者生产物料，比如在TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，中文释义：薄膜晶体管液晶显示屏)生产中，就经常会用机械手(Robot Fork)来搬运玻璃基板等基板。

现有的搬运基板的机械手通常为条栅状，如图1所示，包括机械手本体1以及设置在机械手本体1上的4个指叉2(Fork)。在搬运时，搬运机器人将机械手插入到基板的下方，然后机械手上升从而实现基板的搬送。

随着显示产品逐渐趋向轻薄化，显示产品所采用的基板也趋向轻薄化，由于现有的机械手上相邻两个指叉2之间具有一定的间隙，这样使得该机械手在搬运超薄基板的过程，基板在相邻两个指叉2之间的间隙处通常会产生较大的弯曲(Bending)变形，产生较大弯曲变形的基板(尤其是玻璃基板)在搬运的过程中受到外力(例如搬运机器人在搬运基板的行驶过程中的颠簸振动)的作用时则容易破损，为了防止产生较大弯曲变形的基板在搬运过程中容易受到外力作用而破损，搬运机器人通常是以很慢的速度行驶的，但这样增加了基板搬运的时间，降低了基板的搬运效率，不利于显示装置整体生产效率的提高。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种机械手及搬运机器人，用于解决现有的机械手在搬运基板时，基板的弯曲变形量较大的问题。

为达到上述目的，第一方面，本实用新型实施例提供了一种机械手，包括机械手本体以及连接于所述机械手本体上的多个指叉，多个所述指叉中包含有至少一个第一指叉，所述第一指叉上连接有第一辅助支撑件，所述第一辅助支撑件位于所述第一指叉与所述第一指叉所相邻的指叉之间。

进一步地，所述第一指叉上连接多个所述第一辅助支撑件，多个所述第一辅助支撑件沿所述第一指叉的长度方向相隔排布，多个所述第一辅助支撑件均位于所述第一指叉与所述第一指叉相邻的指叉之间。

进一步地，多个所述指叉中还包含有至少一个第二指叉，所述第二指叉位于多个所述指叉中的最外侧，所述第二指叉上连接有第二辅助支撑件，所述第二辅助支撑件位于所述第二指叉背离所述第二指叉所相邻的所述指叉的一侧。

进一步地，所述第一辅助支撑件与第一指叉相铰接，所述第一辅助支撑件与所述第一指叉的第一铰接轴平行于所述机械手的厚度方向。

更进一步地，所述第一辅助支撑件具有第一初始位置和第一非初始位置，所述第一辅助支撑件可绕所述第一铰接轴在所述第一初始位置和所述第一非初始位置之间转动；还包括第一复位件，当所述第一辅助支撑件在所述第一非初始位置时，所述第一复位件可向所述第一辅助支撑件施加使所述第一辅助支撑件转向所述第一初始位置的复位力。

更进一步地，所述第一指叉的个数为多个，每个所述第一指叉的一侧均连接所述第一辅助支撑件，并且每个所述第一指叉连接所述第一辅助支撑件的一侧均为同一侧。

更进一步地，在所述第二指叉上连接有第二辅助支撑件的情况下，所述第二辅助支撑件与第二指叉相铰接，所述第二辅助支撑件与所述第二指叉的第二铰接轴平行于所述机械手的厚度方向。

更进一步地，所述第二辅助支撑件具有第二初始位置和第二非初始位置，所述第二辅助支撑件可绕所述第二铰接轴在所述第二初始位置和所述第二非初始位置之间转动；还包括第二复位件，当所述第二辅助支撑件在所述第二非初始位置时，所述第二复位件可向所述第二辅助支撑件施加使所述第二辅助支撑件转向所述第二初始位置的复位力。

进一步地，所述第一辅助支撑件为支撑杆，所述第一辅助支撑件垂直于所述机械手的厚度方向设置。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种搬运机器人，包括第一方面中所述的机械手。

本实用新型实施例提供的机械手及搬运机器人，由于第一指叉上连接有第一辅助支撑件，第一辅助支撑件位于所述第一指叉与第一指叉所相邻的指叉之间，这样，在机械手搬运基板时，第一辅助支撑件就可以在相邻的两个指叉之间对基板进行支撑，从而可以减小基板在位于相邻两个指叉之间部分的弯曲变形量，而弯曲变形量的减小，那么基板在搬运的过程中受到外力的作用时就不容易破损，因此，搬运机器人在搬运基板时的行驶速度就可以相对地提高，从而可以提高基板的搬运效率，而基板的搬运效率的提高则有利于提高显示装置的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的一种机械手的结构示意图(4个指叉)；

图2为本实用新型实施例中的机械手的俯视图(第一辅助支撑件位于第一初始位置；第二辅助支撑件位于第二初始位置)；

图3为图2中所示机械手的左视图；

图4为本实用新型实施例中的机械手的俯视图(第一辅助支撑件位于第一非初始位置；第二辅助支撑件位于第二非初始位置)；

图5为本实用新型实施例中的机械手第一辅助支撑件与第一母指叉铰接的示意图；

图6为本实用新型实施例中的机械手在取基板时的状态图一；

图7为本实用新型实施例中的机械手在取基板时的状态图二；

图8为本实用新型实施例中的机械手在取基板时的状态图三。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

第一方面，如图2所示，本实用新型实施例提供了一种机械手，包括机械手本体1以及连接于机械手本体1上的多个指叉(例如图2中所示的指叉2a、指叉2b、指叉2c、指叉2d)，多个指叉中包含有至少一个第一指叉(例如图2中所示的指叉2b、指叉2c、指叉2d)，第一指叉上连接有第一辅助支撑件3，第一辅助支撑件3位于第一指叉与第一指叉所相邻的指叉之间。

本实用新型实施例提供的机械手，如图2所示，由于第一指叉上连接有第一辅助支撑件3，第一辅助支撑件3位于第一指叉与第一指叉所相邻的指叉之间，这样，在机械手搬运基板时，第一辅助支撑件3就可以在相邻的两个指叉之间对基板进行支撑，从而可以减小基板在位于相邻两个指叉之间部分的弯曲变形量，而弯曲变形量的减小，那么基板在搬运的过程中受到外力的作用时就不容易破损，因此，搬运机器人在搬运基板时的行驶速度就可以相对地提高，从而可以提高基板的搬运效率，而基板的搬运效率的提高则有利于提高显示装置的生产效率。

在上述的实施例中，第一指叉上可以连接一个第一辅助支撑件3，另外，第一指叉上也可以连接有多个第一辅助支撑件3，多个第一辅助支撑件3沿第一指叉的长度方向相隔排布，多个第一辅助支撑件均3位于第一指叉与第一指叉相邻的指叉之间；例如图2所示，指叉2c上连接有多个第一辅助支撑件3，多个第一辅助支撑件3沿指叉2c的长度方向(例如图2所示的Y方向)相隔排布。相比连接一个第一辅助支撑件3，当第一指叉连接有多个第一辅助支撑件3时，能够增加在相邻两个指叉之间支撑的数目，从而可以进一步减小基板在搬运时位于相邻两个指叉之间部分的弯曲变形量，这样搬运机器人在搬运基板时的行驶速度就可以进一步地提高，从而可以进一步提高基板的搬运效率。

当机械手搬运较大的基板时，也就是基板大于机械手上多个指叉所形成的支撑面(例如图4中所示的面m)，基板通常会有一部分位于多个指叉所形成的支撑面外，这部分基板在重力的作用下下垂，从而在基板的边沿部分产生弯曲变形。为了减小较大基板在搬运时其边沿部分产生的弯曲变形，如图2所示，多个指叉中还包含有至少一个第二指叉(例如图2中所示的指叉2a)，第二指叉位于多个指叉中的最外侧，第二指叉上连接有第二辅助支撑件4，第二辅助支撑件4位于第二指叉背离第二指叉所相邻的指叉的一侧，也就是第二辅助支撑件4位于第二指叉的外侧。通过设置第二辅助支撑件4，这样第二辅助支撑件4就可以在多个指叉所形成的支撑面外对基板形成支撑，从而可以减小较大基板在搬运时其边沿部分产生的弯曲变形。

为了进一步减小较大基板在搬运时其边沿部分产生的弯曲变形，第二指叉上连接多个第二辅助支撑件4，多个第二辅助支撑件4沿第二指叉的长度方向相隔排布；例如图2所示，指叉2a上连接多个第二辅助支撑件4，多个第二辅助支撑件4沿指叉2a的长度方向相隔排布。通过设置多个第二辅助支撑件4，这样多个第二辅助支撑件4就可以在多个指叉所形成的支撑面外对基板形成更多的支撑，从而可以进一步减小较大基板在搬运时其边沿部分产生的弯曲变形。

如图6所示，机械手在搬运基板前，基板一般是放置在基板存放装置5上的，基板存放装置5包括多个支撑杆件51，相邻两个支撑杆件51之间具有供指叉插入的间隙52，在搬运基板时，如图6和图7所示，机械手的多个指叉插入到基板存放装置5的多个间隙52中，然后，如图8所示，机械手上升，从而将放置在基板存放装置5上的基板搬起；在放置基板时，机械手运动至基板存放装置5的上方，然后机械手下降将基板放置到基板存放装置5上，接着机械手的指叉从基板存放装置5的多个间隙52中退出。在机械手取放基板的过程中，需要机械手进出基板存放装置5的内部，由于基板存放装置5上每个间隙52是与机械手每个指叉相对应，这样在指叉进出基板存放装置5的过程中，第一辅助支撑件3很容易与基板存放装置5的支撑杆件51相干涉，为了解决第一辅助支撑件3很容易与基板存放装置5的支撑杆件51相干涉的问题，如图2所示，第一辅助支撑件3与第一指叉相铰接，例如图中的第一辅助支撑件3与指叉2b、指叉2c、指叉2d均铰接；如图5所示，第一辅助支撑件3与第一指叉的第一铰接轴6平行于机械手的厚度方向(例如图5所示的Z方向)。通过这样设置，第一辅助支撑件3就可以绕第一铰接轴6旋转，这样在机械手在进入或者退出基板存放装置5的时候，如果第一辅助支撑件3与基板存放装置5的支撑杆件51发生干涉，此时，第一辅助支撑件3就可以通过绕第一铰接轴6旋转来进行避让(如图7所示)以保证机械手的顺利插入，这样基板存放装置5的结构就无需改造就可以解决第一辅助支撑件3与基板存放装置5相干涉的问题，从而可以节省基板存放装置5的结构改造的费用，有利于降低成本。

其中，第一辅助支撑件3具有第一初始位置(例如图2所示)和第一非初始位置(例如图4所示)，如图5所示，第一辅助支撑件3可绕第一铰接轴6在第一初始位置和第一非初始位置之间转动；该机械手还包括第一复位件7，当第一辅助支撑件3在第一非初始位置时，第一复位件7向第一辅助支撑件3施加可使第一辅助支撑件3转向第一初始位置的复位力，这样在第一辅助支撑件3通过旋转避让之后，第一辅助支撑件3就可以在第一复位件7的复位力的作用下自动恢复到第一初始位置，从而可以消除第一辅助支撑件3的位置改变对基板支撑的影响。

在机械手上，由于机械手上相邻的两个指叉之间的空间并不十分充足，如果相邻的两个指叉均铰接有第一辅助支撑件3，那么一个指叉上所连接的第一辅助支撑件3在旋转时很容易与另一个指叉上所连接的第一辅助支撑件3发生干涉，为了避免一个指叉上所连接的第一辅助支撑件3在旋转时与另一个指叉上所连接的第一辅助支撑件3发生干涉，每个第一指叉的一侧均连接第一辅助支撑件，并且每个第一指叉连接所述第一辅助支撑件的一侧均为同一侧；例如图2所示，指叉2b、指叉2c、指叉2d的一侧与第一辅助支撑件3相连接，并且第一辅助支撑件3均位于指叉2b、指叉2c、指叉2d的左侧。通过这样设置，这样相邻两个指叉之间，一个指叉连接的第一辅助支撑件3在绕第一铰接轴6旋转时，就不会与另一个指叉上所连接的第一辅助支撑件3发生干涉，从而可以进一步使机械手取放基板的过程更加顺利地进行。

在机械手取放较大的基板时，在机械手插入到基板存放装置5的过程中，为了避免第二辅助支撑件4与基板存放装置5的支撑杆件51相干涉，第二辅助支撑件4与第二指叉(例如图2中的指叉2a)相铰接，第二辅助支撑件4与第二指叉的第二铰接轴平行于机械手的厚度方向。通过这样设置，第二辅助支撑件4就可以绕第二铰接轴旋转，这样在机械手在进入或者退出基板存放装置5的时候，如果第二辅助支撑件4与基板存放装置5的支撑杆件51发生干涉，此时，第二辅助支撑件4就可以通过绕第二铰接轴旋转来进行避让以保证机械手的顺利插入，这样基板存放装置5的结构就无需改造就可以解决第二辅助支撑件4与基板存放装置5相干涉的问题，从而可以节省基板存放装置5的结构改造的费用，有利于降低成本。

其中，第二辅助支撑件4具有第二初始位置(例如图2所示)和第二非初始位置(例如图4所示)，第二辅助支撑件4可绕第二铰接轴在第二初始位置和第二非初始位置之间转动；该机械手还包括第二复位件，当第二辅助支撑件4在第二非初始位置时，第二复位件向第二辅助支撑件4施加可使第二辅助支撑件4转向第二初始位置的复位力，这样在第二辅助支撑件4通过旋转避让之后，第二辅助支撑件4就可以在第二复位件的复位力的作用下自动恢复到第二初始位置，从而可以消除第二辅助支撑件4的位置改变对基板支撑的影响。

如图5所示，第一辅助支撑件3通过第一连接件8与第一指叉(例如图5中所示指叉2d)相铰接，其中，第一辅助支撑件3与第一连接件8可以一体成型，也可以分体设计，在此不做具体限定；

如图5所示，第一指叉(例如图5中所示指叉2d)包括第一安装块21与第一本体22，第一本体22上开有第一安装槽221，第一安装块21设置于第一安装槽221内且与第一本体22固定连接。由于第一连接件8是在第一安装槽221的内部与第一指叉相铰接，这样可以减小铰接结构占用第一指叉外部的空间，使机械手的外观上更加简洁。

第二辅助支撑件4与第二指叉的铰接结构与第一辅助支撑件3与第一指叉的铰接结构相类似，在此不再赘述。

本实用新型实施例提供的机械手中，第一复位件7可以为扭簧(例如图5所示)，也可以为弹片等，在此不做具体限定；第二复位件可以为扭簧，也可以为弹片等，在此也不做具体限定。

在本实用新型实施例提供的机械手中，第一辅助支撑件3的结构并不唯一，比如，如图2所示，第一辅助支撑件3可以为支撑杆(Idle Pin)，支撑杆垂直于机械手的厚度方向设置。另外，第一辅助支撑件3也可以为以下结构：第一辅助支撑件3包括支撑盘和支撑杆，支撑盘与支撑杆相连接，支撑杆与第一指叉相连接。相比第一辅助支撑件3包括支撑盘和支撑杆的结构，第一辅助支撑件3为支撑杆可以使机械手的结构更简单，零件数更少，有利于节省机械手的制造成本。

在第一辅助支撑件3为支撑杆的实施例中，第一辅助支撑件3的第一初始位置并不唯一，比如，如图2所示，当第一辅助支撑件3在第一初始位置时，第一辅助支撑件3可以与第一指叉相垂直。另外，当第一辅助支撑件3在第一初始位置时，第一辅助支撑件3也可以与第一指叉倾斜设置。相比倾斜设置，当第一辅助支撑件3在第一初始位置与第一指叉相垂直时，在支撑杆长度一定时，支撑杆机械手宽度方向上的尺寸最大，这样对位于相邻两个指叉之间的基板的实际有效支撑长度最长，更加有利于减小基板在相邻两个指叉之间的弯曲变形量。

与第一辅助支撑件3相类似，第二辅助支撑件4的结构也不唯一，比如，第二辅助支撑件4可以为支撑杆(Idle Pin)，支撑杆垂直于机械手的厚度方向设置。另外，第二辅助支撑件4也可以为以下结构：第二辅助支撑件4包括支撑盘和支撑杆，支撑盘与支撑杆相连接，支撑杆与第二指叉相连接。相比第二辅助支撑件4包括支撑盘和支撑杆的结构，第二辅助支撑件4为支撑杆可以使机械手的结构更简单，零件数更少，有利于节省机械手的制造成本。

在第二辅助支撑件4为支撑杆的实施例中，第二辅助支撑件4的第二初始位置并不唯一，比如，如图2所示，当第二辅助支撑件4在第二初始位置时，第二辅助支撑件4可以与指叉相垂直。另外，当第二辅助支撑件4在第二初始位置时，第二辅助支撑件4也可以与第二指叉倾斜设置。相比倾斜设置，当第二辅助支撑件4在第二初始位置与指叉相垂直时，在支撑杆长度一定时，支撑杆机械手宽度方向上的尺寸最大，这样对基板的边沿部分实际有效支撑长度最长，更加有利于减小基板边沿部分的弯曲变形量。

在本实用新型实施例所提供的机械手中，机械手的宽度方向是多个指叉2的排布方向，也就是多个指叉2沿机械手的宽度方向排布，例如图2所示的X方向；机械手的厚度方向是指垂直于多个指叉所在平面的方向，例如图3所示的Z方向；机械手的长度方向是指在多个指叉所在的平面内，垂直于机械手的宽度方向的方向，例如图2所示的Y方向。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种搬运机器人，包括第一方面中所述的机械手。

由于该搬运机器人所包括的机械手与第一方面中所述的机械手相同，所以也解决了同样的技术问题、达到了同样的技术效果。至于搬运机器人的其它结构，已为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。