一种硅晶片机械抓手的制作方法

本实用新型涉及硅晶片自动加工技术领域，具体为一种硅晶片机械抓手。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，太阳能硅晶片等薄脆晶片材料的应用范围不断扩大，由于晶片材料本身很脆，加之在加工后晶片的厚度很薄，晶片在切割、边缘打磨、研磨、蚀刻、抛光、清洗等生产制造过程中的上下料非常困难，并很容易破损。如果方法不当，加工后的纳米级表面也很容易被破坏。因此，安全、可靠、高效的拾取系统具有重要的作用。

目前脆薄晶片的抓取方式，多采用气体真空吸盘拾取的方式，这种方式存在真空吸盘抓取硅晶片后，在释放的过程中，导致硅晶片落料硬性触碰发生破碎的问题。

中国实用新型申请号为cn201110380003.9的中国专利公开了一种压电超声振动吸附拾取器，包括一内部设有振动腔和振动盘的振动腔体，振动盘上粘接有压电陶瓷片，振动腔体的前端设有与振动腔连通的拾取吸盘，拾取吸盘的后端连通有吸气阀和排气阀，拾取吸盘的前端设有与吸气阀相连通的一个或多个小型弹性空腔。振动腔体与吸气阀、排气阀、振动盘构成封闭的振动腔，振动盘在电源驱动下振动，使得振动腔的体积变化，密闭振动腔内的空气被排入大气，吸盘内形成了负压，从而完成拾取工作。

虽然，上述专利仅实现了对易碎硅晶片高效抓取，但其并解决硅晶片释放时刚性触碰易碎的技术问题。

技术实现要素：

针对以上问题，本实用新型提供了一种硅晶片机械抓手，其利用真空吸盘吸取硅晶片进行转移后，在释放硅晶片时，利用盛装有缓冲液体的水槽盛接硅晶片，同时，通过设置在硅晶片机械抓手上的倾斜组件，使硅晶片释放时，与液面成一个倾角释放，使硅晶片斜着插入缓冲液体内，较水平的落入缓冲液体内，避免了硅晶片与水槽臂碰撞，解决硅晶片释放时刚性触碰易碎的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种硅晶片机械抓手，包括：

机械臂机构，所述机械臂机构包括相互铰接的第一机械臂组件与第二机械臂组件，相对于所述第一机械臂组件与所述第二机械臂组件铰接的一端，该第一机械臂组件绕其另一端水平旋转设置，所述第二机械臂组件绕其与所述第一机械臂组件铰接的一端水平旋转设置；

机械手，所述机械手安装于所述第二机械臂组件水平旋转的一端，其所述第二机械臂组件同步旋转摆动，且其包括升降驱动件、吸附组件与倾斜组件，所述升降驱动件竖直安装于所述第二机械臂组件上，所述吸附组件与所述倾斜组件均安装于所述升降驱动件下方的安装连接板上，且所述吸附组件与所述倾斜组件分设于所述安装连接板长度方向的两端；以及

视觉识别机构，所述视觉识别机构安装于所述第二机械臂组件水平旋转的一端，其随所述第二机械臂组件同步旋转摆动。

作为改进，第一机械臂组件包括：

第一旋转驱动件；

第一机械臂，所述第一机械臂安装于所述第一旋转驱动件的旋转端，其由该第一旋转驱动件驱动旋转，且其旋转端部与所述第二机械臂组件铰接。

作为改进，所述第二机械臂组件包括：

第二机械臂，所述第二机械臂一端与所述第一机械臂组件铰接，其另一端水平旋转摆动，且该水平旋转摆动的一端上安装有所述机械手；以及

第二旋转驱动件，所述第二旋转驱动件安装于所述第二机械臂上，其驱动所述第二机械臂水平旋转摆动。

作为改进，所述吸附组件包括：

第一真空吸盘，所述第一真空吸盘安装于所述安装连接板上；以及

第一真空负压开关，所述第一真空负压开关与所述真空吸盘对应设置，其控制所述第一真空吸盘启停。

作为改进，所述倾斜组件包括：

旋转支座，所述旋转支座与所述安装连接板固定连接；

复位板，所述复位板的一端与所述旋转支座铰接，其另一端通过弹性调节单元与所述旋转支座可摆动连接；

第二真空吸盘，所述第二真空吸盘安装与所述复位板上；

第二真空负压开关，所述第二真空负压开关与所述第二真空吸盘对应设置，其控制所述第二真空吸盘启停。

作为改进，所述弹性调节单元包括：

导杆，所述导杆的顶端沿竖直方向滑动安装于所述安装连接板上，其底端沿水平方向滑动安装于所述复位板上，且其与所述复位板滑动配合位置处设置有腰槽；

压板，所述压板水平安装于所述导杆上，其位于所述复位板的正上方，且其上安装有与所述复位板抵触设置的波珠螺丝；

弹性件，所述弹性件套设于所述导杆上，其两端分别与所述压板以及所述安装连接板抵触压缩设置；以及

挤压件，所述挤压件平行所述导杆安装于所述复位板上，其下端位于所述复位板的下方。

作为改进，所述识别机构包括：

安装支架，所述安装支架安装于所述第二机械臂组件的水平旋转摆动端上；

相机，所述相机安装于所述安装支架上，其竖直设置；以及

镜头，所述镜头安装于所述相机的下端部。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型利用真空吸盘吸取硅晶片进行转移后，在释放硅晶片时，利用盛装有缓冲液体的水槽盛接硅晶片，同时，通过设置在硅晶片机械抓手上的倾斜组件，使硅晶片释放时，与液面成一个倾角释放，使硅晶片斜着插入缓冲液体内，较水平的落入缓冲液体内，避免与水槽臂碰撞，避免了刚性触碰使硅晶片破碎；

(2)本实用新型利用挤压件与水槽顶部开口的触碰，使弹性件挤压，进而使第二真空吸盘上台，使吸附的硅晶片出现倾斜，落入到缓冲液体内，结构巧妙，无须额外设置动力机构。

综上所述，本实用新型具有结构巧妙、有效避免硅晶片释放破碎等优点，尤其适用于硅晶片自动加工技术领域。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图；

图2为本实用新型局部立体结构示意图；

图3为本实用新型机械手立体结构示意图；

图4为本实用新型机械手正视结构示意图；

图5为本实用新型机械手侧视结构示意图；

图6为本实用新型机械手剖视结构示意图；

图7为本实用新型机械手释放工作状态示意图；

图8为本实用新型视觉识别机构立体结构示意图。

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”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。

实施例1：

如图1至图3所示，一种硅晶片机械抓手，包括：

机械臂机构1，所述机械臂机构1包括相互铰接的第一机械臂组件11与第二机械臂组件12，相对于所述第一机械臂组件11与所述第二机械臂组件12铰接的一端，该第一机械臂组件11绕其另一端水平旋转设置，所述第二机械臂组件12绕其与所述第一机械臂组件11铰接的一端水平旋转设置；

机械手2，所述机械手2安装于所述第二机械臂组件12水平旋转的一端，其所述第二机械臂组件12同步旋转摆动，且其包括升降驱动件21、吸附组件22与倾斜组件23，所述升降驱动件21竖直安装于所述第二机械臂组件12上，所述吸附组件22与所述倾斜组件23均安装于所述升降驱动件21下方的安装连接板20上，且所述吸附组件22与所述倾斜组件23分设于所述安装连接板20长度方向的两端；以及

视觉识别机构3，所述视觉识别机构3安装于所述第二机械臂组件12水平旋转的一端，其随所述第二机械臂组件12同步旋转摆动。

需要说明的是，第一机械臂组件11带动第二机械臂组件12摆动，使安装在第二机械臂12上的机械手2可以移动对硅晶片进行吸附抓取，其中，视觉识别机构3则运用于识别硅晶片的位置，以及硅晶片加工的工作台。

更进一步说明的是，为了使机械手2在抓取硅晶片后再释放的过程中，硅晶片不会与接料的接料槽的侧壁发生刚性碰撞，本申请通过在机械手2上设置倾斜组件23，利用倾斜组件23使硅晶片斜着插入到接料槽的缓冲液体内，避免了水平放入接料槽内，接料槽内的缓冲液体使硅晶片左右摆动，与接料槽壁发生碰撞。

如图1所示，作为一种优选的实施方式，第一机械臂组件11包括：

第一旋转驱动件111；

第一机械臂112，所述第一机械臂112安装于所述第一旋转驱动件111的旋转端，其由该第一旋转驱动件111驱动旋转，且其旋转端部与所述第二机械臂组件12铰接。

需要说明的是，第一旋转驱动件111驱动所述第一机械臂112绕第一旋转驱动件111的旋转轴旋转摆动，带动第二机械臂组件12进行移动。

如图2所示，作为一种优选的实施方式，所述第二机械臂组件12包括：

第二机械臂121，所述第二机械臂121一端与所述第一机械臂组件11铰接，其另一端水平旋转摆动，且该水平旋转摆动的一端上安装有所述机械手2；以及

第二旋转驱动件122，所述第二旋转驱动件122安装于所述第二机械臂121上，其驱动所述第二机械臂121水平旋转摆动。

需要说明的是，第二旋转驱动件122驱动第二机械臂121绕第二旋转驱动件122的旋转轴旋转摆动，带动安装于第二机械臂121上的机械手2进行摆动吸附抓取硅晶片。

如图3所示，作为一种优选的实施方式，所述吸附组件22包括：

第一真空吸盘221，所述第一真空吸盘221安装于所述安装连接板20上；以及

第一真空负压开关222，所述第一真空负压开关222与所述真空吸盘221对应设置，其控制所述第一真空吸盘221启停。

需要说明的是，第一真空吸盘221由第一真空负压开关222控制，第一真空吸盘221与倾斜组件23中的第二真空吸盘234相互配合，对硅晶片进行吸附抓取。

如图3至7所示，作为一种优选的实施方式，所述倾斜组件23包括：

旋转支座231，所述旋转支座231与所述安装连接板20固定连接；

复位板232，所述复位板232的一端与所述旋转支座231铰接，其另一端通过弹性调节单元233与所述旋转支座231可摆动连接；

第二真空吸盘234，所述第二真空吸盘234安装与所述复位板232上；

第二真空负压开关235，所述第二真空负压开关235与所述第二真空吸盘234对应设置，其控制所述第二真空吸盘234启停。

进一步的，所述弹性调节单元233包括：

导杆2331，所述导杆2331的顶端沿竖直方向滑动安装于所述安装连接板20上，其底端沿水平方向滑动安装于所述复位板232上，且其与所述复位板232滑动配合位置处设置有腰槽2332；

压板2333，所述压板2333水平安装于所述导杆2331上，其位于所述复位板232的正上方，且其上安装有与所述复位板232抵触设置的波珠螺丝2334；

弹性件2335，所述弹性件2335套设于所述导杆2331上，其两端分别与所述压板以及所述安装连接板20抵触压缩设置；以及

挤压件2336，所述挤压件2336平行所述导杆2331安装于所述复位板232上，其下端位于所述复位板232的下方。

如图7所示，需要说明的是，第二真空吸盘234由第二真空负压开关235控制，在第一真空吸盘221与第二真空吸盘234吸附抓取硅晶片转移到接料槽的正上方时，升降驱动件21会带动抓取组件22与倾斜组件23同步下移，使第一真空吸盘221与第二真空吸盘234吸附的硅晶片靠近接料槽，之后，挤压件2336与接料槽的槽壁接触，通过挤压接料槽的槽壁，使弹性件2335压缩，导杆2331的上端向上滑动，而下端在腰槽2332内滑动，使复位板232倾斜，进而使第二真空吸盘234倾斜，第二真空吸盘234吸附住的硅晶片也随之倾斜设置，之后第二真空吸盘234释放硅晶片，使硅晶片落入到接料槽的缓冲液体内。

进一步说明的是，在挤压件2336与接料槽的槽壁进行挤压之前，第一真空负压开关222控制第一真空吸盘221释放，使硅晶片的一端活动。

如图8所示，作为一种优选的实施方式，所述识别机构3包括：

安装支架31，所述安装支架31安装于所述第二机械臂组件12的水平旋转摆动端上；

相机32，所述相机32安装于所述安装支架31上，其竖直设置；以及

镜头33，所述镜头33安装于所述相机32的下端部。

需要说明的是，识别机构3通过相机32与镜头33读取外部的环境图像之后与运算器中事先储存的环境图像进行对比，判定接料槽与工作台的具体位置。工作过程：

第一真空吸盘221由第一真空负压开关222控制，第一真空吸盘221与倾斜组件23中的第二真空吸盘234相互配合，对硅晶片进行吸附抓取，第二真空吸盘234由第二真空负压开关235控制，在第一真空吸盘221与第二真空吸盘234吸附抓取硅晶片转移到接料槽的正上方时，升降驱动件21会带动抓取组件22与倾斜组件23同步下移，使第一真空吸盘221与第二真空吸盘234吸附的硅晶片靠近接料槽，之后，挤压件2336与接料槽的槽壁接触，通过挤压接料槽的槽壁，使弹性件2335压缩，导杆2331的上端向上滑动，而下端在腰槽2332内滑动，使复位板232倾斜，进而使第二真空吸盘234倾斜，第二真空吸盘234吸附住的硅晶片也随之倾斜设置，之后第二真空吸盘234释放硅晶片，使硅晶片落入到接料槽的缓冲液体内。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。