塔式升降机的制作方法

本发明涉及一种塔式升降机。更具体地说，本发明涉及一种用于在多层建筑物内在垂直方向上运送物体的塔式升降机。

一般来说，在半导体或显示器的制造过程中，半导体晶片或显示器基板可以通过塔式升降机在多个楼层的洁净室之间在垂直方向上进行运送。

塔式升降机可以包括用于运送物体的滑架模块，在垂直方向上延伸且用于引导滑架模块的导轨被安装至的主框架，以及使用驱动皮带，诸如正时皮带在垂直方向上移动滑架模块的驱动模块。然而，在增加用于滑架模块的操作的供电线和信号线的长度方面是有限制的。因此，当增加塔式升降机的提升高度时，有必要改进供电和信号传输系统。

同时，驱动模块可以包括电磁制动装置。然而，有必要提供一种额外的对策以防止滑架模块由于驱动皮带的断裂而跌落。特别地，当增加塔式升降机的提升高度时，为了防止安全事故，对紧急制动系统的需求可能会增加。

技术实现要素：

本发明提供了一种改进的塔式升降机，其能够以无线方式向滑架模块供给电力和传输信号，并防止滑架模块由于驱动皮带的断裂而跌落。

根据本发明的一些示例性实施例，一种用于在多层建筑物内在垂直方向上运送物体的塔式升降机可以包括在建筑物内的至少两层之间在垂直方向上延伸的主框架，被配置成可沿主框架在垂直方向上移动的滑架模块，用于在垂直方向上移动滑架模块的驱动模块，沿主框架延伸以穿过滑架模块所经过的所有层的供电电缆，以及被安装在滑架模块上的至少一个拾取单元，其以非接触方式从供电电缆接收电力并将电力供给至滑架模块。

根据本发明的一些示例性实施例，塔式升降机还可以包括供电模块，其被设置在滑架模块经过的各层中的一个上且将电力供给至供电电缆。

根据本发明的一些示例性实施例，每一层的底部可以具有开口，主框架被设置在该开口中，且供电电缆可以绕过开口并通过在开口周围的底部。

根据本发明的一些示例性实施例，以电磁感应方式从供电电缆接收电力的两个拾取单元可以一上一下地被安装在滑架模块上且可以在滑架模块通过开口的同时将拾取单元中的至少一个保持在与供电电缆成电感耦合的状态下。

根据本发明的一些示例性实施例，塔式升降机还可以包括在供电电缆和在开口周围的底部之间进行密封的密封构件。

根据本发明的一些示例性实施例，塔式升降机还可以包括被安装在主框架上以在层的底部之间支撑供电电缆的支撑轨。

根据本发明的一些示例性实施例，塔式升降机还可以包括用于控制滑架模块的操作的控制模块。控制模块可以包括主控制单元，其用于提供控制信号以控制滑架模块的操作；以及滑架控制单元，其被安装在滑架模块上且根据控制信号来控制滑架模块的操作。在主控制单元和滑架控制单元之间的信号传输可以按无线通信方式执行。

根据本发明的一些示例性实施例，在主控制单元和滑架控制单元之间的信号传输可以由分别与主控制单元和滑架控制单元相连接的第一和第二光学调制解调器单元执行。

根据本发明的一些示例性实施例，第一光学调制解调器单元可以被设置在主框架的上部上，且第二光学调制解调器单元可以被安装在滑架模块上以面向第一光学调制解调器单元。

根据本发明的一些示例性实施例，驱动模块可以被设置在主框架的上部上且可以通过驱动皮带与滑架模块相连接。

根据本发明的一些示例性实施例，塔式升降机还可以包括用于测量从主框架的上部至滑架模块的距离的距离传感器。

根据本发明的一些示例性实施例，滑架模块可以包括升降框架，其被连接至驱动皮带；以及滑架机器人，其被安装在升降框架上且搬运要被运送的物体。

根据本发明的一些示例性实施例，塔式升降机还可以包括制动模块，其被安装在滑架模块上且与主框架紧密接触以当驱动皮带断裂时防止滑架模块跌落。

根据本发明的一些示例性实施例，制动模块可以包括制动盘；旋转轴，其与制动盘相联接且偏离制动盘的中心地进行设置；以及制动驱动单元，其用于围绕旋转轴旋转制动盘，以使得制动盘的外圆周表面与主框架形成紧密接触，从而生成制动力。

根据本发明的一些示例性实施例，旋转轴可以与制动盘的中心向上间隔开；以及位于比旋转轴更低的制动盘的外圆周表面的一部分可以与主框架形成紧密接触。

根据本发明的一些示例性实施例，塔式升降机还可以包括用于连接驱动皮带和滑架模块的连接单元。连接单元可以包括连接支架，其被安装在滑架模块上；连接杆，其被配置成可通过连接支架在垂直方向上移动且具有被连接至驱动皮带的上部；止动构件，其被设置在连接支架的下方且被联接至连接杆以防止连接杆从连接支架向上分离；以及弹性构件，其被设置在连接支架和止动构件之间且用于当驱动皮带断裂时向下移动连接杆。

根据本发明的一些示例性实施例，制动驱动单元可以包括制动驱动构件，其用于提供旋转力以使得制动盘的外圆周表面的一部分与主框架紧密接触；以及止动构件，其用于在驱动皮带的正常状态下中断制动盘的旋转且在驱动皮带断裂的异常状态下解除制动盘的中断状态，以使得制动盘旋转。止动构件可以与连接杆的向下移动一起解除制动盘的中断状态。

根据本发明的一些示例性实施例，塔式升降机还可以包括用于感测驱动皮带断裂的传感器以及制动驱动单元可以根据传感器的信号旋转制动盘。

上面对本发明的概述不旨在描述本发明的每个所阐明的实施例或每个实施方案。下面的具体实施方式和权利要求更特别地例示了这些实施例。

附图说明

根据以下结合附图的描述，能够更加详细地理解示例性实施例，其中：

图1为示出根据本发明的一个示例性实施例的塔式升降机的示意图；

图2为示出关闭了防火活板的状态的示意图；

图3为示出如在图1中所示的塔式升降机的主视图；

图4为示出如在图1中所示的塔式升降机的侧视图；

图5为示出如在图3中所示的滑架模块的放大侧视图；

图6为示出如在图1中所示的塔式升降机的平面图；

图7为示出被安装在如在图6中所示的升降框架的后表面上的制动模块和引导单元的后视图；

图8和9为示出如在图7中所示的制动模块的操作的示意图；以及

图10为示出如在图7中所示的上和下引导单元的示意图。

虽然各种实施例适合于各种修改和替代形式，但其具体细节已通过示例的方式在附图中示出且将更详细地进行描述。然而，应理解的是其意图不是将所要求保护的本发明限制于所述的特定实施例。相反地，其意图是涵盖落在如通过权利要求所限定的主题的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。

具体实施方式

在下文中，参考附图更详细地描述本发明的实施例。然而，本发明不限于下面描述的实施例且以各种其他形式来进行实施。下面的实施例并不是用于完全完成本发明，而是用于将本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。

在说明书中，当一个组件被称为在......上或被连接至另一个组件或层时，其能够直接位于另一个组件或层上，被直接连接至其，或还可以存在中间组件或层。与此不同的是，将理解的是当一个组件被称为直接在另一个组件或层上或被直接连接至其时，其表示不存在中间组件。此外，尽管像第一、第二和第三的术语用于在本发明的各种实施例中描述各种区域和层，但区域和层并不限于这些术语。

以下使用的术语仅用于描述具体实施例，而不用于限制本发明。额外地，除非在此另有限定外，包括技术或科学术语的所有术语可以具有与本领域的技术人员通常所理解的相同的意义。

参考理想实施例的示意图来描述本发明的实施例。相应地，可以根据附图的形式来预期制造方法中的变化和/或容许误差。相应地，本发明的实施例不被描述为限于附图中的具体形式或区域且包括形式的偏差。该区域可以完全是示意性的，且其形式可以不描述或描绘在任何给定区域中的准确形式或结构，且不旨在限制本发明的范围。

图1为示出根据本发明的一个示例性实施例的塔式升降机的示意图，且图2为示出关闭了防火活板的状态的示意图。

参考图1和2，根据本发明的一个示例性实施例的塔式升降机100可以被用于在多层建筑物10内在垂直方向上运送物体。例如，塔式升降机100可以被用于在半导体或显示器的制造过程中在多个楼层的洁净室之间运送半导体晶片或显示器基板。

根据本发明的一个示例性实施例，塔式升降机100可以包括在建筑物10内的至少两层之间在垂直方向上延伸的主框架102，被配置成可沿主框架102在垂直方向上移动的滑架模块110，用于在垂直方向上移动滑架模块110的驱动模块140，以及用于以非接触方式将电力供给至滑架模块110的非接触型供电部分240。尽管如图1和图2中所示，塔式升降机100被设置在三层建筑物10中，但也可以对建筑物10的楼层数量可以进行各种改变，以使得本发明的范围不限于此。

非接触型供电部分240可以包括沿主框架102延伸以通过滑架模块110经过的所有层的供电电缆242，以及被安装在滑架模块110上的至少一个拾取单元244，其以非接触方式，例如，以电磁感应方式从供电电缆242接收电力并将电力供给至滑架模块110。此外，塔式升降机110可以包括供电模块250，其被设置在滑架模块110经过的层中的一个上且将电力供给至供电电缆242。

每一层的底部20可以具有开口30，主框架102被设置在开口30中，且滑架模块110可以移动通过该开口30。此外，用于阻挡开口30的防火活板40可以被分别设置在各层的底部20的下表面上。特别地，当在建筑物10内发生火灾时，防火活板40可以阻挡开口30以使各层彼此隔离，如在图2中所示。防火活板40可以被配置成与被设置在开口30中的主框架102紧密接触。

根据本发明的示例性实施例，供电电缆242可以绕过开口30且通过在开口30周围的底部20。即，供电电缆242可以包括旁路部分，其绕过开口30以使得供电电缆242不通过开口30。因此，当关闭防火活板40时，可以防止供电电缆242被防火活板40损坏。此外，可以防止在防火活板40和供电电缆242之间的干扰。

非接触型供电部分240可以包括一上一下地，即在垂直方向上被安装在滑架模块110上以在滑架模块110通过开口30的同时防止暂时中断供电的两个拾取单元244。特别地，拾取单元244可以被配置成使得在滑架模块110通过开口30的同时拾取单元244中的至少一个被保持在与供电电缆242成电感耦合的状态下。

此外，供电电缆242通过层的底部20所在的部分可以由密封构件248密封。例如，可以使用由硅树脂制成的密封构件248来在供电电缆242和在开口30周围的底部20之间进行密封。

如在图1和2中所示，与供电电缆242相连接的一个供电模块250被用于将电力供给至滑架模块110。在这种情况下，可以降低安装塔式升降机100的成本。然而，替代地，也可以使用多个供电模块。在这种情况下，供电模块可以被设置在各层中的每一层中，且分别与供电模块相连接的供电电缆可以被设置在各层中的每一层中。

图3为示出如在图1中所示的塔式升降机的主视图，图4为示出如在图1中所示的塔式升降机的侧视图，且图5为示出如在图3中所示的滑架模块的放大侧视图。

参考图1至图5，滑架模块110可以被设置在主框架102的前方，且驱动模块140可以被设置在主框架102的上部上且可以通过驱动皮带142，诸如正时皮带与滑架模块110相连接。

塔式升降机100可以包括用于控制滑架模块110的操作的控制模块。控制模块200可以包括主控制单元210，其用于提供控制信号以控制滑架模块110的操作；以及滑架控制单元220，其被安装在滑架模块110上且根据控制信号来控制滑架模块110的操作。此时，在主控制单元210和滑架控制单元220之间的信号传输可以按无线通信方式执行。

例如，在主控制单元210和滑架控制单元220之间的信号传输可以由分别与主控制单元210和滑架控制单元220相连接的第一和第二光学调制解调器单元212执行。特别地，第一光学调制解调器单元212可以被设置在主框架102的上部上，且第二光学调制解调器单元222可以被安装在滑架模块110上以面向第一光学调制解调器单元212。

第一和第二光学调制解调器单元212和222可以使用具有不同波长的不可见激光束来与彼此进行信号传输且可以通过使用tcp/ip协议的有线或无线网络与主控制单元210和滑架控制单元220进行连接。

主控制单元210可以控制驱动模块140的操作以调整滑架模块110的位置，且可以将用于控制滑架模块110的滑架机器人118的操作的控制信号传输至滑架控制单元220。例如，距离传感器230可以被设置在主框架102的上部上以测量从主框架102的上部至滑架模块110的距离，且主控制单元210可以基于由距离传感器230测量的距离来控制驱动模块140的操作。例如，激光传感器可以被用作距离传感器230。

塔式升降机100可以包括沿主框架102在垂直方向上彼此平行地延伸的导轨104，被安装至滑架模块110且沿导轨104在垂直方向上引导滑架模块110的引导单元120和130，以及被安装至滑架模块110且与主框架102紧密接触以防止滑架模块110在驱动皮带142断裂时跌落的制动模块150。

例如，导轨104可以被分别设置在主框架102的两个侧表面上，且上引导单元120和下引导单元130可以被安装在滑架模块110上且可以与导轨104相联接。

驱动模块140可以包括马达、驱动滑轮等，且驱动皮带142的第一端部可以被连接至滑架模块110。例如，正时皮带可以被用作驱动皮带142，且驱动皮带142的第二端部可以被连接至配重模块144。配重模块144可以被设置在滑架模块110的后面，且可以被用于在垂直方向上稳定地移动滑架模块110。此外，滑架模块110和配重模块144可以通过平衡皮带146彼此连接，且自动张紧器148可以被设置在主框架102的下部上以向平衡皮带146施加预定的张力。

滑架模块110可以包括具有后表面的升降框架112，上和下引导单元120和130以及制动模块150被安装至该后表面；以及滑架机器人118，其用于搬运物体，诸如半导体晶片或显示器基板。例如，升降框架112可以包括具有后表面的升降板114和上面设置有滑架机器人118的支撑板116。滑架机器人118可以搬运接收容器10，例如，用于接收半导体晶片的foup(前开式标准晶圆盒)，且滑架机器人118的操作可以由滑架控制单元220控制。此外，滑架模块110可以包括用于保持接收容器10的保持单元119。

制动模块150可以被安装在升降框架112的后表面上，且可以使制动盘152(参考图8)与主框架102紧密接触，以生成用于停止滑架模块110的制动力。即，制动模块150可以使用在制动盘152和主框架102之间的摩擦力作为制动力。

图6为示出如在图1中所示的塔式升降机的平面图，图7为示出被安装在如在图6中所示的升降框架的后表面上的制动模块和引导单元的后视图，且图8和9为示出如在图7中所示的制动模块的操作的示意图。

参考图6至9，制动模块150可以被安装至升降框架112的后表面以对应于主框架102的侧表面。例如，一对制动模块150可以被安装至升降框架112的后表面，且制动模块150中的每一个可以包括制动盘152；旋转轴154，其与制动盘152相联接且偏离制动盘152的中心地进行设置；以及制动驱动单元156，其用于围绕旋转轴154旋转制动盘152，以使得制动盘152的外圆周表面与主框架102紧密接触，从而生成制动力。

特别地，旋转轴154可以与制动盘152的中心向上间隔开；以及位于比旋转轴154更低的制动盘152的外圆周表面的一部分可以通过制动驱动单元156与主框架102紧密接触。此时，由于制动盘152的下部旋转半径大于上部旋转半径，因此可以停止制动盘152的旋转，且因此可以在主框架102的侧表面和制动盘152之间生成足够的制动力。

驱动皮带142可以通过连接单元170被连接至滑架模块110。连接单元170中的每一个可以包括连接支架172，其被安装至滑架模块110；连接杆174，其被配置成可通过连接支架172在垂直方向上移动且具有被连接至驱动皮带142的上部；以及止动构件176，其被设置在连接支架172的下方且被联接至连接杆174以防止连接杆174从连接支架172向上分离。

连接支架172可以具有矩形块形状且可以通过紧固构件，诸如螺栓被安装至升降板114。例如，双头螺栓可以被用作连接杆174，且用于保持驱动皮带142的下端部的夹持构件178可以通过螺母被联接至连接杆174的上端部。如图7中所示，夹紧构件178可以具有在竖直方向上延伸的导槽180，且升降板114可以具有被插入至导槽180中的导销182。

止动构件176可以被用于支撑滑架模块110的负载，以及防止连接杆174从连接支架172向上分离。例如，止动构件176可以具有圆帽形且可以通过螺母被联接至连接杆174。

连接单元170可以包括被设置在连接支架172和止动构件176之间的弹性构件184。弹性构件184可以被用于在驱动皮带142断裂时向下移动连接杆174。例如，螺旋弹簧可以被设置在连接支架172和止动构件176之间，且连接杆174和夹持构件178可以在驱动皮带142断裂时通过螺旋弹簧的弹性恢复力向下移动。

制动驱动单元156可以包括制动驱动构件158，其用于提供旋转力以使得制动盘152的外圆周表面的一部分与主框架102紧密接触；以及止动构件160，其用于在驱动皮带142的正常状态下中断制动盘152的旋转且在驱动皮带142断裂的异常状态下解除制动盘152的中断状态，以使得制动盘152旋转。特别地，止动构件160可以与连接杆174的向下移动一起解除制动盘152的中断状态。

例如，螺旋弹簧可以被用作制动驱动构件158，且止动机构160可以包括被连接到连接杆174的下部的止动杆162和被设置在止动杆162的端部以中断制动盘152的旋转的止动销164。此外，制动盘152可以具有在驱动皮带142的正常状态下干扰止动销164的接合构件166。即，在驱动皮带142的正常状态下，可以通过止动销164和接合部件166来保持制动盘152的中断状态。然而，当驱动皮带142断裂时，连接杆174和止动杆162可以通过弹性构件184向下移动。此外，可以解除在止动销164和接合构件166之间的接合状态，且因此可以通过制动驱动构件158来旋转制动盘152。其结果是，制动盘152的外圆周表面的一部分可以与主框架102紧密接触，从而防止滑架模块110跌落。

塔式升降机100可以包括用于感测驱动皮带142断裂的传感器190。例如，光学传感器可以被用作传感器190。传感器190可以感测止动杆162的位置以检测驱动皮带142是否断裂。此外，尽管未在图中示出，塔式升降机100可以包括警报单元(未示出)，其用于根据传感器190的检测信号向操作员通知驱动皮带142的断裂状态。同时，滑架控制单元220可以将传感器190的检测信号传输至主控制单元210。

替代地，制动模块150的操作可以由额外的驱动单元(未示出)执行。例如，额外的驱动单元可以包括马达，且马达的操作可以由滑架控制单元220控制。详细地，滑架控制单元220可以根据传感器190的检测信号来控制额外的驱动单元的操作，以使得制动盘152与主框架102紧密接触。

同时，如图6中所示，非接触型供电部分240可以包括支撑轨246，其用于在各层的底部20之间支撑供电电缆242。例如，支撑轨246可以被安装在主框架102的侧表面上，且可以被配置成保持供电电缆242。拾取单元244可以被配置成在不与由支撑轨246支撑的供电电缆242相接触的状态下围绕供电电缆242。特别地，当高频ac电力被施加至供电电缆242时，拾取单元244能够从供电电缆242获得感应电动势，且感应电动势可以被用作用于操作滑架模块110的电源。

图10为示出如在图7中所示的上和下引导单元的示意图。

参考图7和10，导轨104可以被分别设置在主框架102的两个侧表面上，且一对上引导单元120和一对下引导单元130可以被安装在升降板114的后表面上。例如，上引导单元120可以被设置在升降板114的后表面的上侧部分上，且下引导单元130可以被设置在升降板114的后表面的下侧部分上。

上引导单元120中的每一个可以包括被放置在导轨104的后表面上的上固定辊122以及被放置在导轨104的前表面上的上张紧辊124，且下引导单元130中的每一个可以包括被放置在导轨104的前表面上的下固定辊132以及被放置在导轨104的后表面上的下张紧辊134。特别地，预定的压力可以被施加至上和下张紧辊124和134，以使得上和下张紧辊124和134分别与导轨104的前和后表面紧密接触。

同时，参考图5，由于滑架模块110的重心位于升降板114的前面，所以可以沿顺时针方向将旋转力矩施加至滑架模块110。因此，上和下固定辊122和132可以分别通过转动力矩与导轨104的后表面和前表面紧密接触。

如上所述，由于上和下固定辊122和132以及上和下张紧辊124和134可以通过转动力矩和压力与导轨104紧密接触，因此可以在滑架模块110的垂直移动期间显著地减少振动和噪声。

再次参考图10，上引导单元120中的每一个可以包括上支架126，上固定辊122和上张紧辊124被安装至该上支架126，且下引导单元130中的每一个可以包括下支架136，下固定辊132和下张紧辊134被安装至该下支架136。同时，如在图7中所示，制动模块150可以被安装至上支架126。

根据本发明的一个示例性实施例，上张紧辊124可以包括偏心轴124a，使用轴承(未示出)被可旋转地安装至偏心轴124a的辊124b，以及被安装至偏心轴124a以向辊124b施加压力以使得辊124b与导轨104紧密接触的扭转弹簧124c。此外，下张紧辊134可以包括偏心轴134a，使用轴承(未示出)被可旋转地安装至偏心轴134a的辊134b，以及被安装至偏心轴134a以向辊134b施加压力以使得辊134b与导轨104紧密接触的扭转弹簧134c。

例如，如在图10中所示，可以通过扭转弹簧124c沿逆时针方向向偏心轴124a施加压力，且辊124b因此可以与导轨104紧密接触。此外，可以通过扭转弹簧134c沿逆时针方向向偏心轴134a施加压力，且辊134b因此可以与导轨104紧密接触。

此外，上和下引导单元120和130可以包括被分别放置在导轨104的侧表面上的上和下固定侧辊128和138。可以使用上和下固定侧辊128和138，以在滑架模块110的垂直移动期间减少振动和噪声。

根据如上所述的本发明的示例性实施例，一种塔式升降机100可以包括在多层建筑物内的至少两层之间在垂直方向上延伸的主框架102，被配置成可沿主框架102在垂直方向上移动的滑架模块110，用于在垂直方向上移动滑架模块110的驱动模块140，沿主框架102延伸以通过滑架模块110经过的所有层的供电电缆242，以及被安装在滑架模块110上的至少一个拾取单元244，其以非接触方式从供电电缆242接收电力并将电力供给至滑架模块110。

每一层的底部20可以具有开口30，主框架102被设置在开口20中，且供电电缆242可以绕过开口30且通过在开口周围的底部20。特别地，塔式升降机110可以包括供电模块250，其被设置在各层中的一个上以将电力供给至供电电缆242。如上所述，可以通过按非接触方式使用一个供电模块250来将电力供给至滑架模块110，且因此可以显著地降低制造和维护塔式升降机100的成本。

此外，塔式升降机100可以包括用于控制滑架模块110的操作的控制模块200。控制模块200可以例如通过使用第一和第二光学调制解调器单元212和222来以无线通信方式提供控制信号。因此，可以稳定地执行信号传输和供电，而不受塔式升降机100的提升高度的限制。

更进一步地，塔式升降机100可以包括制动模块150，其用于防止滑架模块110在驱动皮带142断裂时跌落。制动模块150可以使制动盘152与主框架102紧密接触，以使得当驱动皮带142断裂时生成用于停止滑架模块110的制动力。因此，可以防止滑架模块110跌落，且还可以显著地减少由于驱动皮带142的断裂和滑架模块110的跌落而造成的成本损失。

尽管已参考特定实施例描述了塔式升降机100，但其不限于此。因此，本领域的技术人员将容易理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，能够对其进行各种修改和变化。