一种可偏摆角度的机械手的制作方法

本实用新型属于晶体定向加工领域，具体涉及一种可偏摆角度的机械手。

背景技术：

晶体在加工过程中，大都是通过多线切割机对晶棒进行切割，而晶体的定向粘接工序，是其中不可或缺的一部分。在晶体定向粘接过程中，晶体的夹持方式和偏摆角度的准确性又是制约其自动定向粘接结果的主要因素之一。目前常用的夹持手段，大多使用工装夹具固定晶体，然后在整体定向或粘接，或者通过辊杠利用晶体自身重力进行对中，然后固定粘接。常用办法的粘接精度差，而且稳定性差，无法满足科技进步带来的不断提高的加工精度要求。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型的主要目的是提供一个高精度、性能稳定的机械夹手机构，同时能够实现偏摆角度的功能。采用对称双v型槽的方式夹持晶体，左右两个夹持点同步相向运动。通过直驱电机和高精度轴承控制偏摆角度。夹持晶体后整体性能稳定，摆角精度可以达到角秒级。

本实用新型采用如下技术方案：

一种可偏摆角度的机械手，所述机械手包括第一支座、直驱电机、横梁、连接轴、第二支座、直线导轨、滑块、支架、v型块、垫条、双向滚珠丝杠、轴承座、减速器安装架、转角减速器、电机；所述第一支座与直驱电机定子端相连，所述直驱电机转子端与横梁相连，横梁另一端设有连接轴，所述连接轴与第二支座相连，所述横梁下端固定有直线导轨，直线导轨上设有滑块，滑块的下方设有支架，滑块经支架与双向滚珠丝杠相连，所述支架的一侧固定有v型块，所述v型块下端固定有垫条，所述双向滚珠丝杠的两端经轴承座与横梁相连，所述转角减速器经减速器安装架与横梁相连，所述转角减速器输入端与电机相连，输出端与双向滚珠丝杠相连。

进一步地，所述机械手为左右对称结构，对称部分包含支架，v型块和垫条。其中，垫条置于v型块上，v型块置于支架上。

进一步地，所述的机械手左右对称机构通过双向滚珠丝杠驱动，相向或相反同步运动。

进一步地，所述的电机通过减速器安装架、转角减速器驱动双向滚珠丝杠，带动其旋转。

进一步地，所述的双向滚珠丝杠由轴承座支撑并连接在横梁上。

进一步地，所述的支架与双向滚珠丝杠和直线导轨，滑块，同时连接，保证支架的运动为直线往复运动。

进一步地，所述的支架，双向滚珠丝杠，直线导轨，滑块，轴承座，v型块，垫条与横梁同步摆转。

进一步地，所述的直驱电机通过第一支座固定。

进一步地，所述的连接轴与第二支座用于支持横梁的摆转。

进一步地，所述的横梁摆转的驱动机构为直驱电机。

本实用新型的优点与效果为：

本实用新型采用对称双v型槽的方式夹持晶体，使晶体夹持后稳固不发生形变；通过电机控制夹持力大小，提高系统的稳定性和适应性；采用双向滚珠丝杠传动，保证了左右两侧夹持点的同步运动，夹持晶体的中心点不会发生偏移；因为左右两侧是同步运动，夹持过程中两侧受力大小相同方向相反，所以晶体确定的参考边方向不发生变化。直驱电机与横梁刚性连接，可以精确控制横梁的旋转角度；直驱电机的精度可以达到角秒级或更高。

附图说明

图1为本实用新型可偏摆角度的机械手主视图；

图2为本实用新型可偏摆角度的机械手中夹手部分主视图；

图3为本实用新型可偏摆角度的机械手俯视结构示意图；

图4为本实用新型可偏摆角度的机械手仰视结构示意图。

图中部件：1为第一支座、2为直驱电机、3为横梁、4为连接轴、5为第二支座、6为直线导轨、7为滑块、8为支架、9为v型块、10为垫条、11为双向滚珠丝杠、12为轴承座、13为减速器安装架、14为转角减速器、15为电机。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步解释。

本实用新型为一种可偏摆角度的机械手，所述机械手包括第一支座1、直驱电机2、横梁3、连接轴4、第二支座5、直线导轨6、滑块7、支架8、v型块9、垫条10、双向滚珠丝杠11、轴承座12、减速器安装架13、转角减速器14、电机15；所述第一支座1与直驱电机2定子端相连，所述直驱电机2转子端与横梁3相连，横梁3另一端设有连接轴4，所述连接轴4与第二支座5相连，所述横梁下端固定有直线导轨6，直线导轨6上设有滑块7，滑块7的下方设有支架8，滑块7经支架8与双向滚珠丝杠11相连，所述支架8的一侧固定有v型块9，所述v型块9下端固定有垫条10。所述支架8、v型块9、垫条10相对设置。所述双向滚珠丝杠11的两端经轴承座12与横梁相连，所述转角减速器14经减速器安装架13与横梁相连，所述转角减速器14输入端与电机15相连，输出端与双向滚珠丝杠11相连。

本实用新型可偏摆角度的机械手的工作工程如下：

所述的电机15通过转角减速器14驱动双向滚珠丝杠11，双向滚珠丝杠11经支架8带动v型块9和垫条10相对运动，起到机械手夹持的作用；所述的直驱电机2直接驱动横梁3及夹手机构整体摆转，直驱电机2自带高精度编码器，而且无空程间隙，可以精确控制摆转精度。

本实用新型主要用于蓝宝石、单晶硅、砷化镓、碳化硅等单晶体的自动定向粘接仪器，通过电机、转角减速器等，带动双向滚珠丝杠旋转，滚珠丝杠由左右旋丝杆共同组成，使左右两侧的支架带v型槽同时相对或相反运动。v型槽相对运动的平稳性和准确性由直线导轨控制。当夹持晶体时，通过电机的力矩数值可以确定夹持状态。为了保证在夹持过程中晶体不受损伤，保证夹持稳定，v型槽采用高强度非金属材质。直线导轨、滚珠丝杠、轴承座、v型槽，支架等固定在横梁上，横梁的一侧与直驱电机连接，另一侧通过连接轴、轴承固定。直驱电机控制横梁的旋转角度，从而获得夹持晶体y轴方向的偏摆角。

结构特点

采用对称双v型槽的方式夹持晶体，使晶体夹持后稳固不发生形变；通过电机控制夹持力大小，提高系统的稳定性和适应性；采用双向滚珠丝杠传动，保证了左右两侧夹持点的同步运动，夹持晶体的中心点不会发生偏移；因为左右两侧是同步运动，夹持过程中两侧受力大小相等方向相反，所以晶体确定的参考边方向不会发生变化。通过电机驱动双向滚珠丝杠，带动支架，v型槽和垫条，起到晶体夹持的作用；左右两侧的机械夹手，包括直线导轨、滚珠丝杠、v型槽、支架、轴承座等全部安装在横梁上，直驱电机与横梁刚性连接，通过直驱电机控制横梁的旋转角度，从而获得被夹持晶体y轴方向的偏摆角。直驱电机自带高精度编码器，而且无空程间隙，可以精确的控制和保持横梁的旋转角度；直驱电机的精度可以达到角秒级或更高；支座、轴承及连接轴用于支撑横梁的摆转。

技术特征：

1.一种可偏摆角度的机械手，其特征在于：所述机械手包括第一支座（1）、直驱电机（2）、横梁（3）、连接轴（4）、第二支座（5）、直线导轨（6）、滑块（7）、支架（8）、v型块（9）、垫条（10）、双向滚珠丝杠（11）、轴承座（12）、减速器安装架（13）、转角减速器（14）、电机（15）；所述第一支座（1）与直驱电机（2）定子端相连，所述直驱电机（2）转子端与横梁（3）相连，横梁（3）另一端设有连接轴（4），所述连接轴（4）与第二支座（5）相连，所述横梁下端固定有直线导轨（6），直线导轨（6）上设有滑块（7），滑块（7）的下方设有支架（8），滑块（7）经支架（8）与双向滚珠丝杠（11）相连，所述支架（8）的一侧固定有v型块（9），所述v型块（9）下端固定有垫条（10），所述双向滚珠丝杠（11）的两端经轴承座（12）与横梁相连，所述转角减速器（14）经减速器安装架（13）与横梁相连，所述转角减速器（14）输入端与电机（15）相连，输出端与双向滚珠丝杠（11）相连。

2.根据权利要求1所述的一种可偏摆角度的机械手，其特征在于：所述机械手为左右对称结构，对称部分包含支架（8）、v型块（9）、垫条（10），其中，垫条（10）置于v型块（9）上，v型块（9）置于支架（8）上。

3.根据权利要求2所述的一种可偏摆角度的机械手，其特征在于：所述机械手的左右对称机构通过双向滚珠丝杠（11）驱动，相向或相反同步运动。

4.根据权利要求1所述的一种可偏摆角度的机械手，其特征在于：所述的电机（15）通过减速器安装架（13）、转角减速器（14）驱动双向滚珠丝杠（11），带动其旋转。

5.根据权利要求1所述的一种可偏摆角度的机械手，其特征在于：所述的双向滚珠丝杠（11）由轴承座（12）支撑并连接在横梁（3）上。

6.根据权利要求1所述的一种可偏摆角度的机械手，其特征在于：所述的支架（8）与双向滚珠丝杠（11）和直线导轨（6）、滑块（7）同时连接，使支架（8）的运动为直线往复运动。

7.根据权利要求1所述的一种可偏摆角度的机械手，其特征在于：所述的支架（8）、双向滚珠丝杠（11）、直线导轨（6）、滑块（7）、轴承座（12）、v型块（9）、垫条（10）与横梁（3）同步摆转。

8.根据权利要求1所述的一种可偏摆角度的机械手，其特征在于：所述的直驱电机（2）通过第一支座（1）固定。

9.根据权利要求1所述的一种可偏摆角度的机械手，其特征在于：所述的连接轴（4）与第二支座（5）支持横梁（3）的摆转。

10.根据权利要求1所述的一种可偏摆角度的机械手，其特征在于：所述横梁（3）摆转的驱动机构为直驱电机（2）。

技术总结
一种可偏摆角度的机械手，属于晶体定向加工领域，所述机械手包括第一支座、直驱电机、横梁、连接轴、第二支座、直线导轨、滑块、支架、V型块、垫条、双向滚珠丝杠、轴承座、减速器安装架、转角减速器、电机；所述第一支座与直驱电机定子端相连，所述直驱电机转子端与横梁相连，所述横梁下端固定有直线导轨，直线导轨上设有滑块，滑块的下方设有支架，滑块经支架与双向滚珠丝杠相连。本实用新型的提供了一种高精度、性能稳定的机械夹手机构，同时能够实现偏摆角度的功能。采用对称双V型槽的方式夹持晶体，左右两个夹持点同步相向运动。通过直驱电机和高精度轴承控制偏摆角度。夹持晶体后整体性能稳定，摆角精度可以达到角秒级。

技术研发人员：张诚;甄伟;赵松彬
受保护的技术使用者：丹东新东方晶体仪器有限公司
技术研发日：2020.02.14
技术公布日：2020.10.27