晶棒单向伸出货叉的制作方法

1.本实用新型涉及堆垛机的技术领域，具体是一种晶棒单向伸出货叉。


背景技术：

2.在人力资源成本高的今天，降低企业的各项成本，实现自动化管理成为企业研究的一个重要战略课题。对于制造业来说，物流成本在其成本中比重是相当大的，统计数据显示，物流费用通常占制造成本50%以上的比例，因此，物料与仓储管理以及成本控制已经成为影响产品市场竞争力的关键，与企业的效益密不可分。
3.由于自动化立体仓库的作业效率及自动化的技术水平可以使得企业物流效率大幅提升，立体库的基本技术也日益成熟，因此越来越多的企业开始采用自动化立体仓库。很多企业不仅建设中大型的立体库，也根据需要建设了很多中小型自动化立体库。
4.现在的单晶硅相关行业的晶棒运输仍用人力运输的方式，晶棒原料由晶托和晶棒固定在一起组成，最大尺寸为：长760、宽164、高246，重量更是达到200kg以上，搬运时不允许触碰晶棒，大幅度增加人工搬运难度，且现有库位占地面积大，库存量小，人工取放料困难等诸多因素，影响了整体的生产效率。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，即晶棒运输困难的问题，本实用新型提出了一种晶棒单向伸出货叉，其包括由上至下依次传动连接的上臂、中臂以及下臂，所述上臂与堆垛机固定连接，所述上臂上设置有传动齿轮，所述传动齿轮分别与所述中臂和所述下臂传动连接，所述上臂上还设置有第二伺服电机以带动所述传动齿轮转动；
6.所述下臂底端固定有货叉，所述货叉沿所述下臂的长度方向设置，所述货叉移动过程中与晶托相抵，并包覆晶棒且不与所述晶棒贴合；
7.所述货叉内设置有扫码器，所述扫码器设置在所述货叉朝向所述中臂的一端，所述扫码器与所述货叉固定连接。
8.通过采用上述技术方案，单向伸出机构控制货叉的伸出以搬运货物，扫描器固定在货叉内以节省空间。
9.本实用新型的进一步设置为：所述上臂上设置有旋转机构，所述旋转机构包括支撑件以及第一伺服电机，所述支撑件的底端与所述上臂固定连接，所述支撑件的顶端与所述悬架回转连接，所述悬架与堆垛机固定连接，所述第一伺服电机的输出轴与所述支撑件的侧壁面啮合连接。
10.通过采用上述技术方案，旋转机构保证货叉能够搬运堆垛机不同侧的晶棒。
11.本实用新型的进一步设置为：所述货叉内还设置第二传感器以及第三传感器，所述第二传感器设置在所述货叉背离所述传动齿轮的一端，所述第三传感器设置在所述货叉朝向所述中臂的一端，所述第二传感器与控制器电连接，所述第二传感器基于货架内货物的有无向所述控制器传输货架信号，所述控制器基于所述货架信号改变所述货叉的位置以
及控制所述第二伺服电机的转动；
12.所述第三传感器与所述控制器电连接，所述第三传感器基于其与所述货物的距离向所述控制器输送距离信号，所述控制器基于所述距离信号控制所述第二伺服电机的转动。
13.通过采用上述技术方案，第二传感和第三传感器配合使用控制货叉的准确性以及控制距离避免货物损坏。
14.本实用新型的进一步设置为：所述上臂的两个宽度端上分别设置有第一传感器，第一传感器与控制器电连接，所述第一传感器基于其与所述中臂的距离向所述控制器传递位置信号，所述控制器基于所述位置信号控制所述第二伺服电机的转动。
15.通过采用上述技术方案，两个第一传感器配合使用，避免中臂与上臂分离。
16.本实用新型的进一步设置为：所述传动齿轮上设置有两个齿轮，所述中臂和所述下臂上均固定有齿条，所述齿条分别与所述传动齿轮和所述第二伺服电机的输出轴啮合连接。
17.通过采用上述技术方案，中臂与下臂同步移动。
18.本实用新型的进一步设置为：所述传动齿轮的上齿轮与下齿轮的齿数比为1:2。
19.通过采用上述技术方案，中臂与下臂达到倍乘的效果。
20.本实用新型的进一步设置为：所述货叉呈矩形框，所述货叉朝向所述中臂的一端闭合设置，所述货叉的另一端开口设置，所述货叉的开口端固定有“门”型钢材以避免所述晶托滑落，所述货叉的闭合端高度小于其开口端高度以避免所述晶托与所述扫码器和所述第三传感器相抵。
21.通过采用上述技术方案，进一步避免货物损坏。
22.本实用新型的进一步设置为：所述第一传感器采用限位传感器。
23.本实用新型的进一步设置为：所述第二传感器采用接近型传感器。
24.本实用新型的进一步设置为：所述第三传感器采用漫反射传感器。
25.本实用新型的有益技术效果为：
26.1、本实用新型的单向伸出机构和旋转机构均由齿轮传动，伺服电机提供动力，精度高于市面上采用链条传动；
27.2、本实用新型货叉的一个侧壁开口设置、另一侧壁闭合设置，相比于两侧伸出的货叉，本实用新型设置有用于放置传感器和伺服电机的空间；
28.3、本实用新型通过旋转机构和单向伸出机构控制货叉的转动和伸出，保证堆垛机不同侧的晶棒均能够进行拾取搬运，节省了人力同时不会损坏晶棒；
29.4、本实用新型相比于双侧开口的货叉，本实用新型的扫码器和第三传感器均设置在货叉内，节省了货叉外的占用空间，避免了第三传感器和扫码器的损坏，同时不会损坏晶棒。
附图说明
30.图1示出了本实用新型的晶棒单向伸出货叉的结构示意图。
31.图2示出了本实用新型的晶棒单向伸出货叉的俯视图。
32.图3示出了本实用新型的晶棒单向伸出货叉的侧视图。
33.图4示出了图1中的a处结构放大图。
34.附图标记：1、上臂；11、第一传感器；2、中臂；3、下臂；4、悬架；51、第一伺服电机；52、支撑件；61、第二伺服电机；62、传动齿轮；7、货叉；71、扫码器；72、第二传感器。
具体实施方式
35.下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。
36.参见图1和图2，本实用新型提出了一种晶棒单向伸出货叉，包括由上至下依次传动连接的上臂1、中臂2以及下臂3，上臂1、中臂2以及下臂3均水平设置，上臂1上设置有旋转机构，旋转机构包括第一伺服电机51以及支撑件52，支撑件52的底端呈扁圆环柱体，支撑件52的底端与上臂1焊接固定，第一伺服电机51竖直设置且其输出轴与支撑件52的底端侧壁面啮合连接，第一伺服电机51的顶端螺纹连接在悬架4上，支撑件52的顶端贯穿悬架4并与悬架4回转连接，悬架4与堆垛机螺纹连接，堆垛机能够带动悬架4移动，进而带动上臂1移动至指定位置。
37.如图3所示，上壁上还设置有单向伸出机构，单向伸出机构包括第二伺服电机61以及传动齿轮62，传动齿轮62竖直贯穿上臂1，传动齿轮62上设置有两个齿轮，中臂2的侧壁面以及下臂3的侧壁面上均螺栓固定有齿条，两个齿条分别沿中臂2的长度方向和下臂3的长度方向设置，传动齿轮62的上齿轮和下齿轮分别与两个齿条啮合连接，传动齿轮62转动能够带动中臂2和下臂3的伸出。第二伺服电机61的输出轴与传动齿轮62的上齿轮啮合连接，第二伺服电机61与控制器电连接，第二伺服电机61转动能够带动传动齿轮62同步转动。
38.如图4所示，为了保证下臂3伸出至中臂2外，传动齿轮62的上齿轮与下齿轮的齿数比为1:2，第二伺服电机61工作时，上齿轮与下齿轮的角速度相同，进而中臂2和下臂3以1:2的速度比伸出，产生伸出距离倍乘的效果。
39.另外，为了避免中臂2伸出过程中与上臂1脱离，本实用新型的上壁的两个宽度端上分别设置有第一传感器11，第一传感器11采用限位传感器，两个第一传感器11均与控制器电连接，第一传感器11基于其与中臂2的距离向控制器传递位置信号，控制器根据该位置信号控制第二伺服电机61的转动，即中臂2伸出至极限位置时，控制器控制第二伺服电机61的停止，避免了中臂2与上臂1分离。
40.如图1和图3所示，下臂3上螺纹固定有货叉7，货叉7呈中空的矩形框，货叉7沿下臂3的长度方向设置，货叉7背离传动齿轮62端设置为开口，货叉7朝向上臂1的一端闭合设置，且货叉7的开口端焊接有“门”型钢板以增加货叉7的结构稳定性，同时还能够防止晶托由货叉7开口处滑落。下臂3带动货叉7朝向晶棒移动过程中，货叉7的底端与晶托相抵，并包覆晶棒且不与晶棒相抵。
41.货叉7内设置有第二传感器72、第三传感器以及扫码器71，第二传感器72通过螺栓固定在货叉7的开口端，第二传感器72和扫码器71均通过螺栓固定在货叉7的闭合端上，第二传感器72采用接近型传感器，第三传感器采用漫反射传感器，第二传感器72与控制器电连接，第二传感器72基于货架上的货物有无向控制器传递货架信号，控制器基于该货架信号控制货叉7的位置以及控制第二伺服电机61的转动，即第二传感器72检测到前方货格内
有货物时，堆垛机移动并带动货叉7移动至其他位置；第二传感器72检测到前方货格内无货物时，第二伺服电机61转动并带动货叉7伸入至货格内摆放货物。
42.第三传感器与控制器电连接，第三传感器基于其与货物的距离向控制器传输距离信号，控制器根据该距离信号控制第二伺服电机61的转动，即货物到达设定距离时，第二伺服电机61停止转动。
43.扫码器71扫描晶棒上的二维码并将信息传递至控制器以确认物料信息是否正确，如果正确，控制器控制堆垛机带动货叉7整体抬升，第二伺服电机61反转，货叉7收回并携带货物离开货架。
44.另外，货叉7闭合端的高度小于开口端的高度，进而避免晶托与货叉7内的第三传感器和扫码器71相抵，导致第三传感器、扫码器71或者晶棒损坏，造成经济损失。
45.需要补充的是，需要拿取货架另一侧的货物时，旋转机构带动上臂1旋转180度即可。
46.需要说明的是，上述货物指代的是晶棒以及晶棒底端的晶托。
47.综上所述，本实用新型的单向伸出机构和旋转机构均由齿轮传动，通过伺服电机提供动力，精度高于市面上采用链条传动；
48.本实用新型中货叉7的一个侧壁开口设置、另一侧壁闭合设置，相比于两侧伸出的货叉7，本实用新型设置有用于放置传感器和伺服电机的空间；
49.本实用新型通过旋转机构和单向伸出机构控制货叉7的旋转和伸出，保证堆垛机不同侧的晶棒均能够进行拾取搬运，节省了人力同时不会损坏晶棒；
50.本实用新型相比于双侧开口的货叉，本实用新型的扫码器71和第三传感器均设置在货叉7内，节省了货叉7外的占用空间，避免了第三传感器和扫码器71的损坏，同时不会损坏晶棒。
51.虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
52.在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
53.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
54.术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。
55.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。