一种机械手臂

本发明涉及半导体制造技术领域，更具体的说是涉及一种机械手臂。

背景技术：

随着自动化技术的不断发展，工厂对工件的自动化制造程度提出了更高的要求。在现有的半导体工厂中，一般采用机械手臂在工位上搬运晶圆，实现对晶圆的清洗或者磨平操作作业。

然而，在采用机械手臂抓持晶圆并转移的过程中，为了避免晶圆从机械手臂中掉落，机械手臂的夹持部与晶圆的间隙较小，这样就极易造成机械手臂对晶圆产生刮伤，影响晶圆产品的质量和成品率。不仅如此，现有的机械手臂往往功能单一，无法灵活地调整角度，若要实现对操作角度的调节，往往需要借助其他设备，增大了空间占用率。而且机械手臂在夹持晶圆时，用于承载晶圆的夹持部与底座支撑点的距离较远，导致夹持部在夹持晶圆并转移的过程中容易发生抖动，使得晶圆偏离预设位置，引起机台报警，严重时还会造成晶圆的滑落。

因此，提供一种结构简单，设计合理，操作方便，结构稳定性好，紧凑性强，夹持准确性好的机械手臂是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，为了解决现有技术中机械手臂夹持晶圆稳定性差、容易刮伤晶圆以及操作不便等技术问题，本发明提供了一种结构简单，设计合理，操作方便，结构稳定性好，紧凑性强，夹持准确性好的机械手臂。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种机械手臂，包括：

底座，所述底座上连接有转动组件；

支撑台，所述支撑台垂直固定于所述转动组件顶部；

连接组件，所述连接组件包括连接臂、伸缩臂和伸缩液压杆，所述连接臂水平布置，且其一端与所述支撑台顶部铰接，另一端设有与其滑动连接的伸缩臂，所述伸缩液压杆一端连接在所述支撑台上，另一端与所述伸缩臂连接，且所述伸缩液压杆与所述伸缩臂的连接处靠近所述伸缩臂的自由端设置；

夹持组件，所述夹持组件包括第一驱动机构、转动轴、第二驱动机构和夹持臂，所述第一驱动机构与所述转动轴一端传动连接，用于驱动所述转动轴转动连接在所述伸缩臂的自由端，所述夹持臂为两个且相对布置，所述第二驱动机构连接在所述转动轴另一端，并与两个所述夹持臂的一端传动连接，用于驱动两个所述夹持臂做夹持开合动作，所述夹持臂上连接有压力传感器。

经由上述的技术方案可知，与现有技术方案相比，本发明公开提供了一种机械手臂，通过利用转动组件能够带动支撑台进行转动，从而带动连接组件和夹持组件转动，通过利用伸缩液压杆能够实现伸缩臂的伸缩动作，同时使得该机械手臂的结构稳定性更好，通过利用第一驱动机构能够带动转动轴及其上的第二驱动机构和夹持臂进行转动，从而使得夹持臂能够按照特定的角度实现对晶圆的夹取，通过利用第二驱动机构能够驱动两个夹持臂做夹持开合动作以夹取晶圆，通过利用压力传感器能够保证夹持臂的夹持力保持在预设范围内，避免夹持力过大导致晶圆发生形变。本发明的一种机械手臂，不仅结构简单，设计合理，操作方便，而且结构稳定性好，紧凑性强，夹持准确性好，具有良好的市场应用前景。

进一步的，所述转动组件包括转动电机和转动盘，所述转动电机设于所述底座内，所述转动盘设于所述底座顶部，且所述转动电机的输出端与所述转动盘传动连接，用于驱动所述转动盘与所述底座转动连接，所述支撑台垂直固定于所述转动盘顶部。

采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该机械臂结构设计合理，操作方便，灵活性好。

进一步的，所述连接组件还包括转动液压杆，所述转动液压杆一端连接在所述支撑台上，另一端连接在所述连接臂上，并靠近所述连接臂的自由端设置。

采用上述技术方案产生的有益效果是，便于调节连接臂的角度和高度，使得该机械手臂的作业范围更广，同时保证了该机械手臂整体结构的稳定性，使得夹持臂在夹持晶圆并转移的过程中不易发生抖动。

进一步的，所述伸缩臂为两根以上，两根以上所述伸缩臂滑动连接。

采用上述技术方案产生的有益效果是，有效扩大了该机械手臂的操作半径。

进一步的，所述第一驱动机构为第一驱动电机，所述第一驱动电机设于所述伸缩臂自由端内部。

采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该机械手臂结构设计合理，对夹持臂的翻转角度灵活可调。

进一步的，所述第二驱动机构包括固定盒、第二驱动电机和齿轮传动副，所述固定盒固定在所述转动轴另一端，所述第二驱动电机设于所述固定盒内，且其输出端与所述齿轮传动副传动连接，所述齿轮传动副与两个所述夹持臂驱动连接。

采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该机械手臂结构设计合理，操作方便。

进一步的，还包括控制器，所述控制器固定于所述底座上，并与所述转动电机、所述伸缩液压杆、所述转动液压杆、所述第一驱动电机、所述第二驱动电机和所述压力传感器电性连接。

采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该机械手臂自动化程度高，易于操作。

进一步的，还包括供电组件，所述供电组件固定于所述底座内，且所述供电组件与所述控制器、所述转动电机、所述伸缩液压杆、所述转动液压杆、所述第一驱动电机、所述第二驱动电机和所述压力传感器电性连接，用于为所述控制器、所述转动电机、所述伸缩液压杆、所述转动液压杆、所述第一驱动电机、所述第二驱动电机和所述压力传感器供电。

可选地，所述伸缩液压杆和所述转动液压杆均采用电动液压杆。

采用上述技术方案产生的有益效果是，使得该机械手臂结构设计合理，功能丰富，整体结构紧凑性强，空间占用率低。

进一步的，所述压力传感器为两个以上，两个以上所述压力传感器分别均匀布置在对应的两个所述夹持臂上。

采用上述技术方案产生的有益效果是，有效提高了该机械手臂对晶圆夹持的稳定性和准确性，在保证晶圆不易滑落的同时避免力度过大导致晶圆变形。

进一步的，所述夹持组件还包括接触片，所述接触片为多个，多个所述接触片均匀布置在两个所述夹持臂的相对侧壁上。

可选地，所述接触片采用耐磨损、抗腐蚀材料。

采用上述技术方案产生的有益效果是，能够有效避免刮伤或磨损晶圆。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的一种机械手臂的结构示意图；

图2附图为本发明提供的一种机械手臂中夹持组件的结构示意图；

图3附图为本发明提供的一种机械手臂中夹持组件在另一角度下的结构示意图；

图4附图为本发明提供的一种机械手臂的立体图。

其中：1-底座，2-转动组件，21-转动电机，22-转动盘，3-支撑台，4-连接组件，41-连接臂，42-伸缩臂，43-伸缩液压杆，44-转动液压杆，5-夹持组件，51-第一驱动机构，52-转动轴，53-第二驱动机构，531-固定盒，532-第二驱动电机，533-齿轮传动副，54-夹持臂，6-压力传感器，7-控制器，8-供电组件，9-接触片。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“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发明和简化描述，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发明的限制。

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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明公开了一种机械手臂，包括：

底座1，底座1上连接有转动组件2；

支撑台3，支撑台3垂直固定于转动组件2顶部；

连接组件4，连接组件4包括连接臂41、伸缩臂42和伸缩液压杆43，连接臂41水平布置，且其一端与支撑台3顶部铰接，另一端设有与其滑动连接的伸缩臂42，伸缩液压杆43一端连接在支撑台3上，另一端与伸缩臂42连接，且伸缩液压杆43与伸缩臂42的连接处靠近伸缩臂42的自由端设置；

夹持组件5，夹持组件5包括第一驱动机构51、转动轴52、第二驱动机构53和夹持臂54，第一驱动机构51与转动轴52一端传动连接，用于驱动转动轴52转动连接在伸缩臂42的自由端，夹持臂54为两个且相对布置，第二驱动机构53连接在转动轴52另一端，并与两个夹持臂54的一端传动连接，用于驱动两个夹持臂54做夹持开合动作，夹持臂54上连接有压力传感器6。

根据本发明的一个可选实施例，转动组件2包括转动电机21和转动盘22，转动电机21设于底座1内，转动盘22设于底座1顶部，且转动电机21的输出端与转动盘22传动连接，用于驱动转动盘22与底座1转动连接，支撑台3垂直固定于转动盘22顶部，从而使得该机械臂结构设计合理，操作方便，灵活性好。

根据本发明的一个可选实施例，连接组件4还包括转动液压杆44，转动液压杆44一端连接在支撑台3上，另一端连接在连接臂41上，并靠近连接臂41的自由端设置，从而便于调节连接臂的角度和高度，使得该机械手臂的作业范围更广，同时保证了该机械手臂整体结构的稳定性，使得夹持臂在夹持晶圆并转移的过程中不易发生抖动。

根据本发明的一个可选实施例，伸缩臂42为两根，两根伸缩臂42滑动连接，从而有效扩大了该机械手臂的操作半径。

根据本发明的一个可选实施例，第一驱动机构51为第一驱动电机，第一驱动电机设于伸缩臂42自由端内部，从而使得该机械手臂结构设计合理，对夹持臂的翻转角度灵活可调。

根据本发明的一个可选实施例，第二驱动机构53包括固定盒531、第二驱动电机532和齿轮传动副533，固定盒531固定在转动轴52另一端，第二驱动电机532设于固定盒531内，且其输出端与齿轮传动副533传动连接，齿轮传动副533与两个夹持臂54驱动连接，从而使得该机械手臂结构设计合理，操作方便。

根据本发明的一个可选实施例，还包括控制器7，控制器7固定于底座1上，并与转动电机21、伸缩液压杆43、转动液压杆44、第一驱动电机、第二驱动电机532和压力传感器6电性连接，从而使得该机械手臂自动化程度高，易于操作。

根据本发明的一个可选实施例，还包括供电组件8，供电组件8固定于底座1内，且供电组件8与控制器7、转动电机21、伸缩液压杆43、转动液压杆44、第一驱动电机、第二驱动电机532和压力传感器6电性连接，用于为控制器7、转动电机21、伸缩液压杆43、转动液压杆44、第一驱动电机、第二驱动电机532和压力传感器6供电；具体地，伸缩液压杆43和转动液压杆44均采用电动液压杆，从而使得该机械手臂结构设计合理，功能丰富，整体结构紧凑性强，空间占用率低。

根据本发明的一个可选实施例，压力传感器6为两个以上，两个以上压力传感器6分别均匀布置在对应的两个夹持臂54上，从而有效提高了该机械手臂对晶圆夹持的稳定性和准确性，在保证晶圆不易滑落的同时避免力度过大导致晶圆变形。

根据本发明的一个可选实施例，夹持组件5还包括接触片9，接触片9为多个，多个接触片9均匀布置在两个夹持臂54的相对侧壁上；具体地，接触片采用耐磨损、抗腐蚀材料，从而能够有效避免刮伤或磨损晶圆。

本发明的一种机械手臂，通过利用转动组件能够带动支撑台进行转动，从而带动连接组件和夹持组件转动，通过利用伸缩液压杆能够实现伸缩臂的伸缩动作，同时使得该机械手臂的结构稳定性更好，通过利用第一驱动机构能够带动转动轴及其上的第二驱动机构和夹持臂进行转动，从而使得夹持臂能够按照特定的角度实现对晶圆的夹取，通过利用第二驱动机构能够驱动两个夹持臂做夹持开合动作以夹取晶圆，通过利用压力传感器能够保证夹持臂的夹持力保持在预设范围内，避免夹持力过大导致晶圆发生形变。该机械手臂不仅结构简单，设计合理，操作方便，而且结构稳定性好，紧凑性强，夹持准确性好，具有良好的市场应用前景。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。