一种大扭矩高精度的机械手摆角机构的制作方法

1.本实用新型涉及半导体加工领域，尤其涉及一种大扭矩高精度的机械手摆角机构。


背景技术：

2.晶体的定向粘接是半导体加工过程中不可或缺的重要组成部分。在晶体定向粘接过程中，高精度摆角机构又是制约其自动定向粘接结果的主要因素之一。随着晶体行业的发展和科技的进步，晶棒尺寸越来越大，重量也越来越重，所以大扭矩摆角机构也是科技发展的一种趋势。
3.目前摆角机构，要么通过齿轮或者涡轮蜗杆等传动机构驱动，由于机械间隙的存在，正反行程间隙无法消除，所以无法达到更高的精度要求；摆角机构还可以采用直驱电机直接控制摆转运动，虽然直驱电机没有正反行程间隙，但是直驱电机小扭矩和高成本的特点又制约其发展和普及；所以设计一种大扭矩高精度的摆角机构，成为了社会进步和科技发展的一种需求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种大扭矩高精度的机械手摆角机构，以解决上述技术问题。
5.本实用新型为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：一种大扭矩高精度的机械手摆角机构，包括；支臂和谐波减速机；所述支臂的前端通过安装板与所述谐波减速机的后端连接；其中还包括有支座；所述支座设置在所述谐波减速机的前端，所述支座的上方设置有转接支架，其中转接支架的另一端连接到支臂内，所述支座的前端固定有电机；
6.所述电机的一端通过第二联轴器与驱动转接轴传动连接，其中第二联轴器与驱动转接轴均设置在支座的内部，所述驱动转接轴又与谐波减速机传动连接，所述谐波减速机的后端中间位置处通过控制转接轴与第一联轴器传动连接，且第一联轴器的后端又连接有编码器，所述控制转接轴、第一联轴器和编码器均设置在支臂内，且编码器与转接支架连接。
7.优选的，所述谐波减速机包含有刚轮、柔轮和波发生器，所述波发生器设置在所述柔轮的内部，所述柔轮与刚轮啮合连接。
8.优选的，所述刚轮和柔轮的齿侧间隙可调。
9.优选的，所述柔轮的后侧外圈通过安装板与支臂连接。
10.优选的，所述波发生器的前端与驱动转接轴连接。
11.优选的，所述编码器与支臂的摆转轴心同轴。
12.优选的，所述电机、第二联轴器、驱动转接轴和波发生器的轴心均同轴。
13.与相关技术相比较，本实用新型提供的机械手摆角机构具有如下有益效果：
14.本实用新型提供一种大扭矩高精度的机械手摆角机构，首先，通过设置谐波减速
机驱动和编码器进行高精度控制，能够实现支臂的摆角功能，电机有自保持力矩，通过减速机传动比放大，使支臂摆角后在偏载外力作用下不发生变形，实现摆角保持功能；同时由于谐波减速机内的柔轮和刚轮的齿侧间隙可调，所以谐波减速机可实现无侧隙的高精度传动，利用其特点，可组成大扭矩高精度的摆角机构，从而提供一个高精度，大扭矩，性能稳定的摆角机构，正反运动时无空程间隙，摆角后具有保持功能，不仅能够节省成本且可大力发展和普及。
附图说明
15.图1为本实用新型一种大扭矩高精度的机械手摆角机构的立体结构示意图；
16.图2为本实用新型一种大扭矩高精度的机械手摆角机构的侧视图；
17.图3为本实用新型一种大扭矩高精度的机械手摆角机构的俯视图；
18.图4为本实用新型一种大扭矩高精度的机械手摆角机构的侧面剖视图；
19.图5为本实用新型一种大扭矩高精度的机械手摆角机构的俯面剖视图；
20.附图标记：1、电机；2、支座；3、谐波减速机；4、安装板 ；5、支臂；6、转接支架；7、编码器；8、控制转接轴 ；9、第一联轴器；10、第二联轴器；11、驱动转接轴；12、刚轮；13、柔轮；14、波发生器。
具体实施方式
21.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本实用新型，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
22.下面结合附图描述本实用新型的具体实施例。
23.在具体实施过程中，如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种大扭矩高精度的机械手摆角机构，包括；支臂5和谐波减速机3；支臂5的前端通过安装板4与谐波减速机3的后端连接；其中还包括有支座2；支座2设置在谐波减速机3的前端，支座2的上方设置有转接支架6，其中转接支架6的另一端连接到支臂5内，支座2的前端固定有电机1；电机1的一端通过第二联轴器10与驱动转接轴11传动连接，其中第二联轴器10与驱动转接轴11均设置在支座2的内部，驱动转接轴11又与谐波减速机3传动连接，谐波减速机3的后端中间位置处通过控制转接轴8与第一联轴器9传动连接，且第一联轴器9的后端又连接有编码器7，控制转接轴8、第一联轴器9和编码器7均设置在支臂5内，且编码器7与转接支架6连接。
24.在使用的时候，由于在支臂5的旋转轴心直连高精度编码器7，因此可以测量支臂5的摆转角度；电机1直接驱动谐波减速机3的波发生器14，通过控制系统，并利用编码器7采集到的编码器信息数据，来控制电机1的旋转，从而控制摆角机构，即支臂5的摆动；同时电机1通电状态有保持力矩，失电状态自带刹车功能，通过谐波减速机3传动比的放大，当受到较大的偏载外力时，摆角不会发生变形，从而实现摆角保持功能。
25.在具体实施过程中，如图4和图5所示，谐波减速机3包含有刚轮12、柔轮13和波发生器14，波发生器14设置在柔轮13的内部，柔轮13与刚轮12啮合连接，刚轮12和柔轮13为面接触啮合。刚轮12和柔轮13的齿侧间隙可调。
26.在使用的时候，谐波减速机3由刚轮12、柔轮13、波发生器14和柔性轴承等部件组成；由于柔轮12和刚轮13为面接触啮合，所以谐波减速机3有较高的承载能力；由于柔轮13和刚轮12的齿侧间隙可调，所以谐波减速机3可实现无侧隙的高精度传动，利用其特点，可组成大扭矩高精度的摆角机构。
27.在具体实施过程中，如图图4还让图5所示，谐波减速机3包含有刚轮12、柔轮13和波发生器14，波发生器14设置在柔轮13的内部，柔轮13与刚轮12啮合连接，刚轮12和柔轮13为面接触啮合。柔轮13的后侧外圈通过安装板4与支臂5连接。
28.在使用的时候，通过支座2与刚轮12固定，支臂5与柔轮13固定，从而实现了支座2与支臂5之间的角度摆转，由于谐波减速机3可以无侧隙传动，所以正反方向摆转都可准确运行。
29.在具体实施过程中，如图4和图5所示，谐波减速机3包含有刚轮12、柔轮13和波发生器14，波发生器14的外圈设置在柔轮13的内部，柔轮13的外圈与刚轮12的内圈啮合连接，刚轮12和柔轮13为面接触啮合。波发生器14的前端与驱动转接轴11连接。
30.在具体实施过程中，如图4和图5所示，编码器7与支臂5的摆转轴心同轴。
31.在具体实施过程中，如图4和图5所示，电机1、第二联轴器10、驱动转接轴11和波发生器14的轴心均同轴。
32.本实用新型一种大扭矩高精度的机械手摆角机构的工作原理如下：使用时，通过控制系统，并利用编码器7采集到的编码器信息数据，来控制电机1的旋转，电机1可通过第二联轴器10和驱动转接轴11驱动波发生器14转动，波发生器14进而驱动柔轮13与刚轮12啮合连接，然后柔轮13通过安装板4驱动支臂5进行角度的摆动，在此过程中，编码器7对支臂5的摆角进行实时监测，并发送到控制系统，然后再通过控制系统进而控制电机1的驱动。
33.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。