專利名稱：非接觸搬運(yùn)裝置的制作方法
非接觸搬運(yùn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種搬運(yùn)裝置，特別是一種用于搬運(yùn)表面平坦的工件同時(shí)與工件不發(fā) 生任何接觸的非接觸搬運(yùn)裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，半導(dǎo)體硅晶板趨向于高集成化和基板大型化，同時(shí)，液 晶玻璃板等高性能器件也朝著大型化的方向發(fā)展。在搬運(yùn)這些器件時(shí)，不能有任何接觸，因 為接觸會(huì)使器件表面產(chǎn)生劃痕和靜電，從而導(dǎo)致廢品的產(chǎn)生。另外在醫(yī)藥生產(chǎn)方面，在藥 物的搬運(yùn)過程中，也常常會(huì)因?yàn)榻佑|而產(chǎn)生藥物污染，因此，對(duì)無接觸搬運(yùn)的需求已越來越 大。為了避免因搬運(yùn)過程中的接觸產(chǎn)生的問題，以空氣作為媒介的非接觸式搬運(yùn)裝置得到 廣泛應(yīng)用?？諝饩哂胁划a(chǎn)生磨損，不發(fā)熱，無磁場，不易產(chǎn)生靜電等優(yōu)點(diǎn)。公開號(hào)為CN101172M0、CN101264844的專利申請，通過將空氣沿切線方向高速噴 入一個(gè)圓筒狀的空間，從而在圓筒狀的空間的內(nèi)壁表面形成旋轉(zhuǎn)的空氣薄層，旋轉(zhuǎn)的空氣 薄層會(huì)通過空氣的粘性和湍流的剪切力帶動(dòng)圓筒狀的空間內(nèi)的空氣旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生空氣的旋 流。旋轉(zhuǎn)起來的空氣產(chǎn)生離心力從而在圓筒狀空間內(nèi)形成負(fù)壓，將裝置下部的工件吸起并 能保證與工件不發(fā)生任何接觸。但是這些現(xiàn)有專利申請均存在以下缺點(diǎn)1、空氣的粘性和湍流的剪切力很小并且沿著運(yùn)動(dòng)傳遞的方向發(fā)生減衰，因而無法 帶動(dòng)圓筒狀空間內(nèi)的空氣作高速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而影響圓筒狀空間內(nèi)的負(fù)壓的產(chǎn)生，進(jìn)而 影響懸浮力的大小。通常，為了獲得比較大的懸浮力，往往需要很大供給流量，讓空氣以非 常高的速度噴入到圓筒狀空間。然而，所供給的大流量在通過細(xì)長噴嘴時(shí)伴隨著能量的損 失，同時(shí)，高速噴出的空氣和內(nèi)壁面發(fā)生碰撞也會(huì)導(dǎo)致大量的能量損失。因此，上述發(fā)明專 利申請存在著懸浮力低下，高能耗的缺點(diǎn)，不符合當(dāng)前節(jié)能減排的形勢。2、上述發(fā)明專利申請都采用噴嘴沿切線方向噴入空氣的動(dòng)作方式，因此都需要壓 縮氣源供氣，然而，以壓縮氣源作為動(dòng)力源使得由上述專利申請構(gòu)成的非接觸式搬運(yùn)系統(tǒng) 具有以下缺點(diǎn)(2. 1)能耗大壓縮空氣源是把電力轉(zhuǎn)化成壓縮空氣的能量，然后再把壓縮空氣 的能量轉(zhuǎn)化成搬運(yùn)工件時(shí)所需的機(jī)械能，這樣由電能-壓縮氣能-機(jī)械能的兩次能量轉(zhuǎn)化 會(huì)帶來極大的能量損失。(2.2)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高需要構(gòu)成壓縮氣源的相關(guān)設(shè)備，如空氣壓縮機(jī)、冷卻除 濕過濾器、減壓閥、電磁閥、管路等設(shè)備，導(dǎo)致其系統(tǒng)構(gòu)成龐大而復(fù)雜，設(shè)備成本高昂。(2. 3)適用范圍小只能在有壓縮氣源的場合下才能使用，適用范圍受限。(2.4)動(dòng)作范圍受限上述現(xiàn)有發(fā)明專利申請和壓縮氣源之間通過氣管連接，使 得裝置的動(dòng)作范圍受到氣管長度的限制。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低耗能高懸浮力的非接觸搬運(yùn)裝置，以解決上述現(xiàn)有發(fā)明專利申請存在的懸浮力低下、能耗大、成本高，適用范圍小和動(dòng)作范圍受限 等技術(shù)難題。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種非接觸搬運(yùn)裝置，該裝置包括帶有 圓筒狀內(nèi)孔的罩體、位于罩體內(nèi)的旋回扇葉以及帶動(dòng)旋回扇葉旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力輸入軸；所述罩 體的頂部中心設(shè)置有動(dòng)力輸入軸安裝孔以及分布于動(dòng)力輸入軸安裝孔四周的吸氣口 ；旋回 扇葉由軸套和均勻分布在軸套上的葉片構(gòu)成，所述的葉片下部垂直、上部彎曲，并且葉片上 部的彎曲的方向與旋回扇葉的旋轉(zhuǎn)方向一致；所述的動(dòng)力輸入軸一端穿過動(dòng)力輸入軸安裝 孔與位于罩體內(nèi)的旋回扇葉的軸套連接，另一端與位于罩體外的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置連接。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是所述的罩體為分體式罩體，該分體式罩體由兩端開 口并帶有圓筒狀內(nèi)孔的罩身和位于罩身頂端的上蓋板構(gòu)成，所述的動(dòng)力輸入軸安裝孔及分 布于動(dòng)力輸入軸安裝孔四周的吸氣口設(shè)置在上蓋板上；或是所述的罩體為整體式罩體，該 整體式罩體的頂部和帶有圓筒狀內(nèi)孔的罩身連成一個(gè)整體，所述的動(dòng)力輸入軸安裝孔及分 布于動(dòng)力輸入軸安裝孔四周的吸氣口設(shè)置在罩體的頂部。本發(fā)明的又一技術(shù)方案是所述的罩體底部外周還設(shè)置有環(huán)形平臺(tái)。本發(fā)明的又一技術(shù)方案是所述的罩體最下端的內(nèi)側(cè)設(shè)有倒角。本發(fā)明的又一技術(shù)方案是所述構(gòu)成旋回扇葉的葉片垂直部份和彎曲部份之間為 平滑過渡；或是所述構(gòu)成旋回扇葉的葉片垂直部份和彎曲部份之間為彎折過渡。本發(fā)明的動(dòng)作原理是本發(fā)明裝置被從動(dòng)力輸入軸所傳入的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)后，旋回扇葉旋轉(zhuǎn)攪拌罩體內(nèi)的空 氣形成旋流，在旋流的離心力的作用下罩體內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，從而能夠吸起置于裝置下部的工 件。同時(shí)，因?yàn)樾厣热~的旋轉(zhuǎn)方向和旋回扇葉的上部的彎曲方向一致，空氣從上蓋板的吸 氣孔被吸入，并從罩體和工件之間排出。因此，本發(fā)明裝置能夠?qū)崿F(xiàn)在吸起工件的同時(shí)不與 工件發(fā)生任何接觸。由于采用了上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明之非接觸搬運(yùn)裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，能達(dá)到以下效 果1、本發(fā)明使用旋回扇葉攪拌的方式形成空氣旋流。因?yàn)樾厣热~通過葉片直接施 力于空氣，所以罩體內(nèi)的空氣能夠被帶動(dòng)并實(shí)現(xiàn)高速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而形成很高的負(fù)壓，產(chǎn) 生很強(qiáng)的懸浮力。一方面，本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作不存在前述的現(xiàn)有發(fā)明專利申請那樣 的能量損失(比如，流量通過細(xì)長噴嘴時(shí)的損失，高速噴出的空氣和壁面發(fā)生碰撞而引起 的損失等)，在耗能相同的情況下，本發(fā)明能產(chǎn)生更高速的旋流，從而形成更大的負(fù)壓并獲 得更大的懸浮力。為了證明這個(gè)結(jié)論，本申請人將本發(fā)明和CN101264844專利申請進(jìn)行了壓力分 布比較試驗(yàn)(參見附圖8)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論證明在消耗相同能量的情況下，本發(fā)明能獲得比 CN101264844專利低得多的負(fù)壓，因而可以產(chǎn)生更大的懸浮力。2、本發(fā)明裝置設(shè)計(jì)有動(dòng)力輸入軸，使得本發(fā)明裝置能夠采用直接由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方 式，或是由電機(jī)所帶動(dòng)的傳動(dòng)齒輪或皮帶驅(qū)動(dòng)的方式。通過采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電能能夠通過電 機(jī)直接轉(zhuǎn)換為實(shí)現(xiàn)非接觸搬運(yùn)所需的機(jī)械能，與使用壓縮氣源驅(qū)動(dòng)的現(xiàn)有發(fā)明專利相比， 本發(fā)明減少了能量使用過程中的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，因此可以實(shí)現(xiàn)大幅度的節(jié)能。同時(shí)，削減了空氣 壓縮機(jī)、冷卻除濕過濾器、減壓閥、電磁閥、管路等設(shè)備，大大降低了生產(chǎn)成本。另外，本發(fā)明裝置因?yàn)槭褂秒姍C(jī)驅(qū)動(dòng)，所以只要有電源的場合就能使用本發(fā)明裝置，其適用范圍和動(dòng)作 范圍不受限制，更易于推廣使用。 下面，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明之非接觸搬運(yùn)裝置的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說 明。


圖1 圖2 ；實(shí)施例一所述本發(fā)明之非接觸搬運(yùn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖1主視剖視圖，圖2 圖1的俯視圖3實(shí)施例·一所述旋回扇葉的結(jié)構(gòu)示意圖4實(shí)施例.二所述本發(fā)明之非接觸搬運(yùn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖5實(shí)施例.二所述旋回扇葉的結(jié)構(gòu)示意圖6實(shí)施例_三所述本發(fā)明之非接觸搬運(yùn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖7實(shí)施例四所述本發(fā)明之非接觸搬運(yùn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖8本發(fā)明和CN101264844專利申請的旋流在工件表面所形成的壓力分布示意圖(圖中，A-本發(fā)明申請，B-CN10U64844)；圖中，各元件的標(biāo)號(hào)如下1-罩體， 101-動(dòng)力輸入軸安裝孔，102-吸氣口， 103-罩身，104-上蓋板，105-環(huán)形平臺(tái)，106-倒角， 2_旋回扇葉，201-軸套，202-葉片，3_動(dòng)力輸入軸，4-電機(jī)，5-工件， X-空氣吸入的方向， Y-空氣排出的方向，Z-懸浮力的方向。
具體實(shí)施方式實(shí)施例一圖1 圖2中公開的是一種非接觸搬運(yùn)裝置，該裝置包括帶有圓筒狀內(nèi)孔的罩體 1、位于罩體ι內(nèi)的旋回扇葉2以及帶動(dòng)旋回扇葉旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力輸入軸3 ；所述罩體1為分體 式罩體，該分體式罩體由兩端開口并帶有圓筒狀內(nèi)孔的罩身103和位于罩身頂端的上蓋板 104構(gòu)成，罩身外側(cè)為圓柱形結(jié)構(gòu)，上蓋板104的中心上設(shè)置有動(dòng)力輸入軸安裝孔101以及 分布于動(dòng)力輸入軸安裝孔四周的吸氣口 102，圓筒體103最下端內(nèi)側(cè)設(shè)有方形倒角106 ；所 述的旋回扇葉2由軸套201和均勻分布在軸套上的葉片202構(gòu)成，其中葉片202的下部垂 直、上部彎曲，垂直部份和彎曲部份之間為平滑過渡，并且葉片彎曲的方向與旋回扇葉旋轉(zhuǎn) 的方向一致(參見圖3)；所述的動(dòng)力輸入軸3 —端穿過動(dòng)力輸入軸安裝孔101與位于罩體 1內(nèi)的旋回扇葉的軸套201連接，另一端與安裝在罩體頂部的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置——電機(jī)4的轉(zhuǎn) 軸直接連接。實(shí)施例二 圖4中公開的是另一種非接觸搬運(yùn)裝置，同實(shí)施例一一樣，該裝置包括帶有圓筒 狀內(nèi)孔的罩體1、位于罩體1內(nèi)的旋回扇葉2以及帶動(dòng)旋回扇葉旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力輸入軸3 ；所 不同之處在于所述的罩體1為整體式罩體，該整體式罩體的頂部和帶有圓筒狀內(nèi)孔的罩 身連成一個(gè)整體，所述的動(dòng)力輸入軸安裝孔101及分布于動(dòng)力輸入軸安裝孔四周的吸氣口102設(shè)置在罩體的頂部；所述的罩體1最下端內(nèi)側(cè)設(shè)有圓形倒角106 ；構(gòu)成旋回扇葉的葉片 垂直部份和彎曲部份之間為彎折過渡(參見圖5)。其具體結(jié)構(gòu)如下一種非接觸搬運(yùn)裝置，該裝置包括帶有圓筒狀內(nèi)孔的罩體1、位于罩體1內(nèi)的旋回 扇葉2以及帶動(dòng)旋回扇葉旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力輸入軸3 ；所述的罩體1為整體式罩體，該整體式罩體 的頂部和帶有圓筒狀內(nèi)孔的罩身連成一個(gè)整體，罩身的外側(cè)為圓柱形結(jié)構(gòu)，罩體1頂部的 中心上設(shè)置有動(dòng)力輸入軸安裝孔101以及分布于動(dòng)力輸入軸安裝孔四周的吸氣口 102，罩 體1最下端內(nèi)側(cè)設(shè)有圓形倒角106 ；所述的旋回扇葉2由軸套201和均勻分布在軸套上的 葉片202構(gòu)成，其中葉片202的下部垂直、上部彎曲，垂直部份和彎曲部份之間為彎折過渡， 并且葉片彎曲的方向與旋回扇葉旋轉(zhuǎn)的方向一致；所述的動(dòng)力輸入軸3 —端穿過動(dòng)力輸入 軸安裝孔101與位于罩體1內(nèi)的旋回扇葉的軸套201連接，另一端與安裝在罩體頂部的旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置——電機(jī)4的轉(zhuǎn)軸直接連接。實(shí)施例三圖6中公開的是又一種非接觸搬運(yùn)裝置，同實(shí)施例一一樣，該裝置包括帶有圓筒 狀內(nèi)孔的罩體1、位于罩體1內(nèi)的旋回扇葉2以及帶動(dòng)旋回扇葉旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力輸入軸3，而且 罩體1均為分體式罩體；所不同之處在于所述的罩體1底部外周還設(shè)置有環(huán)形平臺(tái)105， 以便于罩體的安裝和起到緩沖器的作用，保證工件不和本裝置發(fā)生碰撞，因?yàn)樵摥h(huán)形平臺(tái) 105和工件5之間會(huì)夾著很薄的空氣層，這個(gè)空氣層有吸收振動(dòng)的作用。實(shí)施例四圖7中公開的是又一種非接觸搬運(yùn)裝置，同實(shí)施例二一樣，該裝置包括帶有圓筒 狀內(nèi)孔的罩體1、位于罩體1內(nèi)的旋回扇葉2以及帶動(dòng)旋回扇葉旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力輸入軸3，而且 罩體1均為整體式罩體，罩體1最下端內(nèi)側(cè)均設(shè)有圓形倒角106 ；構(gòu)成旋回扇葉的葉片垂直 部份和彎曲部份之間均為彎折過渡；所不同之處在于所述的罩體1底部外周還設(shè)置有環(huán) 形平臺(tái)105，以便于罩體的安裝和起到緩沖器的作用，保證工件不和本裝置發(fā)生碰撞，因?yàn)?該環(huán)形平臺(tái)105和工件5之間會(huì)夾著很薄的空氣層，這個(gè)空氣層有吸收振動(dòng)的作用。作為實(shí)施例一 四的一種變換，所述的罩體1還可以是內(nèi)部為圓筒形的孔、外側(cè) 為正方體形或是六面體形等其它形狀的結(jié)構(gòu)體。作為實(shí)施例一 四的又一種變換，所述的電機(jī)還可以是安裝在罩體外的其它位置。作為實(shí)施例一 四的又一種變換，所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置可以是直接由電機(jī)組成， 也可以是由電機(jī)、經(jīng)電機(jī)帶動(dòng)的齒輪或皮帶輪等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，還可以是其它結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)裝置。當(dāng)然，本發(fā)明之非接觸搬運(yùn)裝置也可以僅作為一個(gè)搬運(yùn)單元，同時(shí)由多個(gè)本發(fā)明 裝置組成一個(gè)搬運(yùn)系統(tǒng)，以便吸起一個(gè)較大的工件。安裝時(shí)可以采用一個(gè)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)一 個(gè)本發(fā)明裝置，也可以由一個(gè)電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)本發(fā)明裝置。上述實(shí)施例一 四所述發(fā)明之非接觸搬運(yùn)裝置的工作原理如下本發(fā)明裝置被從動(dòng)力輸入軸所傳入的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)后，旋回扇葉2旋轉(zhuǎn)攪拌罩體內(nèi)的 空氣形成旋流，在旋流的離心力的作用下罩體內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，當(dāng)一塊工件5被置于本發(fā)明裝 置的下部時(shí)，工件5上下表面的壓力差會(huì)產(chǎn)生一個(gè)平衡工件重力的懸浮力；同時(shí)，因?yàn)樾?扇葉的旋轉(zhuǎn)方向和旋回扇葉的上部的彎曲方向一致，空氣從上蓋板的吸氣孔被吸入，并從罩體和工件之間排出。因此，本發(fā)明裝置能夠?qū)崿F(xiàn)在吸起工件的同時(shí)不于工件發(fā)生任何接 觸。
權(quán)利要求
1.一種非接觸搬運(yùn)裝置，其特征在于該裝置包括帶有圓筒狀內(nèi)孔的罩體(1)、位于罩 體(1)內(nèi)的旋回扇葉O)以及帶動(dòng)旋回扇葉旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力輸入軸(3)；所述罩體(1)的頂部 中心設(shè)置有動(dòng)力輸入軸安裝孔(101)以及分布于動(dòng)力輸入軸安裝孔四周的吸氣口(102)； 旋回扇葉⑵由軸套(201)和均勻分布在軸套上的葉片(202)構(gòu)成，所述的葉片(202)下 部垂直、上部彎曲，并且葉片上部的彎曲的方向與旋回扇葉的旋轉(zhuǎn)方向一致；所述的動(dòng)力輸 入軸(3) —端穿過動(dòng)力輸入軸安裝孔(101)與位于罩體(1)內(nèi)的旋回扇葉的軸套(201)連 接，另一端與位于罩體外的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸搬運(yùn)裝置，其特征在于所述的罩體(1)為分體式 罩體，該分體式罩體由兩端開口并帶有圓筒狀內(nèi)孔的罩身(103)和位于罩身頂端的上蓋 板(104)構(gòu)成，所述的動(dòng)力輸入軸安裝孔(101)及分布于動(dòng)力輸入軸安裝孔四周的吸氣口 (102)設(shè)置在上蓋板(104)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸搬運(yùn)裝置，其特征在于所述的罩體(1)為整體式罩 體，該整體式罩體的頂部和帶有圓筒狀內(nèi)孔的罩身連成一個(gè)整體，所述的動(dòng)力輸入軸安裝 孔(101)及分布于動(dòng)力輸入軸安裝孔四周的吸氣口(102)設(shè)置在罩體的頂部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸搬運(yùn)裝置，其特征在于所述的罩體(1)底部外周還 設(shè)置有環(huán)形平臺(tái)(105)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的非接觸搬運(yùn)裝置，其特征在于所述的罩體(1) 最下端的內(nèi)側(cè)設(shè)有倒角(106)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的非接觸搬運(yùn)裝置，其特征在于所述構(gòu)成旋回 扇葉的葉片(202)垂直部份和彎曲部份之間為平滑過渡。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非接觸搬運(yùn)裝置，其特征在于所述構(gòu)成旋回扇葉的葉片 (202)垂直部份和彎曲部份之間為平滑過渡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的非接觸搬運(yùn)裝置，其特征在于所述構(gòu)成旋回 扇葉的葉片(202)垂直部份和彎曲部份之間為彎折過渡。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非接觸搬運(yùn)裝置，其特征在于所述構(gòu)成旋回扇葉的葉片 (202)垂直部份和彎曲部份之間為彎折過渡。
全文摘要
一種非接觸搬運(yùn)裝置，涉及一種搬運(yùn)裝置，該裝置包括帶有圓筒狀內(nèi)孔的罩體、位于罩體內(nèi)的旋回扇葉以及帶動(dòng)旋回扇葉旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力輸入軸；所述罩體的頂端中心位置設(shè)置有動(dòng)力輸入軸安裝孔以及分布于動(dòng)力輸入軸安裝孔四周的吸氣口；旋回扇葉由軸套和均勻分布在軸套上的葉片構(gòu)成，所述的葉片下部垂直，上部彎曲，并且葉片彎曲的方向與旋回扇葉旋轉(zhuǎn)的方向一致；所述的動(dòng)力輸入軸一端穿過動(dòng)力輸入軸安裝孔與位于罩體內(nèi)的旋回扇葉的軸套連接，另一端與位于罩體外的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置連接。本發(fā)明具有能耗低，懸浮力強(qiáng)的特點(diǎn)，并且本發(fā)明裝置可以采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有低成本、適用范圍廣、動(dòng)作范圍大等優(yōu)點(diǎn)，符合當(dāng)前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)節(jié)能、高效的發(fā)展趨勢，易于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)B25J15/06GK102101296SQ20091021579
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者黎科 申請人:黎科