柔性传动机构、往复运动机构及升降装置

摘要

本发明涉及一种柔性传动机构、往复运动机构及升降装置，能够实现高精度的传动，保证运动的可靠性。本发明的往复运动机构包括机架、载物台、原动件、从动件、导向机构和柔性传动机构，所述导向机构至少包括一组导轨滑块机构，且所述载物台安装在导轨滑块机构的滑块上，所述柔性传动机构分别连接从动件和载物台。实际应用时，所述原动件用于驱动从动件沿轴向运动，且所述从动件用于通过柔性传动机构驱动载物台在导轨滑块机构的直线导轨上沿Z向移动，而所述柔性传动机构能够带动载物台相对于从动件沿X向和Y向移动。这样做即使导轨和做直线运动的从动件存在不平行的问题，也能够确保机构顺畅运行。

权利要求

1.一种往复运动机构，其特征在于，包括机架、载物台、原动件、从动件、导向机构、弹性机构以及柔性传动机构，所述原动件、从动件、导向机构和柔性传动机构均设置在所述机架上；所述导向机构至少包括一组导轨滑块机构，且所述载物台安装在所述导轨滑块机构的滑块上；所述柔性传动机构分别连接所述从动件和所述载物台；

所述柔性传动机构包括X向调整件、Y向调整件和调整底座，所述X向调整件与所述从动件固定连接，所述Y向调整件安装在所述X向调整件上并能够相对于所述X向调整件沿X向移动，所述调整底座与所述载物台固定连接，且所述调整底座安装在所述Y向调整件上并能够相对于所述Y向调整件沿Y向移动；

所述弹性机构用于提供弹性力，以使所述调整底座、Y向调整件和X向调整件处于相互贴合状态；

其中：所述原动件用于驱动所述从动件沿轴向运动，且所述从动件用于通过所述柔性传动机构驱动所述载物台在所述导轨滑块机构的直线导轨上沿Z向移动；当所述载物台在所述直线导轨上沿Z向移动时，所述Y向调整件能够带动所述载物台相对于所述从动件沿X向移动，且所述调整底座能够带动所述载物台相对于所述从动件沿Y向移动，所述Z向、Y向和X向相互垂直。

2.根据权利要求1所述的往复运动机构，其特征在于，所述弹性机构包括至少一根弹簧，设置在所述X向调整件的一侧。

3.根据权利要求1所述的往复运动机构，其特征在于，所述往复运动机构还包括：机械限位装置，用于限定所述载物台往回移动的最大距离。

4.根据权利要求3所述的往复运动机构，其特征在于，所述机械限位装置包括至少一个限位块，设置在所述载物台的一侧，用于与所述载物台抵靠。

5.根据权利要求3所述的往复运动机构，其特征在于，所述往复运动机构还包括：电气限位装置，用于确定所述载物台往回移动时所述原动件停止运行的时间。

6.根据权利要求5所述的往复运动机构，其特征在于，所述电气限位装置包括至少一个传感器，设置在所述调整底座上；所述传感器用于感测所述X向调整件的位置，且当所述X向调整件不在所述传感器的感应范围内时，所述原动件停止运行。

7.根据权利要求6所述的往复运动机构，其特征在于，所述X向调整件上形成有朝向所述传感器方向的表面凸起，且所述Y向调整件上形成有避让所述表面凸起的通孔结构，同时所述传感器用于透过所述通孔结构感测所述表面凸起的位置。

8.根据权利要求6或7所述的往复运动机构，其特征在于，所述电气限位装置还包括上位机，与所述传感器通信连接；

当所述X向调整件在所述传感器的感应范围内时，所述传感器向所述上位机输出第一信号；

当所述X向调整件不在所述传感器的感应范围内时，所述传感器向所述上位机输出第二信号，所述第二信号不同于第一信号；

当所述上位机接收到所述传感器发送的第二信号时控制所述原动件停止运行。

9.根据权利要求1所述的往复运动机构，其特征在于，所述原动件为电机，且所述从动件为丝杠。

10.根据权利要求1所述的往复运动机构，其特征在于，所述导向机构包括两组导轨滑块机构，一组导轨滑块机构包括相配合的第一滑块和第一层直线导轨，另一组导轨滑块机构包括相配合的第二滑块和第二层直线导轨，所述第一层直线导轨安装在所述机架上，所述第二层直线导轨安装在所述第一滑块上，且所述载物台安装在所述第二滑块上。

11.根据权利要求1所述的往复运动机构，其特征在于，所述柔性传动机构还包括：X向限位装置，用于限制所述Y向调整件以及所述调整底座沿X向移动的最大距离。

12.根据权利要求11所述的往复运动机构，其特征在于，所述X向限位装置包括一端开口的内腔，形成于所述调整底座；

所述X向调整件和所述Y向调整件均安装在所述内腔中，且所述X向调整件与所述内腔在X向上存在一定的空隙以允许所述Y向调整件和所述调整底座在X向上移动一定距离。

13.根据权利要求1所述的往复运动机构，其特征在于，所述柔性传动机构还包括：Y向限位装置，用于限制所述调整底座沿Y向移动的最大距离。

14.根据权利要求13所述的往复运动机构，其特征在于，所述Y向限位装置包括Y向定位销和Y向定位孔，至少两个所述Y向定位销设置在所述Y向调整件上，至少两个所述Y向定位孔设置在所述调整底座上，两个所述Y向定位销各自与一个所述Y向定位孔相配合，且所述Y向定位孔在Y向上的尺寸允许所述调整底座在Y向上移动一定距离。

15.一种升降装置，其特征在于，包括如权利要求1‑14中任一项所述的往复运动机构。

16.根据权利要求15所述的升降装置，其特征在于，所述机架包括承载台，设置在所述载物台的下方；所述承载台用于放置盒状件，且所述载物台能够与所述盒状件的盖子配合，以实现所述盒状件的开启和锁闭。

17.根据权利要求16所述的升降装置，其特征在于，所述承载台用于与所述载物台相抵靠，以限定所述载物台向下运动的最大距离。

18.根据权利要求16或17所述的升降装置，其特征在于，所述盒状件为掩模版图形盒。

说明书

柔性传动机构、往复运动机构及升降装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种柔性传动机构、往复运动机构及升降装置。

背景技术

[0002] 在目前的半导体光刻工序中，需要存放掩模版图形盒的版库。现有技术中所使用的版库大多数能够容纳多个掩模版图形盒，每个掩模版图形盒通过一套升降装置实现掩模
版的取放。

[0003] 在目前的升降装置中，配置有版架承载台和版盒盖承载台，版架承载台被固定设置，而版盒盖承载台能够相对于版架承载台做升降运动。更详细地，掩模版图形盒被放置在
版架承载台上，而版盒盖承载台与掩模版图形盒的盖子相配合，实现掩模版图形盒的开启
和锁闭。现有为了在有限的竖向空间内实现版盒盖承载台的大行程，在升降装置中还配置
了双层导轨，该双层导轨在水平方向层叠设置，从而版盒盖承载台沿双层导轨在竖直方向
上运动。

[0004] 然而双层导轨的介入，使得双层导轨与驱动版盒盖承载台运动的丝杆出现了不平行的问题，导致运动过程中滑块出现卡死或丝杆被损坏的问题，从而影响了掩模版的正常
取放，降低了生产效率。而且版盒盖承载台在复位时也难以与版架承载台完全贴合，导致版
盒盖承载台的运动位置出现偏差，影响了掩模版图形盒的正常开启和锁闭，不仅于此，复位
的不正确也容易损伤运动机构，降低产品的可靠性。

发明内容

[0005] 本发明的一个目的在于提供一种柔性传动机构，旨在解决升降装置中丝杆与导轨不平行导致运动卡死以及运动机构被损坏的问题。

[0006] 本发明的另一个目的在于提供一种往复运动机构，旨在解决机构往复运动卡死以及复位不正确的问题。

[0007] 本发明的又一个目的在于提供一种升降装置，旨在解决升降运动卡死以及复位不正确的问题。

[0008] 为实现上述目的，本发明提供的一种柔性传动机构，分别用于与从动件和载物台连接，所述从动件用于通过所述柔性传动机构驱动所述载物台在直线导轨上沿Z向移动，所
述柔性传动机构包括：

[0009] X向调整件，与所述从动件固定连接；

[0010] Y向调整件，安装在所述X向调整件上并能够相对于所述X向调整件沿X向移动；以及

[0011] 调整底座，与所述载物台固定连接，且所述调整底座安装在所述Y向调整件上并能够相对于所述Y向调整件沿Y向移动；

[0012] 当所述载物台在直线导轨上沿Z向移动时，所述Y向调整件能够带动所述载物台相对于所述从动件沿X向移动，且所述调整底座能够带动所述载物台相对于所述从动件沿Y向
移动，所述Z向、Y向和X向相互垂直。

[0013] 可选地，所述柔性传动机构还包括：X向限位装置，用于限制所述Y向调整件以及所述调整底座沿X向移动的最大距离。

[0014] 可选地，所述X向限位装置包括一端开口的内腔，形成于所述调整底座；

[0015] 所述X向调整件和所述Y向调整件均安装在所述内腔中，且所述X向调整件与所述内腔在X向上存在一定的空隙以允许所述Y向调整件和所述调整底座在X向上移动一定距
离。

[0016] 可选地，所述柔性传动机构还包括：Y向限位装置，用于限制所述调整底座沿Y向移动的最大距离。

[0017] 可选地，所述Y向限位装置包括Y向定位销和Y向定位孔，至少两个所述Y向定位销设置在所述Y向调整件上，至少两个所述Y向定位孔设置在所述调整底座上，两个所述Y向定
位销各自与一个所述Y向定位孔相配合，且所述Y向定位孔在Y向上的尺寸允许所述调整底
座在Y向上移动一定距离。

[0018] 为实现上述目的，本发明提供的一种往复运动机构，包括任一项所述的柔性传动机构，且所述往复运动机构还包括：机架、载物台、原动件、从动件以及导向机构；所述导向
机构至少包括一组导轨滑块机构，且所述载物台安装在所述导轨滑块机构的滑块上；所述
柔性传动机构分别连接所述从动件和所述载物台；

[0019] 其中：所述原动件用于驱动所述从动件沿轴向运动，且所述从动件用于通过所述柔性传动机构驱动所述载物台在所述直线导轨上沿Z向移动。

[0020] 可选地，所述往复运动机构还包括：弹性机构，用于提供弹性力，以使所述调整底座、Y向调整件和X向调整件处于相互贴合状态。

[0021] 可选地，所述弹性机构包括至少一根弹簧，设置在所述X向调整件的一侧。

[0022] 可选地，所述往复运动机构还包括：机械限位装置，用于限定所述载物台往回移动的最大距离。

[0023] 可选地，所述机械限位装置包括至少一个限位块，设置在所述载物台的一侧，用于与所述载物台抵靠。

[0024] 可选地，所述往复运动机构还包括：电气限位装置，用于确定所述载物台往回移动过程中所述原动件停止运行的时间。

[0025] 可选地，所述电气限位装置包括至少一个传感器，设置在所述调整底座上；所述传感器用于感测所述X向调整件的位置，且当所述X向调整件不在所述传感器的感应范围内
时，所述原动件停止运行。

[0026] 可选地，所述X向调整件上形成有朝向所述传感器方向的表面凸起，且所述Y向调整件上形成有避让所述表面凸起的通孔结构，同时所述传感器用于透过所述通孔结构感测
所述表面凸起的位置。

[0027] 可选地，所述电气限位装置还包括上位机，与所述传感器通信连接；

[0028] 当所述X向调整件在所述传感器的感应范围内时，所述传感器向所述上位机输出第一信号；

[0029] 当所述X向调整件不在所述传感器的感应范围内时，所述传感器向所述上位机输出第二信号，所述第二信号不同于第一信号；

[0030] 当所述上位机接收到所述传感器发送的第二信号时控制所述原动件停止运行。

[0031] 可选地，所述原动件为电机，且所述从动件为丝杠。

[0032] 可选地，所述导向机构包括两组导轨滑轨机构，一组导轨滑块机构包括相配合的第一滑块和第一层直线导轨，另一组导轨滑块机构包括相配合的第二滑块和第二层直线导
轨，所述第一层直线导轨安装在所述机架上，所述第二层直线导轨安装在所述第一滑块上，
且所述载物台安装在所述第二滑块上。

[0033] 为实现上述目的，本发明提供的一种升降装置，其特征在于，包括任一项所述的往复运动机构。

[0034] 可选地，所述机架包括承载台，设置在所述载物台的下方；所述承载台用于放置盒状件，且所述载物台能够与所述盒状件的盖子配合，以实现所述盒状件的开启和锁闭。

[0035] 可选地，所述承载台用于与所述载物台相抵靠，以限定所述载物台向下运动的最大距离。

[0036] 可选地，所述盒状件为掩模版图形盒。

[0037] 本发明提供的柔性传动机构、往复运动机构以及升降装置具有如下优点：

[0038] 第一、上述往复运动机构以及升降装置利用柔性传动机构在X向和Y向的微调作用，补偿由于直线导轨和类似丝杆等做直线运动的从动件不平行导致的偏差，使滑块在从
动件与直线导轨不平行的情况下，仍能够顺畅运行，从而提高往复运动的可靠性。

[0039] 第二、上述往复运动机构以及升降装置还设置了机械限位装置，可确保载物台复位时能够精准到位，特别地，还设置了电气限位装置，使载物台先到达机械限位，后触发电
气限位，这样的定位方式可以克服编码器自身误差以及丝杆、减速机构等误差的影响，实现
高精度的定位，从而确保每次复位时能够精准到位。

附图说明

[0040] 附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

[0041] 图1是一种掩模版图形盒用的升降装置的结构示意图；

[0042] 图2是本发明实施例一提供的往复运动机构的结构示意图；

[0043] 图3是本发明实施例一提供的柔性传动机构的分解示意图；

[0044] 图4是本发明实施例二提供的升降装置的的结构示意图。

[0045] 图中：

[0046] 版架承载台‑1；版盒盖承载台‑2；螺母‑3；丝杆‑4；电机‑5；中转板‑6；第一层直线导轨‑7；第二层直线导轨‑8；机架‑11、31；版架承载台‑311；

[0047] 载物台‑12、32；滑块‑13；第一滑块‑331；第二滑块‑332；

[0048] 直线导轨‑14；第一层直线导轨341；第二层直线导轨‑342；

[0049] 电机‑15、35；螺母‑16、36；丝杠‑17、37；同步带‑18、38；

[0050] X向调整件‑19；表面凸起‑191；Y向调整件‑21；通孔结构‑211；调整底座‑22；锁紧螺母‑23；

[0051] Y向定位销‑24；Y向定位孔‑25；

[0052] 螺钉‑26；弹簧‑27；限位块‑28。

具体实施方式

[0053] 以下结合附图和具体实施对本发明作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚，能够帮助本领域技术人员全面、有效地了解本发明的实质内容，达到
在知悉本发明内容的情况下重复实现所述技术方案的程度。需说明的是，附图均采用非常
简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

[0054] 如在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“或”
通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。术语“多个”通常以
包括两个或两个以上的含义而进行使用的。

[0055] 如背景技术，掩模版图形盒用的升降装置中丝杆与双层导轨不平行，导致机构运动的卡死或损坏丝杆的问题，除此之外，由于复位的不正确也影响掩模版图形盒的正常开
启和锁闭，甚至于还会损坏运动机构。

[0056] 如图1所示，掩模版图形盒用的升降装置包括版架承载台1、版盒盖承载台2、电机5和丝杠螺母。实际应用时，掩模版图形盒被放置在版架承载台1上，而掩模版图形盒的盖子
与版盒盖承载台2相配合。当需要取放掩模版时，版架承载台1静止，电机5通过丝杠螺母驱
动版盒盖承载台2向上运动，使版盒盖承载台2远离版架承载台1以开启盖子，之后机械手在
版架承载台1上取放掩模版。取放掩模版结束后，电机5又通过丝杠螺母驱动版盒盖承载台2
复位以锁闭盖子。通常情况下，版盒盖承载台2需要复位到指定位置，才能保证掩模版图形
盒能够锁闭，一旦复位不正确，便会出现掩模版图形盒无法锁闭的情况，而且复位不正确也
会导致后续版盒盖承载台2的运动位置出现偏差，影响掩模版的正常取放。

[0057] 更详细地，所述丝杠螺母包括螺母3和丝杆4，丝杆4的上端连接版盒盖承载台2，而螺母3通过轴承安装在版架承载台1的电机基座上。同时电机5也安装在电机基座上，电机5
通过同步带驱动螺母3转动，进而螺母3驱动丝杆4轴向移动，而丝杆4又带动版盒盖承载台2
竖向移动。但是Z向(即竖向)的安装空间较小，而版盒盖承载台2的运动行程又较大，因此，
无法将版盒盖承载台2直接安装在版架承载台1上，因此引入了双层导轨来安装版盒盖承载
台2，即：将中转板6通过第一层直线导轨7安装在版架承载台1上，再将版盒盖承载台2通过
第二层直线导轨8安装在中转板6上，这样做节约了竖向安装空间，同时也实现了在竖直方
向上的大位移。

[0058] 但是，发明人发现，双层导轨的介入，使得丝杆4与双层导轨间的平行度难以得到保证(即双层导轨与丝杆4不平行)，从而导致运动过程出现卡死以及损坏丝杆4的问题，这
样影响了掩模版的取放，降低了生产效率，也提高了生产成本。除此之外，版盒盖承载台2复
位时，通常根据电机5上的编码器所采集的数据来确定复位的位置，即编码器记录电机5的
转动角度，进而确定版盒盖承载台2向上运动的距离，进而根据版盒盖承载台2向上运动的
距离确定向下运动的距离。但是编码器自身分辨率存在误差，再加上丝杆、同步带等误差因
素的影响，很难实现高精度的定位，况且编码器的定位方式也会随着机构的往复运动产生
累计误差，定位精度更难以得到保证，而且有些时候由于定位不准而损伤运动机构。

[0059] 为此，本发明提出了一种柔性传动机构，即使在类似丝杆等做直线运动的从动件与导轨不平行的情况下，仍然能够保证机构顺畅运行，不会出现卡死的问题，而且也不会损
伤运动机构，从而确保相关物件能够被正常输送，由此提高生产效率，降低生产成本。除此
之外，本发明还提出了一种往复运动机构和升降装置，其中往复运动机构包含本发明的柔
性传动机构，而升降装置包括本发明的往复运动机构，但本发明的往复运动机构不限于做
升降运动，而且该往复运动机构包括但不限于用于掩模版图形盒的升降。

[0060] 接下来结合图以及具体的实施例，对本发明提出的柔性传动机构、往复运动机构和升降装置作进一步的说明。

[0061] 实施例一

[0062] 图2为本发明实施例一提供的往复运动机构的结构示意图。如图2所示，本实施例提供了一种往复运动机构，其包括机架11、载物台12、驱动机构、从动机构、导向机构和柔性
传动机构。所述驱动机构、从动机构、导向机构和柔性传动机构均安装在支架11上。其中所
述驱动机构包括原动件，所述从动机构包括从动件。所述柔性传动机构分别连接所述从动
件和载物台12，载物台12安装在导向机构上。

[0063] 所述导向机构至少包括一组导轨滑块机构，以一组为例，具体包括相配合的滑块13和直线导轨14，直线导轨14安装在机架11上并沿Z向延伸。Z向可以是水平方向，也可以是
竖直方向，Z向的具体方位根据实际需要进行设置，本发明不作限定。本实施例中，Z向为水
平方向。且载物台12安装在滑块13上，从而使载物台12沿直线导轨14运动。

[0064] 本实施例中，所述原动件为电机15，所述从动机构为丝杠螺母，其中丝杠螺母中的丝杆即为本实施例所述的从动件，所述丝杠螺母具体包括螺母16和丝杆17，丝杆17亦沿Z向
布置，螺母16则安装在机架11上且只能转动。实际应用时，电机15可通过同步带18驱动螺母
16旋转，进而螺母16驱动丝杆17做轴向移动。由于丝杆17的一端通过所述柔性传动机构连
接载物台12，从而由丝杆17通过柔性传动机构驱动载物台12沿直线导轨14运动。本实施例
中，螺母16可通过轴承安装在机架11上，且螺母16只有一个绕Z轴(即Z向上的转动轴)的旋
转自由度。

[0065] 特别地，载物台12通过柔性传动机构的关系使其还能够相对于丝杆17在X向和Y向上移动，也即载物台12通过柔性传动机构实现了与丝杆17的柔性连接。这样做的目的是，即
使丝杆17与直线导轨14不平行，在柔性传动机构的作用下，载物台12能够偏离丝杆17的方
向而沿着直线导轨14移动，这样做机构运动不会出现卡死的情况，而且也不会损伤丝杆、滑
块等运动机构，可以确保往复运动的可靠性。当然，丝杆17与直线导轨14平行的情况下，载
物台12还是在丝杆17的驱动下沿直线导轨14运动，此时，载物台12在X向和Y向上均未偏离
丝杆17。其中，X向、Y向和Z向相互垂直。

[0066] 需说明的是，电机15包括但不限于通过同步带18驱动螺母16转动，还可以例如通过齿轮传动驱动螺母16转动，或者电机15通过其它减速机构驱动螺母16转动，本发明对电
机15和螺母16之间的动力传递方式不作限定。此外，丝杠螺母优选为滚珠丝杠，摩擦小，传
动精度高，从而实现高精度传动。另外，原动件可以是电机，也可以是液压泵等具有旋转运
动的装置。所述从动件可以是丝杆，也可以是其它能够做往复直线运动的构件，例如液压或
气压系统中的活塞杆。总之，本发明对原动件和从动件的具体实现形式不作限定，只要所述
原动件能够驱动从动机构运动，且所述从动机构能够通过从动件转换为直线运动即可。本
文中，所述从动件可以是丝杆或活塞杆等直线型的构件，这些直线型的构件理论上与直线
导轨平行布置，但由于安装误差或其它因素的影响，直线导轨也可能与这些从动件存在不
平行的情况，于是，当从动件沿轴向移动时，如果没有对不平行的情况进行补偿，则运动机
构会出现卡死的问题，甚至于损坏运动机构，然而柔性传动机构的设置可以较好的解决该
问题，确保运动的顺畅性。

[0067] 接下去假定原动件为电机以及从动机构为滚珠丝杠，进一步对本发明进行说明，但不应以此作为对本发明的限定，本领域技术人员应该能够修改以下描述将其应用于不是
滚珠丝杠，也不是电机的情况。

[0068] 继续参阅图2，电机15和丝杆17上下平行布置，这样有利于减小水平向的体积，以适应在水平向上安装空间较小的情况。当然在其他情况下，电机15和丝杆17也可前后或左
右平行布置，从而减小竖直方向上的体积，以适应在竖向上安装空间较小的情况。

[0069] 图3为本发明实施例一提供的柔性传动机构的分解示意图。如图3所示，所述柔性传动机构包括X向调整件19、Y向调整件21和调整底座22。

[0070] X向调整件19与丝杆17的一端固定连接，使X向调整件19与丝杆17保持相对静止，但固定连接的方式可以是可拆卸连接或不可拆卸连接，优选可拆卸连接，方便更换。可选
的，丝杆17的一端通过锁紧螺母23与X向调整件19紧固(参阅图2)。例如X向调整件19设置有
中心孔(未标注)，该中心孔具有内螺纹而与丝杆17上的外螺纹配合锁紧，同时又在丝杆17
上紧固锁紧螺母23。

[0071] Y向调整件21可移动地设置在X向调整件19上，且Y向调整件21能够相对于X向调整件19沿X向移动(即X向调整件19和Y向调整件21通过移动副相连)。可选的，Y向调整件21为U
型结构，而X向调整件19插入U型结构的U型槽内形成移动副，当然两者也可相反设置，本发
明对形成移动副的具体实现方式不作要求。本实施例中，Y向调整件21相对于X向调整件19
仅具有沿X向移动的自由度。

[0072] 优选的，所述柔性传动机构还包括X向限位装置，用于限制Y向调整件21和调整底座22沿X向移动的最大距离。所述X向限位装置可包括形成于调整底座22上的内腔(未标注，
可参阅图2)，且所述内腔的一端开口以允许安装X向调整件19和Y向调整件21，但X向调整件
19与所述内腔在X向上存在一定的空隙，从而允许Y向调整件21和调整底座22在X向上移动
一定距离，因此，该空隙限定了Y向调整件21和调整底座22沿X向移动的最大距离。可选的，Y
向调整件21上形成有避让孔(未标注)，用于避让锁紧螺母23和丝杆，而所述避让孔具体形
成于Y向调整件21的中心。

[0073] 调整底座22可移动地设置在Y向调整件21上，且调整底座22能够相对于Y向调整件19沿Y向移动(即调整底座22在Y方向上的移动自由度未被限定，而其它自由度均被限定)。
优选的，所述柔性传动机构还包括Y向限位装置，用于限制调整底座22沿Y向移动的最大距
离。所述Y向限位装置包括Y向定位销24和Y向定位孔25，至少两个Y向定位销24设置在Y向调
整件21上，至少两个Y向定位孔25设置在调整底座22上，两个Y向定位销24各自与一个Y向定
位孔25相配合以限制调整底座22在X向移动的自由度，同时Y向定位孔25在Y向上的尺寸允
许调整底座22在Y向上移动一定距离，以此限定调整底座22在Y向移动的最大行程。可选的，
Y向定位孔25为腰形孔，且每个Y向定位孔25的长轴沿着Y向设置。

[0074] 调整底座22还进一步与载物台12固定连接，使调整底座22与载物台12保持相对静止，但固定连接的方式可以是可拆卸连接或不可拆卸连接，优选可拆卸连接，方便更换。本
实施例中，调整底座22通过两颗螺钉26与载物台12可拆卸连接。此外，调整底座22在Y向移
动的最大行程，包括沿Y向的正方向以及负方向移动的最大距离，该最大距离根据实际偏差
情况进行设定。另外，Y向调整件21和调整底座22(即整体)在X向移动的最大行程，包括沿X
向的正方向以及负方向移动的最大距离，该最大距离也根据实际偏差情况进行设定。

[0075] 本实施例提供的往复运动机构的工作原理如下：

[0076] 首先电机15通过同步带18拖动螺母16旋转，丝杆17在螺母16的作用下沿轴向运动；进而载物台12在丝杆17的驱动下沿着直线导轨14运动，运动过程中，如果直线导轨14和
丝杆17不平行(即在X向和Y向存在偏差)，即在运动卡顿的位置，Y向调整件21和调整底座22
整体均相对于X向调整件19沿X向微动而带动载物台12也沿X向微动，同时调整底座22相对
于Y向调整件19沿Y方向微动而带动载物台12也沿Y向微动，从而实现运动机构的柔性调整，
保证丝杆17以及滑块13在运动过程中不出现卡死的状况。应理解，在运动卡顿的位置，载物
台12相对于丝杆17沿X向和Y向微动，这样可以补偿因直线导轨与丝杆不平行造成的误差，
使丝杆17不会受到这些误差的影响继续沿其轴向移动，而载物台12仍然沿直线导轨14移
动。因此，所述柔性传动机构的设置，增强了滚珠丝杠对单层或两层及以上导轨的适应性，
在单层或两层以上导轨与丝杆不平行的情况下，仍然能够保证机构顺畅运行，从而确保了
运动的可靠性，提高了传动精度，也避免了滑块、丝杆等运动机构受到损坏的风险，从而降
低了生产成本，提高了生产效率。

[0077] 进一步可选的，所述往复运动机构还包括弹性机构，用于提供弹性力以使调整底座22、Y向调整件21和X向调整件19紧密贴合，以保证传动精度，确保载物台12位置的准确
性。此处，应理解，Y向调整件21实际上在Z向上处于自由状态，如果没有对该方向进行限制，
则难以保证载物台21在运动过程中的位置，因此，通过弹性机构的作用力可以避免该问题。

[0078] 如图2所示，所述弹性机构包括至少一根弹簧27，设置在X向调整件19的一侧，可向载物台12提供弹性力，以使调整底座22、Y向调整件21和X向调整件19处于紧贴状态。但弹簧
27的数量不作要求，既可以是一根，也可以是两根及两根以上。可选的，载物台12紧邻X向调
整件19设置，此时，可在X向调整件19的表面形成凹槽，并在载物台12的表面形成另一个凹
槽，两个凹槽合围形成一个空腔，且弹簧27放置在所述空腔内。机构运动过程中，弹簧27压
缩变形并向载物台12提供弹性作用力，使调整底座22、Y向调整件21和X向调整件19紧密贴
合。

[0079] 进一步可选的，所述往复运动机构还包括机械限位装置，用于限定载物台12往回移动的最大距离，也即限定了载物台12的起始位置，这样做可保证载物台12复位的精度。如
图2所示，所述机械限位装置包括至少一个限位块28，设置在载物台12的一侧，用于与载物
台12抵靠以限制载物台12的运动，但限位块28既可以设置在机架11上，也可设置在例如直
线导轨14上，本发明对此不作限定。详细地，当载物台12例如沿Z向的负方向运动时，如果载
物台12与限位块28接触，则载物台12停止运动，此时，即确定了载物台12的起始位置(即零
点位置)。本实施例中，限位块28为精密加工件，其与载物台12接触的表面为精加工面，即使
随着机构的运动产生累计误差，也可以较好的保证重复定位的精度。本文中，向左运动即为
Z方向的正方向(即Z+)，向右运动为Z方向的负方向(即Z‑)。另外，通过弹簧27还可提供缓
冲，避免与限位块27接触时对机构造成损伤。

[0080] 进一步可选的，所述往复运动机构还包括电气限位装置，用于确定载物台12往回移动时电机停止运转(即滚珠丝杠停止运转)的时间，以此更进一步保证每次复位能够精准
到位。通常的，电机停止运转的时间需要大于载物台12从工作位置返回到起始位置时的时
间，这样可确保载物台12与限位块28完全接触而不会出现分离的情况。这里，工作位置指的
是，载物台12从起始位置起向远离限位块28的方向运动时的最远位置(例如向图中Z+方向
运动)。更具体的，当载物台12与限位块28接触时，电机15并不立即停止运转，而使电机15继
续运转一段时间，这样可拖动螺母16继续转动，而丝杆17受螺母16拉动，继续沿Z‑方向移
动，X向调整件19也跟随丝杆17同向移动，直至X向调整件19移动至电气限位所限定的位置
后，电机15停止运转，滚珠丝杠也同时停止运动，这样可进一步克服误差的影响，更有效地
确保载物台12每次复位能够精准到位。

[0081] 所述电气限位装置包括至少一个传感器(未图示)，设置在调整底座22上，用于感测X向调整件19的位置，以便根据传感器所感测到的X向调整件19的位置确定电机15停止运
转的时间。所述往复运动机构还优选包括上位机(未图示)，与所述传感器通信连接。当X向
调整件19在传感器的感应范围内时，所述传感器向上位机输出第一信号，而当X向调整件19
不在传感器的感应范围内时，所述传感器向上位机输出第二信号，第二信号不同于第一信
号。更详细地，当调整底座22、X向调整件19以及Y向调整件21紧密贴合时(即载物台12没有
与限位块28抵靠时)，X向调整件19位于传感器的感应范围之内，使得传感器始终能够感测
到X向调整件19而输出第一信号，进而当载物台12与限位块28抵靠后，X向调整件19继续随
丝杆17移动而移动至传感器的感应范围之外时，所述传感器输出第二信号。当所述上位机
接收到第二信号时，向电机15发出停机指令，电机15停止运转，滚珠丝杠也停止运动。但是
本发明对传感器的类型不作限定，包括但不限于红外线感应器或电感式传感器。

[0082] 为了使传感器能够有效地感测到X向调整件19的位置，本实施例中，X向调整件19上形成有朝向传感器方向的表面凸起191(参阅图3)，使传感器能够感测表面凸起191的位
置，从而确定X向调整件19的位置。因为传感器通常有其固有的感应距离，如果固有的感应
距离较小，而X向调整件19原本与传感器间的距离较大而无法被感测到的时候，可在X向调
整件19上设置额外的凸起来缩短它们之间的距离，使传感器只要感测凸起的位置即可确定
X向调整件19的位置。同时Y向调整件21上形成有通孔结构211(参阅图3)，用于避让表面凸
起191，防止Y向调整件21沿X向运动时与表面凸起191干涉，因此，表面凸起191插入通孔结
构211，且通孔结构211的尺寸大于表面凸起191而不限制Y向调整件21的运动。但通孔结构
211包括但不限于为腰形孔，同样的，表面凸起191包括但不限于为圆形凸起。

[0083] 进一步的，所述传感器与通孔结构211在轴向上对准，使得所述传感器直接透过通孔结构211感测表面凸起的位置。

[0084] 实施例二

[0085] 图4是本发明实施例二提供的升降装置的结构示意图。如图4所示，本实施例还提供了一种升降装置，不仅可实现掩模版图形盒的升降，还可以实现其它类似有升降需求的
情况。具体的，所述升降装置包括实施例一所提供的往复运动机构，此时，前述Z向即为竖直
方向，而X向和Y向均为水平方向。并且本实施例提供的往复运动机构与实施例一基本相同，
因此本实施例对往复运动机构的具体结构不再详细叙述，且为了便于了解和说明情况，以
不同的附图标记表示本实施例的往复运动机构。

[0086] 如图4所示，本实施例的往复运动机构包括机架31、载物台32、驱动机构、从动机构、导向机构和柔性传动机构。所述导向机构包括但不限于双层导轨，还可以是单层导轨，
或者更多层的导轨。以下描述中，双层导轨仅是作为示例对升降装置进行说明，但不应以此
作为对本发明的限定。

[0087] 所述导向机构包括两组导轨滑块机构，其中一组包括相配合的第一滑块331和第一层直线导轨341，另一组包括相配合的第二滑块332和第二层直线导轨342，第一滑块331
通过第一层直线导轨341安装在机架31上，第二滑块332通过第二层直线导轨342安装在第
一滑块331上，而载物台32安装在第二滑块332上。当然所有的直线导轨均竖直方向(即Z向)
延伸。所述驱动机构包括电机35(即原动件)。所述从动机构包括螺母36和丝杆37，这里的丝
杆37即为从动件，所述柔性传动机构包括X向调整件、Y向调整件和调整底座，图4中并未示
出X向调整件和Y向调整件，但具体可参阅图2。此外，整个柔性传动机构安装在载物台32上，
丝杆37穿过载物台32与X向调整件固定连接，调整底座22与载物台32固定连接。

[0088] 实际应用时，电机35通过同步带38驱动螺母36转动，丝杆37在螺母36的驱动下沿竖直方向向上运动(即Z方向的正方向，定义为Z+)，从而带动载物台32沿着双层导轨向上运
动，运动过程中，若双层导轨与丝杆37不平行，则Y向调整件和调整底座相对于X向调整件沿
水平方向的X向微动，同时调整底座22相对于Y向调整件沿水平方向的Y向微动，从而实现载
物台32沿X向和Y向的微动，从而确保载物台32在升降过程中不会出现卡死的情况，提高升
降运动的可靠性。

[0089] 本实施例中，机架31包括承载台311，其被固定设置，且载物台32设置于承载台311的上方。承载台311可放置类似掩模版图形盒的盒状件，而载物台32能够实现盒状件的开启
和锁闭。即载物台32与盒状件的盖子配合，通过驱动盖子相对于盒体运动可以实现盖子的
开启和锁闭，从而实现盒内内容物的取放。在一非限制性的应用中，载物台32可充当版盒盖
承载台，实现掩模版的取放。

[0090] 进一步的，承载台311优选形成机械限位装置，即通过载物台32与承载台311相抵靠来确定载物台32的起始位置(即向下运动的最大距离)，这样做可确保载物台32在每次复
位时与版架承载台311完全贴合，从而保证每次复位能够精准到位。这样做，尤其在掩模版
图形盒的升降过程中，可确保版盒盖承载台复位时与版架承载台贴合到位，从而确保掩模
版图形盒的正常开启和锁闭，保证了掩模版的取放精度。更进一步的，当载物台32与承载台
311相抵靠后，电机35继续带动丝杆37运动，直至X向调整件移动至传感器的感应范围之外，
所述上位机控制电机35停止运转，这样做可以克服机构往复运动所产生的累计误差以及其
他各种误差的影响，进一步保证了每次复位的精度。

[0091] 当然，在本实施例的升降装置中，如实施例一所述，对驱动机构和从动机构的具体实现形式不作限定。例如在一些实施例中，从动机构为滚珠丝杠，与此同时配合类似电机等
旋转运动的原动件驱动滚珠丝杠运动，从而实现高精度、高效率的传动，此情况下，该升降
装置可实现掩模版图形盒的升降。

[0092] 综上，根据本发明实施例提供的技术方案，通过设置柔性传动机构，解决了类似丝杆等的直线型从动件与导轨不平行的情况下机构运动出现卡死的问题，从而提高了机构运
动的可靠性，也进一步保证了相关物件传输、取放等的可靠性，由此提高了生产效率，降低
了生产成本。

[0093] 此外，由机械限位装置和电气限位装置相结合有效保证了机构复位的精度，这样做可以克服编码器自身误差、以及丝杆、减少机构等误差因素的影响，实现更高精度的定
位。

[0094] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围
之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。