CN114367970B - 具有从动末端执行器运动的机器人 - Google Patents

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Abstract

一种设备具有：驱动单元，其具有可围绕第一转动轴线转动的第一驱动轴和可围绕第二转动轴线转动的第二驱动轴，第二驱动轴与第一驱动轴同轴且部分在其内并且可在第一驱动轴内轴向转动。机器手臂具有：上臂，其在第一驱动轴处连接至驱动单元；联接至上臂的前臂，前臂在第一旋转关节处联接至上臂并且可围绕第一旋转关节转动，第一旋转关节可由联接至第二驱动轴的第一带布置致动；和联接至前臂的末端执行器，末端执行器在第二旋转关节处联接至前臂并且可围绕第二旋转关节转动，第二旋转关节可由联接至第一旋转关节的第二带布置致动。第二带布置被配置成提供可变传动比。

Description

具有从动末端执行器运动的机器人
本申请是申请日为2016年3月11日、申请号为201680015058.0、发明名称为“具有从动末端执行器运动的机器人”的申请的分案申请。
技术领域
示例性和非限制性实施例大体涉及具有末端执行器的机器人，并且更特别地涉及具有从动末端执行器运动的机器人。
背景技术
用于诸如与半导体、LED、太阳能、MEMS或其他装置的制造相关联等应用的真空、大气和受控环境处理利用机器人技术和其他形式的自动化以将基底和与基底相关联的承载件运送到存储地点、处理地点或其他地点和从存储地点、处理地点或其他地点运送基底和与基底相关联的承载件。基底的这种运送可以是用运送一个或多个基底的单个臂或者每个臂运送一个或多个基底的多个臂来移动单独的基底、成组的基底。大部分的例如与半导体制造相关联的制造是在其中占地和体积非常珍贵的清洁或真空环境中完成的。此外，大部分的自动化运送是在运送次数的最小化造成循环时间的减小和相关联的设备的增加的吞吐量和利用率的情况下进行的。
发明内容
以下发明内容仅仅旨在示例性的。发明内容不旨在限制权利要求的范围。
依照一个方面，一种设备具有：驱动单元，其具有可围绕第一转动轴线转动的第一驱动轴和可围绕第二转动轴线转动的第二驱动轴，第二驱动轴与第一驱动轴同轴且部分在其内并且可在第一驱动轴内轴向转动。机器手臂具有：上臂，其在第一驱动轴处连接至驱动单元；联接至上臂的前臂，前臂在第一旋转关节处联接至上臂并且可围绕第一旋转关节转动，第一旋转关节可由联接至第二驱动轴的第一带布置致动；和联接至前臂的末端执行器，末端执行器在第二旋转关节处联接至前臂并且可围绕第二旋转关节转动，第二旋转关节可由联接至第一旋转关节的第二带布置致动。第二带布置被配置成提供可变传动比。
依照另一方面，一种设备具有：驱动单元，其具有可围绕第一转动轴线转动的第一驱动轴、可围绕第二转动轴线转动的第二驱动轴和可围绕第三转动轴线转动的第三驱动轴，第二驱动轴与第一驱动轴同轴且部分在其内并且可在第一驱动轴内轴向转动，并且第三驱动轴与第二驱动轴同轴且部分在其内并且可在第二驱动轴内轴向转动。机器手臂具有：上臂，其在第一驱动轴处连接至驱动单元；联接至上臂的前臂，前臂在第一旋转关节处联接至上臂并且可围绕第一旋转关节转动，第一旋转关节可由单级带布置致动，单级带布置包括可由第三驱动轴致动的第一肩带轮、部分形成第一旋转关节的第一肘带轮和配置成在第一肩带轮与第一肘带轮之间传递运动的皮带、带或线缆；联接至前臂的第一末端执行器和第二末端执行器，第一末端执行器和第二末端执行器在第二旋转关节处联接至前臂，第一末端执行器和第二末端执行器的定向通过两级带布置来控制。两级带布置的第一级包括可由第二驱动轴致动的第二肩带轮、部分形成第一旋转关节的第二肘带轮和配置成在第二肩带轮与第二肘带轮之间传递运动的上带、皮带或线缆。两级带布置的第二级包括联接至第二肘带轮的第三肘带轮、联接至第一末端执行器的第一腕带轮和配置成在第三肘带轮与第一腕带轮之间传递运动的第一下皮带、带或线缆，并且其中两级带布置的第二级进一步包括联接至第二肘带轮的第四肘带轮、联接至第二执行器的第二腕带轮和配置成在第四肘带轮与第二腕带轮之间传递运动的第二下皮带、带或线缆。第一肩带轮与第一肘带轮之间的运动、第二肩带轮与第二肘带轮之间的运动、第三肘带轮与第一腕带轮之间的运动和第四肘带轮与第二腕带轮之间的运动中的至少一个处于可变传动比。
依照另一方面，一种设备具有：驱动单元，其具有可围绕第一转动轴线转动的第一驱动轴、可围绕第二转动轴线转动的第二驱动轴和可围绕第三转动轴线转动的第三驱动轴，第二驱动轴与第一驱动轴同轴且部分在其内并且可在第一驱动轴内轴向转动，并且第三驱动轴与第二驱动轴同轴且部分在其内并且可在第二驱动轴内轴向转动。第一机器手臂具有：第一上臂，其在第一驱动轴处连接至驱动单元；联接至第一上臂的第一前臂，第一前臂在第一旋转关节处联接至第一上臂，第一旋转关节可使用第一带布置由第二驱动轴致动；和联接至第一前臂的第一末端执行器，第一末端执行器在第三旋转关节处联接至第一前臂，第三旋转关节可使用第三带布置由第一旋转关节致动。第二机器手臂具有：第二上臂，其在第三驱动轴处连接至驱动单元；联接至第二上臂的第二前臂，第二前臂在第二旋转关节处联接至第二上臂，第二旋转关节可使用第二带布置由第二驱动轴致动；和联接至第二前臂的第二末端执行器，第二末端执行器在第四旋转关节处联接至第二前臂，第四旋转关节可使用第四带布置由第二旋转关节致动。第一带布置、第二带布置、第三带布置和第四带布置中的至少一个具有可变传动比。
附图说明
在结合附图进行的以下描述中说明前述方面和其他特征，其中：
图1是运送设备的俯视图；
图2是运送设备的俯视图；
图3是运送设备的侧视图；
图4是运送设备的俯视图；
图5是运送设备的俯视图；
图6是运送设备的俯视图；
图7是运送设备的俯视图；
图8是运送设备的俯视图；
图9是运送设备的侧视图；
图10是运送设备的俯视图；
图11是运送设备的俯视图；
图12是运送设备的侧视图；
图13A至图13C是运送设备的俯视图；
图14A是运送设备的俯视图；
图14B是运送设备的侧视图；
图15A至图15C是运送设备的俯视图；
图16是运送设备的俯视图；
图17是运送设备的侧视图；
图18A是运送设备的俯视图；
图18B是运送设备的侧视图；
图19A至图19C是运送设备的俯视图；
图20A至图20C是运送设备的俯视图；
图21A至图21C是运送设备的俯视图；
图22是运送设备的侧视图；
图23A是运送设备的侧视图；
图23B是运送设备的侧视图；
图24是运送设备的侧视图；
图25A是运送设备的俯视图；
图25B是运送设备的侧视图；
图26A至图26C是运送设备的俯视图；
图27A至图27C是运送设备的俯视图；
图28A至图28C是运送设备的俯视图；
图29A是运送设备的俯视图；
图29B是运送设备的侧视图；
图30A是运送设备的侧视图；
图30B是运送设备的侧视图；
图31是运送设备的俯视图；
图32是运送设备的侧视图；
图33A是运送设备的俯视图；
图33B是运送设备的侧视图；
图34A至图34C是运送设备的俯视图；
图35A至图35C是运送设备的俯视图；
图36是运送设备的侧视图；
图37A是运送设备的俯视图；
图37B是运送设备的侧视图；
图38A是运送设备的俯视图；
图38B是运送设备的侧视图；
图39是运送设备的俯视图；
图40是运送设备的侧视图；
图41A是运送设备的俯视图；
图41B是运送设备的侧视图；
图42A是部分带轮轮廓的图解；
图42B至图42E是运送设备的俯视图；
图43是部分带轮轮廓的图解；
图44是运送设备的俯视图；
图45是轴位置轨迹的图解；
图46是运送设备的俯视图；
图47是轴位置轨迹的图解；
图48是运送设备的侧视图；
图49A是运送设备的俯视图；
图49B是运送设备的侧视图；
图50是运送设备的俯视图；
图51是轴位置轨迹的图解；
图52是运送设备的俯视图；和
图53是轴位置轨迹的图解。
具体实施方式
参考图1，示出有包含示例实施例的特征的运送设备10的俯视图。尽管将参照附图中示出的示例性实施例来描述特征，但应理解的是，特征可以以许多替代形式的实施例来体现。另外，可以使用任何合适的大小、形状或类型的元件或材料。本文中所公开的是可以用于将材料传送到半导体晶片处理工具中的并置的(例如横向偏移)的站和/或从半导体晶片处理工具中的并置的(例如横向偏移)的站传送材料的多连杆(例如三连杆)机器手臂机构。
半导体晶片处理工具10的示例布局被图解性地描绘在图1的俯视图中。在该特定示例中，工具以4对并置的站为特征，例如，一对加载锁12和三对处理模块站14、16、18。本三连杆臂机构被设计成沿着使末端执行器在预定定向的预定路径(例如基本直线路径)例如沿着如图1的示例中所图示的直线路径20提供对工具中的站中的每一个的访问。直线路径可以在给定的子面22上彼此平行，或者替代地相对于彼此成角度。在替代方面，可以限定出任何合适的路径或路径的组合，线性的、圆形的或任何合适的形状或形状的组合。
图2和图3分别示出安装在机器人驱动单元32上的根据所公开的实施例的机器手臂机器30的俯视和侧视图的图解。臂机构可以由第一连杆(上臂)34和第二连杆(前臂36)和支撑基底40的第三连杆(末端执行器)38组成。机器人28的示例内部布置被图解性地描绘在图3中。臂机构可以由具有两个同轴的轴(例如外T1轴42和内T2轴44)的二轴线主轴驱动。内T2轴44可以部分在外T1轴42内使得内T2轴44可在外T1轴42内转动。机器手臂机构的第一连杆34可以被直接附接至T1轴42。第二连杆36可以经由旋转关节46被联接至第一连杆34，并且使用带布置48由T2轴44致动。带布置48可以包括可附接至T2轴44的肩带轮50、可附接至第二连杆36的肘带轮52和可在两个带轮50、52之间传递运动的带、皮带或线缆54。皮带布置可以以恒定传动比为特征，例如，可以方便地使用1:1比率。然而，可以使用任何其他合适的布置。第三连杆38可以经由旋转关节56被联接至第二连杆36，并且其定向可以由另一带布置58约束。带布置58可以包括可连接至第一连杆34的肘带轮60、可连接至第三连杆38的腕带轮62和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆64。带布置可以以可变传动比为特征。可变传动比可以例如使用具有非圆形轮廓的至少一个带轮来实现。作为示例，参考图3，腕带轮可以以非圆形轮廓为特征。利用非圆形带轮的臂的示例被公开在2013年3月15日提交的并且题为“具有有着不等连杆长度的臂的机器人”的美国专利申请号13/833,732中，该申请的全部内容特此通过引用并入本文。
可变传动比可以被选择成使得第三连杆(末端执行器)38的定向根据第一和第二连杆34、36的相对位置以预定方式改变。第一和第二连杆34、36的相对位置可以方便地用两个连杆之间的夹角来表达。替代地，第三连杆(末端执行器)38的定向可以根据连杆、轴或别的相对位置以预定方式改变。通过示例的方式，传动比可以被以如下方式选择：使得在第一和第二连杆被相应地致动时可以允许第三连杆上的参考点(典型地是末端执行器的名义中心70)遵循使第三连杆(末端执行器)在预定(但并不一定恒定)定向的预定路径。作为示例，路径72、74、76、78可以被选择为如图4中所图示的对图1的站82中的一个的访问路径。此外，传动比可以被选择成使得臂可以访问相邻的站82，如图5中所示。T1和T2轴42、44也可以转动以将臂机构重新定向以访问另一对站86、88或90、92，如图6和图7中所图示的。
尽管机器手臂机构的初始位置被示出在相邻的并置站之间的对称轴线上，但需注意的是可以使用任何其他初始位置。还需注意的是，机器人的驱动单元可以以其它轴线为特征，以便于臂机构的竖直升降，例如以拾取和放置由末端执行器承载的晶片。在替代方面，可以提供其他附加旋转轴线和/或臂。在替代方面，附接至T2轴的肩带轮与附接至第二连杆的肘带轮之间的带布置以可变传动比为特征、例如使用至少一个非圆形带轮。可变传动比被选择成使得臂的延伸部由T轴驱动同时T2轴保持静止不动。在替代方面，可变传动比可以被选择成使得T2轴在机器手臂沿着预定路径延伸时遵循预定运动轮廓。在替代方面，约束第三连杆的定向的机构包括附加带布置。
例如，如图8中所图解性地描绘的，第三连杆102的定向可以由可包括可以与肘关节108(第一连杆与第二连杆之间的旋转关节)同轴且相对于两个第一连杆110和第二连杆112自由转动的肘带轮106、可以被连接至第三连杆102的腕带轮114和可以在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆116的带布置104约束。肘带轮的运动由可以包括被附接至T2轴122的带轮120、被附接至肘带轮106的带轮124和可以在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆126的另一带布置118约束。两个带布置可以以恒定或可变传动比为特征。作为示例，如果两个带布置以恒定1:1比率为特征，并且如果第二连杆被联接至T2轴，则末端执行器在臂通过致动T1轴而延伸和撤回时保持恒定的定向。
所公开的方面可以类似地应用于可用于将材料传送到半导体晶片处理工具中的并置(横向偏移)站/从半导体晶片处理工具中的并置(横向偏移)站传送材料的双末端执行器臂机构。在这里，半导体晶片处理工具210的示例布局被图解性地描绘在图10的俯视图中。在该特定示例中，工具以4对并置站为特征，例如，一对加载锁220和3对处理模块站230和运送室或模块232。
本实施例臂机构可以被设计成沿着使末端执行器在预定定向的预定路径236(例如基本直线路径)，例如沿着如图10的示例中所图示的直线路径提供对工具中的站中的每一个的访问。
图11和图12示出了安装在机器人驱动单元252上的机器手臂机构250的俯视和侧视图的图解。臂机构可以由第一连杆(上臂)254、使末端执行器A 258和末端执行器B 260枢转的第二连杆(前臂)256组成。机器人的示例内部布置被图解性地描绘在图11和图12中。臂机构可以由具有三个同轴的轴(例如外T1轴262、T2轴264和内T3轴266)的三轴线主轴驱动。T2轴264可以部分在外T1轴262内，并且内T3轴266可以部分在T2轴264内。机器手臂机构的第一连杆可以被直接附接至T1轴。第二连杆可以经由旋转关节(肘关节)被联接至第一环，并且使用带布置由T3轴致动。带布置可以包括可附接至T3轴的第一肩带轮、可附接至第二连杆的第二肘带轮和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆。皮带布置可以以恒定或可变传动比为特征，例如，可以方便地使用1:1比率。然而，可以使用任何其他合适的布置。末端执行器A可以经由旋转关节(腕关节)被联接至第二连杆，并且其定向可以由两级带布置控制。带布置的第一级可以包括可连接至T2轴的第二肩带轮、第二肘带轮和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆。带布置的第一级可以以恒定或可变传动比为特征，例如，可以方便地使用1:1比率。带布置的第二级可以包括可连接至第二肘带轮的第三肘带轮、可连接至末端执行器A的第一腕带轮和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆。带布置的第二级可以以可变传动比为特征。可变传动比可以例如使用具有非圆形轮廓的至少一个带轮来实现。作为示例，参考图11和图12，腕带轮可以以非圆形轮廓为特征。利用非圆形带轮的臂的示例被公开在2013年3月15日提交的并且题为“具有有着不等连杆长度的臂的机器人”的美国专利申请号13/833,732中，该申请的全部内容特此通过引用并入本文。利用非圆形带轮的臂的另一示例被公开在2015年3月12日提交的并且题为“2自由度3连杆机器手臂机构”的美国临时专利申请号62/132,066中，该申请的全部内容特此通过引用并入本文。
可变传动比可以被选择成使得末端执行器A的定向根据第一和第二连杆与T2轴的相对位置以预定方式改变。例如，它可以被选择成使得末端执行器A可以如图13A至图13C中所图示的遵循到站的路径，或者，取决于T2轴的运动，也如图13A至图13C中所示折叠到侧面。类似地，末端执行器B可以经由旋转关节(腕关节)被联接至第二连杆，并且其定向可以由两级带布置控制。带布置的第一级与末端执行器A共享。带布置的第二级可以包括可连接至第二肘带轮的第四肘带轮、可连接至末端执行器B的第二腕带轮和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆。带布置的第二级可以以交叉的配置来配置，如图11和图12中所图示的，并且可以以可变传动比为特征。可变传动比可以例如使用具有非圆形轮廓的至少一个带轮来实现。作为示例，参考图11和图12，腕带轮可以以非圆形轮廓为特征。可变传动比可以被选择成使得末端执行器B的定向根据第一和第二连杆与T2轴的相对位置以预定方式改变。例如，它可以被选择成使得末端执行器A可以如图13A至图13C中所图示的遵循到站的路径，或者，取决于T2轴的运动，也如图13A至图13C中所示折叠到侧面。
尽管臂机构被示出为当它访问图13A至图13C中的左侧站时是右手侧的(肘关节在从肩关节到腕关节的线的右手侧)和当它访问图13A至图13C中的右侧站时是左手侧的，但在替代实施例中，机构可以被配置成使得它当访问左侧站时是左手侧的和当访问右侧站时是右手侧的。
在又另一替代实施例中，第二连杆可以由T2轴致动并且末端执行器的定向可以由T3轴控制。现在参考图14A和图14B，示出有安装在机器人驱动单元302上的机器手臂机构300的俯视和侧视图的图解，包括机器人的示例内部布置。臂机构可以由左连杆装置304和右连杆装置306组成。臂机构可以由具有三个同轴的轴(例如外T1轴308、T2轴310和内T3轴312)的三轴线主轴驱动。T2轴310可以部分在外T1轴308内，并且内T3轴312可以部分在T2轴310内。左连杆装置可以由左第一连杆(上臂)314、左第二连杆(前臂)316和左第三连杆(末端执行器)318组成。左第一连杆可以被直接连接至T1轴。左第二连杆可以经由旋转关节被联接至左第一环，并且使用带布置由T2轴约束。带布置可以包括可附接至T2轴的第一肩带轮、可附接至第二连杆的左肘带轮和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆。带布置可以以可变传动比为特征。然而，可以使用任何其他合适的布置。左第三连杆可以经由旋转关节被联接至左第二连杆，并且其定向可以由另一带布置约束。带布置可以包括可连接至左第一连杆的左肘带轮、可连接至左第三连杆的左腕带轮和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆。带布置可以以可变传动比为特征。可变传动比可以例如使用具有非圆形轮廓的至少一个带轮来实现。作为示例，参考图14A和图14B，腕带轮可以以非圆形轮廓为特征。可变传动比可以被选择成使得左第三连杆(末端执行器)的定向根据左第一连杆和左第二连杆的相对位置以预定方式改变。左第一连杆和左第二连杆的相对位置可以方便地用两个连杆之间的夹角来表达。例如，两个带布置的传动比可以被以如下方式选择：使得当左第一连杆由T1轴致动且T2轴被保持静止不动时可以允许左第三连杆上的参考点(典型地是末端执行器的名义中心)遵循使左第三连杆(末端执行器)具有预定(例如，恒定)定向的预定路径。
作为示例，路径可以被选择为如图15A至图15C中所图示的对图10的站中的一个的访问路径。再次参考图14A和图14B，右连杆装置可以基本上被配置为左连杆装置的镜像图像。它可以由右第一连杆(上臂)320、右第二连杆(前臂)322和右第三连杆(末端执行器)324组成。右第一连杆可以被直接附接至T3轴。右第二连杆可以经由旋转关节被联接至右第一环，并且使用带布置由T2轴约束。带布置可以包括可附接至T2轴的第二肩带轮、可附接至第二连杆的左肘带轮和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆。类似于左连杆装置，皮带布置可以以可变传动比为特征。然而，可以使用任何其他合适的布置。
右连杆装置的其余组成部件可以基本上被配置为左连杆装置的镜像图像，并且右连杆装置的操作以镜像的方式基本上等效于左连杆装置。此外，T1、T2和T3轴可以同步转动以将臂机构重新定向以访问另一对站。
尽管左连杆装置在图15A至图15C中被示出为左手侧的(肘关节在从肩关节到腕关节的线的左手侧)并且右连杆装置在图15A至图15C中被描绘为右手侧的，但在替代实施例中，机构可以被配置成使得左连杆装置是右手侧的并且右连杆装置是左手侧的。
在又另一替代实施例中，右上臂可以由T2轴致动并且右和左前臂的定向可以由T3轴约束。
所公开的方面可以类似地应用于可用于将材料传送到半导体晶片处理工具中的并置(横向偏移)站/从半导体晶片处理工具中的并置(横向偏移)站传送材料的双末端执行器机器手臂机构。半导体晶片处理工具410的示例布局被图解性地描绘在图16的俯视图中。在该特定示例中，工具以4对并置站为特征，例如，一对加载锁412和联接至运送室416的3对处理模块站414。
所公开的臂机构可以沿着使末端执行器在预定定向的预定路径(例如基本直线路径418、420)、例如沿着如图16的示例中所图示的直线路径418、420提供对工具中的站中的每一个的访问。
图17示出具有安装在机器人驱动单元454上的根据一个实施例的示例机器手臂机构452的机器人450的侧视图的图解。臂机构可以由第一连杆(上臂)456、第二连杆(前臂)A458、末端执行器A 460、第二连杆(前臂)B 462和末端执行器B 464组成。图17的机器人450的示例内部布置被图解性地描绘在图18A和图18B中。臂机构可以由具有三个同轴的轴(例如外T1轴470、T2轴472和内T3轴474)的三轴线主轴454驱动。机器人的第一连杆456可以被直接附接至T1轴70。第二连杆A 458可以经由旋转关节(肘关节)480被联接至第一连杆456，并且使用带布置482由T3轴474致动。带布置482可以包括可附接至T3轴474的肩带轮A 484、可附接至第二连杆A 458的肘带轮A 486和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆488。皮带布置可以以恒定或可变传动比为特征，例如，可以方便地使用1:1比率。然而，可以使用任何其他合适的布置。类似地，第二连杆B 462可以经由旋转关节(肘关节)480被联接至第一连杆456，并且使用带布置483由T2轴472致动。末端执行器A 460可以经由旋转关节(腕关节)被联接至第二连杆A 458，并且其定向可以由另一带布置492约束。带布置可以包括可连接至第一连杆的肘带轮494，和可以连接至末端执行器A 460的腕带轮496，和可在两个带轮之间传递运动的带498、皮带或线缆。带布置可以以可变传动比为特征。可变传动比可以例如使用具有非圆形轮廓的至少一个带轮来实现。作为示例，参考图18A至图18B，腕带轮可以以非圆形轮廓为特征。利用非圆形带轮的臂的示例被公开在2013年3月15日提交的并且题为“具有有着不等连杆长度的臂的机器人”的美国专利申请号13/833,732中，该申请的全部内容特此通过引用并入本文。利用非圆形带轮的臂的另一示例被公开在2015年3月12日提交的并且题为“2自由度3连杆机器手臂机构”的美国临时专利申请号62/132,066中，该申请的全部内容特此通过引用并入本文。利用非圆形带轮的臂的另一示例被公开在2015年3月19日提交的并且题为“具有两个末端执行器的臂机构”的美国临时专利申请号62/135,490中，该申请的全部内容特此通过引用并入本文。
可变传动比可以被选择成使得末端执行器A 460的定向根据第一连杆456和第二连杆A 458的相对位置以预定方式改变。例如，它可以被选择成使得末端执行器A 460可以如图19A至图19C中所图示的遵循到站的路径。
类似地，末端执行器B 464可以经由旋转关节(腕关节)502被联接至第二连杆B462，并且其定向可以由又另一带布置504约束。带布置504可以包括可连接至第一连杆456的肘带轮506、可连接至末端执行器B 464的腕带轮508和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆510。带布置可以以可变传动比为特征。可变传动比可以例如使用具有非圆形轮廓的至少一个带轮来实现。作为示例，参考图18A和图18B，腕带轮可以以非圆形轮廓为特征。可变传动比可以被选择成使得末端执行器B的定向根据第一连杆和第二连杆B的相对位置以预定方式改变。例如，它可以被选择成使得末端执行器B可以如图19A至图19C中所图示的遵循到站的路径。
机器人的典型操作被图示在图19至图21中。图19A至图19C示出处于撤回位置的机器人450，利用末端执行器A访问左站530和使用末端执行器B访问同一站。这允许机器人在左站中执行迅速的材料交换。类似地，图20A至图20C描绘了机器人450，其利用末端执行器A和B访问站B 532，允许了机器人在站B中执行迅速的材料交换。最后，图21A至图21C图示出机器人可以使两个末端执行器460、464延伸以同时访问左530和右532站。此外，T1、T2和T3轴可以同步转动以将臂机构重新定向以访问另一对站或站(多个)的任何合适的组合。
图17至图21的示例示出了具有以同轴方式配置的肘关节的机器手臂机构。然而，肘关节540可以被以偏移的方式配置为两个分离的关节542、544，如图22的示例机器人450’中所图解性地描绘的。附加替代示例实施例被图解性地示出在图23A和图23B中。图23A示出机器人600，具有驱动器602、共用的上臂604、有着共用肘610的前臂A 606和前臂B 608。在这里，机器人600被示出为具有在各自的腕关节处被安装至前臂604、606的顶表面的末端执行器，其中机器人600可以被以与机器人450类似的方式驱动和利用。图23B示出机器人600’，具有驱动器602、共用的上臂604、有着共用肘610的前臂A 606’和前臂B 608。在这里，机器人600’被示出为具有在各自的腕关节处被分别安装至前臂604、606’的顶表面和底表面的末端执行器，其中机器人600’可以被以与机器人450类似的方式驱动和利用。
图24示出安装在机器人驱动单元704上的根据实施例的机器手臂机构702的侧视图机器人的图解。臂机构可以由连杆装置A 706和连杆装置B 708组成。图24的机器人700的示例内部布置被图解性地描绘在图25A和图25B中。臂机构可以由具有三个同轴的轴(例如外T1轴710、T2轴712和内T3轴714)的三轴线主轴704驱动。T2轴712可以部分在外T1轴710内，并且内T3轴714可以部分在T2轴712内。连杆装置A 706可以由第一连杆(上臂)716、第二连杆(前臂)718和第三连杆(末端执行器A)720组成。第一连杆可以被直接附接至T3轴714。第二连杆可以经由旋转关节722被联接至第一连杆并且使用带布置724通过T2轴712约束。带布置724可以包括可附接至T2轴712的肩带轮、可附接至第二连杆718的肘带轮和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆。带布置可以以可变传动比为特征。然而，可以使用任何其他合适的布置。连杆装置A 720的第三连杆可以经由旋转关节726被联接至第二连杆716，并且其定向可以由另一带布置728约束。带布置728可以包括可连接至第一连杆716的左肘带轮、可连接至第三连杆720的腕带轮和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆。带布置可以以可变传动比为特征。可变传动比可以例如使用具有非圆形轮廓的至少一个带轮来实现。作为示例，参考图25A和图25B，腕带轮可以以非圆形轮廓为特征。可变传动比可以被选择成使得连杆装置A的第三连杆(末端执行器A)的定向根据第一和第二连杆的相对位置以预定方式改变。第一和第二连杆的相对位置可以方便地用两个连杆之间的夹角来表达。通过示例的方式，连杆装置A 706的两个带布置的传动比可以被以如下方式选择：当第一连杆由T3轴致动且T2轴被保持静止不动时允许第三连杆上的参考点(典型地是末端执行器A的名义中心)遵循使左第三连杆(末端执行器A)在预定(例如，恒定)定向的预定路径。
作为示例，路径可以被选择为如图26A至图26C中所图示的对图16的站132中的一个的访问路径。再次参考图25A和图25B，连杆装置B 708可以由第一连杆(上臂)732、第二连杆734(前臂)和右第三连杆(末端执行器B)736组成。第一连杆732可以被直接附接至T1轴710。第二连杆734可以经由旋转关节738被联接至第一连杆732并且使用带布置740通过T2轴712约束。带布置可以包括可附接至T2轴712的另一肩带轮、可附接至第二连杆734的肘带轮和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆。类似于左连杆装置A，带布置可以以可变传动比为特征。然而，可以使用任何其他合适的布置。连杆装置B的其余组成部件可以以类似于连杆装置A的方式来配置，并且连杆装置B的操作也基本上等效于连杆装置A，除了T1轴710扮演T3轴714的角色。
机器人的典型操作被图示在图26至图28中。图26A至图26C示出了处于撤回位置的机器人700，利用末端执行器A 720访问左站532并且使用末端执行器B 736访问同一站。这允许机器人700在左站532中执行迅速的材料交换。类似地，图27A至图27C描绘了利用末端执行器A 720和B 736访问站B 534的机器人700，允许了机器人在站B 534中执行迅速的材料交换。此外，图28A至图28C图示出机器人可以使两个末端执行器延伸以同时访问左和右站。此外，T1、T2和T3轴可以同步转动以将臂机构重新定向以访问另一对站或任何合适的位置。
如图29A和图29B中看出的，替代地，臂机构可以由具有四个同轴的轴(例如外T1752轴、T2轴754、T3轴756和内T4轴758)的四轴线主轴750驱动，如图29的示例中所图示的。在该特定示例中，T1轴752可以被连接至连杆装置A的第一连杆760，T2轴754可以致动连杆装置A的第二连杆762，T3 756可以致动连杆装置B的第二连杆764，并且T4轴758可以被连接至连杆装置B的第一连杆766。然而，可以使用四个轴的任何合适的配置。
附加替代示例实施例被图解性地示出在图30A和图30B中。图30A示出了具有如图所示嵌套的驱动器782、臂A 784和臂B 786的机器人780。机器人780可以与机器人700、750类似地或以别的方式具有特征和被驱动。在这里，机器人780被示出为具有在各自的腕关节处被安装至各自的前臂的顶表面的末端执行器，其中机器人780可以被以类似的方式驱动和利用。图30B示出了具有如图所示嵌套的驱动器782、臂A 784’和臂B 786的机器人780’。机器人780可以与机器人700、750类似地或以别的方式具有特征和被驱动。在这里，机器人780’被示出为具有在各自的腕关节处被安装至各自的前臂的底和顶表面的末端执行器，其中机器人780’可以被以类似的方式驱动和利用。
所公开的方面可以类似地应用于可用于将材料传送到半导体晶片处理工具中的并置(横向偏移)站/从半导体晶片处理工具中的并置(横向偏移)站传送材料的双末端执行器机器手臂机构。半导体晶片处理工具810的示例布局被图解性地描绘在图31的俯视图中。在该特定示例中，工具以4对并置站为特征，例如，一对加载锁812和联接至运送室816的3对处理模块站814。
本臂机构可以沿着使末端执行器在预定定向的预定路径(例如基本直线路径818、820)、例如沿着如图31的示例中所图示的直线路径818、820提供对工具中的站中的每一个的访问。
图32示出具有安装在机器人驱动单元854上的根据一个实施例的示例机器手臂机构852的机器人850的侧视图的图解。臂机构可以由第一连杆(上臂)856、第二连杆(前臂)A858、末端执行器A860、第二连杆(前臂)B 862和末端执行器B 864组成。图32的机器人850的示例内部布置被图解性地描绘在图33A和图33B中。臂机构可以由具有三个同轴的轴(例如外T1轴870、T2轴872和内T3轴874)的三轴线主轴854驱动。机器手臂机构的第一连杆856可以被直接附接至T1轴870。第二连杆A 858可以经由旋转关节(肘关节)880被联接至第一连杆856，并且使用带布置882由T3轴874驱动。带布置882可以包括可附接至T3轴874的肩带轮A 884、可附接至第二连杆A 858的肘带轮A 886和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆888。带布置可以以恒定或可变传动比为特征，例如，可以方便地使用1:1比率。然而，可以使用任何其他合适的布置。类似地，第二连杆B 862可以经由旋转关节(肘关节)880被联接至第一连杆856，并且使用带布置883由T2轴872致动。末端执行器A 860可以经由支撑结构861和旋转关节(腕关节)890被联接至第二连杆A 858。如图32的示例中所描绘的，支撑结构861可以在第二连杆A 858的下方被附接至旋转关节890并且被成形为避免操作期间例如与第二连杆A 858和第二连杆B 862的机械干涉。支撑结构861可以由集成有末端执行器A860或旋转关节890的一个或多个组成部件来形成，或者以任何其他合适的方式来实现。末端执行器A 860的定向可以由带布置892约束。带布置可以包括可连接至第一连杆的肘带轮894，和可连接至具有末端执行器A 860的支撑结构861的腕带轮896，和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆898。带布置可以以可变传动比为特征。可变传动比可以例如使用具有非圆形轮廓的至少一个带轮来实现。利用非圆形带轮的臂的示例被公开在2013年3月15日提交的并且题为“具有有着不等连杆长度的臂的机器人”的美国专利申请号13/833,732中，该申请的全部内容特此通过引用并入本文。利用非圆形带轮的臂的另一示例被公开在2015年3月12日提交的并且题为“2自由度3连杆机器手臂机构”的美国临时专利申请号62/132,066中，该申请的全部内容特此通过引用并入本文。利用非圆形带轮的臂的另一示例被公开在2015年3月19日提交的并且题为“具有两个末端执行器的臂机构”的美国临时专利申请号62/135,490中，该申请的全部内容特此通过引用并入本文。利用非圆形带轮的臂的另一示例被公开在2015年3月24日提交的并且题为“具有两个末端执行器的机器手臂机构”的美国临时专利申请号62/137,458中，该申请的全部内容特此通过引用并入本文。
可变传动比可以被选择成使得末端执行器A 860的定向根据第一连杆856和第二连杆A 858的相对位置以预定方式改变。例如，它可以被选择成使得末端执行器A 860可以如图34A至图34C中所图示的遵循到站的路径。末端执行器B 864可以经由旋转关节(肘关节)902被联接至第二连杆B 862，并且其定向可以由又另一带布置904约束。带布置904可以包括可连接至第一连杆856的肘带轮906、可连接至末端执行器B 864的腕带轮908和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆910。带布置可以以可变传动比为特征。可变传动比可以例如使用具有非圆形轮廓的至少一个带轮来实现。作为示例，参考图33A和图33B，腕带轮可以以非圆形轮廓为特征。
可变传动比可以被选择成使得末端执行器B的定向根据第一连杆和第二连杆B的相对位置以预定方式改变。例如，它可以被选择成使得末端执行器B可以如图34A至图34C中所图示的遵循到站的路径。机器人的示例操作被图示在图34和图35中。图34A至图34C示出了在左站530前面处于撤回位置的机器人850，利用末端执行器A访问左站530并且使用末端执行器B访问同一站。这允许机器人在左站执行迅速的材料交换。仍然参考图34A至图34C，末端执行器A 860可以通过使T3轴874在顺时针方向上转动同时使T1轴870的转动与T3轴74的转动协调而被沿着期望的路径、例如基本直线路径820延伸到左站530，使得末端执行器A860遵循期望的直线路径820。同时，末端执行器B 864可以通过使T2轴862与T1轴870同步转动而被保持折叠在第二连杆B 862的顶部上。类似地，末端执行器A 860可以通过使T3轴874在逆时针方向上转动同时使T1轴870的转动与T3轴874的转动协调而被沿着期望的路径、例如同一基本直线路径820从左站530撤回，使得末端执行器A 860遵循期望的直线路径820。再次，末端执行器B 864可以通过使T2轴862与T1轴870同步转动而被保持折叠在第二连杆B862的顶部上。末端执行器B 864可以接着通过使T2轴872在顺时针方向上转动同时使T1轴870的转动与T2轴872的转动协调而被沿着期望的路径、例如基本直线路径820延伸到左站530，使得末端执行器B 864遵循期望的直线路径820。同时，末端执行器A 60可以通过使T3轴874与T1轴870同步转动而被保持折叠在第二连杆A 858的顶部上。此外，末端执行器B864可以通过使T2轴872在逆时针方向上转动同时使T1轴870的转动与T2轴872的转动协调而被沿着期望的路径、例如同一基本直线路径820从左站530撤回，使得末端执行器B 864遵循期望的直线路径820。再次，末端执行器A 860可以通过使T3轴874与T1轴870同步转动而被保持折叠在第二连杆A 58的顶部上。此外，可以使T1、T2和T3轴同步转动以将臂机构重新定向以访问另一地点、例如右站532。
图35A至图35C描绘了机器人850利用末端执行器A和B访问右站532，允许了机器人在右站532执行迅速的材料交换。在图35A至图35C中，末端执行器A 860可以通过使T3轴74在逆时针方向上转动同时使T1轴870的转动与T3轴874的转动协调而被沿着期望的路径、例如基本直线路径818延伸到右站532，使得末端执行器A 860遵循期望的直线路径818。同时，末端执行器B 864可以通过使T2轴862与T1轴870同步转动而被保持折叠在第二连杆B 862的顶部上。类似地，末端执行器A 860可以通过使T3轴874在顺时针方向上转动同时使T1轴870的转动与T3轴874的转动协调而被沿着期望的路径、例如同一基本直线路径818从右站532撤回，使得末端执行器A 860遵循期望的直线路径818。再次，末端执行器B 864可以通过使T2轴862与T1轴870同步转动而被保持折叠在第二连杆B 862的顶部上。末端执行器B 864可以接着通过使T2轴872在逆时针方向上转动同时使T1轴870的转动与T2轴872的转动协调而被沿着期望的路径、例如基本直线路径818延伸到右站532，使得末端执行器B 864遵循期望的直线路径818。同时，末端执行器A 860可以通过使T3轴874与T1轴870同步转动而被保持折叠在第二连杆A 858的顶部上。此外，末端执行器B 864可以通过使T2轴872在顺时针方向上转动同时使T1轴870的转动与T2轴872的转动协调而被沿着期望的路径、例如同一基本直线路径818从右站532撤回，使得末端执行器B 864遵循期望的直线路径818。再次，末端执行器A 860可以通过使T3轴874与T1轴870同步转动而被保持折叠在第二连杆A 858的顶部上。
图34和图35的操作和运动代表示例，并且臂机构可以执行任何其他期望的操作和合适的运动。例如，一些或所有轴870、872和874的转动可以被限定和协调成使得被撤回的末端执行器(例如末端执行器A 860)在另一个末端执行器(例如末端执行器B 864)的延伸和撤回期间的运动的量被最小化。作为另一示例，诸如延伸、撤回和转动等的单独的移动可以被混合和/或重叠以获得平滑的运动路径和减小运动的总体持续时间。
图32和图33的示例示出了具有在第二连杆A 858的下方被附接至旋转关节890的支撑结构861的机器手臂机构。然而，支撑结构861可以在第二连杆A 858的上方被附接至旋转关节890，如图36中图解性地示出的。图36的示例实施例的示例内部布置被图解性地描绘在图37A和图37B中。替代地，支撑结构861可以被以任何合适的方式附接至旋转关节890并且可以具有任何合适的形状。
图32至图37的示例描绘了具有有着相等长度的第二连杆A 858和第二连杆B 862的机器手臂机构。然而，第二连杆A 858和第二连杆B 862可以具有任何合适的总体和关节-关节长度。类似地，尽管末端执行器A 860和末端执行器B 864在图32至图37的示例中被示出为具有相等长度，但末端执行器可以具有任何合适的长度。
尽管图32至图37的示例实施例被描述为具有带布置882和883，但可以使用具有固定或可变传动比的任何其他合适的单级或多级传动布置，包括但不限于链条和齿轮。类似地，可以采用具有适当可变传动比的任何其他合适的单级或多级传动布置，包括但不限于链条和齿轮，以代替带布置92和104。此外，可以在本文所公开的任何实施例中使用链条(例如，以代替带、皮带或线缆或与其结合)以及齿轮。
合适布置的一个示例被示出在图36和图37中，其中机器人850’被示出为具有带桥的末端执行器860’，桥被安装在与如图32中所示的腕关节的底表面相对的腕关节的上表面上。合适布置的另一示例被示出在图38A和图38B中，其中机器人850”被示出为具有偏移的肩关节897、899。
半导体晶片处理工具1010的示例布局被图解性地描绘在图39的俯视图中。在该示例中，工具以4对并置的站1012为特征，例如，一对加载锁和联接至运送室1014的3对处理模块站1012。图40示出具有安装在机器人驱动单元1056上的示例2自由度3连杆机器手臂机构1054的机器人1050的侧视图的图解。臂机构1054可以由第一连杆(上臂)1058、第二连杆(前臂)1060和第三连杆(末端执行器)1062组成。图40的机器人1050的示例内部布置被图解性地描绘在图41A和图41B中。臂机构可以由具有两个同轴的轴(例如外T1轴1066和内T2轴1068)的双轴线主轴1064驱动。如图41A和图41B中所图示的，末端执行器1062的定向可以由带布置1068约束。带布置1068可以包括可连接至第一连杆1058的肘带轮1070，和可连接至末端执行器1062的腕带轮1072和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆。带布置可以以可变传动比为特征。可变传动比可以例如使用具有非圆形轮廓的至少一个带轮来实现。作为示例，参考图41A和图41B，腕带轮1072可以以非圆形轮廓为特征，并且肘带轮1070可以具有基本圆形轮廓。可变传动比可以被选择成使得末端执行器的定向根据第一连杆和第二连杆的相对位置以预定方式改变。例如，它可以被选择成使得末端执行器可以如图39中所图示的遵循到站的路径。
将例如参见图42A至图45来讨论提供这样的功能性的具有可变传动比的示例布置。臂机构的合适的几何形状、即关节-关节连杆和末端执行器长度可以方便地从站(多个)的地点、末端执行器的所要求的达到范围和工作空间中的约束和障碍(其可以确定臂机构的在其撤回姿势中允许的摆动半径)导出。
确定第三连杆1062的示例长度：第三连杆的长度L3可以被方便地限定为腕关节1080的转动轴线与第三连杆1082上的参考点(典型地是末端执行器的名义中心)之间的距离。当末端执行器被延伸到站时，实际上有三个约束：1)第三连杆上的参考点(典型地是末端执行器的名义中心)的位置应该与站位置基本上对齐，2)末端执行器应该具有期望的定向，例如，其可以沿着到站的访问路径直线指向，和3)腕关节应该往回足够远，使得其不与到站的路径中的任何障碍冲突。以上约束可以用于确定第三连杆(末端执行器)的长度，例如，作为符合约束的最小值。作为示例，可以使用以下表达式：
其中Xstn和Ystn分别代表以机器人为中心、即机器人中心(肩关节)在(0，0)处的笛卡尔坐标系中的站位置的x轴和y轴偏移，并且其中Rs表示限定了允许摆动半径Rs，其限定被撤回的机器手臂机构可以自由转动的圆形空间。
确定第二连杆的示例长度：第二连杆的关节-关节长度L2可以被限定为肘关节的转动轴线与腕关节的转动轴线之间的距离。对于具有成对的并置站的半导体晶片处理工具，诸如图39的示例布局，前臂的长度可以被方便地选择成等于或者大于(必要的话)站位置的从并置站的对称轴线的偏移，即，作为站位置之间的距离的一半：
L2≥Xstn (2)
可能要求L2大于Xstn，以允许臂机构的末端执行器在不用过度延伸其肘关节的情况下达到到站的所要求的延伸。
确定第一连杆的示例长度：第一连杆的关节-关节长度L1可以被限定为肩关节的转动轴线与肘关节的转动轴线之间的距离。给定L2和L3的值，可以确定第一连杆的长度，例如，使得臂机构当被撤回时适合在允许摆动半径内：
L1＝Rs-Rw+L2-L3 (3)
在这里，Rw代表由末端执行器承载的诸如晶片等的圆形有效载荷的半径。
作为示例，站位置可以被选择成具有388.6mm的x轴偏移Xstn和1,030.2mm的y轴偏移Ystn。限定被撤回的机器手臂机构可以自由转动的圆形空间的允许摆动半径Rs可以被选择为例如605.8mm。由臂机构承载的有效载荷可以是例如具有150mm的半径Rw的圆形晶片。基于以上示例准则，合适的示例臂机构的几何形状、即关节-关节连杆和末端执行器长度可以被确定如下：L3＝565.5mm、L2＝397.6mm>Xstn＝388.6mm并且L1＝287.9mm。
考虑图40和图41的示例臂机构，其中末端执行器的定向可以例如由具有圆形肘带轮和非圆形腕带轮的带布置约束，并且假定以上示例站位置和臂机构几何形状，腕带轮可以具有如由图42A中的线1102描绘的轮廓(为清楚起见，附图示出了轮廓的一个半部)。腕带轮的相对于第三连杆(末端执行器)的相对定向用从腕关节的轴线(中心)沿着第三连杆的纵向轴线朝向末端执行器的中心指向的实心箭头1104图示出。为了比较，圆形肘用线1106代表。
图42B至图42E图示出如何根据第二连杆1060的相对于第一连杆1058的相对角度(即，第一与第二连杆之间的相对角度)来约束具有根据图42A限定的腕带轮轮廓的以上示例臂机构的末端执行器1062的定向。
图43示出了可以用于与先前的带轮轮廓示例相同的臂几何形状并且可以产生相同或类似的运动的带轮轮廓。在这里，末端执行器定向1120用黑色箭头示出并且肘带轮轮廓1124和腕带轮轮廓1122被示出为非圆形。
可以提供使用两个非圆形带轮来约束末端执行器的定向的皮带/带/线缆布置。例如，这可以应用于单个末端执行器配置(图42A至图42E或以别的方式)以及所有可以共享基本上相同的运动学的双末端执行器配置(图32和图36或以别的方式)两者。在该附加示例中，连接至上臂的肘带轮是非圆形的并且连接至末端执行器的腕带轮也是如此。这可以被提供为对于肘带轮是圆形并且腕带轮是非圆形的特殊情况的带轮轮廓的示例的替代方案。通过示例的方式，带轮轮廓被示出在图43中。类似于图42A，示出了各非圆形带轮的仅一个半部。在这里，轮廓被生成用于与非圆形带轮的先前示例相同的臂几何形状(连杆长度)。
在机器手臂机构的末端执行器沿着直线路径延伸到以上示例站时的机器手臂机构的示例阶段性运动被描绘在图44中。为了使机器手臂机构的末端执行器遵循图44的示例运动，机器人驱动单元的轴可以如示出了T1轴位置vs时间1152和T2轴位置vs时间1154的图45中的图解1150所示地被致动。
在末端执行器延伸到同一示例站时的机器手臂机构的另一示例阶段性运动被描绘在图46中，这次沿着由围绕共用通过点1204混合的两个节段1200、1202形成的路径。为了获得图46的示例运动，机器人驱动单元的轴可以如示出了T1轴位置vs时间1252和T2轴位置vs时间1254的图47中的图解1250中所示地被转动。
在图45和图47中，对于机器人驱动单元的轴的角度的零点被限定如下：当臂机构处于以第三连杆(末端执行器)沿着x轴指向(即，指向3点钟)的折叠姿势(撤回姿势)时，T1轴角度是0度并且T2轴角度是处于180度。在该情况下，第一连杆的角度是0度，第二连杆的角度是180度，并且第三连杆(末端执行器)的角度是0度。
图48示出具有示例机器手臂机构1310的机器人300的侧视图的图解，示例机器手臂机构1310具有安装在机器人驱动单元1312上的两个末端执行器。臂机构可以由第一连杆1314(上臂)、第二连杆1316(前臂)A、第三连杆1318(末端执行器)A、第二连杆1320(前臂)B和第三连杆1322(末端执行器)B组成。
图48的机器人的示例内部布置被图解性地描绘在图49A和图49B中。臂机构可以由具有三个同轴的轴(例如外T1 1340轴、T2轴1342和内T3轴1344)的三轴线主轴驱动。在一些实施例中，T2轴1342可以部分在外T1 1340轴内，并且内T3轴1344可以部分在T2轴1342内。末端执行器A的定向由带布置约束。带布置可以包括可连接至第一连杆的肘带轮，和可连接至具有末端执行器A的支撑结构的腕带轮，和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆。带布置可以以可变传动比为特征。可变传动比可以例如使用具有非圆形轮廓的至少一个带轮来实现。作为示例，参考图49，腕带轮可以以非圆形轮廓为特征并且肘带轮可以具有基本圆形轮廓。类似地，末端执行器B的定向可以由另一带布置约束。带布置可以包括可连接至第一连杆的肘带轮、可连接至末端执行器B的腕带轮和可在两个带轮之间传递运动的带、皮带或线缆。再次，带布置可以以可变传动比为特征。可变传动比可以例如使用具有非圆形轮廓的至少一个带轮来实现。作为示例，参考图49A和图49B，腕带轮可以以非圆形轮廓为特征并且肘带轮可以具有基本圆形轮廓。可变传动比可以被选择成使得两个末端执行器中的每一个的定向根据第一连杆和对应的第二连杆的相对位置以预定方式改变。例如，它可以被选择成使得末端执行器可以如图39中所图示的遵循到站的路径。下面讨论示例。
图48和图49的臂机构的合适的几何形状、即关节-关节连杆和末端执行器长度可以基于与上面针对图40的示例2自由度3连杆机器手臂机构所描述的相同的准则来确定。
类似地，考虑图40和图41的示例臂机构，其中末端执行器的定向可以作为示例由具有圆形肘带轮和非圆形腕带轮的带布置来约束，并且假定早期选择的示例站位置和臂机构几何形状(Xstn＝388.6mm,Ystn＝1,030.2mm、L1＝287.9mm、L2A＝L2B＝L2＝397.6mm和L3A＝L3B＝L3＝565.5mm)，与早期相对于图4所讨论的相同的轮廓可以用于两个腕带轮。
在末端执行器A沿着直线路径1440延伸到以上示例站时的机器手臂机构的示例阶段性运动被描绘在图50中。在该特定示例中，末端执行器B连同第二连杆B保持被折叠在第一连杆的顶部上使得它们停留在机器手臂机构的允许摆动半径内。为了使机器手臂机构遵循图50的示例运动，机器人驱动单元的轴可以根据示出了T1轴位置vs时间1492和T2轴位置vs时间1494和T3轴位置vs时间1496的图51的图解490的示例运动轮廓被致动。
在末端执行器A延伸到同一示例站时的机器手臂机构的另一示例阶段性运动被描绘在图52中，这次沿着由围绕共用通过点1544混合的两个节段1540、1542形成的路径。在该示例中，第二连杆B的运动和由此末端执行器B的运动被控制以限制在末端执行器B上承载的有效载荷的运动的范围。为了获得图52的示例运动，机器人驱动单元的轴可以如示出了T1轴位置vs时间1642和T2轴位置vs时间1644和图3轴位置vs时间1646的图53的图解1640的示例中所示地被转动。
在图51和图53中，对于机器人驱动单元的轴的角度的零点被限定如下：当臂机构处于以第三连杆(末端执行器)A和B沿着x轴指向(即，指向3点钟)的折叠姿势(撤回姿势)时，T1轴角度是0度而T2和T3轴角度是处于180度。在该情况下，第一连杆的角度是0度，第二连杆A和B的角度是处于180度，并且第三连杆(末端执行器)A和B的角度是处于0度。
依照一个方面，一种设备具有：驱动单元，其具有可围绕第一转动轴线转动的第一驱动轴和可围绕第二转动轴线转动的第二驱动轴，第二驱动轴与第一驱动轴同轴且部分在其内并且可在第一驱动轴内轴向转动。机器手臂具有：上臂，其在第一驱动轴处连接至驱动单元；联接至上臂的前臂，前臂在第一旋转关节处联接至上臂并且可围绕第一旋转关节转动，第一旋转关节可由联接至第二驱动轴的第一带布置致动；和联接至前臂的末端执行器，末端执行器在第二旋转关节处联接至前臂并且可围绕第二旋转关节转动，第二旋转关节可由联接至第一旋转关节的第二带布置致动。第二带布置被配置成提供可变传动比。
依照另一方面，第一带布置包括附接至第二驱动轴的肩带轮、联接至前臂的第一肘带轮和布置在肩带轮与第一肘带轮之间以在肩带轮与第一肘带轮之间传递运动的带、皮带或线缆。
依照另一方面，第二带布置包括联接至上臂的第二肘带轮、联接至末端执行器的腕带轮和布置在第二肘带轮与腕带轮之间以在第二肘带轮与腕带轮之间传递运动的带、皮带或线缆。
依照另一方面，第二肘带轮和腕带轮中的至少一个具有非圆形轮廓以提供可变传动比。
依照另一方面，可变传动比被选择成使得末端执行器的定向根据上臂和前臂的相对位置以预定方式改变。
依照另一方面，第一驱动轴和第二驱动轴中的一个或多个可轴向移动以便于机器手臂的竖直运动。
依照另一方面，一种设备具有：驱动单元，其具有可围绕第一转动轴线转动的第一驱动轴、可围绕第二转动轴线转动的第二驱动轴和可围绕第三转动轴线转动的第三驱动轴，第二驱动轴与第一驱动轴同轴且部分在其内并且可在第一驱动轴内轴向转动，并且第三驱动轴与第二驱动轴同轴且部分在其内并且可在第二驱动轴内轴向转动。机器手臂具有：上臂，其在第一驱动轴处连接至驱动单元；联接至上臂的前臂，前臂在第一旋转关节处联接至上臂并且可围绕第一旋转关节转动，第一旋转关节可由单级带布置致动，单级带布置包括可由第三驱动轴致动的第一肩带轮、部分形成第一旋转关节的第一肘带轮和配置成在第一肩带轮与第一肘带轮之间传递运动的皮带、带或线缆；联接至前臂的第一末端执行器和第二末端执行器，第一末端执行器和第二末端执行器在第二旋转关节处联接至前臂，第一末端执行器和第二末端执行器的定向通过两级带布置来控制。两级带布置的第一级包括可由第二驱动轴致动的第二肩带轮、部分形成第一旋转关节的第二肘带轮和配置成在第二肩带轮与第二肘带轮之间传递运动的上带、皮带或线缆。两级带布置的第二级包括联接至第二肘带轮的第三肘带轮、联接至第一末端执行器的第一腕带轮和配置成在第三肘带轮与第一腕带轮之间传递运动的第一下皮带、带或线缆，并且其中两级带布置的第二级进一步包括联接至第二肘带轮的第四肘带轮、联接至第二执行器的第二腕带轮和配置成在第四肘带轮与第二腕带轮之间传递运动的第二下皮带、带或线缆。第一肩带轮与第一肘带轮之间的运动、第二肩带轮与第二肘带轮之间的运动、第三肘带轮与第一腕带轮之间的运动和第四肘带轮与第二腕带轮之间的运动中的至少一个处于可变传动比。
依照另一方面，第三肘带轮和第一腕带轮中的至少一个具有非圆形轮廓以向两级带布置提供可变传动比。
依照另一方面，第四肘带轮和第二腕带轮中的至少一个具有非圆形轮廓以向两级带布置提供可变传动比。
依照另一方面，第一下皮带、带或线缆和第二下皮带、带或线缆中的至少一个被以交叉配置的方式来配置。
依照另一方面，可变传动比被选择成使得第一末端执行器和第二末端执行器的定向根据上臂和前臂与第二驱动轴的相对位置以预定方式改变。
依照另一方面，第一旋转关节是在从第一肩带轮延伸到第一腕带轮的假想线的右手侧上和在从第一肩带轮延伸到第一腕带轮的假想线的左手侧上中的一个。
依照另一方面，一种设备具有：驱动单元，其具有可围绕第一转动轴线转动的第一驱动轴、可围绕第二转动轴线转动的第二驱动轴和可围绕第三转动轴线转动的第三驱动轴，第二驱动轴与第一驱动轴同轴且部分在其内并且可在第一驱动轴内轴向转动，并且第三驱动轴与第二驱动轴同轴且部分在其内并且可在第二驱动轴内轴向转动。第一机器手臂具有：第一上臂，其在第一驱动轴处连接至驱动单元；联接至第一上臂的第一前臂，第一前臂在第一旋转关节处联接至第一上臂，第一旋转关节可使用第一带布置由第二驱动轴致动；和联接至第一前臂的第一末端执行器，第一末端执行器在第三旋转关节处联接至第一前臂，第三旋转关节可使用第三带布置由第一旋转关节致动。第二机器手臂具有：第二上臂，其在第三驱动轴处连接至驱动单元；联接至第二上臂的第二前臂，第二前臂在第二旋转关节处联接至第二上臂，第二旋转关节可使用第二带布置由第二驱动轴致动；和联接至第二前臂的第二末端执行器，第二末端执行器在第四旋转关节处联接至第二前臂，第四旋转关节可使用第四带布置由第二旋转关节致动。第一带布置、第二带布置、第三带布置和第四带布置中的至少一个具有可变传动比。
依照另一方面，第一带布置包括附接至第一驱动轴的第一肩带轮、附接至第一前臂的第一肘带轮和配置成在第一肩带轮与第一肘带轮之间传递运动的第一带、皮带或线缆。
依照另一方面，第一肩带轮和第一肘带轮中的至少一个具有非圆形轮廓以向第一带布置提供可变传动比。
依照另一方面，第三带布置包括可用第一肘带***作的第二肘带轮、联接至第一末端执行器的第一腕带轮和配置成在第二肘带轮与第一腕带轮之间传递运动的第三带、皮带或线缆。
依照另一方面，第二肘带轮和第一腕带轮中的至少一个具有非圆形轮廓以向第三带布置提供可变传动比。
依照另一方面，第二带布置包括附接至第三驱动轴的第二肩带轮、附接至第二前臂的第三肘带轮和配置成在第二肩带轮与第三肘带轮之间传递运动的第二带、皮带或线缆。
依照另一方面，第二肩带轮和第三肘带轮中的至少一个具有非圆形轮廓以向第二带布置提供可变传动比。
依照另一方面，第四带布置包括可用第三肘带***作的第四肘带轮、联接至第二末端执行器的第二腕带轮和配置成在第四肘带轮与第二腕带轮之间传递运动的第四带、皮带或线缆。
依照另一方面，第四肘带轮和第二腕带轮中的至少一个具有非圆形轮廓以向第四带布置提供可变传动比。
依照另一方面，可变传动比被选择成使得第一末端执行器的定向根据第一上臂和第一前臂的相对位置以预定方式改变。
依照另一方面，第一带布置的传动比和第三带布置的传动比被选择成使得第一末端执行器上的中心点被配置成：当第一上臂由第一驱动轴致动且第二驱动轴静止不动时，遵循使第一末端执行器在预定定向的预定路径。
依照另一方面，可变传动比被选择成使得第二末端执行器的定向根据第二上臂和第二前臂的相对位置以预定方式改变。
依照另一方面，第二带布置的传动比和第四带布置的传动比被选择成使得第二末端执行器上的中心点被配置成：当第二上臂由第三驱动轴致动且第二驱动轴静止不动时，遵循使第二末端执行器在预定定向的预定路径。
应该理解的是，前述描述仅是说明性的。本领域技术人员可以设计出各种替代和修改。例如，在各种从属权利要求中记载的特征可以以任何合适的组合(多个)彼此组合。另外，来自上面所描述的不同实施例的特征可以选择性地组合成新的实施例。因此，描述旨在包括落入随附权利要求的范围内的所有这样的替代、修改和变化。

Claims (19)

1.一种运送设备，包括：
驱动单元，所述驱动单元包括至少三个驱动马达和分别连接到所述至少三个驱动马达的至少三个同轴驱动轴；以及
机器人臂，包括：
上臂，所述上臂连接到所述至少三个同轴驱动轴中的第一同轴驱动轴；
第一前臂，围绕第一旋转关节连接到所述上臂；
第二前臂，围绕第二旋转关节连接到所述上臂，其中所述第二旋转关节与所述第一旋转关节同轴对准；
第一末端执行器，所述第一末端执行器连接到所述第一前臂，其中所述第一末端执行器在第三旋转关节处联接到所述第一前臂并且能够围绕所述第三旋转关节旋转，
第二末端执行器，所述第二末端执行器被连接到所述第二前臂，其中所述第二末端执行器在第四旋转关节处被联接到所述第二前臂并且能够围绕所述第四旋转关节旋转，
其中所述上臂、或所述第一前臂、或所述第二前臂中的至少一个包括带布置，所述带布置包括具有非圆形轮廓的至少一个带轮，其中所述带布置位于：
所述旋转关节中的一者和所述旋转关节中的另一者之间，或
所述旋转关节之一和所述至少三个同轴驱动轴之一之间，
其中所述带布置配置成提供可变传动比，其中所述可变传动比被选择成使得：所述第一末端执行器的取向被配置成根据所述第一前臂相对于所述上臂的位置以预定方式改变，并且其中所述可变传动比被选择成使得：当所述上臂和所述第一前臂被相应地致动时，允许所述第一末端执行器上的参考点遵循使所述第一末端执行器在预定且改变的取向上的预定路径。
2.根据权利要求1所述的运送设备，其中所述第一旋转关节能够由联接到所述至少三个同轴驱动轴中的第二同轴驱动轴的所述带布置来致动。
3.根据权利要求2所述的运送设备，其中所述第二旋转关节能够由联接到所述至少三个同轴驱动轴中的第三同轴驱动轴的第二带布置来致动。
4.根据权利要求3所述的运送设备，其中所述第三旋转关节能够由第三带布置来致动，所述第三带布置包括具有非圆形轮廓的至少一个带轮并且被联接到所述第一旋转关节。
5.根据权利要求4所述的运送设备，其中所述第四旋转关节能够由第四带布置来致动，所述第四带布置包括具有非圆形轮廓的至少一个带轮并且被联接到所述第二旋转关节。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的运送设备，其中所述驱动单元仅包括用于旋转所述至少三个同轴驱动轴的三个驱动马达。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的运送设备，其中所述第一末端执行器从所述第一前臂的顶侧延伸，并且所述第二末端执行器从所述第二前臂的顶侧延伸。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的运送设备，其中所述第一末端执行器从所述第一前臂的顶侧延伸，并且所述第二末端执行器从所述第二前臂的底侧延伸。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的运送设备，其中所述上臂包括所述带布置中的两个。
10.一种运送设备，包括：
驱动单元，所述驱动单元包括至少三个驱动马达和分别连接到所述至少三个驱动马达的至少三个同轴驱动轴；以及
机器人臂，包括：
上臂，所述上臂连接到所述至少三个同轴驱动轴中的第一同轴驱动轴；
第一前臂，围绕第一旋转关节连接到上臂；
第二前臂，围绕第二旋转关节连接到上臂，其中所述第二旋转关节与所述第一旋转关节间隔开；
第一末端执行器，所述第一末端执行器连接到所述第一前臂，其中所述第一末端执行器在第三旋转关节处联接到所述第一前臂并且能够围绕所述第三旋转关节旋转，
第二末端执行器，所述第二末端执行器被连接到所述第二前臂，其中所述第二末端执行器在第四旋转关节处被联接到所述第二前臂并且能够围绕所述第四旋转关节旋转，
其中所述上臂、或所述第一前臂、或所述第二前臂中的至少一个包括带布置，所述带布置包括具有非圆形轮廓的至少一个带轮，其中所述带布置位于：
所述旋转关节中的一者和所述旋转关节中的另一者之间，或
所述旋转关节之一和所述至少三个同轴驱动轴之一之间，
其中所述带布置被配置成提供可变传动比，其中所述可变传动比被选择成使得：所述第一末端执行器的取向被配置成根据所述第一前臂相对于所述上臂的位置以预定方式改变，并且其中所述可变传动比被选择成使得：当所述上臂和所述第一前臂被相应地致动时，允许所述第一末端执行器上的参考点遵循使所述第一末端执行器在预定且改变的取向上的预定路径。
11.根据权利要求10所述的运送设备，其中所述第一旋转关节能够由联接到所述至少三个同轴驱动轴中的第二同轴驱动轴的所述带布置来致动。
12.根据权利要求11所述的运送设备，其中所述第二旋转关节能够由联接到所述至少三个同轴驱动轴中的第三同轴驱动轴的第二带布置致动。
13.根据权利要求12所述的运送设备，其中所述第三旋转关节能够由第三带布置致动，所述第三带布置包括具有非圆形轮廓的至少一个带轮并且被联接到所述第一旋转关节。
14.根据权利要求13所述的运送设备，其中所述第四旋转关节能够由第四带布置致动，所述第四带布置包括具有非圆形轮廓的至少一个带轮并且被联接到所述第二旋转关节。
15.根据权利要求10-14中任一项所述的运送设备，其中所述驱动单元仅包括用于旋转所述至少三个同轴驱动轴的三个驱动马达。
16.根据权利要求10-14中任一项所述的运送设备，其中所述第一末端执行器从所述第一前臂的顶侧延伸，并且所述第二末端执行器从所述第二前臂的顶侧延伸。
17.根据权利要求10-14中任一项所述的运送设备，其中所述第一末端执行器从所述第一前臂的顶侧延伸，并且所述第二末端执行器从所述第二前臂的底侧延伸。
18.根据权利要求10-14中任一项所述的运送设备，其中所述上臂包括所述带布置中的两个。
19.一种运送设备，包括：
驱动单元，所述驱动单元包括至少三个马达和分别连接到所述至少三个马达的至少三个驱动轴；以及
机器人臂，包括：
上臂，连接到所述至少三个驱动轴中的一个驱动轴；
第一前臂，围绕第一旋转关节连接到所述上臂；
第二前臂，围绕第二旋转关节连接到所述上臂；
第一末端执行器，所述第一末端执行器连接到所述第一前臂，其中所述第一末端执行器在第三旋转关节处联接到所述第一前臂并且能够围绕第三旋转关节旋转，
第二末端执行器，所述第二末端执行器被连接到所述第二前臂，其中所述第二末端执行器在第四旋转关节处被联接到所述第二前臂上并且能够围绕所述第四旋转关节旋转，
其中所述上臂或所述第一前臂中的至少一个在其中包括被配置成提供可变传动比的机构，其中所述可变传动比被选择成使得：所述第一末端执行器的取向被配置成根据所述第一前臂相对于所述上臂的位置以预定方式改变，并且其中所述可变传动比被选择成使得：当所述上臂和所述第一前臂被相应地致动时，允许所述第一末端执行器上的参考点遵循所述第一末端执行器在预定且改变的取向上的预定路径。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11584000B2 (en) 2015-07-16 2023-02-21 Persimmon Technologies Corporation Robot arm with unequal link lengths and variable non-linear wrist orientation
JP7196101B2 (ja) * 2017-02-15 2022-12-26 パーシモン テクノロジーズ コーポレイション 複数のエンドエフェクタを備えた材料取り扱いロボット
US11020852B2 (en) * 2017-10-05 2021-06-01 Brooks Automation, Inc. Substrate transport apparatus with independent accessory feedthrough
US10943805B2 (en) 2018-05-18 2021-03-09 Applied Materials, Inc. Multi-blade robot apparatus, electronic device manufacturing apparatus, and methods adapted to transport multiple substrates in electronic device manufacturing
IL261094B (en) * 2018-08-09 2021-07-29 Beth El Zikhron Yaaqov Ind Ltd Main filter system with backup unit for air circulation
WO2020068733A2 (en) 2018-09-24 2020-04-02 T.A. Systems, Inc. Rotary tool adjuster for robot with end of arm tool having multiple tools
JP2022533693A (ja) * 2019-05-21 2022-07-25 パーシモン テクノロジーズ コーポレイション 非対称のデュアルエンドエフェクタロボットアーム
US11413744B2 (en) 2020-03-03 2022-08-16 Applied Materials, Inc. Multi-turn drive assembly and systems and methods of use thereof
CN113662673B (zh) * 2021-08-25 2023-08-22 深圳市精锋医疗科技股份有限公司 机械臂、从操作设备及手术机器人

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001077174A (ja) * 1999-09-06 2001-03-23 Yokogawa Electric Corp 搬送装置
US6593718B1 (en) * 1999-09-28 2003-07-15 Tazmo Co., Ltd. Horizontal multi-joint industrial robot
CN1902031A (zh) * 2003-11-10 2007-01-24 布卢希弗特科技公司 用于处理基于真空的半导体处理***中的工件的方法和***
CN101711429A (zh) * 2007-04-06 2010-05-19 布鲁克斯自动化公司 具有多个独立移动有节机械臂的基片传送装置
CN102476383A (zh) * 2010-11-30 2012-05-30 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 平面多关节型机器人手臂机构
CN103476551A (zh) * 2010-11-10 2013-12-25 布鲁克斯自动化公司 双臂机器人
CN103503127A (zh) * 2011-03-11 2014-01-08 布鲁克斯自动化公司 基底处理工具
CN103811385A (zh) * 2012-11-08 2014-05-21 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种用于运送晶圆的机械手机构

Family Cites Families (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0078522B1 (en) * 1981-10-30 1988-05-04 Hitachi, Ltd. Industrial robot
US5374147A (en) 1982-07-29 1994-12-20 Tokyo Electron Limited Transfer device for transferring a substrate
WO1987006561A1 (en) 1986-04-28 1987-11-05 Varian Associates, Inc. Modular semiconductor wafer transport and processing system
GB8709064D0 (en) * 1986-04-28 1987-05-20 Varian Associates Wafer handling arm
US4917556A (en) 1986-04-28 1990-04-17 Varian Associates, Inc. Modular wafer transport and processing system
JPS6456983U (zh) 1987-10-02 1989-04-10
US4865577A (en) 1988-09-08 1989-09-12 Trustees Of Columbia University In The City Of New York Noncircular drive
JPH0825151B2 (ja) 1988-09-16 1996-03-13 東京応化工業株式会社 ハンドリングユニット
US4895554A (en) 1989-04-14 1990-01-23 Shinsei Kagaku Co., Ltd. Mechanism for moving gripper and adjusting loci of its motions in work takeout device
US5382803A (en) * 1991-05-28 1995-01-17 Tokyo Electron Limited Ion injection device
JPH09285982A (ja) 1996-04-19 1997-11-04 Metsukusu:Kk 薄型ワーク搬送装置
JPH10217167A (ja) 1997-02-03 1998-08-18 Hitachi Ltd スカラ形ロボット
US6126381A (en) 1997-04-01 2000-10-03 Kensington Laboratories, Inc. Unitary specimen prealigner and continuously rotatable four link robot arm mechanism
JPH1138909A (ja) 1997-07-18 1999-02-12 Toa Resin Kk 看 板
JP3722598B2 (ja) 1997-07-16 2005-11-30 株式会社ダイヘン ２アーム方式の搬送用ロボット装置
EP1049640A4 (en) 1997-11-28 2008-03-12 Mattson Tech Inc SYSTEMS AND METHODS FOR HANDLING WORKPIECES FOR VACUUM PROCESSING AT HIGH FLOW RATE AND LOW CONTAMINATION
JPH11188671A (ja) 1997-12-26 1999-07-13 Daihen Corp ２アーム方式の搬送用ロボット装置
JPH11188670A (ja) 1997-12-26 1999-07-13 Daihen Corp ２アーム方式の搬送用ロボット装置
US6155768A (en) 1998-01-30 2000-12-05 Kensington Laboratories, Inc. Multiple link robot arm system implemented with offset end effectors to provide extended reach and enhanced throughput
US6547510B1 (en) 1998-05-04 2003-04-15 Brooks Automation Inc. Substrate transport apparatus with coaxial drive shafts and dual independent scara arms
JPH11333778A (ja) 1998-05-29 1999-12-07 Daihen Corp 搬送用ロボット装置
JP3863671B2 (ja) 1998-07-25 2006-12-27 株式会社ダイヘン 搬送用ロボット装置
US6960057B1 (en) 1998-09-30 2005-11-01 Brooks Automation, Inc. Substrate transport apparatus
US6659939B2 (en) 1998-11-20 2003-12-09 Intuitive Surgical, Inc. Cooperative minimally invasive telesurgical system
JP3639764B2 (ja) 2000-02-01 2005-04-20 タツモ株式会社 基板搬送装置
US6601468B2 (en) 2000-10-24 2003-08-05 Innovative Robotic Solutions Drive system for multiple axis robot arm
JP2002158272A (ja) 2000-11-17 2002-05-31 Tatsumo Kk ダブルアーム基板搬送装置
JP2002184834A (ja) 2000-12-15 2002-06-28 Yaskawa Electric Corp 基板搬送用ロボット
JP5134182B2 (ja) 2001-07-13 2013-01-30 ブルックス オートメーション インコーポレイテッド 独立多エンドエフェクタを備えた基板移送装置
US6663333B2 (en) 2001-07-13 2003-12-16 Axcelis Technologies, Inc. Wafer transport apparatus
JP2003170384A (ja) 2001-12-04 2003-06-17 Rorze Corp 平板状物の搬送用スカラ型ロボットおよび平板状物の処理システム
US7891935B2 (en) 2002-05-09 2011-02-22 Brooks Automation, Inc. Dual arm robot
US7578649B2 (en) 2002-05-29 2009-08-25 Brooks Automation, Inc. Dual arm substrate transport apparatus
JP2004288719A (ja) 2003-03-19 2004-10-14 Tokyo Electron Ltd 基板搬送装置及び基板処理装置
JP4294984B2 (ja) 2003-03-19 2009-07-15 東京エレクトロン株式会社 基板搬送装置及び基板処理装置
US6748293B1 (en) 2003-03-24 2004-06-08 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Methods and apparatus for high speed object handling
JP4291709B2 (ja) 2003-04-16 2009-07-08 株式会社ダイヘン 直線移動機構およびこれを用いた搬送ロボット
JP4513435B2 (ja) 2003-07-16 2010-07-28 東京エレクトロン株式会社 搬送装置
KR100582697B1 (ko) 2003-07-16 2006-05-23 동경 엘렉트론 주식회사 피처리 기판의 반송 장치 및 회전 위치를 검출하는 기능을갖는 구동 기구
US7210246B2 (en) 2003-11-10 2007-05-01 Blueshift Technologies, Inc. Methods and systems for handling a workpiece in vacuum-based material handling system
US7458763B2 (en) 2003-11-10 2008-12-02 Blueshift Technologies, Inc. Mid-entry load lock for semiconductor handling system
JP4262064B2 (ja) 2003-11-28 2009-05-13 株式会社ダイヘン 搬送ロボット
KR20080002818A (ko) 2005-04-11 2008-01-04 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤 다관절형 로보트
JP4852719B2 (ja) 2005-12-05 2012-01-11 日本電産サンキョー株式会社 多関節型ロボット
US9248568B2 (en) * 2005-07-11 2016-02-02 Brooks Automation, Inc. Unequal link SCARA arm
WO2008014466A2 (en) 2006-07-28 2008-01-31 Lord Corporation Dual cure adhesive formulations
JP2008135630A (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Jel:Kk 基板搬送装置
JP5064835B2 (ja) 2007-02-28 2012-10-31 株式会社アルバック 基板搬送装置
KR102216638B1 (ko) 2007-05-08 2021-02-17 브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드 기계적 스위치 메카니즘을 이용한 복수의 가동 암들을 갖는 기판 이송 장치
KR20150038360A (ko) 2007-05-18 2015-04-08 브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드 빠른 교환 로봇을 가진 컴팩트 기판 운송 시스템
JP2009049200A (ja) 2007-08-20 2009-03-05 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
US8322963B2 (en) 2008-04-18 2012-12-04 Applied Materials, Inc. End effector for a cluster tool
KR101778519B1 (ko) 2009-01-11 2017-09-15 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 전자 디바이스 제조시에 기판을 이송하기 위한 로봇 시스템, 장치 및 방법
EP2688720B1 (en) 2011-03-21 2021-10-13 SRI International Mobile robotic manipulator system
US9517558B2 (en) 2011-09-02 2016-12-13 Brooks Automation Inc. Time-optimal trajectories for robotic transfer devices
JP5423750B2 (ja) 2011-09-27 2014-02-19 株式会社安川電機 ギヤユニットおよびロボット
US9202733B2 (en) * 2011-11-07 2015-12-01 Persimmon Technologies Corporation Robot system with independent arms
WO2013090181A1 (en) 2011-12-12 2013-06-20 Applied Materials, Inc Fully-independent robot systems, apparatus, and methods adapted to transport multiple substrates in electronic device manufacturing
JP5609857B2 (ja) 2011-12-20 2014-10-22 株式会社安川電機 搬送ロボット
CN104823272B (zh) 2012-11-30 2017-07-14 应用材料公司 具有非等长前臂的多轴机械手设备、电子装置制造***、及用于在电子装置制造中传送基板的方法
US9190306B2 (en) 2012-11-30 2015-11-17 Lam Research Corporation Dual arm vacuum robot
US9149936B2 (en) 2013-01-18 2015-10-06 Persimmon Technologies, Corp. Robot having arm with unequal link lengths
CN105026115B (zh) * 2013-01-18 2018-11-16 柿子技术公司 带有具有不等连接部长度的臂的机器人
WO2014197537A1 (en) 2013-06-05 2014-12-11 Persimmon Technologies, Corp. Robot and adaptive placement system and method
US10424498B2 (en) 2013-09-09 2019-09-24 Persimmon Technologies Corporation Substrate transport vacuum platform
US11584000B2 (en) * 2015-07-16 2023-02-21 Persimmon Technologies Corporation Robot arm with unequal link lengths and variable non-linear wrist orientation
US11883958B2 (en) * 2019-06-07 2024-01-30 Applied Materials, Inc. Robot apparatus including dual end effectors with variable pitch and methods

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001077174A (ja) * 1999-09-06 2001-03-23 Yokogawa Electric Corp 搬送装置
US6593718B1 (en) * 1999-09-28 2003-07-15 Tazmo Co., Ltd. Horizontal multi-joint industrial robot
CN1902031A (zh) * 2003-11-10 2007-01-24 布卢希弗特科技公司 用于处理基于真空的半导体处理***中的工件的方法和***
CN101711429A (zh) * 2007-04-06 2010-05-19 布鲁克斯自动化公司 具有多个独立移动有节机械臂的基片传送装置
CN103476551A (zh) * 2010-11-10 2013-12-25 布鲁克斯自动化公司 双臂机器人
CN102476383A (zh) * 2010-11-30 2012-05-30 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 平面多关节型机器人手臂机构
CN103503127A (zh) * 2011-03-11 2014-01-08 布鲁克斯自动化公司 基底处理工具
CN103811385A (zh) * 2012-11-08 2014-05-21 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种用于运送晶圆的机械手机构

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170130464A (ko) 2017-11-28
JP2022177081A (ja) 2022-11-30
WO2016145305A3 (en) 2016-11-10
US20230347505A1 (en) 2023-11-02
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