(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-25
(54)【発明の名称】非対称のデュアルエンドエフェクタロボットアーム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/677 20060101AFI20220715BHJP
B25J 9/06 20060101ALI20220715BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 A
B25J9/06 D
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021568984
(86)(22)【出願日】2020-05-21
(85)【翻訳文提出日】2022-01-04
(86)【国際出願番号】 US2020033942
(87)【国際公開番号】W WO2020237019
(87)【国際公開日】2020-11-26
(31)【優先権主張番号】62/850,783
(32)【優先日】2019-05-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】514062448
【氏名又は名称】パーシモン テクノロジーズ コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】ＰＥＲＳＩＭＭＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＣＯＲＰ．
【住所又は居所原語表記】２００ Ｈａｒｖａｒｄ Ｍｉｌｌ Ｓｑｕａｒｅ Ｗａｋｅｆｉｅｌｄ， ＭＡ ０１８８０ ＵＳ
(74)【代理人】
【識別番号】100127188
【弁理士】
【氏名又は名称】川守田 光紀
(72)【発明者】
【氏名】ウィルカス スコット
(72)【発明者】
【氏名】ホシェク マルチン
【テーマコード（参考）】
3C707
5F131
【Ｆターム（参考）】
3C707AS24
3C707BS15
3C707BS26
3C707CV05
3C707CV07
3C707CW07
3C707ES17
3C707HS27
3C707HT02
3C707NS12
5F131AA02
5F131AA34
5F131CA32
5F131CA39
5F131DA33
5F131DA42
5F131DB03
5F131DB52
5F131DB57
5F131DB62
5F131DB76
5F131DB82
5F131DB92
5F131DB95
(57)【要約】
モータと、複数の同軸駆動シャフトとを有する駆動部と、第１のアーム及び第２のアームを有するアームアセンブリと、コントローラと、を含む装置。前記第１のアームは、第１の上腕と、第１の前腕と、第１のエンドエフェクタと、第１の伝動装置と、を含み、前記第１の伝動装置は、非円形のプーリを含み、前記第１の上腕及び前記第１の前腕は、不等有効長を有する。前記第２のアームは、第２の上腕と、第２の前腕と、第２のエンドエフェクタと、第２の伝動装置と、を含み、前記第２の上腕及び前記第２の前腕は、実質的に等しい有効長を有する。前記コントローラは、前記アームアセンブリ及び上方基板が下方基板の上方で移動しないように基板保持エリア上の上方基板及び下方基板を移動させるように、前記駆動部に前記アームを伸長及び収縮させるように構成されている。
【選択図】図５Ａ
【選択図】図５Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータ及び複数の同軸駆動シャフトを有する駆動部と、前記同軸駆動シャフトに接続されたアームアセンブリであって、第１のアーム及び第２のアームを有するアームアセンブリと、
前記モータを制御するように構成されたコントローラと、
を備える装置であって、
前記第１のアームは、前記同軸駆動シャフトのうちの第１の同軸駆動シャフトに接続された第１の上腕と、前記第１の上腕に接続された第１の前腕と、前記第１の前腕に接続された第１のエンドエフェクタと、前記第１の前腕上で前記第１のエンドエフェクタを回転させるための第１の伝動装置とを備え、
前記第１の伝動装置は、少なくとも１つの非円形のプーリを備え、
前記第１のエンドエフェクタは、第１の基板保持エリアを備え、
前記第１の上腕及び前記第１の前腕は、不等有効長を有し、
前記第２のアームは、前記同軸駆動シャフトのうちの第２の同軸駆動シャフトに接続された第２の上腕と、前記第２の上腕に接続された第２の前腕と、前記第２の前腕に接続された第２のエンドエフェクタと、前記第２の前腕上で前記第２のエンドエフェクタを回転させるための第２の伝動装置とを備え、
前記第２のエンドエフェクタは、第２の基板保持エリアを備え、
前記第２の上腕及び前記第２の前腕は、実質的に等しい有効長を有し、
前記コントローラは、前記アームアセンブリ及び上方基板が下方基板の上方で移動しないように前記基板保持エリア上の前記上方基板及び前記下方基板を移動させるように、前記駆動部に前記アームを伸長及び収縮させるように構成されている、
装置。
【請求項2】
前記コントローラは、前記上方基板を有する前記アームを、前記コントローラが他方のアームを伸長及び収縮させる間、前記駆動部に対して静止位置で維持するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記コントローラは、前記下方基板を有する前記アームを、前記コントローラが他方のアームを伸長及び収縮させる間、前記駆動部に対して静止位置で維持するように構成されている、請求項２に記載の装置。
【請求項4】
前記第２の伝動装置は、非円形のプーリでないプーリを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項5】
前記第１のエンドエフェクタは、実質的に屈曲形状を有し、前記第２のエンドエフェクタは、実質的に直線形状を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項6】
前記第１の上腕の前記有効長は、前記第１の前腕の前記有効長よりも長い、請求項１に記載の装置。
【請求項7】
前記第１及び第２のアームの収縮位置で、前記第２のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタの上に部分的に配置されており、前記第２の前腕は、前記第１の前腕及び前記第１のエンドエフェクタの上に部分的に配置されており、前記第１のエンドエフェクタは、第２の上腕の上に部分的に配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項8】
前記コントローラ、前記第１及び第２のアームの構造、ならびに前記伝動装置は、前記エンドエフェクタのすべての場所について、前記下方基板の上方での前記アームアセンブリ及び上方基板の前記移動を妨げるように、互いに対する前記第１及び第２のアームの動きを制限するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項9】
収縮位置と伸長位置との間でアームアセンブリの第１のアームを伸長及び収縮させることと、収縮位置と伸長位置との間で前記アームアセンブリの第２のアームを伸長及び収縮させることと、
前記アームアセンブリ及び上方基板が、それぞれの収縮位置及び伸長位置の間で、前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮の間に下方基板の上方で移動しないように、前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮を制御することと、
を含む方法であって、
前記第１のアームは、ロボット駆動部の第１の同軸駆動シャフトに接続されており、
前記第１のアームは、上に前記下方基板を有する第１の基板保持エリアを有する第１のエンドエフェクタを備え、
前記第２のアームは、前記ロボット駆動部の第２の同軸駆動シャフトに接続されており、
前記第２のアームは、上に前記上方基板を有する第２の基板保持エリアを有する第２のエンドエフェクタを備える、
方法。
【請求項10】
前記第１のアームは、前記第１の同軸駆動シャフトに接続された第１の上腕と、前記第１の上腕に接続された第１の前腕と、前記第１の前腕に接続された前記第１のエンドエフェクタと、前記第１の前腕上で前記第１のエンドエフェクタを回転させるための第１の伝動装置とを備え、前記第１の伝動装置は、少なくとも１つの非円形のプーリを備え、
前記第１の上腕及び前記第１の前腕は、不等有効長を有し、
前記方法は、前記第１の伝動装置が、前記第１の上腕が前記第１の同軸駆動シャフトによって回転するとき、前記第１のエンドエフェクタを前記第１の前腕上で回転させることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記第２のアームは、前記第２の同軸駆動シャフトに接続された第２の上腕と、前記第２の上腕に接続された第２の前腕と、前記第２の前腕に接続された前記第２のエンドエフェクタと、前記第２の前腕上で前記第２のエンドエフェクタを回転させるための第２の伝動装置とを備え、前記第２の上腕及び前記第２の前腕は、実質的に等しい有効長を有し、
前記方法は、前記第２の伝動装置が、前記第２の上腕が前記第２の同軸駆動シャフトによって回転するとき、前記第２のエンドエフェクタを前記第２の前腕上で回転させることを含み、
前記第２の伝動装置は、非円形のプーリでないプーリを備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮の前記制御は、コントローラが前記第１のアームを伸長及び収縮させる間、前記コントローラが前記第２のアームを前記ロボット駆動部に対して静止位置で維持することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項13】
前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮の前記制御は、前記コントローラが前記第２のアームを伸長及び収縮させる間、前記コントローラが前記第１のアームを前記ロボット駆動部に対して静止位置で維持することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記第１のエンドエフェクタは、実質的に屈曲形状を有し、前記第２のエンドエフェクタは、実質的に直線形状を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項15】
前記第１のアームは、第１の上腕と、第１の前腕とを備え、前記第１の上腕の有効長は、前記第１の前腕の有効長よりも長く、
前記第２のアームは、第２の上腕と、第２の前腕とを備え、
前記第２の上腕の有効長は、前記第２の前腕の有効長よりも長い、請求項９に記載の方法。
【請求項16】
前記第１及び第２のアームの前記収縮位置で、前記第２のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタの上に部分的に配置されており、前記第２の前腕は、前記第１の前腕及び前記第１のエンドエフェクタの上に部分的に配置されており、前記第１のエンドエフェクタは、第２の上腕の上に部分的に配置されている、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮の前記制御は、コントローラ、前記第１及び第２のアームの構造、ならびに前記アーム内の伝動装置が、前記エンドエフェクタのすべての場所について、前記下方基板の上方での前記アームアセンブリ及び上方基板の前記移動を妨げるように、互いに対する前記第１及び第２のアームの動きを制限することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項18】
機械によって読み取り可能な非一時的プログラム記憶デバイスであって、動作を実行するために前記機械によって実行可能な命令のプログラムを実際に具現化し、前記動作は、アームアセンブリの第１のアームを、収縮位置と伸長位置との間で前記第１のアームを伸長及び収縮させることによって、ロボット駆動部に移動させることと、
前記アームアセンブリの第２のアームを、収縮位置と伸長位置との間で前記第２のアームを伸長及び収縮させることによって、前記ロボット駆動部に移動させることと、
前記アームアセンブリ及び上方基板が下方基板の上方で移動しないように、前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮を制御することと、
を含み、
前記第１のアームは、前記ロボット駆動部の第１の同軸駆動シャフトに接続されており、
前記第１のアームは、上に前記下方基板を有する第１の基板保持エリアを有する第１のエンドエフェクタを備え、
前記第２のアームは、前記ロボット駆動部の第２の同軸駆動シャフトに接続されており、
前記第２のアームは、上に前記上方基板を有する第２の基板保持エリアを有する第２のエンドエフェクタを備える、非一時的プログラム記憶デバイス。
【請求項19】
前記第１のアームは、前記第１の同軸駆動シャフトに接続された第１の上腕と、前記第１の上腕に接続された第１の前腕と、前記第１の前腕に接続された前記第１のエンドエフェクタと、前記第１の前腕上で前記第１のエンドエフェクタを回転させるための第１の伝動装置とを備え、前記第１の伝動装置は、少なくとも１つの非円形のプーリを備え、
前記第１の上腕及び前記第１の前腕は、不等有効長を有し、
前記動作は、前記第１の上腕が前記第１の同軸駆動シャフトによって回転するとき、前記第１の伝動装置に前記第１のエンドエフェクタを前記第１の前腕上で回転させることを含む、請求項１８に記載の非一時的プログラム記憶デバイス。
【請求項20】
前記第２のアームは、前記第２の同軸駆動シャフトに接続された第２の上腕と、前記第２の上腕に接続された第２の前腕と、前記第２の前腕に接続された前記第２のエンドエフェクタと、前記第２の前腕上で前記第２のエンドエフェクタを回転させるための第２の伝動装置とを備え、前記第２の上腕及び前記第２の前腕は、実質的に等しい有効長を有し、
前記動作は、前記第２の上腕が前記第２の同軸駆動シャフトによって回転するとき、前記第２の伝動装置に前記第２のエンドエフェクタを前記第２の前腕上で回転させることを含み、
前記第２の伝動装置は、非円形のプーリでないプーリを備える、請求項１９に記載の非一時的プログラム記憶デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
例示的かつ非制限的な実施形態は、概してロボットに関し、より詳細には、互いに対して斜めである基板保持エリアを有する非対称のエンドエフェクタを有するロボットアームに関する。
【従来技術の簡単な説明】
【0002】
半導体、ＬＥＤ、ソーラー、ＭＥＭＳ、又は他のデバイスの製造のためのプロセスは、保管場所、処理場所、又は他の場所へ、及びこれらの場所から、基板及び基板に対応付けられたキャリアを搬送するために、ロボティクス及び他の形態の自動化を利用する。このような基板の搬送には、１つ以上の基板を搬送する単一のアーム、又は各々が１つ以上の基板を搬送する複数のアームで、個々の基板や基板のグループを移動させることを含み得る。例えば、半導体製造に対応付けられる製造の大部分は、設置面及び容積が制限されている真空環境で行われる。更に、自動化された搬送の大部分は、ワークスペースの容積内で最大効率の基板移動を実現するために行われる。したがって、最大化された移動効率で、所与の範囲の搬送用途について最小の設置面及びワークスペースの容積を利用する基板搬送自動化を提供する要望がある。
【摘要】
【0003】
以下の摘要は、単に例示的であるように意図され、特許請求の範囲を制限することを意図したものではない。
【0004】
一態様によれば、例示的な実施形態には、モータ及び複数の同軸駆動シャフトを有する駆動部と、前記同軸駆動シャフトに接続されたアームアセンブリであって、第１のアーム及び第２のアームを有するアームアセンブリと、前記モータを制御するように構成されたコントローラと、を備える装置が提供される。前記第１のアームは、前記同軸駆動シャフトのうちの第１の同軸駆動シャフトに接続された第１の上腕と、前記第１の上腕に接続された第１の前腕と、前記第１の前腕に接続された第１のエンドエフェクタと、前記第１の前腕上で前記第１のエンドエフェクタを回転させるための第１の伝動装置と、を備える。前記第１の伝動装置は、少なくとも１つの非円形のプーリを備える。前記第１のエンドエフェクタは、第１の基板保持エリアを備える。前記第１の上腕及び前記第１の前腕は、不等有効長を有する。前記第２のアームは、前記同軸駆動シャフトのうちの第２の同軸駆動シャフトに接続された第２の上腕と、前記第２の上腕に接続された第２の前腕と、前記第２の前腕に接続された第２のエンドエフェクタと、前記第２の前腕上で前記第２のエンドエフェクタを回転させるための第２の伝動装置と、を備える。前記第２のエンドエフェクタは、第２の基板保持エリアを備える。前記第２の上腕及び前記第２の前腕は、実質的に等しい有効長を有する。前記コントローラは、前記アームアセンブリ及び上方基板が下方基板の上方で移動しないように前記基板保持エリア上の前記上方基板及び前記下方基板を移動させるように、前記駆動部に前記アームを伸長及び収縮させるように構成されている。
【0005】
別の態様によれば、例示的な方法が提供される。この方法は、収縮位置と伸長位置との間でアームアセンブリの第１のアームを伸長及び収縮させることと、収縮位置と伸長位置との間で前記アームアセンブリの第２のアームを伸長及び収縮させることと、前記アームアセンブリ及び上方基板が、それぞれの収縮位置及び伸長位置の間で、前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮の間に下方基板の上方で移動しないように、前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮を制御することと、を含む。前記第１のアームは、ロボット駆動部の第１の同軸駆動シャフトに接続されている。前記第１のアームは、上に前記下方基板を有する第１の基板保持エリアを有する第１のエンドエフェクタを備える。前記第２のアームは、前記ロボット駆動部の第２の同軸駆動シャフトに接続されている。前記第２のアームは、上に前記上方基板を有する第２の基板保持エリアを有する第２のエンドエフェクタを備える。
【0006】
別の態様によれば、例示的な実施形態には、機械によって読み取り可能な非一時的プログラム記憶デバイスが提供される。この非一時的プログラム記憶デバイスは、動作を実行するために前記機械によって実行可能な命令のプログラムを実際に具現化する。前記動作は、アームアセンブリの第１のアームを、収縮位置と伸長位置との間で前記第１のアームを伸長及び収縮させることによって、ロボット駆動部に移動させることと、前記アームアセンブリの第２のアームを、収縮位置と伸長位置との間で前記第２のアームを伸長及び収縮させることによって、前記ロボット駆動部に移動させることと、前記アームアセンブリ及び上方基板が下方基板の上方で移動しないように、前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮を制御することと、を含む。前記第１のアームは、前記ロボット駆動部の第１の同軸駆動シャフトに接続されている。前記第１のアームは、上に前記下方基板を有する第１の基板保持エリアを有する第１のエンドエフェクタを備える。前記第２のアームは、前記ロボット駆動部の第２の同軸駆動シャフトに接続されている。前記第２のアームは、上に前記上方基板を有する第２の基板保持エリアを有する第２のエンドエフェクタを備える。
【図面の簡単な説明】
【0007】
前述の態様及び他の特徴は、以下の説明で添付図面と共に説明される。
【0008】
【図1A】本明細書に記載されるような特徴を含む装置の斜視図である。
【0009】
【0010】
【0011】
【図3】アームアセンブリの代替の実施形態の斜視図である。
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【図10A】アームアセンブリの代替例の上面図である。
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【図12A-D】図１２Ａは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、Ｌ字状エンドエフェクタを有する図１０Ａ及び図１１Ａ～図１１Ｄに示すものと同様の例の概略上面図である。図１２Ｂは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、Ｌ字状エンドエフェクタを有する図１０Ａ及び図１１Ａ～図１１Ｄに示すものと同様の例の概略上面図である。図１２Ｃは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、Ｌ字状エンドエフェクタを有する図１０Ａ及び図１１Ａ～図１１Ｄに示すものと同様の例の概略上面図である。図１２Ｄは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、Ｌ字状エンドエフェクタを有する図１０Ａ及び図１１Ａ～図１１Ｄに示すものと同様の例の概略上面図である。
【0023】
【図13A-D】図１３Ａは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図１０Ａ及び図１１Ａ～図１１Ｄに示すものと同様の例の概略上面図である。図１３Ｂは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図１０Ａ及び図１１Ａ～図１１Ｄに示すものと同様の例の概略上面図である。図１３Ｃは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図１０Ａ及び図１１Ａ～図１１Ｄに示すものと同様の例の概略上面図である。図１３Ｄは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図１０Ａ及び図１１Ａ～図１１Ｄに示すものと同様の例の概略上面図である。
【0024】
【図14A-D】図１４Ａは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図１０Ａ及び図１１Ａ～図１１Ｄに示すものと同様の例の概略上面図である。図１４Ｂは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図１０Ａ及び図１１Ａ～図１１Ｄに示すものと同様の例の概略上面図である。図１４Ｃは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図１０Ａ及び図１１Ａ～図１１Ｄに示すものと同様の例の概略上面図である。図１４Ｄは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図１０Ａ及び図１１Ａ～図１１Ｄに示すものと同様の例の概略上面図である。
【0025】
【図15】１つの直線エンドエフェクタ及び１つの屈曲形状エンドエフェクタを有するアームアセンブリの代替例の上面図である。
【0026】
【0027】
【図17】Ｌ字状エンドエフェクタを有するアームアセンブリの代替例の上面図である。
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【図22A-D】図２２Ａは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する例の概略上面図である。図２２Ｂは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する例の概略上面図である。図２２Ｃは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する例の概略上面図である。図２２Ｄは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する例の概略上面図である。
【0033】
【図23A-D】図２３Ａは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する別の例の概略上面図である。図２３Ｂは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する別の例の概略上面図である。図２３Ｃは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する別の例の概略上面図である。図２３Ｄは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する別の例の概略上面図である。
【0034】
【図24】直線エンドエフェクタ及び単一の上腕を有するアームアセンブリの代替例の上面図である。
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
【図28A-D】図２８Ａは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、Ｌ字状エンドエフェクタを有する図２４に示すものと同様のアームアセンブリの概略上面図である。図２８Ｂは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、Ｌ字状エンドエフェクタを有する図２４に示すものと同様のアームアセンブリの概略上面図である。図２８Ｃは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、Ｌ字状エンドエフェクタを有する図２４に示すものと同様のアームアセンブリの概略上面図である。図２８Ｄは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、Ｌ字状エンドエフェクタを有する図２４に示すものと同様のアームアセンブリの概略上面図である。
【0039】
【図29A-D】図２９Ａは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図２４に示すものと同様のアームアセンブリの概略上面図である。図２９Ｂは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図２４に示すものと同様のアームアセンブリの概略上面図である。図２９Ｃは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図２４に示すものと同様のアームアセンブリの概略上面図である。図２９Ｄは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図２４に示すものと同様のアームアセンブリの概略上面図である。
【0040】
【図30A-D】図３０Ａは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図２９Ａ～図２９Ｄに示すものと同様のアームアセンブリの別の例の概略上面図である。図３０Ｂは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図２９Ａ～図２９Ｄに示すものと同様のアームアセンブリの別の例の概略上面図である。図３０Ｃは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図２９Ａ～図２９Ｄに示すものと同様のアームアセンブリの別の例の概略上面図である。図３０Ｄは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図２９Ａ～図２９Ｄに示すものと同様のアームアセンブリの別の例の概略上面図である。
【0041】
【図31】単一の上腕、１つの直線エンドエフェクタ、及び１つのＬ字状エンドエフェクタを有するアームアセンブリの代替例の上面図であり、ここで、前腕は、上腕上で異なる有効長で単一の上腕に接続されている。
【0042】
【0043】
【図33A-D】図３３Ａは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、単一の上腕を有し、直線エンドエフェクタを有する図３１に示すアームアセンブリと同様の実施形態の概略上面図である。図３３Ｂは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、単一の上腕を有し、直線エンドエフェクタを有する図３１に示すアームアセンブリと同様の実施形態の概略上面図である。図３３Ｃは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、単一の上腕を有し、直線エンドエフェクタを有する図３１に示すアームアセンブリと同様の実施形態の概略上面図である。図３３Ｄは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、単一の上腕を有し、直線エンドエフェクタを有する図３１に示すアームアセンブリと同様の実施形態の概略上面図である。
【0044】
【図34A-D】図３４Ａは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、単一の上腕を有し、Ｌ字状エンドエフェクタを有する図３１に示すアームアセンブリと同様の実施形態の概略上面図である。図３４Ｂは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、単一の上腕を有し、Ｌ字状エンドエフェクタを有する図３１に示すアームアセンブリと同様の実施形態の概略上面図である。図３４Ｃは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、単一の上腕を有し、Ｌ字状エンドエフェクタを有する図３１に示すアームアセンブリと同様の実施形態の概略上面図である。図３４Ｄは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、単一の上腕を有し、Ｌ字状エンドエフェクタを有する図３１に示すアームアセンブリと同様の実施形態の概略上面図である。
【0045】
【図35A-D】図３５Ａは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、単一の上腕を有し、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図３１に示すアームアセンブリと同様の実施形態の概略上面図である。図３５Ｂは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、単一の上腕を有し、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図３１に示すアームアセンブリと同様の実施形態の概略上面図である。図３５Ｃは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、単一の上腕を有し、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図３１に示すアームアセンブリと同様の実施形態の概略上面図である。図３５Ｄは、収縮位置と伸長位置との間でのアームの伸長を示す、単一の上腕を有し、１つのＬ字状エンドエフェクタ及び１つの直線エンドエフェクタを有する図３１に示すアームアセンブリと同様の実施形態の概略上面図である。
【0046】
【0047】
【0048】
【0049】
【図38A-C】図３８Ａは、図３７Ａ～図３７Ｃに示す実施形態のアームの様々な位置を示す上面図である。図３８Ｂは、図３７Ａ～図３７Ｃに示す実施形態のアームの様々な位置を示す上面図である。図３８Ｃは、図３７Ａ～図３７Ｃに示す実施形態のアームの様々な位置を示す上面図である。
【0050】
【例示的な実施形態の詳細説明】
【0051】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、基板を移動させるための装置の全体が１０で示されており、以下、「装置１０」と称される。装置１０は、例えば、基板処理室及びロードロック間で基板１４ａ、１４ｂを搬送するように構成された基板搬送装置又はアームアセンブリ１２（以下、「搬送装置１２」）を有するロボットを備える。装置１０はまた、搬送装置１２のアーム及び複数のエフェクタを駆動し、それによって基板を搬送させるように構成された駆動ユニット１６を備える。一例として、複数のエンドエフェクタを有するロボットは、２０１８年２月１５日出願の米国特許出願番号第１５／８９７，３７４号、現在、米国特許第１０，５８０，６８２号（発明の名称「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（Material-Handling Robot With Multiple End-Effectors）」）に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。装置１０は、コントローラ１１を備え得るか、又はコントローラ１１に接続され得る。コントローラ１１は、１つ以上のプロセッサ１３と、１つ以上のメモリ１５とを備え得る。メモリ１５は、駆動ユニット１６でのモータの動きを制御し、かつ駆動ユニット１６又は搬送装置１２においてセンサからセンサ信号を受信するように構成されたソフトウェア又はコンピュータコード１７を含み得る。本明細書に記載される実施形態のすべては、駆動ユニット１６の中心軸周りの回転、ならびに駆動ユニットの中心軸に対する個々のアームの伸長及び収縮などのアームの動きを制御するために、例えば、コントローラ１１などのある種のコントローラに接続されていることを理解されたい。代替の実施形態では、他の種類の駆動ユニットも使用され得る。
【0052】
搬送装置１２は、各アームが駆動ユニット１６を介して伸長可能及び回転可能にされた複数のアームを備える。複数のアームは、非円形のプーリで駆動可能な少なくとも１つの不等リンクのリンク機構又は第１のアーム２０を備える。この例での不等リンクのリンク機構２０は、第１の有効長を有する上腕と、第２の異なる有効長で上腕に回転可能に接続された前腕とを有する。第２の有効長は、この例では第１の有効長よりも短い。上腕の有効長は、駆動ユニット１６での上腕の回転の軸と、上腕上の前腕の回転の軸との間で測定される。前腕の有効長は、上腕上の前腕の回転の軸と、前腕上のエンドエフェクタ２２の回転の軸との間で測定される。非円形のプーリ及び不等リンク長の例は、米国特許第９，８４０，００４号に示されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。不等リンクのリンク機構２０は、下方基板１４ａを支持するための第１のエンドエフェクタ２２を含む。
【0053】
複数のアームはまた、少なくとも１つの等リンクのリンク機構又は第２のアーム２４を備える。等リンクのリンク機構２４は、上方基板１４ｂを支持するための第２のエンドエフェクタ２６を含む。等リンクのリンク機構２４は、非円形のプーリではなく１つ以上の円形のプーリを備え得る。この例での等リンクのリンク機構２４は、第３の有効長を有する上腕と、第４の有効長で上腕に回転可能に接続された前腕とを有する。第３の有効長は、この例では第４の有効長と実質的に同じである。したがって、「等リンク」のリンク機構という用語は、同じリンク機構での上腕及び前腕について同じ又は実質的に同じ有効長を示すように使用される。
【0054】
第１のエンドエフェクタ２２及び第２のエンドエフェクタ２６は、この例では非対称である。したがって、装置１０は、積み重ねられたエンドエフェクタを有する非対称のデュアルアームを有すると考えられ得る。図１Ｂに示すように、不等リンクのリンク機構２０は、床面又は基準面２８から距離Ｄ以上で配置されている。搬送装置１２の構成は、所与の格納直径から最大の径方向のリーチを提供する。一例として、不等リンク長を有するアームを有するロボットは、２０１５年１０月６日発行の米国特許第９，１４９，９３６号（発明の名称「不等リンク長を有するアームを有するロボット（Robot Having Arm With Unequal Link Lengths）」）に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0055】
図２Ａ～図２Ｃを参照すると、搬送装置１２の最初の位置は、上方基板１４ｂが下方基板１４ａの上に位置するように、第２のエンドエフェクタ２６の一部が第１のエンドエフェクタ２２の一部の上に位置する（図２Ａ）収縮構成である。図２Ｂは、第１のアーム２０が、図２Ａのその収縮位置から図２Ｃに示すその伸長位置に向けて動かされていることを示す。下方基板１４ａを支持する第１のエンドエフェクタ２２が伸長する際、不等リンクのリンク機構２０（第１の下腕）上の手首３０は、等リンクのリンク機構２４（第２の上腕）上の肩部４０の側面に沿って通過する。同様の移動が、同じエンドエフェクタの収縮の間に生じる。等リンクのリンク機構２４の移動なしで、下方基板１４ａを支持する第１のエンドエフェクタ２２が完全に伸長する際（図２Ｃ）、等リンクのリンク機構２４移動の長さは、手首の格納及び最大移動を可能にする。
【0056】
図３も参照すると、斜めであるエンドエフェクタを有する基板処理のための基板搬送装置の全体が１１２で示されており、以下、「搬送装置１１２」と称される。この例はまた、図１に示すようなコントローラ１１を備え得るが、更に後述するように基板の上方での移動がないようにモータを動かすための好適なソフトウェアプログラミングを有する。この例は、斜めであるエンドエフェクタを有する非対称のデュアルアームの例を示す。この例は、搬送装置１１２又は上方基板１１４ｂの構成要素又は材料が下方エンドエフェクタ又は下方基板１１４ａの上方で移動しないシステムを提供するために使用され得る。
【0057】
搬送装置１１２は、第１のエンドエフェクタ１２２を有する不等リンクのリンク機構１２０を備える第１の下腕と、等リンクのリンク機構１２４及び第２のエンドエフェクタ１２６を備える第２の上腕とを備える。第１のエンドエフェクタ１２２は、第２のエンドエフェクタ１２６に対して非対称である。第１のエンドエフェクタ１２２は基板保持エリアを有し、この基板保持エリアも、第２のエンドエフェクタ１２６の基板保持エリアに対して斜めである。したがって、最初の静止位置又は収縮位置にある間、また下腕及び上腕のいずれか又は両方の移動の間、上方基板１１４ｂは、下方基板１１４ａの上に位置することを妨げられ得る。
【0058】
図４は、図３に示す搬送装置１１２の上面図を示す。図３、図４に示す例では、（図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ～図２Ｃの積み重ねられたエンドエフェクタで示すリンク機構の設計に対して）リンク機構の設計は、第１のエンドエフェクタ１２２上の下方ウェハ（基板１１４ａ）から離れて第２のエンドエフェクタ１２６上の上方ウェハ（基板１１４ｂ）を移動させるように回転し得る。同様に、図３、図４に示す例では、（図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ～図２Ｃの積み重ねられたエンドエフェクタで示す等リンクのリンク機構でのリンクの設計に対して）等リンクのリンク機構１２４でのリンクの設計は、不等リンクのリンク機構１２０の手首から離れて等リンクのリンク機構１２４の肘部を配置するように伸び得る。不等リンクのリンク機構１２０は、非円形のプーリと、ベルト又はバンドとを備え得る。ある種の例では、駆動ユニットでのモータを制御するために図３、図４の例について使用されるコントローラでのソフトウェアは、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ～図２Ｃの例について使用されるコントローラでのソフトウェアと同じであり得る。
【0059】
図５Ａも参照すると、静止位置又は収縮位置で、非対称で斜めであるエンドエフェクタ１２２、１２６の構成は、第２のエンドエフェクタ１２６上のウェハ（基板１１４ｂ）が第１のエンドエフェクタ１２２上のウェハ（基板１１４ａ）の上にならないことを可能にする。図５Ｂも参照すると、不等リンクのリンク機構１２０が伸長されるとき、第１のエンドエフェクタ１２２は、第２のエンドエフェクタ１２６から離れて移動する。図５Ｃも参照すると、不等リンクのリンク機構１２０が更に伸長されるとき、第１のエンドエフェクタ１２２は、第２のエンドエフェクタ１２６から更に離れて移動する。これらの上腕及び下腕の構造、エンドエフェクタの形状、ならびにコントローラ１１によるモータの制御では、この例は、第１のエンドエフェクタ１２２を有する不等リンクのリンク機構１２０の伸長及び収縮の間のいずれの時点においても、搬送装置１１２の任意の部分又は上方基板１１４ｂが下方基板１１４ａの上に配置されないことを示すために使用され得る。
【0060】
図６Ａも参照すると、静止位置又は収縮位置で、非対称で斜めであるエンドエフェクタの構成により、第２のエンドエフェクタ１２６上の上方ウェハ（基板１１４ｂ）が第１のエンドエフェクタ１２２上の下方ウェハ（基板１１４ａ）の上方で移動することを妨げられる（図５Ａも参照）。図６Ｂも参照すると、等リンクのリンク機構１２４が伸長されるとき、第２のエンドエフェクタ１２６は、第１のエンドエフェクタ１２２から離れて移動する。図６Ｃも参照すると、等リンクのリンク機構１２４がその完全な伸長位置に向けて更に伸長されるとき、第２のエンドエフェクタ１２６は、第１のエンドエフェクタ１２２から更に遠くに離れて移動する。これらの上腕及び下腕の構造、エンドエフェクタの形状、ならびにコントローラ１１によるモータの制御では、この例は、第２のエンドエフェクタ１２６を有する等リンクのリンク機構１２４の伸長及び収縮の間のいずれの時点においても、搬送装置１１２の任意の部分又は上方基板１１４ｂが下方基板１１４ａ又は下方エンドエフェクタ１２２の基板保持エリアの上に配置されないことを示すために使用され得る。
【0061】
図７を参照すると、搬送装置１１２の概略上面図が、収縮位置での両方のアームと共に示されている。不等リンクのリンク機構１２０は、非円形のプーリを備え、このプーリによって動かされ得る。他方のリンク機構１２４は、等リンクのリンク機構又は非円形のプーリを有する不等リンクのリンク機構のいずれかを備え得る。図１Ａ、図１Ｂに示す例と比較すると、エンドエフェクタ１２２、１２６の設計は、それらの間ならびにそれぞれの肘部及び手首の間で追加の間隔を取るために、径方向の向きから回転し得る。
【0062】
図８Ａ～図８Ｃを参照すると、等リンクのリンク機構１２４の伸長について、最初の段階（図８Ａ、収縮位置）では、上方基板１１４ｂは、下方基板１１４ａの上に位置していない。図８Ｂに示すように、上方基板１１４ｂが伸長されているときリンク上にリンクがある位置では、エンドエフェクタ１２２、１２６の向きは、上方基板１１４ｂの中心が直線に沿って移動するにつれて変化する。図８Ｃに示すように、基板１１４ｂが伸長位置にある最後の段階では、エンドエフェクタ１２６が更に伸長されるとき、互いに対するエンドエフェクタ１２２、１２６の向きは一定であり、上方基板１１４ｂの中心は、直線に沿って移動し続ける。この例では、伸長の最初の段階では、エンドエフェクタ１２６の向きは、エンドエフェクタの中心が直線に沿って移動しながら変化し、伸長の最後の段階では、エンドエフェクタ１２６の向きは、その中心が直線に沿って移動し続けた状態で一定のままである。
【0063】
図９Ａ～図９Ｃも参照すると、不等リンクのリンク機構１２０の伸長について、最初の段階（図９Ａ、収縮位置）では、この場合も、上方基板１１４ｂは、下方基板１１４ａの上に位置していない。図９Ｂに示すように、エンドエフェクタ１２２が伸長されているときリンク上にリンクがある位置では、エンドエフェクタ１２２、１２６の向きは、下方基板１１４ａの中心が直線に沿って移動するにつれて互いに対して変化する。図９Ｃに示すように、下方基板１１４ａがその伸長位置に向けて移動する最後の段階では、互いに対するエンドエフェクタ１２２、１２６の向きは一定であり、下方基板１１４ａの中心は、その直線に沿って移動し続ける。
【0064】
本明細書に記載されるような特徴には、斜めであるデュアル伸長アーム構成が提供され得る。図１０Ａも参照すると、斜めであるデュアル伸長アーム構成の例示的な実施形態が示されている。この例では、アームアセンブリ１０１２は、第１のアーム１０１４と、第２のアーム１０１６とを備える。２つのアーム１０１４、１０１６は、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示す駆動部１６などの駆動部に接続されている。駆動部１６は、同軸駆動シャフト１０１８、１０２０、１０２２と、これら駆動シャフトを回転させるためのモータ１０２４、１０２６、１０２８と、垂直駆動部１０３０とを備え得る。第１のアーム１０１４は、上腕１０３０と、前腕１０３２と、基板Ａを上で支持するように構成されたエンドエフェクタ１０３４とを有する。第２のアーム１０１６は、上腕１０３６と、前腕１０３８と、基板Ｂを上で支持するように構成されたエンドエフェクタ１０４０とを有する。アーム１０１４、１０１６は、駆動部からの伝動装置の一部として、プーリと、バンドとを備える。図１０Ｂ及び図１０Ｃは、バンド及びプーリを有する伝動装置の例を示す。図１０Ｂ及び図１０Ｃはまた、アーム１０１４'、１０１６'のリンク（上腕、前腕、エンドエフェクタ）の例示的な機構を示す。図１０Ｄ及び図１０Ｅは、アーム１０１４''、１０１６''のリンク（上腕、前腕、エンドエフェクタ）の例示的な機構の別の代替の実施形態を示す。
【0065】
図１１Ａ～図１１Ｄも参照すると、手首の向きが一定のアームアセンブリの例示的な実施形態の移動が示されている。この例では、３軸スピンドルによる独立した伸長アーム移動と、等リンク形状の両方のリンク機構１１１４、１１１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む。
【0066】
図１２Ａ～図１２Ｄも参照すると、手首の向きが一定のアームアセンブリの例示的な実施形態の移動が示されている。この例では、独立した伸長アーム移動と、３軸スピンドルと、不等リンク形状の両方のリンク機構１２１４、１２１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む。この例では、全体的に９０度のＬ字状エンドエフェクタを備える。これらエンドエフェクタのうちの１つ以上は、例えば、図１６Ａ～図１６Ｄに示す曲がっているエンドエフェクタなど、９０度よりも大きく又は９０度よりも小さく曲がっているか又は湾曲していてもよい。
【0067】
図１３Ａ～図１３Ｄも参照すると、手首の向きが一定のアームアセンブリの例示的な実施形態の移動が示されている。この例では、独立した伸長アーム移動と、３軸スピンドルと、等リンクの一方のリンク機構１３１４及び不等リンク形状の他方のリンク機構１３１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む。
【0068】
図１４Ａ～図１４Ｄも参照すると、手首の向きが一定のアームアセンブリの例示的な実施形態の移動が示されている。この例では、独立した伸長アームと、３軸スピンドルと、不等リンクの一方のリンク機構１４１４及び等リンク形状の他方のリンク機構１４１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む。
【0069】
本明細書に記載されるような特徴は、可変の手首の向きを含み得る。これは、図１５に示す例によって示されている。例えば、以下の特徴が提供され得る。
・ 独立した伸長アーム移動、４軸スピンドル、等リンク形状の両方のリンク機構、伸長及び収縮の間で可変の向きのエンドエフェクタ
・ 独立した伸長アーム移動、４軸スピンドル、不等リンク形状の両方のリンク機構、伸長及び収縮の間で可変の向きのエンドエフェクタ
・ 独立した伸長アーム移動、４軸スピンドル、等リンクの一方のリンク機構及び不等リンク形状の他方のリンク機構（等リンクの上方リンク機構、不等リンクの下方リンク機構）、伸長及び収縮の間で可変の向きのエンドエフェクタ
・ 独立した伸長アーム移動、４軸スピンドル、等リンク形状の両方のリンク機構、伸長及び収縮の間で可変の向きのエンドエフェクタ
・ 独立した伸長アーム移動、４軸スピンドル、不等リンク形状の両方のリンク機構、伸長及び収縮の間で可変の向きのエンドエフェクタ
・ 独立した伸長アーム移動、４軸スピンドル、等リンクの一方のリンク機構及び不等リンク形状の他方のリンク機構（等リンクの上方リンク機構、不等リンクの下方リンク機構）、伸長及び収縮の間で可変の向きのエンドエフェクタ
【0070】
図１６Ａ～図１６Ｄも参照すると、手首の向きが可変のアームアセンブリの例示的な実施形態の移動が示されている。この例では、独立した伸長アーム移動と、４軸スピンドル／駆動部と、不等リンクの一方のリンク機構１６１４及び等リンク形状の他方のリンク機構１６１６（不等リンクの上方リンク機構、等リンクの下方リンク機構）と、伸長及び収縮の間で可変の向きのエンドエフェクタとを含む。この例では、エンドエフェクタは、収縮位置で径方向を指さない。
【0071】
本明細書に記載されるような特徴は、接続されたデュアルアーム機構を備え得る。これは、アーム１７１４及び１７１６を有する図１７に示す例によって示されている。図１８は、アームアセンブリにおける伝動装置の一部としてのプーリ及びバンドによる、接続されたデュアルアーム機構の例示的な実施形態への駆動部１６の接続の例を示す。図１９は、アームアセンブリ１７１４'及び１７１６'における伝動装置の一部としてのプーリ及びバンドによる、接続されたデュアルアーム機構の例示的な実施形態への駆動部１６の接続の別の例を示す。
【0072】
接続されたデュアルアーム機構は、一定の手首の向きを含み得る。図２０Ａ～図２０Ｄは、接続されたデュアルアーム（固定的に接続された上腕、左肘部及び右肘部、左前腕及び右前腕）と、３軸スピンドル／駆動部と、等リンク形状の両方のリンク機構２０１４、２０１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む例を示す。図２１Ａ～図２１Ｄは、接続されたデュアルアーム（固定的に接続された上腕）と、３軸スピンドルと、不等リンク形状の両方のリンク機構２１１４、２１１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む例を示す。図２２Ａ～図２２Ｄは、接続されたデュアルアーム（固定的に接続された上腕）と、３軸スピンドルと、等リンクの一方のリンク機構２２１４及び不等リンク形状の他方のリンク機構２２１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む例を示す。図２３Ａ～図２３Ｄは、接続されたデュアルアーム（固定的に接続された上腕）と、３軸スピンドルと、不等リンクの一方のリンク機構２３１４及び等リンク形状の他方のリンク機構２３１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む例を示す。
【0073】
接続されたデュアルアーム機構は、可変の手首の向きを含み得る。以下の例が挙げられる。
・ 接続されたデュアルアーム（固定的に接続された上腕、左肘部及び右肘部、左前腕及び右前腕）、３軸スピンドル、等リンク形状の両方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ 接続されたデュアルアーム（固定的に接続された上腕）、３軸スピンドル、不等リンク形状の両方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ 接続されたデュアルアーム（固定的に接続された上腕）、３軸スピンドル、等リンクの一方のリンク機構及び不等リンク形状の他方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ 接続されたデュアルアーム（固定的に接続された上腕）、３軸スピンドル、不等リンクの一方のリンク機構及び等リンク形状の他方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ 接続されたデュアルアーム（固定的に接続された上腕、左肘部及び右肘部、左前腕及び右前腕）、３軸スピンドル、等リンク形状の両方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ 接続されたデュアルアーム（固定的に接続された上腕）、３軸スピンドル、不等リンク形状の両方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ 接続されたデュアルアーム（固定的に接続された上腕）、３軸スピンドル、等リンクの一方のリンク機構及び不等リンク形状の他方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ 接続されたデュアルアーム（固定的に接続された上腕）、３軸スピンドル、不等リンクの一方のリンク機構及び等リンク形状の他方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
【0074】
本明細書に記載されるような特徴は、単一の上腕と単一の肘部を備え得る。アーム２４１４及び２４１６を有する例が図２４に示されている。図２５Ａ、図２５Ｂ、図２６Ａ、図２６Ｂは、図２４と同様のアームアセンブリにおける伝動装置の一部としてのプーリ及びバンドによる、接続されたデュアルアーム機構の例示的な実施形態への駆動部１６の接続の例を示す。
【0075】
単一上腕単一肘部機構は、一定の手首の向きを含み得る。図２７Ａ～図２７Ｄは、共通の肘部を有するアーム（単一の上腕、単一の肘部、積み重ねられた前腕）と、３軸スピンドルと、等リンク形状の両方のリンク機構２７１４、２７１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む例を示す。図２８Ａ～図２８Ｄは、共通の肘部を有するアーム（単一の上腕、単一の肘部、積み重ねられた前腕）と、３軸スピンドルと、不等リンク形状の両方のリンク機構２８１４、２８１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む例を示す。図２９Ａ～図２９Ｄは、共通の肘部を有するアーム（単一の上腕、単一の肘部、積み重ねられた前腕）と、３軸スピンドルと、等リンクの一方のリンク機構２９１４及び不等リンク形状の他方のリンク機構２９１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む例を示す。図３０Ａ～図３０Ｄは、共通の肘部を有するアーム（単一の上腕、単一の肘部、積み重ねられた前腕）と、３軸スピンドルと、不等リンクの一方のリンク機構３０１４及び等リンク形状の他方のリンク機構３０１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む例を示す。
【0076】
単一上腕単一肘部機構は、可変の手首の向きを含み得る。以下の例が挙げられる。
・ 共通の肘部を有するアーム（単一の上腕、単一の肘部、積み重ねられた前腕）、３軸スピンドル、等リンク形状の両方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ 共通の肘部を有するアーム（単一の上腕、単一の肘部、積み重ねられた前腕）、３軸スピンドル、不等リンク形状の両方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ 共通の肘部を有するアーム（単一の上腕、単一の肘部、積み重ねられた前腕）、３軸スピンドル、等リンクの一方のリンク機構及び不等リンク形状の他方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ 共通の肘部を有するアーム（単一の上腕、単一の肘部、積み重ねられた前腕）、３軸スピンドル、不等リンクの一方のリンク機構及び等リンク形状の他方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ 共通の肘部を有するアーム（単一の上腕、単一の肘部、積み重ねられた前腕）、３軸スピンドル、等リンク形状の両方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ 共通の肘部を有するアーム（単一の上腕、単一の肘部、積み重ねられた前腕）、３軸スピンドル、不等リンク形状の両方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ 共通の肘部を有するアーム（単一の上腕、単一の肘部、積み重ねられた前腕）、３軸スピンドル、等リンクの一方のリンク機構及び不等リンク形状の他方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ 共通の肘部を有するアーム（単一の上腕、単一の肘部、積み重ねられた前腕）、３軸スピンドル、不等リンクの一方のリンク機構及び等リンク形状の他方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
【0077】
本明細書に記載されるような特徴は、オフセットされた肘部を有する単一の上腕を備え得る。リンク機構３１１４及び３１１６を有する例が図３１に示されている。図３２Ａ、図３２Ｂは、アームアセンブリにおける伝動装置の一部としてのプーリ及びバンドによる、オフセットされた肘部機構を有する単一の上腕の例示的な実施形態への駆動部１６の接続の例を示す。
【0078】
オフセットされた肘部機構を有する単一の上腕は、一定の手首の向きを含み得る。図３３Ａ～図３３Ｄは、オフセットされた肘部を有するアーム（単一の上腕、２つの肘関節）と、３軸スピンドルと、等リンク形状の両方のリンク機構３３１４、３３１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む例を示す。図３４Ａ～図３４Ｄは、オフセットされた肘部を有するアーム（単一の上腕、２つの肘関節）と、３軸スピンドルと、不等リンク形状の両方のリンク機構３４１４、３４１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む例を示す。図３５Ａ～図３５Ｄは、オフセットされた肘部を有するアーム（単一の上腕、２つの肘関節）と、３軸スピンドルと、等リンクの一方のリンク機構３５１４及び不等リンク形状の他方のリンク機構３５１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む例を示す。図３６Ａ～図３６Ｄは、オフセットされた肘部を有するアーム（単一の上腕、２つの肘関節）と、３軸スピンドルと、不等リンクの一方のリンク機構３６１４及び等リンク形状の他方のリンク機構３６１６と、伸長及び収縮の間で一定の向きのエンドエフェクタとを含む例を示す。
【0079】
オフセットされた肘部機構を有する単一の上腕は、可変の手首の向きを含み得る。以下の例が挙げられる。
・ オフセットされた肘部を有するアーム（単一の上腕、２つの肘関節）、３軸スピンドル、等リンク形状の両方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ オフセットされた肘部を有するアーム（単一の上腕、２つの肘関節）、３軸スピンドル、不等リンク形状の両方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ オフセットされた肘部を有するアーム（単一の上腕、２つの肘関節）、３軸スピンドル、等リンクの一方のリンク機構及び不等リンク形状の他方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ オフセットされた肘部を有するアーム（単一の上腕、２つの肘関節）、３軸スピンドル、不等リンクの一方のリンク機構及び等リンク形状の他方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ オフセットされた肘部を有するアーム（単一の上腕、２つの肘関節）、３軸スピンドル、等リンク形状の両方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ オフセットされた肘部を有するアーム（単一の上腕、２つの肘関節）、３軸スピンドル、不等リンク形状の両方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ オフセットされた肘部を有するアーム（単一の上腕、２つの肘関節）、３軸スピンドル、等リンクの一方のリンク機構及び不等リンク形状の他方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
・ オフセットされた肘部を有するアーム（単一の上腕、２つの肘関節）、３軸スピンドル、不等リンクの一方のリンク機構及び等リンク形状の他方のリンク機構、可変の向きのエンドエフェクタ
【0080】
一例によれば、装置が提供され得る。この装置は、モータ及び複数の同軸駆動シャフトを有する駆動部と、前記同軸駆動シャフトに接続されたアームアセンブリであって、第１のアーム及び第２のアームを有するアームアセンブリと、前記モータを制御するように構成されたコントローラと、を備える。前記第１のアームは、前記同軸駆動シャフトのうちの第１の同軸駆動シャフトに接続された第１の上腕と、前記第１の上腕に接続された第１の前腕と、前記第１の前腕に接続された第１のエンドエフェクタと、前記第１の前腕上で前記第１のエンドエフェクタを回転させるための第１の伝動装置と、を備える。前記第１の伝動装置は、少なくとも１つの非円形のプーリを備える。前記第１のエンドエフェクタは、第１の基板保持エリアを備える。前記第１の上腕及び前記第１の前腕は、不等有効長を有する。前記第２のアームは、前記同軸駆動シャフトのうちの第２の同軸駆動シャフトに接続された第２の上腕と、前記第２の上腕に接続された第２の前腕と、前記第２の前腕に接続された第２のエンドエフェクタと、前記第２の前腕上で前記第２のエンドエフェクタを回転させるための第２の伝動装置と、を備える。前記第２のエンドエフェクタは、第２の基板保持エリアを備える。前記第２の上腕及び前記第２の前腕は、実質的に等しい有効長を有する。前記コントローラは、前記アームアセンブリ及び上方基板が下方基板の上方で移動しないように前記基板保持エリア上の前記上方基板及び前記下方基板を移動させるように、前記駆動部に前記アームを伸長及び収縮させるように構成されている。有効長とは、各リンクの両端での旋回軸位置間の長さである。
【0081】
前記コントローラは、前記上方基板を有する前記アームを、前記コントローラが他方のアームを伸長及び収縮させる間、前記駆動部に対して静止位置で維持するように構成され得る。前記コントローラは、前記下方基板を有する前記アームを、前記コントローラが他方のアームを伸長及び収縮させる間、前記駆動部に対して静止位置で維持するように構成され得る。前記第２の伝動装置は、非円形のプーリでないプーリを備え得る。前記第１のエンドエフェクタは、実質的に屈曲形状を有し得、前記第２のエンドエフェクタは、実質的に直線形状を有する。前記第１の上腕の前記有効長は、前記第１の前腕の前記有効長よりも長くてもよい。前記第１及び第２のアームの収縮位置で、前記第２のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタの上に部分的に配置され得、前記第２の前腕は、前記第１の前腕及び前記第１のエンドエフェクタの上に部分的に配置され得、前記第１のエンドエフェクタは、第２の上腕の上に部分的に配置され得る。前記コントローラ、前記第１及び第２のアームの構造、ならびに前記伝動装置は、前記エンドエフェクタのすべての場所について、前記下方基板の上方での前記アームアセンブリ及び上方基板の移動を妨げるように、互いに対する前記第１及び第２のアームの動きを制限するように構成され得る。
【0082】
例示的な方法が提供され得る。この方法は、収縮位置と伸長位置との間でアームアセンブリの第１のアームを伸長及び収縮させることと、収縮位置と伸長位置との間で前記アームアセンブリの第２のアームを伸長及び収縮させることと、前記アームアセンブリ及び上方基板が、それぞれの収縮位置及び伸長位置の間で、前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮の間に下方基板の上方で移動しないように、前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮を制御することと、を含む。前記第１のアームは、ロボット駆動部の第１の同軸駆動シャフトに接続されている。前記第１のアームは、上に前記下方基板を有する第１の基板保持エリアを有する第１のエンドエフェクタを備える。前記第２のアームは、前記ロボット駆動部の第２の同軸駆動シャフトに接続されている。前記第２のアームは、上に前記上方基板を有する第２の基板保持エリアを有する第２のエンドエフェクタを備える。
【0083】
前記第１のアームは、前記第１の同軸駆動シャフトに接続された第１の上腕と、前記第１の上腕に接続された第１の前腕と、前記第１の前腕に接続された前記第１のエンドエフェクタと、前記第１の前腕上で前記第１のエンドエフェクタを回転させるための第１の伝動装置と、を備え得る。前記第１の伝動装置は、少なくとも１つの非円形のプーリを備える。前記第１の上腕及び前記第１の前腕は、不等有効長を有する。前記方法は、前記第１の伝動装置が、前記第１の上腕が前記第１の同軸駆動シャフトによって回転するとき、前記第１のエンドエフェクタを前記第１の前腕上で回転させることを含む。前記第２のアームは、前記第２の同軸駆動シャフトに接続された第２の上腕と、前記第２の上腕に接続された第２の前腕と、前記第２の前腕に接続された前記第２のエンドエフェクタと、前記第２の前腕上で前記第２のエンドエフェクタを回転させるための第２の伝動装置と、を備え得る。前記第２の上腕及び前記第２の前腕は、実質的に等しい有効長を有する。前記方法は、前記第２の伝動装置が、前記第２の上腕が前記第２の同軸駆動シャフトによって回転するとき、前記第２のエンドエフェクタを前記第２の前腕上で回転させることを含む。前記第２の伝動装置は、非円形のプーリでないプーリを備える。前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮の前記制御は、コントローラが前記第１のアームを伸長及び収縮させる間、前記コントローラが前記第２のアームを前記ロボット駆動部に対して静止位置で維持することを含み得る。前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮の前記制御は、前記コントローラが前記第２のアームを伸長及び収縮させる間、前記コントローラが前記第１のアームを前記ロボット駆動部に対して静止位置で維持することを含み得る。前記第１のエンドエフェクタは、実質的に屈曲形状を有し得、前記第２のエンドエフェクタは、実質的に直線形状を有し得る。前記第１のアームは、第１の上腕と、第１の前腕と、を備え得る。前記第１の上腕の有効長は、前記第１の前腕の有効長よりも長い。前記第２のアームは、第２の上腕と、第２の前腕と、を備える。前記第２の上腕の有効長は、前記第２の前腕の有効長よりも長い。前記第１及び第２のアームの前記収縮位置で、前記第２のエンドエフェクタは、前記第１のエンドエフェクタの上に部分的に配置され得、前記第２の前腕は、前記第１の前腕及び前記第１のエンドエフェクタの上に部分的に配置され得、前記第１のエンドエフェクタは、第２の上腕の上に部分的に配置され得る。前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮の前記制御は、コントローラ、前記第１及び第２のアームの構造、ならびに前記アーム内の伝動装置が、前記エンドエフェクタのすべての場所について、前記下方基板の上方での前記アームアセンブリ及び上方基板の前記移動を妨げるように、互いに対する前記第１及び第２のアームの動きを制限することを含み得る。
【0084】
一例では、機械によって読み取り可能な非一時的プログラム記憶デバイスが提供され得る。この非一時的プログラム記憶デバイスは、動作を実行するために前記機械によって実行可能な命令のプログラムを実際に具現化する。前記動作は、アームアセンブリの第１のアームを、収縮位置と伸長位置との間で前記第１のアームを伸長及び収縮させることによって、ロボット駆動部に移動させることと、前記アームアセンブリの第２のアームを、収縮位置と伸長位置との間で前記第２のアームを伸長及び収縮させることによって、前記ロボット駆動部に移動させることと、前記アームアセンブリ及び上方基板が下方基板の上方で移動しないように、前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮を制御することと、を含む。前記第１のアームは、前記ロボット駆動部の第１の同軸駆動シャフトに接続されている。前記第１のアームは、上に前記下方基板を有する第１の基板保持エリアを有する第１のエンドエフェクタを備える。前記第２のアームは、前記ロボット駆動部の第２の同軸駆動シャフトに接続されている。前記第２のアームは、上に前記上方基板を有する第２の基板保持エリアを有する第２のエンドエフェクタを備える。
【0085】
前記第１のアームは、前記第１の同軸駆動シャフトに接続された第１の上腕と、前記第１の上腕に接続された第１の前腕と、前記第１の前腕に接続された前記第１のエンドエフェクタと、前記第１の前腕上で前記第１のエンドエフェクタを回転させるための第１の伝動装置と、を備え得る。前記第１の伝動装置は、少なくとも１つの非円形のプーリを備える。前記第１の上腕及び前記第１の前腕は、不等有効長を有する。前記動作は、前記第１の上腕が前記第１の同軸駆動シャフトによって回転するとき、前記第１の伝動装置に前記第１のエンドエフェクタを前記第１の前腕上で回転させることを含む。前記第２のアームは、前記第２の同軸駆動シャフトに接続された第２の上腕と、前記第２の上腕に接続された第２の前腕と、前記第２の前腕に接続された前記第２のエンドエフェクタと、前記第２の前腕上で前記第２のエンドエフェクタを回転させるための第２の伝動装置と、を備え得る。前記第２の上腕及び前記第２の前腕は、実質的に等しい有効長を有する。前記動作は、前記第２の上腕が前記第２の同軸駆動シャフトによって回転するとき、前記第２の伝動装置に前記第２のエンドエフェクタを前記第２の前腕上で回転させることを含む。前記第２の伝動装置は、非円形のプーリでないプーリを備える。
【0086】
例示的な実施形態が提供され得る。この実施形態は、収縮位置と伸長位置との間でアームアセンブリの第１のアームを伸長及び収縮させるための手段と、収縮位置と伸長位置との間で前記アームアセンブリの第２のアームを伸長及び収縮させるための手段と、前記アームアセンブリ及び上方基板が、それぞれの収縮位置及び伸長位置の間で、前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮の間に下方基板の上方で移動しないように、前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮を制御するための手段と、を備える。前記第１のアームは、ロボット駆動部の第１の同軸駆動シャフトに接続されている。前記第１のアームは、上に前記下方基板を有する第１の基板保持エリアを有する第１のエンドエフェクタを備える。前記第２のアームは、前記ロボット駆動部の第２の同軸駆動シャフトに接続されている。前記第２のアームは、上に前記上方基板を有する第２の基板保持エリアを有する第２のエンドエフェクタを備える。
【0087】
例示的な実施形態が提供され得る。この実施形態は、アームアセンブリの第１のアームを、収縮位置と伸長位置との間で前記第１のアームを伸長及び収縮させることによって、ロボット駆動部に移動させるように構成された回路と、前記アームアセンブリの第２のアームを、収縮位置と伸長位置との間で前記第２のアームを伸長及び収縮させることによって、前記ロボット駆動部に移動させるように構成された回路と、前記アームアセンブリ及び上方基板が下方基板の上方で移動しないように、前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮を制御するように構成された回路と、を備える。前記第１のアームは、前記ロボット駆動部の第１の同軸駆動シャフトに接続されている。前記第１のアームは、上に前記下方基板を有する第１の基板保持エリアを有する第１のエンドエフェクタを備える。前記第２のアームは、前記ロボット駆動部の第２の同軸駆動シャフトに接続されている。前記第２のアームは、上に前記上方基板を有する第２の基板保持エリアを有する第２のエンドエフェクタを備える。
【0088】
例示的な実施形態には、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つの非一時的メモリと、を備える装置が提供され得る。前記少なくとも１つのメモリ及び前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサによって、前記装置に、アームアセンブリの第１のアームを、収縮位置と伸長位置との間で前記第１のアームを伸長及び収縮させることによって、ロボット駆動部に移動させ、前記アームアセンブリの第２のアームを、収縮位置と伸長位置との間で前記第２のアームを伸長及び収縮させることによって、前記ロボット駆動部に移動させ、前記アームアセンブリ及び上方基板が下方基板の上方で移動しないように、前記第１及び第２のアームの前記伸長及び収縮を制御させるように構成されている。前記第１のアームは、前記ロボット駆動部の第１の同軸駆動シャフトに接続されている。前記第１のアームは、上に前記下方基板を有する第１の基板保持エリアを有する第１のエンドエフェクタを備える。前記第２のアームは、前記ロボット駆動部の第２の同軸駆動シャフトに接続されている。前記第２のアームは、上に前記上方基板を有する第２の基板保持エリアを有する第２のエンドエフェクタを備える。
【0089】
追加の例示的な実施形態は、上述のように独立して伸長することができ、加えて、独立して回転することができてもよい、２つのリンク機構を有するロボットを提供し得る。追加で前記２つのリンク機構が独立して回転できることにより、高速の材料交換が必要とされるときに有利であり得る、積み重ねられたエンドエフェクタを有する構成と、材料汚染の観点から有利であり得る、斜めであるエンドエフェクタを有する構成との間で前記アームが移行することが可能になり得る。更に、追加で前記２つのリンク機構が独立して回転できることにより、前記リンク機構のうちの一方が、他方のリンク機構が現在のワークステーション（現在の場所）で動作を完了する前に、次のワークステーション（又は他の目的地）に向けて回転し得るため、生産性（システムスループット）が向上し得る。
【0090】
ロボット駆動ユニットは、上述の前記実施形態と比較して１つの追加の動作軸などの４軸スピンドルを備え、ロボットアームを駆動するように構成された４つの同軸駆動シャフトを提供し得る。前記ロボットアームは、基本的に上述のものと同じであるが、互いに独立して回転し得る構造の２つのリンク機構を特徴とし得る。
【0091】
図３７Ａ～図３７Ｃも参照すると、ロボット駆動ユニットと、ロボットアームと、を備えるロボットを有する例示的な実施形態が示されている。ロボット駆動ユニットは、４つの同軸シャフト（最も外側のシャフトから最も内側のシャフトへ順に）Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４を駆動するように構成されたモータを有するスピンドルで構成され得る。所望される場合、駆動ユニットは、スピンドルを垂直方向に上下に昇降するように構成された、１つ以上のリニアレールベアリング機構及びモータ駆動ボールねじなどで構成された垂直昇降機構（図３７Ａ～図３７Ｃで図示せず）を更に含み得る。
【0092】
ロボットアームは、右リンク機構３７１４及び左リンク機構３７１６で構成され得る。右リンク機構３７１４は、右上腕３７３０、右前腕３７３２、及びエンドエフェクタ３７４０を有する手首アセンブリで構成され得る。右上腕３７３０は、シャフトＴ３に接続され得る。右前腕は、回転関節（肘関節）を介して上腕に接続され、伝動機構を使用してシャフトＴ４によって駆動され得る。この伝動機構は、シャフトＴ４に取り付けられ得る肩プーリと、右前腕３７３２に取り付けられ得る第１の肘プーリと、２つのプーリ間で動作を伝達し得るバンド、ベルト、又はケーブルと、を備え得る。エンドエフェクタ３７４０を有する手首アセンブリは、別の回転関節（手首関節）を介して右前腕に接続され、別の伝動機構によって回転を規制され得る。この伝動機構は、右上腕に取り付けられ得る第２の肘プーリと、エンドエフェクタを有する手首アセンブリに取り付けられ得る手首プーリと、これら２つのプーリを接続し得るバンド、ベルト、又はケーブルと、を備え得る。
【0093】
右前腕の関節間の長さは、右上腕の関節間の長さと等しくてもよい。シャフトＴ４と右前腕との間の伝動機構は、シャフトＴ４が静止したままで、シャフトＴ３が回転するとき、（同軸駆動シャフトの回転軸を通過する）実質的に直線の径方向の線に沿って手首関節が移動するように構成され得る。これを達成するために、肩プーリ及び第１の肘プーリは、円形であり得、肩プーリの有効直径は、第１の肘プーリの有効直径の２倍となるように選択され得る。右上腕３７３０とエンドエフェクタを有する手首アセンブリとの間の伝動機構の伝達比は、エンドエフェクタを有する手首アセンブリの向きがこの動作の間に実質的に一定のままであるように構成され得る。これを達成するために、第２の肩プーリ及び手首プーリは、円形であり得、手首プーリの有効直径は、第２の肘プーリの有効直径の２倍となるように選択され得る。
【0094】
あるいは、右前腕の関節間の長さは、右上腕の関節間の長さと等しくなくてもよい。例えば、右前腕の関節間の長さは、右上腕の関節間の長さよりも短くても長くてもよい。シャフトＴ４と右前腕との間の伝動機構は、シャフトＴ４が静止したままで、シャフトＴ３が回転するとき、（同軸駆動シャフトの回転軸を通過する線と平行な）実質的な直線に沿って手首関節が移動するように構成され得る。これを達成するために、伝動機構のプーリのうちの少なくとも１つは、非円形の輪郭を特徴とし得る。加えて、右上腕とエンドエフェクタを有する手首アセンブリとの間の伝動機構の伝達比は、エンドエフェクタを有する手首アセンブリの向きがこの動作の間に実質的に一定のままであるように構成され得る。これを達成するために、伝動機構のプーリのうちの少なくとも１つは、非円形の輪郭を特徴とし得る。
【0095】
左リンク機構３７１６は、左上腕３７３６、左前腕３７３８、及びエンドエフェクタ３７４１を有する手首アセンブリで構成され得る。左上腕３７３６は、シャフトＴ１に取り付けられ得る。左前腕３７３８は、回転関節（肘関節）を介して上腕に接続され得る。エンドエフェクタ３７４１を有する手首アセンブリは、別の回転関節（手首関節）を介して前腕３７３８に接続され得る。
【0096】
左前腕の関節間の長さは、左上腕の関節間の長さよりも短くてもよい。特に、左前腕の長さは、手首関節が右リンク機構３７１４の肩関節を通過し、したがって、垂直にコンパクトなアームパッケージを可能にし得るように好都合に選択され得る。左前腕は、伝動機構を使用してシャフトＴ２によって駆動され得る。この伝動機構は、シャフトＴ２に取り付けられ得る肩プーリと、左前腕に取り付けられ得る第１の肘プーリと、２つのプーリ間で動作を伝達し得るバンド、ベルト、又はケーブルと、を備え得る。２つのプーリのうちの少なくとも一方は、可変の（位置依存の）伝達比を提供するために非円形の輪郭を特徴とし得る。エンドエフェクタ３７４１を有する手首アセンブリは、別の伝動機構によって回転を規制され得る。この伝動機構は、上腕３７３６に取り付けられ得る第２の肘プーリと、エンドエフェクタ３７４１を有する手首アセンブリに取り付けられ得る手首プーリと、これら２つのプーリを接続し得るバンド、ベルト、又はケーブルと、を備え得る。この場合も、２つのプーリのうちの少なくとも一方は、可変の（位置依存の）伝達比を提供するために非円形の輪郭を特徴とし得る。
【0097】
シャフトＴ２と左前腕３７３８との間の伝動機構は、シャフトＴ２が静止したままで、シャフトＴ１が回転するとき、（同軸駆動シャフトの回転軸を通過する線と平行な）実質的な直線に沿って手首関節が移動するように構成され得る。これは、伝動機構内の２つのプーリのうちの少なくとも一方の非円形の輪郭を介して達成され得る。左上腕３７３６と手首及びエンドエフェクタアセンブリ３７４１との間の伝動機構の伝達比は、エンドエフェクタ３７４１を有する手首アセンブリの向きがこの動作の間に実質的に一定のままであるように構成され得る。この場合も、これは、伝動機構内の２つのプーリのうちの少なくとも一方の非円形の輪郭を介して達成され得る。
【0098】
ロボット駆動ユニットのＴ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４シャフトは、エンドエフェクタ３７４０及びエンドエフェクタ３７４１が様々なワークステーションにアクセスできるように回転し得る。
【0099】
ロボットアーム全体が回転するために、すべての駆動シャフト、すなわち、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４は、アームの回転の所望の方向に同じ量移動する必要がある。右リンク機構が独立して回転するために、駆動シャフトＴ３及びＴ４は、アームの回転の所望の方向に同じ量移動する必要がある。同様に、左リンク機構が独立して回転するために、駆動シャフトＴ１及びＴ２は、アームの回転の所望の方向に同じ量移動する必要がある。
【0100】
２つのリンク機構が独立して回転できることにより、高速の材料交換が必要とされるときに有利であり得る、積み重ねられたエンドエフェクタを有する構成（図３８Ａ参照）と、材料汚染の観点から有利であり得る、斜めであるエンドエフェクタを有する構成（図３８Ｂ参照）との間でアームが移行することが可能になり得る。
【0101】
図３８Ａ～図３８Ｃのアームが、異なる位置、向き、及び相対移動で示される図３８Ｄ～図３８Ｉも参照する。エンドエフェクタ３７４０が実質的な直線経路に沿って収縮位置からワークステーションに伸長するために、シャフトＴ４は、静止したままであり得、シャフトＴ３は、反時計回りの方向に回転し得る。エンドエフェクタ３７４１が実質的な直線経路に沿って収縮位置からワークステーションに伸長するために、シャフトＴ２は、静止したままであり得、シャフトＴ１は、時計回りの方向に回転し得る。
【0102】
上記の動作は、ワークステーションから／ワークステーションへ材料を取り上げ（pick）／配置（place）するために利用され得る。他方のエンドエフェクタによる配置動作が後に続く一方のエンドエフェクタによる取り上げ動作の一連動作は、ワークステーションで材料をすぐに交換する（迅速な交換動作の）ために使用され得る。例として、エンドエフェクタ３７４０は、ワークステーションに伸長し、材料を取り上げ、収縮し得る。次いで、別の材料を搬送し得るエンドエフェクタ３７４１は、同じステーションに伸長し、材料を配置し、収縮し得る。
【0103】
２つのリンク機構が独立して回転できることにより（図３８Ａ、図３８Ｂに対して図３８Ｃを参照）、リンク機構のうちの一方が、他方のリンク機構が現在のワークステーション（現在の場所）で動作を完了する前に、次のワークステーション（又は他の目的地）に向けて回転し得るため、生産性（システムスループット）が更に向上し得る。例えば、迅速な交換動作の上記の例を考慮すると、右リンク機構３７１４は、左リンク機構３７１６が配置動作を完了する前に、次のワークステーション（又は他の目的地）に向けて回転し始め得る。
【0104】
図３９も参照すると、別の例示的な実施形態では、駆動シャフトＴ４と右前腕との間の伝動機構は、この場合も、シャフトＴ４に取り付けられ得る肩プーリと、右前腕に取り付けられ得る第１の肘プーリと、２つのプーリ間で動作を伝達し得るバンド、ベルト、又はケーブルと、を備え得る。しかしながら、図３７、図３８の実施形態とは異なり、２つのプーリは、任意の一定の位置によらない伝達比を有する従来の円形の輪郭を特徴とし得る。例えば、２つのプーリは、同じ有効直径であり、１：１の伝達比となり得る。エンドエフェクタ３７４０を有する手首アセンブリは、別の伝動機構によって回転を規制され得、それは、先の実施形態のものと同一であり得る。
【0105】
同様に、駆動シャフトＴ２と左前腕との間の伝動機構は、この場合も、シャフトＴ２に取り付けられ得る肩プーリと、左前腕に取り付けられ得る第１の肘プーリと、２つのプーリ間で動作を伝達し得るバンド、ベルト、又はケーブルと、を備え得る。しかしながら、図３７、図３８の実施形態に対して、２つのプーリは、従来の円形の輪郭を特徴とし、一定の位置によらない伝達比となり得る。例えば、２つのプーリは、同じ有効直径であり、１：１の伝達比となり得る。あるいは、任意の好適な伝達比が使用され得る。エンドエフェクタ３７４１を有する手首アセンブリは、別の伝動機構によって回転を規制され得、それは、先の実施形態のものと同一であり得る。
【0106】
駆動シャフトＴ４と右前腕との間の伝動機構は、任意の一定の位置によらない伝達比、例えば、１：１の伝達比を有し得るため、肩プーリ、したがって、肩関節は、より小さい直径を有し得る。より小さい肩関節は、左前腕により多くの空間を提供し、左前腕の関節間の長さをより大きくすることができ、次いで、それは、エンドエフェクタ３７４１のより長い伸長を提供し得る。
【0107】
ロボットアーム全体が回転するために、すべての駆動シャフト、すなわち、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４は、アームの回転の所望の方向に同じ量移動する必要がある。右リンク機構が独立して回転するために、駆動シャフトＴ３及びＴ４は、アームの回転の所望の方向に同じ量移動する必要がある。同様に、左リンク機構が独立して回転するために、駆動シャフトＴ１及びＴ２は、アームの回転の所望の方向に同じ量移動する必要がある。これは、図３７、図３８の実施形態の場合と同じである。
【0108】
エンドエフェクタ３７４０が直線の径方向の経路など予め定められた経路に沿って収縮位置からワークステーションに伸長するために、駆動シャフトＴ３及びＴ４は、協働して反時計回り及び時計回りの方向にそれぞれ回転し得る。右リンク機構３７１４についての逆運動方程式は、右エンドエフェクタ３７４０の位置に応じて駆動シャフトＴ３及びＴ４の向きを決定するために利用され得る。右エンドエフェクタ３７４０は、同様の方法で駆動シャフトＴ３及びＴ４を後方に回転させることによって収縮され得る。
【0109】
左上腕及び左前腕が同じ関節間の長さを有し、肩プーリ及び第１の肘プーリが同じ有効直径を有する特別な場合、エンドエフェクタは、同調して反対方向に駆動シャフトＴ３及びＴ４を同じ量回転させることによって直線の径方向の経路に沿って伸長及び収縮され得る。
【0110】
エンドエフェクタ３７４１が直線の径方向の経路など予め定められた経路に沿って収縮位置からワークステーションに伸長するために、駆動シャフトＴ１及びＴ２は、協働して時計回り及び反時計回りの方向にそれぞれ回転し得る。左リンク機構についての逆運動方程式は、左エンドエフェクタ３７４１の位置に応じて駆動シャフトＴ１及びＴ２の向きを決定するために利用され得る。左エンドエフェクタ３７４１は、同様の方法で駆動シャフトＴ１及びＴ２を後方に回転させることによって収縮され得る。
【0111】
図３７Ｃ及び図３９の実施形態間の主な機能の違いは、以下のようにまとめられ得る。図３７Ｃの実施形態では、アームの各リンク機構は、単一の駆動シャフトを回転させることによって収縮及び伸長され得る。前腕と対応する駆動シャフトとの間の伝動機構が、対応する上腕の角度位置に応じて前腕の角度位置を自動的に制御するように構成されているため、これが可能である。これは、上腕及び前腕を駆動する駆動シャフトの協働回転が必要とされる図３９の実施形態の場合とは違う。しかしながら、図３９の実施形態では、肩プーリ、したがって、肩関節は、より小さい直径を有し得る。より小さい肩関節は、左前腕により多くの空間を提供し、左前腕の関節間の長さをより大きくすることができ、次いで、それは、エンドエフェクタ３７４１のより長い伸長を提供し得る。
【0112】
上記の実施形態の記述は、シャフトＴ３に取り付けられた右上腕及びシャフトＴ４（最も内側のシャフト）に接続された右前腕を示しているが、右上腕は、シャフトＴ４（最も内側のシャフト）に取り付けられていてもよく、右前腕は、シャフトＴ３に接続されていてもよい。同様に、シャフトＴ１（最も外側のシャフト）に取り付けられた左上腕が示されており、シャフトＴ２に接続された左前腕が示されているが、左上腕は、シャフトＴ２に取り付けられていてもよく、左前腕は、シャフトＴ１（最も外側のシャフト）に接続されていてもよい。あるいは、アームのリンク機構のリンクは、任意の好適な方法で駆動ユニットのシャフトに接続されていてもよい。
【0113】
上記の例示的な実施形態の特徴は組み合わされてもよいことに留意されたい。例えば、右リンク機構が図３７Ｃの実施形態に従って構成され、左リンク機構が図３９の実施形態に従って構成されていてもよく、又は右リンク機構が図３９の実施形態に従って構成され、左リンク機構が図３７Ｃの実施形態に従って構成されていてもよい。
【0114】
また、アームは、上述の例示的な実施形態の鏡像として設計されてもよい、すなわち、右リンク機構３７１４の一部としての上述の機構は、アームの左リンク機構で利用されてもよく、左リンク機構の一部としての上述の機構は、アームの右リンク機構で利用されてもよい。
【0115】
あるいは、上記の例示的な実施形態の特徴は、任意の好適な機構及びその組合せで利用されてもよい。
【0116】
前述の説明は、単なる例示であることを理解されたい。様々な代替及び修正が当業者によって考案され得る。例えば、様々な従属請求項で列挙される特徴は、任意の好適な組合せ（複数可）で互いに組み合わされ得る。加えて、上述の異なる実施形態からの特徴が、新しい実施形態に選択的に組み合わされ得る。したがって、前述の説明は、添付の特許請求の範囲内に入るこれらすべての代替、修正、及び変形を包含することが意図される。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図10E】
【図11A-D】
【図12A-D】
【図13A-D】
【図14A-D】
【図15】
【図16A-D】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20A-D】
【図21A-D】
【図22A-D】
【図23A-D】
【図24】
【図25A】
【図25B】
【図26A】
【図26B】
【図27A-D】
【図28A-D】
【図29A-D】
【図30A-D】
【図31】
【図32A】
【図32B】
【図33A-D】
【図34A-D】
【図35A-D】
【図36A-D】
【図37A】
【図37B】
【図37C】
【図38A-C】
【図38D-F】
【図38G-I】
【図39】
【国際調査報告】