CN110505945B - 具有多个末端执行器的物料操纵机器人 - Google Patents

具有多个末端执行器的物料操纵机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN110505945B
CN110505945B CN201880021073.5A CN201880021073A CN110505945B CN 110505945 B CN110505945 B CN 110505945B CN 201880021073 A CN201880021073 A CN 201880021073A CN 110505945 B CN110505945 B CN 110505945B
Authority
CN
China
Prior art keywords
robot
forearms
end effector
robotic
arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880021073.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110505945A (zh
Inventor
M·霍塞克
S·威尔卡斯
J·里普康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Persimmon Technologies Corp
Original Assignee
Persimmon Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Persimmon Technologies Corp filed Critical Persimmon Technologies Corp
Priority to CN202311806883.0A priority Critical patent/CN117754552A/zh
Publication of CN110505945A publication Critical patent/CN110505945A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110505945B publication Critical patent/CN110505945B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0009—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases
    • B25J9/0021—All motors in base
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0095—Manipulators transporting wafers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0084—Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • B25J9/043—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm double selective compliance articulated robot arms [SCARA]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/046—Revolute coordinate type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/104—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67763—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading
    • H01L21/67766—Mechanical parts of transfer devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/02—Arm motion controller
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/14—Arm movement, spatial
    • Y10S901/15—Jointed arm
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/14—Arm movement, spatial
    • Y10S901/16—Cartesian, three degrees of freedom
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/19—Drive system for arm
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/27—Arm part
    • Y10S901/28—Joint
    • Y10S901/29—Wrist
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/30—End effector

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

一种装置包括：机器人驱动器，该机器人驱动器具有马达和被连接至所述马达的同轴驱动轴；以及机器人臂，所述机器人臂被连接至所述机器人驱动器。所述机器人臂包括两个上臂、被连接至所述上臂中的第一上臂的第一组前臂、被连接至所述上臂中的第二上臂的第二组前臂和被连接至所述前臂中的相应前臂的末端执行器。所述第一上臂和第二上臂被连接至所述同轴驱动轴中的相应第一同轴驱动轴和第二同轴驱动轴。所述第一组前臂被安装在所述第一上臂上并且通过相应的第一传动带组件和第二传动带组件被连接至所述同轴驱动轴中的第三同轴驱动轴。所述第二组前臂被安装至所述第二上臂并且通过相应的第三传动带组件和第四传动带组件被连接至所述同轴驱动轴中的第四同轴驱动轴。

Description

具有多个末端执行器的物料操纵机器人
技术领域
示例性和非限制性实施例大体上涉及一种物料操纵机器人，并且更具体地涉及一种具有多个末端执行器的物料操纵机器人。
背景技术
物料操纵机器人(诸如，例如，用于在半导体晶片处理系统中的应用)是已知的。可以在以下美国专利和专利公开(其通过引用的方式以其整体并入本文)中找到一些示例：美国专利号9,149,936公开了非圆形带轮可以被如何计算；美国专利公开号US 2016/0167229A1；以及美国专利公开号US 2017/0028546 A1。
发明内容
以下发明内容仅仅旨在是示例性的。本发明内容不旨在限制权利要求书的范围。
根据一个方面，在一种装置中提供了示例，该装置包括：机器人驱动器，该机器人驱动器包括马达和被连接至马达的同轴驱动轴；机器人臂，该机器人臂被连接至机器人驱动器，其中，机器人臂包括两个上臂、被连接至上臂中的第一上臂的第一组前臂、被连接至上臂中的第二上臂的第二组前臂和被连接至前臂中的相应前臂的末端执行器，其中，第一上臂和第二上臂被连接至同轴驱动轴中的相应第一同轴驱动轴和第二同轴驱动轴，其中，第一组前臂被安装在第一上臂上并且通过相应的第一传动带组件和第二传动带组件被连接至同轴驱动轴中的第三同轴驱动轴，其中，第二组前臂被安装至第二上臂并且通过相应的第三传动带组件和第四传动带组件被连接至同轴驱动轴中的第四同轴驱动轴。
根据另一方面，一种示例方法包括：将第一上臂连接至机器人驱动器的第一同轴驱动轴；将第二上臂连接至机器人驱动器的第二同轴驱动轴；将第一组前臂连接至第一上臂，其中，第一传动带布置将第一组前臂中的第一前臂连接至机器人驱动器的第三同轴驱动轴，并且其中，第二传动带布置将第一组前臂中的第二前臂连接至机器人驱动器的第三同轴驱动轴；将第二组前臂连接至第二上臂，其中，第三传动带布置将第二组前臂中的第一前臂连接至机器人驱动器的第四同轴驱动轴，并且其中，第四传动带布置将第二组前臂中的第二前臂连接至机器人驱动器的第四同轴驱动轴；以及将相应的末端执行器连接至前臂。
根据另一方面，一种示例方法包括：使机器人驱动器的第一同轴驱动轴沿第一方向绕着第一轴线旋转以使机器人臂的第一上臂绕着第一轴线旋转；在第一同轴驱动轴被旋转时使机器人驱动器的第二同轴驱动轴绕着第一轴线旋转以移动第一传动带布置和第二传动带布置，并且因此，使第一上臂上的第一前臂和第二前臂旋转；使机器人驱动器的第三同轴驱动轴沿第二方向绕着第一轴线旋转以使机器人臂的第二上臂绕着第一轴线旋转；以及使机器人驱动器的第四同轴驱动轴绕着第一轴线旋转以移动第三传动带布置和第四传动带布置，并且因此，使第二上臂上的第三前臂和第四前臂旋转。
根据另一方面，一种示例方法可以包括：使机器人驱动器的第一同轴驱动轴沿第一方向绕着第一轴线旋转以使机器人臂的至少一个上臂绕着第一轴线旋转；在第一同轴驱动轴被旋转时使机器人驱动器的第二同轴驱动轴绕着第一轴线旋转以至少移动第一传动带布置以使至少一个上臂上的第一前臂旋转并且使第一前臂上的第一末端执行器从缩回位置朝向伸展位置伸展；以及当第一末端执行器从缩回位置朝向伸展位置而被移动时，使机器人驱动器的第三同轴驱动轴沿第二方向绕着第一轴线旋转以至少移动第二传动带布置以使至少一个上臂上的第二前臂旋转并且使第二前臂上的第二末端执行器保持处于缩回位置。
根据另一方面，一种示例方法包括：基于参考点的从参考点的开始位置到参考点的结束位置的所需路径(其中，参考点在机器人臂上的末端执行器上)，确定与开始位置对应的夹角和与结束位置对应的夹角，其中，机器人臂被连接至机器人驱动器，机器人驱动器具有用于使机器人臂移动的马达；至少部分地基于夹角来计算在末端执行器上的参考点的径向坐标中的轨迹；基于计算得出的径向坐标来计算末端执行器上的参考点的对应角度坐标，使得末端执行器上的参考点遵循在开始位置与结束位置之间的所需路径；使用逆运动学的修正公式，将补充有轨迹的夹角和末端执行器的对应角速度和加速度的、末端执行器上的参考点的径向坐标和角度坐标转换为所需关节位置、速度和加速度以形成用于机器人臂的运动设定点；以及基于运动设定点来控制机器人驱动器的马达使机器人臂移动。
根据另一方面，一种示例方法包括：由控制器确定机器人臂的末端执行器上的参考点在参考点的开始位置与结束位置之间的路径，其中，机器人臂被连接至具有用于移动机器人臂的马达的机器人驱动器，并且其中，控制器包括至少一个处理器和具有计算机代码的至少一个非暂时性存储器；控制器从多种不同的移动控制模式中选择移动控制模式，其中，不同的移动控制模式包括：确定在开始位置与结束位置之间的路径与机器人臂的运动学奇点相交，并且不利用该路径来执行机器人臂的移动，确定在开始位置与结束位置之间的路径在与机器人臂的运动学奇点相距某一预定阈值距离之外通过，并且使用笛卡尔轨迹生成方案来移动机器人臂，以及确定在开始位置与结束位置之间的路径在与机器人臂的运动学奇点相距的预定阈值距离之内通过，确定与开始位置对应的夹角和与结束位置对应的夹角，根据关节坐标来计算开始位置和结束位置，至少部分地基于夹角来计算在径向坐标中从开始位置到结束位置的轨迹，计算参考点的对应角度坐标，使得参考点遵循笛卡尔空间中的在开始位置与结束位置之间的路径；以及控制器基于所选择的控制模式来控制机器人臂的马达的移动。
根据另一方面，可以在一种装置中提供示例实施例，该装置包括：至少一个处理器；以及至少一个非暂时性存储器，该至少一个非暂时性存储器包括计算机程序代码，至少一个存储器和计算机程序代码被配置为利用至少一个处理器来使该装置：通过至少一个处理器和计算机程序代码确定机器人臂的末端执行器上的参考点在参考点的开始位置与参考点的结束位置之间的具有轨迹的路径，其中，机器人臂被连接至具有用于使机器人臂移动的马达的机器人驱动器；通过至少一个处理器和计算机程序代码从多种不同的移动控制模式中选择移动控制模式，其中，多种不同的移动控制模式包括：确定在开始位置与结束位置之间的路径与机器人臂的运动学奇点相交，并且不利用该路径来执行机器人臂的移动，确定在开始位置与结束位置之间的路径在与机器人臂的运动学奇点相距某一预定阈值距离之外通过，并且使用笛卡尔轨迹生成方案来移动机器人臂，以及确定在开始位置与结束位置之间的路径在与机器人臂的运动学奇点相距的预定阈值距离之内通过，确定与开始位置对应的夹角和与结束位置对应的夹角，以及根据关节坐标来计算开始位置和结束位置，至少部分地基于夹角来计算径向坐标中参考点的轨迹，计算末端执行器上的参考点的对应角度坐标，使得参考点遵循笛卡尔空间中的在移动的开始位置与结束位置之间的路径。
附图说明
结合附图在下面的描述中解释了前述方面和其它特征，其中：
图1A至图1F图示了在包括如本文描述的特征的衬底处理装置中的衬底移动的示例，
图2A是在图1A至图1F中示出的衬底处理装置中的机器人的俯视图，
图2B是在图2A中图示的机器人的侧视图，
图2C至图2D是图示了在图2A至图2B中示出的机器人的部件中的一些部件的示意图，
图3A至图3K图示了在包括如在本文中描述的特征的衬底处理装置中的衬底移动的示例，
图4A是在图3A至图3G中示出的衬底处理装置中的机器人的俯视图，
图4B是在图4A中图示的机器人的侧视图，
图4C至图4D是图示了在图4A至图4B中示出的机器人的部件中的一些部件的示意图，
图5A至图5H图示了在包括如在本文中描述的特征的衬底处理装置中的衬底移动的示例，
图6A是在图5A至图5H中示出的衬底处理装置中的机器人的俯视图，
图6B是在图6A中图示的机器人的侧视图，
图6C至图6D是图示了在图6A至图6B中示出的机器人的部件中的一些部件的示意图，
图7A至图7H和图8A至图8G图示了在包括如在本文中描述的特征的衬底处理装置中的衬底移动的示例，
图9A至图9B图示了用于机器人臂的连接之间的长度和角度的示例命名法，
图10A至图10B示出了皮带布置的示例，
图11A至图11C图示了末端执行器A的从初始位置到最终位置的直线路径的移动，
图11D至图11F图示了用于在图11A至图11C中的移动随时间推移的关节轨迹(加速度、速度和位置)，
图12A至图12B图示了在示例机器人臂分别以不同的传动比移动以使末端执行器中的一个末端执行器伸展时，末端执行器相对于彼此的移动的一些示例，
图13A至图13B是与机器人的替代示例实施例的图6C至图6D相似的示意图，
图14A至图14B是与机器人的替代示例实施例的图6C至图6D相似的示意图，
图15A至图15B是与机器人的替代示例实施例的图6C至图6D相似的示意图，
图16A至图16B是与机器人的替代示例实施例的图6C至图6D相似的示意图，
图17A至图17B是与机器人的替代示例实施例的图6C至图6D相似的示意图，
图18A至图18T图示了在包括在图17A至图17B中示出的机器人的衬底处理装置中的衬底移动的示例，以及
图19A和图19B是图示了机器人的示例的侧视图，该机器人具有穿透支撑件。
具体实施方式
参照图1A至图1F，示出了包含示例实施例的特征的半导体晶片处理系统10的示意图。虽然将参照在附图中示出的示例实施例来描述特征，但是应该理解，可以按照实施例的许多替代形式来体现特征。另外，可以使用任何合适大小、形状或者类型的元件或者材料。
可以与具有适用于在半导体晶片处理系统中的应用的多个末端执行器的物料操纵机器人一起使用如本文描述的特征。
示例半导体晶片处理系统10可以包括：例如，一个或者多个径向站12和一个或者多个偏移站14。可以提供机器人100以在站12、14或者被连接至环境室13的其它模块/站(未示出)之间或之中移动一个或者多个衬底S。例如，环境室13可以提供真空环境，并且使机器人100伸展穿过室13的底壁进入至少部分地由室13所限定的环境中。机器人100和站12、14被连接至至少一个控制器15，该至少一个控制器15包括至少一个处理器17和包括软件21的至少一个存储器19以控制系统10的操作。例如，系统10可以提供以下晶片操纵操作：
(a)如在图1A中示意性地图示的，从/向单个径向站12拾取/放置单个晶片或者衬底S16；
(b)如在图1B中示意性地图示的，同时从/向一对堆叠的径向站12拾取/放置一对晶片或者衬底S18；
(c)如在图1C中示意性地图示的，从/向单个偏移站14拾取/放置单个晶片或者衬底S20；
(d)如在图1D中示意性地图示的，同时从/向一对堆叠的偏移站14拾取/放置一对晶片22；
(e)如在图1E中示意性地图示的，同时从/向一对并排的偏移站14拾取/放置一对晶片或者衬底S24；
(f)如在图1F中示意性地图示的，在向一对并排的偏移站14放置一对晶片或者衬底S时独立地调整放置位置26；
(g)对于另一晶片，在单个径向站12中快速交换晶片或者衬底S(在单个径向站中的迅速交换操作)；
(h)对于另一对晶片，在一对堆叠的径向站12中快速交换一对晶片或者衬底S(在一对堆叠的径向站中迅速交换操作)；
(i)对于另一晶片，在单个偏移站14中快速交换晶片或者衬底S(在单个偏移站中的迅速交换操作)；
(j)对于另一对晶片，在一对并排的偏移站14中快速交换一对晶片或者衬底S(在一对并排的偏移站中的迅速交换操作)。
根据本发明的具有多个末端执行器的机器人的各个实施例旨在解决上述要求的各种组合。在下面的表1中总结了在整个文档中使用的命名法。还参照图9A至图9B来说明关键参数。
表1：命名法
l1-由轴T1驱动的(左)上臂的关节到关节长度(米)
l3-由轴T3驱动的右上臂的关节到关节长度(米)
li-从肘关节到晶片中心所测得的、具有末端执行器i的前臂的长度(米)，i＝A、B、C、D
ni-与末端执行器i相关联的传动比，i＝A、B、C、D
t-时间(秒)
xi-末端执行器i的x坐标(米)，i＝A、B、C、D
yi-末端执行器i的y坐标(米)，i＝A、B、C、D
Δθl(t)-由轴T1驱动的左上臂的定向(orientation)变化(度)
Δθ2(t)-由轴T2驱动的带轮的定向变化(度)
Δθ3(t)-由轴T3驱动的右上臂的定向变化(度)
Δθ4(t)-由轴T4驱动的带轮的定向变化(度)
Δθi(t)-末端执行器i的定向变化(度)，i＝A、B、C、D
Δθil(t)-末端执行器i相对于由轴T1驱动的左上臂的相对定向(度)，i＝A、B
Δθi3(t)-末端执行器i相对于由轴T3驱动的右上臂的相对定向(度)，i＝C、D
θl(t)-由轴T1驱动的左上臂的定向(度)
θl0-由轴T1驱动的左上臂的初始定向(度)
θlext-当左连杆伸展时，由轴T1驱动的左上臂的定向(度)
θlret-当左连杆缩回时由轴T1驱动的左上臂的定向(度)
θ2(t)-由轴T2驱动的带轮的定向(度)
θ20-由轴T2驱动的带轮的初始定向(度)
θ2exti-当末端执行器j伸展时，由轴T2驱动的带轮的定向，i＝A、B(度)
θ2ret-当左连杆缩回时，由轴T2驱动的带轮的定向(度)
θ3(t)-由轴T3驱动的右上臂的定向(度)
θ30-由轴T3驱动的右上臂的初始定向(度)
θ3ext-当右连杆伸展时，由轴T3驱动的右上臂的定向(度)
θ3ret-当右连杆缩回时，由轴T3驱动的右上臂的定向(度)
θ4(t)-由轴T4驱动的带轮的定向(度)
θ40-由轴T4驱动的带轮的初始定向(度)
θ4exti-当末端执行器j伸展时，由轴T4驱动的带轮的定向，i＝C、D(度)
θ4ret-当左连杆缩回时，由轴T4驱动的带轮的定向(度)
θi(t)-末端执行器i的定向，i＝A、B、C、D(度)
θi0-末端执行器i的初始定向，i＝A、B、C、D(度)
θiextj-当末端执行器j伸展时，末端执行器i的定向(度)，i＝A、B，j＝A、B或者i＝C、D，j＝C、D
θiret-当对应的连杆缩回时，末端执行器i的定向(度)，i＝A、B、C、D
还参照图2A至图2C，在一个示例性实施例中，机器人100可以包括两个末端执行器102、104。在图中，图2A示出了机器人100的俯视图，并且图2B描绘了机器人100的侧视图。在该示例中，机器人100包括机器人驱动器106单元和机器人臂108。末端执行器102、104包括用于在其上支撑衬底S中的一个衬底S的相应区域A、B。请注意，在本说明书中以及附图中的各个位置处，有时通过字母A、B或者A至D来指代末端执行器，例如，与用于在其上支撑衬底的区域对应。
在图2C至图2D中示意性地描绘了机器人100的示例内部布置。在该示例中，机器人臂108包括上臂110、被连接至在该示例中形成上部末端执行器的末端执行器102的上前臂111a和被连接至在该示例中形成下部末端执行器的末端执行器104的下前臂111b。机器人臂108可以由机器人驱动单元106驱动。在该示例中，机器人驱动单元106包括具有三个同轴轴(例如，外部T1轴114、T2轴116和内部T3轴118)的三轴心轴112。
机器人臂108的上臂110可以被直接附接至T1轴114。上前臂111a可以经由旋转关节120(肘关节)被耦合至上臂110，并且由使用皮带布置126的T2轴116来致动。皮带布置可以包括可以被附接至T2轴116的肩部带轮122、可以被附接至上前臂111a的肘带轮124以及可以在两个带轮122、124之间传递运动的带、皮带或者缆线126a。皮带布置可以以恒定的或者可变的传动比为特征。作为示例，可以通过使用非圆形带轮来实施可变的传动比。
同样，下前臂111b可以经由旋转关节(肘关节)128被耦合至上臂110，并且其定向可以由T3轴118来控制，T3轴118使用另一带、皮带或者缆线布置130。皮带布置可以包括可以被附接至T3轴的肩部带轮B 132、可以被附接至前臂B的肘带轮B 134以及可以在两个带轮132、134之间传递运动的带、皮带或者缆线130b。再次，皮带布置可以以恒定的或者可变的传动比为特征，例如，通过使用非圆形带轮来实施。
如在图3A至图3G中示意性地图示的，机器人驱动单元106的T1轴、T2轴和T3轴可以被旋转，使得上部末端执行器102和下部末端执行器104可以单独地或者同时访问各个偏移和径向站12、14。在图3H至3K中示出了示例分阶段运动(phased motion)的图示。在图3H中，臂108将末端执行器102(A)从部分展开的缩回位置(例如，在站的前面)移动到伸展位置(例如，在如在图3D中示出的站14a中)。另一末端执行器104(B)(即，不执行移动的末端执行器)可以方便地保持被折叠在上臂110的顶部，从而期望地限制其运动。在图3I中，臂108将末端执行器102(A)从部分展开的缩回位置(例如，在站的前面)移动到伸展位置(例如，在如在图3E中示出的站14b中)。另一末端执行器104(B)(即，不执行移动的末端执行器)可以方便地保持被折叠在上臂110的顶部，从而期望地限制其运动。在图3J中，臂108将末端执行器104(B)从部分展开的缩回位置(例如，在站的前面)移动到伸展位置(例如，在如在图3F中示出的站14a中)。另一末端执行器102(A)(即，不执行移动的末端执行器)可以方便地保持被折叠在上臂110的顶部，从而期望地限制其运动。在图3G中，臂108将末端执行器104(B)从部分展开的缩回位置(例如，在站的前面)移动到伸展位置(例如，在如在图3G中示出的站14b中)。另一末端执行器102(A)(即，不执行移动的末端执行器)可以方便地保持被折叠在上臂110的顶部，从而期望地限制其运动。
当完全缩回时，上前臂111a和下前臂111b如在图3A中示出的那样与上臂110成角度180度定向。在该“折叠”姿势下，摆动直径被最小化，对于在不同的站之间的旋转运动，这是理想的。在该折叠位置下晶片中心相对于机器人中心的半径限定了圆形区域，在该圆形区域内部，在物理上无法对有效载荷中心进行定位。有效载荷位置的该圆形轨迹表示运动学奇点-在该区域附近的逆运动学计算被较差地适应(参见用于逆运动学的示例细节的方程(22)至(29))。现有技术轨迹生成将在归一化路径变量中计算一维轨迹轮廓，然后将其应用于连接开始位置和结束位置的线段，从而基于笛卡尔坐标空间将路径变量映射至该段内的中间点。将该技术应用于使有效载荷远离(伸展移动)或者返回(缩回移动)该奇点的已计划的路径，这通常将产生命令角速度和加速度，而这些角速度和加速度太高并且机器人实际上无法实现。
为了解决本实施例中的该技术挑战，可以包括关节空间轨迹生成算法。给定针对命令的移动的开始位置和结束位置，关节空间轨迹生成算法可以执行以下协议：
·检查端点之间的直线路径不与奇点相交。如果预测到相交，则不执行移动。作为示例，检查可以利用以下方法。
a.可以将移动定义为将起点P1连接至终点P2的直线段以及对应的矢量Vp＝P2-P1。
b.可以将奇点定义为具有沿着矢量Vc的轴线(名义上被定义为“Z”轴)的无限圆柱，该轴线与在机器人中心Pc处的点相交并且对于末端执行器A，具有半径rc＝lA-l1或者对于末端执行器B，具有半径rc＝lB-l1。
c.定义附加矢量Va＝P1-Pc
d.对通过系数定义的二次方程进行求解：
a＝(VpxVc)·(VpxVc)
b＝2·(VpxVc)·(VaxVc)
c＝(VaxVc)·(VaxVc)-(rc 2)·(Vc·Vc)
e.如果在范围[O，1]内存在任何实根(root)，则线段在该点处与圆柱相交(intersect)
Pintersect＝P1+ktoot·(P2-P1)
·检查端点之间的直线路径是否在与奇点相距某一阈值距离内通过。如果移动在任何点处都不接近奇点，则采用标准的笛卡尔轨迹生成方案。作为示例，检查可以利用以下方法。
a.找到线上最接近圆柱的轴线的点。
Vacp＝Vcx(VpxVc)
b.检查已找到的点是否在P1与P2之间的线段内，并且若必要，则用那些端点中的一个端点来替换它。
c.计算从圆柱的表面到段上的最近点的距离。
distance＝|Va+(Va·Vc)·Vc|-rc
d.如果最小距离小于预定义值，则可以使用关节空间轨迹生成算法。
·如果计划的路径接近奇点，则根据关节坐标来计算移动的开始位置和结束位置，例如，如果末端执行器A被命令，则可以使用夹角θA1(t)或者差值θ1(t)-θ2(t)，或者如果末端执行器B被命令，则可以使用θB1(t)或者θ1(t)-θ3(t)。
·在归一化路径变量中计算一维轨迹轮廓，并且然后将其应用于根据从起点到终点的夹角表示所需路径。可以根据对关节速度和加速度的限制来表达被用于产生轨迹的运动约束。
·可以在所选择的网格点中对关节空间轨迹进行评估以确定轨迹是否违反了用笛卡尔坐标表示的运动约束中的任何运动约束(例如，有效载荷的最大线速度和加速度)。该测试只采用直接(正)运动学公式，因此，不管奇点的接近度如何，其都可以进行。例如，参考针对直接运动学公式的方程(12)至(16)。在违反了笛卡尔运动约束的情况下，计算用于使运动减慢到足以满足所有约束的时间缩放因子。作为示例，可以在步骤(5)中利用以下内容。
a.在检查到的每个点处，笛卡尔速度(velocity)和加速度(acceleration)约束为：
b.如果在任何点处违反了约束中的任何约束，则计算缩放因子(scale factor)：
c.如下将缩放因子(该缩放因子将大于或者等于1)应用于轨迹：
time＝scale*timeprevious
·给定在夹角中的关节空间轨迹，可以直接计算在径向坐标中的对应轨迹。对于夹角的任何值，有效载荷中心都存在对应的径向延伸。作为示例，可以将以下方法用于该步骤。
a.考虑，例如，关于末端执行器A的直接运动学的方程(12)至(16)。如果已知夹角θA1(t)，则可以做出简化假设θ1(t)＝θA1(t)并且θA(t)＝0以计算径向延伸。
b.夹角的符号表示连杆的旋向性(即，肘关节是到达将肩部关节连接至有效载荷中心的线的左边还是右边。)
·在已确定径向坐标的情况下，计算有效载荷中心的对应角度坐标，使得有效载荷中心的路径遵循笛卡尔空间中的在移动的起点与终点之间的直线。作为示例，可以使用以下方法。
给定移动路径，该移动路径可以是笛卡尔空间中在点P1与P2之间的直线，并且给定一些从轨迹的夹角、角速度和角加速度计算得出的径向位置、速度和加速度，找到对应的旋转角度、角速度和角加速度，使得有效载荷中心保持在移动路径中。
·使用逆运动学的修正公式，将在补充有所需夹角及其对应的角速度和加速度的圆柱坐标中表示的有效载荷中心转换为所需关节位置、速度和加速度。这些成为用于机器人的运动设定点。解决了在奇点附近的计算逆运动学的原始问题，因为轨迹被成形为限制关节速度和加速度，并且算法使用所需夹角的知识来绕过计算的有问题的部分。
另一末端执行器(即，不执行移动的末端执行器)可以方便地保持被折叠在上臂的顶部，从而期望地限制其运动。
还参照图11A至图11C，示出了在奇点处开始并且伸展至直线路径上的站的移动的示例。参考在图2A至2D中示出的机器人进行了该描述，但是该描述同样适用于本文所描述的其它机器人中的至少一些机器人的至少一部分。图11A示出了初始位置，图11B示出了最终伸展位置，并且图11C示出了从初始位置到最终位置的路径，其中，高亮了一些中间的臂位置。在该示例中，图11A示出了机器人臂使末端执行器A、B都缩回的起始点，并且图11B示出了机器人臂已经被移动以将第一末端执行器A移动到伸展位置但是使第二末端执行器B保持处于缩回位置的端点。图11C示出了机器人臂和末端执行器在图11A和11B中示出的位置之间运动时的一系列快照。在该示例中，图11C还示出了第一末端执行器A从其缩回位置到其伸展位置的移动段，其中，移动段是进入偏移站中的一个偏移站的直线。在该示例中，如在图11C中看到的，前臂与上臂的关节只遵循围绕机器人驱动器的中心轴的圆形路径，并且第二末端执行器(以及第二末端执行器上的衬底)的有效载荷中心也只遵循围绕机器人驱动器的中心轴的圆形路径。在图11D中示出了根据夹角计算的轨迹(在该特定示例中，被定义为θ1(t)-θ2(t))；在该特定示例中，如在加速度图中看到的，已经应用了加速度变化率(jerk)和加速度极限(acceleration limit)。在图11E中示出了根据驱动轴角度的对应已缩放轨迹，并且在图11F中示出了根据笛卡尔坐标的对应已缩放轨迹；加速度图表明：已经应用了缩放，使得总加速度(即，x分量和y分量的矢量和)不超过给定极限(虚线)。因此，运动符合在关节空间(即，夹角空间)和笛卡尔空间中的约束。
已经解决了计算在奇点附近的逆运动学的原始问题，因为轨迹被成形为限制关节速度和加速度，并且计算使用所需夹角的知识来绕过计算的有问题的部分。
可以按顺序计算和执行多个移动段。移动段可以被混合在一起以通过消除在航点处的停止来减少总移动时间。一系列移动段可以包括通过使用上面描述的关节空间轨迹生成方案计算得出的一些移动段以及通过任何其它方法计算得出的其它移动段。移动段的数量、移动段的类型以及移动段类型的顺序不受任何限制。
作为图2C至图2D所示示例内部布置的替代物的示例，机器人臂的上臂可以由具有单轴心轴的机器人驱动单元驱动，并且前臂可以由被附接至上臂的一对致动器驱动。具体地，一个致动器可以被配置为驱动上前臂，而另一致动器可以被配置为驱动下前臂。与图15A至图15B所示示例配置相似，致动器可以被直接地连接至前臂，或者与图16A至图16B所示示例配置相似，它们可以经由带、皮带或者缆线布置而被耦合至前臂。
在图4A至图4C中示出了机器人的另一示例实施例。在该示例中，机器人200包括两个末端执行器202、204。图4A示出了机器人200的俯视图，并且图4B示出了机器人200的侧视图。机器人200包括机器人驱动单元206和机器人臂208。该机器人臂208以连杆为特征，诸如，例如，左连杆210和右连杆212。
左连杆210可以由左上臂214和具有左末端执行器202的左前臂216组成，左末端执行器202具有衬底支撑区域A。同样，右连杆212可以由右上臂218和具有右末端执行器204的右前臂220组成，右末端执行器204具有衬底支撑区域C。
在图4C至图4D中示意性地描绘了机器人的示例内部布置。机器人臂208可以由机器人驱动单元206驱动。在该示例实施例中，机器人驱动单元206包括具有四个同轴轴(例如，外部T1轴224、T2轴226、T3轴228和内部T4轴230)的四轴心轴222。
机器人臂208的右上臂218可以被直接附接至T1轴224。上前臂220可以经由旋转关节(右肘关节)232被耦合至右上臂218，并且由T2轴226致动，T2轴226使用皮带布置234。皮带布置234可以包括可以被附接至T2轴的右肩部带轮236、可以被附接至右前臂220的右肘带轮238以及可以在两个带轮236、238之间传递运动的带、皮带或者缆线。皮带布置234可以以恒定的或者可变的传动比为特征。作为示例，可以选择可变的传动比，使得具有右末端执行器204的右前臂220的定向根据右上臂218和T2轴的相对位置按照预定义方式发生变化。然而，可以使用任何其它合适的布置。
同样，机器人臂208的左上臂214可以被直接附接至T3轴228。左前臂216可以经由旋转关节240(左边的肘关节)被耦合至左前臂214，并且由使用皮带布置242的T4轴来致动。皮带布置244可以包括可以被附接至T4轴的左肩部带轮244、可以被附接至左前臂216的左肘带轮246以及可以在两个带轮244、246之间传递运动的带、皮带或者缆线。皮带布置242可以以恒定的或者可变的传动比为特征。作为示例，可以选择可变的传动比，使得具有左末端执行器202的左前臂216的定向根据左上臂210和T4轴的相对位置按照预定义方式发生变化。然而，可以使用任何其它合适的布置。注意，虽然图4A至图4C的示例实施例示出了末端执行器202和204彼此垂直偏移，但是末端执行器可以在同一平面中。
如在图5A至图5H中示意性地图示的，机器人驱动单元206的T1轴、T2轴、T3轴和T4轴可以被旋转，使得左末端执行器202和右末端执行器204可以单独地或者同时访问各个偏移和径向站12、14。在另一示例性实施例中，机器人可以以四个末端执行器为特征，这四个末端执行器可以按照堆叠布置和并排布置进行操作。作为图4C至图4D所示示例内部布置的替代物，机器人臂的上臂可以由具有双轴心轴的机器人驱动单元驱动，并且前臂可以由一对致动器驱动，一个致动器被附接至机器人臂的两个上臂中的每个上臂。具体地，一个致动器可以被附接至左上臂并且驱动左前臂，而另一致动器可以被附接至右上臂并且驱动右前臂。与图15A至图15B所示示例配置相似，致动器可以被直接地连接至前臂，或者与图16A至图16B所示示例配置相似，它们可以经由带、皮带或者缆线布置被耦合至前臂。
还参考图6A至图6C，示出了机器人的另一示例实施例。在该示例中，机器人300包括四个末端执行器302、304、306、308。图6A示出了机器人300的俯视图，并且图6B示出了机器人300的侧视图。在该示例中，机器人300包括机器人驱动单元310和机器人臂312。机器人臂312可以以连杆为特征，诸如，例如，左连杆314和右连杆316。
左连杆314可以由左上臂318、具有左上末端执行器302的左上前臂320以及具有左下末端执行器304的左下前臂322组成，左上末端执行器302具有衬底支撑区域A，左下末端执行器304具有衬底支撑区域B。同样，右连杆316可以由右上臂324、具有右上末端执行器306的右上前臂326以及具有右下末端执行器308的右下前臂328组成，右上末端执行器306具有衬底支撑区域C，右下末端执行器308具有衬底支撑区域D。
在图6C至图6D中示意性地描绘了机器人300的示例内部布置(注意，在示意图6C中末端执行器相对于上臂的定向既不与在图6A中示出的配置对应，也不代表任何实际布置；定向被选择仅仅是为了按照清晰的方式使机器人内部布置可视化，并且末端执行器可以根据实际的应用的要求与描绘的定向成角度地被偏移)。机器人臂312可以由具有四轴心轴330的机器人驱动单元310驱动，该四轴心轴330具有四个同轴轴，例如，外部T1轴332、T2轴334、T3轴336和内部T4轴338。
机器人臂312的左上臂318可以被直接附接至T3轴。左上臂320可以经由旋转关节(左肘关节)340被耦合至左上臂318，并且由使用皮带布置342的T4轴来致动。皮带布置342可以包括可以被附接至T2轴的左肩部带轮344、可以被附接至左上前臂318的左肘带轮346以及可以在两个带轮344、346之间传递运动的带、皮带或者缆线。皮带布置342可以以恒定的或者可变的传动比为特征。作为示例，可以选择可变的传动比，使得具有左上末端执行器302的左上前臂320的定向根据左上臂318和T4轴的相对位置按照预定义方式发生变化。然而，可以使用任何其它合适的布置。
同样，左下前臂322可以经由旋转关节(左肘关节)348被耦合至左上臂318，并且其定向可以由T4轴来控制，T4轴使用另一种带、皮带或者缆线布置350。如在图6D中图示的，可以按照交叉配置来配置皮带布置350。其可以包括可以被附接至T4轴的肩部带轮352、可以被附接至左下前臂322的左肘带轮354以及可以在两个带轮352、354之间传递运动的带、皮带或者缆线。皮带布置350可以以恒定的或者可变的传动比为特征。作为示例，可以选择可变的传动比，使得具有左末端执行器304的左下前臂322的定向根据左上臂318和T4轴的相对位置按照预定义方式发生变化。然而，可以使用任何其它合适的布置。
仍然参照图6C，机器人臂312的右上臂324可以被直接附接至T1轴。右上前臂326可以经由旋转关节(右肘关节)356被耦合至右上臂324，并且由使用皮带布置358的T2轴来致动。皮带布置358可以包括可以被附接至T2轴的肩部带轮360、可以被附接至右上前臂326的右肘带轮362以及可以在两个带轮360、362之间传递运动的带、皮带或者缆线。皮带布置358可以以恒定的或者可变的传动比为特征。作为示例，可以选择可变的传动比，使得具有右末端执行器306的右上前臂326的定向根据右上臂324和T2轴的相对位置按照预定义方式发生改变。然而，可以使用任何其它合适的布置。
右下前臂328可以经由旋转关节(右肘关节)364被耦合至右上臂324，并且其定向可以由T2轴来控制，T2轴使用另一种带、皮带或者缆线布置366。如在图6D中图示的，可以按照交叉配置来配置皮带布置366。其可以包括可以被附接至T2轴的肩部带轮368、可以被附接至右下前臂328的右肘带轮370以及可以在两个带轮368、370之间传递运动的带、皮带或者缆线。皮带布置366可以以恒定的或者可变的传动比为特征。作为示例，可以选择可变的传动比，使得具有右下末端执行器308的右下前臂328的定向根据右上臂324和T2轴的相对位置按照预定义方式发生改变。然而，可以使用任何其它合适的布置。
注意，虽然图6A至图6C的示例实施例示出了末端执行器302和306彼此垂直偏移，但是如果臂的几何形状、带驱动器的传动比和/或臂的操作顺序允许末端执行器相互避开(clear)，则末端执行器可以在同一平面中。这同样适用于末端执行器304和308。
考虑所有带驱动器以恒定的传动比为特征的示例机器人臂，可以如下描述左连杆的根据驱动轴的角定向和连杆的单独连接(即，左上臂、具有末端执行器302的前臂320和具有末端执行器304的前臂322)的运动学：
θi(t)＝θi0+Δθi(t)，i＝302，304(A，B) (1)
其中，θi是末端执行器i的定向，θi0是末端执行器i的初始定向，Δθi是末端执行器i的定向变化，并且t是时间。末端执行器i的定向变化可以被表示为：
Δθi(t)＝Δθi1(t)+Δθ1(t)，i＝302，304(A，B) (2)
其中，Δθi1是末端执行器i相对于左上臂的相对定向，并且Δθ1是左上臂的定向变化。末端执行器i相对于左上臂的相对定向可以被写为：
Δθj1(t)＝nj[Δθ2(t)-Δθ1(t)] (3)
其中，ni是与末端执行器i相关联的传动比，并且Δθ2是驱动轴332或者334(T1或者T2)的定向变化。对于末端执行器302(A)，传动比nj可以是正的，而对于末端执行器304(B)，传动比nj可以是负的，这反映了交叉皮带配置。由驱动轴336(T3)驱动的左上臂318的定向变化以及驱动轴332或者334(T1或者T2)的定向变化可以被计算为：
Δθ1(t)＝θ1(t)-θ10 (4)
Δθ2(t)＝θ2(t)-θ20 (5)
其中，θ10和θ20分别是驱动轴332(T1)和驱动轴334(T2)的初始定向。方程(1)至(5)可以被组合以获得作为驱动轴T1和T2的定向的函数的用于针对末端执行器302(A)和304(B)的定向的以下表达式：
θi(t)＝θi0+(1-ni)Δθ1(t)+niΔθ2(t)，i＝302，304(A，B) (6)
其中
Δθ1(t)＝θ1(t)-θ10 (7)
ΔΔ2(t)＝θ2(t)-θ20 (8)
同样，可以通过下面的表达式来描述右连杆的根据驱动轴336、338(T3和T4)的角定向和右连杆的单独连接(即，右上臂324、具有末端执行器306的前臂326和具有末端执行器308的前臂328(对于命名法，参见表1))的运动学：
θi(t)＝θi0+(1-ni)Δθ3(t)+niΔθ4(t)，i＝306，308(C，D) (9)
其中
Δθ3(t)＝θ3(t)-θ30 (10)
Δθ4(t)＝θ4(t)-θ40 (11)
为了说明上述运动学方程，考虑具有传动比nA＝1、nB＝-1、nC＝1和nD＝-1的示例臂，并且假设臂在最初处于图7A所示缩回位置，即，θ1ret＝225度、θAret＝90度、θBret＝90度、θ3ret＝315度、θCret＝90度，并且θDret＝90度。
如在图7E中示出的，当驱动轴1沿顺时针方向旋转90度(即，Δθ1＝-90度)并且驱动轴T2保持静止(Δθ2＝0度)时，末端执行器302将伸展并且以θAextA＝90度的定向到达最终的伸展位置，同时末端执行器304将沿顺时针方向旋转180度(ΔθB＝-180度)并且达到θBextA＝270度的最终定向。注意，在该说明性示例中，末端执行器A可以不沿着直线从初始的缩回位置移动到最终的伸展位置；如稍后解释的，驱动轴T2将需要与驱动轴T1协调地旋转以使末端执行器A沿着直线路径伸展；然而，驱动轴T2在初始位置与最终位置之间的总旋转将保持为零。
如在图7G中示出的，当驱动轴T1沿顺时针方向旋转90度(Δθ1＝-90度)时并且驱动轴T2沿相同方向旋转180度(Δθ2＝-180度)时，末端执行器304将伸展并且以θaextB＝90度的定向到达最终的伸展位置，同时末端执行器302将沿顺时针方向旋转180度(ΔθA＝-180度)并且达到θAextB＝270度的最终定向。
同样，如在图7F中示出的，当驱动轴T3沿逆时针方向旋转90度(即，Δθ3＝90度)时并且驱动轴T4保持静止(Δθ4＝0度)时，末端执行器306将伸展并且以θCextC＝90度的定向到达最终的伸展位置，同时末端执行器308将沿逆时针方向旋转180度(ΔθD＝180度)并且达到θDextC＝270度的最终定向。注意，在该说明性示例中，末端执行器C可以不沿着直线从初始的缩回位置移动到最终的伸展位置；如稍后解释的，驱动轴T4将需要与驱动轴T3协调地旋转以使末端执行器C沿着直线路径伸展；然而，驱动轴T4在初始位置与最终位置之间的总旋转将保持为零。
最后，如在图7H中示出的，当驱动轴T3沿逆时针方向旋转90度(即，Δθ3＝90度)时并且驱动轴T4沿顺时针方向旋转180度(ΔΔθ4＝180度)时，末端执行器308将伸展并且以ΔDcxD＝90度的定向到达最终的伸展位置，同时末端执行器306将沿逆时针方向旋转180度(ΔθC＝180度)并且达到θCextD＝270度的最终定向。
利用方程(7)至(9)，可以如下总结与末端执行器302、304(A和B)相关联的直接运动学(即，末端执行器302、304的位置与驱动轴T1和T2的角定向之间的关系)(对于命名法，参见表1)：
xj(t)＝l1cosθ1(t)+licosθi(t)，i＝302，304(A，B) (12)
yi(t)＝l1sinθ1(t)+lisinθi(t)，i＝302，304(A，B) (13)
其中
θi(t)＝θi0+(1-ni)Δθ1(t)+niΔθ2(t)，i＝302、304(A、B) (14)
并且
Δθ1(t)＝θ1(t)-θ10 (15)
Δθ2(t)＝θ2(t)-θ20 (16)
直接运动学方程(12)至(16)可以被用于基于驱动轴T1和T2的角位置来确定末端执行器302、304(A、B)的坐标。
可以如下总结与末端执行器306、308(C和D)相关联的直接运动学(对于命名法，参见表1)：
xi(t)＝l3cosθ3(t)+licosθi(t)，i＝306、308(C、D) (17)
yi(t)＝I3sinθ3(t)+lisinθi(t)，i＝306、308(C、D) (18)
其中
θi(t)＝θi0+(1-nj)Δθ3(t)+niΔθ4(t)，i＝306、308(C、D) (19)
并且
Δθ3(t)＝θ3(t)-θ30 (20)
Δθ4(t)＝θ4(t)-θ40 (21)
注意，已经利用了方程(9)至(11)来获得上述表达式。直接运动学方程(17)至(21)可以被用于基于驱动轴T3和T4的角位置来确定末端执行器306、308(C、D)的坐标。
如果采用具有可变传动比的带驱动器，则方程(14)和(19)需要由表示特定带布置的特性的关系替代。作为示例，可以方便地使用用于ΔθA和ΔθB的根据(Δθ2-Δθ1)的查找表和用于Δθc和ΔθD的根据(Δθ4-Δθ3)的另一查找表。
可以通过求解根据末端执行器302或者末端执行器304的定向的用于驱动轴T1和T2的定向的直接运动学方程来获得左连杆的逆运动学方程(对于命名法，参见表1)：
θ1(t)＝Ti(t)-αi(t).，i＝302或者304(A或者B) (22)
θi(t)＝Ti(t)+βi(t)，i＝302或者304(A或者B) (23)
其中
i＝302或者304(A或者B)(24)
i＝302或者304(A或者B)(25)
并且
i＝302或者304(A或者B) (26)
Ti(t)＝atan[yi(t)/xi(t)]，i＝302或者304(A或者B) (27)
当末端执行器302的位置被用作逆运动学计算的输入时，可以基于以下表达式来确定驱动轴T2的角定向：
θ2(t)＝θ20+[θA(t)-θA0+(nA-1)(θ1(t)-θ10)]/nA (28)
或者，当末端执行器304的位置被用作逆运动学计算的输入时，可以基于以下表达式来确定驱动轴T2的角定向：
θ2(t)＝θ20+[θB(t)-θB0+(nB-1)(θ1(t)-θ10)]/nB (29)
同样，可以通过求解根据末端执行器306(C)或者末端执行器308(D)的定向的用于驱动轴T3和T4的定向的直接运动学方程来获得右连杆的逆运动学方程(对于命名法，参见表1)：
θ3(t)＝Ti(t)-αi(t)，i＝306或者308(C或者D) (30)
θi(t)＝Ti(t)+βi(t)，i＝306或者308(C或者D) (31)
其中
i＝306或者308(C或者D) (32)
i＝306或者308(C或者D) (33)
并且
i＝306或者308(C或者D) (34)
Ti(t)＝atan[yi(t)/xi(t)]，i＝306或者308(C或者D) (35)
当末端执行器306的位置被用作逆运动学计算的输入时，可以基于以下表达式来确定驱动轴T4的角定向：
θ4(t)＝θ40+[θc(t)-θc0+(nc-1)(θ3(t)-θ30)]/nc (36)
或者，当末端执行器D的位置被用作逆运动学计算的输入时，可以基于以下表达式来确定驱动轴4的角定向：
θ4(t)＝θ40+[θD(t)-θD0+(nD-1)(θ3(t)-θ30)]/nD (37)
为了使整个机器人臂旋转，所有驱动轴(即，T1、T2、T3和T4)需要相对于固定参考帧沿臂的期望旋转方向移动相同的量。在图7A至图7B中示意性地描绘了这一点。在该特定示例中，整个机器人臂沿顺时针方向旋转90度。
为了使左上末端执行器302沿着预定义路径(诸如，直线路径)从图7A所示缩回位置伸展到左边的偏移站14a，如在图7E的示例中示意性地描绘的，轴T1和T2会需要按照协调的方式来旋转。更具体地，左上末端执行器302的逆运动学方程(方程(22)至(28))可以被利用来根据左边的末端执行器302的位置来确定T1和T2轴的定向。如在图中图示的，当左上末端执行器302伸展到站14a时，左下末端执行器304可以旋转让开。可以通过按照相似的方式使T1和T2轴反向(backward)旋转来使左上末端执行器302缩回。
在图7A所示缩回位置与图7E所示伸展位置之间移动末端执行器302的上述示例中，示出了左连杆的单独连接的以下定向：在缩回位置中，θ1ret＝225度、θAret＝90度并且θBret＝90度；在伸展位置中，θ1ext＝135度、θAextA＝90度并且θBextA＝270度。在示例传动比nA＝1和nB＝-1的情况下，当末端执行器302伸展时，驱动轴T1会被致动以沿顺时针方向旋转90度，并且驱动轴T2被致动以按照协调的方式旋转，使得末端执行器A遵循所需路径；在该特定示例中，驱动轴T2的总旋转为零，即，驱动轴T2的初始和最终角位置相同。当末端执行器302缩回时，驱动轴T1会被致动以沿逆时针方向旋转90度，并且驱动轴T2被致动以按照相反的方式旋转。
为了使左下末端执行器304沿着预定义路径(诸如，直线路径)从图7A所示缩回位置伸展到相同的、左偏移站14a，如在图7G的示例中示意性地描绘的，轴T1和T2可以根据左下末端执行器304的逆运动学方程(方程(22)至(27)和(29))按照协调的方式旋转。如在图中图示的，当左下末端执行器304伸展到站14a时，左上末端执行器302可以摆动让开。可以通过按照相似的方式使T1和T2轴反向旋转来使左下末端执行器304缩回。
在图7A所示缩回位置与图7G所示伸展位置之间移动末端执行器304的上述示例中，示出了左连杆的单独连接的以下定向：在缩回位置中，θ1ret＝225度、θAret＝90度并且θBret＝90度；在伸展位置中，θ1ext＝135度、θAextB＝270度并且θBextB＝90度。再次，在示例传动比nA＝1和nB＝-1的情况下，当末端执行器304伸展时，驱动轴T1可以被致动以沿顺时针方向旋转90度，并且驱动轴T2被致动以沿相同的方向旋转180度。当末端执行器304缩回时，两个驱动轴会被致动以沿相反的方向旋转相同的量。
上述操作可以被利用来从/向偏移站14拾取/放置晶片或者衬底。利用一个末端执行器(诸如，例如，302)的拾取操作，然后是利用另一末端执行器(诸如，例如，304)的放置操作的顺序，可以被用于在偏移站处快速交换晶片/衬底(迅速交换操作)。作为示例，左上末端执行器302可以伸展到站、拾取晶片并且缩回。然后，可以承载另一晶片的左下末端执行器304可以伸展到相同的站、放置晶片并且缩回。
为了使右上末端执行器306沿着预定义路径(诸如，直线路径)从图7A所示缩回位置伸展到右偏移站14b，如在图7F的示例中示意性地描绘的，轴T3和T4会需要按照协调的方式来旋转。更具体地，用于右上末端执行器306的逆运动学方程(方程(30)至(36))可以被利用以根据右上末端执行器306的位置来确定T3和T4轴的定向。如在图中图示的，当右上末端执行器306伸展到站时，右下末端执行器308可以旋转让开。可以通过按照相似的方式使T3和T4轴反向旋转来使右上末端执行器306缩回。
在图7A所示缩回位置与图7F所示伸展位置之间移动末端执行器306的上述示例中，示出了右连杆的单独连接的以下定向：在缩回位置中，θ3ret＝315度、θCret＝90度并且θDret＝90度；在伸展位置中，θ1ext＝45度、θCextC＝90度并且θDextC＝270度。在示例传动比nC＝1和nD＝-1的情况下，当末端执行器306伸展时，驱动轴T3可以被致动以沿逆时针方向旋转90度，并且驱动轴T4被致动以按照协调的方式旋转，使得末端执行器306(C)遵循所需路径；在该特定示例中，驱动轴T4的总旋转为零，即，驱动轴T4的初始和最终角位置相同。当末端执行器306缩回时，驱动轴T3可以被致动以沿顺时针方向旋转90度，并且驱动轴T4被致动以按照相反的方式旋转。
为了使右下末端执行器308沿着预定义路径(诸如，直线路径)从图7A所示缩回位置伸展到相同的、右边的偏移站14b，如在图7H的示例中示意性地描绘的，轴T3和T4可以根据用于右下末端执行器308的逆运动学方程(方程(30)至(35)和(37))按照协调的方式旋转。如在图中图示的，当右下末端执行器308伸展到站14b时，右上末端执行器306可以摆动让开。可以通过按照相似的方式使T3和T4轴反向旋转来使右下末端执行器308缩回。
在图7A所示缩回位置与图7H所示伸展位置之间移动末端执行器308的上述示例中，示出了左连杆的单独连接的以下定向：在缩回位置下，θ1ret＝315度、θCret＝90度并且θDret＝90度；在伸展位置下，θ1ext＝135度、θCextD＝270度并且θDextD＝90度。再次考虑示例传动比nC＝1和nD＝-1，当末端执行器308伸展时，驱动轴T3可以被致动以沿逆时针方向旋转90度，并且驱动轴T4被致动以沿相同的方向旋转180度。当末端执行器308缩回时，两个驱动轴会被致动以沿相反的方向旋转相同的量。
再次，上述操作可以被利用来从/向偏移站拾取/放置晶片。利用一个末端执行器的拾取操作，然后是利用另一末端执行器的放置操作的顺序可以被用于在偏移站处快速交换晶片(迅速交换操作)。作为示例，右上末端执行器306可以伸展到站、拾取晶片并且缩回。然后，可以承载另一晶片的右下末端执行器308可以伸展到相同的站14b、放置晶片并且缩回。
通过同时执行上面针对图7E和图7F所描述的伸展(缩回)操作来，左上末端执行器302和右上末端执行器306还可以同时地伸展到相应的左偏移站和右偏移站/同时地从相应的左偏移站和右偏移站缩回。在图7C中图示了这一点。
此外，可以独立地调整左上末端执行器302和右上末端执行器306的放置位置(参见图1F)。作为示例，可以方便地利用该功能来补偿机器人末端执行器上的两个晶片的任何未对准，并且准确地将两个晶片传递至相应站中的期望位置。
通过同时执行上面针对图7G和图7H所描述的伸展(缩回)操作，左下末端执行器304和右下末端执行器308还可以同时地伸展到相应的左偏移站14a和右偏移站14b/同时地从相应的左偏移站14a和右边偏移站14b缩回。在图7D中图示了这一点。
此外，可以独立地调整左下末端执行器304和右下末端执行器308的放置位置。如早前解释的，例如，可以使用该功能来补偿机器人末端执行器上的两个晶片的任何未对准，并且准确地将两个晶片传递至相应站中的期望位置。
利用一对末端执行器(例如，末端执行器302和306)的拾取操作，然后是利用另一对末端执行器(在该特定示例中，末端执行器304和308)的放置操作的顺序，可以被用于在一对并排的偏移站(诸如，例如，14a和14b)处快速交换一对晶片(在一对并排的偏移站中的迅速交换操作)。在上述示例中，左上末端执行器302和右上末端执行器306可以伸展到一对并排的偏移站、拾取一对晶片并且从站缩回。然后，可以承载另一对晶片的左下末端执行器304和右下末端执行器308可以伸展到相同的一对站、分别放置不同的一对晶片并且从站缩回。
机器人的末端执行器中的每个末端执行器(即，左上末端执行器302、左下末端执行器304、右上末端执行器306和右下末端执行器308)还可以访问径向定向的站(图1A)。
为了使左上末端执行器302沿着预定义路径(诸如，径向直线路径)伸展到径向站12，如在图8D的示例中示意性地描绘的，轴T1和T2可以根据用于左上末端执行器302的逆运动学方程按照协调的方式旋转。如在图中图示的，当左上末端执行器302伸展到站12时，左下末端执行器304可以旋转让开。可以通过按照相似的方式使T1和T2轴反向旋转来使左上末端执行器302缩回。
为了使左下末端执行器304沿着预定义路径(诸如，径向直线路径)伸展到相同的径向站12，如在图8F的示例中示意性地描绘的，轴T1和T2可以根据用于左下末端执行器304的逆运动学方程按照协调的方式旋转。如在图中图示的，当左下末端执行器304伸展到站12时，左上末端执行器302可以摆动让开。可以通过按照相似的方式使T1和T2轴反向旋转来使左下末端执行器304缩回。
上述操作可以被利用来从/向径向站12拾取/放置晶片。再次，利用一个末端执行器的拾取操作，然后是利用另一末端执行器的放置操作的顺序可以被用于在径向站处快速交换晶片(迅速交换操作)。
为了使右上末端执行器306沿着预定义路径(诸如，径向直线路径)伸展到径向站12，如在图8E的示例中示意性地描绘的，轴T3和T4可以根据用于右上末端执行器306的逆运动学方程按照协调的方式旋转。如在图中图示的，当右上末端执行器306伸展到站12时，右下末端执行器308可以旋转让开。可以通过按照相似的方式使T3和T4轴反向旋转来使右上末端执行器306缩回。
为了使右下末端执行器308沿着预定义路径(诸如，径向直线路径)伸展到相同的径向站，如在图8G的示例中示意性地描绘的，轴T3和T4可以根据用于右下末端执行器308的逆运动学方程按照协调的方式旋转。如在图中图示的，当右下末端执行器308伸展到站12时，右上末端执行器306可以摆动让开。可以通过按照相似的方式使T3和T4轴反向旋转来使右下末端执行器308缩回。
上述操作可以被利用来从/向径向站12拾取/放置晶片。利用一个末端执行器的拾取操作，然后是利用另一末端执行器的放置操作的顺序可以被用于在偏移站(offsetstation)处快速交换晶片(迅速交换操作)。
通过同时执行上面针对图8D和图8E所描述的伸展(缩回)操作，左上末端执行器302和右上末端执行器306还可以被同时地伸展到一对垂直堆叠的径向站12/同时地从一对垂直堆叠的径向站12缩回。在图8B中图示了这一点。
可以独立地调整左上末端执行器302和右上末端执行器306的放置位置。作为示例，可以方便地利用该功能来补偿机器人末端执行器上的两个晶片的任何未对准，并且准确地将两个晶片传递至相应径向站(radial station)中的期望位置。
通过同时执行上面针对图8F和图8G所描述的伸展(缩回)操作，左下末端执行器304和右下末端执行器308还可以被同时地伸展到一对垂直堆叠的径向站/同时地从一对垂直堆叠的径向站缩回。在图8C中图示了这一点。
此外，可以独立地调整左下末端执行器304和右下末端执行器308的放置位置。如早前解释的，例如，可以使用该功能来补偿机器人末端执行器上的两个晶片的任何未对准，并且准确地将两个晶片传递至相应径向站中的期望位置。
利用一对末端执行器(例如，末端执行器302和306)的拾取操作，然后是利用另一对末端执行器(在该特定示例中，末端执行器304和308)的放置操作的顺序，可以被用于在一对垂直堆叠的径向站处快速交换一对晶片(在一对堆叠的径向站中的迅速交换操作)。
如在机器人的操作的上述示例中说明的，当左(右)上末端执行器伸展到站时，左(右)下末端执行器可以旋转让开，并且同样，当左(右)下末端执行器伸展到站时，左(右)上末端执行器可以旋转让开。通过利用在机器人臂的肩部带轮与肘带轮之间的具有可变传动比的带布置来期望地减小旋转的范围。如上面提到的，任何带布置可以以恒定的或者可变的传动比为特征，例如，通过使用圆形和/或非圆形带轮来实施。图10A至图10B示出了通过带/皮带408而被连接的圆形带轮400和非圆形带轮402、404、406的一些示例。这些仅仅是示例，而不应该被认为是限制性的。可以提供其它合适大小和形状的非圆形带轮。作为示例，可以为此采用一个或者两个非圆形带轮，诸如，在美国专利9,149,936中描述的，其通过引用的方式以其整体被并入本文。
如早前解释的，可以选择可变的传动比以根据左(右)上臂和驱动左(右)末端执行器的肩部带轮的相对位置来控制左(右)末端执行器的定向。例如，可以选择可变的传动比，使得左下末端执行器304快速旋转让开，并且然后随着左上302末端执行器伸展出去到站而慢下来。在图12A至图12B的示例中图示了这一点。图12A和图12B示出了与在图11C中示出的位置相似的、在机器人臂108和末端执行器移动时的一系列快照。参照在图2A至图2D中示出的机器人进行了该描述，但是该描述同样适用于本文所描述的其它机器人中的至少一些机器人的至少一部分。在图12A示出的示例中，第一末端执行器A从其缩回位置移动到其伸展位置，其中，移动段是进入偏移站中的一个偏移站的直线。在该示例中，前臂与上臂的关节仅仅遵循围绕机器人驱动器的中心轴的圆形路径，并且第二末端执行器(以及第二末端执行器上的衬底)的有效载荷中心具有弯曲(curved)路径，但是在第一末端执行器伸展时保持缩回。图12B示出了与图12A相似但是具有不同的传动比的移动。在图12A中，利用为-1的恒定传动比nB，从而导致末端执行器B的180度旋转。在图12B中，传动比从-1逐渐变化到-0.25，这将末端执行器B的旋转减少到大约145度。
在另一示例实施例中，机器人臂的上臂可以由具有双轴心轴的机器人驱动单元驱动，并且机器人臂的前臂可以由被附接至上臂的致动器驱动。在图13A至图13B中示意性地描绘了这种布置的示例。在图13A至图13B的示例中，机器人臂的左上臂1318可以被连接至机器人驱动单元的轴T1L，并且左前臂320、322可以被耦合至由致动器(例如，马达1302)驱动的轴T2L，该致动器可以被附接至左上臂。同样，机器人臂的右上臂1324可以被连接至机器人驱动单元的轴T1R，并且右前臂326、328可以被耦合至由致动器(例如，马达1304)驱动的轴T2R，该致动器可以被附接至右上臂。
在另一示例实施例中，机器人臂的上臂和前臂可以由具有六轴心轴的机器人驱动单元独立地致动，该六轴心轴以六个独立驱动的轴为特征。在图14A至图14B中示出了这一点的示例。这可以允许机器人同时伸展由同一上臂承载的末端执行器，例如，以在一次操作中从/向同一站拾取/放置两个晶片。提供了机器人驱动器1410，该机器人驱动器1410包括以六个独立驱动的轴为特征的六轴心轴。机器人臂1408具有上臂318、324、前臂320、322、326、328、皮带布置342、350、358、366和末端执行器A至D，这些部件与在图6C至图6D中示出的那些部件相似。
可替代地，机器人臂的上臂可以由具有双轴心轴的机器人驱动单元驱动，并且前臂可以由两对致动器驱动，一对被附接至机器人臂的两个上臂中的每个上臂。具体地，一对致动器可以被附接至左上臂并且驱动左前臂，并且另一对致动器可以被连接至右上臂并且驱动右前臂。如在图15A至图15B中示意性地描绘的，致动器可以被直接连接至前臂，或者如在图16A至图16B中示意性地图示的，它们可以经由带、皮带或者缆线布置被耦合至前臂。对于真空环境应用，可以通过利用在美国专利申请公开第2016/0064263号中描述的方法来对致动器(和传感器、控制器以及与它们相关联的其它部件)进行密封、供电、使其冷却和与其进行通信，该公开通过引用的方式以其整体被并入本文。图15A至图15B示出了具有第一部分的机器人驱动器的示例，该第一部分具有：两个马达1502、1503和被连接至两个上臂318、324的两个同轴驱动轴T1、T2，被可旋转地连接至第一上臂318的第一前臂320和第二前臂322，该第一上臂318具有马达1506、1508以使第一上臂318上的第一前臂320和第二前臂322旋转；以及被可旋转地连接至第二上臂324的第三前臂326和第四前臂328，该第二上臂324具有马达1510、1512以使第二上臂324上的第三前臂326和第四前臂328旋转。图16A至图16B示出了具有第一部分的机器人驱动器的示例，该第一部分具有：两个马达1502、1503和被连接至两个上臂318、324的两个同轴驱动轴T1、T2；被可旋转地连接至第一上臂318的第一前臂320和第二前臂322，该第一上臂318具有被连接至带驱动布置1602、1604的马达1506、1508以使第一上臂318上的第一前臂320和第二前臂322旋转；以及被可旋转地连接至第二上臂324的第三前臂326和第四前臂328，该第二上臂324具有被连接至带驱动布置1606、1608的马达1510、1512以使第二上臂324上的第三前臂326和第四前臂328旋转。
虽然示例实施例的图示示出了机器人的上臂具有相同的关节到关节长度，但是如在图17A至图17B的示例中示意性地描绘的，上臂318a、324a可以具有不同的关节到关节长度318b、324b。可以选择上臂的关节到关节长度，使得一个上臂可以越过另一上臂(例如，从左手侧到右手侧或者从右手侧到左手侧越过)。如在图18A至图18T中示意性地描绘的，这可以允许机器人从/向左边的/右边的站拾取/放置晶片，这示出了机器人在半导体晶片处理系统中访问站的各个示例。若需要，两对末端执行器可以具有不同的垂直间隔，这可以允许机器人在同一平面中(以相同的垂直高度)同时伸展两个末端执行器，而另外两个末端执行器可以旋转让开，从而在不同的平面中(以不同的垂直高度)相互避开。
可替代地，上臂可以以相同的关节到关节长度为特征，并且由一个上臂承载的末端执行器可以在结构支撑件上被升高，该结构支撑件被配置成使得另一上臂和与其相关联的末端执行器可以通过。在图19A至图19B中图示了这种实施例的示例，其中图19A示出了机器人，该机器人具有两个末端执行器和穿过(pass through)支撑件1902，并且图19B描绘了机器人，该机器人具有四个末端执行器和穿过支撑件1904、1906。
机器人驱动单元可以包括一个或者多个垂直提升机构以控制机器人臂的垂直高度，该一个或者多个垂直提升机构可以被用于访问处于不同高度的站，补偿机器人臂的末端执行器之间的垂直距离，以及促进物料拾取/放置操作。作为示例，通过考虑在图4C和图6C中示出的示例，机器人驱动单元206、310可以包括单个垂直提升机构以控制T1轴、T2轴、T3轴和T4轴的高度。作为另一示例，机器人驱动单元可以包括一个垂直机构以控制T1轴和T2轴的高度，从而独立地控制机器人臂的左连杆的高度，以及另一垂直机构以至少部分地与T1轴和T2轴的高度分开地控制T3轴和T4轴的高度，从而独立地控制机器人臂的右连杆的高度。在图17B中示意性地示出了这种布置的示例。
如在图17B的示例中图示的，可以通过使用两个马达来实施垂直机构，每个马达驱动滚珠螺杆。可替代地，单个固定滚珠螺杆可以被附接至机器人驱动单元的框架，并且两个马达(一个被附接至T1和T2轴心轴，而另一个被附接至T3和T4轴心轴)可以驱动在固定滚珠螺杆上的滚珠螺杆螺母。作为再一替代方案，两个心轴中的一个心轴可以相对于机器人驱动单元的框架而被驱动，并且另一心轴可以相对于第一心轴而被驱动；例如，T1和T2轴心轴可以相对于T3和T4轴心轴而被驱动，并且T3和T4轴心轴可以相对于机器人框架而被驱动。虽然通过利用马达驱动的滚珠螺杆描述了上述示例，但是可以使用任何其它合适的致动机构，包括但不限于：导螺杆、线性马达、连杆机构、剪叉(scissor)机构、液压致动器、气动致动器及其组合。
虽然示例性实施例的图示中的大多数图示都示出了以下机器人：其中，左上臂在右上臂之上、左上末端执行器和左下末端执行器在左上臂之上、右上末端执行器和右下末端执行器在右上臂之上、左上末端执行器在右上末端执行器之上以及左下末端执行器在右下末端执行器之上，但是可以按照各种配置来布置上臂和末端执行器。
例如，机器人可以以下面的示例配置及其组合为特征：
●左上臂可以被定位在右上臂之下。
●左上末端执行器可以被定位在左上臂之上，而左下末端执行器可以被定位在左上臂之下。
●左上末端执行器和左下末端执行器可以被定位在左上臂之下。
●右上末端执行器可以被定位在右上臂之上，而右下末端执行器可以被定位在右上臂之下。
●右上末端执行器和右下末端执行器可以被定位在左上臂之下。
●左上末端执行器可以被定位在与右上末端执行器基本相同的平面中。
●左上末端执行器可以被定位在右上末端执行器之下。
●左下末端执行器可以被定位在与右下末端执行器基本相同的平面中。
●左下末端执行器可以被定位在右下末端执行器之下。
●可替代地，可以使用上臂和末端执行器的任何合适的配置。
示例实施例可以被提供在一种装置中，该装置包括：包括马达和被连接至马达的同轴驱动轴的机器人驱动器；被连接至机器人驱动器的机器人臂，其中，机器人臂包括两个上臂、被连接至上臂中的第一上臂的第一组前臂、被连接至上臂中的第二上臂的第二组前臂和被连接至前臂中的相应一个前臂的末端执行器，其中，第一上臂和第二上臂被连接至同轴驱动轴中的相应的第一同轴驱动轴和第二同轴驱动轴，其中，第一组前臂被安装在第一上臂并且通过相应的第一传动带组件和第二传动带组件被连接至同轴驱动轴中的第三同轴驱动轴，其中，第二组前臂被安装至第二上臂并且通过相应的第三传动带组件和第四传动带组件被连接至同轴驱动轴中的第四同轴驱动轴。
第一组前臂可以在共同的轴线处或者旋转处被连接至第一上臂。第一传动带组件和第二传动带组件每个可以包括至少一组带轮和在带轮之间的传动带，并且其中，带轮中的至少一个带轮是非圆形带轮。包括至少一个非圆形带轮的第一传动带组件和第二传动带组件可以被配置为在第一上臂沿第一方向被旋转时移动第一组前臂，第一组前臂之间没有相对旋转，并且其中，包括至少一个非圆形带轮的第一传动带组件和第二传动带组件被配置为在第一上臂沿与第一方向相反的第二方向被旋转时移动第一组前臂，第一组前臂之间具有相对旋转。该装置可以进一步包括：被连接至机器人驱动器的控制器，其中，控制器包括至少一个处理器和包括用于控制马达的计算机代码的至少一个存储器。该装置可以进一步包括：衬底传送室，具有被连接至其的机器人驱动器，其中，机器人臂被定位在衬底传送室内；以及被连接至衬底传送室的多个衬底站，其中，多个衬底站包括相对于从机器人驱动器连接至衬底传送室的轴线的径向方向发生偏移的站和相对于从机器人驱动器连接至衬底传送室的轴线的径向方向未发生偏移的至少一个站，其中，机器人驱动器和机器人臂被配置为移动末端执行器以利用站来插入和移除衬底。机器人驱动器和机器人臂可以被配置为将在第一组前臂上的末端执行器中的第一末端执行器和在第二组前臂上的末端执行器中的第二末端执行器同时移动到至少一个站中，该至少一个站相对于从机器人驱动器连接至衬底传送室的轴线的径向方向未发生偏移。该装置可以在衬底传送室的同一侧上包括偏移衬底站中的两个偏移衬底站，机器人驱动器和机器人臂被配置为分别将在第一组前臂上的末端执行器中的第一末端执行器和在第二组前臂上的末端执行器中的第二末端执行器同时移动到两个偏移站中。该装置可以在衬底传送室的同一侧上包括偏移衬底站中的两个偏移衬底站，其中，机器人驱动器和机器人臂被配置为将第一末端执行器移动到两个偏移衬底站中的第一偏移衬底站中，而第二上臂和第二组前臂不移动，并且其中，机器人驱动器和机器人臂被配置为将第二末端执行器移动到两个偏移衬底站中的第二偏移衬底站中，而第一上臂和第一组前臂不移动。
一种示例方法可以包括：将第一上臂连接至机器人驱动器的第一同轴驱动轴；将第二上臂连接至机器人驱动器的第二同轴驱动轴；将第一组前臂连接至第一上臂，其中，第一传动带布置将第一组前臂中的第一前臂连接至机器人驱动器的第三同轴驱动轴，并且其中，第二传动带布置将第一组前臂中的第二前臂连接至机器人驱动器的第三同轴驱动轴；将第二组前臂连接至第二上臂，其中，第三传动带布置将第二组前臂中的第一前臂连接至机器人驱动器的第四同轴驱动轴，并且其中，第四传动带布置将第二组前臂中的第二前臂连接至机器人驱动器的第四同轴驱动轴；以及将相应的末端执行器连接至前臂。
第一组前臂可以在共同的轴线处或者旋转处被连接至第一上臂。第一传动带布置可以包括至少一个非圆形带轮以相对于第三同轴驱动轴的旋转以可变速率移动第一传动带布置的传动带。第一传动带组件和第二传动带组件，包括第一传动带组件和第二传动带组件的至少一个非圆形带轮，可以被连接以在第一上臂沿第一方向被旋转时，能够在第一组前臂之间没有相对旋转的情况下，移动第一组前臂，并且在第一上臂沿与第一方向相反的第二方向被旋转时，能够在第一组前臂之间具有相对旋转的情况下，移动第一组前臂。该方法可以进一步包括：将控制器耦合至机器人驱动器，其中，控制器包括至少一个处理器和包括用于控制机器人驱动器的马达的计算机代码的至少一个存储器。该方法可以进一步包括：将机器人驱动器连接至衬底传送室，其中，机器人臂被定位在衬底传送室内；以及将多个衬底站连接至衬底传送室，其中，多个衬底站包括相对于从机器人驱动器连接至衬底传送室的轴线的径向方向发生偏移的站和相对于从机器人驱动器连接至衬底传送室的轴线的径向方向未发生偏移的至少一个站，其中，机器人驱动器和机器人臂被配置为移动末端执行器以利用站来插入和移除衬底。机器人驱动器和机器人臂可以被组装以能够将在第一组前臂上的末端执行器中的第一末端执行器和在第二组前臂上的末端执行器中的第二末端执行器同时移动到至少一个站中，该至少一个站相对于从机器人驱动器连接至衬底传送室的轴线的径向方向未发生偏移。该装置可以在衬底传送室的同一侧上包括偏移衬底站中的两个偏移衬底站，其中，机器人驱动器和机器人臂被组装以能够同时分别将在第一组前臂上的末端执行器中的第一末端执行器和在第二组前臂上的末端执行器中的第二末端执行器移动到两个偏移站中。该方法可以进一步包括装置，该装置在衬底传送室的同一侧上包括偏移衬底站中的两个偏移衬底站，其中，机器人驱动器和机器人臂被组装以能够将第一末端执行器移动到两个偏移衬底站中的第一偏移衬底站中，而第二上臂和第二组前臂不移动，并且其中，机器人驱动器和机器人臂被配置为将第二末端执行器移动到两个偏移衬底站中的第二偏移衬底站中，而第一上臂和第一组前臂不移动。
一种示例方法可以包括：使机器人驱动器的第一同轴驱动轴沿第一方向绕着第一轴线旋转以使机器人臂的第一上臂绕着第一轴线旋转；在第一同轴驱动轴被旋转时使机器人驱动器的第二同轴驱动轴绕着第一轴线旋转以移动第一传动带布置和第二传动带布置，并且因此，使第一上臂上的第一前臂和第二前臂旋转；使机器人驱动器的第三同轴驱动轴沿第二方向绕着第一轴线旋转以使机器人臂的第二上臂绕着第一轴线旋转；以及使机器人驱动器的第四同轴驱动轴绕着第一轴线旋转以移动第三传动带布置和第四传动带布置，并且因此，使第二上臂上的第三前臂和第四前臂旋转。使机器人驱动器的第四同轴驱动轴绕着第一轴线旋转可以在第一同轴驱动轴和第二同轴驱动轴被旋转时发生。
一种示例方法可以包括：使机器人驱动器的第一同轴驱动轴沿第一方向绕着第一轴线旋转以使机器人臂的至少一个上臂绕着第一轴线旋转；在第一同轴驱动轴被旋转时使机器人驱动器的第二同轴驱动轴绕着第一轴线旋转以至少移动第一传动带布置以使至少一个上臂上的第一前臂旋转并且使第一前臂上的第一末端执行器从缩回位置朝向伸展位置而伸展；以及当第一末端执行器被从缩回位置朝向伸展位置而被移动时，使机器人驱动器的第三同轴驱动轴沿第二方向绕着第一轴线旋转以至少移动第二传动带布置以使至少一个上臂上的第二前臂旋转并且使第二前臂上的第二末端执行器保持处于缩回位置。
一种示例装置可以包括机器人驱动器，该机器人驱动器包括马达和被连接至马达的同轴驱动轴；被连接至机器人驱动器的机器人臂，其中，机器人臂包括第一上臂、被连接至第一上臂的第一前臂、被连接至第一上臂的第二前臂和被连接至前臂中的相应前臂的末端执行器，其中，第一上臂被连接至同轴驱动轴中的第一同轴驱动轴，其中，第一前臂被安装在第一上臂上并且通过第一传动带组件被连接至同轴驱动轴中的第二同轴驱动轴，其中，第二前臂被安装至第一上臂并且通过第二传动带组件被连接至第二同轴驱动轴，并且其中，第一传动带组件包括被连接至第一前臂的直带驱动器，并且第二传动带组件包括被连接至第二前臂的交叉带驱动器。
一种示例性方法可以包括：在用于机器人臂的归一化路径变量中计算一维关节空间轨迹轮廓，并且将关节空间轨迹轮廓应用于所需路径，该所需路径是根据从机器人臂上的末端执行器(或者末端执行器上的衬底)的起点到末端执行器(或者末端执行器上的衬底)的终点的夹角而被表示的；基于夹角中的关节空间轨迹轮廓来计算在径向坐标中的对应轨迹；基于计算得出的径向坐标来计算有效载荷中心的对应角度坐标，使得在起点与终点之间的有效载荷中心的路径遵循笛卡尔空间中的直线；以及使用逆运动学的修正公式，将在补充有所需夹角及其对应的角速度和加速度的圆柱坐标中表示的所需有效载荷中心转换为所需关节位置、速度和加速度以形成用于机器人臂的运动设定点，并且然后基于设定点来控制机器人驱动器的马达使机器人臂移动。
该方法可以检查端点之间的直线路径不与奇点相交。如果预测到相交，则该方法可以中止或者不执行移动。该方法可以检查端点之间的直线路径是否在与奇点相距某一阈值距离内通过。如果移动在任何点处都不接近奇点附近，则该方法可以采用标准的笛卡尔轨迹生成方案。如果计划路径接近奇点，则该方法可以根据如上面提到的关节坐标(具体地，夹角θ1(t)-θ2(t)，末端执行器根据该夹角而被命令)来计算移动的开始位置和结束位置。
可以在所选择的网格点中对关节空间轨迹进行评估以确定其是否违反了用笛卡尔坐标表示的运动约束中的任何运动约束(即，有效载荷的最大线速度和加速度)。该测试可以只采用直接(正)运动学公式，因此，不管奇点的接近度如何，其都可以进行。在违反了笛卡尔运动约束的情况下，该方法可以计算用于使运动减慢到足以满足所有约束的时间缩放因子。
根据示例实施例，可以提供一种装置，该装置包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个非暂时性存储器，至少一个存储器和计算机程序代码被配置为利用至少一个处理器来使该装置以：在用于机器人臂的归一化路径变量中计算一维关节空间轨迹轮廓，并且将关节空间轨迹轮廓应用于所需路径，该所需路径是根据从机器人臂上的末端执行器(或者末端执行器上的衬底)的起点到末端执行器(或者末端执行器上的衬底)的终点的夹角而被表示的；基于夹角中的关节空间轨迹轮廓来计算在径向坐标中的对应轨迹；基于计算得出的径向坐标来计算有效载荷中心的对应角度坐标，使得在起点与终点之间的有效载荷中心的路径遵循笛卡尔空间中的直线；并且通过使用逆运动学的修正公式，将在补充有所需夹角及其对应的角速度和加速度的圆柱坐标中表示的所需有效载荷中心转换为所需关节位置、速度和加速度以形成用于机器人臂的运动设定点。
根据示例实施例，可以提供一种可由机器读取的非暂时性程序存储设备，诸如，例如，在图1A中示出的存储器19，从而有形地体现了可由机器执行的用于执行操作的指令的程序，操作包括：在用于机器人臂的归一化路径变量中计算一维关节空间轨迹轮廓，并且将关节空间轨迹轮廓应用于所需路径，该所需路径是根据从机器人臂上的末端执行器(或者末端执行器上的衬底)的起点到末端执行器(或者末端执行器上的衬底)的终点的夹角而被表示的；基于夹角中的关节空间轨迹轮廓来计算在径向坐标中的对应轨迹；基于计算得出的径向坐标来计算有效载荷中心的对应角度坐标，使得在起点与终点之间的有效载荷中心的路径遵循笛卡尔空间中的直线；以及通过使用逆运动学的修正公式，将在补充有所需夹角及其对应的角速度和加速度的圆柱坐标中表示的所需有效载荷中心转换为所需关节位置、速度和加速度以形成用于机器人臂的运动设定点。
可以利用一种或者多种计算机可读介质的任何组合作为存储器。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者非暂时性计算机可读存储介质。例如，非暂时性计算机可读存储介质不包括传播信号，但是可以是，例如但不限于：电子、磁性、光学、电磁、红外或者半导体系统、装置或者设备，或者前述内容的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例(非详尽列表)将包括以下内容：具有一根或者多根接线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或者闪速存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备或者前述内容的任何合适的组合。
另一示例方法可以包括：使机器人驱动器的第一同轴驱动轴沿第一方向绕着第一轴线旋转以使机器人臂的至少一个上臂绕着第一轴线旋转；在第一同轴驱动轴被旋转时使机器人驱动器的第二同轴驱动轴绕着第一轴线旋转以至少移动第一传动带布置以使至少一个上臂上的第一前臂旋转并且使第一前臂上的第一末端执行器从缩回位置朝向伸展位置伸展；以及当第一末端执行器从缩回位置朝向伸展位置而被移动时，使机器人驱动器的第三同轴驱动轴沿第二方向绕着第一轴线旋转以至少移动第二传动带布置以使至少一个上臂上的第二前臂旋转并且使第二前臂上的第二末端执行器保持处于缩回位置。
一种示例方法可以包括：基于从参考点的开始位置到参考点的结束位置的参考点的所需路径(其中，参考点在机器人臂上的末端执行器上)，确定与开始位置对应的夹角和与结束位置对应的夹角，其中，机器人臂被连接至具有用于使机器人臂移动的马达的机器人驱动器；至少部分地基于夹角来计算在末端执行器上的参考点的径向坐标中的轨迹；基于计算得出的径向坐标，计算末端执行器上的参考点的对应角度坐标，使得末端执行器上的参考点遵循在开始位置与结束位置之间的所需路径；使用逆运动学的修正公式，将补充有轨迹的夹角和末端执行器的对应角速度和加速度的、在末端执行器上的参考点的径向坐标和角度坐标转换为所需关节位置、速度和加速度以形成用于机器人臂的运动设定点；以及基于运动设定点来控制机器人驱动器的马达使机器人臂移动。
该方法可以进一步包括：确定在开始位置与结束位置之间的所需路径与机器人臂的运动学奇点相交，并且不执行机器人臂的移动。该方法可以进一步包括：确定在开始位置与结束位置之间的所需路径是否在与机器人臂的运动学奇点相距某一预定阈值距离内通过并且：当移动并不在与运动学奇点相距的预定阈值距离内通过时，使用笛卡尔轨迹生成方案来移动机器人手臂，并且当移动确实在与运动学奇点相距的预定阈值距离内通过时，不使用笛卡尔轨迹生成方案来移动机器人手臂。该方法可以进一步包括：在所选择的网格点中对轨迹进行评估以确定轨迹是否违反了用笛卡尔坐标表示的至少一个运动约束。该至少一个运动约束可以包括末端执行器的最大线速度和最大加速度。当确定将违反至少一个运动约束时，该方法可以进一步包括：计算时间缩放因子，该时间缩放因子用于移动马达中的至少一个马达并且使机器人臂的移动慢下来以满足该至少一个运动约束。末端执行器上的参考点可以包括末端执行器上的衬底有效载荷的有效载荷中心。该方法可以进一步包括：在用于末端执行器的归一化路径变量中计算一维轨迹轮廓，并且将一维轨迹轮廓应用于所需路径，该所需路径是根据从在末端执行器上的参考点的开始位置到参考点的结束位置的夹角表示的。一种非暂时性程序存储设备可由机器读取，从而有形地体现了可由机器执行的用于执行操作的指令的程序，操作包括如上面描述的方法。
一种示例方法可以包括：由控制器确定机器人臂的末端执行器上的参考点在参考点的开始位置与结束位置之间的路径，其中，机器人臂被连接至具有用于移动机器人臂的马达的机器人驱动器，并且其中，控制器包括至少一个处理器和具有计算机代码的至少一个非暂时性存储器；控制器从多种不同的移动控制模式中选择移动控制模式，其中，不同的移动控制模式包括：确定在开始位置与结束位置之间的路径与机器人臂的运动学奇点相交，并且不利用该路径来执行机器人臂的移动，确定在开始位置与结束位置之间的路径在与机器人臂的运动学奇点相距预定阈值距离之外通过，并且使用笛卡尔轨迹生成方案来移动机器人臂，以及确定在开始位置与结束位置之间的路径在与机器人臂的运动学奇点相距的预定阈值距离之内通过，确定与开始位置对应的夹角和与结束位置对应的夹角，根据关节坐标来计算开始位置和结束位置，至少部分地基于夹角来计算在径向坐标中从开始位置到结束位置的轨迹，计算参考点的对应角度坐标，使得参考点遵循笛卡尔空间中的在开始位置与结束位置之间的路径；以及基于所选择的控制模式来控制机器人臂的马达的移动的控制器。
该方法可以进一步包括：通过使用逆运动学的修正公式，将参考点的、补充有夹角和参考点的对应角速度和加速度的径向坐标和角度坐标转换为关节坐标、角速度和加速度以形成用于机器人臂的运动设定点；以及基于运动设定点来控制机器人驱动器的马达使机器人臂移动。该方法可以进一步包括：在所选择的网格点中对轨迹进行评估以确定轨迹是否违反了用笛卡尔坐标表示的至少一个运动约束。该至少一个运动约束可以包括参考点的最大线速度和最大加速度。当至少一个运动约束被确定将被违反时，该方法可以进一步包括：计算时间缩放因子，该时间缩放因子用于使马达中的至少一个马达移动并且使机器人臂的移动慢下来以满足该至少一个运动约束。一种可由机器读取的非暂时性程序存储设备，有形地体现了可由机器执行的用于执行操作的指令的程序，操作包括如上面描述的方法。
可以在一种装置中提供示例实施例，该装置包括：至少一个处理器；以及包括计算机程序代码的至少一个非暂时性存储器，至少一个存储器和计算机程序代码被配置为利用至少一个处理器来使该装置：通过至少一个处理器和计算机程序代码来确定机器人臂的末端执行器上的参考点在参考点的开始位置与参考点的结束位置之间的具有轨迹的路径，其中，机器人臂被连接至机器人驱动器，机器人驱动器具有用于使机器人臂移动的马达；通过至少一个处理器和计算机程序代码从多种不同的移动控制模式中选择移动控制模式，其中，多种不同的移动控制模式包括：确定在开始位置与结束位置之间的路径与机器人臂的运动学奇点相交，并且不利用该路径来执行机器人臂的移动，确定在开始位置与结束位置之间的路径在与机器人臂的运动学奇点相距某一预定阈值距离之外通过，并且使用笛卡尔轨迹生成方案以移动机器人臂，以及确定在开始位置与结束位置之间的路径在与机器人臂的运动学奇点相距的预定阈值距离之内通过，确定与开始位置对应的夹角和与结束位置对应的夹角，以及根据关节坐标来计算开始位置和结束位置，至少部分地基于夹角来计算在径向坐标中参考点的轨迹，计算末端执行器上的参考点的对应角度坐标，使得参考点遵循笛卡尔空间中的移动的在开始位置与结束位置之间的路径。
至少一个处理器和计算机程序代码可以被配置为在所选择的网格点中对轨迹进行评估以确定轨迹是否违反了用笛卡尔坐标表示的至少一个运动约束。该至少一个运动约束可以包括参考点的最大线速度和最大加速度。当至少一个运动约束被确定将被违反时，至少一个处理器和计算机程序代码可以被配置为计算时间缩放因子，该缩减缩放因子用于使马达中的至少一个马达移动并且使机器人臂的移动慢下来以满足该至少一个运动约束。
在上面的描述中，在开始位置与结束位置之间提到了直线路径。然而，这仅仅是示例。在替代示例中，路径可以不是直线，或者可以可以仅部分是直线。另外，上面的描述提到了在用于机器人臂上的末端执行器的归一化路径变量中计算一维轨迹轮廓。然而，这也仅仅是示例。在替代示例中，可以通过使用任何合适类型的方法来计算根据夹角(从与开始位置对应的夹角到与结束位置对应的夹角)计算得出的一维运动轮廓；不限于在归一化路径变量中计算一维轨迹轮廓。
在一种示例方法中，该方法可以包括以下步骤：
1.给出了以下情况：在机器人末端执行器上的参考点的开始位置，以及在机器人末端执行器上的参考点的结束位置。这定义了机器人开始的地方(从缩回位置)和机器人结束的地方(用于衬底放置/拾取操作)。
2.另外，存在限制机器人末端执行器上的参考点的运动的速度、加速度和加速度变化率的约束以及限制夹角的速度、加速度和加速度变化率的约束。
3.在路径中连接机器人末端执行器上的参考点的开始位置和机器人末端执行器上的参考点的结束位置，诸如，例如，通过直线。
4.如果在步骤3中计算得出的直线经过运动学奇点的圆柱，则不执行移动，并且在此处停止。
5.如果在步骤3中计算得出的直线在运动学奇点的圆柱之外，并且不比预定距离更接近运动学奇点的圆柱，则计算参考点在笛卡尔空间中的轨迹，并且忽略下面的步骤。
6.如果不满足在步骤4和步骤5中所描述的条件，则继续以下步骤：
7.使用逆运动学方程，确定与开始位置对应的夹角和与结束位置对应的夹角。
8.根据夹角(从与开始位置对应的夹角到与结束位置对应的夹角，在步骤3中确定这些夹角)来计算一维运动轮廓。该计算利用在步骤2中引入的有关夹角的速度、加速度和加速度变化率的约束。
9.将根据来自步骤8的夹角表示的轮廓转换为根据径向坐标的运动轮廓(这是通常在极坐标系或者圆柱坐标系中使用的、到机器人末端执行器上的参考点的径向距离)。
10.利用在步骤3中计算得出的直线和根据来自步骤9中的径向坐标表示的轮廓，根据角度坐标来计算运动轮廓(这是通常在极坐标系或者圆柱坐标系中使用的、径向线到机器人末端执行器上的参考点的角度)。
11.将根据径向坐标和角度坐标的运动轮廓转换为根据笛卡尔坐标表示的运动轮廓。这可以仅包括使用从极坐标系(或者圆柱坐标系)到笛卡尔坐标系对位置、速度和加速度进行众所周知的转换。
12.检查在步骤11中计算得出的运动轮廓是否违反了限制机器人末端执行器上的参考点的运动的速度、加速度和加速度变化率的任何约束，这些约束是在步骤2中引入的。如果没有，则执行移动并且忽略步骤13。
13.如果在步骤12中的检查指示违反，则根据笛卡尔坐标来缩放运动轮廓，使得限制机器人末端执行器上的参考点的运动的速度、加速度和加速度变化率的约束中没有约束被违反。可以通过延长机器人运动/移动的时间来方便地完成这一点。
应该理解，前面的描述仅仅是说明性的。本领域的技术人员可以设计出各种替代物和修改。例如，在各个从属权利要求中叙述的特征可以按照任何合适的组合彼此组合。另外，来自上面描述的不同实施例的特征可以被选择性地组合成新的实施例。因此，该描述旨在囊括落入所附权利要求书的范围内的所有这种替代物、修改和变化。

Claims (22)

1.一种机器人，所述机器人包括：
机器人驱动器，所述机器人驱动器包括马达和被连接至所述马达的同轴驱动轴；
机器人臂，所述机器人臂被连接至所述机器人驱动器，其中，所述机器人臂包括两个上臂、被连接至所述上臂中的第一上臂的第一组前臂、被连接至所述上臂中的第二上臂的第二组前臂和被连接至所述前臂中的相应前臂的末端执行器，其中，所述第一上臂和第二上臂被连接至所述同轴驱动轴中的相应第一同轴驱动轴和第二同轴驱动轴，其中，所述第一组前臂包括至少第一前臂和第二前臂，其中，所述第一组前臂被安装在所述第一上臂上，其中，所述第一前臂通过第一传动带组件被连接至所述同轴驱动轴中的第三同轴驱动轴，其中所述第二前臂通过第二传动带组件被连接至所述第三同轴驱动轴，其中，所述第二组前臂包括至少第三前臂和第四前臂，其中，所述第二组前臂被安装至所述第二上臂，其中，所述第三前臂通过第三传动带组件被连接至所述同轴驱动轴中的第四同轴驱动轴，并且其中，所述第四前臂通过第四传动带组件被连接至所述第四同轴驱动轴。
2.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述第一传动带组件包括被连接至所述第一前臂的直带驱动器，并且所述第二传动带组件包括被连接至所述第二前臂的交叉带驱动器。
3.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述第一组前臂在共同的轴线处或者旋转处被连接至所述第一上臂。
4.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述第一传动带组件和第二传动带组件分别包括至少一组带轮和在所述带轮之间的传动带，并且其中，所述带轮中的至少一个带轮是非圆形带轮。
5.根据权利要求1所述的机器人，进一步包括：控制器，所述控制器被连接至所述机器人驱动器，其中，所述控制器包括至少一个处理器、和包括用于控制所述马达的计算机代码的至少一个存储器。
6.根据权利要求1所述的机器人，进一步包括：衬底传送室，所述衬底传送室具有被连接至所述衬底传送室的所述机器人驱动器，其中，所述机器人臂被定位在所述衬底传送室内；以及多个衬底站，所述多个衬底站被连接至所述衬底传送室，其中，所述多个衬底站包括相对于从所述机器人驱动器连接至所述衬底传送室的轴线的径向方向发生偏移的站、和相对于从所述机器人驱动器连接至所述衬底传送室的所述轴线的所述径向方向未发生偏移的至少一个站，其中，所述机器人驱动器和所述机器人臂被配置为移动所述末端执行器，以利用所述站来插入和移除衬底。
7.根据权利要求6所述的机器人，其中，所述机器人驱动器和所述机器人臂被配置为将在所述第一组前臂上的所述末端执行器中的第一末端执行器和在所述第二组前臂上的所述末端执行器中的第二末端执行器同时移动到相对于从所述机器人驱动器连接至所述衬底传送室的所述轴线的所述径向方向未发生偏移的所述至少一个站中。
8.根据权利要求6所述的机器人，其中，所述机器人在所述衬底传送室的同一侧上包括偏移衬底站中的两个偏移衬底站，所述机器人驱动器和所述机器人臂被配置为同时将在所述第一组前臂上的所述末端执行器中的第一末端执行器和在所述第二组前臂上的所述末端执行器中的第二末端执行器分别移动到所述两个偏移衬底站中。
9.根据权利要求6所述的机器人，其中，所述机器人在所述衬底传送室的同一侧上包括偏移衬底站中的两个偏移衬底站，其中，所述机器人驱动器和所述机器人臂被配置为将所述末端执行器中的第一末端执行器移动到所述两个偏移衬底站中的第一偏移衬底站中，而所述第二上臂和第二组前臂不移动，并且其中，所述机器人驱动器和所述机器人臂被配置为将所述末端执行器中的第二末端执行器移动到所述两个偏移衬底站中的第二偏移衬底站中，而所述第一上臂和第一组前臂不移动。
10.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述第一传动带组件和第二传动带组件包括所述第一传动带组件和第二传动带组件的至少一个非圆形带轮，所述第一传动带组件和第二传动带组件被连接，以在所述第一上臂沿第一方向被旋转时，能够在所述第一组前臂之间没有相对旋转的情况下，移动所述第一组前臂，并且在所述第一上臂沿与所述第一方向相反的第二方向被旋转时，能够在所述第一组前臂之间具有相对旋转的情况下，移动所述第一组前臂。
11.一种用于组装机器人的方法，所述方法包括：
将第一上臂连接至机器人驱动器的第一同轴驱动轴；
将第二上臂连接至所述机器人驱动器的第二同轴驱动轴；
将第一组前臂连接至所述第一上臂，其中，第一传动带布置将所述第一组前臂中的第一前臂连接至所述机器人驱动器的第三同轴驱动轴，并且其中，第二传动带布置将所述第一组前臂中的第二前臂连接至所述机器人驱动器的所述第三同轴驱动轴；
将第二组前臂连接至所述第二上臂，其中，第三传动带布置将所述第二组前臂中的第一前臂连接至所述机器人驱动器的第四同轴驱动轴，并且其中，第四传动带布置将所述第二组前臂中的第二前臂连接至所述机器人驱动器的所述第四同轴驱动轴；以及
将相应的末端执行器连接至所述前臂。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一组前臂在共同的轴线处或者旋转处被连接至所述第一上臂。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一传动带布置包括至少一个非圆形带轮，以相对于所述第三同轴驱动轴的旋转以可变速率移动所述第一传动带布置的传动带。
14.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：将控制器耦合至所述机器人驱动器，其中，所述控制器包括至少一个处理器、和包括用于控制所述机器人驱动器的马达的计算机代码的至少一个存储器。
15.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：将所述机器人驱动器连接至衬底传送室，其中，机器人臂被定位在所述衬底传送室的内部；以及将多个衬底站连接至所述衬底传送室，其中，所述多个衬底站包括相对于从所述机器人驱动器连接至所述衬底传送室的轴线的径向方向发生偏移的站、和相对于从所述机器人驱动器连接至所述衬底传送室的所述轴线的所述径向方向未发生偏移的至少一个站，其中，所述机器人驱动器和所述机器人臂被配置为移动所述末端执行器，以利用所述站来插入和移除衬底。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述机器人驱动器和所述机器人臂被组装，以能够同时将在所述第一组前臂上的所述末端执行器中的第一末端执行器和在所述第二组前臂上的所述末端执行器中的第二末端执行器移动到相对于从所述机器人驱动器连接至所述衬底传送室的所述轴线的所述径向方向未发生偏移的所述至少一个站中。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述机器人在所述衬底传送室的同一侧上包括偏移衬底站中的两个偏移衬底站，其中，所述机器人驱动器和所述机器人臂被组装，以能够同时将在所述第一组前臂上的所述末端执行器中的第一末端执行器和在所述第二组前臂上的所述末端执行器中的第二末端执行器分别移动到所述两个偏移衬底站中。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述机器人在所述衬底传送室的同一侧上包括偏移衬底站中的两个偏移衬底站，其中，所述机器人驱动器和所述机器人臂被组装，以能够将所述末端执行器中的第一末端执行器移动到所述两个偏移衬底站中的第一偏移衬底站中，而所述第二上臂和第二组前臂不移动，并且其中，所述机器人驱动器和所述机器人臂被配置为将所述末端执行器中的第二末端执行器移动到所述两个偏移衬底站中的第二偏移衬底站中，而所述第一上臂和第一组前臂不移动。
19.一种用于操作机器人的方法，所述方法包括：
使机器人驱动器的第一同轴驱动轴沿第一方向绕着第一轴线旋转，以使机器人臂的第一上臂绕着所述第一轴线旋转；
在所述第一同轴驱动轴被旋转时，使所述机器人驱动器的第二同轴驱动轴绕着所述第一轴线旋转，以移动第一传动带布置和第二传动带布置，并且因此使所述第一上臂上的第一前臂和第二前臂旋转；
使所述机器人驱动器的第三同轴驱动轴沿第二方向绕着所述第一轴线旋转，以使机器人臂的第二上臂绕着所述第一轴线旋转；以及
使所述机器人驱动器的第四同轴驱动轴绕着所述第一轴线旋转，以移动第三传动带布置和第四传动带布置，并且因此使所述第二上臂上的第三前臂和第四前臂旋转。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，在所述第一同轴驱动轴和第二同轴驱动轴被旋转时，发生使所述机器人驱动器的所述第四同轴驱动轴绕着所述第一轴线的所述旋转。
21.一种用于操作机器人的方法，所述方法包括：
使机器人驱动器的第一同轴驱动轴沿第一方向绕着第一轴线旋转，以使机器人臂的至少一个上臂绕着所述第一轴线旋转；
在所述第一同轴驱动轴被旋转时，使所述机器人驱动器的第二同轴驱动轴绕着所述第一轴线旋转，以至少移动第一传动带布置，以使所述至少一个上臂上的第一前臂旋转，并且使所述第一前臂上的第一末端执行器从缩回位置朝向伸展位置伸展；以及
当所述第一末端执行器从所述缩回位置朝向所述伸展位置而被移动时，使所述机器人驱动器的第三同轴驱动轴沿第二方向绕着所述第一轴线旋转，以至少移动第二传动带布置，以使所述至少一个上臂上的第二前臂旋转，并且使所述第二前臂上的第二末端执行器保持处于缩回位置，
其中，所述至少一个上臂由具有双轴心轴的机器人驱动单元驱动，并且所述第一前臂和所述第二前臂由致动器驱动。
22.一种机器人，所述机器人包括：
机器人驱动器，所述机器人驱动器包括马达和被连接至所述马达的同轴驱动轴；
机器人臂，所述机器人臂被连接至所述机器人驱动器，其中，所述机器人臂包括第一上臂、被连接至所述第一上臂的第一前臂、被连接至所述第一上臂的第二前臂和被连接至所述前臂中的相应前臂的末端执行器，其中，所述第一上臂被连接至所述同轴驱动轴中的第一同轴驱动轴，其中，所述第一前臂被安装在所述第一上臂上，并且通过第一传动带组件被连接至所述同轴驱动轴中的第二同轴驱动轴，其中，所述第二前臂被安装至所述第一上臂，并且通过第二传动带组件被连接至所述第二同轴驱动轴，并且其中，所述第一传动带组件包括被连接至所述第一前臂的直带驱动器，并且所述第二传动带组件包括被连接至所述第二前臂的交叉带驱动器。
CN201880021073.5A 2017-02-15 2018-02-15 具有多个末端执行器的物料操纵机器人 Active CN110505945B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311806883.0A CN117754552A (zh) 2017-02-15 2018-02-15 具有多个末端执行器的物料操纵机器人

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762459135P 2017-02-15 2017-02-15
US62/459,135 2017-02-15
PCT/US2018/018266 WO2018152268A1 (en) 2017-02-15 2018-02-15 Material-handling robot with multiple end-effectors

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311806883.0A Division CN117754552A (zh) 2017-02-15 2018-02-15 具有多个末端执行器的物料操纵机器人

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110505945A CN110505945A (zh) 2019-11-26
CN110505945B true CN110505945B (zh) 2024-01-19

Family

ID=63104811

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880021073.5A Active CN110505945B (zh) 2017-02-15 2018-02-15 具有多个末端执行器的物料操纵机器人
CN202311806883.0A Pending CN117754552A (zh) 2017-02-15 2018-02-15 具有多个末端执行器的物料操纵机器人

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311806883.0A Pending CN117754552A (zh) 2017-02-15 2018-02-15 具有多个末端执行器的物料操纵机器人

Country Status (5)

Country Link
US (2) US20180229361A1 (zh)
JP (2) JP7196101B2 (zh)
KR (2) KR102373081B1 (zh)
CN (2) CN110505945B (zh)
WO (1) WO2018152268A1 (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10183684B2 (en) * 2016-03-31 2019-01-22 General Electric Company Multiple vehicle control system
US11596583B2 (en) * 2018-03-23 2023-03-07 Shiseido Company, Ltd. Raw material for cosmetic and oil-in-water emulsion cosmetic comprising core-corona polymer particle
JP7258850B2 (ja) * 2018-03-23 2023-04-17 株式会社 資生堂 コア－コロナ型ポリマー粒子を用いた化粧料用原料および水中油型乳化化粧料
WO2019182126A1 (ja) * 2018-03-23 2019-09-26 株式会社 資生堂 コア－コロナ型ポリマー粒子
JP7067289B2 (ja) * 2018-06-08 2022-05-16 トヨタ自動車株式会社 動作計画装置及び動作計画方法
JP7183635B2 (ja) * 2018-08-31 2022-12-06 東京エレクトロン株式会社 基板搬送機構、基板処理装置及び基板搬送方法
US10745219B2 (en) 2018-09-28 2020-08-18 Advanced Intelligent Systems Inc. Manipulator apparatus, methods, and systems with at least one cable
US10751888B2 (en) 2018-10-04 2020-08-25 Advanced Intelligent Systems Inc. Manipulator apparatus for operating on articles
WO2020185841A1 (en) * 2019-03-11 2020-09-17 Persimmon Technologies Corporation Asymmetric dual end effector robot arm
US11735466B2 (en) 2019-05-21 2023-08-22 Persimmon Technologies Corporation Asymmetric dual end effector robot arm
US11667035B2 (en) * 2019-07-01 2023-06-06 Wisconsin Alumni Research Foundation Path-modifying control system managing robot singularities
KR20230002355A (ko) * 2020-03-02 2023-01-05 퍼시몬 테크놀로지스 코포레이션 소형 횡단 로봇
WO2022010964A1 (en) * 2020-07-07 2022-01-13 Persimmon Technologies Corporation Material-handling robot with multiple semi-independent arms
KR20230078686A (ko) * 2020-09-01 2023-06-02 퍼시몬 테크놀로지스 코포레이션 자기적으로 안내되는 엔드-이펙터들을 가지는 재료-핸들링 로봇
JP7433179B2 (ja) * 2020-09-17 2024-02-19 東京エレクトロン株式会社 制御方法及び基板搬送システム
JP2022149092A (ja) * 2021-03-25 2022-10-06 セイコーエプソン株式会社 立体物印刷方法およびデータ生成方法
WO2023188181A1 (ja) * 2022-03-30 2023-10-05 平田機工株式会社 基板搬送システム及び移載ロボット
CN116551700B (zh) * 2023-07-10 2023-09-12 泓浒(苏州)半导体科技有限公司 一种超高真空环境的晶圆传送机械臂控制系统及方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11277467A (ja) * 1998-03-25 1999-10-12 Mecs Corp 薄型基板搬送ロボット
JP2008135630A (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Jel:Kk 基板搬送装置
KR20100006207A (ko) * 2008-07-09 2010-01-19 주식회사 로보스타 기판 반송 로봇
CN201881384U (zh) * 2010-11-30 2011-06-29 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种平面多关节型机器人手臂机构
CN103069559A (zh) * 2010-08-17 2013-04-24 佳能安内华股份有限公司 基片输送设备以及用于制造电子装置的系统和方法
CN103208447A (zh) * 2012-01-13 2013-07-17 诺发系统公司 双臂真空机械手
CN203077300U (zh) * 2011-12-21 2013-07-24 株式会社安川电机 机器人的臂结构和机器人
CN103476551A (zh) * 2010-11-10 2013-12-25 布鲁克斯自动化公司 双臂机器人
CN105026115A (zh) * 2013-01-18 2015-11-04 柿子技术公司 带有具有不等连接部长度的臂的机器人

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10217167A (ja) * 1997-02-03 1998-08-18 Hitachi Ltd スカラ形ロボット
US6547510B1 (en) * 1998-05-04 2003-04-15 Brooks Automation Inc. Substrate transport apparatus with coaxial drive shafts and dual independent scara arms
US20010033788A1 (en) * 1998-09-03 2001-10-25 Pietrantonio Antonio F. Dual multitran robot arm
JP4483047B2 (ja) * 2000-08-14 2010-06-16 株式会社安川電機 ロボットの制御装置
AU2002322504A1 (en) 2001-07-13 2003-01-29 Broks Automation, Inc. Trajectory planning and motion control strategies for a planar three-degree-of-freedom robotic arm
US7578649B2 (en) * 2002-05-29 2009-08-25 Brooks Automation, Inc. Dual arm substrate transport apparatus
WO2005123565A2 (en) * 2004-06-09 2005-12-29 Brooks Automation, Inc. Dual sacra arm
JP5021397B2 (ja) 2007-08-29 2012-09-05 株式会社ダイヘン 搬送装置
JP2009166164A (ja) * 2008-01-15 2009-07-30 Kobe Steel Ltd 工業用ロボット
TWI691388B (zh) 2011-03-11 2020-04-21 美商布魯克斯自動機械公司 基板處理裝置
KR101829397B1 (ko) 2011-09-16 2018-02-19 퍼시몬 테크놀로지스 코포레이션 낮은 가변성을 가진 로봇
US9149936B2 (en) * 2013-01-18 2015-10-06 Persimmon Technologies, Corp. Robot having arm with unequal link lengths
US10224232B2 (en) 2013-01-18 2019-03-05 Persimmon Technologies Corporation Robot having two arms with unequal link lengths
KR102308221B1 (ko) 2013-06-05 2021-10-01 퍼시몬 테크놀로지스 코포레이션 로봇 및 적응형 배치 시스템 및 방법
JP6238628B2 (ja) * 2013-08-06 2017-11-29 キヤノン株式会社 ロボット装置、ロボット制御方法、ロボット制御プログラム及びロボット装置を用いた部品の製造方法
JP2015066668A (ja) * 2013-10-01 2015-04-13 キヤノン株式会社 ロボットの教示点調整方法、ロボットの設置位置算出方法、ロボットシステム、プログラム及び記録媒体
US9761478B2 (en) * 2014-01-28 2017-09-12 Brooks Automation, Inc. Substrate transport apparatus
JP2015174185A (ja) * 2014-03-14 2015-10-05 三菱重工業株式会社 ロボットのシミュレーション装置及び方法、制御装置、及びロボットシステム
KR20230080488A (ko) * 2015-02-06 2023-06-07 퍼시몬 테크놀로지스 코포레이션 동등하지 않은 링크 길이를 가진 아암을 구비한 로봇
CN107408526B (zh) * 2015-03-12 2022-03-15 柿子技术公司 具有从动末端执行器运动的机器人
US11584000B2 (en) 2015-07-16 2023-02-21 Persimmon Technologies Corporation Robot arm with unequal link lengths and variable non-linear wrist orientation
JP6390669B2 (ja) * 2016-06-28 2018-09-19 セイコーエプソン株式会社 ロボット制御システム、ロボットシステム

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11277467A (ja) * 1998-03-25 1999-10-12 Mecs Corp 薄型基板搬送ロボット
JP2008135630A (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Jel:Kk 基板搬送装置
KR20100006207A (ko) * 2008-07-09 2010-01-19 주식회사 로보스타 기판 반송 로봇
CN103069559A (zh) * 2010-08-17 2013-04-24 佳能安内华股份有限公司 基片输送设备以及用于制造电子装置的系统和方法
CN103476551A (zh) * 2010-11-10 2013-12-25 布鲁克斯自动化公司 双臂机器人
CN201881384U (zh) * 2010-11-30 2011-06-29 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种平面多关节型机器人手臂机构
CN203077300U (zh) * 2011-12-21 2013-07-24 株式会社安川电机 机器人的臂结构和机器人
CN103208447A (zh) * 2012-01-13 2013-07-17 诺发系统公司 双臂真空机械手
CN105026115A (zh) * 2013-01-18 2015-11-04 柿子技术公司 带有具有不等连接部长度的臂的机器人

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230110657A (ko) 2023-07-24
US20180233397A1 (en) 2018-08-16
KR102373081B1 (ko) 2022-03-11
CN117754552A (zh) 2024-03-26
JP2022163048A (ja) 2022-10-25
JP2020507938A (ja) 2020-03-12
US10580682B2 (en) 2020-03-03
KR20190117665A (ko) 2019-10-16
JP7196101B2 (ja) 2022-12-26
WO2018152268A1 (en) 2018-08-23
US20180229361A1 (en) 2018-08-16
KR20210129240A (ko) 2021-10-27
CN110505945A (zh) 2019-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110505945B (zh) 具有多个末端执行器的物料操纵机器人
US5789890A (en) Robot having multiple degrees of freedom
US6121743A (en) Dual robotic arm end effectors having independent yaw motion
US6845295B2 (en) Method of controlling a robot through a singularity
CN107820456B (zh) 用于冗余优化地规划移动式机器人的操作的方法
WO1997035241A9 (en) Robot having multiple degrees of freedom
WO2017043420A1 (ja) リンク作動装置を用いた複合作業装置
US20240170322A1 (en) Material Handling Robot
CN110545965B (zh) 多关节机器人以及多关节机器人系统
KR102677037B1 (ko) 다수의 엔드-이펙터로써 재료를 핸들링하는 방법 및 장치
CN113359614B (zh) 一种并联机器人及其圆弧运动轨迹插补方法
EP3448628B1 (en) Control of a robot joint using two drives
KR20240095478A (ko) 다수의 엔드-이펙터로써 재료를 핸들링하는 장치
US20210008710A1 (en) Mobile robot
CN109108948B (zh) 具有3r、2r1t和1r2t三种运动模式的并联机构
JP4647919B2 (ja) 制御方法および制御装置
JP4268035B2 (ja) 産業用ロボットおよびその制御方法
JP7260987B2 (ja) 双腕型の作業装置
JP2012228775A (ja) ロボット
JP6057283B2 (ja) 多関節ロボット及び半導体ウェハ搬送装置
CN114829079A (zh) 机器人以及双臂机器人
JP2012056075A (ja) マニピュレータ及びその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant