CN114800438A - 伸缩式直线延伸机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及伸缩式直线延伸机器人。一种伸缩式直线延伸机器人包括被配置成支撑所述伸缩式直线延伸机器人的基部、驱动地联接到所述基部的第一从动平台、驱动地联接到所述第一从动平台的第二从动平台以及浮动中间平台。所述中间平台被配置成通过使用由所述机器人的所述从动平台产生的力促进附加延伸来增加从动延伸部的可延伸范围。这又允许具有减少的物理占用面积、复杂性和成本的长可达范围机器人解决方案。

Description

伸缩式直线延伸机器人

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年1月22日提交的并且题为TELESCOPING LINEAR EXTENSIONROBOT的美国临时申请序列号63/140,597的权益，所述美国临时申请的全部公开内容借此通过引用明确并入本文中。

技术领域

本申请涉及用于衬底转移系统中的伸缩式直线延伸机器人，并且更具体来说，涉及一种具有两个从动延伸级和一浮动中间级以提供经延伸可达范围的伸缩式直线延伸机器人。

背景技术

半导体的加工需要跨越不同距离和位置移动衬底。在一些情况下，此类衬底可能是重的，诸如几公斤或以上。另外，半导体行业通常高度自动化，并且可以针对大批量加工进行优化。利用这些大型重衬底进行批量晶片（wafer）加工的加工工具需要高性能生产量，且并且在最小化成本和大小以优化生产方面存在竞争利益。

由于半导体生产的高产量需求，制造现场的占地面积是宝贵的。使用具有多个机器人的衬底传送系统已经导致过于昂贵并且需要大占地占用面积以实现基本功能的工具。

市场上的当前解决方案包括使用选择顺应性配合机器人臂（SCARA）进行直线移动，或使用基本直线延伸驱动器。然而，基于不同批次的生产，通常需要跨越不同距离运输衬底。另外，某些半导体产品需要大范围的衬底重量。市场上的当前可用解决方案没有考虑多功能性、成本效益和占地占用面积意识的需要。

需要的是对前述内容的改进。

发明内容

本公开内容涉及一种伸缩式直线延伸机器人，其包括被配置成支撑所述伸缩式直线延伸机器人的基部、驱动地联接到所述基部的第一从动平台、驱动地联接到所述第一从动平台的第二从动平台以及浮动中间平台。所述中间平台被配置成通过使用由所述机器人的所述从动平台产生的力促进附加延伸来增加从动延伸部的可延伸范围。这又允许具有减少的物理占用面积、复杂性和成本的长可达范围机器人解决方案。

在其一种形式中，本公开内容提供一种伸缩式直线延伸机器人，其包括基部平台、第一从动平台、部署在所述基部平台与所述第一从动平台之间的中间平台以及可操作地联接到所述第一从动平台和所述基部平台的第一马达。所述中间平台可滑动地联接到所述基部平台并且被配置成相对于所述基部平台沿着第一路径移动，并且所述第一从动平台可滑动地联接到所述中间平台并且被配置成相对于所述中间平台沿着第二路径移动，所述第一路径限定所述第二路径的延伸部。第一马达的启用沿着第二路径驱动第一从动平台，并且第一马达从中间平台脱离，使得允许中间平台独立于第一马达沿着第一路径移动，由此所述中间平台被配置成非驱动地增加所述伸缩式直线延伸机器人的可延伸范围。

在其另一形式中，本公开内容提供一种使用伸缩式直线延伸机器人输送衬底以用于半导体加工中的方法，所述方法包括：将衬底放置在所述伸缩式直线延伸机器人的衬底基部上；经由与第一马达的直接联接使第一从动平台延伸第一距离；经由与第一马达的间接联接通过致动中间平台而使第一从动平台延伸超过所述第一距离的第二距离；以及经由与第二马达的直接联接使第二从动平台延伸超过所述第二距离的第三距离，所述第二从动平台包括所述衬底基部。

在考虑例示本发明的说明性实施例的以下具体实施方式时，本发明的附加特征和优点对于本领域技术人员将变得明显。

附图说明

通过参考结合附图获得的对本发明的实施例的以下描述，本发明的上述以及其他特征和目标及其实现方式将变得更明显，并且本发明自身将被更好地理解，在附图中：

图1是以缩回配置示出的根据本公开内容制成的伸缩式直线延伸机器人的俯视立体图；

图2是以延伸配置示出的图1的伸缩式直线延伸机器人的俯视立体图；

图3是图1中示出的直线延伸机器人的分解后部立体图；

图4是以延伸配置示出的图1的伸缩式直线延伸机器人的仰视立体图；

图5是以缩回配置示出的图1的伸缩式直线延伸机器人的仰视立体图；

图6是以延伸配置示出的图1的伸缩式直线延伸机器人的左侧正视图；

图7是以缩回配置示出的图1的伸缩式直线延伸机器人的另一左侧正视图；

图8是以延伸配置示出的图1的伸缩式直线延伸机器人的俯视平面图；并且

图9是处于缩回配置的伸缩式直线延伸机器人的后部正视图。

贯穿数个视图，对应附图标记指示对应零件。虽然本文中阐述的范例图示本发明的实施例，但是下文公开的实施例并不打算穷尽列举或者被解释为将本发明的范围限制于所公开精确形式。

具体实施方式

出于促进对本发明的原理的理解的目的，现在将参考附图中图示的实施例，并且将使用特定语言来描述其。然而，应理解，并不打算由此限制本发明的范围。如本发明所涉及领域的技术人员通常将想到的，设想所述实施例中的任何改变和另外修改以及如本文中描述的本发明的原理的任何另外应用。非常详细地示出本发明的一个实施例，尽管相关领域的技术人员将明白的是，为清楚起见，可以不示出与本发明无关的一些特征。

本公开内容涉及图1中所示的伸缩式直线延伸机器人10，其被设计成用于在接近衬底的直径的倍数的距离（诸如高达1.5米的可达范围）内运输相对大型重衬底（诸如重量超过5 kg并且高达17 kg的衬底），同时在缩回时维持紧凑占用面积。另外，图1中绘示的机器人10在使用中提供最小竖直挠度，并且利用相对窄横截面，这有助于其用于输送衬底穿过外壳狭槽13，如下文进一步描述。

如图2中示出和本文中进一步描述的，伸缩式直线延伸机器人10包括两个从动延伸平台，图示为第二平台30和第三平台40，其充当两个动力延伸级。附加未驱动或浮动延伸级构件示出为中间平台50，其被配置成通过第二平台30的动量推动或拉动，如下文进一步描述。结果是能够仅使用两个驱动器而无需直接驱动所述级中的一者来实现三级延伸的经延伸可达范围。

在所图示实施例中，两个从动级联接到控制器，所述控制器被编程为实现平滑延伸和缩回移动，包括通过每一驱动器的移动的同步。从动级与浮动级之间的本“浮动”机械联接的性质与这种同步协作以实现并不限于基部驱动器轨迹的简单倍数的移动轨迹，典型的情况是一个驱动器通过直接或“固定”机械联接器（例如，齿轮装置或滑轮系统）移动两个级。因此，本布置提供优越加速度和急动控制以促进大直径重衬底的平滑精确移动，同时最小化整个系统的大小、复杂性和成本。

再次转向图1，以缩回配置并且在示意性图示的工作环境中图示伸缩式直线延伸机器人10，其包括外壳12。外壳12包括狭槽13，伸缩式直线延伸机器人10被配置成延伸穿过狭槽13。图1还展示伸缩式延伸机器人10的结构部件在缩回时如何构成紧凑机构占用面积，其配合在由外壳12提供的相对小的封闭空间内，但是也提供足够可达范围以基本上延伸穿过狭槽13以完全重新定位定位在基部42上的衬底。在所图示实施例中，架11包括在地面或下支撑表面上方支撑和引导机器人10的多个支腿或引导件（例如，四个），以及在架11的占用面积内向上延伸以驱动机器人10的旋转和竖直调整或提升的驱动轴16，如下文进一步描述。

在一些工作环境中，可能需要机器人10延伸穿过外壳12的一个狭槽13以接收衬底、缩回、旋转至与另一狭槽13对准的取向，并且延伸穿过此狭槽13以将衬底输送到其在此加工中的下一个目的地。机器人10还可以根据需要升高或降低衬底，以与所期望狭槽13竖直地对准。以此方式，机器人10可以用于促进衬底从生产线的一个部分到另一部分的转移。

图2图示处于延伸配置的伸缩式直线延伸机器人10。伸缩式直线延伸机器人10包括安装（即，固定）在架11上的第一固定下平台20、驱动地联接到第一平台20的第二中间从动平台30和驱动地联接到第二平台30的第三上从动平台40。第四中间浮动平台50可滑动地联接到固定下平台20和第二中间从动平台30并且安置在其之间。

下文将详细论述伸缩式延伸机器人10的每一单独部件的机构和零件。出于图示本发明的目的，本文中将描述图2中所示的平台20、30、40和50的说明性布置，但是可以设想可以进行其他布置，其中浮动平台以高度次序占据不同位置（例如，在例如两个从动平台之间），并且可以根据特定应用的期望或需要进行其他修改（例如，相对于重力和彼此具有替代取向的平台）。

架11包括由至少三个（如图1和图2中所图示，四个）引导件支撑的上平台部分，所述引导件足够长以将伸缩式直线延伸机器人10竖直地引导到所期望高度，所述所期望高度可以由外壳12和狭槽13的配置确定。架11被配置成支撑伸缩式延伸机器人10和由基部42支撑并且由伸缩式延伸机器人10移动的重衬底的重量。此外，架11被配置成经受与由基部42支撑的重衬底在伸缩式延伸机器人10的缩回配置（图1）与延伸配置（图2）之间的运输相关联的动态力和重量分布变化，以及在此类配置之间的过渡期间由加速度产生的力。

如图4和图5中示出，架11的上平台17B包括紧固件孔口，所述紧固件孔口允许紧固件将伸缩式延伸机器人10安装和固定到架11。架11的下平台17A包括大中心孔口15（图4），驱动轴16延伸到大中心孔口15中。驱动轴16的上轴向端部被定大小和配置成接收在安装轴环27内并联接到其，安装轴环27固定（例如，焊接）到上平台17B并从其底侧延伸。上平台17B可旋转地支撑在架11的下平台17A的顶上，可选地在其之间具有光滑盘或轴承以促进旋转。上平台17B固定（例如，通过带螺纹紧固件）到机器人10的第一平台20的底部表面，使得驱动轴16的旋转引起上平台17B和机器人10的对应旋转。此旋转允许机器人10枢转以与不同狭槽13对准（图1），如本文中所述。

机器人10包括传感器阵列，诸如能够感测3 mm或以上的距离以感测平台30、40和/或50的移动并且向控制器发出指示此类移动的信号的穿透束传感器，如下文进一步描述。另外，所述传感器可以包括被配置成登记设备24B的存在和接近的旋转传感器24A（图4），设备24B放置在架11的可旋转上平台17B上的特定旋转位置处。以此方式，传感器24A与设备24B协作以监视机器人10的旋转位置和移动并且向控制器发出指示这种移动的信号。控制器可以被配置成诸如通过接收位置和旋转传感器信息两者以及发出旋转、升高/降低以及延伸/缩回机器人10的命令来向用户和机器人10发送信息和从其接收信息。

如图4和图5中所图示，第一平台20的形状为矩形并且被配置成搁置在上平台17B的顶上并且可滑动地联接到上平台17B。如图3中所图示，第一平台20包括编码器杆21、包括马达轨23和滑块34的马达22、传感器组件24A/24B以及轨道26。

编码器杆21沿着第一平台20的长边中的一个的长度延伸，包括延伸超过此长边的端部的端部部分。编码器杆21通过保持器托架29A、29B联接到第一平台20的此长边的外边缘。编码器杆21与连接到中间平台30的编码器传感器36协作，以检测和监视中间平台30相对于固定平台20的直线位置，并且传感器36发出指示其沿着编码器杆21的位置的信号，所述信号对应于中间平台30的特定位置。

马达22沿着第一平台20的相对长边定位并且联接到其对应外边缘。在图1-图9的实施例中，马达22是直线磁性马达，但是可以根据特定应用的需要或期望使用其他类型的马达，诸如各种AC、DC、伺服或步进马达。马达22包括马达轨23，其是形成在马达22中的狭槽，其被成形和配置成在马达22启用时沿着轨33可滑动地接收、保持和驱动滑块34。

如图2中最佳图示，固定第一平台20包括两个被配置成约束浮动平台50相对于基部平台20沿着直线路径的移动的轨道26。根据特定应用的需要或期望，也可以通过利用弯曲轨道来采用非直线路径。在所图示实施例中，轨道26在编码器杆21和马达22的内部沿着第一平台20的两个长边的长度延伸。轨道26被配置成可滑动地接收和保持固定到中间平台50的托架54。轨道26被配置成限定中间平台50在伸缩式直线延伸机器人10的延伸和缩回期间沿着平移的延伸路径。

如图3中最佳所示，第一平台20还包括传感器设备24B，其在编码器杆21和直线移动轨道26的内侧固定到第一平台20的上部面。图3中未示出但是也参考图4图示和描述的传感器24A也固定到中间平台50的下方表面，并且被配置成当机器人10处于其延伸配置（图2）时登记传感器设备24B的接近，使得传感器24A向控制器发出指示所述延伸配置的信号。当接收到这样的信号时，控制器可以防止马达22的任何进一步启用，从而防止机器人10的过度延伸。另外，所图示位置和配置确保保护传感器24A和传感器设备24B在机器人10的操作和维护期间免于损坏和污染。

如图2和图3中所图示，马达22足够长以沿着固定平台20驱动第二中间从动平台30超过通常被认为是可接受距离的距离。然而，由于浮动平台50安置并部署在中间从动平台30与固定平台20之间并且为中间平台30提供附加机械支撑，因此最大可接受延伸距离增加距离D。更具体来说，中间从动平台30的可接受延伸距离是所述平台之间在完全延伸时的最小重叠的函数，这又由支撑给定量的重量所需的支撑、刚度和挠度决定。对于任何给定最小重叠，可接受延伸随着浮动平台50的添加而变得更长，因为为单个马达2提供两个重叠区段。

第二平台30还包括被配置成保持在固定到浮动平台50的轨道53上并在其上滑动的托架62。轨道53大致平行于轨道26（例如，限定小于0.5度的角度），使得第二平台30相对于中间平台50沿着直线路径滑动，所述直线路径大致平行于上述中间平台50的直线路径。另外，第二平台30的路径形成由中间平台50限定的路径的延伸，使得这两个路径协作以形成与马达22的行程相当的长延伸路径，同时维持小占用面积，如本文中进一步描述。与由轨道26限定的路径一样，由轨道53限定的路径也可以是非直线的。

托架62是直线轴承，其被配置成以小摩擦和阻力适应直线移动，类似于上述托架54。在所图示实施例中，一对托架62在前部和后部处沿着第三平台40的每一长边定位，并且被配置成可滑动地保持在中间平台50的轨道53上。

如图3中所绘示，机器人10的第二平台30也充当用于第二从动延伸级的基部。虽然第二平台30被配置成由中间平台50支撑，但是第二平台30类似地支撑第三平台40。为此目的，第二平台30的所图示实施例包括编码器杆31、具有马达轨33和滑块48的马达32、另一位置传感器35A/35B、止动销37和38以及直线轨道61。

仍参考图3，第二平台30的编码器杆31部分沿着第二平台30的顶部表面的长度延伸。编码器杆31与安置在第三平台40的底部表面上的图9中示出的编码器传感器31A协作。编码器传感器31A可以与上述编码器传感器36相同地配置，使得编码器传感器31A与编码器杆31协作以生成和发射指示第三平台40相对于第二平台30的直线位置的信号。特别地，编码器传感器36向控制器发出指示其沿着编码器杆31的位置的信号，并且此信号对应于第三平台40的特定位置。

控制器可以使用此位置信号来选择性地启用紧挨编码器杆31安置的马达32。马达32和编码器杆31沿着第二平台30的长度彼此平行伸展。类似于上述马达22，马达32是直线磁性马达，但是也可以使用其他类型的马达，诸如各种AC、DC、伺服或步进马达。马达32包括马达轨33，其被成形和配置成可滑动地接收、保持和驱动相应成形的滑块48（图9）的直线移动，使得马达32的启用引起滑块48通过马达轨33的移动，从而在马达32的驱动力下移动中间平台30。

再次转向图2，第二平台30进一步包括两个固定到其上表面的轨道61，其被配置成与固定到第三平台40的托架43协作以限定第三平台40的直线移动。轨道61大致平行于轨道53和26（例如，限定小于0.5度的角度），使得第三平台40相对于第二平台30沿着直线路径滑动，所述直线路径大致平行于上述中间平台50和第二平台30的直线路径。轨道61沿着第二平台30的每一长边的长度延伸，并且被配置成可滑动地接收和保持固定到第三平台40的托架49。轨道61限定第三平台40相对于第二平台30在伸缩式直线延伸机器人10的延伸和缩回期间的直线路径。第三平台40的路径可以形成平台30和50的路径的进一步延伸，如图2、图4和图6中示出。与由轨道26和轨道53限定的路径一样，由轨道61限定的路径也可以是非直线的。

如图3和图9中最佳所示，第二平台30还包括传感器35A和传感器设备35B（图9），其可以与上文参考其他部件示出和描述的传感器24A和传感器设备24B相同。传感器35A安置在第二平台30的上部面上并且侧向地在编码器杆31与轨道61之间。贯穿伸缩式直线延伸机器人10的整个延伸范围，传感器设备35B和传感器35A也安置在第三平台40下方。此位置和配置确保保护传感器设备35B和传感器35A在机器人10的操作和维护期间免于损坏和污染。类似于图3中示出并且上文参考固定平台20描述的传感器设备24B，传感器35A被配置成当机器人10处于其延伸配置（图2）时登记传感器设备35B的接近，使得传感器35A向控制器发出指示所述延伸配置的信号。当接收到这样的信号时，控制器可以防止马达32的任何进一步启用，从而防止机器人10的过度延伸。

第二平台30还包括止动销37和止动销38。止动销37从第二平台30的前缘的拐角竖直向上延伸。止动销37仅部分延伸第二平台30与第三平台40之间的距离，使得止动销37在移动期间并不触碰第三平台40。如图8中最佳所示，止动销37被配置成与第三平台的相邻托架43相互作用以在第三平台40完全延伸时对其进一步延伸形成物理障碍。止动销38从第二平台30的后边缘的拐角延伸，其具有与止动销37类似的轮廓。止动销38被配置成与第三平台40的相邻托架43相互作用以在第三平台40完全缩回时对其进一步缩回形成物理障碍。

如图3中所图示，伸缩式直线延伸机器人10的端部执行器是第三平台40的一部分。第三平台40包括从其后终端边缘向前延伸到第二中间部分47的第一后部部分45。中间部分包括加宽的框架41，其为是第三平台40的前部部分的衬底基部42提供结构支撑。在所图示实施例中，衬底基部42是圆形构造，其具有被定大小成支撑大型重衬底以在半导体行业中用于设备晶片的批量处理的圆周。

如图3中所图示，第三平台40还包括肋46，所述肋沿着第一部分45和第二部分47的长度延伸。肋46从第三平台40竖直向上延伸，肋46被配置成增加第三平台40的强度和刚度以支撑重衬底的重量并且在伸缩式直线延伸机器人10的平移期间减少第三平台40的振动。肋46还减少第三平台40在完全延伸时的挠度。

仍参考图3，中间平台50包括延伸销51和缩回销52。如上所述，中间平台50被配置成如上所述沿着第一平台20和第二平台30两者滑动或“漂浮在其之间”，并且销51、52提供对中间平台的移动的时间和环境的一些控制。

特别地，延伸销51被定位成在延伸期间受到第二平台30的前或前部托架62的撞击。延伸销51在第二平台30的平移中的一点处受到托架62的撞击，在所述点处，第二平台30仍由马达22驱动以延伸。第二平台30继续朝向图6的延伸配置延伸并且通过延伸销51与相邻前部托架62之间的接触而向前“拖拽”中间平台。

如图6中示出，当伸缩式直线延伸机器人10处于完全延伸配置时，缩回销52与第二平台30的后托架62间隔开。当伸缩式直线延伸机器人10缩回时，保持销52与相邻后托架62之间的距离缩短，直到第二平台30的相邻后托架62最终撞击销52。此撞击发生在第二平台30的缩回中的一点处，其中第二平台30仍由马达22驱动以缩回。第二平台30继续朝向缩回配置延伸，并且通过保持销52向后“拖拽”中间平台50。当第二平台30到达其完全缩回位置时，此缩回过程完成，如图5、图7和图9中示出。

在伸缩式直线延伸机器人10的平移期间，延伸销51或保持销52之间的接触点通过中间平台50质量与整个移动质量（其包括中间平台50质量、第二平台30质量和第三平台40质量的质量）的比来增加移动惯性。在本实施例中，此惯性增加小于10%。由于移动惯性的此微小增加，假设所采用速度相对于总移动质量是小的，则对马达22的动态性能无实质性影响，并且对马达32根本没有影响。

以此方式，在伸缩式直线延伸机器人10的平移期间，马达22向前和向后驱动第二平台30和中间平台50两者，但是马达22仅直接机械地联接到第二平台30，同时维持从浮动中间平台50脱离。即，浮动中间平台50自由移动（即，“浮动”）通过其直线路径，而无对马达22的任何直接影响。替代地，马达22仅通过销51和52与中间平台50之间的相互作用“间接地”影响平台50的移动，如本文中所述。

因此，中间平台50和第二平台30的配置被配置成协作以有效地行进超过轨道26的长度的距离，在缺少“浮动”中间平台50的情况下，轨道26的长度原本将是延伸能力的限制性因素。在图6的说明性实施例中，所实现附加延伸长度D接近165 mm，而无对由衬底基部42提供的刚度和支撑的任何不利影响。在替代实施例中，可以通过针对任何给定应用作出的设计选择以比例缩放此增加的延伸长度。

针对马达22和32的第一和第二延伸伺服轴线编程到控制器中的移动轮廓通常是顺序的、而非同时的，以最小化环路相互作用。然而，控制器可以针对马达22与马达32之间的同步移动编程，并且适当考虑马达22和马达32的轴线的刚度和可用驱动力。

与仅支撑两个从动平台、而无中间“浮动”平台的设计相比，此方法在负载下和延伸时提供较小挠度。挠度要求在比原本可能实现的配置紧凑得多的旋转轴线配置中得到满足。在一个示例性实施例中，旋转直径减小近330 mm，从而允许此转移机器人在有限占地占用面积内支撑多达3个工艺室。特别地，通过针对给定延伸能力包括中间平台50而使固定平台20的长度减少成为可能，但是不包括另一马达或马达22与中间平台50之间的直接机械联接。

虽然本发明已经被描述为具有示例性设计，但是可以在本公开内容的精神和范围内进一步修改本发明。因此，本申请打算涵盖使用其一般原理的本发明的任何变化、用途或调整。此外，本申请打算涵盖在本发明所属领域的已知或惯例实践内并且落入所附权利要求的限制内的与本公开内容的此类偏离。

方面

方面1是一种伸缩式直线延伸机器人，其包括基部平台、第一从动平台、安置和部署在所述基部平台与所述第一从动平台之间的中间平台以及可操作地联接到所述第一从动平台和所述基部平台的第一马达。所述中间平台可滑动地联接到所述基部平台并且被配置成相对于所述基部平台沿着第一路径移动，并且所述第一从动平台可滑动地联接到所述中间平台并且被配置成相对于所述中间平台沿着第二路径移动，所述第一路径限定所述第二路径的延伸部。第一马达的启用沿着第二路径驱动第一从动平台，并且第一马达从中间平台脱离，使得允许中间平台独立于第一马达沿着第一路径移动。所述中间平台被配置成非驱动地增加所述伸缩式直线延伸机器人的可延伸范围。

方面2是方面1的伸缩式直线延伸机器人，其中所述第一路径是第一直线路径，并且所述第二路径是大致平行于所述第一直线路径的第二直线路径。

方面3是方面1或2的伸缩式直线延伸机器人，其进一步包括：第二从动平台，所述第二从动平台可滑动地联接到第一从动平台并且被配置成沿着大致平行于第一和第二直线路径的第三直线路径移动；以及第二马达，所述第二马达可操作地联接到第一从动平台和第二从动平台，使得所述第二马达的启用沿着所述第三直线路径驱动第二从动平台。

方面4是方面1-3中的任一方面的伸缩式直线延伸机器人，其进一步包括至少部分封闭所述伸缩式直线延伸机器人的外壳。

方面5是方面4的伸缩式直线延伸机器人，其中所述外壳进一步包括至少一个狭槽，所述第二从动平台被配置成可延伸穿过所述至少一个狭槽。

方面6是方面5的伸缩式直线延伸机器人，其中所述伸缩式直线延伸机器人可旋转地安装在所述外壳内，使得第二从动平台可以被定位成延伸穿过多个狭槽。

方面7是方面1-3中的任一方面的伸缩式直线延伸机器人，其中所述第一从动平台是第一从动平台组件的一部分，所述第一从动平台组件进一步包括下马达滑块、固定到第一从动平台的上表面的上马达轨、固定到所述上表面的上轨道以及固定到第一从动平台的下表面的中间托架。

方面8是方面7的伸缩式直线延伸机器人，其中所述第二从动平台是第二从动平台组件的一部分，所述第二从动平台组件进一步包括被定位成由所述上马达轨驱动的上马达滑块以及固定到第二从动平台的下表面并且被配置成滑动地保持到所述上轨道上的上托架。

方面9是方面8的伸缩式直线延伸机器人，其中所述中间平台是中间平台组件的一部分，所述中间平台组件进一步包括：固定到中间平台的顶部表面的中间轨道，所述中间轨道被配置成由所述第一从动平台组件的所述中间托架滑动地保持；固定到中间平台的底部表面的下托架；从中间平台的后部部分向上延伸的缩回销；以及从中间平台的前部部分向上延伸的延伸销。

方面10是方面9的伸缩式直线延伸机器人，其中所述基部平台是基部平台组件的一部分，所述基部平台组件进一步包括：固定到基部平台的顶部表面的下轨道，所述下轨道被配置成由所述中间平台组件的所述下托架滑动地保持；以及被定位成驱动地接收所述第一从动平台组件的所述下马达滑块的下马达轨。

方面11是方面9的伸缩式直线延伸机器人，其中所述延伸销被定位成当第一从动平台从缩回位置朝向延伸位置移动时由第一从动平台组件的一部分接触，并且通过与所述延伸销的所述接触朝向其延伸位置拖拽所述中间平台。

方面12是方面9的伸缩式直线延伸机器人，其中所述缩回销被定位成当第一从动平台从其延伸位置朝向其缩回位置移动时由第一从动平台组件的一部分接触，并且通过与所述缩回销的所述接触朝向所述中间平台的缩回位置拖拽所述中间平台。

方面13是方面1-3中的任一方面的伸缩式直线延伸机器人，其中所述第一马达是沿着第一从动平台和基部平台的相应边缘安置的第一直线磁体马达，并且所述第二马达是安置在第一从动平台与第二从动平台之间的第二直线磁体马达。

方面14是方面1-3中的任一方面的伸缩式直线延伸机器人，其中所述第二从动平台进一步包括被定大小和成形成支撑和运输衬底以用于半导体加工中的衬底基部。

方面15是方面1-14中的任一方面的伸缩式直线延伸机器人，其中所述基部平台是基部组件的一部分，所述基部组件进一步包括：下平台；可旋转地支撑在所述下平台的顶上的上平台，所述上平台固定到基部平台；支撑在地面上方间隔开的下平台的架；以及沿着所述架向上延伸并且穿过所述下平台的驱动轴，所述驱动轴被配置成旋转、升高和/或降低所述上平台和所述基部平台。

方面16是方面1-15中的任一方面的伸缩式直线延伸机器人，其进一步包括：安置和部署在基部平台与第一从动平台之间的第一编码器，所述第一编码器被配置成发出指示第一从动平台相对于基部平台的直线位置的信号；以及安置和部署在第一从动平台与第二从动平台之间的第二编码器，所述第二编码器被配置成发出指示第二从动平台相对于第一从动平台的直线位置的信号。

方面17是一种使用伸缩式直线延伸机器人输送衬底以用于半导体加工中的方法，所述方法包括：将衬底放置在所述伸缩式直线延伸机器人的衬底基部上；经由与第一马达的直接联接使第一从动平台延伸第一距离；经由与第一马达的间接联接通过致动中间平台而使第一从动平台延伸超过所述第一距离的第二距离；以及经由与第二马达的直接联接使第二从动平台延伸超过所述第二距离的第三距离，所述第二从动平台包括所述衬底基部。

方面18是方面17的方法，其中使第一从动平台延伸第二距离的步骤进一步包括当第一从动平台沿着其延伸路径移动到达第一距离的末端时，用第一从动平台的第一部分撞击中间平台的第一部分。

方面19是方面17或18的方法，其进一步包括：通过第一从动平台与第一马达之间的直接联接使第一从动平台缩回第二距离；以及经由与第一马达的间接联接通过致动中间平台而使第一从动平台缩回第一距离。

方面20是方面19的方法，其中使第一从动平台缩回第一距离的步骤进一步包括当第一从动平台沿着其缩回路径到达第二距离的末端时，用第一从动平台的第二部分撞击中间平台的第二部分，中间平台的第一部分与中间平台的第二部分间隔开，并且第一从动平台的第一部分与第一从动平台的第二部分间隔开。

Claims (20)

1.一种伸缩式直线延伸机器人，包括：

基部平台；

第一从动平台；

部署在所述基部平台与所述第一从动平台之间的中间平台，其中：

所述中间平台可滑动地联接到所述基部平台并且被配置成相对于所述基部平台沿着第一路径移动；并且

所述第一从动平台可滑动地联接到所述中间平台并且被配置成相对于所述中间平台沿着第二路径移动，所述第一路径限定所述第二路径的延伸部；以及

第一马达，所述第一马达可操作地联接到所述第一从动平台和所述基部平台，使得所述第一马达的启用沿着所述第二路径驱动所述第一从动平台，所述第一马达从所述中间平台脱离，使得允许所述中间平台独立于所述第一马达沿着所述第一路径移动，由此所述中间平台被配置成非驱动地增加所述伸缩式直线延伸机器人的可延伸范围。

2.根据权利要求1所述的伸缩式直线延伸机器人，其中所述第一路径是第一直线路径，并且所述第二路径是大致平行于所述第一直线路径的第二直线路径。

3. 根据权利要求2所述的伸缩式直线延伸机器人，其进一步包括：

第二从动平台，所述第二从动平台可滑动地联接到所述第一从动平台并且被配置成沿着大致平行于所述第一直线路径和第二直线路径的第三直线路径移动；以及

第二马达，所述第二马达可操作地联接到所述第一从动平台和所述第二从动平台，使得所述第二马达的启用沿着所述第三直线路径驱动所述第二从动平台。

4.根据权利要求3所述的伸缩式直线延伸机器人，其进一步包括至少部分封闭所述伸缩式直线延伸机器人的外壳。

5.根据权利要求4所述的伸缩式直线延伸机器人，其中所述外壳进一步包括至少一个狭槽，所述第二从动平台被配置成可延伸穿过所述至少一个狭槽。

6.根据权利要求5所述的伸缩式直线延伸机器人，其中所述伸缩式直线延伸机器人可旋转地安装在所述外壳内，使得所述第二从动平台可以被定位成延伸穿过多个狭槽。

7.根据权利要求3所述的伸缩式直线延伸机器人，其中所述第一从动平台是第一从动平台组件的一部分，所述第一从动平台组件进一步包括：

下马达滑块；

固定到所述第一从动平台的上表面的上马达轨；

固定到所述上表面的上轨道；以及

固定到所述第一从动平台的下表面的中间托架。

8. 根据权利要求7所述的伸缩式直线延伸机器人，其中所述第二从动平台是第二从动平台组件的一部分，所述第二从动平台组件进一步包括：

被定位成由所述上马达轨驱动的上马达滑块；以及

固定到所述第二从动平台的下表面并且被配置成滑动地保持到所述上轨道上的上托架。

9.根据权利要求8所述的伸缩式直线延伸机器人，其中所述中间平台是中间平台组件的一部分，所述中间平台组件进一步包括：

固定到所述中间平台的顶部表面的中间轨道，所述中间轨道被配置成由所述第一从动平台组件的所述中间托架滑动地保持；

固定到所述中间平台的底部表面的下托架；

从所述中间平台的后部部分向上延伸的缩回销；以及

从所述中间平台的前部部分向上延伸的延伸销。

10. 根据权利要求9所述的伸缩式直线延伸机器人，其中所述基部平台是基部平台组件的一部分，所述基部平台组件进一步包括：

固定到所述基部平台的顶部表面的下轨道，所述下轨道被配置成由所述中间平台组件的所述下托架滑动地保持；以及

被定位成驱动地接收所述第一从动平台组件的所述下马达滑块的下马达轨。

11.根据权利要求9所述的伸缩式直线延伸机器人，其中所述延伸销被定位成当所述第一从动平台从缩回位置朝向延伸位置移动时由所述第一从动平台组件的一部分接触，并且通过与所述延伸销的所述接触朝向其延伸位置拖拽所述中间平台。

12.根据权利要求9所述的伸缩式直线延伸机器人，其中所述缩回销被定位成当所述第一从动平台从其延伸位置朝向其缩回位置移动时由所述第一从动平台组件的一部分接触，并且通过与所述缩回销的所述接触朝向所述中间平台的缩回位置拖拽所述中间平台。

13. 根据权利要求3所述的伸缩式直线延伸机器人，其中：

所述第一马达是沿着所述第一从动平台和所述基部平台的相应边缘安置的第一直线磁体马达；并且

所述第二马达是安置在所述第一从动平台与所述第二从动平台之间的第二直线磁体马达。

14.根据权利要求3所述的伸缩式直线延伸机器人，其中所述第二从动平台进一步包括被定大小和成形成支撑和运输衬底以用于半导体加工中的衬底基部。

15. 根据权利要求1所述的伸缩式直线延伸机器人，其中所述基部平台是基部组件的一部分，所述基部组件进一步包括：

下平台

可旋转地支撑在所述下平台的顶上的上平台，所述上平台固定到所述基部平台；

架，所述架支撑在地面上方间隔开的所述下平台；以及

沿着所述架向上延伸并且穿过所述下平台的驱动轴，所述驱动轴被配置成旋转、升高和/或降低所述上平台和所述基部平台。

16. 根据权利要求1所述的伸缩式直线延伸机器人，其进一步包括：

部署在所述基部平台与所述第一从动平台之间的第一编码器，所述第一编码器被配置成发出指示所述第一从动平台相对于所述基部平台的直线位置的信号；以及

部署在所述第一从动平台与第二从动平台之间的第二编码器，所述第二编码器被配置成发出指示所述第二从动平台相对于所述第一从动平台的直线位置的信号。

17.一种使用伸缩式直线延伸机器人输送衬底以用于半导体加工中的方法，所述方法包括：

将衬底放置在所述伸缩式直线延伸机器人的衬底基部上；

经由与第一马达的直接联接使第一从动平台延伸第一距离；

经由与所述第一马达的间接联接通过致动中间平台而使所述第一从动平台延伸超过所述第一距离的第二距离；以及

经由与第二马达的直接联接使第二从动平台延伸超过所述第二距离的第三距离，所述第二从动平台包括所述衬底基部。

18.根据权利要求17所述的方法，其中使所述第一从动平台延伸所述第二距离的步骤进一步包括当所述第一从动平台沿着其延伸路径移动到达所述第一距离的末端时，用所述第一从动平台的第一部分撞击所述中间平台的第一部分。

19. 根据权利要求18所述的方法，其进一步包括：

通过所述第一从动平台与所述第一马达之间的直接联接使所述第一从动平台缩回所述第二距离；以及

经由与所述第一马达的所述间接联接通过致动所述中间平台而使所述第一从动平台缩回所述第一距离。

20.根据权利要求19所述的方法，其中使所述第一从动平台缩回所述第一距离的步骤进一步包括当所述第一从动平台沿着其缩回路径到达所述第二距离的末端时，使所述中间平台的第二部分与所述第一从动平台的第二部分联接，

所述中间平台的所述第一部分与所述中间平台的所述第二部分间隔开，并且所述第一从动平台的所述第一部分与所述第一从动平台的所述第二部分间隔开。

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