(57)【要約】マニピュレータは，基部と，基部に結合された立ち上がり部と，立ち上がり部に設けられた検査ヘッドアタッチメントと，検査ヘッドアタッチメントに設けられた立ち上り型のクイック結合アセンブリとを含むことができる。いくつかの実施例において，マニピュレータは，自動的な重量移動機構と，キャスタ及び／又は操舵可能キャスタを有する可動の基部を含む。【選択図】図４
2019536650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と，
該基部に結合された立ち上がり部と，
該立ち上がり部に設けられた検査ヘッドアタッチメントと，
該検査ヘッドアタッチメントに設けられた第１クイック結合アセンブリと，
を備えるマニピュレータ。
【請求項２】
請求項１に記載のマニピュレータであって，
前記基部に設けられた第２クイック結合アセンブリを更に備える，マニピュレータ。
【請求項３】
請求項２に記載のマニピュレータであって，
前記基部が，展開可能なアウトリガーを更に備え，
該展開可能なアウトリガーに前記第２クイック結合アセンブリが設けられている，
マニピュレータ。
【請求項４】
請求項１に記載のマニピュレータであって，
前記基部に設けられた操舵可能なキャスタを更に備える，マニピュレータ。
【請求項５】
請求項１に記載のマニピュレータであって，
重量移動機構を更に備える，マニピュレータ。
【請求項６】
請求項４に記載のマニピュレータであって，
前記重量移動機構は，前記マニピュレータが前記検査ヘッドに取り付けられ，該検査ヘッドが重量支持機構をオン・オフする際に，前記検査ヘッドの重量を動的に調整する，マニピュレータ。
【請求項７】
請求項６に記載のマニピュレータであって，
前記重量支持機構がプローバである，マニピュレータ。
【請求項８】
請求項５に記載のマニピュレータであって， 
前記重量移動機構が，
- 検査ヘッドに結合可能なマニピュレータフェースと，
- 該マニピュレータフェースの角度を調整するためのサグモータと，
を更に備える，マニピュレータ。
【請求項９】
請求項５に記載のマニピュレータであって，
前記重量移動機構が，検査ヘッドが前記マニピュレータに前記第１クイック結合アセンブリを介して結合される際に，該検査ヘッドのレベルを決定するためのレベルセンサを備える，マニピュレータ。
【請求項１０】
請求項８に記載のマニピュレータであって，
前記サグモータは，前記マニピュレータが前記検査ヘッドをプラットフォームから離間移動させる際に，前記検査ヘッドのレベルを連続的に調整する，マニピュレータ。
【請求項１１】
請求項１に記載のマニピュレータであって， 
前記第１クイック結合アセンブリが，
- 突出部と，
- 該突出部内に配置されたロック要素と，
を備え，前記突出部が検査ヘッドの受け部内に挿入可能な寸法とされ，前記ロック要素が前記受け部にインターロックされるよう，前記突出部の中心軸線に関して可動である，マニピュレータ。
【請求項１２】
検査ヘッドを移動させる方法であって，
マニピュレータにおける第１のクイック結合アセンブリを，第１のクイック結合アセンブリにより検査ヘッドに取付けるステップと，
マニピュレータにおける第２のクイック結合アセンブリを，前記検査ヘッドを支持するプローバに取付けるステップと，
前記検査ヘッドを前記マニピュレータと共に持ち上げるステップと，
を備える，方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって，
前記検査ヘッドが持ち上げられる際に該検査ヘッドのレベルをサグモータにより，前記マニピュレータに負荷される重量の増分に基づいて調整するステップを更に備える，方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の方法であって，
前記第２のクイック結合アセンブリを，前記マニピュレータの基部が前記プローバに結合される位置まで個別的に移動させるステップを更に備える，方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって，
前記第２のクイック結合アセンブリを移動させるステップが，該第２のクイック結合アセンブリを，前記マニピュレータの基部に結合されたアウトリガー上で移動させるステップを備える，方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の方法であって，
前記第２クイック結合アセンブリの突出部を前記検査ヘッドにおける受け部内に挿入するステップと，
前記突出部におけるロック可能要素を該突出部の中心軸線に関して移動させることにより，前記受け部にインターロックするステップと，
を更に備える，方法。
【請求項１７】
請求項１２に記載の方法であって，
前記検査ヘッドを持ち上げる間に，該検査ヘッドのレベルを連続的に計測するステップを更に備える，方法。
【請求項１８】
請求項１２に記載の方法であって，
前記第１のクイック結合アセンブリを第１のクイック結合アセンブリにより検査ヘッドに取り付けるステップを，前記マニピュレータにおける第２のクイック結合アセンブリを前記プローバに取り付けた後に実行する，方法。
【請求項１９】
基部と，
該基部に結合された立ち上がり部と，
該立ち上がり部に設けられた第１のクイック結合アセンブリと，
前記基部に結合されたアウトリガーと，
該アウトリガーに取り付けられた第２のクイック結合アセンブリと，
を備える，マニピュレータ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のマニピュレータであって，
該マニピュレータに設けられた重量移動機構を備え，該重量移動機構が，
- サグモータと，
- 該サグモータに接続したレベルセンサと，
を備え，前記重量移動機構は，前記レベルセンサからの出力に応じて検査ヘッドが持ち上げられる際に，前記第１のクイック結合アセンブリのフェース角を動的に調整する，マニピュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は，２０１７年１０月１０日付の米国仮特許出願第６２／４０６，２３５号（発明の名称：モバイルマニピュレータ）の優先権を主張するものである。米国仮特許出願第６２／４０６，２３５号は，その開示の全体が本願に取り込まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体検査業界では，半導体製品（ＩＣダイス及びコンピュータチップ）を検査するために，検査ヘッドを保持し，かつ位置決めする検査ヘッドマニピュレータが使用されている。マニピュレータは，サービス及び保守のための検査ヘッド再位置決め機能も担っている。半導体検査業界において，検査フロアのスペースは貴重である。検査ヘッドを操作するための既存方法は，一般的には，各検査セルに関して検査ヘッドに常に取付けられている単一のマニピュレータを使用するものであり，その検査セルは機材及びその他の操作のための追加的な点検スペースを有する。いくつかの半導体検査企業では検査セル数が増加しているため，一般的にマニピュレータ及び点検用アクセスのために留保されるスペースが省かれ，伝統的な検査ヘッド操作及びサービス用のスペースが殆んど，又は全く得られなっている。
【０００３】
マニピュレータの一例は，特許文献１：ポール・トルドーらに付与された米国特許第７，３１２，６０４号明細書に開示されている。この場合，マニピュレータは，検査ヘッドをプローバ又は他の参照部に対して位置決めする構成とされている。マニピュレータは，フレームと，フレームに結合されたリンケージとを備え，リンケージは，それぞれの枢支点周りで回転自由度を有する第１及び第２リンクと，第１及び第２リンクに運動の並進及び回転自由度を持たせて結合された第３リンクとを含み，更に，第３リンクに結合されて検査ヘッドを取り付け可能としたアダプタを備える。
【０００４】
マニピュレータの他の例は，特許文献２：アレクサンダー・エイチ・スロカムらに付与された米国特許第５，９３１，０４８号明細書に開示されている。この場合，検査ヘッド用のマニピュレータは，重くて非可撓性である自動的な検査機材に結合される。マニピュレータは，垂直部材が取り付けられる伸縮コラムを含む。検査ヘッドを保持するためのクレードルが垂直部材に取り付けられる。ケーブルが垂直部材にクランプされると，ケーブルにより検査ヘッドに及ぼされる力が軽減される。クレードルは，検査ヘッドを精密位置決め可能とすると共に，検査ヘッドをケーブル力から分離した状態に維持可能とする可動部材を含む。検査ヘッドの粗動は，ケーブルクランプの検査ヘッドとは反対側におけるマニピュレータ部分を移動させることにより生じさせることができる。ハンドリング装置に対する検査ヘッドの精密位置決めは，検査ヘッドとハンドリング装置との間のインターフェースにおける位置決め機構により達成される。位置決め機構を作動させるため，マニピュレータは，検査ヘッドを位置決め機構により所定位置まで移動可能とするコンプライアンスを有する。これら特許文献の開示は，いずれも全体が本願に取り込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，３１２，６０４号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９３１，０４８号明細書
【発明の概要】
【０００６】
いくつかの実施形態において，マニピュレータは，基部と，基部に結合された立ち上がり部と，立ち上がり部に設けられた検査ヘッド取付け部と，検査ヘッド取付け部に設けられた第１のクイック結合アセンブリと，を含む。
【０００７】
マニピュレータは，基部に設けられた第２のクイック結合アセンブリを含むことができる。
【０００８】
基部は，伸縮可能なアウトリガーを備え，第２のクイック結合アセンブリは，伸縮可能なアウトリガーに設けられる構成とすることができる。
【０００９】
マニピュレータは，基部に設けられた操舵可能なキャスタを含むことができる。
【００１０】
マニピュレータは，重量移動機構を含むことができる。
【００１１】
重量移動機構は，マニピュレータが検査ヘッドに取り付けられ，検査ヘッドが重量支持機構をオン・オフする際に，検査ヘッドの重量を動的に調整し得るものである。
【００１２】
重量支持機構は，プローバで構成することができる。
【００１３】
重量移動機構は，検査ヘッドに結合可能なマニピュレータフェースと，マニピュレータフェースの角度を調整するためのサグモータとを含むことができる。
【００１４】
重量移動機構は，検査ヘッドがマニピュレータに第１のクイック結合アセンブリを介して結合される際に，検査ヘッドのレベルを決定するためのレベルセンサを備えることができる。
【００１５】
サグモータは，マニピュレータが検査ヘッドをプラットフォームから離間移動させる際に，検査ヘッドのレベルを連続的に調整し得るものである。
【００１６】
第１のクイック結合アセンブリは，突出部と，該突出部内に配置されたロック要素とを含むことができる。いくつかの実施例において，ロック要素は伸縮可能な要素で構成され，その突出部は検査ヘッドの受け部内に挿入可能な寸法とされ，ロック要素が受け部にインターロックされるよう，突出部の中心軸線に関して可動である。他の実施例において，ロック要素は，中心軸線に向けて内向きに移動することにより，部品を受け部内に把持し得るものである。
【００１７】
一実施形態において，検査ヘッドをプローブから移動させる方法は，第１のマニピュレータを第１のクイック結合アセンブリにより検査ヘッドに取付けるステップと，第２のマニピュレータ用クイック結合アセンブリを，検査ヘッドを支持するプローバに取付けるステップと，検査ヘッドを前記マニピュレータと共に持ち上げるステップと，を含む。
【００１８】
本実施形態に係る方法は，検査ヘッドが持ち上げられる際に検査ヘッドのレベルをサグモータにより，マニピュレータに負荷される重量の増大量に基づいて調整するステップを更に備えることができる。
【００１９】
本実施形態に係る方法は，第２のクイック結合アセンブリを，マニピュレータの基部がプローバに結合される位置まで個別的に移動させるステップを更に備えることができる。
【００２０】
第２のクイック結合アセンブリを移動させるステップは，第２のクイック結合アセンブリを，マニピュレータの基部に結合されたアウトリガー上で移動させるステップを備えることができる。
【００２１】
本実施形態に係る方法は，第２のクイック結合アセンブリの突出部を検査ヘッドにおける受け部内に挿入するステップと，突出部におけるロック可能要素を該突出部の中心軸線に関して移動させることにより，前記受け部にインターロックするステップと，を含むことができる。
【００２２】
本実施形態に係る方法は，検査ヘッドを持ち上げる間に，該検査ヘッドのレベルを連続的に計測するステップを含むことができる。
【００２３】
第１のクイック結合アセンブリを第１のクイック結合アセンブリにより検査ヘッドに取り付けるステップは，マニピュレータにおける第２のクイック結合アセンブリをプローバに取り付けた後に実行することができる。
【００２４】
一実施形態において，マニピュレータは，基部と，基部に結合された立ち上がり部と，立ち上がり部に設けられた第１のクイック結合アセンブリと，基部に結合されたアウトリガーと，アウトリガーに取り付けられた第２のクイック結合アセンブリと，を含む。
【００２５】
本実施形態に係るマニピュレータは，マニピュレータに設けられた重量移動機構を含むことができる。重量移動機構は，サグモータと，サグモータに接続したレベルセンサと，を含むことができる。重量移動機構は，レベルセンサからの出力に応じて検査ヘッドが持ち上げられる際に，第１のクイック結合アセンブリのフェース角を動的に調整する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
添付図面は本開示に係る装置の各種実施形態を示すものであって，本明細書の一部を構成するものである。図示の実施形態は，装置の単なる例示に過ぎず，その技術的範囲を限定するものではない。
【図１】本開示に係る検査セル及びマニピュレータの一実施例を示す斜視図である。
【図２】本開示に係る検査セル及びマニピュレータの一実施例を示す頂面図である。
【図３】本開示に係るマニピュレータの一実施例を示す斜視図である。
【図４】本開示に係るマニピュレータの一実施例をプローバからの分離状態で示す斜視図である。
【図５】本開示に係るマニピュレータの一実施例をプローバへの結合状態で示す斜視図である。
【図６】本開示に係るマニピュレータ及び複数セルの一実施例を示す斜視図である。
【図７】本開示に係るマニピュレータ及び複数セルの一実施例を示す斜視図である。
【図８】本開示に係るマニピュレータにおけるクイック結合型取付け部の一実施例を示す斜視図である。
【図９】本開示に係る検査ヘッドクイック結合型取付け部の一実施例を示す斜視図である。
【図１０】本開示に係るマニピュレータにおけるアウトリガーの一実施例を示す斜視図である。
【図１１】本開示に係るマニピュレータにおける重量移動機構の一実施例を示す斜視図である。
【図１２】本開示に係るマニピュレータにおける操舵可能キャスタの一実施例を示す斜視図である。
【図１３】本開示に係るマニピュレータを制御するためのディスプレイの一実施例を示す斜視図である。
【図１４】本開示に係るマニピュレータを制御するためのディスプレイの一実施例を示す斜視図である。
【図１５】本開示に係るマニピュレータの一実施例を示す斜視図である。
【図１６】本開示に係る検査ヘッドの移動方法の一実施例を示す説明図である。
【００２７】
各図を通じ，同一の参照符号は，類似してはいるが必ずしも同一とは限らない構成要素を表している。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本開示の目的のため，「整列」との用語は，平行，略平行又は３５．０°未満の角度をなすことを意味する。本開示の目的のため，「横方向」との用語は，垂直，略垂直又は５５．０°〜１２５．０°の角度をなすことを意味する。また，本開示の目的のため，「長さ」との用語は，物体の最長寸法を意味する。更に，本開示の目的のため，「幅」との用語は，物体の側面から側面までの寸法を意味する。しばしば，物体の幅は物体の長さに対して横方向である。
【００２９】
更に，本開示の目的のため，「検査セル」との用語は，半導体を検査するように配置された一組の機材を意味する。本開示の目的のため，「検査フロア」との用語は，一般的に，複数の検査セルを収める製造スペースを指す。更に，本開示の目的のため，「サービスエリア」との用語は，一般的に，検査セル内における機材の特定ピースに対してサービスを行うために使用されるフロアスペース又はエリアを指す。オペレータがサービスを行うスペースは，機材にサービスを行うサービスエリアに含まれる。
【００３０】
本開示の目的のため，「検査ヘッド」との用語は，一般的に，ウェーファ又はチップ検査のための検査装置を指す。時には，検査エッドはテスタとも称される。本開示の目的のため，「プローバ」との用語は，一般的に，集積回路（ＩＣ）を検査するために使用されるウェーファプローバを指す。しばしば，プローブは，ウェーハを真空によりチャックに保持し，かつ，ウェーファが検査ヘッドに接する検査サイトまでウェーファを移動させるものである。
【００３１】
本開示の目的のため，「ハンドラ」との用語は，一般的に，自動化された設置機械を指す。件だの最終段階の間，ハンドラは，チップ又はＩＣチップを検査ヘッドによる検査のために検査サイトに設置する。本開示の目的のため，「タワー」との用語は，一般的に，プローバにおける検査ヘッドと内部の検査機構との間の境界部を指す。場合により，タワーは，電力及び／又は信号を伝達する。本開示の目的のため，「周辺機材」との用語は，一般的に，マニピュレータが検査ヘッドに作用させる検査器具における何らかの機材を指す。しばしば，プローバ又はハンドラは，周辺機材と見なされる。
【００３２】
本開示の目的のため，「検査器具」との用語は，一般的に，検査プロセスの間に使用される検査セル内における何らかの機材を指す。ハンドラ，プローバ，タワー又はその他の器具は，検査器具とも称されることがある。本開示の目的のため，「アウトリガー」との用語は，一般的に，マニピュレータを安定化及び／又は結合のために展開する何らかの機材延長部を指す。本開示の目的のため，「たわみ」との用語は，一般的に，物体に作用する外力による物体の変位を指す。たわみは，検査ヘッドの重量をマニピュレータに，又はマニピュレータから移動させる際におけるマニピュレータの弾性変位を指すことがある。本開示の目的のため，マニピュレータの「ホーム位置」との用語は，一般的に，マニピュレータにより検査ヘッドをプローバから移動させる前に，マニピュレータ及び検査ヘッドが取り付けられる位置を指す。本開示の目的のため，マニピュレータの「サービス位置」との用語は，一般的に，マニピュレータが検査ヘッドをサービスのためにそこまで移動させる位置を指す。
【００３３】
本開示の目的のため，「モバイル」との用語は，一般的に，マニピュレータを一人のオペレータが他の機材を使用せず，又は他人の助けを必要とせずに各種位置まで移動させ得る可搬性を指す。本開示の目的のため，「操舵可能なキャスタ」との用語は，一般的に，オペレータの手動入力で特定の方向に向けることのできる能力を指す。本開示の目的のため，「スレーブキャスタ」との用語は，一般的に，移動方向に転動するキャスタを指す。本開示の目的のため，「駆動キャスタ」との用語は，一般的に，電気的入力で前進又は後退駆動させ得る動力化されたキャスタを指す。本開示の目的のため，「クイック結合」との用語は，一般的に，工具又はファスナを使用することなく検査ヘッド又は周辺機材を機械的に結合させ得る能力を指す。本開示の目的のため，「マニピュレータ側」との用語は，一般的に，マニピュレータに恒久的に取り付けられた検査ヘッドに対するクイック結合装置を指す。本開示の目的のため，「ヘッド側」との用語は，一般的に，検査ヘッドに恒久的に取り付けられた検査ヘッドに対するクイック結合装置を指す。本開示の目的のため，「プローバ側」との用語は，一般的に，プローバに恒久的に取り付けられた検査ヘッドに対するクイック結合装置を指す。
【００３４】
伝統的な，又は従来の検査ヘッドプローバは，一般的に，プローブ毎に専用マニピュレータを有する。これは，マニピュレータのための専用フロアスペースと，検査セル毎にサービスを行い，かつ，ヘッドを設置するために指定されたサービスエリアを必要とする。この配置において，マニピュレータは，一般的には検査ヘッドに結合される。検査ヘッドについてサービス又は保守が必要とされる場合，マニピュレータは検査ヘッドをサービスエリアまで移動させる。加えて，検査ヘッドを設置する場合には，テストヘッドをマニピュレータ内に設置するためのスペースが留保される。
【００３５】
マニピュレータは，隣接する検査セルを崩すことなく，しかも追加的な工具又はファスナを使用することなく，検査ヘッド及び／又は周辺機材を迅速に着脱することができる。マニピュレータは，検査ヘッドをプローバ又はその他の検査機材から移動させる際に，自動化された位置決めを使用して，検査ヘッドの全重量を，マニピュレータに，又はマニピュレータから移動させるように動的調整する。場合により，マニピュレータは，マニピュレータ検査ヘッドに取り付けることができる。これは，異なる検査セル内における各検査ヘッドを順次にサービスすることにより行うことができる。マニピュレータは，各セルにおけるサービスを完了した後，１つのセルから他のセルに移動させ，又は移動させるようにプログラムすることができる。マニピュレーを１つのセルから他のセルに移動させる際，マニピュレータは，セル周辺機材に対する調整なしに，テストヘッドに対して着脱することができる。これらの実施例において，マニピュレータは，手動で，又は動力化されたキャスタにより移動させることができる。
【００３６】
本明細書に開示される原理は，検査ヘッドに対して迅速に結合されてこれをサービスエリアまで移動させるマニピュレータを包含する。マニピュレータは，カスタマにより検査ヘッドを検査セル又は他の位置間の通路で設置及び／又はサービス可能とするものである。場合により，マニピュレータは，検査フロアから離れた箇所に保管して，検査フロア上における不要なスペースの占有を回避することができる。マニピュレータを検査ヘッドに迅速に結合してこれをサービスのために通路まで迅速に移動させ得る能力に基づき，カスタマは，検査ヘッドを検査フロア上で迅速かつ効率的にサービス，保守及び設置し得る能力を損なうことなく，検査セルを集約することが可能である。
【００３７】
本明細書に開示されるマニピュレータは，半導体検査会社に，検査ヘッドに対するサービスのためのアクセスを許容しつつ，フロアスペースの使用効率を最大化させることを可能とするものである。マニピュレータは，半導体検査会社に，従来は各セルに関連する専用マニピュレータのために指定されていたフロアスペースを減少及び／又は削減させることを可能とするものである。本開示の原理により，単一のマニピュレータを，１つだけの検査セルではなく，複数の検査セルのために使用することができる。このマニピュレータは，半導体検査会社に，従来はマニピュレータのフットプリント面積及び各マニピュレータのための専用サービスエリアとして使用されていたフロアスペースを削減することにより，検査セルの数を増加させることを可能とするものである。これらの利点は，各検査ヘッドに対して従来の検査ヘッド操作と比較し得る時間内でサービスを提供しつつ，本開示に係るマニピュレータにより実現されるものである。
【００３８】
図１及び図２は，プローバ102に隣接して配置されたマニピュレータ100を示す。図１は，検査ヘッド104を保持するマニピュレータ100の一実施例を示す斜視図である。本実施例において，検査ヘッド104は，プローバ102に設けられたタワー106の上側に配置されている。マニピュレータ100は，検査ヘッド104を保持している。図２は，タワー106から離間させた検査ヘッド104を保持するマニピュレータ100を示す。
【００３９】
プローバ102は，ウェーファ，ダイス，集積回路又はその他の検査可能なデバイスを収める機械である。これらのデバイスはプローバ102内に蓄積され，プローバ102は検査可能なデバイスをタワー106まで移動させるための機構を内蔵している。タワー106上に位置するとき，検査ヘッド104は，検査可能なデバイス上で多種の検査の少なくとも１種を実行することが可能である。例えば，場合により，検査ヘッド104は可色の部分が適正に作動しているか否かを決定することができる。
【００４０】
ときどき，検査ヘッド104の保守を行い，又は検査ヘッド104に他の形式のサービスを行うのが望ましい場合がある。検査ヘッドの重量により，オペレータは，検査ヘッド104を持ち上げて所定個所における検査を行うことができない場合がある。むしろ，検査ヘッド104をプローバ102から持ち上げて検査ヘッド104をプローバ102に隣接する位置まで移動させることにより，オペレータによりアクセスし易くするのが望ましいことがある。このような状況の場合，マニピュレータ100をプローバ102に隣接させて検査ヘッド104を移動させることができる。
【００４１】
図３は，マニピュレータ300の一実施例を示す。図示の実施例において，マニピュレータ300の種々の部品及びこれらに関連する移動が示されている。マニピュレータ300は，基部302と，立ち上がり部304とを含むことができる。立ち上がり部304からは，検査ヘッドに結合させるために使用可能なアーム306を延在させることができる。アーム306は，立ち上がり部304に１箇所で取付けられたクロスビーム312に結合することができる。マニピュレータ300の立ち上がり部304は，マニピュレータの基部302に対して側方に移動させることができる。
【００４２】
図４及び図５は，マニピュレータ400の他の実施例を示す。本実施例において，マニピュレータ400は，立ち上がり部402及び基部404を含む。基部404は，モバイル型とすることができる。場合により，基部404は，マニピュレータ400に組み込まれた操舵可能なキャスタにより，フロア周りで可動とすることができる。
【００４３】
マニピュレータ400の立ち上がり部402には，第１のクイック結合アセンブリ408を結合することができる。第１のクイック結合アセンブリ408はプローバ412に取り付けられた検査ヘッド410に直結することができ，あるいは，第１のクイック結合アセンブリ408は，検査ヘッド410に結合された物体に結合することにより，プローバ412に取り付けられた検査ヘッド410に間接的に結合することができる。この場合には，検査ヘッド410に結合構造又はアーム415を結合し，第１のクイック結合アセンブリ408をアーム415に結合する。
【００４４】
マニピュレータ400の基部404には，第２のクイック結合アセンブリ414を結合させることができる。第２のクイック結合アセンブリ414は，プローバ412に直結させることができる。その代わりに，第２のクイック結合アセンブリ414は，プローバ412に結合されている物体に結合させることにより，プローバ412に対して間接的に結合させることができる。この場合，プローバスティック417をプローバ412に結合し，第２のクイック結合アセンブリ414をプローバスティック417に結合する。
【００４５】
図４の実施例において，第１のクイック結合アセンブリ408及び第２のクイック結合アセンブリ414は，それぞれ検査ヘッド410及びプローバ412からの分離状態で示されている。マニピュレータ400を位置決めして検査ヘッド410及び／又はプローバ412に結合するため，マニピュレータ基部404は，操舵可能なキャスタ406により所定位置まで移動させることができる。これにより，オペレータは，マニピュレータ400をプローバ412に対して主導で位置決めすることができる。他の実施例において，少なくとも１つのキャスタは電気的に駆動されるキャスタであり，マニピュレータ400の基部404は所定位置まで電気的に移動可能である。更に他の実施例において，マニピュレータはそれ自体をプローバ412に隣接するよう自己位置決めすることが可能である。位置センサ，例えばグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ），磁気センサ，慣性センサ，その他の形式のセンサ又はこれらの組み合わせにより，マニピュレータの位置を決定して，マニピュレータ400が適正な検査セル内に配置されているか否か，及び／又は第１及び第２のクイック結合アセンブリとの結合のために整列しているか否かを決定することができる。他のセンサを使用して，プローバ412，検査ヘッド410，その他の検査機材，又はこれらの組み合わせに対するマニピュレータの相対位置を決定することもできる。
【００４６】
場合により，基部404を移動させてプローバ412に結合する際に，基部404はプローバ412に当接するまで移動させ，従って第２のクイック結合アセンブリ414はプローバ412に物理的に接触する。他の実施例において，基部404を移動させてプローバ412に結合する際に，第２のクイック結合アセンブリ414はプローバ412から所定距離だけ離間させることができ，この場合にはプローバ412と第２のクイック結合アセンブリ414との間にギャップが残される。
【００４７】
マニピュレータ400を検査ヘッド410に結合するため，第２のクイック結合アセンブリ414を所定位置まで移動させてプローバ412と係合させる。これは，第２のクイック結合アセンブリ414をプローバ412に向けて移動させて，プローバ412とインターロックさせることにより達成することができる。第２のクイック結合アセンブリ414は，可動アウトリガー413により所定位置まで移動させることができる。場合により，可動アウトリガー413は，マニピュレータ400の基部404から延在する伸縮部を含み，この伸縮部は，プローバスティック417又はプローバ412上における他の形式の取付け部に係合可能である。電子的センサにより，オペレータは第２のクイック結合アセンブリ414がいつ所定位置に達してプローバ412及び／又はプローバスティック417に結合したかを認知することができる。オペレータは，タッチスクリーン型インターフェース又はその他の制御インターフェースを使用してアウトリガー413を移動させ，第２のクイック結合アセンブリ414及びプローバ412の間の結合を行わせることができる。
【００４８】
場合により，第２のクイック結合アセンブリ414及びプローバ412の間の結合を行った後，第１のクイック結合アセンブリ408をアーム415又は検査ヘッド410の他の部分に結合させることができる。しかしながら，他の場合には，第２のクイック結合アセンブリ414及びプローバ412の間の結合を，第１のクイック結合アセンブリ408及び検査ヘッド410の間の結合に先立って，又はこれと同時に行うこともできる。場合により，オペレータは，第２のクイック結合アセンブリ414をプローバ412に結合させる際に使用したタッチスクリーン型インターフェースを使用して，マニピュレータ400を検査ヘッドに結合させることもできる。図５は，アーム415及びプローバスティック417に結合された第１及び第２のクイック結合アセンブリ408, 414を示す。
【００４９】
検査ヘッド410をプローバ412から移動させるため，オペレータは，タッチスクリーン型インターフェースを使用して所定のサービス位置を選択することができる。次に，マニピュレータ400により検査ヘッド410を所望とされるサービス位置まで移動させることができる。マニピュレータ400は，持ち上げてサービス位置まで移動させる場合に，自動化されたシーケンスにより，検査ヘッド410の重量に起因するたわみを補償する。検査ヘッド410についてのサービス及び保守を行った後，オペレータは，検査ヘッド410をプローバ412に戻す操作を選択することができる。プローバ412うえにおける所定位置まで戻した後，オペレータは，検査ヘッドをマニピュレータ400から取り外すためのコマンドを与えることができる。これにより，マニピュレータ400は，検査ヘッド410を解放する。検査ヘッドを解放する際に，自動化された重量移動機構によりマニピュレータ400からプローバ412への重量移動を補償する。
【００５０】
この時点で，検査ヘッド410に対する全てのサービスが完了していれば，オペレータは，マニピュレータ400をプローバ412から第１のクイック結合アセンブリ408により分離させて取り外すためのコマンドを与えることができる。取り外した後，オペレータは，マニピュレータ400を手動で，又は動力駆動装置を使用して，検査セルから離間させることができる。他の実施例において，マニピュレータ400が自己駆動型であれば，マニピュレータ400は，プローバ412，検査ヘッド410及び他の周辺機材から分離させた後に，割り当てられた次のセル又は別の場所まで移動させることができる。
【００５１】
第１のクイック結合アセンブリ408と立ち上がり部分402との間の結合部を収めるため，結合ユニット及び／又はマニピュレータは，内外に摺動させ，任意の方向に転動させ，ｚ軸周りで回転させ，幅方向に移動させ，幅方向に摺動させ，他の方向に移動させ，他の態様で移動させ，又はこれらを組み合わせた運動を生じさせることができる。マニピュレータ400は，プローバ又はプローバタワー上において検査ヘッド410にサービスを行い，又は検査ヘッドを配置するに適切なスペースに検査ヘッドを位置決めすべく，任意の適当な態様で移動させることができる。
【００５２】
ある実施例において，第１及び第２のクイック結合アセンブリは，マニピュレータ側及びプローバ側を含む。クイック結合アセンブリのマニピュレータ側は，プローバ内に又はプローバから離間する方向に移動させ得るアウトリガー内に組み込むことができる。周辺クイック結合部のプローバ側は，周辺クイック結合部のマニピュレータ側を収める構成とすることができる。一体的に移動させたとき，マニピュレータ側及びプローバ側は，互いに結合して結合部を形成する。場合により，クイック結合部は，結合部を形成するために工具又は外的ファスナを必要としない構成とすることができる。
【００５３】
一般的に，基部における結合部は，検査ヘッドにおける結合部が形成される前に形成する。第１の結合部は，マニピュレータをプローバにより安定化させ，かつ，マニピュレータを定位可能とする。第１の結合部が形成されると，マニピュレータは，アーム又はアダプタをもって検査ヘッドに取付けることができる。第１の結合部は，アーム又はアダプタを検査ヘッドに向けて移動させて形成することができる。検査ヘッドのクイック結合アセンブリは，ヘッド側及びマニピュレータ側を含むことができる。マニピュレータ側が検査ヘッドに接近すると，マニピュレータ側はクイック結合部のヘッド側と係合して検査ヘッド及びマニピュレータの間で結合部を名声することができる。
【００５４】
第１の結合部のプローバ側と，検査ヘッド結合部のヘッド側は，恒久的な構造を含むことができる。プローバ側は，クイック結合部のそれぞれのマニピュレータ側を受け入れ可能な１つ又は複数のプローバスティックを有することができる。検査ヘッドクイック結合部は，クイック結合部のそれぞれのマニピュレータ側を受け入れ可能なアーム又は結合構造を有することができる。結合部におけるこれらのプローバ側及びマニピュレータ側は，検査セルにおけるものと同一の，又は少なくとも類似する構成とすることができる。これにより，マニピュレータは，他の検査セルにおけるプローバ及び検査ヘッドと結合及び分離させることができる。
【００５５】
図５は，第１のクイック結合アセンブリ408が，検査ヘッドアーム415を介して検査ヘッド410に結合され，第２のクイック結合アセンブリ414が，プローバスティック417を介してプローバ412に結合されている実施例を示す。両結合部が形成された状態で，マニピュレータは，保守又はその他のサービスのために検査ヘッド410をサービス位置まで移動させることができる。
【００５６】
図６は，複数の検査セルに隣接するマニピュレータ600の実施例を示す。この実施例において，マニピュレータ600は，第１の検査セル602に隣接して配置され，第１の検査セル602に関連する検査ヘッド604を持ち上げている。この実施例において，検査ヘッド604は，検査ヘッド604がプローバ606の直上に止まるように持ち上げられる。図７に示す実施例では，マニピュレータ600がアーム608を回転させることにより検査ヘッド604を，プローバ606の直上位置から，プローバの存在しないフロアの直上位置まで回転させる。このスペースの位置は，検査セル間，検査セル間の通路内，検査セルの側部側，検査セル内，他の適当な個所，又はこれらの組み合わせとすることができる。マニピュレータ600は，検査ヘッドを作業者がサービスを行うに好適な高さに位置させるための高さ調整を行うことができる。
【００５７】
図８は，検査ヘッド側におけるクイック結合部のマニピュレータ側800の実施例を示す。図９は，クイック結合部の検査ヘッド側802の実施例を示す。検査ヘッドクイック結合部には，構成が類似の，又は異なるマニピュレータ側及びヘッド側を使用することができる。これらの図示例において，マニピュレータ側800は，突出部806を有するブロック804を含む。図示例において，この突出部は六角形状808を有し，これは，検査ヘッド側802の受け部814内に確定される開口部812の六角形状810と適合するものである。この実施例は，六角形状の突出部と，受け部内における六角形状の開口部を含むものであるが，マニピュレータ側をプローバ側に結合させるためには任意の形状を使用することができる。
【００５８】
突出部806が開口部812内に挿入されると，少なくとも１つのロック要素816が突出部内に組み込まれる。場合により，ロック要素は，突出部806を受け部814にインターロックさせるように拡張させることができる。他の実施例において，ロック要素は，中心軸線に向けて内向き移動させることにより，受け部の一部を把持することができる。本開示の原理に従って，任意形式のロック要素を使用することができる。適当な形式のロック要素としては，拡張可能要素，折り畳み型要素，磁気的要素，ネジ型要素，他の形式の要素又はこれらの組み合わせが非限定的な例示として挙げられる。
【００５９】
この実施例において，空圧制御型要素を外向きに拡張させて受け部814における内側リムを捕捉することができる。場合により，空圧制御型要素に空気圧を作用させると，ロック要素が外向きに拡張する。空気圧レベルを低下させると，ロック要素は，突出部の側部内まで復帰するように引き込ませることができる。代わりの実施例において，ロック要素を所定距離だけ拡張させたときに，ロック要素を所定位置にロックすることができる。このロック機構は，空気圧が低下した場合でもロック要素を所定位置に保持し得るものである。この場合，ロック要素を係合させるため，空気圧を一時的に供給してロック要素を所定位置にロックされるように拡張させることができる。すなわち，結合を行う全期間に亘って空気圧を連続的に供給する必要はない。ロック機構は，ロック要素を引き込ませたいときに，ロック要素を係合解除することができる。状況に応じて，特にロック要素に高い負荷が作用している状況下では，ロック要素の引込み速度を制御するために空気圧を再供給するのが望ましい場合がある。他の実施例において，ロック要素の引込みを制御するために別の機構を配置することができる。
【００６０】
図示の実施例は空圧制御されるロック要素を含むものであるが，他の任意形式のロック要素を使用することもできる。例えば，ロック要素は，流体圧，磁気，リニアアクチュエータ，他の形式の制御機構又はこれらの組み合わせで制御することもできる。場合により，ロック要素によりマニピュレータ側（図８における800）及びプローバ側（図９における802）を，これらが拡張してクイック結合部の少なくとも一部を圧縮する際に，互いに接近するように引き寄せることができる。クイック結合部は，マニピュレータを一般的には横方向において安定化させるように構成することができる。場合により，突出部及び受け部は，これらが互いに接近移動する際にマニピュレータがそれ自体で自己整列するように形成することができる。場合により，センサを使用してクイック結合部における側部の相対位置を決定することができる。
【００６１】
突出部806を受け部814における開口部812内に挿入する代わりに，受け部814の整列ピン818をマニピュレータ側のブロック804内に確定されるピン開口部内に挿入することもできる。他の実施例において，整列ピンをマニピュレータ側に配置すると共に，ピン開口部を受け部814内に配置することができる。整列ピン818により，故障状態の間にクイック結合部における取付け部を分離から防止するための安全手段を構成することができる。更に，整列ピン818をセンサに接続し，センサにより結合部のプローブ側／ヘッド側に対するマニピュレータ側の相対位置に関するフィードバックを行わせることもできる。場合により，整列ピン818を圧力センサに接続し，この圧力センサにより結合の安全度に関するフィードバックを行わせることもできる。
【００６２】
検査セルに対するマニピュレータの整列性と，検査ヘッドに取付けたときのマニピュレータの安定性についての挑戦的課題は，取付けの準備段階でプローバに対するマニピュレータの方位を知ることにより克服することができる。恒久的な定着部，例えば，プローバスティック又は他の形式の取付け部をプローバに取付けて，各検査セルに共通する既知の参照位置をマニピュレータのために画定することができる。自己整列型の伸縮アウトリガーにセンサを取付けて，検査ヘッドへの取付け前に，整列のためにどの程度まで振れを修正すべきかを知らせることができる。検査セル間での統一性を担保するため，セットアップツール及び整列ツールを使用して各検査セルに対する恒久定着部のセットアップを行うことができる。
【００６３】
これらの恒久定着部は，アウトリガーに取付けられたときに延長部を構成し得るものである。この取付け部は、検査ヘッドを持ち上げてサービス位置まで移動させる際に、マニピュレータを安定化し得るものである。取付けの間における過度の押込み及び引張りは、アウトリガー上のセンサシステムを使用して軽減し，及び／又は除去することができる。このセンサは、アウトリガーがプローバを過度に強く押込む場合に、アウトリガーの移動を停止させ得るものである。マニピュレータ基部は、恒久的な定着部を介してプローブに荷重が負荷されたときにマニピュレータの撓みを軽減する剛性及び安定性を有することができる。
【００６４】
検査ヘッドへの結合に要する時間は、容易に反復可能な工具なしでの結合方法により減少させることができる。クイック結合部には，確実な機械的係合を行う自己完結型のロック装置を設けることができる。このロック装置は、オペレータ又は他の操作源からの外的入力により、機械的係合が解除可能となるようにロックすることができる。場合により，検査ヘッドをマニピュレータに対して着脱するために、何らの工具も必要とはされない。センサを使用して、いつロック装置がロックされ、又はロック解除されたかを表示することができる。場合により，マニピュレータは、いつマニピュレータが検査ヘッドを保持しているかを表示するセンサを有する。マニピュレータに安全手段を設けて、検査ヘッドがプローバにより安全に支持される前に、オペレータが検査ヘッドを取り外すのを防止することができる。
【００６５】
図１０は，アウトリガー1000の一実施例を示しており，マニピュレータにおける他の構成要素は図示目的のために省略されている。この実施例では，第１のクイック結合部1002がアウトリガー1000の第１側1004に取り付けられ，第２のクイック結合部1006がアウトリガー1000の第２側1008に取り付けられている。第１のクイック結合部1002及び第２のクイック結合部1006は，互いに所定距離をおいて離間している。図示の実施例において，第１のクイック結合部1002及び第２のクイック結合部1006は，第１のクイック結合部1002及び第２のクイック結合部1006が同一のペースで一緒に移動するよう，いずれも単一のクロスビームに設けられている。他の実施例において，第１のクイック結合部1002は，第２のクイック結合部1006に対して独立移動可能とすることができる。クロスビーム1010は，適当な機構を使用して前進させることができる。例えば，クロスビームは，軌道に沿って摺動させてプローバ側と結合させることができる。
【００６６】
本開示において記載される原理に従って，アウトリガーを拡張させるための任意の適当な機構を使用することができる。例えば，アウトリガーは，軌道の長手方向に沿って摺動する伸縮部を含むことができる。アウトリガーは，隣接する検査セルの崩れを防止できる態様で移動させることができる。センサによりアウトリガーのプローバに対する相対位置の決定を支援し，アウトリガーの所望位置を維持するためにロック機構を使用することができる。
【００６７】
場合により，クイック結合部は配線又はダクトを含み，クイック結合部によりマニピュレータをプローバ及び／又は検査ヘッドに機械的に結合させる際に，電気的接続又は空圧的接続が自動的に達成される構成とすることができる。
【００６８】
図１１は，重量移動機構1100の実施例を示す。検査ヘッドの重量により，マニピュレータにおけるアーム及び／又はその他の構成要素は，検査ヘッドを持ち上げる際にたわむ場合がある。場合により，検査ヘッドを持ち上げる際に，検査ヘッドにおける遠位側の非支持端がサグを生じる（検査ヘッドにおける近位側の結合端よりも低下する）ことがあり得る。このサグにより，検査ヘッドが不均一な方位での持ち上げられる場合がある。不均一な方位は，特に検査ヘッドをプローバまで復帰降下させる場合に，何らかのリスクを生じさせることがある。プローバと最初に接触する遠位側により，プローバ，タワー及び検査ヘッド自体に不所望の機械的応力が負荷される場合がある。場合により，検査ヘッドは繊細な検査機材を含み，検査ヘッドの計器類及び／又はプローバの構成要素には機械的応力が悪影響を及ぼしかねない。
【００６９】
図示の実施例において，重量移動機構1100は，サグ枢支点1102を第１のクイック結合アセンブリ1106におけるマニピュレータ側の底部1104に含むことができる。サグ枢支点1102は，第１のクイック結合アセンブリ1106におけるマニピュレータ側のフェース1108を，プローバから離れる方向に後退枢動可能とするものである。マニピュレータ側のフェースの角度は，サグモータ1110及びサグアセンブリ1112により制御することができる。センサをマニピュレータに設けて，検査ヘッドをプローバから持ち上げる際に，検査ヘッドのレベルを決定可能とすることができる。検査ヘッドの重量がマニピュレータ側の面1108の頂部に負荷を及ぼす際に，サグモータ1110でフェースの角度を再調整することができる。負荷が増加する場合，フェースの角度は更に調整することができる。
【００７０】
サグモータ1110には，フェース1108の角度を任意の適当な態様で変更するためのインストラクションを与えることができる。場合により，サグモータ1110は，プローバの頂部からの検査ヘッドの高さに基づいて角度を変化させるためのインストラクションを受信する。他の実施例において，歪みゲージにより，クイック結合アセンブリの頂部における歪み量，クイック結合アセンブリの底部における歪み量，他の個所における歪み量，又はこれらの組み合わせを通信する。更に他の実施例において，検査ヘッドは，サグモータ1110と通信するレベルセンサを有することができる。これらの形式の実施例において，通信は，無線通信又は有線通信とすることができる。
【００７１】
重量移動機構1110は，センサからの入力に基づいて重量を自動的に調整し得るものである。サグアセンブリ1112を移動させてフェース1108の角度を制御することができる。サグ調整機構により，フェース1108を任意の適当な態様で移動させて，所望の検査ヘッド持ち上げ値を達成することができる。例えば，フェース1108は，内外方向，回転方向，角度方向，垂直方向，他の形式の方向，又はこれらを組み合わせた方向に移動させることができる。
【００７２】
第１のクイック結合アセンブリ1106におけるフェース1108の方位付けに関連するサグモータ1110，探アセンブリ1112，サグ枢支点1102及びその他の構成要素は，図示例においては，特定の配列として示されているが，本開示において記載する原理に従って，任意の適当な配列を使用することができる。例えば，サグ枢支点1102は，アセンブリの頂部，アセンブリの底部，アセンブリの中央領域，アセンブリの他の個所又はこれらを組み合わせた個所に配置することができる。更に，アセンブリの頂部を検査ヘッドから離れる方向に後退枢動させ，アセンブリの底部を検査ヘッドに向けて前進枢動させ，又はこれらを組み合わせた運動を行わせることができる。場合により，複数のモータを使用してフェース1108の方位角を変化させることができる。
【００７３】
図示の実施例において，サグアセンブリ1112はピボットアームを含み，このピボットアームは，第１の端部でサグモータ1110に結合され，他方の端部でフェース1106に対するリンケージに結合されている。サグモータ1110が第１の端部を引込めると，ピボットアームの他方の端部は検査ヘッドから離れる方向に移動する。このような状況において，検査ヘッドが第１のクイック結合アセンブリに剛性的に結合されていれば，検査ヘッドはフェース1108と共に移動する。他の実施例において，フェースは他の形式の方位調整手段により方位付けすることができる。例えば，サグ調整システムは，スクリューモータ，リニアアクチュエータ，磁性部品，流体圧部品，他の形式の部品，又はこれらの組み合わせを含むことができる。
【００７４】
検査ヘッド及び周辺機材の位置関係を維持するステップは，検査ヘッドの重量をプローバからマニピュレータに移動すると共に適時に戻し，その間に検査ヘッドを，検査ヘッドの中心と水平方向に心出しされたプローバの頂部デッキと整列させ，又は略平行に配置するステップを含むことができる。これらの位置関係を保持することにより，検査ヘッドを移動させる際のプローバ／検査機材の損傷を防止することが可能である。
【００７５】
検査ヘッド及び周辺機材の位置関係を維持するステップは，内外方向の組み合わせ，垂直方向，傾斜方位，ねじり方向，又はこれらを組み合わせた方向を使用して達成することができる。ある実施例において，マニピュレータには検査ヘッドの底部に対向する枢支点を有するサグ調整手段が設けられ，フェースは内外方向及び垂直方向に移動するように動力化された構成とすることができる。場合により，検査ヘッドはプローバから垂直方向のみに持ち上げる。他の実施例において，整列ピン及び他の部品にかなりの負荷を及ぼしかねないマニピュレータ部品御水平方向におけるたわみを防止するため，フェースは内外方向及び垂直方向に移動させることができる。これらの移動の組み合わせは，水平方向におけるたわみを補償するものとして示されるものである。
【００７６】
他の実施例において，サグ調整手段が動力化され，枢支点は図示例で示すように検査ヘッドの底部に向けて配置される。サグ調整手段を動力化すると共に位置センサを追加すれば，検査ヘッドの重量の移動を完全に自動化することができる。この自動化により，整列部品に対する水平方向の負荷を大幅に低減することができる。枢支点を移動させると，検査ヘッドのインターフェース部分がサグ調整の間に並進移動する距離を減少させることができる。場合により，サグ枢支点は，検査ヘッドのインターフェース部分に近接させて，又はと同一の平面内に配置される。
【００７７】
図１２は，マニピュレータに設けられる操舵可能なキャスタの一例を示す。操舵コラム1202により，操舵ハンドル1204を操舵可能なキャスタ1206に結合することができる。ある実施例において，ユーザは，所要に応じてマニピュレータを前後に押すと共に，操舵ハンドル1204により操舵可能なキャスタ1206を操縦することができる。この実施例では，２つの操舵可能なキャスタ1206によりマニピュレータの軌跡角を制御する。底部の手前に配置されるも，図示例では明瞭に示されていないスレーブキャスタが，操舵可能なキャスタの方向に追従する。ある実施例において，スレーブキャスタは非回動型である。他の実施例において，少なくともいくつかのスレーブキャスタは回動型である。
【００７８】
状況に応じて，マニピュレータの移動により生じる力を低く維持することにより，マニピュレータを移動させ易くすると共に，その力により他の検査セルを阻害されるのを回避するのが望ましい場合がある。その力は，オペレータがキャスタを所望の移動方向に向けさせるべく操舵可能なキャスタシステムにより低下させることができる。これらの力は，動力化されたキャスタシステムを使用すれば，更に低下させることができる。動力駆動型のキャスタをバッテリ駆動型とすれば，使用の間にキャスタをコードや外部電源に接続する必要がなくなる。場合により，検査ヘッドにサービスを行うときにプラグイン接続されるマニピュレータを使用するのが望ましいことがあり得る。検査ヘッドにサービスを行うときにプラグイン接続されるマニピュレータを使用すれば，バッテリへの充電や，サービスの間に使用されるデバイス，例えばライト，冷却システム，ツール，その他のデバイス，又はこれらの組み合わせに対する電力供給を行うことができる。
【００７９】
ある実施例において，操舵可能なキャスタは，ワイヤレスデバイスを介して遠隔制御される。この実施例において，マニピュレータは，操舵可能なハンドルを含み，又は含まない構成とすることができる。場合により，１つ又は複数のスレーブキャスタをモータに接続し，そのロータによりスレーブキャスタを所望の方向に回転させる。この実施例において，モータは，操舵可能なキャスタから独立している。
【００８０】
上述した実施例は，２つの操舵可能なキャスタを備えるものであるが，本開示の原理に従って，任意の適当な数のキャスタを使用することができる。更に，本開示の原理に従って，任意の適当な数のスレーブキャスタを使用することができる。
【００８１】
マニピュレータは，任意の適当な制御システムにより制御することができる。場合により，マニピュレータは，デジタルデバイスにより制御される。そのデジタルデバイスは，画像を表示するスクリーンを含むことができる。デジタルデバイスは，遠隔デバイス，モバイルデバイス，電子的タブレット，ラップトップ，デスクトップ，ネットワーク接続デバイス，クラウドベース型デバイス，コンピュータ，他の形式のデバイス，又はこれらの組み合わせで構成することができる。デジタルデバイスは，ディスプレイスクリーン上に表示されてタッチ入力で選択することのできるボタンを含むことができる。他の実施例において，ボタンは，ユーザがカーソルを使用して選択される。更に他の実施例において，ボタンは，音声式コマンド，ハンドジェスチャ式コマンド，他の形式のコマンド，又はこれらの組み合わせにより選択される。
【００８２】
図１３は，マニピュレータを制御するために使用することのできるスクリーン1300の一実施例を示す。この実施例において，スクリーン1300上のボタンを選択するため，スクリーン1300をタッチスクリーンで構成し，又はカーソルを使用することができる。この実施例において，ユーザは，メニューボタン1302を使用して，マニピュレータの制御オプションを選択し，マニピュレータの関する情報を視認し，マニピュレータの操作に関する計測値，位置情報又はその他のデータを確認し，マニピュレータを使用して他の形式の操作を実行し，あるいはこれらの組み合わせを実行することができる。移動ボタン1304を使用して，マニピュレータをどこまで，どのように移動させるかを制御することができる。インストールボタン1306によりユーザをマニピュレータの初期インストールや，プローバ及び検査ヘッド又は他の周辺機材に対する調整のためのセットアッププログラムにアクセス可能とすることができる。ホームボタン1308を使用して，ユーザをホームスクリーンに戻すことができる。
【００８３】
図１３は，本達明のためのヒューマン・マシンインターフェース（ＨＭＩ）の代表例を示す。オペレータは，ＨＭＩを使用してセンサ，位置，操作等の現状を視認することができる。例えば，インストールボタン1306により，オペレータに，検査ヘッドのインストールに関連する機能にアクセス可能とする。他の例は移動ボタンであり，これはオペレータに，本発明の単軸移動に関連する機能にアクセス可能とする。
【００８４】
図１４は，どのようにマニピュレータ1400を移動させて検査ヘッドとインターロックさせ得るか，又は検査ヘッドを所望の位置まで搬送し得るかを表示するスクリーン1401の一例を示す。ある実施例において，マニピュレータ1400は，検査ヘッドをプローバから持ち上げ，検査ヘッドをプローバ側まで移動させ，検査ヘッドを所定位置に保持してオペレータにより検査ヘッドをサービス可能とするものである。この実施例において，マニピュレータ1400は，検査ヘッドをプローバに復帰させる前に検査セルから移動させてはならない。
【００８５】
図１４に示す実施例において，ユーザは，ディスプレイスクリーンを使用してアウトリガー1402の移動を制御することができる。場合により，ユーザは，アウトリガー1402をスクリーン1401内で指入力によりスライドさせることによりアウトリガーをマニピュレータの起動に沿って内外方向にスライドさせることができる。複数の第２のクイック結合アセンブリ1404がアウトリガー1402上に示されている。これらは，プローバに結合させることにより，検査ヘッドを持ち上げ，検査ヘッドを移動させ，検査ヘッドを床面から離れた位置に保持し，又はこれらの組み合わせを行う際に，プローバを安定化させるものである。場合により，ユーザは，スクリーン1401を通じてこれらのクイック結合アセンブリを制御することができる。アウトリガー1402は，プローバに結合させるために外側に移動させることができる。また，アウトリガー1402は，プローバから分離させるために内側に移動させることができ
【００８６】
キャスタ1406は，マニピュレータ1400全体を移動させ，又はマニピュレータ1400をプローバに対して接近・離間するように移動させることができる。場合により，アウトリガーが破損し，又はマニピュレータ1400に設けられていない場合，キャスタ1406は，クイック結合アセンブリ1404をプローバとの結合のために位置決めすることができる。
【００８７】
結合ユニット1408は，検査ヘッドに結合させるための第１のクイック結合アセンブリ1409を含むことができる。結合ユニット1408は，マニピュレータ1400の立ち上がり部分1410に設けられた軌道に沿って垂直移動することができる。結合ユニット1408は，更に，回転軸線周りで旋回させることにより，第１のクイック結合アセンブリの検査ヘッドに対する整列を支援することができる。これに加えて，結合ユニット1408の方位角は，前方及び／又は後方に傾斜させることができ，これにより検査ヘッドの重量に基づいてシステム内に生じるサグを吸収することができる。
【００８８】
図１５は，マニピュレータ1500の一実施例を示す。本実施例において，マニピュレータ1500は，基部1502と，基部1502に結合された立ち上がり部1504とを有する。結合ユニット1506を立ち上がり部1504に結合させ，結合ユニット1506を立ち上がり部1504の長手方向に沿って移動可能とすることができる。場合により，結合ユニット1506は，立ち上がり部1504に関して旋回可能とすることができる。結合ユニット1506は，検査ヘッドに結合させるための第１のクイック結合アセンブリ1508を含むことができる。これに加えて，結合ユニット1506の方位角は，前方及び／又は後方に傾斜させることができ，これにより検査ヘッドの重量に基づいて，結合ユニット1506内に設けられる構成部品を通じてシステム内に生じるサグを吸収することができる。
【００８９】
図示の実施例において，第１のクイック結合アセンブリ1508が検査ヘッドアーム1510への結合状態で示されている。検査ヘッドアーム1510は，検査ヘッドに結合させ，検査ヘッドにインターロックさせ，又は検査ヘッドの重量を支持し得るように構成することができる。例えば，第１のクイック結合アセンブリ1508を検査ヘッドアーム1510にインターロックさせると，検査ヘッドは，結合ユニット1506の移動に応じて移動する。すなわち，検査ヘッド1506が立ち上がり部1504の長手方向に沿って移動すると，検査ヘッドも立ち上がり部1504の長手方向に沿って移動する。これに加えて，結合ユニット1506が立ち上がり部1504と共に旋回すると，検査ヘッドも立ち上がり部1504と共に旋回する。更に，結合ユニット1506が立ち上がり部1504に関して旋回すると，検査ヘッドも立ち上がり部1504に関して旋回する。
【００９０】
図１６は，検査ヘッドの移動方法1600の一実施例を示す。この実施例において，方法1600は，第１のマニピュレータを第１のクイック結合アセンブリにより取り付けるステップ1602と，第２のマニピュレータを第２のクイック結合アセンブリにより取り付けるステップ1604と，検査ヘッドをマニピュレータと共に持ち上げるステップと，を含む。場合により，方法1600は，検査ヘッドが持ち上げられる際に，マニピュレータに負荷される重量の増分に基づいて，サグモータにより検査ヘッドのレベルを調整するステップ1606を含むことができる。
【００９１】
ある実施例において，方法は，第２のクイック結合アセンブリを所定位置まで位置決めしてマニピュレータの基部をプローバに結合させるよう，独立移動させるステップも含むことができる。第２のクイック結合アセンブリを移動させるステップは，第２のクイック結合アセンブリを，マニピュレータの基部に結合されたアウトリガー上で移動させることを含むことができる。他の実施例において，第２のクイック結合アセンブリは，スクリューモータ，リニアアクチュエータ，ピボット機構，他の形式の機構，又はこれらに組み合わせにより移動させることができる。
【００９２】
第１のクイック結合アセンブリは，その突出部を検査ヘッドの受け部内に挿入することにより結合を完結する構成とすることができる。突出部を受け部内に挿入すると，突出部のロック要素が突出部の中心軸線から離間するように拡張して受け部にインターロックされる。ロック要素を拡張させた状態で，ロック要素は，受け部の表面に設けられた係合部とインターロックして，突出部を受け部内にインターロックさせ，これによりマニピュレータを検査ヘッドにインターロックさせることができる。
【００９３】
第１及び第２のクイック結合アセンブリをインターロックさせた状態で，マニピュレータは，検査ヘッドをプローバから持ち上げることができる。検査ヘッドの重量により，検査ヘッドを持ち上げる際に機械的ひずみがマニピュレータに伝達される場合がある。これにより，マニピュレータの部分が検査ヘッドの重量下でサグを生じることがある。例えば，第１のクイック結合アセンブリがマニピュレータアームにより支持される場合，マニピュレータアームが検査ヘッドの重量下でサグを生じることがある。少なくとも１つのセンサをマニピュレータアーム又はマニピュレータにおける他の部分に設けて，機械的ひずみを検出可能とすることができる。このセンサは，ひずみゲージで構成することができる。他の実施例において，ひずみの測定は，第１のクイック結合アセンブリにおけるフェース角，又は検査ヘッドに起因する機械的ひずみの影響を受けるマニピュレータの他の構成部分の角度を測定することにより行うことができる。
【００９４】
マニピュレータアーム又はマニピュレータの他の構成部分は，機械的ひずみの悪影響を打ち消す方位で配置することができる。これには，サグモータを使用してマニピュレータの部分を，機械的ひずみによりアームにより支持することが含まれる。場合により，他の機構を使用して検査ヘッドを所望の方位で配置する。しかしながら，検査ヘッドをその重量による「歪みのレベルに基づく方位で配置することの利点は，検査ヘッドのレベル方位である。検査ヘッドがレベル方位で配置されていれば，検査ヘッドをプローバの表面又は異なる形式の表面から持ち上げ，その際に検査ヘッドの近位側及び遠位側を略同時に持ち上げることができる。これにより，検査ヘッドの重量の相当部分が検査ヘッドの一部のみに不均等に負荷される事態を回避して検査ヘッドの損傷を防止することができる。
に，検査ヘッドを下降させる表面とレベルを揃えて検査ヘッドを方位付けすれば，マニピュレータは，検査ヘッドが重量の相当部分を検査ヘッドの一部のみに不均等に負荷する事態を回避することができる。
【００９５】
上記の実施例は，マニピュレータがプローバ上で位置決めされている間にマニピュレータに取り付けられる検査ヘッドについて記載したものであるが，マニピュレータは，任意の適当な目的のために検査ヘッドを移動させる場合に使用することができる。例えば，マニピュレータは，検査ヘッドをクレートから除去し，アームを検査ヘッドに取付け，タワーインターフェースをプローバ内に配置し，検査ヘッドを床から持ち上げ，検査ヘッドにサービスを行い，又は他の機能を実行し，あるいはこれらの組み合わせを実行するために使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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