CN106416006A - 具有被隔离的定子和编码器的机器人 - Google Patents

Abstract

一种设备，包括：壳体；马达，包括定子和转子，其中定子被连接至壳体；环境阻隔件，在定子与转子之间延伸；和密封系统，将环境阻隔件与壳体连接。密封系统包括第一密封界面和第二密封界面。第一密封界面以至少部分小于或等于定子的内径的第一直径连接至壳体。第二密封界面以至少部分大于或等于定子的外径的第二直径连接至壳体。

Description

具有被隔离的定子和编码器的机器人

技术领域

示例性和非限制性实施例大体涉及环境密封系统，并且更特别地涉及用于包括定子和转子的马达的密封系统。

背景技术

传统的机器人具有多个运动轴，其可以是任何合适类型的关节。这些关节典型地具有马达、位置编码器、传动装置和连杆装置。

发明内容

以下概述仅仅旨在示例性的。该发明内容不旨在限制权利要求的范围。

依照一个方面，在一种设备中提供了示例实施例，该设备包括：壳体；马达，包括定子和转子，其中定子被连接至壳体；环境阻隔件，在定子与转子之间延伸；和密封系统，将环境阻隔件与壳体连接，其中密封系统包括第一密封界面和第二密封界面，其中第一密封界面以至少部分小于或等于定子的内径的第一直径连接至壳体，并且其中第二密封界面以至少部分大于或等于定子的外径的第二直径连接至壳体。

依照另一方面，在一种设备中提供了示例实施例，该设备包括：壳体；马达，包括定子和转子，其中定子被连接至壳体；环境阻隔件，在定子与转子之间延伸；和密封系统，将环境阻隔件与壳体连接，其中密封系统包括第一密封界面和第二密封界面，其中第一密封界面以小于或等于定子的内径的第一直径连接至壳体，其中第二密封界面以大于或等于定子的内径的第二直径连接至壳体，并且其中第一直径和所述第二直径不同。

依照另一方面，在一种设备中提供了示例实施例，该设备包括：壳体；马达，包括定子和转子，其中定子被连接至壳体；位置编码器，包括编码器读取头和编码器盘，其中编码器读取头被连接至壳体；和环境阻隔件，被连接至壳体，其中环境阻隔件包括在定子与转子之间延伸且在编码器读取头与编码器盘之间延伸的一件式构件。

附图说明

前述方面和其他特征结合附图在以下描述中进行说明，其中：

图1是包括如本文所描述的特征的示例实施例的示意图；

图2是示例实施例的示意性剖视图；

图3是示例实施例的示意性剖视图；

图4是示例实施例的示意性剖视图；

图5是示例实施例的示意性剖视图；

图6是示例实施例的示意性剖视图；

图7是示例实施例的示意性剖视图；

图8是示例实施例的示意性剖视图；

图9是示例实施例的示意性剖视图；

图10是示例实施例的示意性剖视图；

图11是示例实施例的示意性剖视图；

图12是示例实施例的示意性剖视图；

图13是示例实施例的示意性剖视图；

图14是示例实施例的示意性剖视图；

图15是示例实施例的示意性剖视图；

图16是示例卷绕式密封的图示；

图17是示例实施例的示意性剖视图；

图18是示例实施例的示意性剖视图；

图19是示例实施例的示意性剖视图；和

图20A至20C是示例实施例的示意性图示。

具体实施方式

机器人的示例可以是如图1中所看到的真空兼容的机器人，在该图中示出有衬底输送设备2的机器人驱动器10的示意图。驱动器10可以包含如本文所公开的特征。虽然相对于真空机器人描述了机器人驱动器10，但是可以提供具有所公开的特征的任何合适的机器人驱动器(大气或以其他方式)。除了所公开的优选实施例或多个实施例外，如本文所描述的特征能够在其他实施例中提供，并且能够以各种方式实践或执行。因此，应当理解的是，发明在其应用上不限于在以下描述中阐述的或在附图中图示出的构造的细节和部件的布置。此外，其权利要求不应被限制性地阅读，除非有明确和令人信服的证据表明存在某种排除、限制或否认声明。

在图1中示出了包含该发明的一个或多个实施例的真空兼容的直接驱动系统的示例机器人操纵器或装置2。机器人操纵器可以围绕框架101建造，框架101诸如从例如凸缘或安装布置102上悬挂下来的铝挤压件。可选地，安装布置可以在框架101的侧面、在框架101的底部，或者框架101可以以任何其他合适的方式安装。框架101可以包含具有线性轴承104的一个或多个竖直轨道103以对壳体105提供引导，壳体105例如经由滚珠丝杠机构107由马达106驱动。为了简单起见，仅示出一个轨道103。可选地，马达壳体105可以由直接附接至框架101或以任何其他合适的可移动或不可移动的方式被联接至框架101的线性马达驱动。马达壳体105可以包含一个、两个、三个、四个或更多的直接驱动模块，如下面将更详细地描述的。壳体105可以容纳配备有位置编码器110和111的马达108、109。壳体105示出为示例性结构，在该结构中壳体105可以具有相对于马达108、109及位置编码器110和111配置的部分，如下面将更详细地描述的。波纹管120可以用来适应马达105沿着竖直轨道(包括多个)103的运动，将马达108、109及编码器110、111的可移动部件操作所在的环境(例如真空)与外侧环境(例如大气)分开。

在图1的示例中，示出了每个具有一个马达和一个编码器的两个直接驱动模块。然而，可以使用具有任何合适数量的马达和编码器的任何合适数量的直接驱动模块。反相伺服回路222可以被利用以向直接驱动模块(包括多个)供给功率，并且有助于直接驱动模块(包括多个)与机器人系统的诸如如图1所示包括处理器和存储器的控制器224等的其他部件之间的信号传递。可选地，可以采用规则的非反相伺服回路226。如图1所示，上马达108可以驱动被连接至机器人臂的第一连杆114的中空外轴112。下马达109可以被连接至同轴的内轴113，该内轴113可以经由皮带驱动器115被联接至第二连杆116。可以采用另一皮带布置117来维持第三连杆118的径向定向，而不管前两个连杆114和116的位置如何。这可以归因于被包含到第一连杆内的带轮与被连接至第三连杆的带轮之间的比率1：2来实现。在代替的实施例中，可以设置任何合适的比率或连杆装置。第三连杆118可以形成可承载有效负载119(例如半导体衬底)的末端执行器。应当注意的是，图1的机器人臂仅示出用于示例性目的。任何其他合适的臂机构或驱动机构可以单独使用或组合使用。例如，可以在单个机器人操纵器或具有多个操纵器的机器人操纵器或任何合适的组合中利用根据该发明的一个或多个实施例的多个直接驱动模块。这里，模块可以堆叠在沿着基本上相同的转动轴线的不同平面中、同心地基本上相同的平面中定位、以组合堆叠和同心布置的配置布置、或者以任何其他合适的方式被包含到机器人操纵器中。

该发明的一个或多个实施例的真空兼容的直接驱动系统可以包括壳体和径向场马达布置，该径向场马达布置包括定子和布置在定子附近的转子，使得转子可以相对于定子转动并且凭借相对于转子的转动轴基本上径向的磁场与定子相互作用。可选地，可以设置轴向场马达、或径向/轴向场组合马达，或者其组合。定子可以包括基于转子相对于定子的相对位置由合适的控制器激励的一组绕组。转子可以包括具有交替的极性的一组永磁体。

在示出的实施例中，壳体可以将壳体外侧的大气类型环境与壳体内侧的真空或其他非大气环境分开。诸如编码器读取头或定子等的有源部件可以被紧固至壳体和/或与壳体交界，如将要描述的。例如，读取头或定子可以被压入壳体内或以其他方式紧固至壳体以消除传统的夹持部件，并且可以被封装在诸如真空兼容的基于环氧树脂灌封等的合适材料中，以限制部件到真空或其他非大气环境的渗气，如将要描述的。这里，被封装的部件可以在真空、大气或任何合适的环境中，其中封装保护定子免受环境影响、例如防止腐蚀并有助于高效的热去除。封装还可以将读取头或定子粘结至壳体、或其他部件或子部件，进一步相对于壳体固定该装置。通向读取头的绕组或其他有源部件、或者定子的绕组的导线可以穿过由封装所密封的壳体的开口，从而消除对于单独的真空馈通(feed through)的需要。可选地，读取头或定子可以以任何其他合适的方式被夹持、螺栓连接或附接至壳体，并且从大气环境通向读取头的绕组或其他有源部件、或者定子的绕组的导线可以按路线通过真空馈通或以任何其他合适的方式穿过壳体的壁。

还参见图2，示出有示例性机器人驱动器250。驱动器250示出为具有三个同轴的驱动轴，但是可以代替地包括更多或更少的驱动轴，并且可以包含如相对于图或以其他方式描述的但未在图2中示出的特征。驱动器250具有两个可竖直移动的壳体260、262，其中壳体260支撑第一、第二转动轴264、266，并且壳体262支撑第三转动轴268。壳体可以由任何合适的材料制成，例如铝、不锈钢或其他。示例性第一轴264具有转子270、定子272、编码器盘274、读取头276。读取头276和定子272相对于壳体260被联接和固定。转子270和盘274被联接至输出轴278，该输出轴278驱动输出凸缘280。间隔开的角接触轴承在两端被肯定地夹持至轴278和颈部284，其中颈部284被联接至壳体260。轴承282可以是被以如所示的背对背配置预加载的角接触轴承。代替地，可以设置任何合适的轴承布置。轴266和268类似地具有转子、定子、盘和读取头以及有着类似的安装布置的输出轴。例如，轴266具有被夹持至双联成对轴承288的内圈的输出轴286，该双联成对轴承288的外圈夹持到被联接至壳体260的中间支撑290上。双联成对轴承288可以配置成被以面对面安装布置预加载。代替地，可以设置任何合适的轴承布置。轴264、266、268各具有将相应的定子与机器人驱动器的内部容积隔离的阻隔件或套筒292、294、296。例如，套筒296可以被用密封298、300密封至壳体262，其中套筒296可以具有基本上轴向对称的形状。密封可以是O型圈、灌封、金属密封、铜焊或任何合适的密封。作为示例，套筒296可以具有被夹持并密封至壳体262的下壁302、竖直延伸壁304和被夹持并密封至壳体262的上壁306。阻隔件292和294可以具有与套筒296相同或相似的特征，但是其中阻隔件292被夹持并密封308至阻隔件294。阻隔件可以是诸如例如不锈钢或铝等的任何合适的材料的。阻隔件可以通过例如冲压、旋压(spinning)、机加工或其他方式形成。阻隔件可以具有均匀或不均匀的厚度。例如，竖直延伸部分304可以是薄的、例如0.005英寸至0.05英寸厚或任何合适的厚度。定子可以在阻隔件就位的状态下用合适的灌封来灌封，其中灌封可以是密封件并且可以将阻隔件紧固至相应的壳体。代替地，定子可以用辅助密封件、例如O型圈或以其他方式来灌封。代替地，定子可以不是灌封的，并且可以用紧固件、夹持件或者通过压入或冷缩装配或者紧固至相应的壳体的任何合适的方法用机械的方式紧固。各壳体可以具有一个或多个通道310，用于例如来自相应的定子或温度传感器312热电偶或其他的导线的外出。各相应驱动器中的马达可以是无刷马达，例如在定子上具有磁体的齿形无刷马达。代替地，无刷马达可以是无槽径向磁通马达。代替地，可以设置任何合适的马达。

参见图3，示出有机器人驱动器400。驱动器400示出为具有三个同轴的驱动轴，但是可以代替地包括更多或更少的驱动轴，并且可以包含如相对于图或以其他方式描述的但未在图3中示出的特征。驱动器400具有三个同心轴410、412和414。示例性轴410示出为具有圆锥形形状的无槽无刷马达416。无刷马达416具有转子418和定子420，其中转子418具有实心芯和磁体，并且其中定子420具有圆锥形的绕组422和环424。圆锥形的阻隔件或套筒426将定子420与转子418隔离。注意，圆锥形的转子被吸引至它们相应的定子，其中轴410吸引在向下方向428上并且轴412、414在向上方向430上。轴向力可以被用以将轴承预加载或使负载或其他的偏置。作为示例，图4示出了具有被安装在壳体516内的轴510和被安装在壳体518内的轴512、514的机器人500。这里，轴510、514在向上方向430上具有吸引轴向力，并且轴512在向下方向428上具有吸引轴向力。代替地，轴可以在任何合适的方向上配置有轴向力。代替地，可以设置马达和壳体的任何合适的组合。在示出的实施例中，示出了在轴410与412的定子之间的在套筒或阻隔件之间的两个密封件。在代替的方面，可以在阻隔件之间设置单个密封。在示出的实施例中，轴414具有圆锥形的阻隔件，使得吸引力在向上方向430。在代替的方面，圆锥形的阻隔件和定子可以设置成使得吸引力在向下方向420上，并且例如其中阻隔件或套筒432延伸以接合密封434，从而消除了对于密封436的需要。

参见图5，示出有机器人驱动器600。驱动器600示出为具有五个同轴的驱动轴，但是可以代替地包括更多或更少的驱动轴，并且可以包含如相对于图或以其他方式描述的但未在图5中示出的特征。驱动器600具有同心轴610、612、614、616、618，各轴共享共有的部件，例如各轴中的一个或多个可以具有共有的轴承、定子、壳体、转子、编码器和/或其他部件。作为示例，所有的轴610至618可以具有这样的共有部件。作为进一步的示例，轴610可以使用具有如所描述的颈部的轴承布置，并且轴616、618可以使用较小直径的部件。代替地，可以设置任何合适的组合。

参见图6，示出有输出轴650到从动构件652的示例性联接。在示出的示例中，输出轴650可以被联接至驱动轴618并且输出轴654可以被联接至驱动轴616。锥形夹持轴环(例如：胀套(ringfeder))656在锥形无键套管658联接或螺栓连接至输出构件652时被压缩，将输出构件652肯定地联接至轴650。以这种方式，锥形夹持轴环(例如：胀套)656将联接构件652的扭矩传动至轴650。肩部660使轴环656就座，使得在将凸缘658夹持至构件652时，没有赋予驱动器中的轴承的额外的轴向负载。轴承662被提供为被肯定地夹持至构件652和轴654以传动力矩负载。轴承662可以是背对背的双联对。在代替的方面，可以设置任何合适的轴承。在代替的方面，可以为其他轴中的一个或多个设置类似的轴承和联接布置。在代替的方面，轴环和夹持件可以设置成使得夹持凸缘使轴与轴上的肩部接合，并且其中锥形轴环夹持在输出构件上。

现在参见图7，示出有驱动轴610的局部剖视图。壳体670具有将转子674与定子672隔离的一体形成的套筒或阻隔件部分676。颈部678密封至阻隔件676的上部分和波纹管680的凸缘。转子674被联接至轴682，该轴682进而被用轴承684联接至壳体670。轴承684可以在内圈处通过编码器盘686且在外圈处通过夹持件690被肯定地夹持至轴682。轴承684示出为面对面的双联对，但是代替地可以是任何合适的轴承，例如单转动角接触或其他。读取头688进一步被联接至壳体670并相对于壳体670密封。

参见图8，示出有机器人驱动器750。驱动器750示出为具有三个同轴的驱动轴，但是可以代替地包括更多或更少的驱动轴，并且可以包含如相对于图或以其他方式描述的但未在图8中示出的特征。作为示例，图8中示出的驱动器750可以包含图2中示出的驱动器250的特征，其中具有指出的或示出的差异。驱动器750具有有着阻隔件760的示例性驱动轴758，阻隔件760具有附加的轴向延伸部分762并且在密封764、766处被密封至壳体768。除了将定子与转子隔离之外，阻隔件760进一步将编码器读取头与编码器盘隔离。这里，读取头可以是可在套筒的大气侧上移动，独立于套筒或与套筒共同。

参见图9，示出有机器人驱动器800。驱动器800示出为具有三个同轴的驱动轴，但是可以代替地包括更多或更少的驱动轴，并且可以包含如相对于图或以其他方式描述的但未在图9中示出特征。作为示例，图8中示出的驱动器250可以包含图2中示出的驱动器250的特征，其中具有指出的或示出的差异。阻隔件810示出为被用凸缘812、竖直套筒部分814和凸缘816密封至下壳体，其中凸缘812、816被联接至壳体并且相对于壳体密封。在机加工制造的情况下，凸缘816、812可以具有不同于竖直部分814的厚度。

参见图10，示出有机器人驱动器850。驱动器850示出为具有三个同轴的驱动轴，但是可以代替地包括更多或更少的驱动轴，并且可以包含如相对于图或以其他方式描述的但未在图10中示出的特征。驱动器850具有第一、第二壳体860、862，其中壳体860容纳第一、第二转动轴864、866，并且壳体862容纳第三转动轴868。壳体860、862可以由铝、不锈钢或任何合适的材料制成。进一步设置了内壳体870、872和874，其将相应的定子与转子隔离，并且还具有用于安装和密封相应读取头的特征。壳体870、872、874可以由铝、不锈钢或任何合适的材料制成。并且可以在密封部分878处相对于壳体870和凸缘876密封、在密封部分880处相对于壳体870和872密封、在密封部分882处相对于壳体872和862密封、在密封部分884处相对于壳体874和862密封、在密封部分888处相对于壳体874和盖886密封。

参见图11，示出有机器人驱动器900。驱动器900示出为具有三个同轴的驱动轴，但是可以代替地包括更多或更少的驱动轴，并且可以包含如相对于图或以其他方式描述的但未在图11中示出的特征。驱动器900具有第一、第二壳体910、912，其中壳体910容纳第一、第二转动轴914、916并且壳体912容纳第三转动轴918。壳体910、912可由铝、不锈钢或任何合适的材料制成。阻隔件920密封至壳体910和环922，其中环922进一步密封至壳体910，将驱动器914、916的定子与它们相应的转子隔离。类似地，阻隔件924密封至壳体912和环926，其中环926进一步密封至壳体910，将驱动器918的定子与其相应的转子隔离。可以设置加强肋928以加强阻隔件920。密封可以是径向的、轴向的或任何合适的组合。

参见图12，示出有机器人驱动器950。驱动器950示出为具有三个同轴的驱动轴，但是可以代替地包括更多或更少的驱动轴，并且可以包含如相对于图或以其他方式描述的但未在图12中示出的特征。驱动器950具有第一、第二壳体960、962，其中壳体960容纳第一、第二转动轴964、966并且壳体962容纳第三转动轴968。壳体960、962可以由铝、不锈钢或任何合适的材料制成。阻隔件970用凸缘和面密封被密封至壳体960和环972，其中环972进一步密封至壳体960，将驱动器964、966的定子与它们相应的转子隔离。类似地，阻隔件974用凸缘和面密封被密封至壳体962和环976，其中环976进一步密封至壳体960，将驱动器968的定子与其相应的转子隔离。密封可以是径向的、轴向的或任何合适的组合。

参见图13，示出有机器人驱动器1000。驱动器1000示出为具有三个同轴的驱动轴，但是可以代替地包括更多或更少的驱动轴，并且可以包含如相对于图或以其他方式描述的但未在图13中示出的特征。驱动器1000具有第一、第二壳体1010、1012，其中壳体1010容纳第一、第二转动轴1014、1016并且壳体1012容纳第三转动轴1018。壳体1010、1012可以由铝、不锈钢或任何合适的材料制成。阻隔件1020一体形成在壳体1010中并密封至环1022，其中环1022进一步密封至壳体1010，将驱动器1014、1016的定子与它们相应的转子隔离。类似地，阻隔件1024一体形成在壳体1012中并密封至环1026，其中环1026进一步密封至壳体1010，将驱动器1018的定子与其相应的转子隔离。密封可以是径向的、轴向的或任何合适的组合。

参见图14，示出有机器人驱动器1100。驱动器1100示出为具有三个同轴的驱动轴，但是可以代替地包括更多或更少的驱动轴，并且可以包含如相对于图或以其他方式描述的但未在图14中示出的特征。驱动器1100具有第一、第二壳体1110、1112，其中壳体1110容纳第一、第二转动轴1114、1116并且壳体1112容纳第三转动轴1118。壳体1110、1112可以由铝、不锈钢或任何合适的材料制成。阻隔件1120密封至壳体1110并具有一体形成的环部1122，其中环部1122进一步密封至壳体1110，将驱动器1114、1116的定子与它们相应的转子隔离。类似地，阻隔件1124密封至壳体1112并具有一体形成的环部1126，其中环部1126进一步密封至壳体1110，将驱动器1118的定子与其相应的转子隔离。可以设置加强肋1128以加强阻隔件1120。密封可以是径向的、轴向的或任何合适的组合。

现在参见图15，示出有代替的密封布置1200。示出了阻隔件1210，其将壳体1218中的定子1212、1214与相应的转子1218、1220隔离。在示出的实施例中，刀刃密封1222、1224在径向压力被施加以在壳体1216与阻隔件1210之间形成气密密封的状态下被形成在阻隔件1210中。这里，阻隔件1210可以由不锈钢或其他合适的材料制成，并且壳体1216可以由铝或其他合适的材料制成。阻隔件1210上的刀刃的外径被设计成与壳体1216的标称内侧配合直径产生干涉。这里，壳体1216可以被加热时热压配合和/或阻隔件1210可以被冷却以允许使所得的被冷却的组件密封的间隙。在代替的方面，可以在壳体1216中设置密封边缘特征中的一个或多个。此外，在代替的方面，可以在配合的被密封部件之间设置铜或辅助径向垫片。在代替的方面，可以设置轴向密封、金属或其他。还参见图16，作为先前所述的密封的替代，可以设置示例性卷绕式密封1250。

现在参见图17，示出有示例性机器人驱动器1300的示意性剖视图。驱动器1300示出为具有两个同轴的驱动轴，但是可以代替地包括更多或更少的驱动轴，并且可以包含如相对于图或以其他方式描述的但未在图17中示出的特征。驱动器1300具有支撑同心转动驱动器1312、1314的壳体1310。通过安装凸缘1316、第一阻隔件1318、第二阻隔件1320和基板或盖1322形成密封环境或包封。第一密封1324将凸缘1316密封至阻隔件1318。第二密封1326将阻隔件1318密封至阻隔件1320。第三密封1328将阻隔件1320密封至基板1322。密封可以是O型圈密封，诸如或其他。代替地，密封可以是金属密封，例如 或其他合适的金属垫片。这里，金属垫片材料可以是铝、铜、银板、镍或其他实心或涂层。在示出的实施例中，可以在配合表面上设置压盖(gland)、刀刃或其他合适的配合与密封界面。涂层也可以设置在配合界面或部件的全部或一部分上，例如以提高真空性能、密封界面的硬度或其他。凸缘1316可以是铝、不锈钢或其他合适的材料。在示出的实施例中，壳体1310不暴露于真空并且具有暴露于大气压力的外部部分。编码器读取头1334、1336可以是感应的或其他合适的编码器读取头，并且分别通过阻隔件1318、1320与盘1338、1340隔离。阻隔件1318、1320可以具有读取头交界所在的变薄部分1342、1344并且其中读取头可以被粘结至变薄部分1342、1344。在代替的方面，凸缘可以被焊接或以其他方式附接至阻隔件，其中读取头可以通过诸如螺钉或其他等的紧固件被紧固至凸缘。该部分可以被设置以允许通过阻隔件1318、1320的偏转和屈曲进行的读取头1334、1336的有限调整。在代替的方面，可以不设置变薄部分1342、1344。类似地，定子1346、1348被示出为分别通过阻隔件1318、1320与转子1350、1352隔离。阻隔件1318、1320的隔离部分1354、1356可以变薄。在代替的方面，可以不设置变薄部分1354、1356。定子1346、1348可以是到壳体1310内的压入或过盈装配或者被以其他方式夹持，并且可以是或可以不是被灌封在壳体1310内。在定子是圆锥形或轴向或任何合适的形状的情况下，软金属背衬可以被喷涂在壳体1310上或以其他方式联接至壳体1310。可以设置辅助夹持件1358、1360以将密封1326压缩在阻隔件1318、1320的相对面之间。在示出的实施例中，轴承1362可以设置有被夹持至安装凸缘1316的外圈(包括多个)，其中安装凸缘1316接着在壳体1310内的凹部中被引航。类似地，轴承1364可以设置有被夹持至下凸缘1322的外圈(包括多个)，其中盖或下凸缘1322接着在壳体1310内的凹槽中被引航。代替地，可以设置任何合适的定位特征。套筒或阻隔件1318、1320可以被机加工、冲压、旋压出或通过任何合适的方法或方法的组合来制造。

还参见图18，示出有机器人驱动1400的局部剖视图。驱动1400可以具有如先前所描述的特征。驱动器1400具有对应于第一驱动器1408、第二驱动器1410和第三驱动器(未示出)的输出轴1402、1404、1406。第一驱动器1408具有被联接至轴1402的转子1412和编码器盘1414。第二驱动器1401具有被联接至轴1404的转子1416和编码器盘1418。第一驱动器1408进一步具有被联接至壳体1422的定子1420。第二驱动器1410进一步具有被联接至壳体1422的定子1424。定子1420和1424可以被压入壳体1422内或以其他方式被联接至壳体1422，使得由定子1420和1424产生的热可以被高效地传输至壳体1422。转子1412、1416可以处于真空中，而壳体1422可以至少部分暴露于大气。例如，定子1420和1424可以被灌封或以其他方式紧固到壳体1422中。套筒或环境阻隔件1426可以将转子1412、1416与定子1420、1424隔离。套筒或环境阻隔件1426可以具有有着在壳体1422与套筒1226之间的第一密封1428和第二密封1430的密封系统。轴承支撑1432使套筒1426的外边缘1434偏转并将其夹持至密封1430并且进一步抵着壳体1422的表面1438对套筒1426的内边缘1436施力，使得套筒在密封界面处不会在机器人的泵浦和排气期间以任何实质性方式移动。

还参见图19，示出有机器人驱动1500的局部剖视图。驱动器1500可以具有如先前所描述的特征。驱动器1500具有对应于第一驱动器1508、第二驱动器1510和第三驱动器(未示出)的输出轴1502、1504、1506。第一驱动器1508具有被联接至轴1502的转子1512和编码器盘1514。第二驱动器1501具有被联接至轴1504的转子1516和编码器盘1518。第一驱动器1508进一步具有被联接至壳体1522的定子1520。第二驱动器1510进一步具有被联接至壳体1522的定子1524。定子1520和1524可以被压入壳体1522中或以其他方式被联接至壳体1522，使得由定子1520和1524产生的热可以高效地传输至壳体1522。转子1512、1516可以处于真空中，而壳体1522可以至少部分暴露于大气。例如，定子1520和1524可以被灌封或以其他方式紧固到壳体1522中。套筒或环境阻隔件1526可以将转子1512、1516与定子1520、1524隔离。套筒或环境阻隔件1526可以具有有着在壳体1522与套筒1526之间的第一密封1528、第二密封1530和第三密封1532的密封系统。轴承支撑1534将中间构件1536抵着壳体1522夹持至密封1532并进一步抵着中间构件1536的表面1540对套筒1526的边缘1538施力，使得套筒在密封界面1530(至构件1536)和1528(至壳体1522)处不会在机器人的泵浦和排气期间以任何实质性方式移动。

现在参见图20A，示出有利用密封系统被联接至壳体1602的套筒1600。密封系统在壳体1602与套筒1600之间具有第一密封1604和第二密封1606。密封1604可以具有抵着套筒1600的有角度的密封面和与壳体1602交界的有角度的密封或者径向和/或轴向密封的组合。密封1606可以具有抵着套筒1600的轴向密封面和与壳体1602交界的轴向或有角度的密封或者径向和/或轴向密封的组合。还参见图20B，示出有利用密封系统被联接至壳体1702的套筒1700。密封系统在壳体1702与套筒1700之间具有第一密封1704和第二密封1706。密封1704可以具有抵着套筒1700的有角度的密封面和与壳体1702交界的有角度的密封或者径向和/或轴向密封的组合。密封1706可以具有抵着套筒1700的有角度的密封面和与壳体1702交界的有角度的密封或者径向和/或轴向密封的组合。还参见图20C，示出有利用密封系统被联接至壳体1802和1804的套筒1800。密封系统在壳体1802、1804与套筒1800之间具有第一密封1806和第二密封1808。密封1806可以具有抵着套筒1800的有角度的密封面和与壳体1802交界的有角度的密封或者径向和/或轴向密封的组合。密封1808可以具有抵着套筒1800的有角度的密封面和与壳体1804交界的有角度的密封或者径向和/或轴向密封的组合。

诸如例如图2、图9、图14、图18和图20A中所示等的示例实施例可以设置在如下设备中，该设备包括：壳体；马达，包括定子和转子，其中定子被连接至壳体；环境阻隔件，在定子与转子之间延伸；和密封系统，将环境阻隔件与壳体连接，其中密封系统包括第一密封界面和第二密封界面，其中第一密封界面以至少部分小于或等于定子的内径或周长的第一直径或周长连接至壳体，并且其中第二密封界面以至少部分大于或等于定子的主要部分的外径或周长的第二直径连接至壳体。

环境阻隔件可以包括在定子与转子之间延伸的一件式套筒构件，其中一件式套筒构件的第一端形成第一密封界面的一部分，并且其中一件式套筒构件的相反的第二端形成第二密封界面的一部分。一件式套筒构件的第二端可以被弹性地偏转，以抵着壳体弹簧加载第二密封界面的密封。第一密封界面可以包括在壳体中具有单个角部的凹袋，其中一件式套筒构件的第一端朝向角部压缩第一密封界面的第一密封。一件式套筒构件的第一端可以朝向壳体在第一向外方向上挤压第一密封，并且其中一件式套筒构件的第二端朝向壳体在第二向内方向上挤压第二密封。环境阻隔件可以包括一件式套筒构件，其在第一密封界面和所述第二密封界面之间具有至少60度的至少一个弯曲，并且其中至少一个弯曲与第一密封界面和所述第二密封界面间隔开。至少一个弯曲可以包括约90度的第一弯曲和约40度或更大的第二弯曲。第一直径可以小于定子的内径。第二直径可以大于定子的外径。设备可以进一步包括位置编码器，其包括编码器读取头和编码器盘，其中编码器读取头被连接至壳体，其中环境阻隔件包括在定子与转子之间延伸且在编码器读取头与编码器盘之间的延伸的一件式构件。设备可以进一步包括环境室和被连接至转子的轴，其中转子和轴与环境室的环境连通，并且其中壳体和环境阻隔件将定子与环境室的环境分开。

诸如例如图12、图19和图20B中所示等的示例实施例可以设置在如下设备中，该设备包括：壳体；马达，包括定子和转子，其中定子被连接至壳体；环境阻隔件，在定子与转子之间延伸；和密封系统，将环境阻隔件与壳体连接，其中密封系统包括第一密封界面和第二密封界面，其中第一密封界面以小于或等于定子的内径的第一直径连接至壳体，其中第二密封界面以大于或等于定子的内径的第二直径连接至壳体，并且其中第一直径和所述第二直径不同。环境阻隔件可以包括在定子与转子之间延伸的一件式套筒构件，其中一件式套筒构件的第一端形成第一密封界面的一部分，并且其中一件式套筒构件的相反的第二端形成第二密封界面的一部分。一件式套筒构件的第二端可以被弹性地偏转以抵着壳体弹簧加载第二密封界面的密封。第一密封界面可以包括在壳体中具有单个角部的凹袋，其中一件式套筒构件的第一端朝向角部压缩第一密封界面的第一密封。设备可以进一步包括位置编码器，其包括编码器读取头和编码器盘，其中编码器读取头被连接至壳体，其中环境阻隔件包括在定子与转子之间延伸且在编码器读取头与编码器盘之间延伸的一件式构件。设备可以进一步包括环境室和被连接至转子的轴，其中转子和轴与环境室的环境连通，并且其中壳体和环境阻隔件将定子与环境室的环境分开。

诸如例如图11和图20C中所示等的示例实施例可以设置在如下设备中，该设备包括：壳体；马达，包括定子和转子，其中定子被连接至壳体；位置编码器，包括编码器读取头和编码器盘，其中编码器读取头被连接至壳体；和环境阻隔件，被连接至壳体，其中环境阻隔件包括在定子与转子之间延伸且在编码器读取头与编码器盘之间延伸的一件式构件。

一件式构件的第一端可以形成第一密封界面的一部分，并且其中一件式构件的相反的第二端形成第二密封界面的一部分。一件式套筒构件的第二端可以被弹性地偏转，以抵着壳体弹簧加载第二密封界面的密封。第一密封界面可以包括在壳体中具有单个角部的凹袋，其中一件式套筒构件的第一端朝向角部压缩第一密封界面的第一密封。一件式套筒构件的第一端可以朝向壳体在第一向外方向上挤压第一密封，并且其中一件式套筒构件的第二端可以朝向壳体在第二向内方向上挤压第二密封。一件式构件可以在一件式构件的相反端之间具有至少60度的至少一个弯曲，并且其中至少一个弯曲与相反端间隔开。至少一个弯曲可以包括约90度的第一弯曲和约40度或更大的第二弯曲。设备可以进一步包括环境室和被连接至转子的轴，其中转子和轴与环境室的环境连通，并且其中壳体和环境阻隔件将定子与环境室的环境分开。

示例方法可以包括制造和组装具有如上的特征的设备。

应当理解的是，前面的描述仅是说明性的。本领域技术人员可以设计出各种可选方案和修改。例如，各种从属权利要求中记载的特征可以以任何合适的组合彼此组合。另外，来自上述不同实施例的特征可以选择性地组合成新的实施例。因此，该描述旨在包括落入所附权利要求的范围内的所有这样的可选方案、修改和变化。

Claims (25)

1.一种设备，包括：

壳体；

马达，包括定子和转子，其中所述定子被连接至所述壳体；

环境阻隔件，在所述定子与所述转子之间延伸；和

密封系统，将所述环境阻隔件与所述壳体连接，其中所述密封系统包括第一密封界面和第二密封界面，其中所述第一密封界面以至少部分小于或等于所述定子的内径的第一直径连接至所述壳体，并且其中所述第二密封界面以至少部分大于或等于所述定子的外径的第二直径连接至所述壳体。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述环境阻隔件包括在所述定子与所述转子之间延伸的一件式套筒构件，其中所述一件式套筒构件的第一端形成所述第一密封界面的一部分，并且其中所述一件式套筒构件的相反的第二端形成所述第二密封界面的一部分。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述一件式套筒构件的所述第二端被弹性地偏转，以抵着所述壳体弹簧加载所述第二密封界面的密封。

4.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一密封界面包括在所述壳体中具有单个角部的凹袋，其中所述一件式套筒构件的所述第一端朝向所述角部压缩所述第一密封界面的第一密封。

5.根据权利要求2所述的设备，其中所述一件式套筒构件的所述第一端朝向所述壳体在第一向外方向上挤压第一密封，并且其中所述一件式套筒构件的所述第二端朝向所述壳体在第二向内方向上挤压第二密封。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述环境阻隔件包括一件式套筒构件，所述一件式套筒构件在所述第一密封界面和所述第二密封界面之间具有至少60度的至少一个弯曲，并且其中所述至少一个弯曲与所述第一密封界面和所述第二密封界面间隔开。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述至少一个弯曲包括约90度的第一弯曲和约40度或更大的第二弯曲。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一直径小于所述定子的内径。

9.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二直径大于所述定子的外径。

10.根据权利要求1所述的设备，进一步包括位置编码器，所述位置编码器包括编码器读取头和编码器盘，其中所述编码器读取头被连接至所述壳体，其中所述环境阻隔件包括在所述定子与所述转子之间延伸且在所述编码器读取头与所述编码器盘之间延伸的一件式构件。

11.根据权利要求1所述的设备，进一步包括环境室和被连接至所述转子的轴，其中所述转子和所述轴与所述环境室的环境连通，并且其中所述壳体和所述环境阻隔件将所述定子与所述环境室的所述环境分开。

12.一种设备，包括：

壳体；

马达，包括定子和转子，其中所述定子被连接至所述壳体；

环境阻隔件，在所述定子与所述转子之间延伸；和

密封系统，将所述环境阻隔件与所述壳体连接，其中所述密封系统包括第一密封界面和第二密封界面，其中所述第一密封界面以小于或等于所述定子的内径的第一直径连接至所述壳体，其中所述第二密封界面以大于或等于所述定子的内径的第二直径连接至所述壳体，并且其中所述第一直径和所述第二直径不同。

13.根据权利要求12所述的设备，其中所述环境阻隔件包括在所述定子与所述转子之间延伸的一件式套筒构件，其中所述一件式套筒构件的第一端形成所述第一密封界面的一部分，并且其中所述一件式套筒构件的相反的第二端形成所述第二密封界面的一部分。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述一件式套筒构件的所述第二端被弹性地偏转，以抵着所述壳体弹簧加载所述第二密封界面的密封。

15.根据权利要求13所述的设备，其中所述第一密封界面包括在所述壳体中具有单个角部的凹袋，其中所述一件式套筒构件的所述第一端朝向所述角部压缩所述第一密封界面的第一密封。

16.根据权利要求12所述的设备，进一步包括位置编码器，所述位置编码器包括编码器读取头和编码器盘，其中所述编码器读取头被连接至所述壳体，其中所述环境阻隔件包括在所述定子与所述转子之间延伸且在所述编码器读取头与所述编码器盘之间延伸的一件式构件。

17.根据权利要求12所述的设备，进一步包括环境室和被连接至所述转子的轴，其中所述转子和所述轴与所述环境室的环境连通，并且其中所述壳体和所述环境阻隔件将所述定子与所述环境室的所述环境分开。

18.一种设备，包括：

壳体；

马达，包括定子和转子，其中所述定子被连接至所述壳体；

位置编码器，包括编码器读取头和编码器盘，其中所述编码器读取头被连接至所述壳体；和

环境阻隔件，被连接至所述壳体，其中所述环境阻隔件包括在所述定子与所述转子之间延伸且在所述编码器读取头与所述编码器盘之间延伸的一件式构件。

19.根据权利要求18所述的设备，其中所述一件式构件的第一端形成第一密封界面的一部分，并且其中所述一件式构件的相反的第二端形成第二密封界面的一部分。

20.根据权利要求19所述的设备，其中所述一件式套筒构件的所述第二端被弹性地偏转，以抵着所述壳体弹簧加载所述第二密封界面的密封。

21.根据权利要求19所述的设备，其中所述第一密封界面包括在所述壳体中具有单个角部的凹袋，其中所述一件式套筒构件的所述第一端朝向所述角部压缩所述第一密封界面的第一密封。

22.根据权利要求19所述的设备，其中所述一件式套筒构件的所述第一端朝向所述壳体在第一向外方向上挤压第一密封，并且其中所述一件式套筒构件的所述第二端朝向所述壳体在第二向内方向上挤压第二密封。

23.根据权利要求18所述的设备，其中所述一件式构件在所述一件式构件的相反端之间具有至少60度的至少一个弯曲，并且其中所述至少一个弯曲与所述相反端间隔开。

24.根据权利要求23所述的设备，其中所述至少一个弯曲包括约90度的第一弯曲和约40度或更大的第二弯曲。

25.根据权利要求18所述的设备，进一步包括环境室和被连接至所述转子的轴，其中所述转子和所述轴与所述环境室的环境连通，并且其中所述壳体和所述环境阻隔件将所述定子与所述环境室的所述环境分开。