CN110620473A - 具有被动转子的机器人驱动器 - Google Patents

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Abstract

一种基板传送装置，其包括驱动部分以及第一可移动臂组件。驱动部分包括第一电机。第一电机包括定子与被动转子。第一可移动臂组件连接到第一电机。基板传送装置配置为以便第一可移动臂组件可定位在真空室中，被动转子与真空室内部的环境连通。

Description

具有被动转子的机器人驱动器
本申请是申请号为201610105805.1，申请日为2012年09月14日、分案提交日为2016年02月25日、题为“具有被动转子的机器人驱动器”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
示例性与非限定实施方式大体上涉及机器人驱动器并且更具体地说，涉及具有被动转子的驱动器。
背景技术
用于半导体集成电路与平面面板显示器的传统制造技术通常包括通过全自动组合设备工具处理硅晶片与通常称作为基板的玻璃面板。通常的组合设备工具可以包括具有载荷锁定件与处理单元的真空室。此工具通常通过机器人操控器(机器人或基板传送装置)服务，机器人操控器从载荷锁定件通过处理单元并且返回到载荷锁定件来循环基板。另一个机器人可以定位在用作真空室的载荷锁定件与通过外部传送系统服务的标准加载端口之间的接口的大气传送单元中。
发明内容
下面的发明内容仅旨在是示例性的。发明内容不是旨在限定权利要求的范围。
根据一个方面，提供了示例基板传送装置，其包括：包括第一电机的驱动部分，其中第一电机包括定子与被动转子；以及连接到第一电机的第一可移动臂组件。基板传送装置配置为以便第一可移动臂组件可定位在真空室中，被动转子与真空室内部的环境连通。
根据另一个方面，示例方法包括提供包括驱动部分与连接到驱动部分的第一可移动臂组件的基板传送装置，其中驱动部分包括含有定子与被动转子的电机；并且将基板传送装置连接到真空室，其中第一可移动臂组件定位在真空室中，被动转子与真空室内部的环境连通。
根据另一个方面，示例基板传送装置包括：包括第一电机的驱动部分，其中第一电机包括定子与被动转子；连接到第一电机的第一可移动臂组件；以及定位在定子与被动转子之间的间隙中以将在被动转子处的环境与在定子处的环境分开的气体屏障。
附图说明
在下面的描述中结合附图说明了上述方面与其它特征，其中：
图1是示例装置的示意性剖视图；
图2是馈通件的示意图；
图3A是另一个馈通件的示意图；
图3B是另一个馈通件的示意图；
图3C是另一个馈通件的示意图；
图3D是另一个馈通件的示意图；
图4是连接到外壳的读取头的示意图；
图5是连接到外壳的读取头的另一个示例的示意图；
图6是连接到外壳的读取头的另一个示例的示意图；
图7是连接到外壳的读取头的另一个示例的示意图；
图8和图9是连接到外壳的读取头的另一个示例的示意图；
图10和图11是连接到外壳的读取头的另一个示例的示意图；
图12-图19是多个分隔壁配置的示意图；
图20-图23是具有定子封装的多个定子和转子组合的示意图；
图24示出了具有径向场装置的电机；
图25示出了具有带齿被动转子的混合电机设计，定子相A与定子相B通过环永磁体分开；
图26示出了具有轴向场设计的电机；
图27示出了具有带有被动转子的无刷设计的电机；
图28-图29示出了具有带齿的被动转子的电机；
图30-图31示出了具有带齿的被动转子的电机；
图32-图33示出了具有带齿的被动转子的电机；
图34-图35示出了具有带齿的被动转子的电机；以及
图36-图37示出了具有带齿的被动转子的电机。
具体实施方式
参照图1，示出了基板传送装置2的机器人驱动器10的示意图。尽管参照真空机器人描述了机器人驱动器10，但是可以提供具有如公开的特征的任何适当的机器人驱动器(大气或另外的)。驱动器10可以包括如前面公开或者这里公开的特征。除了优选的实施方式或者公开的实施方式以外，本发明能够具有其它实施方式并且以多种方式实施或执行。因此，应该理解的是发明不限于其应用到在下面描述中阐述的或者在附图中描述的构造的细节与部件的布置。如果仅在这里描述了一个实施方式，其权利要求不限于此实施方式。此外，其权利要求不应被限制性地阅读除非有清楚并且令人信服的证据证明某些排除、限制、或弃权。
图1中示出了本发明的一个或多个实施方式的包括真空兼容直接驱动系统的示例机器人操纵器或装置2。机器人操纵器可以构建在框架101周围，例如从凸耳或安装装置102悬置的铝制突出部。可替换地，安装装置可以在框架101的一侧上，在框架101的底部或者框架101可以以任何适其它适当的方式安装。框架101可以包括具有线性轴承104的一个或多个竖直轨道103以便对通过电机106经由滚珠丝杠机构107驱动的外壳105提供引导。为了简便仅示出了一个轨道103。可替换地，可以通过直接附接到框架101或者以任何其它适当可移动或不可移动方式耦合到框架101的线性电机驱动电机外壳105。如下面将要更加详细地描述的，电机外壳105可以包括一个、两个、三个、四个或更多个直接驱动单元。外壳105可以容纳装配有位置编码器110和111的电机108、109。外壳105示出为示例性结构，其中如下面将要更加详细地描述的，外壳105可以具有相对于电机108、109以及位置编码器110和111配置的部分。波纹管120可以用于适应沿着竖直轨道103的电机105的运动，以使例如真空的电机108、109与编码器110、111的可移动部件在其中操作的环境与例如大气的外部环境分离。
在图1的示例中，示出了每个都具有一个电机与一个编码器的两个直接驱动单元。然而，可以使用具有任何适当数量电机与编码器的任何适当数量的直接驱动单元。如图1中所示，反转的服务回路222可以被用于将能量供给到直接驱动单元并且方便在直接驱动单元与诸如控制器224的机器人系统的其它部件之间发射信号。可替换地，可以使用常规的、非反转服务回路226。如图1中所示，上电机108可以驱动连接到机械臂的第一连杆114的中空外轴112。下电机109可以连接到可以经由带驱动件115耦合到第二连杆116的共轴的内轴113。另一个带装置117可以用于在不考虑第一两个连杆114和116的位置的情况下保持第三连杆118的径向定向。这可以由于包括在第一连杆中的滑轮与连接到第三连杆的滑轮之间的1:2的比率实现。第三连杆118可以形成可以承载例如半导体基板的有效载荷119的端部效应器。应该指出的是仅为示例性的目的示出了图1的机械臂。可以单独或结合地使用任何其它适当的臂机构或驱动机构。例如，可以在单个机械操纵器或者具有多个操纵器的机械操纵器或任何适当组合中使用根据本发明的一个或多个实施方式的多个直接驱动单元。这里，此单元可以沿着基本上相同的旋转轴堆叠在不同的平面中，同心地定位在基本上相同平面中，布置在结合堆叠与同心布置的构造中，或者以任何其它适当的方式包括在机械操纵器中。
本发明的一个或多个实施方式的真空兼容直接驱动系统可以包括壳体与具有定子与转子的径向场电机装置，所述转子布置在定子附近使得其可以相对于定子旋转并且通过相对于转子的旋转轴基本上径向的磁场与定子相互作用。可替换地，可以提供轴向场电机或径向/轴向场电机的组合，或者其组合。定子可以包括基于相对于定子的转子的相对位置通过适当的控制器供能的一组绕组。转子可以包括一组具有交替极性的永磁体。
在示出的实施方式中，壳体可以将在壳体的外部上的大气类型环境与壳体内部的真空或者其它非大气环境分开。如将要描述的，诸如编码器读取头或定子的活动部件可以紧固到壳体和/或与壳体对接，例如，读取头或定子可以按压到到壳体中或者另外地紧固到壳体以取消传统的夹紧部件，并且如将要描述的，可以以诸如真空兼容环氧树脂为基础的灌封的适当的材料封装，以限制部件到真空或者其它非大气环境的渗气。这里，封装的部件可以是在真空、大气或者其中封装保护定子远离环境，例如防止腐蚀、并且促进有效的热移除的任何适当的环境中。封装还可以将读取头或定子结合到外壳或者其它部件或者子部件，以相对于外壳进一步固定装置。如将要参照图2描述的，到绕组或读取头的的其它活动部件或者定子的绕组的引线可以穿过通过封装密封的壳体的开口，由此消除了例如对单独的真空馈通件的需要。可替换地，读取头或者定子可以被夹紧、螺栓连接或者以任何其它适当的方式附接到壳体，并且从大气环境引到绕组或者读取头的其它活动部件或者定子的绕组的引线可以布线通过真空馈通件或者以任何其它适当的方式穿过壳体的壁，例如参照图3A-图3D描述的。
在图2中，馈通件202示出为与外壳105对接，其中外壳105可以使第一环境204与第二环境206分离。馈通件202可以与活动部件208对接，其中活动部件208可以具有活动芯210与引线214。如将要描述的，活动芯208可以封装在封闭件212中，其中封闭件212可以是涂层、封装、封套或者其整体或部分的组合。可替换地，可以不提供封闭件212。引线214穿过外壳105的孔216并且通过灌封或隔离材料218与外壳105隔离。这里材料218可以是与材料212相同的材料或者可以单独地灌封或者另外地隔离，其中材料218可以横跨环境204与206或其它之间的压力梯度密封。
在图3A中，馈通件224示出为与外壳105对接，其中外壳105可以使第一环境204与第二环境206分离。馈通件224可以与活动部件208’对接，其中活动部件208’可以具有活动芯210’与引线214’。如将要描述的，活动芯208’可以封装在封闭件212’中，其中封闭件212’可以是涂层、封装、封套或者其整体或部分的组合。可替换地，可以不提供封闭件212’。引线214’接受与馈通件228对接的引线226，其穿过外壳105的孔216并且通过绝缘芯230与外壳105隔离，其中芯230密封232到外壳105。这里芯230具有气密密封在那里的导电插入件234，其中导电插入件在第一环境侧204上接收引线226并且还在第二环境侧206上接收引线236。这里，芯230结合插入件234可以横跨环境204与206或其它之间的压力梯度密封。在公开的实施方式中，活动部件208、208’可以是例如读取头、绕组或任何适当活动部件的任何适当的部件。可替换地，销(插入件234)可以相对于外壳105密封，并且绝缘材料(芯230)可以提供引导与电绝缘。可替换地，引线226与插入件234可以是单个部件，取消了一个连接件。如将要描述的，可以提供能够从外壳105的外部安装的可扩展馈通件，其中此设计还可以适应由于壳体中的特征与在真空中馈通件所连接的特征之间的公差而导致的未对准。
在图3B中，馈通件240示出为与外壳105对接，其中外壳105可以将第一环境204与第二环境206分离。这里馈通件240具有绝缘壳体242与销244。插口246提供为耦合到环境204中的活动部件中的电连接件。销244示出为通过O形环密封圈密封到外壳105，其中销244具有螺纹端以允许耦合到用于环境206中的电连接件的凸耳。插口246具有锥形部分248使得将销244插入到插口246中使插口246膨胀使得当插入与装配时在销244与插口246之间形成电接触。
在图3C中，馈通件240’示出为与外壳105对接，其中外壳105可以使第一环境204与第二环境206分离。这里馈通件240’具有绝缘壳体242’与销244’。插口246’设置为耦合到环境204中的活动部件中的电连接件。销244’示出为通过O形环密封件密封到外壳105，其中销244’具有螺纹端以允许耦合到用于环境206中的电连接件的凸耳。销244’具有锥形部分248’使得在将销244’插入插口246’上以后一组螺钉的旋转移动销244’的内部销使得当装配时在销244’与插口246’之间形成电接触。
在图3D中，馈通件240”示出为与外壳105对接，其中外壳105可以使第一环境204与第二环境206分离。这里馈通件240”具有绝缘壳体242”与插口244”。销246’设置为耦合到环境204中的活动部件中的电连接件。插口244”示出为通过O形环密封件密封到外壳105，其中插口244”具有螺纹端以允许耦合到用于环境206中的电连接件的凸耳。插口244”具有锥形部分248”使得在将插口244”插入在销246”上以后螺钉的旋转移动插口244”的外部套以压紧插口244”使得当装配时在插口244”与销246”之间形成电接触。
为了确定直接驱动单元的被驱动部分的角位置，例如电机转子相对于壳体的角位置，可以在直接驱动单元中包括位置编码器。例如如在图4-7中可见的，位置编码器轨道可以耦合到直接驱动单元的被驱动部分，并且位置编码器读取头可以附接到直接驱动单元的外壳105。这里，读取头可以是光学的、导电的、或者任何适当类型的用于位置确定或其它的读取头。
在如图4中看到的一个示例性实施方式中，读取头可以具有利用密封件256密封到外壳105的壳体252，其中可以完全地位于真空或其它非大气环境中的活动部件254在外壳的内部。
在如图5中看到的另一个示例性实施方式中，读取头可以具有利用密封件256密封到外壳105的壳体252’，其中可以与真空或其它非大气环境隔离的活动部件254’通过壳体252’位于外壳的内部。
在如图6中看到的另一个示例性实施方式中，读取头可以具有通过密封件256密封到外壳105的壳体252”，其中活动部件254”可以部分地暴露258到真空或其它非大气环境中，同时读取头的活动部件的另一部分260可以存在于周围的大气环境中。在此情形中，读取头可以定位在直接驱动单元的壳体的开口中并且相对于外壳的壁密封。密封件256可以是可压缩的以允许相对于轨道调节读取头。可替换地，可以利用角度接触，轴向或径向接触类型的密封装置来提供更大的调节范围。作为另一个替代方式，可以利用褶皱件、隔膜或波纹管以允许相对于轨道调节读取头。
在如图7中看到的一个示例性实施方式中，读取头可以具有通过密封件256密封到外壳105的壳体252”’，其中活动部件254”’利用真空兼容封装，包括描述的封装替换件与加强件以使渗气的风险最小化并且保护定子远离环境，例如防止腐蚀，并且促进有效的热移除，并且可以被使用或者例如可以包括两个分隔壁262、264，以使读取头的不同部分266、268与一个或多个环境隔离。
图8示出了示例性读取头安装装置。如图9中可见的，编码器具有可旋转地安装在轴306上的圆盘304并且读取头302相对于外壳105可移动地安装并且通过密封件256密封到外壳105。这里密封件256可以是O形环、褶皱件或者其它适当的密封件，其提供读取头相对于圆盘304的足够的径向、轴向移动以及角移动或者另外的移动并且同时保持例如真空密封的密封。这里圆盘304可以是具有用于通过读取头302或其它导电感测的线或空间的图案的金属制成的固体构造。外壳105具有与配合孔以及头部302的狭槽相应的销308使得头部302相对于外壳105以及旋转地安装在其中的圆盘304积极地定位。螺钉310将头部302紧固到外壳105，其中三组螺钉312允许相对于圆盘304径向地调节头部302并且相对于圆盘304水平地或另外地调节。通过此种方式，可以在不破坏真空环境的情况下调节读取头302相对于圆盘304的位置。在替换的方面中，可以提供任何适当的定位或水平特征。
图11示出了示例性读取头安装装置。编码器具有可旋转地安装在轴306上的圆盘304’并且读取头302’相对于外壳105可移动地安装并且通过密封件256密封到外壳105。这里密封件256可以是O形环、褶皱件或者其它适当的密封件，其提供读取头302相对于圆盘304的足够的径向、轴向移动、还有角移动或者另外的移动并且同时保持例如真空密封的密封。这里圆盘304可以是具有用于通过读取头302’或其它光学感测的线或空间的图案的玻璃或其它制成的不透明构造。外壳105具有图10中示出的与头部302的配合狭槽相应的销308使得头部302’相对于外壳105以及旋转地安装在其中的圆盘304’积极地定位。螺钉310通过头部302’的竖直狭槽紧固到外壳105，其中三组螺钉312允许相对于圆盘304径向地调节头部302并且相对于圆盘304水平地或另外地调节。离心件314进一步设置为旋转地耦合到外壳105并且与读取头302’的配合水平狭槽接合使得可以轴向地调节头部302’相对于圆盘304’的位置。通过此种方式，可以在不破坏真空环境的情况下调节读取头302’相对于圆盘304’的位置。在替换的方面中，可以提供任何适当的定位或水平特征。
图12-图19示出了分隔壁相对于电机108的多种组合。这里，如将要描述的，例如分隔壁可以形成封装、分离、真空或气体屏障，以隔开两个或多个区域或环境。这里以局部剖视图示出了电机108并且其可以是示例性的，其中在另选的实施方式中，可以提供任何适当的电机、电机的组合和/或分隔壁的组合。在图12中，电机108具有定子352和转子354，其中每个都可以具有芯、磁体、绕组或其它的任意适当的组合。分隔壁356可以是使环境204与环境206分离并且使转子354与定子352分离的薄壁管状金属结构。可替换地，分隔壁356可以是涂层、镀层、注塑部分、形成部分并且具有任何形状或任何适当的分隔壁或者分隔壁的组合与壁类型。此外，分隔壁356可以作为外壳105的一部分一体地形成或者可以与外壳105分离。
在图13中，电机108具有定子352和转子354其中每个都可以具有芯、磁体、绕组或其它的任意适当的组合。分隔壁356可以是使环境204与环境206分离并且使转子354与定子352分离的薄壁管状金属结构。分隔壁358还可以是使环境204与环境206分离的薄壁管状金属结构。可替换地，分隔壁356、358可以是任何适当形状，例如分隔壁356、358可以形成包围定子352的部分或者全部的封套使得在封套内的第三环境360形成为与环境204和/或环境206隔离。可替换地，壁356、358可以是涂层、镀层、注塑部分、形成部分，具有任何形状或任何适当的分隔壁或者分隔壁的组合与壁类型。此外，分隔壁356、358中的一个或多个可以作为外壳105的一部分一体地形成或者可以与外壳105分离。
在图14中，电机108具有定子352和转子354，其中每个都可以具有芯、磁体、绕组或其它的任意适当的组合。分隔壁356可以是使环境204与环境206分离的薄壁管状金属结构。可替换地，分隔壁356可以是涂层、镀层、注塑部分、形成部分并且具有任何形状或任何适当的分隔壁或者分隔壁的组合与壁类型。此外，分隔壁356可以作为外壳105的一部分一体地形成或者可以与外壳105分离。
在图15中，电机108具有定子352和转子354其中每个都可以具有芯、磁体、绕组或其它的任意适当的组合。分隔壁356可以是使环境204与环境206分离的薄壁管状金属结构，其中定子352暴露到环境204与206并且形成壁356的一部分。可替换地，分隔壁356可以是涂层、镀层、注塑部分、形成部分并且具有任何形状或任何适当的分隔壁或者分隔壁的组合与壁类型。此外，分隔壁356可以作为外壳105的一部分一体地形成或者可以与外壳105分离。
在图16中，电机108具有定子352和转子354其中每个都可以具有芯、磁体、绕组或其它的任意适当的组合。分隔壁356可以是使环境204与环境206分离的薄壁管状金属结构其中定子352暴露到环境204与206，壁356的一部分将定子352的一部分362将定子352的一部分与定子352的另一部分364分开。可替换地，分隔壁356可以是涂层、镀层、注塑部分、形成部分并且具有任何形状或任何适当的分隔壁或者分隔壁的组合与壁类型。此外，分隔壁356可以作为外壳105的一部分一体地形成或者可以与外壳105分离。
在图17中，电机108具有定子352和转子354，其中每个都可以具有芯、磁体、绕组或其它的任意适当的组合。分隔壁356可以是使环境204与环境206分离的薄壁管状金属结构，其中定子352暴露到环境204与206，壁356的一部分将定子352的一部分366与定子352的另一部分368分开。可替换地，分隔壁356可以是涂层、镀层、注塑部分、形成部分并且具有任何形状或任何适当的分隔壁或者分隔壁的组合与壁类型。此外，分隔壁356可以作为外壳105的一部分一体地形成或者可以与外壳105分离。
在图18中，电机108具有定子352和转子354，其中每个都可以具有芯、磁体、绕组或其它的任意适当的组合。分隔壁356可以是使环境204与环境206分离并且使转子354与定子352的一部分分离的薄壁管状金属结构。分隔壁358还可以是使环境204与环境206分离的薄壁管状金属结构。可替换地，分隔壁356、358可以是任何适当形状，例如分隔壁356、358可以形成包围定子352的部分或者全部的封套使得在封套内的第三环境360形成为与环境204和/或环境206隔离。定子352示出为具有在环境204中的第一部分370，在环境360中的第二部分372以及环境206中的第三部分374。可替换地，壁356、358可以是涂层、镀层、注塑部分、形成部分，具有任何形状或任何适当的分隔壁或者分隔壁的组合与壁类型。此外，分隔壁356、358中的一个或多个可以作为外壳105的一部分一体地形成或者可以与外壳105分离。
在图19中，电机108具有定子352和转子354，其中每个都可以具有芯、磁体、绕组或其它的任意适当的组合。分隔壁356可以是使环境204与环境206分离的薄壁管状金属结构，其中定子352暴露到环境204与206并且形成壁356的一部分。分隔壁358可以是使环境204与定子352的一部分分离的薄壁管状金属结构，其中定子352暴露到环境204与206并且形成壁356的一部分。可替换地，分隔壁356可以是涂层、镀层、注塑部分、形成部分并且具有任何形状或任何适当的分隔壁或者分隔壁的组合与壁类型。此外，分隔壁356可以作为外壳105的一部分一体地形成或者可以与外壳105分离。在另选的方面中，一个或多个特征可以结合在一起，例如图12-图23的实施方式的特征中的一个或多个可以结合在任何适当的布置或组合中。
图20示出了传统定子352与转子354的示例。定子352可以具有带齿(狭槽)的铁芯，其可以提供恒定且高效的期望的高转矩。可替换地，真空兼容驱动单元的定子352可以是无齿(无狭槽)设计，其可以提供期望低高度的钝齿。可替换地，真空兼容驱动单元的定子352可以是无铁(无芯)设计。可替换地，转子354与定子352可以是任何适当的转子或定子。定子352可以通过可以是具有填充物的真空可兼容环氧树脂的封装402或者任何适当的封装来封装。封装可以完全地或者部分地围绕并且封装定子352。例如，形成环404的金属或例如具有良热传送或其它期望特性的任何其它适当的材料可以设置为与外壳105接触同时封装402的一部分(或没有)与或者也可以与外壳105接触。可替换地，封装402可以不与外壳105接触，例如，其中定子352、环404与封装402可以形成分散组件并且随后地安装在外壳105中。这里定子352可以具有被压入或另外紧固在那上面的环404并且随后地通过封装402灌封。可以通过清空其中具有定子352和/或环404的模具并且将液体树脂引入其中来形成封装402的外部封套。这里，环的一部分、定子或其它适当部件可以或可以不形成模具的一部分。可替换地并且如将要示出的，一体封套可以形成限定封装的体积的模具的全部或一部分。当形成为独立于外壳105的组件时，组件352、404、402然后可以通过压配合或其它适当的紧固装配到外壳105。这里，热量可以从绕组与层压件或者定子352的芯传送并且通过封装和/或环404以便通过外壳105消散。这里，例如，定子352可以被压紧或者通过紧固件、粘结剂或者与外壳105接触的其它紧固环404另外地紧固，其中将环紧固到定子和/或外壳使得与定子和/或外壳充分接触以提供从定子到环以及到壳体或者其它散热源的充分的热传递路径。封装402可以与外壳105和定子352一体地注塑或者单独注塑，例如作为组件与定子352、环404作为组件安装在所述的外壳105或其它中。环404还可以具有轴向孔424与梯形切口420，其形成为促进封装402的粘合以及诸如由于灌封材料的热膨胀导致的内部应力的解决。这里，环404的功能可以是提供将热量从定子352移除并且将其传送到壳体105的路径，其可以被冷却例如外部地或者其他方式冷却，同时在定子周围保持持续的保护屏障，例如，其中定子可以由层压板形成，与非连续的层压相比环404形成连续的保护屏障。可替换地，封装402与外壳105可以由相同的材料制成，例如其中外壳105与封装402注塑为整体结构，定子整体或者部分地封装在整体材料105与402那里。这里，封装402可以形成分离屏障并且可以提供远离环境的保护，例如以防止腐蚀，和/或如前所述的促进热移除。尽管图20示出了用于具有定子352、封装402与外壳105的多种组合中的环404，可替换地，封装402可以作为具有或不具有另一个部件或其它的整体结构适用于具有或不具有环、壳体105或其它的实施方式。因此，包括全部此种变型。
如图21中所示，真空兼容直接驱动单元的定子封装402的暴露表面可以完全地或部分地涂覆以涂层406，例如利用无电镀镍，以消除或最小化用于定子的封装的灌封材料的暴露到真空、大气、亚大气、加压、或其它非大气环境以进一步减小渗气的风险。这里，涂层406可以形成如前所述的分离屏障。可替换地，如在图22中看到的，例如由不锈钢或另一种适当材料制成的保护材料408、410、412的一个或多个薄片可以例如如在图22中示出的在灌封处理中结合到定子的封装。这可以限制灌封材料暴露于保护材料的薄片之间的接缝。这里，灌封材料402可以在薄片408、412、410之间形成密封或者薄片可以通过例如焊接、铜焊、钎焊或者通过诸如O形环或其它任何适当的静态密封另外地密封。这里，薄片408、410、412与环404可以形成如前所述的单独屏障。这里，定子可以例如在灌封处理中封入薄笼或结合到灌封材料的封套中。薄笼或封套可以例如由不锈钢的薄片焊接。
在图23中，提供具有轴套414、下壳体416和上壳体418的例如由机加工或另外形成的铝或不锈钢或其它适当材料的封套。每个都可以通过灌封402或者例如通过焊接、铜焊、钎焊或者通过诸如O形环或其它的任何适当的静态密封件另外地密封。这里，可以不提供灌封402并且其中壳体的内部空间可以形成例如环境360或者其它的中间环境。可替换地，可以提供更多或或更少或部分壳体，例如，其中定子的绕组是灌封的而齿不是或另外的。这里，可以在定子与转子之间设置小的间隙，其保存传统电机设计的转矩输出与效率。这里，通过径向场电机，分离层可以例如通过涂覆、结合或者通过任何其它适当方法包括在定子中。作为另一个替换，定子可以注塑或另外地包装在兼容并且耐真空或者定子可能受到的任何其它环境的材料中。作为另一个替换，如图23中可见，定子可以封装在真空密封容器中。类似地，转子可以涂覆、承载结合的保护层、注塑或包装在保护性材料中、封装在真空密封容器中或者保护其免受其可能在其中操作的环境。
定子封装的暴露表面可以例如，如图21中所示的，例如利用无电镀镍涂覆来涂覆，以消除或最小化用于定子的封装的灌封材料的暴露到真空、或其它非大气环境以进一步减小渗气的风险。可替换地，例如如在图22中看到的，例如由不锈钢制成的保护性材料的薄片，可以优选地在如图22中示出的灌封过程中结合到定子的封装。这限制灌封材料暴露于保护材料的薄片之间的接缝。如图23中所示，作为另一个另选，优选地在灌封过程中定子可以被包围在结合到灌封材料的薄的封套中。可以例如由不锈钢的薄片焊接封套。作为另一个另选，例如以圆盘412的形式的薄的分隔壁可以存在于轴向场电机的定子与转子之间。如图20中可见，定子可以压紧、粘合、夹紧、螺栓连接或者以任何其它适当方式附接到直接驱动单元的壳体。
上述径向、轴向或径向轴向场组合电机可以是无芯(无铁芯)设计。在具有电机布置的另一个示例实施方式中，可以使用具有绕组的无芯定子与具有磁体的两个转子，每个转子在定子的一侧上。可替换地，定子可以包括铁芯因为通过两个转子施加在铁芯上的被动磁力可以平衡。然而具有电机装置的另一个示例实施方式可以包括具有绕组的两个定子与具有夹置它们之间的磁体的单个转子。可以使用包括上述封装替代物与加强件以使渗气的风险最小化和/或增强热传递的真空兼容封装，或者可以在所述的这些示例实施方式中包括两个或多个分隔壁。
在本发明的真空兼容直接驱动系统的另一个实施方式中，可以通过包括但不限于混合场(径向-轴向)配置的不同的电机拓扑替换在上面示例中使用的电机配置。例如，定子与转子可以具有圆锥、凸面v状、凹面v状、凸面半圆形或者凹面半圆形轮廓，圆锥、v状与半圆形轮廓的任意组合、或者任何其它适当的轮廓，以在定子与转子之间形成基本上均匀间隙或多个间隙。可以使用包括上述封装替代物与用于使渗气的风险最小化的加强件的真空兼容封装，或者在间隙中可以存在适当形状的分隔壁。可以使用外部定子内部转子与内部定子外部转子配置。在另选的实施方式中，可以形成或另外地注塑整个外壳105其中定子可以直接地包括在注塑的壳体中。作为注塑的替代，可以提供铸造或喷射形成或者任何适当的替代材料的任何适当的制造。在另选的实施方式中，可以在定子内提供分布的或者其它的任何适当数量的绕组相。在另选实施方式中，例如关于所述的被动无磁体转子或者任何适当的转子，转子可以不是固体的，例如，其中转子在一些式样中是层压且真空兼容的以减小损失。
如图24中看到的，真空兼容直接驱动系统可以使用包括缠绕的无刷定子352与具有布置在定子的附近的磁体452的转子354以使其可以相对于定子旋转并且通过相对于转子的旋转轴306基本上径向的磁场与定子相互作用的径向场电机装置108。定子可以具有绕组454、芯456以及垫环404。可替换地，定子352可以是无芯的其中无芯定子可以包括基于转子相对于定子的相对位置通过适当的控制器供能的一组绕组。转子354可以包括一组具有交替极性的永磁体452。如所描述的，可以以诸如真空兼容环氧树脂为基础的灌封的适当的材料封装定子，以限制定子部件渗气到真空或其它非大气环境。如在图20中看到的，封装还可以使定子结合到直接驱动单元的壳体，以相对于壳体进一步固定定子。如图2中看到的，引到定子的绕组的引线可以穿过通过封装密封的壳体的开口，由此消除了对如图3中看到的单独真空馈通件的需要。可替换地，从大气环境引到径向场电机的定子的绕组的引线可以布线通过真空馈通件或者以任何其它适当的方式穿过直接驱动单元的壳体的壁。
如在图25中看到的，电机108可以是可以为具有带齿被动转子458、通过环形永磁体464分开的定子相位A460与定子相位B462的混合设计的电机108’。可以在标题为“混合步进电机”的美国专利No.5,834,865中发现适当的示例，其通过整体引用的方式包含于此。可替换地，环形磁体可以设置在转子458内。例如，如示出的，可以设置不包括永磁体并且具有高导磁率/饱和度和低矫顽力的,例如不具有磁体的400系列不锈钢的固体非磁性被动转子，以减小渗气,其中定子部分可以设有如前所述的一个或多个分隔壁。此布置使到真空的暴露材料最小化，例如，其中磁体未暴露到真空。类似地不包括永磁体的此非磁性被动转子可以与诸如示例性实施方式定子或另外公开的实施方式的任一个的任何适当的定子结合使用。
如在图26中看到的，电机108可以是可以为具有带磁体472的转子470与带芯476与绕组478的定子474的轴向场设计的电机108”。可替换地，磁体可以设置在定子内。
如在图27中看到的，电机108可以是可以为具有如将会更加详细地描述的被动转子494与定子492的无刷设计的电机490。这里定子492可以具有芯496(固体或层压的)、绕组498与磁体500。例如，如示出的，可以设置所述的例如不具有磁体的400系列不锈钢的固体非磁性被动转子，以减小渗气，其中定子部分可以设有如前所述的一个或多个分隔壁。此布置使到真空的暴露材料最小化，例如，其中磁体未暴露到真空。类似地不包括永磁体的此非磁性被动转子，可以与诸如示例性实施方式定子或另外公开的实施方式的任一个的任何适当的定子结合使用。
如在图28和图29中看到的，电机502设置在具有与图27中示出的类似的特征。可以在标题为“电机”的美国专利No.7,800,256中发现内衬变型，其通过整体引用的方式包含于此。电机502具有定子504与带齿的被动转子506。转子506可以是400系列不锈钢或能够在没有永磁体的情况下为来自定子504的磁通量提供通道的任何适当材料。如前所述定子504可以通过一个或多个分隔壁508、510与转子506分离，其中壁508、510可以是300系列不锈钢、铝或允许转子506与定子504之间的场相互作用的其它适当的材料。定子504具有在齿514上的凸出绕组512，在每个齿上都具有两个交替的磁体516、518，并且其中在相邻齿上的磁体具有相对于如示出的齿匹配的极性。可替换地，可以提供分布的绕组。根据绕组的极性通过给定的绕组将通量选择性地引导到齿上的两个磁体中的一个。通量从每个齿引导通过转子上的齿到并且邻近定子的齿以便选择性地对电机换向。在另选方面中，可以提供具有非磁性被动转子的任何适当的电机。
如在图30和图31中看到的，电机552设置为具有与图27、图28和图29中示出的类似的特征。电机552具有定子554与带齿的被动转子556。转子556可以是400系列不锈钢或能够在没有永磁体的情况下为来自定子554的磁通量提供通道的任何适当材料。如前所述定子554可以通过一个或多个分隔壁558、560与转子556分离，其中壁558、560可以是300系列不锈钢、铝或允许转子556与定子554之间的场相互作用的其它适当的材料。定子554具有在齿564之间的凸出的切向缠绕的绕组562，在每个齿上都具有两个交替的磁体566、568，并且其中在相邻齿上的磁体具有相对于如示出的齿匹配的极性。可替换地，可以提供分布的绕组。根据绕组的极性通过给定的绕组将通量选择性地引导到齿上的两个磁体中的一个。通量从每个齿引导通过转子上的齿到并且邻近定子的齿以便选择性地对电机换向。在另选方面中，可以提供具有非磁性被动转子的任何适当的电机。
如在图32和图33中看到的，电机602设置为具有与图27中示出的类似的特征。在标题为“混合永磁体电机”的美国专利No.7,898,135以及标题为“平行磁回路电机”的美国专利公开No.2011/0089751A1中可以发现类似装置，其中二者均通过整体引用的方式包含于此。电机602具有定子604与带齿的被动转子606。转子606可以是400系列不锈钢或能够在没有永磁体的情况下为来自定子604的磁通量提供通道任何适当材料。如前所述定子564可以通过一个或多个分隔壁608、610与转子606分离，其中壁608、610可以是300系列不锈钢、铝或允许转子606与定子604之间的场相互作用的其它适当的材料。定子604具有在芯614上的凸起的切向绕组612，每个芯都具有两个齿并且在每个芯上都具有两个交替的磁体616、618并且其中在相邻芯上的磁体相对于如示出的芯具有相反的极性。可替换地，可以提供分布的绕组。根据绕组的极性通过给定的绕组将通量选择性地引导到芯上的两个齿中的一个。通量从每个齿引导通过转子上的齿到并且邻近在定子上的齿以便选择性地对电机换向。在另选方面中，可以提供具有非磁性被动转子的任何适当的电机。
如在图34和图35中看到的，电机652设置为具有与图27中示出的类似的特征。可以在标题为“电机”的美国专利No.7,800,256中发现内衬变型，其通过整体引用的方式包含于此。电机652具有定子654与带齿的被动转子656。转子656可以是400系列不锈钢或能够在没有永磁体的情况下为来自定子504的磁通量提供通道的任何适当材料。如前所述定子654可以通过一个或多个分隔壁658、660与转子656分离，其中壁658、660可以是300系列不锈钢、铝或允许转子656与定子654之间的场相互作用的其它适当的材料。定子654具有在齿664上的凸出绕组662，在每个齿的芯的相对侧上具有两个交替的磁体666、668，并且其中在相邻齿的芯上的磁体具有相对于如示出的齿相反的极性。可替换地，可以提供分布的绕组。根据绕组的极性通过给定的绕组将通量选择性地引导到齿。通量从每个齿引导通过转子上的齿到并且邻近定子的齿以便选择性地换向电机。在另选方面中，可以提供具有非磁性被动转子的任何适当的电机。
如在图36和图37中看到的，电机702设置为具有与图27中示出的类似的特征。可以在标题为“电机”的美国专利No.7,800,256中发现内衬变型，其通过整体引用的方式包含于此。电机702具有定子704与带齿的被动转子706。转子706可以是400系列不锈钢或能够在没有永磁体的情况下为来自定子504的磁通量提供通道的任何适当材料。如前所述定子704可以通过一个或多个分隔壁708、710与转子706分离，其中壁708、710可以是300系列不锈钢、铝或允许转子706与定子704之间的场相互作用的其它适当的材料。定子704具有在分裂齿714上的凸出的绕组712，其中磁体716分裂每个齿，并且其中在相邻齿上的磁体具有相对于如示出的齿相反的极性。可替换地，可以提供分布的绕组。根据绕组的极性通过给定的绕组将通量选择性地引导到齿的两个分裂部分中的一个。通量从每个齿引导通过转子上的齿到并且邻近定子的齿以便选择性地对电机换向。在另选方面中，可以提供具有非磁性被动转子的任何适当的电机。
示例基板传送装置可以包括：包括第一电机的驱动部分，其中第一电机包括定子与被动转子；以及连接到第一电机的第一可移动臂组件。基板传送装置可以配置为第一可移动臂组件可定位在真空室4(参见图1)中，被动转子与真空室内部的环境连通。
第一电机可以是径向场电机装置。定子可以包括线圈与永磁体。被动转子可以不包括线圈并且不包括永磁体。被动转子可以包括不锈钢一件式构件。第一电机可以是线性电机装置。被动转子可以包括面向定子的齿表面。基板传送装置还可以包括定位在定子与被动转子之间以使被动转子所处的环境(在室4中并且延伸到驱动器10的电机区域中的环境)与定子所处的环境(诸如大气6)分离的气体屏障。气体屏障可以包括至少一个分隔壁。分隔壁可以包括不锈钢、或铝、或允许在被动转子与定子之间磁场相互作用的其它材料。气体屏障可以包括基本上完全地围绕在定子周围的壳体。外壳可以包括围绕定子的封装材料。封装材料可以包括注塑在定子上的覆盖注塑聚合物材料。
示例方法可以包括提供包括驱动部分与连接到驱动部分的第一可移动臂组件的基板传送装置，其中驱动部分包括含有定子与被动转子的电机；并且将基板传送装置连接到真空室，其中第一可移动臂组件定位在真空室中，被动转子与真空室内部的环境连通。
提供基板传送装置，其包括可以包括线圈与永磁体的定子，以及可以不具有线圈并且不具有永磁体的被动转子。此方法还可以包括使气体屏障定位在定子与被动转子之间以将在被动转子处的环境与在定子处的环境分开。气体屏障可以包括定位在定子与被动转子之间的至少一个分隔壁。气体屏障可以包括通过封装材料封装定子。气体屏障可以包括将定子包围在封套内部，其中封套的壁定位在定子与被动转子之间的间隙中。
示例基板传送装置可以包括：含有第一电机的驱动部分，其中第一电机包括定子与被动转子；连接到第一电机的第一可移动臂组件；以及定位在定子与被动转子之间的间隙中以将在被动转子处的环境与在定子处的环境分开的气体屏障。
应该理解的是上述仅仅是说明性的。通过本领域中的技术人员可以设计出多种替换与变型。例如，在多个从属权利要求中引用的特征可以在任何适当的组合中彼此结合。此外，来自上述不同实施方式的特征可以选择性地结合在新的实施方式中。因此，本说明书旨在包括属于所附权利要求的范围内的全部此种替代、修改与变型。

Claims (1)

1.一种基板传送装置，包括：
驱动部分，其包括第一电机，其中所述第一电机包括定子与被动转子；以及
第一可移动臂组件，其连接到所述第一电机，
其中所述基板传送装置配置为以便所述第一可移动臂组件可定位在真空室中，所述被动转子与所述真空室内部的环境连通。
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