KR102447015B1 - Robot drive with isolated optical encoder - Google Patents
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Abstract
프레임, 프레임에 연결된 광학 센서와 환경 분리 방벽을 포함하는 장치. 프레임이 모터 조립체의 하우징에 부착되도록 구성된다 가까운 상기 하우징을 통하여 확장하는 개구. 광 검출 방법은 카메라를 포함한다. 환경 분리 방벽이 개구에 상기 하우징에 연결되도록 구성되며, 여기서 환경 분리 방벽이 있다 가장 적게 부분적으로 카메라가 환경 분리 방벽과 개구를 통과해 상기 하우징 내부에 이미지를 뷰잉할 수 있게 하기 위해 카메라에 대해 투명하고 위치된다.A device comprising a frame, an optical sensor connected to the frame, and an environmental isolation barrier. An opening extending through the housing near the frame is configured to attach to the housing of the motor assembly. The light detection method includes a camera. An environmental isolation barrier is configured to connect to the housing at the opening, wherein the environmental isolation barrier is at least partially transparent to a camera to allow the camera to view images through the environmental isolation barrier and the opening and into the housing and is located
Description
예시적이고 비제한적인 실시예들은 일반적으로 위치 감지(position sensing)에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 광학 인코더(optical encoder)를 가진 로봇 구동 위치 센서에 관한 것이다. Illustrative and non-limiting embodiments relate generally to position sensing and, more particularly, to a robot driven position sensor having an optical encoder.
U.S. 특허 공개 번호 2009/0243413 A1 및 2015/0303764 A1은 비광학식 인코더 읽기-헤드와 인코더 디스크 사이의 장벽을 개시하며, 그 전체가 여기에 참조로서 통합된다. U.S. Patent Publication Nos. 2009/0243413 A1 and 2015/0303764 A1 disclose a barrier between a non-optical encoder read-head and an encoder disk, which are incorporated herein by reference in their entirety.
이하의 요약은 단순히 예시적인 것이다. 요약은 청구항들의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. The following summary is merely exemplary. The abstract is not intended to limit the scope of the claims.
일 측면에 따르면, 예시적인 실시예에 따른 장치가 제공되며, 상기 장치는, 모터 조립체의 하우징을 관통하여 연장된 개구(aperture)에 근접하여 상기 하우징에 부착되도록 구성된 프레임; 카메라를 포함하는, 상기 프레임에 연결된 광센서; 및 상기 개구에서 상기 하우징에 연결되도록 구성된 환경 분리 장벽(environment separation barrier);을 포함하며, 상기 환경 분리 장벽은 적어도 부분적으로 투명하며 상기 카메라가 상기 환경 분리 장벽과 상기 개구를 통해 상기 하우징 내부의 이미지를 볼 수 있도록 상기 카메라에 대하여 배치된다. According to one aspect, there is provided an apparatus according to an exemplary embodiment, the apparatus comprising: a frame configured to be attached to the housing proximate to an aperture extending through a housing of a motor assembly; an optical sensor coupled to the frame, including a camera; and an environment separation barrier configured to couple to the housing at the opening, the environmental separation barrier being at least partially transparent and allowing the camera to image the environment separation barrier and the interior of the housing through the opening is positioned relative to the camera so that it can be viewed.
다른 측면에 따르면, 예시적인 방법은, 프레임과, 상기 프레임에 연결된 카메라를 포함하는 읽기-헤드(read-head)를 제공하는 단계; 상기 읽기-헤드를 모터 조립체의 하우징에 연결하는 단계로서, 상기 읽기-헤드의 프레임이 상기 하우징을 관통하여 연장된 개구(aperture)에 근접하여 상기 하우징에 연결되는, 단계; 및 상기 하우징 내부의 제1 환경 영역을 상기 카메라가 내부에 배치된 제2 환경 영역으로부터 분리하기 위해 상기 개구에 환경 분리 장벽을 배치하는 단계;를 포함하며, 상기 환경 분리 장벽은 적어도 부분적으로 투명하며 상기 카메라가 상기 환경 분리 장벽과 상기 개구를 통해 상기 하우징 내부의 이미지를 볼 수 있도록 상기 카메라에 대하여 배치된다. According to another aspect, an exemplary method includes providing a read-head comprising a frame and a camera coupled to the frame; coupling the read-head to a housing of a motor assembly, wherein a frame of the read-head is coupled to the housing proximate to an aperture extending through the housing; and disposing an environmental isolating barrier in the opening to isolate a first environmental region inside the housing from a second environmental region in which the camera is disposed, wherein the environmental isolating barrier is at least partially transparent; The camera is positioned relative to the camera to view an image inside the housing through the environmental isolation barrier and the opening.
또 다른 측면에 따르면, 예시적인 방법은, 읽기-헤드(read-head)의 광 방출기(light emitter)에 의해 모터 조립체의 하우징 내부에 배치된 기준 부재(reference member)를 조명하는 단계로서, 상기 읽기-헤드는 적어도 부분적으로 상기 하우징의 외부에 배치되는, 단계; 상기 읽기-헤드의 카메라에 의해 상기 기준 부재의 이미지를 보는 단계로서, 상기 카메라는 적어도 부분적으로 상기 하우징의 외부에 배치되고, 상기 이미지는 상기 하우징의 개구(aperture)를 통해 그리고 상기 개구에 배치된 투명한 환경 분리 장벽을 통해 상기 카메라에 의해 보여지며, 상기 투명한 환경 분리 장벽은 상기 하우징 내부의 제1 환경을 센서가 내부에 배치된 제2 환경으로부터 밀봉하고, 상기 카메라는 상기 제1 환경의 외부에 배치되고, 상기 투명한 환경 분리 장벽은 상기 카메라가 상기 제1 환경의 외부에 있는 동안 상기 카메라가 상기 하우징 내부에서 비롯된 이미지를 볼 수 있도록 허용하는, 단계;를 포함한다.According to another aspect, an exemplary method comprises illuminating a reference member disposed inside a housing of a motor assembly by a light emitter of a read-head, the read-head comprising: - the head is at least partially disposed outside the housing; viewing an image of the reference member with a camera of the read-head, the camera being at least partially disposed outside of the housing, the image being disposed through and in an aperture of the housing viewed by the camera through a transparent environmental isolation barrier, the transparent environmental isolation barrier sealing a first environment inside the housing from a second environment having a sensor disposed therein, the camera being external to the first environment disposed, wherein the transparent environment separation barrier permits the camera to view images originating from inside the housing while the camera is outside the first environment.
상기 측면들 및 다른 특징들은 아래의 설명에서 첨부된 도면들과 관련하여 설명된다.
도 1은 기판 가공 장치의 개략도이며;
도 2는 도 1에 도시된 장치의 구성요소들의 일부를 도시한 다이어그램이며;
도 3은 도 1-2에 도시된 구성요소들의 일부를 도시한 개략도이며;
도 3a는 도 1-2에 도시된 구성요소들의 다른 예시적인 실시예를 도시한 다이어그램이며;
도 4는 도 3에 도시된 구성요소들의 일부를 도시한 개략도이며;
도 4a는 도 4에 도시된 읽기-헤드의 예를 도시한 개략적인 다이어그램이며;
도 4b는 도 4에 도시된 읽기-헤드의 다중 읽기-헤드들의 예를 도시한 개략적인 다이어그램이며;
도 5는 도 3-4에 도시된 센서 내의 연결 구성의 예시적인 유형을 도시한 다이어그램이며;
도 6은 도 3-4에 도시된 하우징에 센서를 연결하는 예시적인 유형을 도시한 다이어그램이며;
도 7은 다른 예시적인 실시예를 보여주는 도 4에 유사한 도면이며;
도 8은 다른 예시적인 실시예를 보여주는 도 4에 유사한 도면이며;
도 9는 다른 예시적인 실시예를 보여주는 도 4에 유사한 도면이며;
도 10은 다른 예시적인 실시예를 보여주는 도 4에 유사한 도면이며;
도 11은 다른 예시적인 실시예를 보여주는 도 4에 유사한 도면이며;
도 12는 다른 예시적인 실시예를 보여주는 도 4에 유사한 도면이며;
도 13은 다른 예시적인 실시예를 보여주는 도 4에 유사한 도면이며;
도 14는 다른 예시적인 실시예를 보여주는 도 4에 유사한 도면이며;
도 15는 다른 예시적인 실시예를 보여주는 도 4에 유사한 도면이다. The above aspects and other features are described in connection with the accompanying drawings in the description below.
1 is a schematic diagram of a substrate processing apparatus;
Fig. 2 is a diagram illustrating some of the components of the apparatus shown in Fig. 1;
Fig. 3 is a schematic diagram illustrating some of the components shown in Figs. 1-2;
3A is a diagram illustrating another exemplary embodiment of the components shown in FIGS. 1-2;
Fig. 4 is a schematic diagram showing some of the components shown in Fig. 3;
Fig. 4a is a schematic diagram showing an example of the read-head shown in Fig. 4;
Fig. 4B is a schematic diagram showing an example of multiple read-heads of the read-head shown in Fig. 4;
5 is a diagram illustrating an exemplary type of connection configuration within the sensor shown in FIGS. 3-4;
Fig. 6 is a diagram illustrating an exemplary type of coupling a sensor to the housing shown in Figs. 3-4;
Fig. 7 is a view similar to Fig. 4 showing another exemplary embodiment;
Fig. 8 is a view similar to Fig. 4 showing another exemplary embodiment;
Fig. 9 is a view similar to Fig. 4 showing another exemplary embodiment;
Fig. 10 is a view similar to Fig. 4 showing another exemplary embodiment;
Fig. 11 is a view similar to Fig. 4 showing another exemplary embodiment;
Fig. 12 is a view similar to Fig. 4 showing another exemplary embodiment;
Fig. 13 is a view similar to Fig. 4 showing another exemplary embodiment;
Fig. 14 is a view similar to Fig. 4 showing another exemplary embodiment;
Fig. 15 is a view similar to Fig. 4 showing another exemplary embodiment;
도 1을 참조하면, 기판 이송 장치(12)를 가진 예시적인 기판 가공 장치(10)의 개략적인 상면도가 도시된다. 본 발명이 도면들에 도시된 실시예들에 관하여 설명될지라도, 본 발명은 많은 형태의 대체 가능한 실시예들로 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 임의의 적합한 크기, 형상 또는 유형의 재료들 또는 요소들이 사용될 수 있다. Referring to FIG. 1 , a schematic top view of an exemplary
상기 기판 이송 장치(12)에 추가하여, 상기 기판 가공 장치(10)는 진공 챔버(15)에 연결된 다중 기판 가공 챔버들(14)과 기판 카세트 엘리베이터들(16)을 포함한다. 상기 이송 장치(12)는, 적어도 부분적으로, 상기 챔버(15) 내에 배치되며, 상기 챔버들(14)과 엘리베이터들(16) 사이에서 반도체 웨이퍼 또는 평판 디스플레이와 같은 평면 기판들을 이송하도록 구성된다. 대체 가능한 실시예들에서, 상기 이송 장치(12)는 임의의 적합한 유형의 기판 가공 장치 내에 사용될 수 있다. In addition to the
종래의 진공 환경 로봇 매니퓰레이터(robotic manipulator)는 일반적으로 구동 유닛을 포함하며, 상기 구동 유닛은 로봇 매니퓰레이터의 모든 능동 요소들(active components), 예를 들어, 액추에이터들과 센서들, 및 위에서 논의된 바와 같이, 구동 유닛에 의해 구동되는 하나 이상의 아암들을 수용한다. 상기 아암(들)은 일반적으로 수동 메커니즘(passive mechanism)이며, 즉, 아암(들)은 액추에이터 및 센서와 같은 어떠한 능동 요소들도 포함하지 않는다. 이는 주로 진공 환경에서의 탈가스, 전력 분배 및 열 제거의 어려움에 기인한다.A conventional vacuum environment robotic manipulator generally includes a drive unit, which includes all active components of the robotic manipulator, e.g., actuators and sensors, and as discussed above. As such, it houses one or more arms driven by the drive unit. The arm(s) are generally passive mechanisms, ie, the arm(s) do not include any active elements such as actuators and sensors. This is mainly due to the difficulties of degassing, power distribution and heat removal in a vacuum environment.
도 2를 참조하면, 상기 기판 이송 장치(12)는 (또는 진공 호환 로봇 시스템) 구동부(18)와 아암(20)을 포함한다. 상기 구동부(18)는 두 개의 회전축들을 가진다. 상기 아암(20)은 구동부(18)에 결합된다. 이 예시적인 실시예에서, 상기 아암(20)은 제1 링크(22), 제2 링크(24) 및 엔드-이펙터(end-effector)(26)를 포함한다. 상기 제1 링크(22)는 상기 구동부(18)의 제1 회전축에 직접 부착된다. 상기 제2 링크(24)는 제1 회전 조인트(28)를 통해 제1 링크(22)에 결합된다. 상기 엔드-이펙터(26)는 제2 회전 조인트(30)를 통해 제2 링크(24)에 결합된다. 도시된 실시예에서, 아암(20)은 상기 구동부(18)와 조인트들(28, 30)에 형성된 세 개의 회전축들(90, 92, 94)을 가진다. 이 실시예에서, 상기 제2 링크(24)는, 상기 구동부(18)의 제2 회전축에 부착된 제1 풀리, 제1 벨트/밴드 및 상기 아암(20)의 제2 링크(24)에 부착된 제2 풀리를 포함하는 벨트/밴드 구동을 통해 구동된다. 상기 엔드-이펙터(26)는 다른 벨트/밴드 장치를 통해 상기 구동부(18)에 대해 대략 반경 방향으로 향하도록 강요되며, 상기 다른 벨트/밴드 장치는, 제1 링크(22)에 회동 가능하게 결합된 제1 풀리, 제2 벨트/밴드 및 엔드-이펙터(26)에 부착된 제4 풀리를 포함할 수 있다. 다양한 다른 예시적인 실시예들에서, 임의의 적합한 구동부, 액추에이터, 센서 또는 그 밖의 것이, 임의의 조합으로 및/또는 U.S. 특허 번호 9,202,733호와 U.S. 특허 번호 8,716,909호에 개시된 바와 같이, 여기서 개시되는 특징들을 제공할 수 있으며, 이 특허들은 모두 그 전체가 여기에 참조로서 통합된다. Referring to FIG. 2 , the substrate transfer device 12 (or vacuum compatible robot system) includes a
상기 기판 이송 장치(12)가 진공 로봇에 관해 설명되었다 할지라도, 개시된 바와 같은 특징들을 가진 임의의 적합한 기판 이송 장치; 대기 또는 그 밖의 것이 제공될 수 있다. 기판 이송 장치(12)는 제어기(54), 구동 유닛(18) 및 아암(20)을 가지며, 기판(S)을 이송하도록 구성된다. 제어기(54)는 적어도 하나의 프로세서(32), 적어도 하나의 메모리(34) 및 상기 구동 유닛(18)과 센서로부터의 공정 입력(process input)을 제어하도록 구성된 소프트웨어 또는 컴퓨터 코드(36)를 가질 수 있다. 아암(20)은 SCARA 유형의 아암으로서 도시되어 있고 구동 유닛(18)에 의해 구동되지만, 대체 가능한 실시예들에서는 임의의 적합한 아암이 제공될 수 있다. 기판 이송 장치(12)는 두 개의 링크 아암에 관해 설명된다 할지라도, 임의의 적합한 수의 링크들이 제공될 수 있다. 또한, 임의의 적합한 수의 아암들이 제공될 수 있다. 또한, 회전축 및/또는 선형 축의 임의의 조합이 임의의 적합한 아암에 제공될 수 있다. Although the
상기 구동부(18)는 로봇 모터 조립체를 형성한다. 이 예에서, 고정자들과 회전자들 포함하는 상기 로봇 모터 조립체는 상기 제1 링크(22)와 상기 제1 링크의 풀리들 중 하나에 연결된 샤프트들을 구동하도록 구성된다. 도 3을 참조하면, 상기 구동부(18)는, 구동부(18) 내부와 챔버(15) 내부의 환경 영역(environmental area)(40)을 구동부와 챔버 외부의 환경 영역(42)으로부터 분리하는 하우징(38)을 포함한다. 위치 인코더 기준 부재(position encoder reference member) 또는 디스크(disk)는 상기 구동부(18)의 회전자들 또는 샤프트들 각개에 연결된다. 도 3은 위치 인코더 기준 부재 디스크(44)가 샤프트/회전자(46)에 부착된 예를 보여준다. 상기 모터 조립체의 하우징(38)은 관통된 개구(aperture)(48)를 가진다. 상기 개구(48)는 상기 위치 인코더 기준 부재 디스크(44)와 정렬된다. 상기 하우징(38)에 위치 읽기-헤드(read-head)(50)가 부착된다. 상기 회전자/샤프트(46)가 회전할 때 상기 위치 인코더 기준 부재 디스크(44)가 회전하는 동안 상기 읽기-헤드(50)가 상기 디스크(44)의 장소 또는 위치를 감지하기 위해, 상기 위치 읽기-헤드(50)는 하우징(38)을 관통하는 개구(48)에 배치된다. 상기 읽기-헤드(50)로부터의 출력은 상기 제어기(54)로 공급된다. 다른 예는 도 3a에 도시되어 있으며, 이는, U.S. 특허 출원 공개 번호 2014/0077637호의 도 1에 묘사된 예시적인 로봇과 같은, 로봇의 직접-구동 모듈을 도식적으로 보여주며, 샤프트(46a), 모터(47)의 고정자 및 회전자, 직접 구동 모듈 하우징(38a), 인코더 트랙 또는 기준 부재(44a), 베어링(49) 및 인코더 센서(60a)를 보여준다. The
도 4를 참조하면, 이 실시예에서, 상기 위치 읽기-헤드(50)는 전체적으로 프레임(56), 광 방출기(light emitter)(58), 광센서(60), 환경 분리 장벽(62) 및 전자 회로(59)를 포함한다. 하나의 유형의 예시적인 실시예에서, 상기 센서(60)는 적어도 하나의 이미지를 보기 위한 어레이로서 배치된 다수의 광센서들이며, 상기 광 방출기(58)는 다수의 광 방출기들을 포함한다. 이러한 예는 읽기-헤드(50')로서 도 4a에 도시된다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 다른 대안에서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 장치는 다중 읽기-헤드들(50", 50'")을 포함할 수 있으며, 이들은 상이한 광 방출기와 광센서 구성들을 가지지만 동일한 기준 부재(44)를 읽기 위해 상기 하우징(38)에 부착된다. Referring to FIG. 4 , in this embodiment, the position read-
도 5를 참조하면, 이 예시적인 실시예에서, 상기 센서(60)와 프레임(56) 사이에 제1 연결부(connection)(64)가 제공되고, 상기 분리 장벽(62)과 프레임(56) 사이에 제2 연결부(66)가 제공된다. 그러나, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 센서(60)와 분리 장벽(62)은, 하우징(38)에 대한 단일 유형의 연결부(68)를 가진 센서 프레임과 함께 단일체의 조립체일 수 있다. 상기 연결부들(64, 66, 68)는 정적으로 고정되거나 또는 조절 가능할 수 있다. 도 4에 도시된 예에서, 상기 연결부(64)는 정적으로 고정되고, 상기 연결부(66)는 탄성 편향 가능한 연결부이며, 상기 연결부(68)는 조절 가능하다. Referring to FIG. 5 , in this exemplary embodiment, a
이 예시적인 실시예에서, 상기 환경 분리 장벽(62)은 투명 윈도우이며, 상기 광센서(60)는 카메라이다. 상기 투명 윈도우(62)를 홀딩하기 위해 홀더(holder)(70)가 제공된다. 상기 홀더(70)는 투명 윈도우(62)를 밀봉재(seal)(72)에 대하여 가압하도록 연결부(66)에 의해 상기 개구(48)의 방향으로 편향된다. 따라서, 상기 밀봉재(72)와 윈도우(62)는 상기 개구(48)를 밀봉하며, 상기 개구(48)에서 두 개의 환경 영역들(40, 42) 사이에 광학적으로 투명한 장벽을 형성한다. 상기 장벽(62)이 광학적으로 투명하기 때문에, 상기 카메라(60)는 여전히 상기 기준 부재(44)로부터 이미지를 볼 수 있다. 상기 카메라(60), 광 방출기(58) 및 전자 회로(59)를 포함하는 읽기-헤드(50)의 구성요소들이 모두 상기 환경 영역(40)의 외부에 있기 때문에, 상기 영역(40) 내부의 이러한 구성요소들로부터의 탈가스(outgassing)의 위험이 없다. 상기 카메라(60), 광 방출기(58) 및 전자 회로(59)를 포함하는 읽기-헤드(50)의 구성요소들이 모두 상기 환경 영역(40)의 외부에 있기 때문에, 상기 읽기-헤드(50) 또는 그 구성요소들의 특별한 설계 또는 포장(encasement)이 필요하지 않다. In this exemplary embodiment, the
여기서 설명된 바와 같은 특징들을 가지면, 위치 인코더(position encoder)는 로봇 직접-구동 모듈, 예를 들어, 구동부(18) 또는 구동부(18)를 형성하기 위해 조립되는 다수의 구동 모듈들 중 하나에 통합될 수 있다. 예를 들어, 디스크(44) 상의, 위치 인코더 트랙(track)은 직접-구동 모듈의 구동되는 부품(46)에 결합될 수 있으며, 예를 들어, 도면들에 도시된 예시적인 실시예들과 같이, 위치 읽기-헤드는 직접-구동 모듈의 하우징(38)의 외부에 제공될 수 있다. Having the features as described herein, a position encoder is integrated into a robot direct-drive module, for example a
하나의 예시적인 실시예에서, 도 4에 도식적으로 묘사된 바와 같이, 상기 직접-구동 모듈의 하우징(38)은 개구(슬롯)(48)를 특징으로 할 수 있으며, 상기 개구(48)는 상기 직접-구동 모듈의 하우징의 외부로부터 상기 위치 인코더 트랙으로의 광 경로(optical path)(시야)를 제공하도록 배치된다. 상기 개구(48)는 상기 직접-구동 모듈의 하우징 내부의 진공 또는 다른 비-대기 환경을 상기 직접-구동 모듈의 하우징 외부의 환경으로부터 분리하기 위한 분리 장벽(62)을 특징으로 할 수 있다. 상기 분리 장벽(62)은, 예를 들어, 유리 또는 아크릴과 같은 실질적으로 투명한 재료로 만들어질 수 있다. 상기 분리 장벽(62)은, 예를 들어, O-링 또는 접합된 조인트를 사용하여, 또는 임의의 다른 적합한 방법을 사용하여 상기 직접-구동 모듈의 하우징에 대해 밀봉될 수 있다.In one exemplary embodiment, as schematically depicted in FIG. 4 , the
참조 번호 44의 인코더 트랙은 인코더 트랙의 위치를 감지하기 위해 사용될 수 있는 특징들을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 특징들은 증분 트랙(incremental track)을 형성할 수 있으며, 몇몇의 경우에, 상기 증분 트랙은 절대 트랙(absolute track)에 의해 보완될 수 있다. 다른 예로서, 상기 특징들은 이미지 처리 기술을 사용하여 판독될 수 있는 패턴을 형성할 수 있다. The encoder track at
도 4에 도시된 바와 같이, 읽기-헤드(50)는 직접-구동 모듈의 외부에 제공될 수 있으며, 그래서 읽기-헤드(50)는 직접-구동 모듈의 하우징의 개구를 통해 인코더 트랙의 위치를 감지할 수 있다. 상기 읽기-헤드는 상기 직접-구동 모듈의 하우징에 실질적으로 고정된 방식으로 부착될 수 있거나, 또는 인코더 트랙에 대한 읽기-헤드의 조절을 허용하기 위해 상기 직접-구동 모듈의 하우징에 이동 가능한 방식으로 결합될 수 있다. 상기 조절은 읽기-헤드와 인코더 트랙 사이의 거리, 및 인코더 트랙에 대한 읽기-헤드의 방향을 포함할 수 있다. 대안으로서, 상기 읽기-헤드는 개구에 근접하여 임의의 적합한 방식으로 홀딩될 수 있다. As shown in Fig. 4, the read-
여전히, 도 4를 참조하면, 상기 읽기-헤드는 인클로저(enclosure)(56)와 (센서(60)를 포함하는) 광학 시스템을 포함할 수 있다. 상기 읽기-헤드는 다른 구성요소들, 예를 들어, 읽기-헤드를 제어하고, 데이터를 처리하며, 그리고 통신을 용이하게 하는 전자부품들을 더 포함할 수 있다. Still referring to FIG. 4 , the read-head may include an
상기 광학 시스템(optical system)은 상기 읽기-헤드에 대한 인코더 트랙의 위치를 검출하도록 구성될 수 있다. 예로서, 상기 광학 시스템은 하나 이상의 광 방출기, 하나 이상의 광 수신기, 및 다른 광학 부품들, 예컨대 렌즈, 거울 및 마스크를 포함할 수 있다. 상기 광 방출기(들)과 수신기(들)은 상기 인코더 트랙 상의 특징들을 검출하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 수신기(들)은 상기 방출기(들)에 의해 발생된 광의 반사에 근거하여 상기 특징들을 검출할 수 있다. The optical system may be configured to detect the position of the encoder track relative to the read-head. By way of example, the optical system may include one or more light emitters, one or more light receivers, and other optical components such as lenses, mirrors and masks. The light emitter(s) and receiver(s) may be arranged to detect features on the encoder track. For example, the receiver(s) may detect the characteristics based on reflection of light generated by the emitter(s).
다른 예로서, 상기 광학 시스템은 하나 이상의 광원(들), 하나 이상의 디지털 카메라(들), 및 다른 광학 부품들, 예컨대 렌즈, 거울 및 마스크를 포함할 수 있다. 상기 광원(들)은 상기 디지털 카메라(들)의 시야 내에 상기 인코더 트랙의 조명을 제공하도록 배치될 수 있다. 상기 디지털 카메라(들)은 주기적으로 인코더 트랙의 사진(이미지)을 찍도록 구성될 수 있다. 상기 인코더 읽기-헤드에 대한 인코더 트랙의 위치를 판단하기 위해, 사진들은 상기 인코더 읽기-헤드에 의해 처리될 수 있으며, 및/또는 인코더 읽기-헤드의 외부, 예를 들어 상기 제어기(54)에서 처리될 수 있다. As another example, the optical system may include one or more light source(s), one or more digital camera(s), and other optical components such as lenses, mirrors and masks. The light source(s) may be arranged to provide illumination of the encoder track within the field of view of the digital camera(s). The digital camera(s) may be configured to periodically take pictures (images) of the encoder tracks. In order to determine the position of the encoder track relative to the encoder read-head, pictures may be processed by the encoder read-head and/or external to the encoder read-head, eg in the
다른 예시적인 실시예에서, 도 7에 도식적으로 묘사된 바와 같이, 상기 직접-구동 모듈의 하우징(38)은 직접-구동 모듈의 하우징의 외부로부터 위치 인코더 트랙(44)의 광 경로(시야)를 제공하도록 배치된 개구(슬롯)(48)를 특징으로 할 수 있다. 읽기-헤드(50a)는 직접-구동 모듈의 하우징 내의 개구를 통해 인코더 트랙(44)의 위치를 감지할 수 있도록 직접-구동 모듈의 외부에 제공될 수 있다. In another exemplary embodiment, as schematically depicted in FIG. 7 , the
상기 인코더 트랙(44)은 인코더 트랙의 위치를 감지하는데 사용될 수 있는 특징들을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 특징들은 증분 트랙을 형성할 수 있으며, 몇몇의 경우에, 상기 증분 트랙은 절대 트랙(absolute track)에 의해 보완될 수 있다. 다른 예로서, 상기 특징들은 이미지 처리 기술을 사용하여 판독될 수 있는 패턴을 형성할 수 있다. The
상기 읽기-헤드(50a)는 인클로저(56a), 윈도우(62), 및 광 방출기(58)와 광센서(60)을 포함하는 광학 시스템을 포함할 수 있다. 상기 읽기-헤드(50a)는 다른 구성요소들, 예를 들어, 읽기-헤드를 제어하고, 데이터를 처리하며, 그리고 통신을 용이하게 하는 전자부품들을 더 포함할 수 있다. The read-
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 윈도우(62)는 읽기-헤드의 인클로저 내에 배치됨으로써, 직접-구동 모듈의 하우징(38) 내의 개구(48)를 통해 상기 광학 시스템(58, 60)과 인코더 트랙(44) 사이에 광 경로(시야)를 제공할 수 있다. 상기 윈도우(62)는 실질적으로 투명한 재료, 예를 들어 유리 또는 아크릴로 만들어질 수 있다. 7, the
상기 광학 시스템(optical system)은 상기 읽기-헤드에 대한 인코더 트랙(44)의 위치를 검출하도록 구성될 수 있다. 예로서, 상기 광학 시스템은 하나 이상의 광 방출기(들), 하나 이상의 광 수신기(들), 및 다른 광학 부품들, 예컨대 렌즈, 거울 및 마스크를 포함할 수 있다. 상기 광 방출기(들)과 수신기(들)은 상기 인코더 트랙 상의 특징들을 검출하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 수신기(들)은 상기 방출기(들)에 의해 발생된 광의 반사에 근거하여 상기 특징들을 검출할 수 있다. 광원(들)이 디지털 카메라(들)의 시야 내에 상기 인코더 트랙의 조명을 제공하도록 배치될 수 있다. 상기 디지털 카메라(들)(60)은 주기적으로 인코더 트랙의 사진(이미지)을 찍도록 구성될 수 있다. 사진들은, 상기 인코더 읽기-헤드에 대한 인코더 트랙의 위치를 판단하기 위해, 상기 인코더 읽기-헤드에 의해 처리될 수 있다. The optical system may be configured to detect the position of the
상기 읽기-헤드의 윈도우(62)가 직접-구동 모듈의 하우징(38)에 대해 직접 구동 모듈의 개구(48) 둘레에서 밀봉되도록, 상기 읽기-헤드(50a)는 직접-구동 모듈의 하우징(38)에 부착될 수 있으며, 따라서 직접-구동 모듈의 하우징 내부의 진공 또는 다른 비-대기 환경을 직접-구동 모듈의 하우징 외부의 환경으로부터 분리할 수 있다. 그 결과로서, 상기 읽기-헤드(50a)의 인클로저 내부의 구성요소들은 직접-구동 모듈의 하우징 내부의 진공 또는 다른 비-대기 환경에 노출되지 않는다. The read-
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 읽기-헤드는 상기 직접-구동 모듈의 하우징에 실질적으로 고정된 방식으로 부착될 수 있으며, 상기 윈도우(62)는 O-링 또는 임의의 다른 적합한 밀봉재를 사용하여 직접-구동 모듈의 하우징(38)에 밀봉될 수 있다. 밀봉재 구성의 추가적인 예들은 도 8, 9(읽기-헤드의 설치 방향에 대해 수직 방향으로 압축된 밀봉재), 및 도 10(읽기-헤드의 설치 방향을 따라서 압축되는 O-링)에 도식적으로 묘사된다. 도 8은 개구(48b)를 가진 하우징(38b), 및 읽기-헤드(50b)를 보여주며, 상기 읽기-헤드(50b)는 프레임(56b), 밀봉재(72b), 윈도우(62b), 및 광 방출기(58)와 센서(60)를 포함하는 광학 부품들을 가진다. 도 9는 개구(48c)를 가진 하우징(38c), 및 읽기-헤드(50c)를 보여주며, 상기 읽기-헤드(50c)는 프레임(56c), 밀봉재(72b), 윈도우(62b), 및 광 방출기(58)와 센서(60)를 포함하는 광학 부품들을 가진다. 도 10은 개구(48b)를 가진 하우징(38b), 및 읽기-헤드(50d)를 보여주며, 상기 읽기-헤드(50d)는 프레임(56c), 밀봉재(72d), 윈도우(62d), 및 광 방출기(58)와 센서(60)를 포함하는 광학 부품들을 가진다. 상기 윈도우(62)는 밀봉재를 위한 적절한 공간을 제공하며, 동시에, 도 11에 도시된 바와 같이, 인코더 트랙에 대한 상기 센서의 구성요소들의 바람직한 근접 배치를 허용하도록 형상화될 수 있다. 도 11은 개구(48b)를 가진 하우징(38b), 및 읽기-헤드(50e)를 보여주며, 상기 읽기-헤드(50e)는 프레임(56c), 밀봉재(72d), 윈도우(62e), 및 광 방출기(58)와 센서(60)를 포함하는 광학 부품들을 가진다. 7, the read-head may be attached in a substantially fixed manner to the housing of the direct-drive module, and the
도 7 내지 11의 모든 예시적인 구성들에서, 상기 윈도우(62)는 상기 센서의 인클로저(56)에 대해 단순히 기계적으로 고정될 수 있지만 반드시 밀봉될 필요는 없으며, 밀봉은 윈도우(62)와 직접-구동 모듈의 하우징(38) 사이에서 이루어진다는 것을 주의하여야 한다. 도 7 내지 11의 예들에서, 상기 윈도우(62)는 반드시 별도의 부품일 필요는 없다는 것을 주의하여야 한다. 상기 윈도우(62)는 편리하게는 렌즈와 같은 읽기-헤드의 광학 시스템의 부품에 의해 형성되거나, 또는 임의의 다른 적합한 부품에 의해 형성될 수 있다. 7-11 , the
대안으로서, 상기 읽기-헤드는, 인코더 트랙에 대해 센서의 조절을 허용하기 위해, 직접-구동 모듈의 하우징에 이동 가능한 방식(movable manner)으로 결합될 수 있다. 상기 조절은 읽기-헤드와 인코더 트랙 사이의 거리, 및 인코더 트랙에 대한 읽기-헤드의 방향(예를 들어, 피치(pitch), 롤(roll) 및 요(yaw))을 포함할 수 있다. 상기 센서의 윈도우는, O-링, 벨로우즈, 플렉셔(flexure), 또는 밀봉을 유지하면서 센서에 충분한 이동을 제공하는 임의의 다른 적합한 밀봉재에 의해 직접-구동 모듈의 하우징에 밀봉될 수 있다. As an alternative, the read-head may be coupled in a movable manner to the housing of the direct-drive module to allow adjustment of the sensor relative to the encoder track. The adjustment may include the distance between the read-head and the encoder track, and the orientation of the read-head relative to the encoder track (eg, pitch, roll and yaw). The window of the sensor may be sealed to the housing of the direct-actuation module by an O-ring, bellows, flexure, or any other suitable sealant that provides sufficient movement for the sensor while maintaining the seal.
또 다른 예시적인 실시예에서, 도 12에 도식적으로 묘사된 바와 같이, 상기 직접-구동 모듈의 하우징은 직접-구동 모듈의 하우징 외부로부터 위치 인코더 트랙의 광 경로(시야)를 제공하도록 배치된 개구(슬롯)을 특징으로 할 수 있다. 읽기-헤드는 직접-구동 모듈의 하우징 내의 개구를 통해 인코더 트랙의 위치를 감지할 수 있도록 직접-구동 모듈의 외부에 제공될 수 있다. 도 12는 개구(48)를 가진 하우징(38)과 읽기-헤드(50f)를 보여주며, 상기 읽기-헤드(50f)는 프레임(56f), 밀봉재(72), 윈도우(62f), 밀봉재(72f), 및 광 방출기(58)와 센서(60)를 포함하는 광학 부품들을 가진다. In another exemplary embodiment, as schematically depicted in FIG. 12 , the housing of the direct-actuation module has an opening arranged to provide an optical path (field of view) of the position encoder track from outside the housing of the direct-drive module ( slots) can be characterized. A read-head may be provided on the outside of the direct-drive module to sense the position of the encoder track through an opening in the housing of the direct-drive module. 12 shows a
인코더 트랙은 인코더 트랙의 위치를 감지하는데 사용될 수 있는 특징들을 포함한다. 예로서, 상기 특징들은 증분 트랙(incremental track)을 형성할 수 있으며, 몇몇의 경우에, 상기 증분 트랙은 절대 트랙(absolute track)에 의해 보완될 수 있다. 다른 예로서, 상기 특징들은 이미지 처리 기술을 사용하여 판독될 수 있는 패턴을 형성할 수 있다. The encoder track contains features that can be used to sense the position of the encoder track. By way of example, the features may form an incremental track, which in some cases may be supplemented by an absolute track. As another example, the features can form a pattern that can be read using image processing techniques.
상기 읽기-헤드는 인클로저, 윈도우 및 광학 시스템을 포함할 수 있다. 상기 읽기-헤드는 다른 구성요소들, 예를 들어, 읽기-헤드를 제어하고, 데이터를 처리하며, 그리고 통신을 용이하게 하는 전자부품들을 더 포함할 수 있다. The read-head may include an enclosure, a window and an optical system. The read-head may further include other components, for example, electronic components for controlling the read-head, processing data, and facilitating communication.
도 12에 묘사된 바와 같이, 상기 윈도우는 읽기-헤드의 인클로저 내에 배치됨으로써, 직접-구동 모듈의 하우징 내의 개구를 통해 상기 광학 시스템과 인코더 트랙 사이에 광 경로(시야)를 제공할 수 있다. 상기 윈도우는 실질적으로 투명한 재료, 예를 들어 유리 또는 아크릴로 만들어질 수 있다. 상기 윈도우는, 예를 들어, O-링 또는 접합된 조인트를 사용하여, 상기 센서의 인클로저에 밀봉될 수 있다.As depicted in FIG. 12 , the window may be disposed within the enclosure of the read-head to provide an optical path (field of view) between the optical system and the encoder track through an opening in the housing of the direct-drive module. The window may be made of a substantially transparent material, for example glass or acrylic. The window may be sealed to the enclosure of the sensor using, for example, an O-ring or a bonded joint.
상기 광학 시스템은 상기 읽기-헤드에 대한 인코더 트랙의 위치를 검출하도록 구성될 수 있다. 예로서, 상기 광학 시스템은 하나 이상의 광 방출기들, 하나 이상의 광 수신기들, 및 다른 광학 부품들, 예컨대 렌즈, 거울 및 마스크를 포함할 수 있다. 상기 광 방출기(들)과 수신기(들)은 상기 인코더 트랙 상의 특징들을 검출하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 수신기(들)은 상기 방출기(들)에 의해 발생된 광의 반사에 근거하여 상기 특징들을 검출할 수 있다. The optical system may be configured to detect the position of the encoder track relative to the read-head. By way of example, the optical system may include one or more light emitters, one or more light receivers, and other optical components such as lenses, mirrors and masks. The light emitter(s) and receiver(s) may be arranged to detect features on the encoder track. For example, the receiver(s) may detect the characteristics based on reflection of light generated by the emitter(s).
다른 예로서, 상기 광학 시스템은 하나 이상의 광원(들), 하나 이상의 디지털 카메라(들), 및 다른 광학 부품들, 예컨대 렌즈, 거울 및 마스크를 포함할 수 있다. 상기 광원(들)은 상기 디지털 카메라(들)의 시야 내에 상기 인코더 트랙의 조명을 제공하도록 배치될 수 있다. 상기 디지털 카메라(들)은 주기적으로 인코더 트랙의 사진(이미지)을 찍도록 구성될 수 있다. 사진들은, 상기 인코더 읽기-헤드에 대한 인코더 트랙의 위치를 판단하기 위해, 상기 인코더 읽기-헤드에 의해 처리될 수 있다. As another example, the optical system may include one or more light source(s), one or more digital camera(s), and other optical components such as lenses, mirrors and masks. The light source(s) may be arranged to provide illumination of the encoder track within the field of view of the digital camera(s). The digital camera(s) may be configured to periodically take pictures (images) of the encoder tracks. Pictures may be processed by the encoder read-head to determine the position of the encoder track relative to the encoder read-head.
상기 읽기-헤드는, 상기 센서의 인클로저가 직접-구동 모듈의 하우징에 대해 직접-구동 모듈의 개구 둘레에서 그리고 읽기-헤드의 윈도우 둘레에서 밀봉되도록, 직접-구동 모듈의 하우징에 부착될 수 있으며, 따라서 직접-구동 모듈의 하우징 내부의 진공 또는 다른 비-대기 환경을 직접-구동 모듈 외부의 환경으로부터 분리할 수 있으며, 또한 읽기-헤드의 인클로저 내부의 구성요소들을 직접-구동 모듈의 하우징 내부의 진공 또는 비-대기 환경으로부터 분리할 수 있다. 이는 읽기-헤드의 인클로저 내부의 구성요소들이 직접-구동 모듈의 하우징 내부의 진공 또는 비-대기 환경에 노출되는 것을 방지한다. the read-head may be attached to the housing of the direct-actuation module, such that the enclosure of the sensor is sealed around the opening of the direct-actuation module relative to the housing of the direct-actuation module and around the window of the read-head; Thus, the vacuum or other non-atmospheric environment inside the housing of the direct-drive module can be separated from the environment outside the direct-drive module, and also components inside the enclosure of the read-head can be separated from the vacuum inside the housing of the direct-drive module. or from the non-atmospheric environment. This prevents the components inside the enclosure of the read-head from being exposed to the vacuum or non-atmospheric environment inside the housing of the direct-drive module.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 읽기-헤드는 상기 직접-구동 모듈의 하우징에 실질적으로 고정된 방식으로 부착될 수 있으며, 상기 센서의 인클로저는 O-링 또는 임의의 다른 적합한 밀봉재를 사용하여 직접-구동 모듈의 하우징에 밀봉될 수 있다. 윈도우가 읽기-헤드의 인클로저에 밀봉되고, 읽기-헤드의 인클로저가 직접-구동 모듈의 하우징에 밀봉되는 추가 예시적인 실시예들은 도 14 및 15에 도식적으로 묘사되어 있다. 도 14는 개구(48h)를 가진 하우징(38h), 및 읽기-헤드(50h)를 보여주며, 상기 읽기-헤드(50h)는 프레임(56h), 밀봉재들(72h1, 72h2), 윈도우(62h), 및 광 방출기(58)와 센서(60)를 포함하는 광학 부품들을 가진다. 도 15는 개구(48h)를 가진 하우징(38h), 및 읽기-헤드(50i)를 보여주며, 상기 읽기-헤드(50i)는 프레임(56h), 밀봉재들(72h1, 72h2), 윈도우(62h), 및 광 방출기(58)와 센서(60)를 포함하는 광학 부품들을 가진다.12 , the read-head may be attached in a substantially fixed manner to the housing of the direct-drive module, and the enclosure of the sensor may be directly attached using an O-ring or any other suitable sealant. - Can be sealed in the housing of the drive module. Further exemplary embodiments in which the window is sealed to the enclosure of the read-head and the enclosure of the read-head is sealed to the housing of the direct-drive module are schematically depicted in FIGS. 14 and 15 . 14 shows a
도 12의 예에서, 상기 윈도우는 반드시 별도의 부품일 필요는 없다는 것을 주의하여야 한다. 상기 윈도우는 편리하게는 렌즈와 같은 센서의 광학 시스템의 부품에 의해 형성되거나, 또는 임의의 다른 적합한 부품에 의해 형성될 수 있다. It should be noted that in the example of Figure 12, the window need not necessarily be a separate part. The window may conveniently be formed by a component of the optical system of the sensor, such as a lens, or by any other suitable component.
대안으로서, 상기 읽기-헤드는, 인코더 트랙에 대해 센서의 조절을 허용하기 위해, 직접-구동 모듈의 하우징에 이동 가능한 방식(movable manner)으로 결합될 수 있다. 상기 조절은 읽기-헤드와 인코더 트랙 사이의 거리, 및 인코더 트랙에 대한 읽기-헤드의 방향(예를 들어, 피치(pitch), 롤(roll) 및 요(yaw))을 포함할 수 있다. 상기 읽기-헤드의 인클로저는, O-링, 벨로우즈, 플렉셔(flexure), 또는 밀봉을 유지하면서 읽기-헤드에 충분한 이동을 제공하는 임의의 다른 적합한 밀봉재에 의해 직접-구동 모듈의 하우징에 밀봉될 수 있다. As an alternative, the read-head may be coupled in a movable manner to the housing of the direct-drive module to allow adjustment of the sensor relative to the encoder track. The adjustment may include the distance between the read-head and the encoder track, and the orientation of the read-head relative to the encoder track (eg, pitch, roll and yaw). The enclosure of the read-head may be sealed to the housing of the direct-drive module by an O-ring, bellows, flexure, or any other suitable sealant that provides sufficient movement to the read-head while maintaining a seal. can
또 다른 예시적인 실시예에서, 도 13에 도식적으로 묘사된 바와 같이, 상기 직접-구동 모듈의 하우징은, 직접-구동 모듈의 하우징 외부로부터 위치 인코더 트랙의 광 경로(시야)를 제공하도록 배치된 개구(슬롯)을 특징으로 할 수 있다. 도 13은 개구(48g)를 가진 하우징(38g)과 읽기-헤드(50g)를 보여주며, 상기 읽기-헤드(50g)는 프레임 부재들(56g1, 56g2), 밀봉재들(72g1, 72g2), 윈도우(62g), 및 광 방출기(58)와 센서(60)를 포함하는 광학 부품들을 가진다. 상기 센서는, 직접-구동 모듈의 하우징 내의 개구를 통해 인코더 트랙의 위치를 감지할 수 있도록, 직접-구동 모듈의 외부에 제공될 수 있다. In another exemplary embodiment, as schematically depicted in FIG. 13 , the housing of the direct-drive module has an opening arranged to provide an optical path (field of view) of the position encoder track from outside the housing of the direct-drive module. (slot) can be characterized. 13 shows a
상기 인코더 트랙은 인코더 트랙의 위치를 감지하는데 사용될 수 있는 특징들을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 특징들은 증분 트랙을 형성할 수 있으며, 몇몇의 경우에, 상기 증분 트랙은 절대 트랙에 의해 보완될 수 있다. 다른 예로서, 상기 특징들은 이미지 처리 기술을 사용하여 판독될 수 있는 패턴을 형성할 수 있다.The encoder track may include features that can be used to sense the position of the encoder track. By way of example, the features may form an incremental track, and in some cases the incremental track may be supplemented by an absolute track. As another example, the features can form a pattern that can be read using image processing techniques.
상기 읽기-헤드는 제1 인클로저, 윈도우 및 광학 시스템을 포함할 수 있다. 상기 읽기-헤드는 다른 구성요소들, 예를 들어, 읽기-헤드를 제어하고, 데이터를 처리하며, 그리고 통신을 용이하게 하는 전자부품들을 더 포함할 수 있다. The read-head may include a first enclosure, a window and an optical system. The read-head may further include other components, for example, electronic components for controlling the read-head, processing data, and facilitating communication.
도 13에 묘사된 바와 같이, 상기 윈도우는 읽기-헤드의 제1 인클로저 내에 배치됨으로써, 직접-구동 모듈의 하우징 내의 개구를 통해 상기 광학 시스템과 인코더 트랙 사이에 광 경로(시야)를 제공할 수 있다. 상기 윈도우는 상기 읽기-헤드의 제1 인클로저에 기계적으로 고정될 수 있고 제2 인클로저에 밀봉될 수 있으며(도 13의 윈도우 밀봉재), 제1 및 제2 인클로저들은 어느 것도 직접 구동 모듈의 하우징이 아니다. 상기 제2 인클로저는 그 다음에 직접-구동 모듈의 하우징에 밀봉된다(도 13의 인클로저 밀봉재). 이는 대기와 비-대기 환경들 사이의 장벽으로서 작용하도록 결코 의도되지 않은 읽기-헤드 하우징들이 사용될 수 있도록 한다. 13 , the window may be disposed within the first enclosure of the read-head, thereby providing an optical path (field of view) between the optical system and the encoder track through an opening in the housing of the direct-drive module. . The window may be mechanically secured to a first enclosure of the read-head and sealed to a second enclosure (window sealant in FIG. 13), neither of the first and second enclosures being a housing of a direct drive module . The second enclosure is then sealed to the housing of the direct-drive module (enclosure sealant in FIG. 13 ). This allows read-head housings that are never intended to act as a barrier between atmospheric and non-atmospheric environments to be used.
상기 윈도우는 실질적으로 투명한 재료, 예를 들어 유리 또는 아크릴로 만들어질 수 있다. 대안으로서, 도 6 내지 12의 예들에 관해 설명된 바와 같이, 상기 윈도우는 편리하게는 읽기-헤드의 광학 시스템의 부품, 예를 들어, 렌즈, 광에 영향을 미치는 다른 광학 요소, 또는 임의의 다른 적합한 부품에 의해 형성될 수 있다.The window may be made of a substantially transparent material, for example glass or acrylic. Alternatively, as described with respect to the examples of FIGS. 6 to 12 , the window may conveniently be a component of the optical system of the read-head, eg a lens, other optical element affecting light, or any other It can be formed by suitable parts.
상기 윈도우는, 예를 들어, O-링 또는 접합된 조인트를 사용하여 읽기-헤드의 제1 인클로저에 밀봉될 수 있다. 바람직한 경우에, 상기 밀봉은 윈도우에 플랜지와 같은 피처(feature)의 추가에 의해 달성될 수 있다. 대안으로서, 상기 밀봉은 사용에 의해 달성될 수 있다. 상업적으로 이용 가능한 읽기-헤드에 사용 가능한 피처들(features)을 사용함에 의해 달성될 수 있다. The window may be sealed to the first enclosure of the read-head using, for example, an O-ring or a bonded joint. If desired, the sealing may be achieved by the addition of a feature such as a flange to the window. Alternatively, the sealing may be achieved by use. This can be achieved by using features available in commercially available read-heads.
상기 광학 시스템은 상기 읽기-헤드에 대한 인코더 트랙의 위치를 검출하도록 구성될 수 있다. 예로서, 상기 광학 시스템은 하나 이상의 광 방출기들, 하나 이상의 광 수신기들, 및 다른 광학 부품들, 예컨대 렌즈, 거울 및 마스크를 포함할 수 있다. 상기 광 방출기(들)과 수신기(들)은 상기 인코더 트랙 상의 특징들을 검출하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 수신기(들)은 상기 방출기(들)에 의해 발생된 광의 반사에 근거하여 상기 특징들을 검출할 수 있다. The optical system may be configured to detect the position of the encoder track relative to the read-head. By way of example, the optical system may include one or more light emitters, one or more light receivers, and other optical components such as lenses, mirrors and masks. The light emitter(s) and receiver(s) may be arranged to detect features on the encoder track. For example, the receiver(s) may detect the characteristics based on reflection of light generated by the emitter(s).
다른 예로서, 상기 광학 시스템은 하나 이상의 광원(들), 하나 이상의 디지털 카메라(들), 및 다른 광학 부품들, 예컨대 렌즈, 거울 및 마스크를 포함할 수 있다. 상기 광원(들)은 상기 디지털 카메라(들)의 시야 내에 상기 인코더 트랙의 조명을 제공하도록 배치될 수 있다. 상기 디지털 카메라(들)은 주기적으로 인코더 트랙의 사진(이미지)을 찍도록 구성될 수 있다. 사진들은, 상기 인코더 읽기-헤드에 대한 인코더 트랙의 위치를 판단하기 위해, 상기 인코더 읽기-헤드에 의해 처리될 수 있다. As another example, the optical system may include one or more light source(s), one or more digital camera(s), and other optical components such as lenses, mirrors and masks. The light source(s) may be arranged to provide illumination of the encoder track within the field of view of the digital camera(s). The digital camera(s) may be configured to periodically take pictures (images) of the encoder tracks. Pictures may be processed by the encoder read-head to determine the position of the encoder track relative to the encoder read-head.
상기 읽기-헤드는, 상기 제2 인클로저가 직접-구동 모듈의 하우징에 대해 밀봉되도록, 직접-구동 모듈의 하우징에 부착될 수 있다. 상기 제2 인클로저는 그 다음에 읽기-헤드의 윈도우에 밀봉되며, 이에 따라 직접-구동 모듈의 하우징 내부의 진공 또는 다른 비-대기 환경을 직접-구동 모듈 외부의 환경으로부터 분리할 수 있으며, 또한 제2 인클로저 내부의 구성요소들을 직접-구동 모듈의 하우징 내부의 진공 또는 비-대기 환경으로부터 분리할 수 있다. 이는 제2 인클로저 내부의 구성요소들이 직접-구동 모듈의 하우징 내부의 진공 또는 비-대기 환경에 노출되는 것을 방지한다. The read-head may be attached to the housing of the direct-drive module such that the second enclosure is sealed against the housing of the direct-drive module. The second enclosure is then sealed to the window of the read-head, thereby isolating the vacuum or other non-atmospheric environment inside the housing of the direct-drive module from the environment outside the direct-drive module, and 2 It is possible to isolate the components inside the enclosure from the vacuum or non-atmospheric environment inside the housing of the direct-drive module. This prevents the components inside the second enclosure from being exposed to the vacuum or non-atmospheric environment inside the housing of the direct-drive module.
대안으로서, 상기 제2 인클로저는, 인코더 트랙에 대해 읽기-헤드의 조절을 허용하기 위해, 직접-구동 모듈의 하우징에 이동 가능한 방식(movable manner)으로 결합될 수 있다. 상기 조절은 읽기-헤드와 인코더 트랙 사이의 거리, 및 인코더 트랙에 대한 읽기-헤드의 방향(예를 들어, 피치(pitch), 롤(roll) 및 요(yaw))을 포함할 수 있다. 상기 제2 인클로저는, O-링, 벨로우즈, 플렉셔(flexure), 또는 밀봉을 유지하면서 읽기-헤드에 충분한 이동을 제공하는 임의의 다른 적합한 밀봉재에 의해 직접-구동 모듈의 하우징에 밀봉될 수 있다. As an alternative, the second enclosure may be coupled in a movable manner to the housing of the direct-drive module to allow adjustment of the read-head relative to the encoder track. The adjustment may include the distance between the read-head and the encoder track, and the orientation of the read-head relative to the encoder track (eg, pitch, roll and yaw). The second enclosure may be sealed to the housing of the direct-drive module by an O-ring, bellows, flexure, or any other suitable sealant that provides sufficient movement for the read-head while maintaining the seal. .
상기한 예시적인 실시예들이 반경 방향 안쪽으로 보는 읽기-헤드를 보여줄지라도, 상기 읽기-헤드는, 반경 방향 바깥쪽으로 보도록, 예를 들어, 디스크의 내부의 실린더형 표면을 지향하도록 구성될 수 있으며, 또는 축방향으로 위쪽 또는 아래쪽을 보도록, 예를 들어, 디스크의 평평한 면들 중 하나를 지향하도록 구성될 수 있다. Although the above exemplary embodiments show the read-head looking radially inward, the read-head may be configured to look radially outward, for example, to face the cylindrical surface of the interior of the disk, or to look upward or downward in the axial direction, for example to face one of the flat sides of the disk.
여기서 설명된 특징들은, 광학 인코더의 디스크가 하나의 환경(예컨대, 진공 환경) 내에 있고, 광학 인코더의 읽기-헤드의 광학 시스템과 제어 전자부품들을 포함하는 구성요소들은 다른 환경(예컨대, 대기 환경) 내에 있으며, 상기 디스크와 읽기-헤드의 구성요소들 사이에 실질적으로 투명한 장벽이 있는, 광학 인코더를 가진 구동 장치(예를 들어, 로봇 구동 장치)를 제공하기 위해 사용될 수 있다. The features described herein are such that the disk of the optical encoder is in one environment (eg, a vacuum environment), and the components including the optical system and control electronics of the read-head of the optical encoder are in another environment (eg, the atmospheric environment). may be used to provide a drive device (eg, a robot drive device) having an optical encoder in the interior and there is a substantially transparent barrier between the disk and read-head components.
상기 예시적인 실시예들이 반경 방향 안쪽으로 보는 읽기-헤드를 보여줄지라도, 상기 센서는, 반경 방향 바깥쪽으로 디스크의 내부의 실린더형 표면을 보도록 구성될 수 있으며, 또는 축방향(위쪽 또는 아래쪽)으로 디스크(44)의 평평한 면들 중 하나를 보도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은, 예를 들어, U.S. 특허 공개 번호 2015/0214086 A1, 2016/0229296 A1, 및 2017/0036358 A1에 기술된 예시적인 선형 로봇들을 포함하는 선형 애플리케이션들(linear applications)로 확장될 수 있으며, 이들은 그 전체가 참조로서 여기에 통합된다. Although the exemplary embodiments show a read-head looking radially inward, the sensor may be configured to view the inner cylindrical surface of the disk radially outward, or in the axial direction (up or down) of the disk. It can be configured to look at one of the flat faces of 44 . Such a configuration is, for example, in U.S. It may be extended to linear applications including the exemplary linear robots described in Patent Publication Nos. 2015/0214086 A1, 2016/0229296 A1, and 2017/0036358 A1, which are incorporated herein by reference in their entirety. do.
예시적인 장치는, 모터 조립체의 하우징을 관통하여 연장된 개구(aperture)에 근접하여 상기 하우징에 부착되도록 구성된 프레임; 카메라를 포함하는, 상기 프레임에 연결된 위치 센서; 상기 개구에서 상기 하우징에 연결되도록 구성된 환경 분리 장벽(environment separation barrier);을 포함하며, 상기 환경 분리 장벽은 적어도 부분적으로 투명하며, 상기 카메라가 상기 환경 분리 장벽과 상기 개구를 통해 상기 하우징 내부의 이미지를 볼 수 있도록 상기 카메라에 대하여 배치된다. 상기 환경 분리 장벽은 상기 개구에서 상기 하우징에 직접 연결되거나 또는 예를 들어 상기 장치의 프레임을 통해 상기 하우징에 간접적으로 연결될 수 있지만, 상기 환경 분리 장벽은 상기 하우징을 관통하면서 광 경로를 제공하는 상기 개구의 환경 폐쇄의 적어도 부분을 형성한다. An exemplary apparatus includes a frame configured to attach to the housing proximate to an aperture extending through the housing of a motor assembly; a position sensor coupled to the frame, including a camera; an environment separation barrier configured to couple to the housing at the opening, the environmental separation barrier being at least partially transparent, wherein the camera allows the camera to image the environment separation barrier and the interior of the housing through the opening is positioned relative to the camera so that it can be viewed. The environmental isolating barrier may be connected directly to the housing at the opening or indirectly connected to the housing, for example through a frame of the device, but the environmental isolating barrier may be connected to the opening providing an optical path through the housing. form at least part of its environmental closure.
상기 장치는 상기 환경 분리 장벽과 상기 모터 조립체의 하우징 사이에 직접 배치되도록 구성된 밀봉재(seal)를 포함할 수 있다. 상기 장치는 상기 환경 분리 장벽과 상기 프레임 사이에 직접 연결되는 제1 밀봉재를 포함할 수 있다. 상기 장치는 상기 프레임과 상기 모터 조립체의 하우징 사이에 직접 배치되도록 구성된 제2 밀봉재를 포함할 수 있다. 상기 장치는, 밀봉재, 및 상기 환경 분리 장벽을 상기 밀봉재에 대하여 가압하도록 구성된 장벽 홀더(barrier holder)를 포함할 수 있으며, 상기 장벽 홀더는 상기 프레임에 의해 상기 개구를 향해 가압되도록 구성된다. 상기 장치는, 상기 장벽 홀더와 상기 프레임 사이에, 상기 장벽 홀더가 상기 프레임에 대해 이동할 수 있도록 탄성이 있는 연결부(connection)를 포함할 수 있으며, 상기 프레임이 상기 하우징에 연결된 때 상기 연결부는 상기 장벽 홀더를 상기 개구를 향해 편향시킨다. 상기 환경 분리 장벽은, 상기 프레임에 직접 접촉되며 상기 프레임이 상기 하우징에 연결된 때 상기 프레임에 의해 상기 개구를 향해 가압되도록 구성되는 투명 윈도우를 포함할 수 있다. 상기 장치는, 상기 하우징, 상기 카메라에 의해 촬상되도록(imaged) 구성된 위치 기준 부재(position reference member)를 가진 상기 하우징 내부의 회전자(rotor), 및 적어도 하나의 밀봉재(seal)를 포함할 수 있으며, 상기 프레임은 상기 적어도 하나의 밀봉재, 및 상기 하우징 내부의 제1 환경 영역을 상기 하우징 외부의 제2 환경 영역으로부터 분리하기 위해 상기 개구를 밀봉하는 환경 분리 장벽과 함께 상기 하우징에 연결된다. 상기 프레임은 상기 하우징 내부의 제1 환경 영역에 노출되지 않을 수 있다. The apparatus may include a seal configured to be disposed directly between the environmental isolation barrier and the housing of the motor assembly. The device may include a first sealant coupled directly between the environmental isolation barrier and the frame. The apparatus may include a second sealant configured to be disposed directly between the frame and the housing of the motor assembly. The apparatus may include a sealant and a barrier holder configured to press the environmental isolation barrier against the sealant, the barrier holder configured to be pressed towards the opening by the frame. The device may include, between the barrier holder and the frame, a connection resilient to allow the barrier holder to move relative to the frame, wherein when the frame is connected to the housing, the connection may be connected to the barrier. Deflect the holder towards the opening. The environmental isolation barrier may include a transparent window in direct contact with the frame and configured to be pressed towards the opening by the frame when the frame is coupled to the housing. The apparatus may include the housing, a rotor within the housing having a position reference member configured to be imaged by the camera, and at least one seal, and , the frame is connected to the housing with the at least one sealant and an environmental isolation barrier sealing the opening to isolate a first environmental region inside the housing from a second environmental region external to the housing. The frame may not be exposed to the first environment area inside the housing.
예시적인 방법은, 프레임과 상기 프레임에 연결된 카메라를 포함하는 읽기-헤드(read-head)를 제공하는 단계; 상기 읽기-헤드를 모터 조립체의 하우징에 연결하는 단계로서, 상기 읽기-헤드의 프레임이 상기 하우징을 관통하여 연장된 개구(aperture)에 근접하여 상기 하우징에 연결되는, 단계; 및 상기 하우징 내부의 제1 환경 영역을 상기 카메라가 내부에 배치된 제2 환경 영역으로부터 분리하기 위해 상기 개구에 환경 분리 장벽을 배치하는 단계;를 포함할 수 있으며, 상기 환경 분리 장벽은 적어도 부분적으로 투명하며 상기 카메라가 상기 환경 분리 장벽과 상기 개구를 통해 상기 하우징 내부의 이미지를 볼 수 있도록 상기 카메라에 대하여 배치된다. An exemplary method includes providing a read-head comprising a frame and a camera coupled to the frame; coupling the read-head to a housing of a motor assembly, wherein a frame of the read-head is coupled to the housing proximate to an aperture extending through the housing; and disposing an environmental isolating barrier in the opening to isolate a first environmental region inside the housing from a second environmental region in which the camera is disposed, wherein the environmental isolating barrier is at least partially transparent and positioned relative to the camera such that the camera can view an image inside the housing through the environmental isolation barrier and the opening.
상기 방법은 상기 환경 분리 장벽과 상기 모터 조립체의 하우징 사이에 직접 밀봉재(seal)를 배치하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 환경 분리 장벽과 상기 프레임 사이에 직접 제1 밀봉재를 연결하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 프레임과 상기 모터 조립체의 하우징 사이에 직접 제2 밀봉재를 배치하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 환경 분리 장벽을 밀봉재에 대하여 편향시키는 장벽 홀더(barrier holder)를 포함할 수 있으며, 상기 장벽 홀더는 상기 프레임에 의해 상기 개구를 향해 가압된다. 상기 방법은, 상기 장벽 홀더와 상기 프레임 사이에, 상기 장벽 홀더가 상기 프레임에 대해 이동할 수 있도록 탄성이 있는 연결부(connection)를 제공하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 프레임이 상기 하우징에 연결된 때 상기 연결부는 상기 장벽 홀더를 상기 개구를 향해 편향시킨다. 상기 환경 분리 장벽은, 상기 프레임에 직접 접촉되며 상기 프레임이 상기 하우징에 연결된 때 상기 프레임에 의해 상기 개구를 향해 가압되는 투명 윈도우를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 하우징 내부에 있는 회전자(rotor)와, 상기 카메라에 의해 촬상되도록(imaged) 구성된 위치 기준 부재(position reference member)를 포함할 수 있으며, 상기 프레임은 상기 적어도 하나의 밀봉재 및 상기 하우징 내부의 제1 환경 영역을 상기 하우징 외부의 제2 환경 영역으로부터 분리하기 위해 상기 개구를 밀봉하기 위한 환경 분리 장벽과 함께 상기 하우징에 연결된다. 상기 프레임은 상기 하우징 내부의 제1 환경 영역에 노출되지 않을 수 있다. The method may include placing a seal directly between the environmental isolation barrier and the housing of the motor assembly. The method may include connecting a first sealant directly between the environmental isolation barrier and the frame. The method may include disposing a second sealant directly between the frame and the housing of the motor assembly. The method may include a barrier holder biasing the environmental isolation barrier relative to a sealant, the barrier holder being pressed towards the opening by the frame. The method may include providing, between the barrier holder and the frame, a connection that is resilient to allow the barrier holder to move relative to the frame, wherein when the frame is connected to the housing, the The connection biases the barrier holder towards the opening. The environmental isolation barrier may include a transparent window that is in direct contact with the frame and is pressed towards the opening by the frame when the frame is connected to the housing. The method may include a rotor within the housing and a position reference member configured to be imaged by the camera, wherein the frame comprises the at least one sealant and the connected to the housing with an environmental isolation barrier for sealing the opening to isolate a first environmental region inside the housing from a second environmental region external to the housing. The frame may not be exposed to the first environment area inside the housing.
예시적인 방법은, 센서의 광 방출기(light emitter)에 의해 모터 조립체의 하우징 내부에 배치된 기준 부재(reference member)를 조명하는 단계로서, 상기 센서는 적어도 부분적으로 상기 하우징의 외부에 배치되는, 단계; 상기 센서의 카메라에 의해 상기 기준 부재의 이미지를 보는 단계로서, 상기 카메라는 상기 하우징의 외부에 배치되고, 상기 이미지는 상기 하우징의 개구(aperture)를 통해 그리고 상기 개구에 배치된 투명한 환경 분리 장벽을 통해 상기 카메라에 의해 보여지며, 상기 투명한 환경 분리 장벽은 상기 하우징 내부의 제1 환경을 센서가 내부에 배치된 제2 환경으로부터 밀봉하고, 상기 카메라는 상기 제1 환경의 외부에 배치되고, 상기 투명한 환경 분리 장벽은 상기 카메라가 상기 제1 환경의 외부에 있는 동안 상기 카메라가 상기 하우징 내부에서 비롯된 이미지를 볼 수 있도록 허용하는, 단계;를 포함한다.An exemplary method comprises illuminating a reference member disposed inside a housing of a motor assembly by a light emitter of a sensor, wherein the sensor is disposed at least partially outside of the housing; ; viewing an image of the reference member by a camera of the sensor, the camera disposed on an exterior of the housing, the image passing through and through an aperture of the housing and a transparent environmental separation barrier disposed in the aperture viewed by the camera through, the transparent environmental isolation barrier sealing a first environment inside the housing from a second environment having a sensor disposed therein, the camera disposed outside the first environment, the transparent an environmental separation barrier permitting the camera to view images originating from inside the housing while the camera is outside the first environment.
도 4의 예는 직접-구동 모듈의 하우징을 도시한다. 도 7-11의 예들은 윈도우와 직접-구동 모듈의 하우징 사이에 직접 배치된 밀봉재를 도시한다. 도 12 및 14-15는 윈도우와 읽기-헤드의 인클로저 사이의 밀봉재, 및 읽기-헤드의 인클로저와 직접-구동 모듈의 하우징 사이의 다른 밀봉재를 도시한다. 도 13의 예는 두 개의 인클로저들을 도시한다.The example of FIG. 4 shows the housing of a direct-drive module. The examples of Figures 7-11 show the sealant disposed directly between the window and the housing of the direct-drive module. 12 and 14-15 show a seal between the window and the enclosure of the read-head, and another seal between the enclosure of the read-head and the housing of the direct-drive module. The example of FIG. 13 shows two enclosures.
예시적인 실시예는 장치를 제공하며, 상기 장치는, 모터 조립체의 하우징을 관통하여 연장된 개구(aperture)에 근접하여 상기 하우징에 부착되도록 구성된 프레임; 상기 프레임에 연결된 적어도 하나의 광 방출기(light emitter); 상기 프레임에 연결된 광센서들의 어레이; 및 상기 개구에서 상기 하우징에 연결되도록 구성된 환경 분리 장벽(environment separation barrier);을 포함하며, 상기 환경 분리 장벽은 적어도 부분적으로 투명하며 상기 광센서들의 어레이가 상기 환경 분리 장벽과 상기 개구를 통해 상기 하우징 내부의 이미지를 볼 수 있도록 상기 광센서들의 어레이에 대하여 배치된다. Exemplary embodiments provide an apparatus comprising: a frame configured to attach to the housing proximate to an aperture extending through a housing of a motor assembly; at least one light emitter coupled to the frame; an array of photosensors coupled to the frame; and an environment separation barrier configured to couple to the housing at the opening, the environmental separation barrier being at least partially transparent and allowing the array of photosensors to pass through the environmental separation barrier and the opening into the housing It is positioned relative to the array of photosensors so that an image of the interior can be viewed.
예시적인 방법이 제공되며, 상기 방법은, 프레임, 상기 프레임에 연결된 적어도 하나의 광 방출기, 및 상기 프레임에 연결된 광센서들의 어레이를 포함하는 읽기-헤드(read-head)를 제공하는 단계; 상기 읽기-헤드를 모터 조립체의 하우징에 연결하는 단계로서, 상기 읽기-헤드의 프레임이 상기 하우징을 관통하여 연장된 개구(aperture)에 근접하여 상기 하우징에 연결되는, 단계; 및 상기 하우징 내부의 제1 환경 영역을 상기 광센서들의 어레이가 내부에 배치된 제2 환경 영역으로부터 분리하기 위해 상기 개구에 환경 분리 장벽을 배치하는 단계;를 포함하며, 상기 환경 분리 장벽은 적어도 부분적으로 투명하며 상기 광센서들의 어레이가 상기 환경 분리 장벽과 상기 개구를 통해 상기 하우징 내부의 이미지를 볼 수 있도록 상기 광센서들의 어레이에 대하여 배치된다. An exemplary method is provided, the method comprising: providing a read-head comprising a frame, at least one light emitter coupled to the frame, and an array of photosensors coupled to the frame; coupling the read-head to a housing of a motor assembly, wherein a frame of the read-head is coupled to the housing proximate to an aperture extending through the housing; and disposing an environmental isolating barrier in the opening to isolate a first environmental region within the housing from a second environmental region having the array of photosensors disposed therein; wherein the environmental isolating barrier is at least partially is transparent and positioned relative to the array of photosensors such that the array of photosensors can view images inside the housing through the environmental isolation barrier and the opening.
예시적인 방법이 제공되며, 상기 방법은, 읽기-헤드(read-head)의 적어도 하나의 광 방출기(light emitter)에 의해 모터 조립체의 하우징 내부에 배치된 기준 부재(reference member)를 조명하는 단계로서, 상기 읽기-헤드는 적어도 부분적으로 상기 하우징의 외부에 배치되는, 단계; 및 상기 읽기-헤드의 광센서들의 어레이에 의해 상기 기준 부재의 적어도 하나의 이미지를 보는 단계로서, 상기 광센서들의 어레이는 적어도 부분적으로 상기 하우징의 외부에 배치되고, 상기 적어도 하나의 이미지는 상기 하우징의 개구(aperture)를 통해 그리고 상기 개구에 배치된 투명한 환경 분리 장벽을 통해 상기 광센서들의 어레이에 의해 보여지며, 상기 투명한 환경 분리 장벽은 상기 하우징 내부의 제1 환경을 상기 광센서들의 어레이가 내부에 배치된 제2 환경으로부터 밀봉하고, 상기 광센서들의 어레이는 상기 제1 환경의 외부에 배치되고, 상기 투명한 환경 분리 장벽은 상기 광센서들의 어레이가 상기 제1 환경의 외부에 있는 동안 상기 광센서들의 어레이가 상기 하우징 내부에서 비롯된 적어도 하나의 이미지를 볼 수 있도록 허용하는, 단계;를 포함한다. An exemplary method is provided, the method comprising: illuminating a reference member disposed inside a housing of a motor assembly by at least one light emitter of a read-head; , wherein the read-head is at least partially disposed outside of the housing; and viewing at least one image of the reference member with an array of photosensors of the read-head, wherein the array of photosensors is disposed at least in part outside of the housing, the at least one image comprising: seen by the array of photosensors through an aperture of and through a transparent environmental isolating barrier disposed in the aperture, wherein the transparent environmental isolating barrier provides a first environment within the housing to which the array of photosensors is internal. seal from a second environment disposed in a second environment, wherein the array of photosensors is disposed outside of the first environment, and wherein the transparent environmental isolation barrier comprises the photosensor while the array of photosensors is outside of the first environment. allowing the array of devices to view at least one image originating from inside the housing.
전술한 설명은 오직 예시적인 것이라는 점을 이해하여야 한다. 다양한 대안들과 수정들이 본 기술 분야의 기술자에 의해 고안될 수 있다. 예를 들어, 다양한 종속항들에 기재된 특징들은 임의의 적합한 조합(들)에서 서로 결합될 수 있다. 또한, 위에서 설명된 상이한 실시예들의 특징들은 새로운 실시예로 선택적으로 결합될 수 있다. 따라서, 본 설명은 첨부된 청구항들의 범위 내에 포함되는 모든 대안들, 수정들 및 변형들을 포괄하도록 의도된다. It should be understood that the foregoing description is exemplary only. Various alternatives and modifications can be devised by those skilled in the art. For example, the features recited in the various dependent claims may be combined with each other in any suitable combination(s). Also, features of different embodiments described above may be selectively combined into a new embodiment. Accordingly, this description is intended to embrace all alternatives, modifications and variations included within the scope of the appended claims.
Claims (21)
상기 프레임에 연결된 적어도 하나의 광 방출기(light emitter);
상기 프레임에 연결된 광센서들의 어레이; 및
상기 개구에서 상기 하우징에 연결되도록 구성된 환경 분리 장벽(environment separation barrier);을 포함하며,
상기 환경 분리 장벽은 적어도 부분적으로 투명하며 상기 광센서들의 어레이가 상기 환경 분리 장벽과 상기 개구를 통해 상기 하우징 내부의 이미지를 볼 수 있도록 상기 광센서들의 어레이에 대하여 배치되며,
밀봉재(seal), 및 상기 환경 분리 장벽을 상기 밀봉재에 대하여 가압하도록 된 장벽 홀더(barrier holder)를 더 포함하는, 장치.a frame configured to attach to the housing proximate to an aperture extending through the housing of the motor assembly;
at least one light emitter coupled to the frame;
an array of photosensors coupled to the frame; and
an environment separation barrier configured to couple to the housing at the opening;
wherein said environmental isolation barrier is at least partially transparent and is disposed relative to said array of photosensors such that said array of photosensors can view an image inside said housing through said environmental isolation barrier and said opening;
and a seal, and a barrier holder adapted to press the environmental isolation barrier against the seal.
상기 밀봉재는 상기 환경 분리 장벽과 상기 모터 조립체의 하우징 사이에 직접 배치되도록 된, 장치. The method of claim 1,
and the sealant is adapted to be disposed directly between the environmental isolation barrier and the housing of the motor assembly.
상기 밀봉재는 상기 환경 분리 장벽과 상기 프레임 사이에 직접 연결되는 제1 밀봉재를 포함하는, 장치. The method of claim 1,
and the sealant comprises a first sealant coupled directly between the environmental isolation barrier and the frame.
상기 밀봉재는 상기 프레임과 상기 모터 조립체의 하우징 사이에 직접 배치되도록 구성된 제2 밀봉재를 더 포함하는, 장치. 4. The method of claim 3,
wherein the seal further comprises a second seal configured to be disposed directly between the frame and the housing of the motor assembly.
상기 장벽 홀더는 상기 프레임에 의해 상기 개구를 향해 가압되도록 되는, 장치.The method of claim 1,
and the barrier holder is adapted to be pressed towards the opening by the frame.
상기 장벽 홀더와 상기 프레임 사이에, 상기 장벽 홀더가 상기 프레임에 대해 이동할 수 있도록 탄성이 있는 연결부(connection)를 더 포함하며, 상기 프레임이 상기 하우징에 연결된 때 상기 연결부는 상기 장벽 홀더를 상기 개구를 향해 편향시키는, 장치.6. The method of claim 5,
and a connection between the barrier holder and the frame that is resilient to allow the barrier holder to move with respect to the frame, wherein when the frame is connected to the housing, the connection engages the barrier holder with the opening. deflecting towards, the device.
상기 환경 분리 장벽은, 상기 프레임에 직접 접촉되며 상기 프레임이 상기 하우징에 연결된 때 상기 프레임에 의해 상기 개구를 향해 가압되도록 구성되는 투명 윈도우를 포함하는, 장치. The method of claim 1,
wherein the environmental isolation barrier comprises a transparent window in direct contact with the frame and configured to be pressed towards the opening by the frame when the frame is coupled to the housing.
상기 하우징, 상기 광센서들의 어레이에 의해 촬상되도록(imaged) 구성된 위치 기준 부재(position reference member)를 가진 상기 하우징 내부의 회전자(rotor), 및 적어도 하나의 밀봉재(seal)를 더 포함하며, 상기 프레임은 상기 적어도 하나의 밀봉재, 및 상기 하우징 내부의 제1 환경 영역을 상기 하우징 외부의 제2 환경 영역으로부터 분리하기 위해 상기 개구를 밀봉하는 환경 분리 장벽과 함께 상기 하우징에 연결되는, 장치.The method of claim 1,
further comprising: the housing, a rotor within the housing having a position reference member configured to be imaged by the array of photosensors, and at least one seal; a frame connected to the housing with the at least one sealant and an environmental isolation barrier sealing the opening to isolate a first environmental region inside the housing from a second environmental region external to the housing.
상기 프레임은 상기 하우징 내부의 제1 환경 영역에 노출되지 않는, 장치.9. The method of claim 8,
and the frame is not exposed to the first environmental area inside the housing.
상기 광센서들의 어레이는 카메라들의 어레이를 포함하는, 장치.The method of claim 1,
wherein the array of photosensors comprises an array of cameras.
상기 읽기-헤드를 모터 조립체의 하우징에 연결하는 단계로서, 상기 읽기-헤드의 프레임이 상기 하우징을 관통하여 연장된 개구(aperture)에 근접하여 상기 하우징에 연결되는, 단계; 및
상기 하우징 내부의 제1 환경 영역을 상기 광센서들의 어레이가 내부에 배치된 제2 환경 영역으로부터 분리하기 위해 상기 개구에 환경 분리 장벽을 배치하는 단계;를 포함하며,
상기 환경 분리 장벽은 적어도 부분적으로 투명하며 상기 광센서들의 어레이가 상기 환경 분리 장벽과 상기 개구를 통해 상기 하우징 내부의 이미지를 볼 수 있도록 상기 광센서들의 어레이에 대하여 배치되며,
상기 환경 분리 장벽은 장벽 홀더(barrier holder)에 의해 밀봉재에 대하여 편향(bias)되는, 방법.providing a read-head comprising a frame, at least one light emitter coupled to the frame, and an array of photosensors coupled to the frame;
coupling the read-head to a housing of a motor assembly, wherein a frame of the read-head is coupled to the housing proximate to an aperture extending through the housing; and
disposing an environmental isolation barrier in the opening to isolate a first environmental region within the housing from a second environmental region having the array of photosensors disposed therein;
wherein said environmental isolation barrier is at least partially transparent and is disposed relative to said array of photosensors such that said array of photosensors can view an image inside said housing through said environmental isolation barrier and said opening;
wherein the environmental isolation barrier is biased relative to the seal by a barrier holder.
상기 환경 분리 장벽과 상기 모터 조립체의 하우징 사이에 직접 밀봉재(seal)를 배치하는 단계를 더 포함하는, 방법. 12. The method of claim 11,
and placing a seal directly between the environmental isolation barrier and the housing of the motor assembly.
상기 환경 분리 장벽과 상기 프레임 사이에 직접 제1 밀봉재를 연결하는 단계를 더 포함하는, 방법. 12. The method of claim 11,
and connecting a first sealant directly between the environmental isolation barrier and the frame.
상기 프레임과 상기 모터 조립체의 하우징 사이에 직접 제2 밀봉재를 배치하는 단계를 더 포함하는, 방법. 14. The method of claim 13,
and placing a second sealant directly between the frame and the housing of the motor assembly.
상기 장벽 홀더는 상기 프레임에 의해 상기 개구를 향해 가압되는, 방법. 12. The method of claim 11,
wherein the barrier holder is pressed towards the opening by the frame.
상기 장벽 홀더와 상기 프레임 사이에, 상기 장벽 홀더가 상기 프레임에 대해 이동할 수 있도록 탄성이 있는 연결부(connection)를 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 프레임이 상기 하우징에 연결된 때 상기 연결부는 상기 장벽 홀더를 상기 개구를 향해 편향시키는, 방법.16. The method of claim 15,
and providing, between the barrier holder and the frame, a resilient connection such that the barrier holder can move relative to the frame, wherein when the frame is connected to the housing, the connection is connected to the barrier holder. bias towards the opening.
상기 환경 분리 장벽은, 상기 프레임에 직접 접촉되며 상기 프레임이 상기 하우징에 연결된 때 상기 프레임에 의해 상기 개구를 향해 가압되는 투명 윈도우를 포함하는, 방법. 12. The method of claim 11,
wherein the environmental isolation barrier comprises a transparent window that is in direct contact with the frame and is pressed towards the opening by the frame when the frame is connected to the housing.
회전자(rotor)는 상기 하우징 내부에 있으며, 상기 광센서들의 어레이에 의해 촬상되도록(imaged) 구성된 위치 기준 부재(position reference member)를 가지며, 상기 프레임은 상기 적어도 하나의 밀봉재 및 상기 하우징 내부의 제1 환경 영역을 상기 하우징 외부의 제2 환경 영역으로부터 분리하기 위해 상기 개구를 밀봉하기 위한 환경 분리 장벽과 함께 상기 하우징에 연결되는, 방법. 12. The method of claim 11,
A rotor is within the housing and has a position reference member configured to be imaged by the array of photosensors, wherein the frame comprises the at least one sealant and a second member within the housing. connected to the housing with an environmental isolation barrier for sealing the opening to isolate one environmental region from a second environmental region external to the housing.
상기 프레임은 상기 하우징 내부의 제1 환경 영역에 노출되지 않는, 방법.19. The method of claim 18,
wherein the frame is not exposed to the first environmental area inside the housing.
상기 광센서들의 어레이는 적어도 하나의 카메라를 포함하는, 방법.12. The method of claim 11,
wherein the array of photosensors comprises at least one camera.
상기 읽기-헤드의 광센서들의 어레이에 의해 상기 기준 부재의 적어도 하나의 이미지를 보는 단계로서, 상기 광센서들의 어레이는 적어도 부분적으로 상기 하우징의 외부에 배치되고, 상기 적어도 하나의 이미지는 상기 하우징의 개구(aperture)를 통해 그리고 상기 개구에 배치된 투명한 환경 분리 장벽을 통해 상기 광센서들의 어레이에 의해 보여지며, 투명한 상기 환경 분리 장벽은 상기 하우징 내부의 제1 환경을 상기 광센서들의 어레이가 내부에 배치된 제2 환경으로부터 밀봉하고, 상기 광센서들의 어레이는 상기 제1 환경의 외부에 배치되고, 상기 투명한 환경 분리 장벽은 상기 광센서들의 어레이가 상기 제1 환경의 외부에 있는 동안 상기 광센서들의 어레이가 상기 하우징 내부에서 비롯된 적어도 하나의 이미지를 볼 수 있도록 허용하는, 단계;를 포함하며,
상기 환경 분리 장벽은 장벽 홀더(barrier holder)에 의해 밀봉재에 대하여 편향(bias)되는, 방법. illuminating a reference member disposed within a housing of a motor assembly by at least one light emitter of a read-head, the read-head at least partially comprising the housing disposed on the outside of the;
viewing at least one image of the reference member by an array of photosensors of the read-head, wherein the array of photosensors is at least partially disposed outside of the housing, the at least one image of the housing seen by the array of photosensors through an aperture and through a transparent environmental isolating barrier disposed in the aperture, the transparent environmental isolating barrier facilitating a first environment within the housing into which the array of photosensors is disposed sealing from a disposed second environment, the array of photosensors disposed outside of the first environment, and wherein the transparent environmental isolation barrier protects the photosensors from the array of photosensors while the array of photosensors is outside of the first environment. allowing an array to view at least one image originating from inside the housing;
wherein the environmental isolation barrier is biased relative to the seal by a barrier holder.
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