KR20200106964A - Magnetic levitation system and method for non-contact transport of carriers in a vacuum environment - Google Patents

Magnetic levitation system and method for non-contact transport of carriers in a vacuum environment Download PDF

Info

Publication number
KR20200106964A
KR20200106964A KR1020207023794A KR20207023794A KR20200106964A KR 20200106964 A KR20200106964 A KR 20200106964A KR 1020207023794 A KR1020207023794 A KR 1020207023794A KR 20207023794 A KR20207023794 A KR 20207023794A KR 20200106964 A KR20200106964 A KR 20200106964A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carrier
damping
magnetic
vibrations
actuator
Prior art date
Application number
KR1020207023794A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
크리스찬 볼프강 에흐만
랄프 린덴베르크
브리타 스패
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority to KR1020237004962A priority Critical patent/KR20230026537A/en
Publication of KR20200106964A publication Critical patent/KR20200106964A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/50Substrate holders
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/0408Passive magnetic bearings
    • F16C32/0423Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other
    • F16C32/0434Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other for parts moving linearly
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/044Active magnetic bearings
    • F16C32/0472Active magnetic bearings for linear movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/005Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion using electro- or magnetostrictive actuation means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/03Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means

Abstract

진공 환경 내의 자기 부상 시스템, 및 진공 환경 내에서 캐리어를 비접촉식으로 운송하는 방법이 제공된다. 시스템은, 진행 방향으로 비접촉식으로 이동가능한 캐리어; 적어도 하나의 자기 베어링 ― 적어도 하나의 자기 베어링은 중력과 반대되는 홀딩 방향으로 캐리어 상에 자기력을 가하고, 베어링에 상기 캐리어를 비접촉식으로 홀딩하도록 구성됨 ―; 및 캐리어 상에 작용하는 댐핑 디바이스를 포함하며, 댐핑 디바이스는 진행 방향 및 홀딩 방향과 직각을 이루는 횡 방향으로의 캐리어 진동들을 약화시키도록 구성된다.A magnetic levitation system in a vacuum environment, and a method of contactlessly transporting a carrier in a vacuum environment are provided. The system includes a carrier that is non-contactly movable in a traveling direction; At least one magnetic bearing, wherein the at least one magnetic bearing is configured to apply a magnetic force on the carrier in a holding direction opposite to gravity, and to hold the carrier in a non-contact manner to the bearing; And a damping device acting on the carrier, wherein the damping device is configured to attenuate carrier vibrations in a direction of travel and a transverse direction perpendicular to the holding direction.

Description

진공 환경 내에서 캐리어를 비접촉식으로 운송하는 자기 부상 시스템 및 방법Magnetic levitation system and method for non-contact transport of carriers in a vacuum environment

본 개시내용의 실시예들은 자기 부상 시스템, 및 진공 환경 내에서 캐리어를 비접촉식으로 운송하는 방법에 관한 것이다. 본 개시내용의 실시예들은 특히, 진공 시스템을 통해 캐리어를 비접촉식으로 홀딩, 포지셔닝, 및/또는 운송하도록 구성된 자기 부상 시스템에 관한 것이며, 여기서, 캐리어는, 특히 본질적인 수직 배향으로, 물체, 이를테면 기판을 운반할 수 있다. 더 구체적으로, 본원에서 설명되는 방법은 횡 방향으로의 캐리어의 진동들을 댐핑(damp)할 수 있게 하도록 적응되며, 횡 방향은 캐리어가 운송되는 진행 방향, 및 중력과 반대되는 홀딩 방향과 직각을 이룬다.Embodiments of the present disclosure relate to a magnetic levitation system and a method of contactlessly transporting a carrier in a vacuum environment. Embodiments of the present disclosure relate in particular to a magnetic levitation system configured to contactlessly hold, position, and/or transport a carrier through a vacuum system, wherein the carrier holds an object, such as a substrate, particularly in an essentially vertical orientation. Can be carried. More specifically, the method described herein is adapted to be able to damp vibrations of the carrier in the transverse direction, the transverse direction being perpendicular to the traveling direction in which the carrier is transported and the holding direction opposite to gravity. .

자기 부상 시스템은, 예컨대 대기압-미만 압력 하에서, 베이스 구조에 대하여 캐리어를 비접촉식으로 운송하기 위해 활용될 수 있다. 캐리어에 의해 운반되는 물체, 이를테면 기판은 진공 시스템 내의 제1 포지션, 즉 로딩 포지션으로부터 진공 시스템 내의 제2 포지션, 예컨대 증착 포지션으로 운송될 수 있다. 자기 부상 시스템들은 캐리어의 비접촉식 그리고 그에 따라 마찰이 없는 운송을 가능하게 할 수 있고, 그리고 진공 프로세싱 시스템 내의 작은 입자들의 생성을 감소시킬 수 있다.The magnetic levitation system can be utilized for non-contact transport of the carrier relative to the base structure, for example under sub-atmospheric pressure. The object carried by the carrier, such as a substrate, may be transported from a first position in the vacuum system, ie a loading position, to a second position in the vacuum system, eg a deposition position. Magnetic levitation systems can enable contactless and therefore frictionless transport of the carrier, and reduce the generation of small particles in the vacuum processing system.

자기 베어링의 원하는 거동은 기계적 스프링과 비교될 수 있다. 끌어당기는 자석들 사이의 거리가 더 멀수록, 자석들을 재정렬하려고 시도하는 힘이 더 커진다. 자석들 사이에 기계적 접촉이 없기 때문에, 상대적인 움직임 동안 약간의 댐핑 효과들만이 발생된다. 지지되고 부상하는 캐리어의 질량(mass) 및 자석들의 스프링과 같은 힘은 거의 댐핑되지 않은 기계적 오실레이션(oscillation)을 생성한다. 전형적으로, 대략 10, 20, 또는 30 Hz의 전형적인 범위의 그러한 진동들이 허용가능한 크기로 약해질 때까지 20초 이상 걸린다.The desired behavior of the magnetic bearing can be compared to a mechanical spring. The greater the distance between the attracting magnets, the greater the force trying to realign the magnets. Since there is no mechanical contact between the magnets, only slight damping effects occur during relative movement. The mass of the supported and floating carrier and the spring-like force of the magnets create little damped mechanical oscillation. Typically, it takes 20 seconds or more for such oscillations in the typical range of approximately 10, 20, or 30 Hz to weaken to an acceptable magnitude.

동시에, 때때로, 미크론 또는 심지어 나노미터 범위의 구조들이 기판 상에 형성될 필요가 있고, 그에 따라, 기판의 극도로 정밀한 포지셔닝이 필요하다. 그러나, 캐리어의 오실레이션들은 캐리어의 포지셔닝 정확성 및 운송 안정성에 악영향을 미칠 수 있다. 자기 부상 시스템의 캐리어의 오실레이션들을 감소, 댐핑, 또는 방지하는 것은 난제일 수 있다. 따라서, 자기 부상 시스템의 운송 및 포지셔닝 정확성을 개선하는 것이 유익할 것이다.At the same time, sometimes, structures in the micron or even nanometer range need to be formed on the substrate, and thus extremely precise positioning of the substrate is required. However, the oscillations of the carrier may adversely affect the positioning accuracy and transport stability of the carrier. Reducing, damping, or preventing oscillations of the carrier of a magnetic levitation system can be a challenge. Therefore, it would be beneficial to improve the transportation and positioning accuracy of the magnetic levitation system.

본 개시내용의 양상에 따르면, 진공 환경 내의 자기 부상 시스템이 제공된다. 시스템은, 진행 방향으로 비접촉식으로 이동가능한 캐리어; 적어도 하나의 자기 베어링 ― 적어도 하나의 자기 베어링은 중력과 반대되는 홀딩 방향으로 캐리어 상에 자기력을 가하고, 베어링에 캐리어를 비접촉식으로 홀딩하도록 구성됨 ―; 및 캐리어 상에 작용하는 댐핑 디바이스를 포함한다. 댐핑 디바이스는 진행 방향 및 홀딩 방향과 직각을 이루는 횡 방향으로의 캐리어 진동들을 약화(dampen)시키도록 구성된다.According to an aspect of the present disclosure, a magnetic levitation system in a vacuum environment is provided. The system includes a carrier that is non-contactly movable in a traveling direction; At least one magnetic bearing, wherein the at least one magnetic bearing is configured to apply magnetic force on the carrier in a holding direction opposite to gravity, and to hold the carrier in a non-contact manner to the bearing; And a damping device acting on the carrier. The damping device is configured to dampen carrier vibrations in the traveling direction and the transverse direction perpendicular to the holding direction.

본 개시내용의 다른 양상에 따르면, 진공 환경 내에서 캐리어를 비접촉식으로 운송하는 방법이 제공된다. 방법은, 캐리어를 비접촉식으로 홀딩하기 위해, 중력과 반대되는 홀딩 방향으로 캐리어 상에 자기력을 가하는 단계; 진행 방향으로 캐리어를 이동시키는 단계; 및 진행 방향 및 홀딩 방향과 직각을 이루는 횡 방향으로의 캐리어의 진동들을 댐핑하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present disclosure, a method of contactlessly transporting a carrier in a vacuum environment is provided. The method includes the steps of applying a magnetic force on the carrier in a holding direction opposite to gravity to hold the carrier contactlessly; Moving the carrier in the traveling direction; And damping vibrations of the carrier in a transverse direction perpendicular to the traveling direction and the holding direction.

본 개시내용의 디바이스 및 방법은 진공 환경 내에서 캐리어를 홀딩, 포지셔닝, 및/또는 이동시키기 위한 개선된 자기 부상 시스템을 제공하고, 그리고 캐리어의 개선된 운송 및 포지셔닝 정확성으로 진공 환경 내에서 캐리어를 운송할 수 있게 한다.The devices and methods of the present disclosure provide an improved magnetic levitation system for holding, positioning, and/or moving carriers within a vacuum environment, and transporting carriers within a vacuum environment with improved transport and positioning accuracy of the carrier. Make it possible.

본 개시내용의 추가적인 양상들, 이점들, 및 특징들은 종속 청구항들, 상세한 설명, 및 첨부 도면들로부터 분명하다.Additional aspects, advantages, and features of the present disclosure are apparent from the dependent claims, the detailed description, and the accompanying drawings.

본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 전형적인 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있다. 첨부 도면들은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이고, 아래에서 설명된다.
도 1a는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 자기 부상 시스템의 개략적인 단면도를 도시하며, 여기서, 측 방향 안정화는 반발하는 자석들에 의해 달성된다.
도 1b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 자기 부상 시스템의 개략적인 단면도를 도시하며, 여기서, 수직 및 측 방향 안정화는 끌어당기는 자석들에 의해 달성된다.
도 2a는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 도 1b의 세부사항 B의 단면도를 도시하며, 여기서, 캐리어에 배열된 이동식 댐핑 컴포넌트가 예시된다.
도 2b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 소산 댐퍼(dissipating damper)로서 설계된, 도 2a의 이동식 댐핑 컴포넌트의 단면도를 도시한다.
도 2c는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 이동식 튜닝 질량 댐퍼로서 설계된, 도 2a의 이동식 댐핑 컴포넌트의 단면도를 도시한다.
도 2d는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 도 1a의 세부사항 A의 단면도를 도시하며, 여기서, 캐리어에 배열된 이동식 댐핑 컴포넌트가 예시된다.
도 3a는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 도 1b의 세부사항 B의 단면도를 도시하며, 여기서, 베이스에 배열된 고정식 댐핑 컴포넌트가 예시된다.
도 3b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 소산 댐퍼로서 설계된, 도 3a의 고정식 댐핑 컴포넌트의 단면도를 도시한다.
도 3d는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 도 1a의 세부사항 A의 단면도를 도시하며, 여기서, 베이스에 배열된 고정식 댐핑 컴포넌트가 예시된다.
도 4a는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 도 1a의 세부사항 A의 단면도를 도시하며, 여기서, 이동식 자기 댐퍼가 예시된다.
도 4b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 도 1a의 세부사항 A의 단면도를 도시하며, 여기서, 캐리어에 배열되고 능동 댐핑 컴포넌트로서 설계된 이동식 댐핑 컴포넌트가 예시된다.
도 4c는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 캐리어에 배열되고, 도 4b의 능동 댐핑 컴포넌트로서 설계된 이동식 댐핑 컴포넌트의 단면도를 도시한다.
도 5a는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 도 1a의 세부사항 A의 단면도를 도시하며, 여기서, 고정식 자기 댐퍼가 예시된다.
도 5b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 도 1a의 세부사항 A의 단면도를 도시하며, 여기서, 베이스에 배열되고, 그리고 가이딩 레일을 이동시키는 댐핑 액추에이터를 갖는 능동 댐핑 컴포넌트로서 설계된 고정식 댐핑 컴포넌트가 예시된다.
도 5c는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 도 1a의 세부사항 A의 단면도를 도시하며, 여기서, 베이스에 배열되고, 그리고 측 방향으로 배향된 자기장을 생성 및/또는 조정하는 댐핑 액추에이터를 갖는 능동 댐핑 컴포넌트로서 설계된 고정식 댐핑 컴포넌트가 예시된다.
In such a way that the above-listed features of the present disclosure can be understood in detail, a more specific description of the present disclosure, briefly summarized above, may be made with reference to exemplary embodiments. The accompanying drawings relate to embodiments of the present disclosure and are described below.
1A shows a schematic cross-sectional view of a magnetic levitation system according to embodiments described herein, wherein lateral stabilization is achieved by repelling magnets.
1B shows a schematic cross-sectional view of a magnetic levitation system according to embodiments described herein, wherein vertical and lateral stabilization is achieved by attracting magnets.
FIG. 2A shows a cross-sectional view of detail B of FIG. 1B, in accordance with embodiments described herein, wherein a movable damping component arranged on a carrier is illustrated.
2B shows a cross-sectional view of the movable damping component of FIG. 2A, designed as a dissipating damper, according to embodiments described herein.
2C shows a cross-sectional view of the movable damping component of FIG. 2A, designed as a movable tuning mass damper, according to embodiments described herein.
FIG. 2D shows a cross-sectional view of detail A of FIG. 1A, in accordance with embodiments described herein, wherein a movable damping component arranged in a carrier is illustrated.
FIG. 3A shows a cross-sectional view of detail B of FIG. 1B, in accordance with embodiments described herein, wherein a stationary damping component arranged on a base is illustrated.
3B shows a cross-sectional view of the stationary damping component of FIG. 3A, designed as a dissipation damper, according to embodiments described herein.
3D shows a cross-sectional view of detail A of FIG. 1A, in accordance with embodiments described herein, wherein a stationary damping component arranged on a base is illustrated.
4A shows a cross-sectional view of detail A of FIG. 1A, in accordance with embodiments described herein, wherein a movable magnetic damper is illustrated.
FIG. 4B shows a cross-sectional view of detail A of FIG. 1A, according to embodiments described herein, wherein a movable damping component arranged on a carrier and designed as an active damping component is illustrated.
4C shows a cross-sectional view of a movable damping component arranged on a carrier and designed as the active damping component of FIG. 4B according to embodiments described herein.
FIG. 5A shows a cross-sectional view of detail A of FIG. 1A, in accordance with embodiments described herein, wherein a stationary magnetic damper is illustrated.
FIG. 5B shows a cross-sectional view of detail A of FIG. 1A, according to embodiments described herein, wherein a fixed damping component arranged on the base and designed as an active damping component having a damping actuator to move the guiding rail Components are illustrated.
FIG. 5C shows a cross-sectional view of detail A of FIG. 1A, according to embodiments described herein, with a damping actuator arranged at the base and generating and/or regulating a laterally oriented magnetic field. A fixed damping component designed as an active damping component is illustrated.

이제, 본 개시내용의 다양한 실시예들이 상세히 참조될 것이고, 그 다양한 실시예들의 하나 이상의 예들이 도면들에 예시된다. 도면들의 아래의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 일반적으로, 개별적인 실시예들에 대한 차이들만이 설명된다. 각각의 예는 설명으로서 제공되고, 본 개시내용의 제한으로서 의도되지 않는다. 일 실시예의 부분으로서 예시 또는 설명되는 특징들은 더 추가적인 실시예를 생성하기 위해 다른 실시예들과 함께 또는 다른 실시예들에 대해 사용될 수 있다. 본 설명이 그러한 변형들 및 변화들을 포함하는 것으로 의도된다.Reference will now be made in detail to various embodiments of the present disclosure, and one or more examples of the various embodiments are illustrated in the drawings. Within the following description of the drawings, like reference numbers refer to like components. In general, only the differences for the individual embodiments are described. Each example is provided as a description and is not intended as a limitation of the present disclosure. Features illustrated or described as part of an embodiment may be used in conjunction with or with respect to other embodiments to create further additional embodiments. It is intended that this description include such modifications and variations.

여기서, 본원에서 설명되는 실시예들 내에서 사용되는 바와 같은 자기 부상 또는 maglev라는 용어들은 전형적으로, 자기장들 이외의 지지부 없이 물체가 서스펜딩되어 이동되는 개념을 특징으로 할 수 있음이 유의된다. 자기력은 중력의 효과를 상쇄(counteract)시키고, 물체를 이동 및/또는 진행시키는 데 사용된다.Here, it is noted that the terms magnetic levitation or maglev as used within the embodiments described herein can typically characterize the concept in which an object is suspended and moved without a support other than magnetic fields. Magnetic force is used to counteract the effects of gravity and to move and/or advance objects.

추가로, 본 문서에서, "디바이스 Y의 엘리먼트 X" 및 "디바이스 Y에서의 엘리먼트 X", 또는 "디바이스 Y에 배열된 엘리먼트 X"라는 표현들은 동일하다는 것이 유의된다. 추가로, "횡 방향"(예컨대, 횡 방향 힘, 횡 방향 진동), "측 방향" 및 "횡단 방향"이라는 용어들이 또한 동일하다.Additionally, in this document, it is noted that the expressions "element X of device Y" and "element X in device Y", or "element X arranged in device Y" are the same. Additionally, the terms “transverse direction” (eg, transverse force, transverse vibration), “lateral direction” and “transverse direction” are also the same.

도 1a는 진공 환경 내의 자기 부상(maglev) 시스템(10)의 예시적인 실시예의 개략도를 도시한다. 도 1a를 예시적으로 참조하여 설명되는 세부사항들이 도 1a의 엘리먼트들로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 오히려, 이들 세부사항들은 또한, 다른 도면들을 예시적으로 참조하여 설명되는 추가적인 실시예들과 조합될 수 있다.1A shows a schematic diagram of an exemplary embodiment of a maglev system 10 in a vacuum environment. It should not be understood that the details described with reference to FIG. 1A by way of example are limited to the elements of FIG. 1A. Rather, these details may also be combined with additional embodiments described with exemplary reference to other drawings.

본원에서 설명되는 바와 같은 maglev 시스템(10)은,The maglev system 10 as described herein,

- 진행 방향(20.3)으로 비접촉식으로 이동가능한 캐리어(12); -A carrier 12 non-contactly movable in the direction of travel 20.3;

- 적어도 하나의 자기 베어링(14.2) ― 적어도 하나의 자기 베어링(14.2)은 중력과 반대되는 홀딩 방향(20.2)으로 캐리어(12) 상에 자기력을 가하고, 베어링(14.2)에 캐리어(12)를 비접촉식으로 홀딩하도록 구성됨 ―; 및-At least one magnetic bearing (14.2)-At least one magnetic bearing (14.2) applies a magnetic force on the carrier 12 in the holding direction (20.2) opposite to the gravity, and the carrier 12 is contactlessly applied to the bearing (14.2). Configured to hold with -; And

- 캐리어(12) 상에 작용하는 댐핑 디바이스(18)-Damping device 18 acting on the carrier 12

를 포함할 수 있으며,It may include,

댐핑 디바이스(18)는 진행 방향(20.3) 및 홀딩 방향(20.2)과 직각을 이루는 횡 방향(20.1)으로의 캐리어 진동들을 약화시키도록 구성된다.The damping device 18 is configured to attenuate carrier vibrations in the traveling direction 20.3 and in the transverse direction 20.1 perpendicular to the holding direction 20.2.

횡 방향(20.1), 홀딩 방향(20.2), 및 진행 방향(20.3)은 좌표계, 특히 데카르트 좌표계, 또는 가능하게는 경사(inclined) 좌표계를 형성할 수 있다. 모든 실시예들에 대해, 횡 방향(20.1)이 평면 캐리어 표면, 및/또는 캐리어(12)에 의해 운송되는 평면 물체(12.5)의 표면에 수직인 것이 명백하며, 캐리어(12)는 차례로, 홀딩 방향(20.2)에 평행하게 배향된다.The transverse direction 20.1, the holding direction 20.2, and the traveling direction 20.3 can form a coordinate system, in particular a Cartesian coordinate system, or possibly an inclined coordinate system. For all embodiments, it is evident that the transverse direction 20.1 is perpendicular to the planar carrier surface and/or the surface of the planar object 12.5 carried by the carrier 12, the carrier 12 in turn holding Oriented parallel to direction 20.2.

캐리어(12)는 플레이트-형 구조로서 설계될 수 있고, 그리고 진공 챔버에서 운송 경로를 따라 물체(12.5), 이를테면 평면 기판, 마스크, 차폐부, 또는 웨이버(waver)를 운송하기 위해 물체(12.5)를 운반하도록 구성될 수 있다. 캐리어(12)는 운송 동안, 코팅 시스템에 대한 정렬 동안, 그리고/또는 물체(12.5) 상의 증착 동안, 물체(12.5)를 운반할 수 있다. 캐리어(12), 또는 캐리어(12)의 표면은 본질적인 수직 포지션으로 홀딩 및/또는 운송될 수 있고, 물체(12.5)는 운송 및/또는 증착 동안 본질적인 수직 배향으로 캐리어(12)에 홀딩될 수 있다. 물체(12.5)는, 탑재 디바이스, 예컨대 기계적 탑재부, 이를테면 클램프, 정전 척, 또는 자기 척에 의해, 캐리어(12)에 홀딩될 수 있다.The carrier 12 may be designed as a plate-like structure, and the object 12.5 for transporting an object 12.5, such as a flat substrate, mask, shield, or waver along a transport path in a vacuum chamber. It can be configured to carry. The carrier 12 may carry the object 12.5 during transport, during alignment to the coating system, and/or during deposition on the object 12.5. The carrier 12, or the surface of the carrier 12, may be held and/or transported in an essentially vertical position, and the object 12.5 may be held on the carrier 12 in an essentially vertical orientation during transport and/or deposition. . The object 12.5 can be held on the carrier 12 by a mounting device, such as a mechanical mount, such as a clamp, an electrostatic chuck, or a magnetic chuck.

물체(12.5)는 기판, 특히, 0.5 m2 이상, 더 구체적으로는 1 m2 이상, 또는 심지어 5 m2 또는 10 m2 이상의 사이즈를 갖는 대면적 기판일 수 있다. 예컨대, 기판은 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판일 수 있다.The object 12.5 may be a substrate, in particular a large area substrate having a size of 0.5 m 2 or more, more specifically 1 m 2 or more, or even 5 m 2 or 10 m 2 or more. For example, the substrate may be a large area substrate for manufacturing a display.

유기 재료가 기판 상에 증착될 수 있다. 예컨대, 기판 상에 유기 재료를 증착함으로써 OLED 디바이스가 제조될 수 있다.Organic materials may be deposited on the substrate. For example, OLED devices can be manufactured by depositing an organic material on a substrate.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 댐핑 디바이스(18)는 하우징을 가질 수 있으며, 그 하우징 내부에는 센서들 이외의 댐핑 디바이스의 컴포넌트들이 배열된다. 일부 실시예들에서, 하우징은 진공-밀폐될 수 있다.According to the embodiments described herein, the damping device 18 may have a housing, in which components of the damping device other than sensors are arranged. In some embodiments, the housing can be vacuum-tight.

진공-밀폐 하우징은 진공 또는 고 진공 내의 댐핑 유닛(18) 및 캐리어(12)의 배열을 가능하게 한다. 진공-밀폐 하우징은 가스-불투과성이다. 마찰 또는 진동과 연관될 수 있는, 하우징 내부의 임의의 움직임들, 이를테면 반응 질량(18.9)의 움직임은 외측 공간으로부터 밀폐하여 격리된, 하우징의 내부에서만 발생된다.The vacuum-tight housing allows the arrangement of the damping unit 18 and carrier 12 in a vacuum or high vacuum. The vacuum-tight housing is gas-impermeable. Any movements inside the housing, which may be associated with friction or vibration, such as movement of the reaction mass 18.9, occur only inside the housing, hermetically isolated from the outer space.

이러한 방식으로, 그렇지 않으면 진공 환경에서 문제가 되거나 또는 진공 환경에서 불순물들을 생성하게 될, 댐핑 디바이스(18)에 대한 댐핑 재료들 또는 재료 조합들을 사용하는 것이 가능하게 될 수 있다.In this way, it may be possible to use damping materials or material combinations for the damping device 18, which would otherwise be problematic in a vacuum environment or create impurities in the vacuum environment.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 자기 부상 시스템(10)은, i) 캐리어(12)를 홀딩, 포지셔닝, 및/또는 운송하기 위한 베이스(14), 및/또는 ii) 캐리어(12)의 최상부 면 및/또는 최하부 면으로부터 수직으로 이격되어 베이스(14)에 배열된 적어도 하나의 지지 레일(14.1), 및/또는 iii) 캐리어(12)의 좌측 면 및/또는 우측 면으로부터 측 방향으로 이격되어 베이스(12)에 배열된 적어도 하나의 가이딩 레일(14.3)을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "레일" 및 "트랙"이라는 용어들은 동의어로 사용된다.According to the embodiments described herein, the magnetic levitation system 10 includes: i) a base 14 for holding, positioning, and/or transporting the carrier 12, and/or ii) the carrier 12 At least one support rail (14.1) arranged on the base 14 and vertically spaced from the top and/or bottom side, and/or iii) laterally spaced from the left side and/or the right side of the carrier 12 And at least one guiding rail 14.3 arranged on the base 12. In this document, the terms "rail" and "track" are used synonymously.

본원에서, 최상부 및 최하부는 홀딩 방향에 대하여 정의된 포지션들이고, 좌측 및 우측은 횡 방향에 대하여 정의된 포지션들이다.Here, the top and bottom are positions defined with respect to the holding direction, and the left and right are positions defined with respect to the transverse direction.

지지 레일은 캐리어(12) 위에 배열된 최상부 레일(14.1)로서 설계될 수 있으며, 여기서, 캐리어(12)는 자기력에 의해 최상부 레일(14.1) 아래에 홀딩된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 지지 레일은 캐리어(12) 아래에 배열된 최하부 레일로서 설계될 수 있으며, 여기서, 캐리어(12)는 자기력에 의해 최하부 레일 위에 홀딩된다.The support rail can be designed as a top rail 14.1 arranged above the carrier 12, where the carrier 12 is held under the top rail 14.1 by magnetic force. Alternatively or additionally, the support rail can be designed as a lowermost rail arranged under the carrier 12, wherein the carrier 12 is held on the lowermost rail by magnetic force.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 자기 베어링(14.2)은 각각의 지지 레일(14.1)에 배열될 수 있으며, 특히, 자기 베어링들(14.2) 각각은, i) 적어도 하나의 영구 자석, 및/또는 ii) 적어도 하나의 능동 제어식 전자기 베어링 액추에이터(14.5)를 포함할 수 있다.According to the embodiments described herein, at least one magnetic bearing 14.2 may be arranged on each support rail 14.1, in particular, each of the magnetic bearings 14.2, i) at least one permanent magnet , And/or ii) at least one actively controlled electromagnetic bearing actuator 14.5.

복수의 능동 자기 베어링들(14.2)이 제공될 수 있다. 자기력은, 캐리어(12)가 베이스(14)로부터 미리 결정된 거리에 비접촉식으로 홀딩되도록, 베이스 구조(14)와 캐리어 사이에 작용한다. 일부 실시예들에서, 능동 자기 베어링(14.2)은, 홀딩 방향(20.2)으로의 최상부 지지 레일(14.1)과 캐리어(12) 사이의 거리가 본질적으로 일정하게 유지될 수 있도록, 전형적으로는 본질적인 수직 방향인 홀딩 방향(20.2)으로 작용하는 자기력을 생성하도록 구성된다. 특히, 제어가능 액추에이터(14.5)를 갖는 적어도 하나의 능동 자기 베어링은 캐리어(12)와 베이스(14) 사이에 자기 인력을 제공할 수 있다.A plurality of active magnetic bearings 14.2 may be provided. The magnetic force acts between the base structure 14 and the carrier such that the carrier 12 is non-contactly held at a predetermined distance from the base 14. In some embodiments, the active magnetic bearing 14.2 is typically essentially vertical so that the distance between the top support rail 14.1 and the carrier 12 in the holding direction 20.2 can be kept essentially constant. It is configured to generate a magnetic force acting in the holding direction (20.2) which is the direction. In particular, at least one active magnetic bearing with a controllable actuator 14.5 can provide a magnetic attraction between the carrier 12 and the base 14.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 자기 부상 시스템(10)은 캐리어(12)의 최상부 면 및/또는 최하부 면에 배열된 적어도 하나의 수직 자기 카운터파트(counterpart)(12.2)를 포함할 수 있다. 캐리어(12)에서의 수직 자기 카운터파트(12.2)는 베이스(14)에서의 자기 베어링(14.2)과 자기적으로 상호작용함으로써, 중력과 반대되는 홀딩 방향(20.2)으로 캐리어(12) 상에 자기력을 가하고, 베어링(14.2)에 캐리어(12)를 비접촉식으로 홀딩할 수 있다. 본원에서, 수직 안정화는 반발하는 자석들에 의해 달성될 수 있다.According to embodiments described herein, the magnetic levitation system 10 may include at least one vertical magnetic counterpart 12.2 arranged on the top and/or bottom side of the carrier 12. . The vertical magnetic counterpart (12.2) in the carrier 12 magnetically interacts with the magnetic bearing (14.2) in the base (14), so that the magnetic force on the carrier (12) in the holding direction (20.2) opposite to gravity. And holding the carrier 12 on the bearing 14.2 in a non-contact manner. Here, vertical stabilization can be achieved by repelling magnets.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 자기 부상 시스템(10)은 각각의 가이딩 레일(14.3)에 배열될 수 있는 적어도 하나의 가이딩 자석(14.4)을 포함할 수 있으며, 여기서, 특히, 가이딩 자석(14.4)은 횡 방향(20.1)으로의 캐리어(12)의 측면 안정화를 제공하기 위한 적어도 하나의 영구 자석, 및/또는 횡 방향(20.1)으로의 캐리어(12)의 측면 댐핑을 제공하기 위한 적어도 하나의 능동 제어식 전자기 댐핑 액추에이터를 포함한다. 횡 방향(20.1)은 본질적인 수평 방향, 특히 캐리어(12)의 두께 방향에 대응할 수 있다. 본원에서, 측 방향 안정화는 반발하는 자석들에 의해 달성될 수 있다.According to the embodiments described herein, the magnetic levitation system 10 may comprise at least one guiding magnet 14.4 which may be arranged on each guiding rail 14.3, wherein, in particular, a guiding magnet The ding magnet 14.4 is at least one permanent magnet to provide lateral stabilization of the carrier 12 in the transverse direction (20.1), and/or to provide lateral damping of the carrier 12 in the transverse direction (20.1). And at least one actively controlled electromagnetic damping actuator for. The transverse direction 20.1 may correspond to an essentially horizontal direction, in particular the thickness direction of the carrier 12. Here, lateral stabilization can be achieved by repelling magnets.

자기 베어링(14.2), 가이딩 자석(14.4), 또는 자기장을 생성하는 임의의 다른 디바이스의 능동 제어식 전자기 액추에이터는 전자기 코일, 또는 와전류에 의한 자기 반발 메커니즘에 기반한 디바이스를 포함할 수 있으며, 이들은 각각, 능동적으로 제어가능할 수 있다.Actively controlled electromagnetic actuators of magnetic bearings 14.2, guiding magnets 14.4, or any other device that generates a magnetic field may include devices based on electromagnetic coils, or magnetic repulsion mechanisms by eddy currents, respectively, It can be actively controllable.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 자기 부상 시스템(10)은 캐리어(12)의 좌측 면 및/또는 우측 면에 배열된 적어도 하나의 측 방향 자기 카운터파트(12.4)를 포함할 수 있다. 자기 카운터파트들 각각은 적어도 하나의 영구 자석 및/또는 적어도 하나의 능동 제어식 전자기 카운터파트 액추에이터, 이를테면 전자기 코일, 또는 와전류에 의한 자기 반발 메커니즘에 기반한 디바이스를 포함함으로써, 횡 방향(20.1)으로 캐리어(12) 상에 자기력을 가하고, 가이딩 레일(14.3)로부터 미리 정의된 거리에 캐리어(12)를 비접촉식으로 유지하고, 가이딩 레일(14.3)을 따라 캐리어(12)를 가이딩할 수 있다.According to embodiments described herein, the magnetic levitation system 10 may include at least one lateral magnetic counterpart 12.4 arranged on the left side and/or the right side of the carrier 12. Each of the magnetic counterparts comprises at least one permanent magnet and/or at least one actively controlled electromagnetic counterpart actuator, such as an electromagnetic coil, or a device based on a magnetic repulsion mechanism by an eddy current, thereby carrying a carrier ( It is possible to apply a magnetic force on 12), keep the carrier 12 non-contact at a predefined distance from the guiding rail 14.3, and guide the carrier 12 along the guiding rail 14.3.

가이딩 자석(14.4)은 수동 자기 안정화 디바이스일 수 있다. 특히, 가이딩 자석(14.4)은 베이스(14)에 고정된 제1 복수의 영구 자석들을 포함할 수 있으며, 측 방향 자기 카운터파트(12.4)는 캐리어(12)에서의 가이딩 레일(12.3)에 고정된 제2 복수의 영구 자석들을 포함할 수 있다. 제1 복수의 영구 자석들과 제2 복수의 영구 자석들 사이의 자기 척력들은 캐리어(12)를 횡 방향(20.1)으로의 미리 결정된 포지션, 예컨대, 베이스(14)에서의 가이딩 레일(14.3)로부터 미리 결정된 거리에 있는 포지션, 또는 베이스(14)에서의 좌측 및 우측 가이딩 레일들(14.3) 사이의 중앙 포지션에 있도록 강제할 수 있다.The guiding magnet 14.4 may be a passive magnetic stabilization device. In particular, the guiding magnet 14.4 may include a first plurality of permanent magnets fixed to the base 14, and the lateral magnetic counter part 12.4 is attached to the guiding rail 12.3 in the carrier 12. It may include a fixed second plurality of permanent magnets. The magnetic repulsive forces between the first plurality of permanent magnets and the second plurality of permanent magnets move the carrier 12 in a predetermined position in the transverse direction 20.1, e.g., the guiding rail 14.3 at the base 14 It can be forced to be in a position at a predetermined distance from, or a central position between the left and right guiding rails 14.3 at the base 14.

예컨대, 능동 제어식 전자기 베어링 액추에이터(14.5) 또는 능동 제어식 전자기 카운터파트 액추에이터에 인가되는 전류와 같은 파라미터가, 캐리어(12)와 베이스(14) 사이의 거리와 같은 파라미터에 따라 제어될 수 있다. 특히, 지지 레일(12.1) 및/또는 가이딩 레일(12.3)과 캐리어(12) 사이의 거리가 거리 센서에 의해 측정될 수 있고, 베어링 액추에이터(14.5)의 자기장 세기는 측정된 거리에 따라 세팅될 수 있다. 특히, 자기장 세기는 거리가 미리 결정된 임계값을 상회하는 경우에 증가될 수 있으며, 자기장 세기는 거리가 임계값을 하회하는 경우에 감소될 수 있다. 액추에이터는 폐쇄 루프 또는 피드백 제어로 제어될 수 있다.For example, parameters such as current applied to the active controlled electromagnetic bearing actuator 14.5 or the active controlled electromagnetic counterpart actuator may be controlled according to parameters such as the distance between the carrier 12 and the base 14. In particular, the distance between the support rail 12.1 and/or the guiding rail 12.3 and the carrier 12 can be measured by a distance sensor, and the magnetic field strength of the bearing actuator 14.5 will be set according to the measured distance. I can. In particular, the magnetic field strength may be increased when the distance exceeds a predetermined threshold value, and the magnetic field strength may be decreased when the distance is less than the threshold value. The actuator can be controlled with closed loop or feedback control.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 자기 부상 시스템(10)은 캐리어(12)에 배열된 적어도 하나의 이동식 댐핑 컴포넌트(18.1)(도 2a 내지 도 2c, 도 4a 내지 도 4c 참조), 또는 적어도 하나의 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)는 베이스(14)에 배열되어 특히 캐리어(12)로부터 이격되고, 특히, 베이스(14)의 가이딩 레일(14.3)에 배열될 수 있다(도 3a, 도 3b, 도 5a, 도 5b 참조). 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2) 및 이동식 댐핑 컴포넌트(18.1)는 각각, 수동 댐핑 컴포넌트(18.3) 또는 능동 댐핑 컴포넌트(18.4)를 포함할 수 있다.According to the embodiments described herein, the magnetic levitation system 10 comprises at least one movable damping component 18.1 arranged on the carrier 12 (see FIGS. 2A-2C, 4A-4C), or at least It may comprise one stationary damping component 18.2, at least one stationary damping component 18.2 arranged on the base 14 and in particular spaced apart from the carrier 12, in particular the guiding rail of the base 14 It can be arranged in (14.3) (see Figs. 3A, 3B, 5A, 5B). The fixed damping component 18.2 and the movable damping component 18.1 may each comprise a passive damping component 18.3 or an active damping component 18.4.

본원에서 설명되는 실시예들에 따라 그리고 댐핑 디바이스(18)의 동작 및 어레인지먼트에 관하여, 캐리어(12)의 측 방향 진동들을 댐핑하기 위한 여러 실시예들이 제공될 수 있다.In accordance with the embodiments described herein and with respect to the operation and arrangement of the damping device 18, several embodiments for damping the lateral vibrations of the carrier 12 may be provided.

댐핑 디바이스(18)의 동작이 관련되는 한, 댐핑 디바이스(18)는, i) 적어도 하나의 수동 댐핑 컴포넌트(18.3), 및/또는 ii) 적어도 하나의 능동 댐핑 컴포넌트(18.4)를 포함할 수 있다.As far as the operation of the damping device 18 is concerned, the damping device 18 may comprise i) at least one passive damping component 18.3, and/or ii) at least one active damping component 18.4. .

댐핑 디바이스(18)의 어레인지먼트가 관련되는 한, 댐핑 디바이스(18)는, a) 캐리어(12)에 배열된 적어도 하나의 이동식 댐핑 컴포넌트(18.1), 및/또는 b) 베이스(14)에 배열되어 특히 캐리어(12)로부터 이격된 적어도 하나의 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)를 포함할 수 있다.As far as the arrangement of the damping device 18 is concerned, the damping device 18 is arranged in a) at least one movable damping component 18.1 arranged in the carrier 12 and/or b) in the base 14 It can in particular comprise at least one stationary damping component 18.2 spaced apart from the carrier 12.

이동식 댐핑 컴포넌트(18.1)는 캐리어(12)의 수직 자기 카운터파트(12.2) 및/또는 캐리어(12)의 측 방향 자기 카운터파트(12.4)에 배열될 수 있으며, 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)는 베이스(14)의 지지 레일(14.1) 및/또는 베이스(14)의 가이딩 레일(14.3)에 배열될 수 있다.The movable damping component 18.1 can be arranged in the vertical magnetic counterpart 12.2 of the carrier 12 and/or the lateral magnetic counterpart 12.4 of the carrier 12, and the fixed damping component 18.2 is a base ( 14) of the support rail 14.1 and/or on the guiding rail 14.3 of the base 14.

도 1a에 예시된 바와 같이, 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)는 베이스(14)에서의 가이딩 레일(14.3)에 고정될 수 있다. 도 1a에서 "A"로서 마킹된 세부사항은, 댐핑 디바이스(18)가 전체적으로 또는 부분적으로 배열될 수 있는, maglev 시스템의 컴포넌트들을 포함한다. 댐핑 디바이스(18)의 상이한 실시예들을 설명하기 위해, 세부사항 A가 일부 도면들 상에서 확대되고 일부 도면들에서 설명된다.As illustrated in FIG. 1A, the fixed damping component 18.2 can be fixed to the guiding rail 14.3 at the base 14. The detail marked as “A” in FIG. 1A includes the components of the maglev system, in which the damping device 18 can be arranged in whole or in part. To explain different embodiments of the damping device 18, detail A is enlarged on some figures and described in some figures.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 능동 댐핑 컴포넌트(18.4)는, i) 횡 방향(20.1)으로의 캐리어 진동들을 표현하는 진동 센서 신호를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 진동 센서, 및/또는 ii) 댐핑 액추에이터 신호에 대한 응답으로 반대(counter) 진동들을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 댐핑 액추에이터(18.15, 18.16), 및/또는 iii) 진동 센서(18.14) 및 댐핑 액추에이터(18.15, 18.16)에 연결된 적어도 하나의 제어기(18.13)를 포함할 수 있다. 제어기(18.13)는, 특히, 반대 진동들이 횡 방향(20.1)으로의 캐리어 진동들을 댐핑 또는 감쇠시키도록, 진동 센서 신호에 대한 응답으로 댐핑 액추에이터 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.According to embodiments described herein, the active damping component 18.4 comprises: i) at least one vibration sensor configured to generate a vibration sensor signal representing carrier vibrations in the transverse direction 20.1, and/or ii) At least one damping actuator 18.15, 18.16 configured to generate counter vibrations in response to the damping actuator signal, and/or iii) at least one damping actuator 18.14 connected to the vibration sensor 18.14 and at least one damping actuator 18.15, 18.16 It may include a controller 18.13. The controller 18.13 may be configured to generate a damping actuator signal in response to the vibration sensor signal, in particular such that counter vibrations damp or damp carrier vibrations in the transverse direction 20.1.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 진동 센서는 포지션 센서, 속도 센서, 가속도 센서, 힘 센서, 압력 센서, 홀 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to the embodiments described herein, the vibration sensor may include at least one of a position sensor, a speed sensor, an acceleration sensor, a force sensor, a pressure sensor, and a Hall sensor.

도 1a에 예시된 바와 같이, 베이스(14)에서의 측 방향 가이딩 레일(14.3)에서의 액추에이터는, 액추에이터 전류가 가이딩 자석(14.4)을 통해 흐를 때, 베이스(14) 상의 측 방향 가이딩 자석(14.4)의 자기장을 생성하도록 설계될 수 있다. 베이스(14) 상의 측 방향 가이딩 자석(14.4)의 자기장은 캐리어(12) 상의 측 방향 가이딩 자석(12.4)과 상호작용하여, 캐리어(12) 상에 자기 횡단 방향 또는 횡 방향 힘을 가할 수 있다.As illustrated in FIG. 1A, the actuator in the lateral guiding rail 14.3 at the base 14 is lateral guiding on the base 14 when the actuator current flows through the guiding magnet 14.4. It can be designed to generate the magnetic field of the magnet 14.4. The magnetic field of the lateral guiding magnet 14.4 on the base 14 can interact with the lateral guiding magnet 12.4 on the carrier 12 to exert a magnetic transverse or transverse force on the carrier 12. have.

자기장 및 연관된 자기 횡 방향 힘은 캐리어 진동들을 상쇄시키기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 그러한 자기장은 측 방향 댐핑을 위한 자기장이다. 캐리어(12) 상의 상쇄 자기력은, 액추에이터 전류를 조정 및/또는 조절함으로써, 측 방향 댐핑을 위한 제어 루프에 의해 제공 및 제어될 수 있다.The magnetic field and associated magnetic transverse force can be used to counteract the carrier vibrations. Thus, such a magnetic field is a magnetic field for lateral damping. The canceling magnetic force on the carrier 12 may be provided and controlled by a control loop for lateral damping by adjusting and/or regulating the actuator current.

캐리어 횡 방향 진동들을 상쇄시키는 약화 자기 횡 방향 힘은 측 방향 가이딩 자석(14.4)의 자기장에 의해 제공될 수 있다. 캐리어(12)와 상호작용하는, 특히 캐리어 횡 방향 진동들의 주파수 및 90°만큼 시프트된 위상을 갖는 오실레이팅 자기 횡 방향 힘은 캐리어 횡 방향 진동들에 대한 약화 또는 상쇄 효과를 달성할 수 있다. 다음에서, 그러한 오실레이팅 자기 횡 방향 힘을 제공하기 위한 여러 개념들 및 디바이스들이 설명된다.A weakening magnetic transverse force that counteracts the carrier transverse vibrations may be provided by the magnetic field of the lateral guiding magnet 14.4. An oscillating magnetic transverse force interacting with the carrier 12, in particular having a phase shifted by 90° and the frequency of the carrier transverse vibrations, can achieve a weakening or canceling effect on the carrier transverse vibrations. In the following, several concepts and devices for providing such an oscillating magnetic transverse force are described.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 능동 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)의 일부인 고정식 댐핑 액추에이터(18.16)는 캐리어(12)에 대한 자기장, 특히, 자기 가이드 엘리먼트 및/또는 전자기 베어링 액추에이터(14.5)에 의해 생성되는 자기장의 간섭을 적응적으로 형성 및/또는 조정함으로써, 특히, 횡 방향(20.1)으로 캐리어(12) 상에 작용하는 자기력을 결정 및/또는 조정하도록 구성될 수 있다.According to the embodiments described herein, the stationary damping actuator 18.16, which is part of the active stationary damping component 18.2, is by means of a magnetic field relative to the carrier 12, in particular a magnetic guide element and/or an electromagnetic bearing actuator 14.5. By adaptively forming and/or adjusting the interference of the generated magnetic field, it can be configured to determine and/or adjust the magnetic force acting on the carrier 12, in particular in the transverse direction 20.1.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 고정식 댐핑 액추에이터(18.16)는 캐리어(12) 및/또는 베이스(14)에 대하여 자기 가이드 엘리먼트 또는 전자기 베어링 액추에이터(14.5)를 이동시키고 그리고/또는 경사지게 하여, 횡 방향(20.1)으로의 캐리어(12)에 대한 자기장 간섭을 적응적으로 형성 및/또는 조정하도록 적응될 수 있다. 고정식 댐핑 액추에이터(18.16)는, 특히, 횡 방향(20.1)으로 캐리어(12) 상에 힘을 가하는 보조 자기장을 중첩시킴으로써, 수직 방향에 대하여 자기장 라인들을 경사지게 하고 그리고/또는 오실레이팅하도록 적응될 수 있다.According to the embodiments described herein, the fixed damping actuator 18.16 moves and/or tilts the magnetic guide element or electromagnetic bearing actuator 14.5 with respect to the carrier 12 and/or base 14, thereby transversely It can be adapted to adaptively form and/or adjust the magnetic field interference for the carrier 12 in the direction 20.1. The fixed damping actuator 18.16 can be adapted to tilt and/or oscillate the magnetic field lines with respect to the vertical direction, in particular by superimposing an auxiliary magnetic field exerting a force on the carrier 12 in the transverse direction 20.1. .

도 1b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 자기 부상 시스템의 개략적인 단면도를 도시하며, 여기서, 수직 및 측 방향 안정화는 끌어당기는 자석들에 의해 달성된다. 도 1b를 예시적으로 참조하여 설명되는 세부사항들이 도 1b의 엘리먼트들로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 오히려, 이들 세부사항들은 또한, 다른 도면들을 예시적으로 참조하여 설명되는 추가적인 실시예들과 조합될 수 있다.1B shows a schematic cross-sectional view of a magnetic levitation system according to embodiments described herein, wherein vertical and lateral stabilization is achieved by attracting magnets. It should not be understood that the details described with exemplary reference to FIG. 1B are limited to the elements of FIG. 1B. Rather, these details may also be combined with additional embodiments described with exemplary reference to other drawings.

이 설계에 따르면, 가이딩 자석들(14.4)은 캐리어(12), 즉, 캐리어(12)에서의 가이딩 자기 카운터파트(12.4) 상에 수직 방향으로 인력을 가할 수 있다. 자석들(12.4, 14.4)은 반대-극이고, 그에 따라, 자석들(12.4, 14.4) 사이에 인력들이 발생된다. 그러나, 수직 안정화를 달성하기 위해, maglev 시스템의 최상부 및 최하부에 배열된 능동 제어식 전자기 베어링 액추에이터들(14.5)이 사용될 수 있다. 수평 방향과 관련하여, 서로를 향하는 동일-극성 자석들(12.4, 14.4)의 반발력은 기계적 스프링들의 안정화 효과를 갖는다. 각각의 측 방향 수평 안정화의 상부 범위를 위한 도 1a 및 도 1b에 도시된 어레인지먼트들은 또한, maglev 시스템의 하부 범위에 제공될 수 있다.According to this design, the guiding magnets 14.4 can exert an attractive force in a vertical direction on the carrier 12, that is, the guiding magnetic counterpart 12.4 in the carrier 12. Magnets 12.4, 14.4 are counter-pole, and thus, attractive forces are generated between magnets 12.4, 14.4. However, to achieve vertical stabilization, active controlled electromagnetic bearing actuators 14.5 arranged at the top and bottom of the maglev system can be used. Regarding the horizontal direction, the repulsive force of the same-polar magnets 12.4, 14.4 facing each other has a stabilizing effect of the mechanical springs. The arrangements shown in FIGS. 1A and 1B for the upper range of each lateral horizontal stabilization may also be provided in the lower range of the maglev system.

임의의 주어진 이유로, 캐리어(12)가 옆으로 이동해야 하는 경우, 가이딩 자석들(14.4)은 캐리어(12), 즉, 캐리어(12)에서의 가이딩 자기 카운터파트(12.4) 상에 측 방향 힘을 가할 수 있으며, 이는 측 방향으로 힘을 생성하여 캐리어(12) 상에 가하고, 이는 벗어나는 것을 막는다. 이는 캐리어(12)가 측 방향으로 안정화될 수 있게 한다.If, for any given reason, the carrier 12 has to move sideways, the guiding magnets 14.4 are laterally oriented on the carrier 12, i.e. the guiding magnetic counterpart 12.4 in the carrier 12. A force can be applied, which creates a force in the lateral direction and exerts it on the carrier 12, which prevents it from escaping. This allows the carrier 12 to be stabilized in the lateral direction.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 자기 부상 시스템은,According to the embodiments described herein, the magnetic levitation system,

- i) 진행 방향으로 비접촉식으로 이동가능하고, ii) 평면 물체를 홀딩하도록 적응된 캐리어;-i) a carrier non-contactly movable in the direction of travel and ii) adapted to hold a planar object;

- 베어링에 캐리어를 비접촉식으로 홀딩하기 위해, 캐리어 상에 자기력을 가하도록 구성된 적어도 하나의 자기 베어링; 및-At least one magnetic bearing configured to apply a magnetic force on the carrier for contactlessly holding the carrier in the bearing; And

- 캐리어 상에 작용하는 댐핑 디바이스-Damping device acting on the carrier

를 포함할 수 있으며,It may include,

댐핑 디바이스는 평면 물체와 직각을 이루는 횡 방향으로의 캐리어 진동들을 댐핑하도록 구성된다.The damping device is configured to damp carrier vibrations in a transverse direction perpendicular to the planar object.

이 어레인지먼트에 따르면, 캐리어는 수직 평면과 수평 평면(직립 포지션 및 누운 포지션) 둘 모두에서 진행 방향으로 운송될 수 있으며, 여기서, 수직(직립) 또는 수평(누움)이라는 용어들은 중력에 평행한 수직 방향과 관련된 캐리어의 배향을 나타낸다.According to this arrangement, the carrier can be transported in the direction of travel in both vertical and horizontal planes (upright and lying position), where the terms vertical (upright) or horizontal (lying down) refer to the vertical direction parallel to gravity. Indicates the orientation of the carrier relative to.

이 어레인지먼트에 따르면, 자기 베어링은 나머지 자석 힘과 반대되는 홀딩 방향으로, 또는 수평 방향으로의 자기력들과 반대되는 방향으로 캐리어 상에 자기력을 가하도록 구성될 수 있다. 캐리어(12)가 수평으로 배열되는 경우, 반발하는 가이딩 자석들(14.4, 12.4)이 중력을 과잉 보상(overcompensate)하기 위해 사용될 수 있다. 반발하는 자석들(14.4, 12.4)이 또한, 언쇼 법칙(Earnshaw law)에 따라, 불안정한 수평 힘들을 생성할 수 있기 때문에, 그러한 힘들은 능동 자기 베어링(14.2)에 의해 수평 방향으로 안정화될 수 있다.According to this arrangement, the magnetic bearing may be configured to apply a magnetic force on the carrier in a holding direction opposite to the remaining magnetic force, or in a direction opposite to magnetic forces in a horizontal direction. When the carrier 12 is arranged horizontally, the repelling guiding magnets 14.4, 12.4 can be used to overcompensate the gravity. Since the repelling magnets 14.4, 12.4 can also generate unstable horizontal forces, according to Earnshaw law, such forces can be stabilized in the horizontal direction by the active magnetic bearing 14.2.

이 어레인지먼트에 따르면, 댐핑 디바이스는 진행 방향 및 홀딩 방향과 직각을 이루는 횡 방향으로의 캐리어 진동들을 약화시키도록 구성될 수 있다.According to this arrangement, the damping device can be configured to attenuate carrier vibrations in the traveling direction and in the transverse direction perpendicular to the holding direction.

도 2a는 도 1b의 세부사항 B의 단면도를 도시하며, 여기서, 캐리어(12)의 측 방향 자기 카운터파트(12.4)에, 특히, 캐리어(12)와 캐리어(12) 상의 가이딩 레일(12.3) 사이에 배열된 이동식 댐핑 컴포넌트(18.1)가 예시된다. 이동식 댐핑 컴포넌트(18.1)는 능동 또는 수동 댐핑 컴포넌트(18.3)로서 설계될 수 있고, 그리고 캐리어(12)에서의 우측 가이딩 레일(12.3)을 향하는 캐리어(12)의 측면 상에 위치된다. 도 2a를 예시적으로 참조하여 설명되는 세부사항들이 도 2a의 엘리먼트들로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 오히려, 이들 세부사항들은 또한, 다른 도면들을 예시적으로 참조하여 설명되는 추가적인 실시예들과 조합될 수 있다.FIG. 2a shows a cross-sectional view of detail B of FIG. 1b, wherein in the lateral magnetic counterpart 12.4 of the carrier 12, in particular, the carrier 12 and the guiding rail 12.3 on the carrier 12 A movable damping component 18.1 arranged in between is illustrated. The movable damping component 18.1 can be designed as an active or passive damping component 18.3 and is located on the side of the carrier 12 facing the right guiding rail 12.3 in the carrier 12. It should not be understood that the details described with exemplary reference to FIG. 2A are limited to the elements of FIG. 2A. Rather, these details may also be combined with additional embodiments described with exemplary reference to other drawings.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 수동 댐핑 컴포넌트(18.3)는 이동식 또는 고정식 소산 댐퍼(18.5), 이동식 튜닝 질량 댐퍼(18.6), 이동식 자기 댐퍼(18.7), 또는 고정식 자기 댐퍼(18.8) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러한 수동 댐핑 컴포넌트(18.3)는 특히, 예컨대 자기 베어링(14.2)의 제어기로부터 디커플링된(decoupled) 진공-밀폐 하우징 내에 매립하기에 적합하거나, 또는 진공-밀폐 캡슐화에 적합하다.According to embodiments described herein, the passive damping component 18.3 is at least one of a movable or stationary dissipation damper 18.5, a movable tuning mass damper 18.6, a movable magnetic damper 18.7, or a stationary magnetic damper 18.8. It can contain one. Such a passive damping component 18.3 is particularly suitable for embedding in a vacuum-tight housing decoupled from the controller of the magnetic bearing 14.2, for example, or for vacuum-tight encapsulation.

도 2b는 소산 댐퍼(18.5)로서 설계된, 도 2a의 이동식 댐핑 컴포넌트(18.1)의 단면도를 도시한다. 이동식 소산 댐퍼(18.5)는 반응 질량(18.9) 및 소산 엘리먼트(18.10)를 포함할 수 있으며, 여기서, 소산 엘리먼트(18.10)는 하나의 측면에서 반응 질량(18.9)에 견고하게 연결되고, 다른 측면에서 캐리어(12)에 견고하게 연결된다. 특히, 소산 댐퍼(18.5)와 캐리어 가이딩 레일(12.3) 사이에는 견고한 연결이 존재하지 않는다. 대신에, 조인트(12.6)가 캐리어 가이딩 레일(12.3)과 캐리어(12)를 견고하게 연결할 수 있다. 도 2b를 예시적으로 참조하여 설명되는 세부사항들이 도 2b의 엘리먼트들로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 오히려, 이들 세부사항들은 또한, 다른 도면들을 예시적으로 참조하여 설명되는 추가적인 실시예들과 조합될 수 있다.2B shows a cross-sectional view of the movable damping component 18.1 of FIG. 2A, designed as a dissipation damper 18.5. The movable dissipation damper 18.5 may comprise a reaction mass 18.9 and a dissipation element 18.10, wherein the dissipation element 18.10 is rigidly connected to the reaction mass 18.9 on one side and on the other side. It is rigidly connected to the carrier 12. In particular, there is no rigid connection between the dissipation damper 18.5 and the carrier guiding rail 12.3. Instead, a joint 12.6 can rigidly connect the carrier guiding rail 12.3 and the carrier 12. The details described with reference to FIG. 2B by way of example should not be understood as being limited to the elements of FIG. 2B. Rather, these details may also be combined with additional embodiments described with exemplary reference to other drawings.

소산 엘리먼트에 연결된 캐리어(12)의 진동들에 의해, 오실레이팅 힘이 소산 엘리먼트 상에 가해진다. 소산 엘리먼트와 비교하여 상당히 더 큰 질량을 가져서 높은 관성을 갖는 반응 질량(18.9)에 대한 소산 엘리먼트의 견고한 연결로 인해, 소산 엘리먼트는 자유롭게 진동할 수 없지만 대신에 반대 힘으로 캐리어(12)의 오실레이팅 힘에 대항한다.By vibrations of the carrier 12 connected to the dissipating element, an oscillating force is exerted on the dissipating element. Due to the rigid connection of the dissipating element to the reaction mass (18.9), which has a significantly larger mass compared to the dissipating element, and therefore has a high inertia, the dissipating element cannot vibrate freely, but instead oscillating the carrier 12 with an opposite force. Against power.

캐리어(12)의 오실레이팅 힘과 소산 엘리먼트의 제동 반대 힘의 중첩은 캐리어 진동들의 에너지가 소모되게 하고, 즉, 열로 변환되게 하여 소산 엘리먼트가 가열되게 한다. 캐리어(12)의 진동 진폭은 각각의 오실레이션에 따라 감소되고, 그에 따라, 캐리어 진동들은 몇 번의 오실레이션들 후에 진정된다.The superposition of the oscillating force of the carrier 12 and the anti-braking force of the dissipating element causes the energy of the carrier vibrations to be consumed, that is, converted into heat, causing the dissipating element to be heated. The vibration amplitude of the carrier 12 decreases with each oscillation, and accordingly, the carrier vibrations subside after several oscillations.

이러한 방식으로, 소산 댐퍼(18.5)는 저렴한 가격으로 효율적인 횡 방향 진동 댐핑 효과를 제공한다.In this way, the dissipation damper 18.5 provides an efficient transverse vibration damping effect at an inexpensive price.

도 3a는 도 1b의 세부사항 B의 단면도를 도시하며, 여기서, 베이스(14)에 배열된 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)가 예시된다. 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)는 수동 댐핑 컴포넌트(18.3)로서 설계될 수 있고, 그리고 베이스(14)에서의 우측 가이딩 레일(14.3)을 향하는 베이스(14)의 측면 상에 위치된다. 도 3a를 예시적으로 참조하여 설명되는 세부사항들이 도 3a의 엘리먼트들로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 오히려, 이들 세부사항들은 또한, 다른 도면들을 예시적으로 참조하여 설명되는 추가적인 실시예들과 조합될 수 있다.3A shows a cross-sectional view of detail B of FIG. 1B, in which a fixed damping component 18.2 arranged in the base 14 is illustrated. The fixed damping component 18.2 can be designed as a passive damping component 18.3 and is located on the side of the base 14 facing the right guiding rail 14.3 at the base 14. It should not be understood that the details described with exemplary reference to FIG. 3A are limited to the elements of FIG. 3A. Rather, these details may also be combined with additional embodiments described with exemplary reference to other drawings.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 고정식 소산 댐퍼(18.5)는 소산 엘리먼트(18.10)를 포함할 수 있으며, 여기서, 소산 엘리먼트(18.10)는 하나의 측면에서 베이스(14)에 견고하게 연결되고, 다른 측면에서 베이스(14)에서의 가이딩 레일(14.3)에 견고하게 연결된다.According to the embodiments described herein, the fixed dissipation damper 18.5 may comprise a dissipation element 18.10, wherein the dissipation element 18.10 is rigidly connected to the base 14 on one side, and On the other side it is rigidly connected to the guiding rail 14.3 at the base 14.

도 3b는 소산 댐퍼(18.5)로서 설계된, 도 3a의 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)의 단면도를 도시한다. 도 3b를 예시적으로 참조하여 설명되는 세부사항들이 도 3b의 엘리먼트들로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 오히려, 이들 세부사항들은 또한, 다른 도면들을 예시적으로 참조하여 설명되는 추가적인 실시예들과 조합될 수 있다.3B shows a cross-sectional view of the stationary damping component 18.2 of FIG. 3A, designed as a dissipation damper 18.5. The details described with exemplary reference to FIG. 3B should not be understood as being limited to the elements of FIG. 3B. Rather, these details may also be combined with additional embodiments described with exemplary reference to other drawings.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 소산 엘리먼트(18.10)는 댐핑 재료, 이를테면, 고무 화합물(예컨대, Viton®), 폴리머, 엘라스토머, 댐핑 쿠션(예컨대, Sylomer ®), 금속 폼(metal foam), 금속 스펀지(예컨대, Stop-Choc®), 점탄성 재료, 점성 유체, 고 댐핑 합금, 또는 입자 댐핑 재료를 포함할 수 있다. 그러한 재료들은 자석 트랙들이 서로 끌어당길 수 없도록 수직 방향으로 높은 강도를 가질 수 있고, 그리고 횡 방향 진동들의 댐핑 효과를 위한 상대적인 운동을 가능하게 하기 위해 횡 방향(20.1)으로 낮은 강도를 가질 수 있다. 엘라스토머가 또한, 측 방향 트랙들 둘 모두에 조합하여 사용될 수 있다.According to the embodiments described herein, the dissipating element 18.10 is a damping material, such as a rubber compound (e.g. Viton®), a polymer, an elastomer, a damping cushion (e.g. Sylomer®), a metal foam, Metal sponges (eg Stop-Choc®), viscoelastic materials, viscous fluids, high damping alloys, or particle damping materials. Such materials may have a high strength in the vertical direction so that the magnet tracks cannot attract each other, and may have a low strength in the transverse direction (20.1) to enable relative motion for the damping effect of transverse vibrations. Elastomers can also be used in combination on both lateral tracks.

그러한 재료들은 특히, 진공 애플리케이션들에 적합하고, 탄성이 있고, 양호한 약화 특성들을 제공한다. 따라서, 캐리어(12)의 진동들이 효과적으로 약화될 수 있다. 재료들, 예컨대 재료들 내의 잔류 수분에 의한 진공의 오염을 방지하기 위해, 댐핑 컴포넌트(18.2)는 유리하게, 외부에 대해 캡슐화 또는 밀봉될 수 있다. 그러한 캡슐화는 일반적으로, 진공에서 사용하는 데 부적절한 재료들에 사용될 수 있다.Such materials are particularly suitable for vacuum applications, are elastic, and provide good weakening properties. Thus, vibrations of the carrier 12 can be effectively attenuated. In order to prevent contamination of the vacuum by the materials, for example residual moisture in the materials, the damping component 18.2 can advantageously be encapsulated or sealed against the outside. Such encapsulation can generally be used with materials that are not suitable for use in vacuum.

소산 엘리먼트(18.10)는 압전성 재료 또는 점탄성 재료를 더 포함할 수 있다.The dissipating element 18.10 may further include a piezoelectric material or a viscoelastic material.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 소산 엘리먼트(18.10)는 루프로 형성된 스트랜디드 케이블(stranded cable)로 구성된 나선형 스프링인 와이어 로프 아이솔레이터(wire rope isolator)를 포함할 수 있다. 현저한 댐핑 효과는 케이블의 개별 스트랜드들 사이의 상대적인 마찰의 결과이다. 재료들, 예컨대 마찰로 인한 입자들의 방출에 의한 진공의 오염을 방지하기 위해, 댐핑 컴포넌트(18.2)는 유리하게, 외부에 대해 캡슐화 또는 밀봉될 수 있다.According to the embodiments described herein, the dissipating element 18.10 may include a wire rope isolator, which is a spiral spring composed of a stranded cable formed in a loop. The remarkable damping effect is a result of the relative friction between the individual strands of the cable. In order to prevent contamination of the vacuum by the release of materials, such as particles due to friction, the damping component 18.2 can advantageously be encapsulated or sealed against the outside.

압전성 재료 또는 엘리먼트가 수동 댐핑 컴포넌트(18.3)와 능동 댐핑 컴포넌트(18.4) 둘 모두에 사용될 수 있다.Piezoelectric materials or elements can be used for both the passive damping component 18.3 and the active damping component 18.4.

수동 댐핑은 피에조(piezo)에 저항성 션트(shunt)를 적용함으로써 달성된다. 이 설계는 구조적 불확실성들에 대하여 매우 견고하다. 높은 댐핑 값들을 획득하기 위해, 피에조는 또한, 튜닝 전기 네트워크로 션트될 수 있으며, 이 튜닝 전기 네트워크의 임피던스는 기계적 진동들과 적절하게 매칭된다.Passive damping is achieved by applying a resistive shunt to the piezo. This design is very robust against structural uncertainties. In order to obtain high damping values, the piezo can also be shunted to a tuning electrical network, the impedance of which is suitably matched with mechanical vibrations.

능동 진동 제어는 제어 루프 내에서 사용될 센서 또는 액추에이터로서 압전성 재료 또는 엘리먼트를 간주함으로써 실현된다. 본원에서, 2개의 상황들, 즉, 코로케이션(collocation)과 비-코로케이션이 구별될 수 있다. 능동 댐핑은 코로케이팅된 액추에이터-센서-쌍들에 의해 실현될 수 있다. 액추에이터-센서-쌍이 구조 내에 적절하게(즉, 액추에이터와 센서 사이의 최소량의 크로스토크(crosstalk)로) 설계될 수 있는 경우, 수동성 기반 제어 법칙(passivity based control law)에 의해 우수한 댐핑 값들이 견고하게 획득될 수 있다. 추가로, MIMO-제어와 함께, 분산된 센서들 및 액추에이터들이 사용될 수 있다.Active vibration control is realized by considering a piezoelectric material or element as a sensor or actuator to be used within the control loop. In this application, two situations can be distinguished, namely, colocation and non-colocation. Active damping can be realized by corocated actuator-sensor-pairs. If the actuator-sensor-pair can be properly designed in the structure (i.e., with a minimum amount of crosstalk between the actuator and sensor), the good damping values are robust by the passivity based control law. Can be obtained. Additionally, with MIMO-control, distributed sensors and actuators can be used.

능동 제어의 경우, 센서와 액추에이터 둘 모두로서 단일 압전성 엘리먼트를 사용하는 것이 또한 가능하다. 그러나, 그러한 구성은 크로스토크를 겪을 수 있다. 그러면, 제어 루프의 제로(zero)들을 시프트하는 것과 같이 크로스토크를 보상하는 것에 의해, 높은 댐핑 값들이 획득될 수 있다.In the case of active control, it is also possible to use a single piezoelectric element as both a sensor and an actuator. However, such a configuration can suffer from crosstalk. Then, by compensating for crosstalk, such as shifting the zeros of the control loop, high damping values can be obtained.

점탄성 재료는, 재료가 폴리머 체인 상호작용들로 인한 순환 응력을 받을 때 기계적 에너지를 열로 소산시킴으로써, 효과적인 댐핑 효과를 달성할 수 있다.Viscoelastic materials can achieve an effective damping effect by dissipating mechanical energy as heat when the material is subjected to cyclic stress due to polymer chain interactions.

도 3d는 도 1a의 세부사항 A의 단면도를 도시하며, 여기서, 베이스(14)에, 특히, 베이스(12)와 베이스(14) 상의 가이딩 레일(14.3) 사이에 배열된 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)가 예시된다. 도 3d를 예시적으로 참조하여 설명되는 세부사항들이 도 3d의 엘리먼트들로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 오히려, 이들 세부사항들은 또한, 다른 도면들을 예시적으로 참조하여 설명되는 추가적인 실시예들과 조합될 수 있다.3D shows a cross-sectional view of detail A of FIG. 1A, wherein a fixed damping component 18.2 arranged at the base 14, in particular between the base 12 and the guiding rail 14.3 on the base 14. ) Is illustrated. The details described with exemplary reference to FIG. 3D should not be understood as being limited to the elements of FIG. 3D. Rather, these details may also be combined with additional embodiments described with exemplary reference to other drawings.

여기에 도시된 설계는 도 3a의 설계에 대응하며, 차이점은 자석들(12.4, 14.4)이 동일한 극들로 이루어지고 서로 나란히 배열되어, 이들이 서로 반발한다는 것이다.The design shown here corresponds to the design of Fig. 3A, the difference being that the magnets 12.4 and 14.4 are made of the same poles and are arranged side by side, so that they repel each other.

도 2c는 이동식 튜닝 질량 댐퍼(18.6)로서 설계된, 도 2a의 이동식 댐핑 컴포넌트(18.1)의 단면도를 도시한다. 도 2c를 예시적으로 참조하여 설명되는 세부사항들이 도 2c의 엘리먼트들로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 오히려, 이들 세부사항들은 또한, 다른 도면들을 예시적으로 참조하여 설명되는 추가적인 실시예들과 조합될 수 있다.2C shows a cross-sectional view of the movable damping component 18.1 of FIG. 2A, designed as a movable tuning mass damper 18.6. It should not be understood that the details described with exemplary reference to FIG. 2C are limited to the elements of FIG. 2C. Rather, these details may also be combined with additional embodiments described with exemplary reference to other drawings.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 이동식 튜닝 질량 댐퍼(18.6)는 스프링 엘리먼트(18.11), 반응 질량(18.9), 및 소산 엘리먼트(18.10)를 포함할 수 있으며, 여기서, 스프링 엘리먼트(18.11) 및 소산 엘리먼트(18.10)는 반응 질량(18.9)과 캐리어(12) 사이에 평행하게 배열되고, 그리고, 특히, 하나의 측면에서 반응 질량(18.9)에 견고하게 연결되고, 다른 측면에서 캐리어(12)에 견고하게 연결된다.According to embodiments described herein, the movable tuning mass damper 18.6 may comprise a spring element 18.11, a reaction mass 18.9, and a dissipating element 18.10, wherein the spring element 18.11 and The dissipating element 18.10 is arranged parallel between the reaction mass 18.9 and the carrier 12 and, in particular, is rigidly connected to the reaction mass 18.9 on one side and on the other side to the carrier 12 Connected firmly.

이동식 튜닝 질량 댐퍼(18.6)는 캐리어(12)의 동적 응답을 감소시키기 위해 캐리어(12)에 부착될 수 있다. 댐퍼의 주파수는 특정 구조적 주파수로 튜닝될 수 있고, 그에 따라, 그 주파수가 여기될 때, 댐퍼는 캐리어 운동과 역위상으로(out of phase) 공진할 것이다. 약 12 Hz의 캐리어 진동들의 경우, 흡수기는 12 Hz 플러스/마이너스 3 Hz로 튜닝될 수 있다. 캐리어(12) 상에 작용하는 댐퍼 관성 힘에 의해 에너지가 소산된다. 특히, 튜닝 질량 댐퍼(18.6)와 캐리어 가이딩 레일(12.3) 사이에는 견고한 연결이 존재하지 않는다. 대신에, 조인트(12.6)가 캐리어 가이딩 레일(12.3)과 캐리어(12)를 견고하게 연결할 수 있다.A movable tuning mass damper 18.6 can be attached to the carrier 12 to reduce the dynamic response of the carrier 12. The frequency of the damper can be tuned to a specific structural frequency, so that when that frequency is excited, the damper will resonate out of phase with the carrier motion. For carrier oscillations of about 12 Hz, the absorber can be tuned to 12 Hz plus/minus 3 Hz. Energy is dissipated by the damper inertial force acting on the carrier 12. In particular, there is no rigid connection between the tuning mass damper 18.6 and the carrier guiding rail 12.3. Instead, a joint 12.6 can rigidly connect the carrier guiding rail 12.3 and the carrier 12.

다시 말하면, 측 방향 자기 "스프링"에 지지된 부상 캐리어(12)의 횡 방향 진동들은, 잘 알려져 있고 약간만 변화되는 주파수들, 소위 고유 주파수(eigenfrequency)들로 발생한다. 이들은 캐리어(12)의 질량(m) 및 자기 스프링의 강도(k)에 의해 추정될 수 있으며, 고유 주파수 = sqrt(k / m) / 2 / pi이다. 반응 질량(18.9), 기계적 스프링, 및 소산 엘리먼트(18.10)(댐퍼)로 구성된 진동 흡수기는 진동들을 효과적으로 감소시키기 위해 그러한 주파수들로 튜닝될 수 있다.In other words, the lateral vibrations of the floating carrier 12 supported on the lateral magnetic "spring" occur at well-known and only slightly varying frequencies, so-called eigen frequencies. These can be estimated by the mass (m) of the carrier 12 and the strength (k) of the magnetic spring, and the natural frequency = sqrt(k / m) / 2 / pi. A vibration absorber composed of a reaction mass 18.9, a mechanical spring, and a dissipating element 18.10 (damper) can be tuned to such frequencies to effectively reduce vibrations.

따라서, 이 범위에서 발생할 수 있는 임의의 진동은 수동 댐핑 컴포넌트(18.3)를 통해 신뢰성 있게 감쇠될 수 있다.Thus, any vibration that may occur in this range can be reliably attenuated through the passive damping component 18.3.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 자기 댐퍼는 전기 전도성 금속, 이를테면 알루미늄 또는 구리로 제조된 전기 전도체(18.12)를 포함할 수 있으며, 횡 방향(20.1)으로의 캐리어 진동들은 캐리어 진동들을 약화시키는 와전류들을 전기 전도체(18.12)에 유도한다.According to embodiments described herein, the magnetic damper may comprise an electrical conductor 18.12 made of an electrically conductive metal, such as aluminum or copper, wherein carrier vibrations in the transverse direction 20.1 weaken the carrier vibrations. Eddy currents are induced in the electrical conductor (18.12).

도 2d는 도 1a의 세부사항 A의 단면도를 도시하며, 여기서, 캐리어(12)의 측 방향 자기 카운터파트(12.4)에, 특히, 캐리어(12)와 캐리어(12) 상의 가이딩 레일(12.3) 사이에 배열된 이동식 댐핑 컴포넌트(18.1)가 예시된다. 도 2d를 예시적으로 참조하여 설명되는 세부사항들이 도 2d의 엘리먼트들로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 오히려, 이들 세부사항들은 또한, 다른 도면들을 예시적으로 참조하여 설명되는 추가적인 실시예들과 조합될 수 있다.Fig. 2d shows a cross-sectional view of detail A of Fig. 1a, wherein in the lateral magnetic counterpart 12.4 of the carrier 12, in particular, the carrier 12 and the guiding rail 12.3 on the carrier 12 A movable damping component 18.1 arranged in between is illustrated. It should not be understood that the details described with exemplary reference to FIG. 2D are limited to the elements of FIG. 2D. Rather, these details may also be combined with additional embodiments described with exemplary reference to other drawings.

여기에 도시된 설계는 도 2a의 설계에 대응하며, 차이점은 자석들(12.4, 14.4)이 동일한 극들로 이루어지고 서로 나란히 배열되어, 이들이 서로 반발한다는 것이다.The design shown here corresponds to the design of Fig. 2A, the difference is that the magnets 12.4 and 14.4 are made of the same poles and are arranged side by side, so that they repel each other.

도 4a 및 도 5a는 각각, 도 1a의 세부사항 A의 단면도를 도시한다. 도 4a에서, 이동식 자기 댐퍼(18.7)가 예시되며, 여기서, 전기 전도체(18.12)가 캐리어(12)에서의 가이딩 자기 카운터파트(12.4) 상에 배열된다. 도 5a에서, 고정식 자기 댐퍼(18.8)가 예시되며, 여기서, 전기 전도체(18.12)가 베이스(14)에서의 가이딩 레일(14.3) 상에 배열된다. 도 4a 및 도 5a를 예시적으로 참조하여 설명되는 세부사항들이 도 4a 및 도 5a의 엘리먼트들로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 오히려, 이들 세부사항들은 또한, 다른 도면들을 예시적으로 참조하여 설명되는 추가적인 실시예들과 조합될 수 있다.4A and 5A show a cross-sectional view of detail A of FIG. 1A, respectively. In FIG. 4A a movable magnetic damper 18.7 is illustrated, in which an electrical conductor 18.12 is arranged on a guiding magnetic counterpart 12.4 in the carrier 12. In FIG. 5a a stationary magnetic damper 18.8 is illustrated, in which an electrical conductor 18.12 is arranged on the guiding rail 14.3 at the base 14. It should not be understood that the details described with exemplary reference to FIGS. 4A and 5A are limited to the elements of FIGS. 4A and 5A. Rather, these details may also be combined with additional embodiments described with exemplary reference to other drawings.

이들 실시예들은 다음의 기술적 효과, 즉, 전기 전도체(18.12)와 자기장(14.6) 사이의 상대적인 움직임이 전기 전도체(18.12)에 와전류를 유도하는 것에 기반한다. 전도체 내의 전자들의 흐름은 대항 자기장을 생성하고, 이는 움직임의 댐핑을 발생시키고, 그리고 사용 동안 전원 코드 내부의 열 축적과 유사하게, 전도체 내부에 열을 생성한다. 열의 형태로 전도체에 전달되는 에너지의 양은 움직임을 야기하는 진동에 의해 손실되는 운동 에너지의 변화와 동일하며 ― 운동 에너지의 손실이 클수록, 전도체 내의 열 축적이 더 커지고, 댐핑 효과가 더 강력하게 된다.These embodiments are based on the following technical effect, that is, the relative motion between the electrical conductor 18.12 and the magnetic field 14.6 induces an eddy current in the electrical conductor 18.12. The flow of electrons in the conductor creates an opposing magnetic field, which creates damping of motion, and creates heat inside the conductor, similar to the accumulation of heat inside the power cord during use. The amount of energy transferred to a conductor in the form of heat is equal to the change in kinetic energy lost by vibrations that cause movement-the greater the loss of kinetic energy, the greater the heat accumulation in the conductor and the stronger the damping effect.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 도 4a에 도시된 이동식 자기 댐퍼(18.7)의 전기 전도체(18.12)는 i) 실질적으로 수직으로 배열될 수 있거나, 또는 ii) 전자기 베어링(14.2)의 자기장 라인들(14.6)에 대해 적어도 45° 및/또는 최대 135°의 각도로 배열될 수 있다. 전도체는 a) 선형 축을 따라 연장되는 선형 전도체(18.12), 또는 b) 적어도 하나의 루프 또는 와인딩을 갖는 코일일 수 있다. 자기장 라인들(14.6)에 대한 각도 또는 어레인지먼트는 a)의 경우 전도체 축에 대하여 정의되고, b)의 경우 코일 평면에 대하여 정의된다. 특히, 코일 평면은 코일 축에 수직이다.According to the embodiments described herein, the electrical conductor 18.12 of the movable magnetic damper 18.7 shown in FIG. 4A can be i) arranged substantially vertically, or ii) the magnetic field line of the electromagnetic bearing 14.2 It can be arranged at an angle of at least 45° and/or at most 135° with respect to s 14.6. The conductor may be a) a linear conductor 18.12 extending along a linear axis, or b) a coil having at least one loop or winding. The angle or arrangement with respect to the magnetic field lines 14.6 is defined with respect to the conductor axis in case a) and with respect to the coil plane in case b). In particular, the coil plane is perpendicular to the coil axis.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 도 5a에 도시된 고정식 자기 댐퍼(18.8)의 전기 전도체(18.12)는 i) 실질적으로 수직으로 배열될 수 있거나, 또는 ii) 캐리어(12)에 배열된 가이딩 자기 카운터파트(12.4)의 자기장 라인들(14.6)에 대해 적어도 45° 및/또는 최대 135°의 각도로 배열될 수 있다.According to the embodiments described herein, the electrical conductor 18.12 of the stationary magnetic damper 18.8 shown in FIG. 5A may be i) arranged substantially vertically, or ii) a guy arranged on the carrier 12. It may be arranged at an angle of at least 45° and/or up to 135° with respect to the magnetic field lines 14.6 of the Ding magnetic counterpart 12.4.

자기장 라인들(14.6)에 대한 전기 전도체(18.12)의 어레인지먼트들 둘 모두는 캐리어 횡 방향 진동들에 대해 상당한 댐핑 효과를 갖는다.Both the arrangements of the electric conductor 18.12 with respect to the magnetic field lines 14.6 have a significant damping effect against carrier transverse vibrations.

도 5b는 도 1a의 세부사항 A의 단면도를 도시하며, 여기서, 베이스(14)에 배열된 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)가 예시된다. 도 5b를 예시적으로 참조하여 설명되는 세부사항들이 도 5b의 엘리먼트들로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 오히려, 이들 세부사항들은 또한, 다른 도면들을 예시적으로 참조하여 설명되는 추가적인 실시예들과 조합될 수 있다.FIG. 5b shows a cross-sectional view of detail A of FIG. 1a, in which a stationary damping component 18.2 arranged in the base 14 is illustrated. It should not be understood that the details described with exemplary reference to FIG. 5B are limited to the elements of FIG. 5B. Rather, these details may also be combined with additional embodiments described with exemplary reference to other drawings.

고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)는, 캐리어(12) 및/또는 베이스(14)에 배열된 진동 또는 포지션 센서에 의해 측정될 수 있는 캐리어 횡 방향 진동들에 따라, 그리고/또는 그 캐리어 횡 방향 진동들에 적응하여, 가이딩 자석들 중 하나를 이동 또는 변위시키도록 설계된 구동 또는 서보 모터와 같은 고정식 댐핑 액추에이터(18.16)를 포함할 수 있다.The stationary damping component 18.2 depends on the vibrations arranged on the carrier 12 and/or the base 14 or the carrier transverse vibrations which can be measured by a position sensor, and/or to the transverse vibrations of the carrier. Adaptably, it may include a fixed damping actuator 18.16 such as a drive or servo motor designed to move or displace one of the guiding magnets.

도 5b에 도시되고, 가이딩 레일(14.3) 또는 베이스(14)에 배열된 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)를 사용함으로써, 특히, 진동 움직임에 의해, 베이스(14)에서의 가이딩 레일(14.3)에 대하여 가이딩 자석(14.4)을 이동시킴으로써, 캐리어 횡 방향 진동들을 약화시키는 오실레이팅 자기 횡 방향 힘이 생성 또는 제공될 수 있다.By using the guide rail 14.3 or a fixed damping component 18.2 arranged in the base 14, which is shown in FIG. 5b, in particular by vibrating movement, the guiding rail 14.3 at the base 14 By moving the guiding magnet 14.4 against, an oscillating magnetic transverse force can be generated or provided that attenuates the carrier transverse vibrations.

횡 방향 진동들의 약화를 위한 제어 루프가 제공될 수 있으며, 여기서, 센서(18.14)에 의해 구동 제어기(18.13)에 제공되는 센서 신호에 기반하여, 구동 전류가 제어기(18.13)에 의해 결정되고, 그리고 구동부(18.16) 내에 공급되고, 그에 따라, 가이딩 자석(14.4)의 자기장 및 연관된 자기력이 캐리어 횡 방향 진동들을 약화시키기 위해 캐리어(12) 상에 작용하도록 하는 방식으로 구동부(18.16)가 가이딩 자석(14.4)을 이동시키도록 결정되어, 제어 루프가 형성된다. 제어 루프는 캐리어 진동들이 매우 신속하게 소실되도록 하는 방식으로 조정될 수 있다.A control loop may be provided for attenuation of transverse vibrations, wherein the drive current is determined by the controller 18.13, based on a sensor signal provided to the drive controller 18.13 by the sensor 18.14, and The driving part 18.16 is supplied in the drive part 18.16, and thus the driving part 18.16 is guided magnet in such a way that the magnetic field and the associated magnetic force of the guiding magnet 14.4 act on the carrier 12 to dampen the transverse carrier vibrations. Determined to move (14.4), a control loop is formed. The control loop can be adjusted in such a way that the carrier vibrations are dissipated very quickly.

이는 횡 방향 캐리어 진동들의 효과적인 댐핑을 발생시킴으로써, 자기 부상 시스템(10)의 운송 및 포지셔닝 정확성을 상당히 개선한다. 설명되는 실시예는, 측 방향 진동들을 약화시키기 위한 부가적인 자석들을 필요로 하지 않으면서, 이미 존재하는 측 방향 자석들을 사용하여 구현될 수 있고, 그에 따라, 구현이 비용 효과적이게 하고, 동작이 안정적이고 신뢰성 있게 한다.This significantly improves the transport and positioning accuracy of the magnetic levitation system 10 by generating an effective damping of the transverse carrier vibrations. The described embodiment can be implemented using already existing lateral magnets, without the need for additional magnets to attenuate the lateral vibrations, thereby making the implementation cost effective and the operation stable. And be reliable.

도 5c는 도 1a의 세부사항 A의 단면도를 도시하며, 여기서, 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)가 베이스(14)에 배열된다. 도 5c를 예시적으로 참조하여 설명되는 세부사항들이 도 5c의 엘리먼트들로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 오히려, 이들 세부사항들은 또한, 다른 도면들을 예시적으로 참조하여 설명되는 추가적인 실시예들과 조합될 수 있다.FIG. 5c shows a cross-sectional view of detail A in FIG. 1a, in which a fixed damping component 18.2 is arranged on the base 14. It should not be understood that the details described with exemplary reference to FIG. 5C are limited to the elements of FIG. 5C. Rather, these details may also be combined with additional embodiments described with exemplary reference to other drawings.

고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)는, 측 방향으로 배향된 자기장을 생성 및/또는 조정하는 고정식 댐핑 액추에이터(18.16)를 갖는 능동 댐핑 컴포넌트(18.4)로서 설계된다. 본원에서, 다음의 경우들이 고려될 수 있다.The stationary damping component 18.2 is designed as an active damping component 18.4 with a stationary damping actuator 18.16 that generates and/or regulates a laterally oriented magnetic field. Here, the following cases can be considered.

i) 가이딩 자석(14.4)이 제어가능 자기 댐핑 액추에이터를 이미 포함하는 경우, 고정식 댐핑 액추에이터(18.16)는 가이딩 자석(14.4)의 자기장에 영향을 미치기 위해 가이딩 자석(14.4)에 통합될 수 있고, 그리고 연관된 제어 루프에 의해 제어될 수 있다. 이 경우, 능동 댐핑 컴포넌트(18.4)는 횡 방향 진동 댐핑을 위한 제어 루프를 포함할 수 있고, 그리고, 특히, 별개의 자기 댐핑 액추에이터를 필요로 하지 않으면서 제어 루프만을 포함할 수 있다.i) If the guiding magnet 14.4 already includes a controllable magnetic damping actuator, the fixed damping actuator 18.16 can be incorporated into the guiding magnet 14.4 to influence the magnetic field of the guiding magnet 14.4. And can be controlled by an associated control loop. In this case, the active damping component 18.4 may comprise a control loop for transverse vibration damping and, in particular, may comprise only a control loop without requiring a separate magnetic damping actuator.

ii) 다른 방식으로, 댐핑 액추에이터(18.16)는, 횡 방향 진동 댐핑을 위해 연관된 제어 루프에 의해 제어되는, 베이스(14)에서의 측 방향 가이딩 레일(14.3) 상에 부가적으로 탑재된 능동 자기 액추에이터로서 설계될 수 있다. i)의 경우와 유사하게, 캐리어(12) 상에 작용하는 약화 횡 방향 힘을 생성하는 자기장은 횡 방향 진동 댐핑을 위한 자기장을 생성하는 댐핑 액추에이터 전류에 의해 결정 및/또는 제어될 수 있다.ii) Alternatively, the damping actuator 18.16 is additionally mounted on the lateral guiding rail 14.3 at the base 14, controlled by the associated control loop for transverse vibration damping. It can be designed as an actuator. Similar to the case i), the magnetic field generating a weakening transverse force acting on the carrier 12 can be determined and/or controlled by a damping actuator current that creates a magnetic field for transverse vibration damping.

베이스(14) 상에 위치된 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)는, 캐리어 횡 방향 진동들이 댐핑되도록 하는 방식으로, 대응하는 제어 루프에 의해, 댐핑 액추에이터 전류 컴포넌트를 제어하도록 설계될 수 있다. 이 목적을 위해, 특히 캐리어(12) 또는 베이스(14) 상에 탑재된, 댐핑 디바이스(18)의 적어도 하나의 센서, 이를테면 진동 센서에 의해, 캐리어 횡 방향 진동들이 검출될 수 있다. 센서에 의해 횡 방향 진동 제어기에 제공되는 센서 전류에 기반하여, 댐핑 액추에이터 전류가 제어기에 의해 결정되고, 그리고 캐리어 횡 방향 진동들을 약화시키기 위한 자기장을 생성하는 측 방향 가이딩 자석(14.4) 내로 공급되어, 횡 방향 진동 약화를 위한 제어 루프가 형성된다.The stationary damping component 18.2 located on the base 14 can be designed to control the damping actuator current component by means of a corresponding control loop in such a way that the carrier transverse vibrations are damped. For this purpose, in particular by means of at least one sensor of the damping device 18, such as a vibration sensor, mounted on the carrier 12 or the base 14, transverse vibrations of the carrier can be detected. Based on the sensor current provided by the sensor to the transverse vibration controller, the damping actuator current is determined by the controller and supplied into the lateral guiding magnet 14.4 which creates a magnetic field to attenuate the carrier transverse vibrations. In addition, a control loop is formed for attenuating the transverse vibration.

두 경우들 모두에서, 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)는 유리하게, 자기 가이딩 엘리먼트에 통합된 전자 회로에 의해 실현될 수 있다. 이러한 상황은, 도 1a에서, 가이딩 자석(14.4) 및 댐핑 디바이스(18)가 매우 동일한 그래픽 엘리먼트로 표현되는 사실에 의해 표시된다.In both cases, the stationary damping component 18.2 can advantageously be realized by means of an electronic circuit integrated in the magnetic guiding element. This situation is indicated by the fact that in Fig. 1A the guiding magnet 14.4 and the damping device 18 are represented by very same graphic elements.

ii)의 경우에서, 댐핑 액추에이터(18.16)가 베이스(14)에서의 측 방향 가이딩 레일(14.3) 상에 부가적으로 탑재된 전자기 액추에이터로서 설계될 수 있는 경우에도, 댐핑 액추에이터(18.16)가 특히 서브밀리미터 또는 미크론 범위 내의 매우 작은 진폭을 갖는 진동들을 댐핑하도록 특별히 설계되어, 댐핑 액추에이터(18.16)가 작은 사이즈 및 낮은 중량을 가질 수 있고, 결과적으로, 콤팩트하게 구성될 수 있다는 것이 주목할 만하다.In the case of ii), the damping actuator 18.16 is in particular even if the damping actuator 18.16 can be designed as an electromagnetic actuator additionally mounted on the lateral guiding rail 14.3 at the base 14. It is noteworthy that it is specially designed to damp vibrations with very small amplitudes in the sub-millimeter or micron range, so that the damping actuator 18.16 can have a small size and low weight and, consequently, be compactly constructed.

도 5c에 도시된 제어 루프는 도 5b의 제어 루프와 유사하게 작동한다.The control loop shown in Fig. 5C operates similarly to the control loop in Fig. 5B.

i)의 경우와 ii)의 경우 둘 모두에서, 횡 방향 캐리어 진동들의 효과적인 댐핑이 제공되어, 자기 부상 시스템(10)의 운송 및 포지셔닝 정확성이 상당히 개선된다.In both case i) and case ii), effective damping of the transverse carrier vibrations is provided, so that the accuracy of the transport and positioning of the magnetic levitation system 10 is significantly improved.

고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)는 또한, 베이스(14)의 지지 레일(14.1)에 배열될 수 있다. 고정식 댐핑 컴포넌트(18.2)는 조정가능 자기장을 생성하기 위한 자기 댐핑 액추에이터를 포함할 수 있으며, 여기서, 적응적으로 변화가능하고 조정가능한 횡 방향 힘이 자기장에 의해 생성될 수 있다. 도 1a에 포함되지만 다른 곳에서는 상세히 도시되지 않은 실시예에서, 지지 레일(14.1)에 배열되거나 또는 베어링(14.2)에 통합된 별개의 댐핑 액추에이터가 그러한 자기장을 생성 및/또는 적응시키도록 적응될 수 있으며, 그 자기장은 자기 베어링(14.2)의 자기장 상에 중첩될 수 있고, 그리고 도 5b 및 도 5c에 도시된 실시예들에 관하여 설명된 개념과 유사한 개념에 기반하여 생성될 수 있다.The stationary damping component 18.2 can also be arranged on the support rail 14.1 of the base 14. The stationary damping component 18.2 may comprise a magnetic damping actuator for generating an adjustable magnetic field, wherein an adaptively variable and adjustable transverse force can be generated by the magnetic field. In the embodiment included in FIG. 1A but not shown in detail elsewhere, a separate damping actuator arranged in the support rail 14.1 or incorporated in the bearing 14.2 may be adapted to generate and/or adapt such a magnetic field. And the magnetic field may be superimposed on the magnetic field of the magnetic bearing 14.2, and may be generated based on a concept similar to the concept described with respect to the embodiments shown in FIGS. 5B and 5C.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 댐핑 액추에이터, 즉, 고정식 댐핑 액추에이터와 이동식 댐핑 액추에이터 둘 모두는 압전성 엘리먼트, 선형 구동부, 보이스 코일 액추에이터, 및 이동 코일 액추에이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to the embodiments described herein, a damping actuator, that is, both a fixed damping actuator and a movable damping actuator, may include at least one of a piezoelectric element, a linear drive, a voice coil actuator, and a moving coil actuator.

도 4b는 도 1a의 세부사항 A의 단면도를 도시하며, 여기서, 캐리어(12)에, 예컨대, 캐리어(12)와 캐리어(12)에서의 가이딩 레일(12.3) 사이에 배열 또는 고정된 이동식 댐핑 컴포넌트(18.1)가 예시된다. 이동식 댐핑 컴포넌트(18.1)는 능동 댐핑 컴포넌트(18.4)로서 설계될 수 있다. 도 4b를 예시적으로 참조하여 설명되는 세부사항들이 도 4b의 엘리먼트들로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 오히려, 이들 세부사항들은 또한, 다른 도면들을 예시적으로 참조하여 설명되는 추가적인 실시예들과 조합될 수 있다.Fig. 4b shows a cross-sectional view of detail A of Fig. 1a, wherein a movable damping arranged or fixed on the carrier 12, for example between the carrier 12 and the guiding rail 12.3 in the carrier 12 Component 18.1 is illustrated. The movable damping component 18.1 can be designed as an active damping component 18.4. It should not be understood that the details described with exemplary reference to FIG. 4B are limited to the elements of FIG. 4B. Rather, these details may also be combined with additional embodiments described with exemplary reference to other drawings.

능동 댐핑 컴포넌트(18.4)는, 횡 방향(20.1)으로의 캐리어 진동들을 표현하는 진동 센서 신호를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 진동 센서(18.14), 댐핑 액추에이터 신호에 대한 응답으로 반대 진동들을 생성하도록 구성된 이동식 댐핑 액추에이터(18.15), 및 진동 센서(18.14) 및 댐핑 액추에이터(18.15)에 연결된 제어기(18.13)를 포함할 수 있다. 제어기(18.13)는, 특히, 반대 진동들이 횡 방향(20.1)으로의 캐리어 진동들을 댐핑 또는 감쇠시키도록, 진동 센서 신호에 대한 응답으로 댐핑 액추에이터 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.Active damping component 18.4 comprises at least one vibration sensor 18.14 configured to generate a vibration sensor signal representing carrier vibrations in the transverse direction 20.1, movable configured to generate counter vibrations in response to the damping actuator signal. A damping actuator 18.15, and a vibration sensor 18.14 and a controller 18.13 connected to the damping actuator 18.15 may be included. The controller 18.13 may be configured to generate a damping actuator signal in response to the vibration sensor signal, in particular such that counter vibrations damp or damp carrier vibrations in the transverse direction 20.1.

본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 능동 이동식 댐핑 컴포넌트(18.1)의 일부인 이동식 댐핑 액추에이터(18.5)는 반응 질량(18.9) 및 진동 엘리먼트(18.17)를 포함할 수 있으며, 진동 엘리먼트(18.17)는 하나의 측면에서 반응 질량(18.9)에 견고하게 연결되고, 다른 측면에서 캐리어(12)에 견고하게 연결된다.According to embodiments described herein, the movable damping actuator 18.5 that is part of the active movable damping component 18.1 may include a reactive mass 18.9 and a vibrating element 18.17, with one vibrating element 18.17 one. It is rigidly connected to the reaction mass (18.9) on the side of and to the carrier 12 on the other side.

도 4c는 캐리어(12)에 배열되고, 도 4b의 능동 댐핑 컴포넌트(18.4)로서 설계된 이동식 댐핑 컴포넌트(18.1)의 단면도를 도시한다. 도 4c를 예시적으로 참조하여 설명되는 세부사항들이 도 4c의 엘리먼트들로 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 오히려, 이들 세부사항들은 또한, 다른 도면들을 예시적으로 참조하여 설명되는 추가적인 실시예들과 조합될 수 있다.4C shows a cross-sectional view of a movable damping component 18.1 arranged on the carrier 12 and designed as the active damping component 18.4 of FIG. 4B. The details described with exemplary reference to FIG. 4C should not be understood as being limited to the elements of FIG. 4C. Rather, these details may also be combined with additional embodiments described with exemplary reference to other drawings.

이미 설명된 바와 같이, 능동 이동식 댐핑 컴포넌트(18.1)의 제어기(18.13)는, 액추에이터 진동들과 캐리어 진동들의 중첩이 캐리어 진동들의 댐핑을 발생시키도록, 액추에이터의 진동들이 캐리어(12)의 진동들과 위상이 반대로 되게 하는 방식으로, 댐핑 액추에이터 전류를 결정 또는 조정할 수 있다. 캐리어(12)의 진동 진폭은 각각의 오실레이션에 따라 감소되고, 그에 따라, 캐리어 진동들은 몇 번의 오실레이션들 후에 진정된다.As already explained, the controller 18.13 of the active movable damping component 18.1 allows the vibrations of the actuator to match the vibrations of the carrier 12 so that the superposition of the actuator vibrations and the carrier vibrations results in damping of the carrier vibrations. In such a way that the phase is reversed, the damping actuator current can be determined or adjusted. The vibration amplitude of the carrier 12 decreases with each oscillation, and accordingly, the carrier vibrations subside after several oscillations.

이동식 댐핑 액추에이터(18.15)는 부동성(inert) 반응 질량(18.9)에 대한 견고한 연결에 의해, 캐리어(12) 상에 작용하는 필요한 반대 힘만을 가할 수 있다. 특히, 이동식 댐핑 액추에이터(18.15)와 캐리어 가이딩 레일(12.3) 사이에는 견고한 연결이 존재하지 않는다. 대신에, 조인트(12.6)가 캐리어 가이딩 레일(12.3)과 캐리어(12)를 견고하게 연결할 수 있다. 반응 질량(18.9)은, 캐리어들의 전체 중량을 용인가능 범위 내로 유지하기 위해, 전형적으로는 캐리어 질량의 10% 미만, 더 전형적으로는 심지어 캐리어 질량의 5% 미만이다.The movable damping actuator 18.15 is capable of exerting only the necessary counter force acting on the carrier 12 by means of a rigid connection to the inert reaction mass 18.9. In particular, there is no rigid connection between the movable damping actuator 18.15 and the carrier guiding rail 12.3. Instead, a joint 12.6 can rigidly connect the carrier guiding rail 12.3 and the carrier 12. The reaction mass (18.9) is typically less than 10% of the carrier mass, more typically even less than 5% of the carrier mass, in order to keep the total weight of the carriers within an acceptable range.

능동 이동식 댐핑 컴포넌트(18.1)의 댐핑 액추에이터(18.15)는 구동부, 예컨대 마이크로 모터, 또는 압전성 엘리먼트를 포함할 수 있다. 전력 공급을 위해 배터리 또는 무선 에너지 전송이 제공될 수 있다.The damping actuator 18.15 of the active movable damping component 18.1 may comprise a drive, such as a micro motor, or a piezoelectric element. A battery or wireless energy transfer may be provided for power supply.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 진공 환경 내에서 캐리어(12)를 비접촉식으로 운송하는 것은,1A and 1B, non-contact transportation of the carrier 12 in a vacuum environment,

- 캐리어(12)를 비접촉식으로 홀딩하기 위해, 중력과 반대되는 홀딩 방향(20.2)으로 캐리어(12) 상에 자기력을 가하는 단계;-Applying a magnetic force on the carrier 12 in a holding direction 20.2 opposite to gravity, to hold the carrier 12 contactlessly;

- 진행 방향(20.3)으로 캐리어(12)를 이동시키는 단계; 및-Moving the carrier 12 in the traveling direction 20.3; And

- 진행 방향(20.3) 및 홀딩 방향(20.2)과 직각을 이루는 횡 방향(20.1)으로의 캐리어(12)의 진동들을 댐핑하는 단계-Damping the vibrations of the carrier 12 in the traveling direction (20.3) and the transverse direction (20.1) perpendicular to the holding direction (20.2)

를 포함한다.Includes.

캐리어 진동들을 댐핑하는 것은, a) 캐리어 진동들의 에너지를 수동적으로 소산시키는 것에 의해, 또는 b) 횡 방향(20.1)으로 캐리어(12) 상에 능동적으로 또는 적응적으로 제어가능한 자기력을 가하는 것, 및/또는 특히 캐리어 횡 방향 진동들의 주파수 및 90°만큼 시프트된 위상을 갖는 제어가능한 반대 진동들을 캐리어 진동에 중첩시키는 것에 의해 수행될 수 있다.Damping the carrier vibrations may be achieved by: a) passively dissipating the energy of the carrier vibrations, or b) applying an actively or adaptively controllable magnetic force on the carrier 12 in the transverse direction (20.1), and /Or in particular the frequency of the carrier transverse vibrations and controllable counter vibrations with a phase shifted by 90° can be carried out by superimposing the carrier vibrations.

캐리어(12)를 이동시키는 것은 진행 방향(20.3)으로 캐리어(12) 상에 자기력을 가함으로써 가능하게 될 수 있다.Moving the carrier 12 may be made possible by applying a magnetic force on the carrier 12 in the traveling direction 20.3.

이러한 기재된 설명은 최상의 모드를 포함하여 본 개시내용을 개시하기 위해, 그리고 또한, 당업자로 하여금, 임의의 장치 또는 시스템을 제조 및 사용하는 것, 및 임의의 포함된 방법들을 수행하는 것을 포함하여, 설명되는 내용을 실시할 수 있게 하기 위해 예들을 사용한다. 본원에서 설명되는 실시예들은 진공 환경 내에서 캐리어를 홀딩, 포지셔닝, 및/또는 이동시키기 위한 개선된 방법 및 장치를 제공하고, 그리고 캐리어의 개선된 운송 및 포지셔닝 정확성으로 진공 환경 내에서 캐리어를 운송할 수 있게 한다. 다양한 특정 실시예들이 앞에서 개시되었지만, 위에서 설명된 실시예들의 상호 비-배타적인 특징들은 서로 조합될 수 있다. 특허가능한 범위는 청구항들에 의해 정의되며, 그리고 다른 예들은, 이들이 청구항들의 문어와 상이하지 않은 구조적 엘리먼트들을 갖는 경우, 또는 이들이 청구항들의 문어와 비실질적인 차이들을 갖는 동등한 구조적 엘리먼트들을 포함하는 경우, 청구항들의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.This described description is intended to disclose the present disclosure, including in the best mode, and also to those skilled in the art, including making and using any device or system, and performing any included methods. Use examples to enable you to practice what is being done. Embodiments described herein provide an improved method and apparatus for holding, positioning, and/or moving a carrier within a vacuum environment, and transporting a carrier within a vacuum environment with improved transport and positioning accuracy of the carrier. Make it possible. While various specific embodiments have been disclosed above, mutually non-exclusive features of the embodiments described above may be combined with each other. The patentable scope is defined by the claims, and other examples are, if they have structural elements that are not different from the written language of the claims, or if they contain equivalent structural elements with non-substantial differences from the written language of the claims. It is intended to be within the scope of.

Claims (15)

진행 방향(forward direction)으로 비접촉식으로 이동가능한 캐리어;
적어도 하나의 자기 베어링 ― 상기 적어도 하나의 자기 베어링은 중력과 반대되는 홀딩 방향(holding direction)으로 상기 캐리어 상에 자기력을 가하고, 상기 베어링에 상기 캐리어를 비접촉식으로 홀딩하도록 구성됨 ―; 및
상기 캐리어 상에 작용하는 댐핑(damping) 디바이스
를 포함하며,
상기 댐핑 디바이스는 상기 진행 방향 및 상기 홀딩 방향과 직각을 이루는 횡 방향(cross direction)으로의 캐리어 진동들을 댐핑하도록 구성되는,
진공 환경 내의 자기 부상 시스템.
A carrier movable in a non-contact manner in a forward direction;
At least one magnetic bearing, wherein the at least one magnetic bearing is configured to apply magnetic force on the carrier in a holding direction opposite to gravity, and to hold the carrier in a non-contact manner to the bearing; And
Damping device acting on the carrier
Including,
The damping device is configured to damp carrier vibrations in the traveling direction and in a cross direction perpendicular to the holding direction,
Maglev system in a vacuum environment.
제1 항에 있어서,
상기 캐리어를 홀딩, 포지셔닝, 및/또는 운송하기 위한 베이스(base);
상기 캐리어의 최상부 면 및/또는 최하부 면으로부터 수직으로 이격되어, 상기 베이스에 배열된 적어도 하나의 지지 레일, 및/또는 상기 캐리어의 좌측 면 및/또는 우측 면으로부터 측 방향으로 이격되어, 상기 베이스에 배열된 적어도 하나의 가이딩 레일 ― 특히, 적어도 하나의 자기 베어링이 각각의 지지 레일에 배열됨 ―;
특히, 각각의 가이딩 레일에 배열된 적어도 하나의 가이딩 자석
중 적어도 하나를 포함하며,
특히, 상기 가이딩 자석은 적어도 하나의 영구 자석 및/또는 적어도 하나의 능동 제어식 전자기 댐핑 액추에이터를 포함하고,
상기 자기 베어링 및/또는 상기 가이딩 자석은 적어도 하나의 영구 자석 또는 적어도 하나의 능동 제어식 전자기 베어링 액추에이터를 포함하는,
진공 환경 내의 자기 부상 시스템.
The method of claim 1,
A base for holding, positioning, and/or transporting the carrier;
At least one support rail vertically spaced from the uppermost and/or lowermost faces of the carrier, arranged on the base, and/or laterally spaced apart from the left and/or right faces of the carrier, to the base At least one guiding rail arranged, in particular at least one magnetic bearing arranged on each support rail;
In particular, at least one guiding magnet arranged on each guiding rail
It contains at least one of,
In particular, the guiding magnet comprises at least one permanent magnet and/or at least one actively controlled electromagnetic damping actuator,
The magnetic bearing and/or the guiding magnet comprises at least one permanent magnet or at least one actively controlled electromagnetic bearing actuator,
Maglev system in a vacuum environment.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 캐리어의 상기 최상부 면 및/또는 상기 최하부 면에 배열된 적어도 하나의 수직 자기 카운터파트(counterpart); 및
상기 캐리어의 상기 좌측 면 및/또는 상기 우측 면에 배열된 적어도 하나의 측 방향 자기 카운터파트
를 더 포함하며,
상기 자기 카운터파트들 각각은 선택적으로, 적어도 하나의 영구 자석 및/또는 적어도 하나의 능동 제어식 전자기 카운터파트 액추에이터를 포함하는,
진공 환경 내의 자기 부상 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
At least one vertical magnetic counterpart arranged on the uppermost surface and/or the lowermost surface of the carrier; And
At least one lateral magnetic counterpart arranged on the left side and/or the right side of the carrier
It further includes,
Each of the magnetic counterparts optionally comprises at least one permanent magnet and/or at least one actively controlled electromagnetic counterpart actuator,
Maglev system in a vacuum environment.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 댐핑 디바이스는 i) 적어도 하나의 수동 댐핑 컴포넌트 및/또는 ii) 적어도 하나의 능동 댐핑 컴포넌트를 포함하는,
진공 환경 내의 자기 부상 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The damping device comprises i) at least one passive damping component and/or ii) at least one active damping component,
Maglev system in a vacuum environment.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 댐핑 디바이스는 i) 상기 캐리어에 배열된 적어도 하나의 이동식 댐핑 컴포넌트 및/또는 ii) 상기 베이스에 배열되어 특히 상기 캐리어로부터 이격된 적어도 하나의 고정식 댐핑 컴포넌트를 포함하는 특징;
상기 이동식 댐핑 컴포넌트는 i) 상기 캐리어의 수직 자기 카운터파트 및/또는 ii) 상기 캐리어의 측 방향 자기 카운터파트에 배열되는 특징;
상기 고정식 댐핑 컴포넌트는 상기 베이스의 지지 레일 및/또는 상기 베이스의 가이딩 레일에 배열되는 특징
중 적어도 하나에 따르는,
진공 환경 내의 자기 부상 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The damping device comprises i) at least one movable damping component arranged on the carrier and/or ii) at least one stationary damping component arranged on the base and in particular spaced from the carrier;
The movable damping component is arranged in i) a perpendicular magnetic counterpart of the carrier and/or ii) a lateral magnetic counterpart of the carrier;
The fixed damping component is arranged on the support rail of the base and/or the guiding rail of the base.
According to at least one of,
Maglev system in a vacuum environment.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 능동 댐핑 컴포넌트는 i) 상기 횡 방향으로의 캐리어 진동들을 표현하는 진동 센서 신호를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 진동 센서, 및/또는 ii) 댐핑 액추에이터 신호에 대한 응답으로 반대(counter) 진동들을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 댐핑 액추에이터, 및/또는 iii) 상기 진동 센서 및 상기 댐핑 액추에이터에 연결된 적어도 하나의 제어기를 포함하는 특징;
상기 제어기는, 특히, 상기 반대 진동들이 상기 횡 방향으로의 상기 캐리어 진동들을 댐핑 또는 감쇠시키도록, 상기 진동 센서 신호에 대한 응답으로 상기 댐핑 액추에이터 신호를 생성하도록 구성되는 특징
중 적어도 하나를 포함하는,
진공 환경 내의 자기 부상 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 5,
The active damping component i) at least one vibration sensor configured to generate a vibration sensor signal representing carrier vibrations in the transverse direction, and/or ii) to generate counter vibrations in response to a damping actuator signal. At least one damping actuator configured, and/or iii) at least one controller coupled to the vibration sensor and the damping actuator;
The controller is configured to generate the damping actuator signal in response to the vibration sensor signal, in particular such that the counter vibrations damp or attenuate the carrier vibrations in the transverse direction.
Containing at least one of,
Maglev system in a vacuum environment.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
능동 고정식 댐핑 컴포넌트의 일부인 고정식 댐핑 액추에이터는 캐리어에 대한 자기장, 특히, 자기 가이드 엘리먼트 및/또는 전자기 베어링 액추에이터에 의해 생성되는 자기장의 간섭을 적응적으로 형성 및/또는 조정함으로써, 특히, 상기 횡 방향으로 상기 캐리어 상에 작용하는 자기력을 결정 및/또는 조정하도록 구성되는 특징;
상기 고정식 댐핑 액추에이터는 상기 캐리어 및/또는 상기 베이스에 대하여 상기 자기 가이드 엘리먼트 또는 상기 전자기 베어링 액추에이터를 이동시키거나 또는 경사지게 하여, 상기 횡 방향으로의 상기 캐리어에 대한 자기장 간섭을 적응적으로 형성 및/또는 조정하도록 적응되는 특징;
상기 고정식 댐핑 액추에이터는, 특히, 상기 횡 방향으로 상기 캐리어 상에 힘을 가하는 보조 자기장을 중첩시킴으로써, 상기 수직 방향에 대하여 자기장 라인들을 경사지게 하고 그리고/또는 오실레이팅(oscillate)하도록 적응되는 특징
중 적어도 하나를 포함하는,
진공 환경 내의 자기 부상 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 6,
Fixed damping actuators, which are part of an active fixed damping component, by adaptively forming and/or adjusting the interference of the magnetic field against the carrier, in particular the magnetic field generated by the magnetic guide element and/or the electromagnetic bearing actuator, in particular in the transverse direction. A feature configured to determine and/or adjust a magnetic force acting on the carrier;
The fixed damping actuator moves or tilts the magnetic guide element or the electromagnetic bearing actuator with respect to the carrier and/or the base, thereby adaptively forming magnetic field interference with the carrier in the transverse direction and/or Features adapted to adjust;
The fixed damping actuator is adapted to incline and/or oscillate magnetic field lines with respect to the vertical direction, in particular by superimposing an auxiliary magnetic field exerting a force on the carrier in the transverse direction.
Containing at least one of,
Maglev system in a vacuum environment.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
능동 이동식 댐핑 컴포넌트의 일부인 이동식 댐핑 액추에이터는 반응 질량 및 진동 엘리먼트를 포함하며, 상기 진동 엘리먼트는 하나의 측면에서 상기 반응 질량에 견고하게 연결되고, 다른 측면에서 상기 캐리어에 견고하게 연결되는 특징;
상기 댐핑 액추에이터는 압전성 엘리먼트, 선형 구동부, 보이스 코일 액추에이터, 및 이동 코일 액추에이터 중 적어도 하나를 포함하는 특징;
상기 진동 센서는 포지션 센서, 속도 센서, 및 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 특징
중 적어도 하나를 포함하는,
진공 환경 내의 자기 부상 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 7,
A movable damping actuator that is part of an active movable damping component comprising a reactive mass and a vibrating element, the vibrating element rigidly connected to the reactive mass on one side and rigidly connected to the carrier on the other side;
The damping actuator includes at least one of a piezoelectric element, a linear drive, a voice coil actuator, and a moving coil actuator;
The vibration sensor includes at least one of a position sensor, a speed sensor, and an acceleration sensor.
Containing at least one of,
Maglev system in a vacuum environment.
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수동 댐핑 컴포넌트는 이동식 또는 고정식 소산 댐퍼(dissipating damper), 이동식 튜닝 질량 댐퍼, 이동식 자기 댐퍼, 또는 고정식 자기 댐퍼 중 적어도 하나를 포함하는,
진공 환경 내의 자기 부상 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 8,
The passive damping component comprises at least one of a movable or fixed dissipating damper, a movable tuning mass damper, a movable magnetic damper, or a stationary magnetic damper,
Maglev system in a vacuum environment.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이동식 소산 댐퍼는 반응 질량 및 소산 엘리먼트를 포함하며, 상기 소산 엘리먼트는 하나의 측면에서 상기 반응 질량에 견고하게 연결되고, 다른 측면에서 상기 캐리어에 견고하게 연결되는 특징;
상기 이동식 튜닝 질량 댐퍼는 스프링 엘리먼트, 반응 질량, 및 소산 엘리먼트를 포함하며, 상기 스프링 엘리먼트 및 상기 소산 엘리먼트는 상기 반응 질량과 상기 캐리어 사이에 평행하게 배열되고, 그리고, 특히, 하나의 측면에서 상기 반응 질량에 견고하게 연결되고, 다른 측면에서 상기 캐리어에 견고하게 연결되는 특징;
상기 고정식 소산 댐퍼는 소산 엘리먼트를 포함하며, 상기 소산 엘리먼트는 하나의 측면에서 상기 베이스에 견고하게 연결되고, 다른 측면에서 가이딩 레일에 견고하게 연결되는 특징
중 적어도 하나를 포함하는,
진공 환경 내의 자기 부상 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 9,
Wherein the movable dissipation damper comprises a reaction mass and a dissipation element, the dissipation element being rigidly connected to the reaction mass on one side and rigidly connected to the carrier on the other side;
The movable tuning mass damper comprises a spring element, a reaction mass, and a dissipating element, wherein the spring element and the dissipating element are arranged parallel between the reaction mass and the carrier, and, in particular, the reaction on one side A feature that is rigidly connected to the mass and rigidly connected to the carrier on the other side;
The fixed dissipation damper includes a dissipating element, and the dissipating element is rigidly connected to the base on one side and rigidly connected to the guiding rail on the other side.
Containing at least one of,
Maglev system in a vacuum environment.
제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소산 엘리먼트는 댐핑 재료 또는 와이어 로프 아이솔레이터(wire rope isolator)를 포함하는,
진공 환경 내의 자기 부상 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 10,
The dissipating element comprises a damping material or a wire rope isolator,
Maglev system in a vacuum environment.
제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 댐핑 재료는 고무 화합물, 폴리머, 엘라스토머, 댐핑 쿠션, 금속 폼(metal foam), 금속 스펀지, 점탄성 재료, 점성 유체, 압전성 재료, 고 댐핑 합금, 입자 댐핑 재료 중 적어도 하나를 포함하는,
진공 환경 내의 자기 부상 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 11,
The damping material comprises at least one of a rubber compound, a polymer, an elastomer, a damping cushion, a metal foam, a metal sponge, a viscoelastic material, a viscous fluid, a piezoelectric material, a high damping alloy, and a particle damping material.
Maglev system in a vacuum environment.
제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자기 댐퍼는 전기 전도체를 포함하며, 상기 횡 방향으로의 캐리어 진동들은 상기 캐리어 진동들을 댐핑하는 와전류들을 상기 전기 전도체에 유도하는 특징;
이동식 자기 댐퍼의 상기 전기 전도체는 i) 실질적으로 수직으로 배열되거나, 또는 ii) 상기 전자기 베어링의 자기장 라인들에 대해 적어도 45° 및/또는 최대 135°의 각도로 배열되는 특징;
고정식 자기 댐퍼의 상기 전기 전도체는 i) 실질적으로 수직으로 배열되거나, 또는 ii) 상기 캐리어에 배열된 상기 자기 카운터파트의 자기장 라인들에 대해 적어도 45° 및/또는 최대 135°의 각도로 배열되는 특징
중 적어도 하나를 포함하는,
진공 환경 내의 자기 부상 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 12,
The magnetic damper includes an electric conductor, wherein carrier vibrations in the transverse direction induce eddy currents damping the carrier vibrations to the electric conductor;
The electrical conductor of the movable magnetic damper i) is arranged substantially vertically, or ii) is arranged at an angle of at least 45° and/or up to 135° with respect to the magnetic field lines of the electromagnetic bearing;
The electrical conductors of a fixed magnetic damper are i) arranged substantially vertically, or ii) arranged at an angle of at least 45° and/or up to 135° with respect to the magnetic field lines of the magnetic counterpart arranged on the carrier.
Containing at least one of,
Maglev system in a vacuum environment.
진공 환경 내에서 캐리어를 비접촉식으로 운송하는 방법으로서,
상기 캐리어를 비접촉식으로 홀딩하기 위해, 중력과 반대되는 홀딩 방향으로 상기 캐리어 상에 자기력을 가하는 단계;
진행 방향으로 상기 캐리어를 이동시키는 단계; 및
상기 진행 방향 및 상기 홀딩 방향과 직각을 이루는 횡 방향으로의 상기 캐리어의 진동들을 댐핑하는 단계
를 포함하는,
진공 환경 내에서 캐리어를 비접촉식으로 운송하는 방법.
As a method of non-contact transport of carriers in a vacuum environment,
Applying a magnetic force on the carrier in a holding direction opposite to gravity to hold the carrier in a non-contact manner;
Moving the carrier in a traveling direction; And
Damping vibrations of the carrier in a transverse direction perpendicular to the traveling direction and the holding direction
Containing,
A method of non-contact transport of carriers in a vacuum environment.
제14 항에 있어서,
상기 캐리어의 진동들을 댐핑하는 단계는 상기 캐리어 진동들의 에너지를 수동적으로 소산시킴으로써 수행되는 것;
상기 캐리어의 진동들을 댐핑하는 단계는, 상기 횡 방향으로 상기 캐리어 상에 능동적으로 또는 적응적으로 제어가능한 자기력을 가함으로써, 그리고/또는 특히 상기 캐리어 횡 방향 진동들의 주파수 및 90°만큼 시프트된 위상을 갖는 제어가능한 반대 진동들을 상기 캐리어 진동에 중첩시킴으로써 수행되는 것;
상기 캐리어를 이동시키는 단계는 상기 진행 방향으로 상기 캐리어 상에 자기력을 가함으로써 가능하게 되는,
진공 환경 내에서 캐리어를 비접촉식으로 운송하는 방법.
The method of claim 14,
Damping the vibrations of the carrier is performed by passively dissipating the energy of the carrier vibrations;
Damping the vibrations of the carrier can be achieved by applying an actively or adaptively controllable magnetic force on the carrier in the transverse direction, and/or in particular the frequency of the carrier transverse vibrations and the phase shifted by 90°. Performed by superimposing the carrier vibrations with controllable counter vibrations having;
The step of moving the carrier is made possible by applying a magnetic force on the carrier in the traveling direction,
A method of non-contact transport of carriers in a vacuum environment.
KR1020207023794A 2018-01-25 2018-01-25 Magnetic levitation system and method for non-contact transport of carriers in a vacuum environment KR20200106964A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020237004962A KR20230026537A (en) 2018-01-25 2018-01-25 Magnetic levitation system and method of contactlessly transporting a carrier within a vacuum environment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2018/051846 WO2019145035A1 (en) 2018-01-25 2018-01-25 Magnetic levitation system and method of contactlessly transporting a carrier within a vacuum environment

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237004962A Division KR20230026537A (en) 2018-01-25 2018-01-25 Magnetic levitation system and method of contactlessly transporting a carrier within a vacuum environment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200106964A true KR20200106964A (en) 2020-09-15

Family

ID=61189416

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207023794A KR20200106964A (en) 2018-01-25 2018-01-25 Magnetic levitation system and method for non-contact transport of carriers in a vacuum environment
KR1020237004962A KR20230026537A (en) 2018-01-25 2018-01-25 Magnetic levitation system and method of contactlessly transporting a carrier within a vacuum environment

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237004962A KR20230026537A (en) 2018-01-25 2018-01-25 Magnetic levitation system and method of contactlessly transporting a carrier within a vacuum environment

Country Status (4)

Country Link
KR (2) KR20200106964A (en)
CN (1) CN111684173B (en)
TW (1) TW201941343A (en)
WO (1) WO2019145035A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021043411A1 (en) * 2019-09-05 2021-03-11 Applied Materials, Inc. Magnetic guide for guiding a carrier, transport system for transporting a carrier, and method of guiding a carrier
CN116490697A (en) * 2020-11-13 2023-07-25 应用材料公司 Carrier transport system, magnetic stabilization unit, carrier and method for contactless transport of a carrier
CN112377559B (en) * 2020-11-16 2021-09-07 湖南省潇振工程科技有限公司 Magnetic suspension sliding rail type eddy current tuned mass damper
CN115143231A (en) * 2022-07-27 2022-10-04 哈尔滨工程大学 Multi-degree-of-freedom magnetic suspension vibration damping device capable of resisting sea wave impact

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6036222A (en) * 1983-08-05 1985-02-25 Irie Koken Kk Article conveying device under high-vaccum
JPH0662247U (en) * 1993-02-08 1994-09-02 鹿島建設株式会社 Actuator for three-dimensional vibration isolation device
US6777833B1 (en) * 2001-12-17 2004-08-17 Ultratech Stepper, Inc. Magnetic levitation stage apparatus and method
KR100827738B1 (en) * 2004-12-20 2008-05-07 고쿠리츠 다이가쿠 호진 큐슈 코교 다이가쿠 Non-contact convey device by superconducting magnetic levitation
US8164737B2 (en) * 2007-10-23 2012-04-24 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus having an active damping subassembly
US20110094546A1 (en) * 2009-10-23 2011-04-28 John Valcore System and method for wafer carrier vibration reduction
CN102108799A (en) * 2009-12-29 2011-06-29 上海市金山区朱行小学 Suspended shock-proof building
JP2012156304A (en) * 2011-01-26 2012-08-16 Nikon Corp Substrate bonding apparatus
DE102013016065B4 (en) * 2013-09-27 2016-02-18 Mecatronix Ag Positioning device and method
KR20150052996A (en) * 2013-11-07 2015-05-15 삼성디스플레이 주식회사 Substrate transferring apparatus and thin film deposition apparatus having the same
CN204178714U (en) * 2014-11-12 2015-02-25 成都博智维讯信息技术有限公司 A kind of Shockproof heat insulation radio memory
DE102015004582B4 (en) * 2015-04-09 2017-02-09 Mecatronix Ag Device for holding, positioning and moving an object
CN206821097U (en) * 2017-05-13 2017-12-29 蒋明希 A kind of project supervision visualizes acoustic signal processor

Also Published As

Publication number Publication date
CN111684173B (en) 2023-07-14
TW201941343A (en) 2019-10-16
CN111684173A (en) 2020-09-18
KR20230026537A (en) 2023-02-24
WO2019145035A1 (en) 2019-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200106964A (en) Magnetic levitation system and method for non-contact transport of carriers in a vacuum environment
KR102174195B1 (en) Magnetic levitation system, carrier for magnetic levitation system, and method of operating the magnetic levitation system
JP6751437B2 (en) Device for holding, locating and/or moving an object, and method of operating a device for holding, locating and/or moving an object
KR102037955B1 (en) Vehicle and Overhead Hoist transport device having the vehicle
JP6440740B2 (en) Device for holding, positioning and / or moving objects
KR102155758B1 (en) Apparatus and method for non-contact transportation of devices in vacuum processing systems
CN105526294A (en) Moving particle vibration absorption unit based on magnetic excitation, combination device and method
JP6446039B2 (en) Magnetic levitation device and control method thereof
JP2014229760A (en) Vacuum processing apparatus, and vibration control device
CN112867878B (en) Carrier for carrying planar objects, transport system for transporting a carrier, method for transporting a carrier in a contactless manner, and method for producing a coated substrate
WO2021090401A1 (en) Vibration damping device for elevator cables
JPH08270725A (en) Repulsion type magnetic damper, repulsion type magnetic actuator and repulsion type magnetic vibration proof base
Hoque et al. A 3-DOF modular vibration isolation system using zero-power magnetic suspension with adjustable negative stiffness
KR20220002515A (en) Magnetic levitation system, base and carrier of magnetic levitation system, and method of levitating carrier
Hoque et al. Application of feedforward control to a vibration isolation system using negative stiffness suspension
CN113574650A (en) Magnetic levitation system, carrier for a magnetic levitation system and method for operating a magnetic levitation system
KR101501159B1 (en) Linear motor stage having reaction force compensation devise
KR102277213B1 (en) Aligning unit and vehicle having the same

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2023101000299; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20230210

Effective date: 20230927

J121 Written withdrawal of request for trial
WITB Written withdrawal of application