TW202033327A - 運送設備 - Google Patents

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TW202033327A
TW202033327A TW109106762A TW109106762A TW202033327A TW 202033327 A TW202033327 A TW 202033327A TW 109106762 A TW109106762 A TW 109106762A TW 109106762 A TW109106762 A TW 109106762A TW 202033327 A TW202033327 A TW 202033327A
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傑羅 摩拉
羅勃 卡維尼
阿里色吉爾 基士德
馬丁 赫瑟庫
傑亞拉曼 克利許納斯美
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美商布魯克斯自動機械公司
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Abstract

運送設備包括:外殼;驅動器,係安裝至外殼;以及至少一運送手臂,係連接到驅動器,其中,驅動器包括:至少一轉子,其具有至少一磁導材料的突出柱,且係配置在隔離環境中;至少一定子,其具有至少一具有對應線圈單元之突出柱,且係配置在隔離環境外,其中,至少一定子的至少一突出柱與轉子的至少一突出柱在至少一轉子與至少一定子之間形成閉合磁通電路;以及至少一密封件,係組構成隔離被隔離環境,其中,至少一密封件係整合至至少一定子。

Description

運送設備
例示實施例一般係相關於機器人驅動器,尤其是密封的機器人驅動器。
通常,當例如直接驅動的磁鐵、接合組件、密封、及腐蝕性材料暴露至超高真空及/或侵入性或腐蝕性環境時,例如將永久磁鐵馬達或可變磁阻馬達用於位置感測用的致動及光學編碼器之現存的直接驅動技術出現相當多的限制。為了限制直接驅動之例如磁鐵、接合組件、電組件、密封、及腐蝕性材料的暴露,通常使用“罐頭密封”。
罐頭密封通常透過緊密密封的非磁牆或“罐頭”(亦稱作”隔離牆”)將馬達轉子與對應的馬達定子隔離。罐頭密封通常使用位在給定馬達致動器的轉子與定子之間的非磁真空隔離牆。此使磁通能夠越過隔離牆流動在轉子及定子之間。結果,可將定子完全位在密封環境外面。此使在諸如用於半導體應用之真空機器人驅動器等應用中能夠是大體上乾淨及可靠的馬達致動實施。此種罐頭密封的限制在 於:轉子及定子柱之間的空氣隙之尺寸會受到隔離牆厚度的限制。例如,隔離牆的厚度加上耗盡容限通常限制在轉子及定子之間可達成的最小空氣隙。為了增加馬達的效率,轉子及定子之間的間隙應被最小化,但是在由罐頭密封所密封或隔離之環境係暴露至高度或超高真空的事例中,隔離牆厚度必須足夠大到提供足夠的結構完整性,以實質上防止過度的偏斜(即、隔離的偏斜會干擾馬達的操作)。結果,當與未具有隔離牆越過轉子/定子空氣隙之機器人驅動器方案比較時,由於例如定子及轉子之間的較大的空氣隙之需要會嚴重降低馬達的效率。
在一態樣中,“動態密封”一般可被用於實質上隔離整個馬達與密封環境。動態密封可以是允許馬達之驅動軸的一部分能夠在隔離環境內操作之密封。可以數種方式達成動態密封,包括例如唇式密封或含鐵流體密封。然而,這些動態密封可能是粒子污染的來源(如、來自密封的穿戴及撕除)、不動與移動組件之間的高度摩擦、有限壽命、及密封環境與例如密封環境外的大氣環境之間的漏洩風險。
用於密封驅動之其他方案包括位在密封環境內之定子線圈。然而,在密封環境操作於高真空之應用中,定子線圈會除氣不想要的化合物及過熱。結果,上述密封方案昂貴及/或不實用。
在其他態樣中,諸如可變磁阻或交換式磁阻馬達等直接驅動馬達可利用實心轉子。然而,習知實心轉子具有由 於例如起因於交換式磁阻馬達應用中的相流之變化率的渦流作用導致核心耗損的固有問題。有關核心耗損問題的其他已知的方案包括:當與既不是實心也不是疊層式轉子比較時,試圖維持良好磁通之連同非導電粒子一起使用具有金屬鐵磁粒子的材料。
具有隔離牆在定子與轉子之間以最小化定子與轉子之間的空氣隙是有利的。具有真空相容疊層式轉子以提供增加的磁性效率及/或精確位置控制亦有利的。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,設置運送設備。運送設備包括外殼;驅動器,係安裝至外殼;以及至少一運送手臂,係連接至驅動器。驅動器包括:至少一轉子,其具有至少一磁導材料的突出柱,且係配置在隔離環境中;至少一定子,其具有至少一具有對應線圈單元之突出柱,且係配置在隔離環境外,其中,至少一定子的至少一突出柱與轉子的至少一突出柱在至少一轉子與至少一定子之間形成閉合磁通電路;以及至少一密封件,係組構成隔離隔離環境,其中,至少一密封件係整合至至少一定子。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件包含安裝至至少一定子之隔膜。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件係從至少一定子垂下。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子結構上支撐至少一密封件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件與至少一定子的形狀相符。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,其中,至少一轉子與至少一定子形成堆疊式馬達或徑向套疊在彼此內部之馬達。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,運送設備另包括:至少一磁阻基(reluctance based)的編碼器軌道,係配置在至少一轉子的每一個上;及至少一磁阻基的位置回授感應器,係組構成與至少一磁阻基的編碼器軌道接合。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一轉子係耦合至同軸驅動軸配置,同軸驅動軸配置用以驅動至少一運送手臂。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子為分段定子。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器係組構作為軸向磁通流驅動器或徑向磁通流驅動器。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一轉子包括疊層式突出柱。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子包括疊層式突出柱。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一轉子 包括驅動器構件介面,驅動器另包括在驅動器構件介面中與至少一轉子接合之驅動器傳輸構件,使得驅動器構件與疊層式突出柱接合,且將疊層式突出柱固定到驅動器構件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,疊層式突出柱係固定到驅動器構件,使得疊層式突出柱係相對於驅動器構件軸向排列。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,疊層式突出柱係固定到驅動器構件,使得疊層式突出柱係相對於驅動器構件徑向排列。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器包括連接到外殼之z軸驅動器馬達。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,設置運送設備。運送設備包括:外殼;驅動器,係安裝至外殼;以及至少一運送手臂,係連接到驅動器。驅動器包括:至少一轉子,其具有至少一磁導材料的突出柱,且係位在隔離環境內;至少一定子,其具有至少一具有各自線圈單元之突出柱,且係位在隔離環境外;至少一突出定子柱延伸,係配置在隔離環境內,且與各自突出定子柱對準,使得至少一突出定子柱延伸與轉子的至少一突出柱在至少一定子與至少一轉子之間形成閉合磁通電路;以及至少一密封件,係配置在各個定子柱與各自突出定子柱延伸之間,其中,至少一密封件係組構成隔離隔離環境。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器另包 括密封支撐構件,其具有配置在隔離環境中之內表面與遠遠面向隔離環境之外表面,其中,至少一密封件係配置在外表面上或毗鄰外表面,及密封支撐表面係組構成結構上支撐至少一密封件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,密封支撐構件係組構成覆蓋至少一突出定子柱延伸。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子與至少一轉子形成堆疊式馬達,及至少一密封件為堆疊式馬達的每一個所共有。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子與至少一轉子形成一堆疊的馬達,及至少一密封件包括與堆疊的馬達中之其他馬達的密封有別之各個馬達用的密封。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,將至少一突出定子柱延伸與至少一轉子定位,使得至少一突出定子柱延伸與至少一轉子具有無障礙介面。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,各個定子與各自轉子形成馬達模組,馬達模組係組構成與其他馬達模組相堆疊。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器係組構作為軸向磁通流驅動器或徑向磁通流驅動器。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一轉子包括疊層式突出柱。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一轉子 包括驅動器構件介面,驅動器另包括在驅動器構件介面中與至少一轉子接合之驅動器傳輸構件,使得驅動器構件與疊層式突出柱接合,且將疊層式突出柱固定到驅動器構件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,疊層式突出柱係固定到驅動器構件,使得疊層式突出柱係相對於驅動器構件軸向排列。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,疊層式突出柱係固定到驅動器構件,使得疊層式突出柱係相對於驅動器構件徑向排列。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子包括疊層式突出柱。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器包括連接到外殼之z軸驅動器馬達。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,運送設備另包括:至少一磁阻基的編碼器軌道,係配置在至少一轉子的每一個上;及至少一磁阻基的位置回授感應器,係組構成與至少一磁阻基的編碼器軌道接合。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一轉子係耦合至同軸驅動軸配置,同軸驅動軸配置用以驅動至少一運送手臂。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,設置運送設備。運送設備包括:外殼;驅動器,係安裝至外殼;以及至少一運送手臂,係連接到驅動器。驅動器包括:至少一 轉子,其具有至少一磁導材料的突出柱;至少一定子,包括:定子核心;突出頂板;突出底板;以及線圈單元,係與各個突出頂及底板對相關連,其中,突出頂板和突出底板係連接到定子核心且由定子核心間隔開,及係組構成與至少一轉子的至少一突出柱接合,以在至少一定子與至少一轉子之間形成閉合磁通電路;以及隔離牆,係配置在頂板與底板之間,其中,隔離牆係組構成隔離定子核心與至少一運送手臂操作之隔離環境。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,各個轉子與各自定子係組構作為馬達模組,馬達模組係組構成與其他馬達模組接合,以形成具有堆疊式馬達之驅動器。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器被建構作為軸向磁通流驅動器或徑向磁通流驅動器。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器包括連接到外殼之z軸驅動器馬達。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,運送設備另包括:至少一磁阻基的編碼器軌道,係配置在至少一轉子的每一個上;及至少一磁阻基的位置回授感應器,係組構成與至少一磁阻基的編碼器軌道接合。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一轉子係耦合至同軸驅動軸配置,同軸驅動軸配置用以驅動至少一運送手臂。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,設置運送設備。運送設備包括:外殼;驅動器,係安裝至外殼;以及 至少一運送手臂,係連接到驅動器。驅動器包括至少一疊層式轉子,其具有磁導材料的疊層式突出柱,至少一疊層式轉子係配置在隔離環境中,其中,至少一疊層式轉子係與隔離環境隔離。驅動器另包括至少一定子,其具有至少一具有各自線圈單元之突出柱,至少一定子係配置在隔離環境外,使得至少一疊層式轉子的至少一突出柱與至少一定子的突出柱在至少一定子與至少一轉子之間形成閉合磁通電路;以及至少一密封件,係組構成隔離隔離環境。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一疊層式轉子包括驅動器構件介面,驅動器另包括在驅動器構件介面中與至少一疊層式轉子接合之驅動器傳輸構件,使得驅動器構件與疊層式突出柱接合,且將疊層式突出柱固定到驅動器傳輸構件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,疊層式突出柱係固定到驅動器傳輸構件,使得疊層式突出柱係相對於驅動器傳輸構件軸向排列。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,疊層式突出柱係固定到驅動器傳輸構件,使得疊層式突出柱係相對於驅動器傳輸構件徑向排列。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一疊層式轉子係嵌入於絕緣體中,絕緣體係組構成隔離至少一疊層式轉子與隔離環境。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件係整合至至少一定子。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件包含安裝至至少一定子之隔膜。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件係從至少一定子垂下。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子結構上支撐至少一密封件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件與至少一定子的形狀相符。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子包括:定子核心;頂板及底板,其中,頂板和底板形成突出定子柱及連接到定子核心且由定子核心間隔開,且係組構成與至少一疊層式轉子接合,以及至少一密封件係在頂板與底板之間,且係組構成隔離定子核心與至少一運送手臂操作之隔離環境。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器另包括至少一突出定子柱延伸,係配置在隔離環境內且與各自突出定子柱對準,其中,至少一密封件係配置在各個突出定子柱與各自突出定子柱延伸之間。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器另包括密封支撐構件,其具有配置在隔離環境中之內表面與遠遠面向隔離環境之外表面,其中,至少一密封件係配置在外表面上或毗鄰外表面,及密封支撐表面係組構成結構上支撐至少一密封件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,密封支撐構 件係組構成覆蓋至少一突出定子柱延伸。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,設置運送設備。運送設備包括:外殼;驅動器,係安裝至外殼;以及至少一運送手臂,係連接到驅動器。驅動器包括:至少一真空相容疊層式轉子,其具有導磁材料的疊層式突出轉子柱,且係配置在隔離環境中,其中,至少一真空相容疊層式轉子包括一組交替堆疊的鐵磁層和非導電層疊層。驅動器另包括至少一定子,其具有至少一具有各自線圈單元之突出定子柱,且係配置在隔離環境外,其中,當與至少一突出轉子柱接合時之各個疊層式突出轉子柱在至少一真空相容疊層式轉子與至少一定子之間形成閉合磁通電路;以及至少一密封件,係組構成隔離隔離環境。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器包括至少一驅動軸及保持構件,係組構成將至少一真空相容疊層式轉子安裝至至少一驅動軸及將交替堆疊的疊層夾在一起。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,將交替堆疊的疊層結合在一起。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件係整合至至少一定子。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件包含安裝至至少一定子之隔膜。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件係從至少一定子垂下。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子結構上支撐至少一密封件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件與至少一定子的形狀相符。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子包括:定子核心;頂板及底板,其中,頂板和底板形成突出定子柱及連接到定子核心且由定子核心間隔開,且係組構成與至少一真空相容疊層式轉子接合,以及至少一密封件係在頂板與底板之間,且係組構成隔離定子核心與至少一運送手臂操作之隔離環境。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器另包括至少一突出定子柱延伸,係配置在隔離環境內且與各自突出定子柱對準,其中,至少一密封件係配置在各個突出定子柱與各自突出定子柱延伸之間。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器另包括密封支撐構件,其具有配置在隔離環境中之內表面與遠遠面向隔離環境之外表面,其中,至少一密封件係配置在外表面上或毗鄰外表面,及密封支撐表面係組構成結構上支撐至少一密封件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,密封支撐構件係組構成覆蓋至少一突出定子柱延伸。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件係與至少一定子的結構整合。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封 件係由至少一定子的結構所支撐。
a:線圈
a’:線圈
b:線圈
b’:線圈
c:線圈
c’:線圈
d:線圈
d’:線圈
A:繞組
B:繞組
PM:處理模組
P:間距
P1:間距
P2:間距
P3:間距
11000:大氣前端
11005:裝載口模組
11010:真空裝載鎖
11013:移轉機器人
11014:移轉機器人
11020:真空後端
11025:運送室
11030:處理站
11040:裝載口
11050:基板盒
11060:迷你環境
11090:半導體工具站
11091:控制器
2010:線性基板處理系統
2012:工具介面段
2050:介面
2060:介面
2070:介面
2080:基板運送
3018:運送室模組
3018A:運送室模組
3018I:運送室模組
3018J:運送室模組
12:介面段
15:運送手臂
18B:運送室模組
18i:運送室模組
26B:運送設備
26i:運送設備
30i:工作件站
56:裝載鎖模組
56A:裝載鎖模組
56B:裝載鎖模組
100:基板運送設備
100D:磁阻驅動器
100D’:機器人驅動器
101:外轉子
102:內轉子
103:隔離牆
104:機器人手臂
104U1:上手臂
104U1’:上手臂
104U2:上手臂
104U2”:上手臂
104E1:端受動器
104E2:端受動器
166:轉子
167:鐵磁材料層
167’:鐵磁層
167”:鐵磁材料層
168:非導電層
168’:非導電層
168”:非導電層
169:轂
169’:驅動軸
171:對準特徵
172:緊固器
174:外加的殼
177:編碼器
177M:馬達
190:控制器
190A:動作控制模組
190B:通訊演算法模組
190C:電流控制模組
205:軸承
206:定子
206’:定子
207:位置感測讀取頭
207’:讀取頭
208:位置感測讀取頭
209:軌道
209’:軌道
210:軌道
301:軸
301’:第一軸
302:軸
302’:第二軸
370:真空源
370’:真空源
400:同軸驅動軸裝配
400’:同軸驅動軸裝配
401:外驅動軸
401’:外驅動軸
401D:驅動器構件
401D’:驅動器構件
402:內驅動軸
402’:內驅動軸
402D:驅動器構件
402D’:驅動器構件
410:處理工具
412:工作件入口/出口站
416:線性運送室
500:機器人驅動器
600:機器人驅動器
700:機器人驅動器
701:馬達
710:轉子
720:繞組
721:繞組
722:繞組
730:繞組子組
731:繞組子組
732:繞組子組
733:繞組子組
1500:移轉室
1501:轉子
1506:定子
1509A:同軸驅動軸
1509B:同軸驅動軸
1520:隔離介面
1590:單軸驅動器
1601:轉子
1606:定子
1520:隔離介面
1690:單軸驅動器
1790:驅動器
1890:驅動器
1900:Z軸驅動器
1900D:線性驅動器機構
1910:箭頭
1930:軌道
1940:撓性密封件
2000:兩軸驅動器
2000’:驅動器
2100:驅動器
2110:模組
1000:手臂
1003:主要鏈結
1004:端受動器
1005:次要鏈結
1006:旋轉接頭
1007:旋轉接頭
1008:帶配置
1009:旋轉接頭
1010:旋轉接頭
1100:單一端受動器手臂
1103:鏈結
1104:端受動器
1105:筆直帶驅動器
1106:旋轉接頭
1107:旋轉接頭
1108:帶配置
1200:單一端受動器手臂
1203:鏈結
1204:端受動器
1205:交叉帶驅動器
1206:旋轉接頭
1207:旋轉接頭
1208:帶配置
1300:雙端受動器手臂裝配
1303L:主要鏈結
1304L:端受動器
1305L:次要鏈結
1306L:旋轉接頭
1307L:旋轉接頭
1308L:帶配置
1309L:旋轉接頭
1310L:旋轉接頭
1303R:主要鏈結
1304R:端受動器
1305R:次要鏈結
1306R:旋轉接頭
1307R:旋轉接頭
1308R:帶配置
1309R:旋轉接頭
1310R:旋轉接頭
1400:手臂裝配
1403L:主要鏈結
1404L:端受動器
1405L:次要鏈結
1406L:旋轉接頭
1407L:旋轉接頭
1408L:帶配置
1409L:旋轉接頭
1410L:旋轉接頭
1403R:主要鏈結
1404R:端受動器
1405R:次要鏈結
1406R:旋轉接頭
1407R:旋轉接頭
1408R:帶配置
1409R:旋轉接頭
1410R:旋轉接頭
20200:運送設備驅動器
20200’:運送設備驅動器
20200H:驅動器外殼
20200B:軸承
20201:驅動軸
20202:編碼器軌道
20202S:刻度尺
20202S1:主刻度尺
20202S2:游標刻度尺
20202S3:區段刻度尺
20202S11:軌道
20202S12:軌道
20202S13:軌道
20202SE:鐵磁特徵
20203:感應器
20203H:感測構件
20203H’:感測構件
20203H”:感測構件
20204:隔離牆
20206:馬達
20206S:定子
20206R:轉子
20208:機器人手臂
20210:驅動軸
20216:馬達
20216S:定子
20216R:轉子
20300:磁力源
20310:印刷電路板
20503H1:感測構件
20503H2:感測構件
20503H3:感測構件
2205:磁力源
2206:感測元件
2207:磁通
2209:襯墊
2210:週期性特徵
2211:讀取頭
2212:讀取頭
2250:增加感測系統
2403:隔離牆/密封件
2403’:隔離牆/密封件
2404:密封構件
2405:驅動器外殼
2500:致動器
2501:轉子
2502:鐵磁定子
2503:線圈單元
2504:轉子柱
2504’:轉子柱
2504A:轉子柱
2504B:轉子柱
2504C’:轉子柱核心
2504P’:轉子柱板
2505:突出柱
2505a:鐵磁板
2505b:鐵磁板
2506:鐵磁線圈核心
2507a:特徵
2507b:特徵
2508:隔離牆
2509:靜態密封構件
2509a:頂密封構件
2509b:底密封構件
2510:空氣隙
2511:安裝螺釘
2512:磁通路徑
2513a:定子
2513a’:定子
2513b:定子
2513b’:定子
2513c:轉子
2513d:轉子
2514:底板
2515:中央不動軸
2516a:軸承
2516b:軸承
2517a:內驅動軸
2517b:外驅動軸
2518a:編碼器碟
2519a:緊固器
2520’:隔離牆/定子外殼
2520a:隔離牆/定子外殼
2520b:隔離牆/定子外殼
2521a:頂凸緣
2521b:底凸緣
2522a:軸承
2522b:軸承
2523a:發射器
2523b:發射器
2524a:接收器
2524b:接收器
2525a:讀取頭
2525b:讀取頭
2600:密封驅動器
2603:線圈
2606:定子
2612:磁通路徑
2700:密封驅動器
2703a:線圈
2703b:線圈
2706:定子
2712:磁通路徑
2800:密封機器人驅動器
2809:靜態密封構件
2812:磁通路徑
2899:徑向空氣隙
2900:徑向磁通密封驅動器
2902:定子
2902C:鐵磁定子核心
2902P:定子柱
2902P’:定子柱
2902E:定子柱延伸
2902E’:定子柱延伸
2903:線圈
2903’:線圈
2912:磁通路徑
3002E:定子柱延伸
3100:徑向磁通密封驅動器
3102:區段定子
3112:磁通路徑
3200:密封驅動器
3400:密封驅動器
3400M:馬達模組
3400M1:馬達模組
3400M2:馬達模組
3450:密封支撐構件
3450’:密封支撐構件
3450E:定子柱延伸
3450T’:頂表面
3450B’:底表面
3451:密封殼
3451:隔離牆
3451’:隔離牆
3501:轉子
3503:定子
3503P:定子柱
3503E:定子柱延伸
3509:密封構件
3509’:靜態密封構件
11011:對準器
2898:磁通
在連同附圖之下面說明中說明所揭示的實施例之上述態樣及其他特徵,其中:
圖1A-1D為併入所揭示的實施例之態樣的處理設備之概要圖;
圖1E為根據所揭示的實施例之態樣的運送設備之概要圖;
圖1F為根據所揭示的實施例之態樣的控制之概要圖;
圖1G-1K為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達用之轉子的概要圖,以及圖1L為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達用之定子的概要圖;
圖2A及2B為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之部位圖;
圖3及3A為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之一部分的概要圖;
圖4為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之一部分的概要圖;
圖5及5A為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之一部分的概要圖;
圖6為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之一部分的概要圖;
圖7-15為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之一部分的概要圖;
圖16A及16B為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之定子組態的概要圖;
圖17A及17B分別為根據所揭示的實施例之態樣的機器人手臂及機器人手臂的延伸順序之概要圖;
圖18A及18B分別為根據所揭示的實施例之態樣的機器人手臂及機器人手臂的延伸順序之概要圖;
圖19A及19B分別為根據所揭示的實施例之態樣的機器人手臂及機器人手臂的延伸順序之概要圖;
圖19C及19D分別為根據所揭示的實施例之態樣的機器人手臂及機器人手臂的延伸順序之概要圖;
圖19E及19F分別為根據所揭示的實施例之態樣的機器人手臂及機器人手臂的延伸順序之概要圖;
圖20A-20C分別為具有密封位置回授系統之代表性驅動段的局部橫剖面圖、具有為了清楚而省略的組件之驅動段及回授系統的另一局部立體橫剖面圖、與位置回授系統的元件之頂立體圖,以及圖20D為全根據所揭示的實施例之態樣的位置回授系統之概要立視圖,以及圖20E-20F分別為其他特徵之立體橫剖面圖、及放大局部橫剖面圖;
圖21A及21B為位置回授系統的感測元件之概要圖,以及圖21C及21E分別為位置回授系統之編碼軌道的一部分之局部平面圖及放大平面圖,軌道具有由感測元件所讀取之多個帶且能夠提供增加及經要求的絕對位置回 授,其透過圖表圖解於圖21D且其全部係根據所揭示的實施例之態樣;
圖22A、22B、23A、及23B為根據所揭示的實施例之態樣的位置回授系統之概要圖及感應器輸出的曲線圖;
圖24A及24B為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之部位的概要圖;
圖25A、25B、及25C為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之部位的概要圖;
圖26A及26B為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之部位的概要圖;
圖27A及27B為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之部位的概要圖;
圖28A、28B、28C、28D、28E、28F、28G、28H、及28I為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之部位的概要圖;
圖29A、29B、及29C為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之部位的概要圖;
圖30A及30B為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之部位的概要圖;
圖31、32、及33為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之部位的概要圖;以及
圖34、35、36、及37為根據所揭示的實施例之態樣的驅動馬達之部位的概要圖。
參考圖1A-1D,圖示有併入如此處另所揭示之所揭示的實施例之態樣的基板處理設備或工具之概要圖。雖然將參考圖式說明所揭示的實施例之態樣,但是應明白可以任何形式體現所揭示的實施例之態樣。此外,可使用任何適當尺寸、形狀、或類型的元件或材料。
參考圖1A及1B,根據所揭示的實施例之態樣圖示諸如例如半導體工具站11090等處理設備。雖然在圖式中圖示半導體工具,但是此處所說明之所揭示的實施例之態樣可應用到利用機器人操縱器之任何工具站或應用。在此例中,工具11090被圖示作集束型工具,然而,所揭示的實施例之態樣可被應用到任何適當工具站,諸如例如線性工具站等,諸如圖1C及1D所示及2013年3月19日所發表之美國專利號碼8,398,355名稱為“線性分佈半導體工作件處理工具”中所說明者等,此處併入其揭示全文做為參考。工具站11090通常包括大氣前端11000、真空裝載鎖11010、及真空後端11020。在其他態樣中,工具站可具有任何適當組態。前端11000、裝載鎖11010、及後端11020的每一個之組件係可連接到控制器11091,控制器11091可以是諸如例如集束型架構控制等任何適當控制架構的部分。控制系統可以是具有主控制器之閉合迴路控制器、集束型控制器、自主遙控器,諸如2011年3月8日所出版之美國專利號碼7,904,182名稱為“可縮放動作控制系統”所揭示的那些等,此處併入其揭示全文做為參考。 在其他態樣中,可利用任何適當控制器及/或控制系統。
在一態樣中,前端11000通常包括裝載口模組11005及迷你環境11060,諸如例如設備前端模組(EFEM)等。裝載口模組11005可以是到符合用於300mm裝載口之SEMI標準E15.1、E47.1、E62、E19.5、或E1.9的工具標準(BOLTS)介面之箱子開口/裝載器、前開口或底開口箱/匣及盒。在其他態樣中,裝載口模組可被建構作200mm晶圓介面或任何其他適當基板介面,諸如例如較大或較小的晶圓或用於平板顯示器的平板等。雖然圖1A圖示兩裝載口模組,但是在其他態樣中,可將任何適當數目的裝載口併入前端11000。裝載口模組11005可被建構成從架空運送系統、自動引導運輸工具、人力引導運輸工具、軌道引導運輸工具、或從任何其他適當運送方法接收基板載體或盒11050。裝載口模組11005可經由裝載口11040與迷你環境11060接合。裝載口11040可使基板在基板盒11050與迷你環境11060之間能夠通行。迷你環境11060通常包括任何適當移轉機器人11013,其可併入此處所說明之所揭示的實施例之一或更多個態樣。在一態樣中,機器人11013可以是安裝軌道的機器人,諸如例如美國專利6,002,840所說明者等,此處併入其揭示全文做為參考。迷你環境11060可提供受控、乾淨的區域用於多個裝載口模組之間的基板移轉。
真空裝載鎖11010可位在迷你環境11060與後端11020之間且連接到迷你環境11060與後端11020。需注 意的是,此處所使用之真空一詞可表示基板被處理之高度真空,諸如10-5陶爾(Torr)或更少等。裝載鎖11010通常包括大氣及真空槽閥。在從大氣前端裝載基板之後,槽閥可提供用於排空裝載鎖之環境隔離,及以當以諸如氮等惰性氣體給鎖開孔時維持運送室中的真空。裝載鎖11010亦可包括對準器11011,用以對準基板的基準到處理用的理想位置。在其他態樣中,真空裝載鎖可位在處理設備的任何適當位置及具有任何適當組態。
真空後端11020通常包括運送室11025、一或更多個處理站11030、及可包括此處所說明之所揭示的實施例之一或更多個態樣的任何適當移轉機器人11014。下面將說明移轉機器人11014,及可位在運送室11025內以在裝載鎖11010與各種處理站11030之間運送基板。處理站11030可經由各種沈積、蝕刻、或其他類型的處理而於基板上操作,以在基板上形成電路或其他想要的結構。典型處理包括但並不局限於:使用真空的薄膜處理,諸如電漿蝕刻或其他蝕刻處理、化學汽相沈積(CVD)、電漿汽相沈積(PVD)、諸如離子植入等植入、度量衡、快速熱處理(RTP)、乾剝離原子層沈積(ALD)、氧化/擴散、氮化物的形成、真空微影、磊晶(EPI)、金屬線結合及蒸發、或使用真空壓力之其他薄膜處理等。處理站11030係連接到運送室11025,以使基板能夠從運送室11025傳遞到處理站11030,反之亦然。
現在參考圖1C,圖示線性基板處理系統2010之概要 平面圖,其中,工具介面段2012係安裝到運送室模組3018,使得介面段2012通常面向(如、向內)運送室3018的縱軸X但自此偏移。可藉由裝附其他運送室模組3018A、3018I、3018J到介面2050、2060、2070,將運送室模組3018延伸在任何適當方向上,如美國專利號碼8,398,355所說明一般,先前已併入此處做為參考。各個運送室模組3018、3018A、3018I、3018J包括任何適當基板運送2080,其可包括此處所說明之所揭示的實施例之一或更多個態樣,用以在處理系統2010四處運送基板及進出例如處理模組PM。如所瞭解一般,各個室模組能夠保持隔離或受控的大氣(如、N2、潔淨空氣、真空)。
參考圖1D,圖示有例示處理工具410的概要立視圖,諸如沿著線性運送室416的縱軸X所取等。在圖1D所示之所揭示的實施例之態樣中,工具介面段12可代表性連接到運送室416。在此態樣中,介面段12可界定工具運送室416的一端。如在圖1D所見,運送室416可具有另一工作件入口/出口站412例如在介面站12的相反端中。在其他態樣中,可設置用以從運送室插入/移開工作件之其他入口/出口站。在一態樣中,介面段12及入口/出口站412允許從工具裝載及卸載工作件。在其他態樣中,工作件可從一端裝載到工具內而從另一端移開。在一態樣中,運送室416可具有一或更多個移轉室模組18B、18i。各個室模組能夠保持隔離或受控大氣(如、N2、潔淨空氣、真空)。如上述,圖1D所示之形成運送室416 的運送室模組18B、18i、裝載鎖模組56A、56B、及工作件站之組態/配置僅為例示,及在其他態樣中,運送室可具有更多或更少的模組配置在任何想要的模組配置中。在所示的態樣中,站412可以是裝載鎖。在其他態樣中,裝載鎖模組可位在端入口/出口站之間(類似於站412),或者毗鄰的運送室模組(類似於模組18i)可被建構成操作成為裝載鎖。亦如上述,運送室模組18B、18i具有可包括此處所說明之所揭示的實施例之一或更多個態樣之一或更多個對應的運送設備26B、26i位在其內。各自運送室模組18B、18i的運送設備26B、26i可協作,以在運送室中提供線性分佈的工作件運送系統420。在此態樣中,運送設備26B可具有一般SCARA手臂組態(但是在其他態樣中,運送手臂可具有任何其他想要的配置,諸如青蛙腿組態、套疊組態、雙對稱組態等)。在圖1D所示之所揭示的實施例之態樣中,運送設備26B的手臂可被配置成提供所謂的快速交換配置,使運送能夠從拾取/置放位置趕快交換晶圓,下面亦將進一步詳細說明。運送手臂26B可具有適當驅動段,諸如下述等,用以提供各個手臂具有任何適當數目的自由度(如、隨著Z軸動作在肩及肘關節四周獨立轉動)。如在圖1D所見,在此態樣中,模組56A、56、30i可有空隙地位在移轉室模組18B、18i之間,及可界定適當處理模組、裝載鎖、緩衝站、度量衡站、或任何其他想要的站。例如,諸如裝載鎖56A、56及工作件站30i等有空隙的模組各個具有不動的工作件支撐/ 架56S、56S1、56S2、30S1、30S2,其可與運送手臂協作以使運送或工作件沿著運送室的直線軸X經過運送室的長度。經由例子,工作件可藉由介面段12裝載到運送室416內。工作件可利用介面段的運送手臂15而定位在裝載鎖模組56A的支撐上。藉由模組18B中之運送手臂26B,在裝載鎖模組56A中之工作件可在裝載鎖模組56A與裝載鎖模組56之間移動,及以類似及連續的方式,利用手臂26i(在模組18i中)在裝載鎖56與工作件站30i之間以及利用模組18i中之手臂26i在站30i與站412之間移動。此處理可整個或部分顛倒以在相反方向上移動工作件。如此,在一態樣中,工作件可移動在沿著軸X的任何方向上,及移動到沿著運送室的任何位置,及可被裝載到及卸載自與運送室相通之任何想要的模組(處理或其他)。在其他態樣中,具有靜態工作件支撐或架之有空隙的運送室模組可不設置在運送室模組18B、18i之間。在此種態樣中,毗鄰運送室模組的運送手臂可直接從端受動器或一運送手臂進行工作件到另一運送手臂的端受動器,以移動工作件經過運送室。處理站模組可經由各種沈積、蝕刻、或其他類型的處理而於基板上操作,以在基板上形成電路或其他想要的結構。處理站模組係連接到運送室模組,以使基板能夠從運送室傳遞到處理站,反之亦然。在美國專利號碼8,398,355(先前已併入其全文做為參考)中說明具有類似圖1D所描劃之處理設備的一般特徵之處理工具的適當例子。
圖1E為根據所揭示的實施例之態樣的基板運送設備100圖。應注意的是,此處所說明之所揭示的實施例之態樣可被用於真空(諸如例如10-5Torr及更少之高真空或任何其他適當真空等)及/或大氣機器人應用,其中,機器人及位置回授移動部件係與其不動的電配對物(如、讀取頭及定子)隔離。通常,所揭示的實施例之態樣包括用以操作任何適當的機器人手臂之一或更多個交換式磁阻馬達。機器人驅動器的移動部分可位在密封或者隔離的環境內,其可以是受控的環境,諸如真空環境或大氣壓力環境等。由任何適當材料所製成之非磁分隔或隔離牆(下文中將更詳細說明)係可配置在驅動器的移動部件(如、轉子及回授移動部件)與驅動器的不動部件(如、定子及位置感應器讀取頭)之間。然而,不像習知隔離牆,下述隔離牆可設置最小的空氣隙在定子與轉子之間,其實質上未受到隔離牆的厚度限制或不受隔離牆的厚度支配。
如所瞭解一般,電組件及/或永久磁鐵可不位在隔離環境內。位在隔離環境內之驅動元件可包括具有突出(沒有磁鐵)柱之一或更多個鐵磁轉子、一或更多個鐵磁位置回授刻度尺或軌道(沒有磁鐵)、及具有支撐軸承之一或更多個驅動軸(或者在其他態樣中沒有支撐軸承,其中,設置自我軸承馬達)。可以任何適當方式將轉子、位置回授刻度尺或軌道、及驅動軸牢牢地裝附至彼此及支撐在隔離環境內,諸如利用軸承或實質上沒有接點(如、諸如在自我軸承馬達中等)等。可以任何適當方式將驅動裝配的 一或更多個驅動軸連接到機器人手臂的各自鏈結,以提供機器人手臂的直接驅動能力。
定子及位置感應器讀取頭可位在隔離環境外。讀取頭可以是任何適當類型的感應器,諸如例如磁力轉換器等。在一態樣中,讀取頭可提供磁場源及感測在讀取頭與配置在隔離環境內的鐵磁刻度尺或軌道之間流動的磁通。在一態樣中,此處所說明之位置回授讀取頭及軌道可包括可變磁阻電路,實質上類似於2010年11月16日所發表之美國專利7,834,618名稱為“位置感應器系統”所說明者,此處併入其揭示全文做為參考。在其他態樣中,位置回授設備可以是任何適當類型的位置回授設備,諸如光學、電容、感應式或其他類型的位置編碼設備等。
藉由以適當順序及由任何適當控制器所規定的想要力矩量所產生之相流強度來激勵其各自相位,驅動裝配的一或更多個定子可提供磁場,諸如在一態樣中實質上可類似於控制器11091或者併入在控制器11091內之控制器190等。如所瞭解一般,磁阻馬達可展現出非線性及力矩紋波,諸如當在三相組態時等。控制器190可被建構成解釋在此處所說明之機器人驅動器的操作期間之非線性及力矩紋波。參考圖1F,控制器190的控制結構可包括以串接方式排列之動作控制模組190A、通訊演算法模組190B、及電流控制模組190C。在其他態樣中,控制器190可包括以任何適當方式排列之任何適當的計算/控制模組。動作控制模組190A可被建構成從或依據從或依據編碼器 177之一或更多個(其可包括此處所說明之讀取頭及軌道)所獲得的用於機器人馬達之命令的位置θcmdi及機器人馬達之實際位置θi來決定用於機器人馬達之命令的力矩Tcmdi(其中,i=1,2,...,M及M為機器人驅動器的動作之軸的總數)。
通訊演算法模組190B可被建構成從或依據用於機器人馬達的每一個之命令的力矩Tcmdi來計算用於各個馬達之命令的相流icmdj(其中,j=1,2,...,N及N為各個馬達的相位之總數)。僅為了例示目的,在圖1F圖示單一馬達177M,但是在其他態樣中,可利用任何適當數目的馬達。通訊演算法模組190B可被建構成從或依據等式[1]的力矩相位位置關係的倒數來決定命令的相流icmdj作為命令的力矩Tcmdi及馬達的實際位置θi之函數。如所瞭解一般,在一態樣中,查閱表可被用於決定命令的相流icmdj
Figure 109106762-A0202-12-0024-1
電流控制器190C可被建構成計算用於馬達相位uj的電壓,以產生緊緊跟隨icmdj之命令的值之相流ij。模型依據的方法或任何適當方法可被用於提高控制器190之電流控制段的性能。
再次參考圖1E,基板運送設備100可包括具有例如磁阻基的致動(如、可變式/交換式磁阻馬達)及磁阻基的感測(如、位置回授)之直接驅動馬達配置。在其他態樣中,可使用任何適當致動器及感應器。交換式磁阻馬達 實質上可免除或者降低磁鐵的存在以及與機器人驅動器的轉子之接合接頭。實質上類似於美國專利7,834,618(藉以併入其揭示全文做為參考)所說明者之磁阻基的位置回授可提供經由例如馬達的隔離牆以非侵入性方式感測轉子的位置,使得感應器讀取頭未暴露至真空及/或有侵略性及腐蝕性的環境,如下面將更詳細說明一般。如上述,基板運送設備100及此處所說明的其他運送設備也一樣可包括控制器190,其被建構成降低交換式磁阻馬達的力矩紋波,以達成例如直接驅動基板運送應用之滑順(如、沒有顫抖)動作。需注意的是,此處所說明之馬達及位置感測配置可如此處所說明一般與任何其他適當致動或位置感測技術組合在一起使用及/或獨立使用。
此處所說明之磁阻基的致動及位置感測配置可用於具有動作的一或更多個軸(如、自由度)之任何適當的機器人驅動器架構。此處說明適用於驅動單一及雙重端受動器機器人手臂之一及兩軸機器人驅動器組態(如、包括但並不局限於平面/鬆餅式驅動組態、堆疊式驅動組態、無軸承驅動組態、及整合式驅動/泵組態)僅為了例示目的,而且應明白,此處所說明之本發明的態樣可應用到具有用於驅動任何適當數目的機器人手臂之任何想要的動作軸數目之任何適當的基板運送驅動。
在一態樣中,基板運送設備100被圖示作具有低輪廓平面或”鬆餅”式樣的機器人驅動器組態,實質上類似於2011年8月30日所發表之美國專利號碼8,008,884名稱 為”具有整合到室牆的馬達之基板處理設備”及2012年10月9日所發表之8,283,813名稱為”具有磁心軸軸承之機器人驅動器器”中所說明者,此處併入其揭示全文做為參考。應注意的是,由於例如比較大的轉子直徑及高力矩性能,所以鬆餅式樣的驅動組態可以高/重酬載應用提供用於諧波驅動機器人的直接驅動另一選擇。在其他態樣中,任何適當的諧波驅動係可耦合至此處所說明之馬達的輸出,用以驅動一或更多個機器人手臂。鬆餅式樣的驅動組態亦可允許中空中心驅動段,其可容納真空泵入口及/或支撐局部或全部真空泵配置整體在機器人驅動器內,諸如在具有有限空間於機器人驅動器四周之小型真空室中或者至少局部配置機器人驅動器之任何其他適當室等。
基板運送設備100可包括磁阻驅動器100D,其具有一或更多個定子及對應的轉子(在此態樣中包括外轉子101及內轉子102)。依據此處所說明之磁阻馬達原理,轉子101、102可經由圍牆或隔離牆103而由其各自的定子來致動(下面將更詳細說明)。
在一態樣中,參考圖1G及1H,其圖解根據所揭示的實施例之態樣的轉子166之俯視及側視橫剖面圖,轉子166可以是疊層式轉子。轉子166可實質上類似於此處所說明之轉子,及包括一組鐵磁材料層167和非導電層168之輪流堆疊的疊層,其在此例中係沿著轉子的轉動軸堆疊(如、使得疊層從轉動軸徑向延伸),以形成磁通沿著疊層流動之徑向疊層式轉子。在其他態樣中,可以任何適當 方式排列疊層,諸如沿著轉動軸以形成軸向疊層式轉子,如圖解軸向疊層式轉子的俯視圖之圖1K所示等。此處,以實質上類似於有關徑向疊層式轉子之下述的方式之方式,軸向疊層式轉子亦可具有鐵磁輪流交替排列的鐵磁層167’及非導電層168’。可以實質上類似於有關徑向疊層式轉子166之下述的方式之方式,以諸如利用任何適當對準特徵171及任何適當緊固件172等任何適當方式,將軸向排列的疊層可對準並固定至轂或驅動軸169’。確切而言,此處所說明之所揭示的實施例之態樣可應用到軸向磁通機器及/或徑向磁通機器。各層材料可具有任何適當厚度,諸如例如從約0.014英吋到約0.025英吋或者從約0.35mm至約0.65mm等。在其他態樣中,各疊層的厚度可大於或小於大約上述厚度的範圍。如所瞭解一般,各層的材料越薄(磁場流經),在交換式磁阻馬達上的渦流作用越低。鐵磁材料可以是任何適當材料的壓印(或者以任何適當方式形成)薄片,諸如例如300系列或400系列不銹鋼等。非導電層係可由任何適當材料所形成,諸如電絕緣真空相容環氧化物及/或真空相容或其他材料的薄片,包括但並不局限於:玻璃、陶瓷、Teflon®(鐵氟龍)、及聚酯膜膠帶。可以任何適當方式將堆疊的疊層167、168對準組裝,諸如利用安裝至例如轂169之對準特徵171等。在一態樣中,對準特徵171可包括一組插梢,及轂169可以是或形成諸如此處所說明之驅動軸等驅動軸的部分,使得轉子實質上直接固定至驅動軸。可以任何適當方式將堆 疊的疊層167、168夾箝或者支托在一起,諸如利用夾箝特徵172等。在一態樣中,夾箝特徵可以是螺母,其被建構用以安裝於對準特徵171上。在其他態樣中,對準特徵可被移開及以夾箝特徵取代,諸如通過疊層以與安裝轉子之轂或驅動軸接合的螺栓等。在其他態樣中,可將堆疊的疊層與外部固定物對準及/或以真空相容或其他適當接合劑接合在一起。亦參考圖1I及1J,在其他態樣中,以將疊層與例如由機器人驅動器所驅動之機器人手臂操作的真空環境、腐蝕環境、或其他環境絕緣或密封之此種方式,藉由諸如例如真空相容接合劑等任何適當材料的外加的殼174,完全崁入(如、完全包住所有側邊及密封)堆疊的疊層167、168。若轉子為絕緣轉子,鐵磁層167可由任何適當材料所構成,諸如例如由任何適當電絕緣材料所分隔之矽鋼等(其可同於或不同於崁入堆疊的疊層167、168之材料)。
在其他態樣中,如所瞭解一般,在直接驅動應用中交換頻率相當低,其允許使用實心定子,而實質上不會由於例如渦流而有過度的耗損。如圖1L所示,直接驅動馬達的定子206’可以是堆疊的疊層(如、鐵磁材料層167”及非導電層168”之交替堆疊的疊層),係通常組構及形成類似於上述轉子的疊層。如有關最佳動力及由於例如渦流之最小耗損所說明來相對力或力矩軸加以定位疊層。如所瞭解一般,密封邊界或殼的疊層式定子外部之部位(如、容納密封環境之圖1E所示的牆103)未被密封,及可暴 露至外部大氣。因此,根據一態樣,馬達驅動器可包含透過實心或疊層式(整個或局部)定子由交換式磁阻所激發之疊層式轉子或實心轉子。
驅動器100D可攜帶任何適當機器人手臂104,其被建構成運送例如半導體晶圓、平板顯示器用的平板、太陽能平板、光罩、或任何其他適當酬載。在此態樣中,機器人手臂104被圖解成雙對稱型機器人手臂(如、具有以伸縮方式鏈結之相反的端受動器),其中上手臂104U1、104U1’的其中之一係裝附至外轉子101,而另一上手臂104U2、104U2”係裝附至內轉子102。在其他態樣中,機器人手臂可以是SCARA(可選擇順從的絞接式機器人手臂)手臂、套疊式手臂、或任何其他適當手臂。手臂的操作可彼此獨立(如、各個手臂的延伸/收縮係獨立於其他手臂)、可經由空動開關(將說明如下)的操作,或者可以任何適當方式來鏈結操作,使得手臂共享至少一共同驅動軸。作為例子,藉由以實質上相同速率在相反方向上實質上同時轉動外轉子101及內轉子102,可執行徑向延伸移動雙對稱手臂的任一端受動器104E1、104E2。可藉由以實質上相同速率在同一方向上轉動外轉子101及內轉子102,可執行轉動手臂104作為一單元。
如所瞭解一般,隔離牆103將例如手臂104操作之大氣(如、真空或其他適當受控大氣)與周圍環境(如、通常實質上在大氣壓力中之大氣環境)隔開。需注意的是,儘管外及內轉子101、102與機器人手臂104係位在例如 真空環境內,但是馬達及位置感應器的致動線圈(如、定子)係位在大氣環境中。驅動器100D的磁阻馬達組態及/或磁阻基的回授位置感應器可設置給沒有開口的隔離牆103、觀看口、或饋通配置。下文將更詳細說明隔離牆103,及可由允許與致動及位置感測配置相關連之磁場能夠通過隔離牆103之非鐵磁或其他適當材料構成。
圖2A及2B為圖1E之例示機器人驅動器的概要橫剖面圖。在一態樣中,以諸如藉由軸承205等任何適當方式,將內及外轉子101、102懸吊在例如馬達外殼。在其他態樣中,驅動器100D可以是自我軸承驅動器,其中,以任何適當方式實質上在未接觸之下懸吊轉子101、102。推進線圈或定子206及位置感測讀取頭207、208可位在與各自轉子101、102不同之隔離牆103的相反側上之不同角度的扇形區中(如、在大氣環境中)。讀取頭207可與任何適當絕對刻度尺或軌道209相互作用,以提供例如各自轉子101、102的絕對位置之粗略測量。讀取頭208可與任何適當增加刻度尺或軌道210相互作用,以決定各自轉子101、102的高解析度位置。軌道209、210可由鐵磁或其他適當材料製成,使得軌道209、210例如關閉或影響磁電路與各自讀取頭207、208。獲得自軌道209、210之測量的組合(絕對及增加)提供總高解析度絕對位置資訊給轉子101、102。
圖3為例示化驅動器架構之圖1E的機器人驅動器100D之橫剖面的概要圖。如所瞭解一般,可如上面有關 圖2A及2B所說明一般配置定子206、轉子101、102、位置感應器讀取頭207、208、及軌道209、210。在其他態樣中,定子、轉子、及位置感應器可具有任何適當配置。如在圖3可見一般,轉子101包括裝附及支撐上手臂104U1(圖1E)的第一軸、柱、或延伸301。轉子102包括裝附及支撐上手臂104U2(圖1E)的第二軸、柱、或延伸302。如在圖3A可見一般,兩軸301、302及驅動馬達配置可提供驅動器100D具有中空的中心,以使如真空源370(或者用於操作手臂104之移轉室的操作之其他適當的周邊處理裝置)的入口能夠位在驅動器的中心及/或以支撐機器人驅動器內之真空泵配置的局部或全部整體。兩軸301、302亦可支撐手臂104,以轉動手臂做為單元及/或以延伸/收縮端受動器104E1、104E2,如上述。
圖4為實質上類似於上述驅動器100D之機器人驅動器100D’的橫剖面之概要圖。然而,在此態樣中,驅動器包括實質上集中的(如、被定位成在定子/轉子配置內實質上同中心)同軸驅動軸裝配400,其可包括可對應於包括在機器人驅動器中之馬達的數目之任何適當數目的驅動軸。在此態樣中,同軸驅動軸裝配400包括以任何適當方式支撐之內驅動軸402及外驅動軸401,諸如藉由軸承等。在其他態樣中,如上述,驅動器可以是自我軸承驅動器,使得驅動軸裝配400可實質上在沒有接觸之下被支撐(例如、透過與轉子的連接)。在此態樣中,可以任何適當方式將外驅動軸401連接到外轉子101,諸如藉由驅動 器構件401D等,而可以任何適當方式將內驅動軸402連接到內轉子102,諸如藉由驅動器構件402D等。如所瞭解一般,此驅動器配置可幫助連接雙對稱機器人手臂裝配、SCARA型機器人手臂裝配、套疊式機器人手臂裝配、具有空動開關之機器人手臂裝配、或者包括一或更多個機器人手臂及利用同軸驅動軸配置來操作一或更多個機器人手臂之任何其他適當機器人手臂裝配。
圖5為實質上類似於驅動器100D之機器人驅動器500的橫剖面之概要圖,然而,在此態樣中,定子206/轉子101、102對可堆疊在彼此上方。在此態樣中,如圖5可見一般,轉子101包括第一軸301’,其裝附及支撐上手臂104U1(圖1E)的其中一個。轉子102包括第二軸302’,其裝附及支撐另一上手臂104U2(圖1E)。再者,如圖5A可見一般,兩軸301’、302’及驅動器馬達配置可提供中空的中心給驅動器,以利用實質上類似於上述的方式之方式,提供真空源370’(或者用於操作手臂104之移轉室的操作之其他適當的周邊處理裝置)的入口及/或支撐機器人驅動器內之真空泵配置的局部或全部整體。
圖6為實質上類似於驅動器100D’之機器人驅動器600的橫剖面之概要圖,然而,在此態樣中,定子206/轉子101、102對可堆疊在彼此上方。在此態樣中,同軸驅動軸裝配400’包括以任何適當方式支撐之內驅動軸402’及外驅動軸401’,如上述。可以諸如藉由驅動器構件401D’等任何適當方式將外驅動軸401’連接到外轉子 101,而可以諸如藉由驅動器構件402D’等任何適當方式將內驅動軸402’連接到內轉子102。
圖7-15為根據所揭示的實施例之態樣的其他馬達組態圖。參考圖7,圖解單軸驅動器1590。在此態樣中,圖解移轉室1500的一部分,使得隔離牆103或驅動器外殼的其他部位與移轉室1500外殼接合,其中介面為隔離介面1520。隔離介面可以是用以隔離環境之任何適當密封介面,諸如例如o型環等。此處,單一驅動軸1509係耦合至轉子1501。定子1506係定位在轉子1501外,使得定子1506實質上包圍轉子1501。圖8亦圖解實質上類似於圖7所示之驅動器1590的單軸驅動器1690。然而,驅動器1690被配置成定子1606係配置在轉子1601內,使得轉子1601實質上包圍定子1606。
需注意的是,可藉由在垂直及/或徑向方向上堆疊驅動器及利用同軸驅動軸配置來傳送力矩到一或更多個機器人手臂來添加其他驅動軸(如、自由度)。此處,就動作的每一軸而言,轉子、定子、及位置回授讀取頭及軌道可實質上相同。例如,參考圖9,實質上類似於上述驅動器100D’之鬆餅型驅動器1790被圖示具有同軸驅動軸1509A、1509B。如圖9可見一般,驅動器1790被配置成,各個定子1506係配置在其各自轉子1501、1502外,使得定子1506實質上包圍其各自轉子1501、1502,及一馬達實質上包圍另一馬達(如、一馬達係套疊在另一馬達內)。圖10圖解實質上類似於驅動器1790之驅動器 1890,然而,在此態樣中,定子1506係配置在各自轉子1501、1502內,使得轉子1501、1502實質上包圍其各自定子1506。
如所瞭解一般,Z軸驅動器可被添加到此處所說明之機器人驅動器的任一個。例如,圖11圖解連接到驅動器1790之任何適當的Z軸驅動器1900,以在箭頭1910的方向上(如、在實質上平行於驅動器轉子的轉動軸之方向上)移動驅動器1790。諸如軌道1930等任何適當引導係可設置用以引導驅動器1790的Z軸移動。Z軸驅動器可包括任何適當的線性驅動器機構1900D,諸如例如滾珠螺桿驅動器機構、線性磁驅動器、剪刀型起重機或能夠沿著直線路徑移轉驅動器1790之任何其他適當機構等。諸如風箱等任何適當撓性密封件1940可設置在定子外殼(或隔離牆103)與驅動外殼之間的介面中,以密封驅動器與移轉室1500外殼之間的介面。圖12圖解實質上類似於上述那些之兩軸驅動器2000,其中驅動器馬達垂直堆疊在彼此上面。圖13圖解具有Z軸驅動器1900之兩軸驅動器2000。再者,需注意的是,儘管此處說明一及兩軸驅動器,但是在其他態樣中,驅動器可具有任何適當數目的驅動軸。如圖11及12可見一般,垂直堆疊的馬達被配置成,定子1506係定位在其各自轉子1501、1502外。圖14圖解具有垂直堆疊的馬達配置之驅動器2100,其中定子1506係配置在其各自轉子1501、1502內,使得轉子1501、1502實質上包圍其各自定子1506。
在另一態樣中,位置回授讀取頭及軌道可被建構,使得讀取頭為可被插入驅動器外殼或隔離牆103及從驅動器外殼或隔離牆103移除之模組。例如,參考圖15,圖示驅動器2000’。驅動器2000’可實質上類似於上述驅動器2000。然而,軌道209’可被配置,使得讀取頭207’可從上方或下方而不是從徑向與軌道接合(如、圖12所示)。可以可移動的讀取頭插入物或模組2110來配置讀取頭207’,其可密封式裝附到驅動器2000’的隔離牆103或外殼或自此可移除。任何適當密封可設置在模組2110與隔離牆103或外殼之間。在其他態樣中,模組2110或感應器/軌道隔離牆可用機器製造適於驅動器外殼。此驅動器外殼可與另一驅動器外殼堆疊,其中諸如o型環等靜態密封係位在驅動器外殼之間。在一態樣中,軌道209’可以是組合式軌道,因為其包括增加及絕對軌道二者。讀取頭207’可被建構,使得絕對及增加軌道二者係由讀取頭207’讀取。在其他態樣中,多個軌道可連同具有用以讀取增加及絕對軌道的每一個之一或更多個讀取頭的一或更多個模組2110一起設置。在其他態樣中,可移除的讀取頭模組及位置回授軌道可被建構,使得可相對軌道徑向定位模組的讀取頭(如圖12所示)。
如上述,在一態樣中,此處所說明之交換式磁阻馬達機器人驅動器可以是自我軸承驅動器的一部分或者包含自我軸承驅動器,其中主動及被動磁力懸吊機器人驅動器(及機器人手臂)的轉動部件來取代機械軸承,如2007 年6月27日所出版之美國專利申請號碼11/769,651、名稱“縮減複雜度自我軸承無刷直流馬達”(此處併入其揭示全文做為參考)所說明一般。在一態樣中,自我軸承驅動器可包含與專屬集中式/懸吊繞組組合之此處所說明的交換式磁阻馬達及感測配置。在其他態樣中,交換式磁阻馬達的繞組可被分成分開的/獨立的受控線圈段,以形成整合式自我軸承馬達,如圖16A及16B所示一般。
在一態樣中,如圖16A所示,機器人驅動器700的各個馬達可包括三繞組720-722,其中繞組延伸過轉子710的3扇形區。在其他態樣中,任何適當數目的繞組可被設置用以驅動轉子710。可以任何適當方式,藉由任何適當控制器190來驅動繞組720-722的每一個,諸如美國專利申請號碼11/769,651(先前已併入本文做為參考)所說明一般等。儘管定子的繞組720-722被圖示成實質上相等分佈(如、彼此偏移約120度),但是應明白亦可利用其他偏移。在其他態樣中,繞組720-722可被配置成通常在想要的軸四周對稱但是在定子周邊未等距分佈之組態。
在另一態樣中,如圖16B所示,機器人驅動器701的馬達701可包括具有兩繞組A及B之定子,其中各個繞組分別具有兩繞組子組730、733及731、732(如、四個區段定子繞組配置)。各個繞組中之兩繞組子組係電耦合及相對於彼此位移約90電度。結果,當成對中之兩繞組子組的其中一個產生純正切力時,成對中之另一繞組子組產生純徑向力,反之亦然。在所示之例示實施例中,各自 繞組的每一個之區段在幾何上可排列成約90°。在其他態樣中,各自繞組的繞組區段之間的幾何角度偏移及電角度偏移可彼此不同。可藉由任何適當控制器190,以任何適當方式驅動繞組A及B的每一個,諸如美國專利申請號碼11/769,651(先前已併入本文做為參考)所說明一般等。
如所瞭解一般,在一態樣中,可提供舉重力以在垂直方向懸吊驅動器700、701的轉動部件(如、轉子710、機器人手臂、位置回授軌道等)及/或穩定其他自由度,諸如在一態樣中藉由專屬繞組或者在其他態樣中被動經由具有位在如驅動系統的大氣部位中的永久磁鐵之磁電路,可提供如驅動器(及因此裝附至驅動軸的機器人手臂)之驅動軸的間距及滾動角等。
如上述,任何適當數目及類型的機器人手臂104(圖1E)可被裝附至此處所說明之驅動器馬達配置。除了雙對稱手臂104(圖1E)以外,可與鬆餅型馬達配置或堆疊式馬達配置一起使用之手臂組態的其他例子包括但並不局限於:2008年5月8日所出版之美國專利申請案號碼12/117,415、名稱“具有利用機械交換機構的多個可移動手臂之基板運送設備”(此處併入其揭示全文做為參考)所說明之手臂組態。例如,手臂可源自包括上手臂、帶驅動式前臂及帶限制式端受動器之習知SCARA型設計,但略去上手臂。在例如圖17A-14B所示之態樣中,可直接藉由一或更多個轉子來承擔上手臂的結構角色。
參考圖17A及17B,圖示由鏈結所驅動之單一端受動器手臂。參考圖17A的運動圖,在此態樣中,手臂1000係可安裝在諸如轉子101、102等(亦見圖1E)等一對獨立致動的同軸轉子上。手臂1000可包括主要鏈結1003、端受動器1004、及次要鏈結1005。可經由旋轉接頭1006將主要鏈結1003耦合至轉子101。可經由旋轉接頭1007將端受動器1004耦合至主要鏈結1003,及藉由帶配置1008徑向限制到點。分別經由旋轉接頭1009及1010將次要鏈結1005耦合到轉子102及端受動器1004。藉由均等地在同一方向上移動轉子101及102可轉動手臂1000。藉由同時在相反方向上移動轉子101及102可控制手臂的徑向延伸。以實質上類似於例如美國專利申請號碼12/117,415(先前已併入做為參考)所說明之方式的方式,可執行手臂1000的例示徑向延伸移動,及在圖17B中以相位形式圖示。
現在參考圖18A及18B,根據所揭示的實施例之另一態樣圖示藉由筆直帶所驅動之單一端受動器手臂1100。如同手臂1000一樣,手臂1100亦安裝在一對獨立致動的同軸轉子101及102上(亦見圖1E)。在此態樣中,手臂1100包括鏈結1103、端受動器1104、及筆直帶驅動器1105。經由旋轉接頭1106將鏈結1103連接到轉子101,及經由帶驅動器1105耦合至轉子102。經由旋轉接頭1107將端受動器1104裝附到鏈結1103,及藉由帶配置1108徑向限制到點。在此態樣中,可藉由在同一方向上 以等角移動轉子101及102來轉動手臂1100。可藉由在相反方向上同時移動轉子101及102來控制手臂的徑向延伸(例如、若帶驅動器1105包括1:1滑輪比,則藉由等量;然而,可使用任何適當比率)。以實質上類似於例如美國專利申請號碼12/117,415(先前已併入做為參考)所說明之方式的方式,可執行手臂1100的例示徑向延伸移動,及在圖18B中以相位形式圖示。
參考圖19A及19B,根據所揭示的實施例之態樣來圖解由交叉帶所驅動之單一端受動器手臂1200。如圖19A所示,手臂1200係可安裝在一對獨立致動的同軸轉子101及102上(亦見圖1E)。在此態樣中,手臂1200包括鏈結1203、端受動器1204、及交叉帶驅動器1205。經由旋轉接頭1206將鏈結1203裝附至轉子101,及經由交叉帶驅動器1205耦合至轉子102。經由旋轉接頭1207將端受動器1204耦合至鏈結1203,及藉由帶配置1208徑向限制到點。在此態樣中,可藉由在同一方向上以等角移動轉子101及102來轉動手臂1200。藉由以不等量在相反方向上同時移動轉子101及102可控制手臂的徑向延伸。以實質上類似於例如美國專利申請號碼12/117,415(先前已併入做為參考)所說明之方式的方式,可執行手臂1200的例示徑向延伸移動,及在圖19B中以相位形式圖示。
在所揭示的實施例之另一態樣中,參考圖19C及19D,圖解雙端受動器手臂裝配1300。手臂裝配1300係 可安裝在一對獨立致動的同軸轉子101及102上(亦見圖1E)。左手側手臂可包括主要鏈結1303L、端受動器1304L、及次要鏈結1305L。經由旋轉接頭1306L將主要鏈結1303L耦合至轉子102。經由旋轉接頭1307L將端受動器1304L耦合至主要鏈結1303L,及藉由帶配置1308L徑向限制到點。分別經由旋轉接頭1309L及1310L將次要鏈結1305L耦合至轉子101及主要鏈結1303L。同樣地,右手側手臂可包括主要鏈結1303R、端受動器1304R、及次要鏈結1305R。經由旋轉接頭1306R將主要鏈結1303R耦合至轉子102。經由旋轉接頭1307R將端受動器1304R耦合至主要鏈結1303R,及藉由帶配置1308R徑向限制到點。分別經由旋轉接頭1309R及1310R將次要鏈結1305R耦合至轉子101及主要鏈結1303R。當手臂的其中之一徑向延伸時,另一手臂在接近其摺疊組態的指定擺動半徑內轉動,使得鏈結形成空動機構。以實質上類似於例如美國專利申請號碼12/117,415(先前已併入做為參考)所說明之方式的方式,可執行手臂裝配1300的例示徑向延伸移動,及在圖19D中以相位形式圖示。
在所揭示的實施例之另一態樣中,圖19E及19F所圖解之手臂裝配1400包括與手臂1300實質上相同類型及數目的組件。然而,以不同的幾何組態配置手臂組件,結果是空動機構之實質上不同的運動特徵。如圖19E所示,左手側手臂包括主要鏈結1403L、端受動器1404L、及次要鏈結1405L。經由旋轉接頭1406L將主要鏈結1403L耦合 至轉子101。經由旋轉接頭1407L將端受動器1404L耦合至主要鏈結1403L,及藉由帶配置1408L徑向限制到點。分別經由旋轉接頭1409L及1410L將次要鏈結1405L耦合至轉子102及主要鏈結1403L。同樣地,右手側手臂可包括主要鏈結1403R、端受動器1404R、及次要鏈結1405R。經由旋轉接頭1406R將主要鏈結1403R耦合至轉子101。經由旋轉接頭1407R將端受動器1404R耦合至主要鏈結1403R,及藉由帶配置1408R徑向限制到點。分別經由旋轉接頭1409R及1410R將次要鏈結1405R耦合至轉子102及主要鏈結1403R。當手臂的其中之一徑向延伸時,另一手臂在接近其摺疊組態的指定擺動半徑內轉動。以實質上類似於例如美國專利申請號碼12/117,415(先前已併入做為參考)所說明之方式的方式,可執行手臂1400的例示徑向延伸移動,及在圖19F中以相位形式圖示。
現在參考圖20A,圖解運送設備驅動器20200的一部分之概要圖。可在任何適當大氣或者諸如上述者等真空機器人運送中利用運送驅動器。驅動器可包括驅動器外殼20200H,其具有至少一驅動軸20201至少局部配置在其內。雖然圖20A圖解一驅動軸,但是在其他態樣中,驅動器可包括任何適當數目的驅動軸。驅動軸20201可以任何適當方式機械式懸吊或以磁力懸吊在外殼20200H內。在此態樣中,驅動軸係以任何適當軸承20200B懸吊在外殼內,但是在其他態樣中,以實質上類似於2012年10月9 日所出版之美國專利號碼8,283,813名稱為“具有磁力心軸軸承的機器人驅動器”(此處併入其揭示全文做為參考)中所說明之方式,以磁力懸吊驅動軸(如、自我軸承驅動器)。驅動器20200的各個驅動軸係可藉由各自馬達20206來驅動,其中,各個馬達包括定子20206S及轉子20206R。圖式中所描劃之例示實施例具有所謂的轉動驅動器組態,其被圖解用於幫助各種態樣的說明及特徵,如此處所圖示及說明一般。如所瞭解一般,圖解有關轉動驅動器組態之各種態樣的特徵同樣可應用到線性驅動器組態。需注意的是,此處所說明之驅動馬達可以是永久磁鐵馬達、可變磁阻馬達(具有至少一具有對應線圈單元之突出柱及具有至少一磁導材料的突出柱之至少一各自轉子)、或任何其他適當驅動馬達。將定子20206S至少局部固定在外殼內,及可以任何適當方式將轉子20206R固定到各自驅動軸20201。在一態樣中,經由利用隔離牆或障壁,定子20206S可位在密封隔絕機器人手臂20208操作之大氣(機器人手臂操作之大氣在此處被稱作可以是真空或任何其他適當環境的“密封”環境)之“外面”或“非密封”環境,同時以實質上類似於2013年11月13日所出版之具有代理人案號390P014939-US(-#1)的美國臨時專利、名稱為“密封機器人驅動器”(此處併入其揭示全文做為參考且在下面更詳細說明)中所說明之方式,轉子20206R係位在密封環境內。需注意的是,如此處所使用之非鐵磁分隔牆、密封隔板、或隔離牆(下面將更詳細說明)語詞意指 由任何適當非鐵磁材料所製成的牆,其可配置在機器人驅動器的移動部件及/或感應器之間與機器人驅動器的對應不動部件及/或感應器之間。
亦參考圖20B,實質上類似於驅動器20200之運送設備驅動器20200’被圖解具有有著兩驅動軸20201、20210之同軸驅動軸配置。在此態樣中,驅動軸20201係由馬達20206(具有定子20206S及轉子20206R)所驅動,同時軸20210係由馬達20216(具有定子20216S及轉子20216R)所驅動。此處,馬達被圖示成堆疊配置(如、以直線且排列成一個在另一個上方或一個在另一個前方)。然而,應瞭解的是,馬達20206、20216可具有任何適當配置,諸如並排或同中心配置等。在2011年8月30日所出版之美國專利號碼8,008,884名稱為“具有整合至室牆的馬達之基板處理設備”及2012年10月9日所出版之美國專利號碼8,283,813名稱為“具有磁力心軸軸承的機器人驅動器”(此處併入其揭示全文做為參考)中說明馬達配置的適當例子。
再次參考圖20A及20B並且也參考圖20C,各個驅動軸20201亦可具有與感應器20203接合之位置決定指標或特徵的感應器或編碼器軌道20202安裝至此。應注意的是,此處所說明之感應器可被建構,使得感應器20203的讀取頭部位(如、安裝感測構件之感應器的部位)為可從驅動器外殼或隔離牆20204插入及移除之模組(應注意的是,隔離牆20204可以是亦密封驅動器定子與密封環境之 共同隔離牆)。可以使感應器20203的感測元件或構件20203H能夠讀取或者被一或更多個刻度尺20202S影響(下面將說明)以提供位置訊號給諸如控制器190(可實質上類似於上述控制器11091)等任何適當控制器之任何適當方式,將感應器20203至少局部固定在外殼20200H內。在一態樣中,感應器20203的至少一部分可位在外部環境中,及以隔離牆20204密封或者隔離密封環境(如下面將更詳細說明一般),使得感應器電子及/或磁鐵配置在外部環境中,而感應器軌道配置在密封環境中。密封環境難以直接監視,由於例如嚴苛的環境條件,諸如真空環境或具有極端溫度之環境等。此處所說明之所揭示的實施例之態樣提供密封環境內之移動物件(如、諸如馬達轉子、連接到馬達之機器人手臂、或任何適當物件)的非侵入性位置測量。
在一態樣中,參考圖20D,感應器20203可利用磁力電路原理來偵測編碼器軌道20202的位置,其中編碼器軌道具有至少一編碼器刻度尺(如、其中至少一編碼器刻度尺的每一個具有不同於至少一編碼器刻度尺的其他刻度尺之間距的預定間距)位在密封環境內。以代表性方式圖示圖20D所示之磁力感測系統,及可被建構作巨磁阻感應器(GMR)或差動型GMR(即、感測幾個位置之間的梯度場差,或者被稱作梯度計),如下面將說明一般。感應器可包括至少一磁力或鐵磁源20300、鐵磁編碼器軌道20202、及實質上配置在磁力源與鐵磁軌道之間的至少一 磁力感測元件或構件20203H(對應於各個磁力源)。編碼器軌道可被建構,使得軌道寬度(如、具有編碼特徵在其上之軌道面)可延伸在具有與軌道面成直角改變(如、上及下)之位置編碼特徵的放射狀向外延伸之平面上。在其他態樣中,軌道寬度係可配置在平行於驅動軸之軸方向上(如、在轉動驅動器組態中,軌道面形成圍繞驅動軸T之環形物或圓柱,見例如圖20E、20F中的軌道20202S11-S31),具有編碼特徵從軌道面放射狀或橫向突出(就轉動驅動器而言)。另一選擇是,軌道寬度可被配置在垂直於驅動軸之徑向方向上,如圖20A所示。在此態樣中,至少一磁力感測構件20203H可具有實質上與軌道20202直接接合之實質上平面(或者沒有垂下的特徵)軌道介面,但是在其他態樣中,如下述,至少一磁力感應器可被連接到包括與軌道上的對應特徵接合之鐵磁特徵的鐵磁構件。在一態樣中,磁力源及至少一感測構件20203H可安裝至或者整合式形成在印刷電路板(PCB)20310上,其中,印刷電路板為共同電路板(如、各個磁力源及至少一感測構件的每一個所共有)。在其他態樣中,各個磁力源及感測構件可安裝至一或更多個各自印刷電路板。在一態樣中,磁力源20300可以是位在外部環境內之永久磁鐵。在其他態樣中,磁力源20300可以是任何適當來源,諸如組構成被激勵以產生磁場之線圈等。在一態樣中,由磁力源所產生的磁場(為了例示在圖20D所圖解的場線)脫離來源20300的北極N(如、遠遠面向軌道的極,在其他態樣 中,磁極可具有任何適當取向)(或者在激勵線圈之事例中,在由經過線圈之電流的流動所決定之方向上)、如所示一般傳播、越過PCB 20310、及流過間隙(如、在感測構件20203H與軌道20202之間)經過非鐵隔離牆20204到鐵磁軌道20202與回到磁力源20300的相反極S。隨著鐵磁軌道相對磁力源20300移動,產生一或更多個磁場輪廓。磁場輪廓可具有正弦波或餘弦波的一或更多個之一般形狀。感測構件20203H係組構成偵測與鐵磁軌道動作相關連之磁通的變化(如、磁場輪廓)。
在一態樣中,感測構件20203H可以是能夠感測一或更多個位置中的磁場之任何適當的巨磁阻(GMR)感測元件/構件。在其他態樣中,感測構件可以是能夠感測磁場之任何適當的感測元件。在一態樣中,感測構件20203H係可組構成產生正弦曲線訊號,其可用於提供與例如鐵磁軌道20202的增加(及/或絕對)位置相關連之相位角。在另一態樣中,參考圖21A及21B,感測構件可以是差動巨磁阻(GMR)感測構件(如、梯度計),其係組構成感測空間中的兩位置之間的梯度場。磁力感測系統可以是如上述的梯度計。在梯度計組態中,各個感測構件的類比輸出訊號可與空間中的兩點之間的磁場梯度成比例。圖21A圖解包括磁阻元件MRE之代表性梯度計感測構件20203H’,其可被配置以形成例如可產生差動編碼器通道之惠斯登電橋。如所瞭解一般,梯度計感測構件上之MRE的配置(如、R1-R4)可以是編碼器軌道及磁力源上 之編碼特徵的特性。圖21B圖解根據所揭示的實施例之另一態樣的例示梯度計感測構件20203H”,包括被配置成提供兩差動訊號(如、正弦/餘弦)及較高的解析度編碼器訊號之磁阻元件MRE。軌道間距P(圖20D)及感測構件20203H、20203H’、20203H”上之磁阻元件MRE的位置可相匹配,使得差動正弦及餘弦輸出係獲得自感測構件20203H、20203H’、20203H”的每一個。
在此態樣中,印刷電路板20310可包括三個感測構件20503H1、20503H2、20503H3(各個能夠提供兩差動訊號),用以從具有三個刻度尺20202S之鐵磁軌道20202獲得位置訊號(見例如圖20C及21C)。在一態樣中,感測構件20503H1、20503H2、20503H3(此處所說明的其他感應器也一樣)可固定不動地固定到電路板。在其他態樣中,感測構件(此處所說明的其他感應器也一樣)可移動式安裝到電路板,使得能夠相對其各自軌道20202刻度尺20202S來調整感測構件。參考圖20C及21C-21E,在一態樣中,刻度尺20202S可代表3刻度尺Nonius(游標)圖案,其包括主刻度尺20202S1、Nonius刻度尺20202S2、及區段刻度尺20202S3,但是在其他態樣中,鐵磁軌道可包括與彼此具有任何適當位置關係之任何適當數目的刻度尺。此處,各個刻度尺20202S可包括鐵磁特徵20202SE(如、溝槽、突出物等)之各自相等間隔的圖案(如、各個刻度尺圖案可具有各自間距P1、P2、P3)。有關各個刻度尺20202S,可具有專屬感測構件 20503H1-20503H3,其被建構成提供實質上仿效例如正弦及餘弦波之類比訊號輸出。在一態樣中,可以相對感測構件20503H1-20503H3的另一個及/或各自軌道20202S1-20202S3之任何適當角度α1、α2來配置感測構件20503H1-20503H3的一或更多個。在其他態樣中,感測構件20503H1-20503H3可相對彼此及/或與各自軌道20202S1-20202S3具有任何適當位置關係。如所瞭解一般,鐵磁特徵20202SE的各個刻度尺週期及數目允許可用於藉由使用任何適當Nonius內插途徑來解碼軌道的絕對位置之軌道設計。
如上述,參考圖22A及22B,此處所說明之位置回授系統可以是實質上類似於美國專利8,283,813(先前已併入此處做為參考)所說明者之磁阻基的感測系統。例如,圖22A圖解磁阻基的感測系統之操作的例示原理。如圖22A可見一般,位在例如大氣環境中之諸如讀取頭207等讀取頭(此處所說明的其他讀取頭實質上相類似)可包括經由襯墊2209所連接之磁力源2205及感測元件2206。磁力源2205可產生磁通2207,其傳播經過隔離牆103及經由例如軌道209繼續到感測元件2206。磁力電路可被襯墊2209關閉。磁通2207的強度會受到來源2205與鐵磁元件或軌道209之間的距離2208影響,及由感測元件2206測量。感測元件2206可包括一或更多個磁通感應器,其可依據例如霍爾(Hall)效應原理、磁阻原理、或適於感測磁通2207的強度之任何其他適當原理來操作。
在一態樣中,一或更多個讀取頭可被用來與絕對及/或增加軌道209、210接合(見如圖2B),以提供機器人驅動器的轉子之絕對位置及/或機器人驅動器的轉子之高解析度位置的粗略測量。亦參考圖22B,圖解每當使用讀取頭208及增加軌道210時可使用之增加感測系統2250。在此態樣中,增加感測系統2250包括兩讀取頭2211、2212,其實質上類似於上述讀取頭207。在其他態樣中,可使用任何適當數目的讀取頭。讀取頭2211、2212可經由隔離牆103與增加軌道210接合。增加軌道210可包括多個週期性特徵2210,其具有任何適當尺寸及形狀,以逐漸影響打開及關閉讀取頭2211、2212的磁力電路,作為有關各個讀取頭2211、2212的軌道210之相對角位置的功能。在一態樣中,軌道210可實質上直接併入移動組件(諸如轉子等),或者在其他態樣中,以任何適當方式固定到移動組件,作為專屬編碼碟。由讀取頭2211、2212所產生之訊號可被相移,及可藉由諸如控制器190等任何適當控制器以任何適當方式處理,以決定對應於增加軌道210的週期性特徵2210之一週期的距離內之增加軌道210的位置。
如所瞭解一般,除了例如即時(即時意指從事件到系統回應的操作期限)增加位置測量性能以外,此處所說明之位置回授系統可包括用於絕對位置偵測的額外配置(見讀取頭207及軌道209),其使位置回授系統(其可包括控制器190或任何其他適當的控制器)能夠獨特地識別在 任何給定時間點中與讀取頭互動之增加軌道210的扇形區。在機器人驅動器的啟動時可使用此絕對位置偵測,用於週期性確認位置測量及/或在機器人驅動器的操作期間經要求。在一態樣中,參考圖23A及23B,絕對軌道209可包括由一或更多個讀取頭207所偵測之非均勻扇形區的圖案(其可包括灰型圖案,使得一感應器每次改變狀態),其中各個感應器可代表絕對位置字元的一位元。在此態樣中,圖23A所示之絕對位置軌道可提供5位元絕對位置解析度,但是在其他態樣中,可提供包括比5位元更多或更少之任何適當位置解析度。由隨著軌道209轉動之讀取頭的狀態所形成之對應5位元圖案(在此例中,具有五個讀取頭,但是在其他態樣中可提供任何適當數目的讀取頭)被圖示在圖23B中。
如上述,機器人驅動器的轉動部件所在之環境係與機器人驅動器的不動部件所在之環境隔離。此隔離係經由使用非磁隔離牆103或“罐頭密封”。應注意的是,隔離牆的厚度加上例如耗盡容限會限制轉子與定子之間可達成的最小空氣隙。再者,為了提高馬達效率,轉子與定子之間的空氣隙應被最小化,但是在轉子與定子之間使用隔離牆之處(例如、諸如為了隔開真空環境與大氣環境等),隔離牆的相反側上之壓力差會影響隔離牆的最小厚度。應注意的是,上述隔離牆103係整合到機器人驅動器的外殼內(如、定子外殼),然而,在所揭示的實施例之一態樣中,隔離牆2403(見圖24A及24B)可被整合式形成或 者與定子整合在一起(如、與驅動器外殼隔開),使得定子在結構上支撐隔離牆。
如圖24A可見一般,定子206包括驅動器線圈206C且以任何適當方式安裝(例如、在大氣環境或其他適當環境中)到例如定子/驅動器外殼2405。定子/驅動器外殼可具有任何適當特徵或壓縮構件,其連扣以嚙合及偏壓於壓縮密封構件,使得密封構件保持在用於裝配的適當位置,及壓縮密封構件以隔離驅動器外殼的內部及外部之間的不同壓力。壓力差會使隔離牆及/或外殼壓縮構件壓縮適當的密封,以密封驅動器外殼的內部環境。如此處所說明一般,定子結構可幫助密封壓縮及密封(見如圖24A)。轉子101係安裝在例如真空或與例如大氣環境隔離之其他適當環境內。此處,可以是薄隔膜之隔離牆2403安裝至或者與定子206的柱或核心一致,使得定子在結構上支撐隔離牆。在一態樣中,使用任何適當黏著劑,以任何適當方式,隔離牆2403在結構上可黏合至例如定子的內直徑(或者任何適當部位),使得隔離牆2403係與定子206整合在一起(如、形成單一結構或裝配)及/或從定子206垂下。在另一態樣中,隔離牆2403可以是形成在或者固定至定子206的柱或核心上之塗層。在此態樣中,隔離牆2403可延伸超過定子206,以與定子/驅動器外殼2405接合。如所瞭解一般,任何適當密封構件2404可設置在隔離牆2403與定子/驅動器外殼2405之間的介面中。如圖24A可見一般,隔離牆2403未支撐任何額外結構負載, 除了真空與大氣環境之間的壓力差負載之外(即、在隔離牆與定子之間共享壓力差負載)。圖24B圖解隔離牆2403’的另一例子,其中隔離牆進一步與定子206整合在一起。此處,隔離牆2403’實質上類似於隔離牆2403,然而在此態樣中,隔離牆2403’實質上符合(如、包裹或者假設形狀)至少局部延伸過定子/驅動器外殼2405之定子206的部位。在此態樣中,隔離牆與轉子所在的環境(如、真空環境)接合之每一處,隔離牆2403’實質上係由定子206支撐。此處,密封構件2404可置於與上述有關圖24A不同平面中,以密封隔離牆2403’與定子/驅動器外殼2405之間的介面以隔離所隔離的環境。在其他態樣中,密封構件可包括在至隔離牆或罐頭介面之定子中。例如,密封構件可定位在隔離牆中或之上。
現在參考圖25A及25B,根據所揭示的實施例之態樣來圖示密封驅動器或致動器2500。轉子2501實質上類似於上述者,及可完全位在隔離環境內。鐵磁定子2502實質上類似於上述者,及可包括一組線圈單元2503、突出柱2505、兩鐵磁板2505a及2505b(如、定子板)、及安裝或纏繞線圈2503之一組鐵磁線圈核心2506。可以諸如利用例如安裝螺釘2511等任何適當方式將非磁隔離牆2508裝附至頂及底定子板2505a及2505b(以形成定子/隔離牆模組),使得定子板延伸超過隔離牆進入密封或隔離環境,以及使得線圈2506與密封環境隔離。可以是諸如o型環等任何適當密封構件之頂及底密封構件2509a及 2509b可沿著隔離牆2508的頂及底表面沿著溝渠或其他凹處置放。頂及底定子板2505a及2505b可具有特徵2507a及2507b,其允許額外的定子/隔離牆模組能夠堆疊在彼此上方,如下面將更詳細說明一般。在此態樣中,可具有任何適當數目的線圈(為了例示目的圖示8線圈),其可以金屬線綑綁成對,使得每一對中之線圈在直徑上彼此相反,以形成例如4相位馬達。在其他態樣中,馬達可具有任何適當數目的相位。25A所示之轉子柱2504係可由任何適當鐵磁材料構成,及最後的轉子/定子對可形成可變的或交換式磁阻馬達。在其他態樣中,此處所說明之隔離牆組態可用於具有永久磁鐵轉子柱之無刷直流馬達或者馬達的轉動部件係與馬達的不動部件隔離之任何其他適當馬達中。在此態樣中,磁通路徑2512被表示成沿著較低的渦流損失之軸方向。在其他態樣中,如下述,磁通可徑向流動。如圖25A及25B可見一般,定子板2505a、2505b延伸超過隔離牆2508進入密封環境,使得轉子柱2504與定子柱2505之間的空氣隙2510未被任何隔離牆限制(如、介面為實質上無干擾的介面,及在定子柱與轉子柱之間的介面中實質上未具有到磁通路徑的阻力),及其如同部件之間所允許的機械容限一般小。結果,圖25A及25B所示之馬達組態可具有比以隔離牆配置在定子與轉子之間的空氣隙2510之其配對物還高的力矩性能。如所瞭解一般,使用位置回授及各自轉子/定子設計的力矩電流位置曲線,轉子2501力矩係可藉由激勵適當相位來產 生,使得以任何適當方式使交換式磁阻馬達固有的力矩紋波最小化。
現在參考圖25C,使用上述有關圖25A及25B之定子/隔離牆模組,根據所揭示的實施例之態樣來圖解兩軸密封機器人驅動器。再者,如上述,馬達的所有移動部件係位在隔離環境內。在此態樣中,驅動器包括底板2514,其帶領或者支撐中央不動軸2515。可以任何適當方式將內驅動軸2517a安裝至軸2515,諸如利用使內軸2517a能夠相對不動軸2515轉動動作之軸承2516a及2522a等。轉子2513c可牢牢地裝附至內軸2517a,及藉由例如電磁力由定子2513a沿著轉動方向推進。如所瞭解一般,定子2513a及轉子2513c對形成產生給內軸2517a的動作力矩之馬達。可以任何適當方式將外驅動軸2517b安裝至內驅動軸2517a,諸如藉由軸承2516b及2522b等,以諸如提供軸2517a、2517b之間的相對轉動等。可以與上述類似的方式推進外軸2517b,使得形成第二馬達之定子2513b及轉子2513d產生動作力矩以轉動外軸2517b。實質上類似於上述的用於內及外軸2517a、2517b之位置回授感應器被定位,以追蹤各軸的移動。此處,位置回授系統被圖解做光學回授系統,但是在其他態樣中,回授系統可以是上述之磁阻基的回授系統,使得在沒有任何饋通或觀看口之下操作位置回授系統。此處,位置回授系統可包括編碼器碟2518a,其以諸如利用緊固器2519a等任何適當方式固定到內軸2517a。以任何適當方式將訊號路由到隔離環 境外之讀取頭2525a(包括發射器2523a及接收器2524a)越過隔離牆/定子外殼2520a。外軸位置回授操作類似於上述內軸,及可包括包括發射器2523b及接收器2524b之讀取頭2525b與編碼器碟2518b(固定到外軸2517b)。定子2513a及2513b可分別安裝至隔離牆/定子外殼2520a及2520b。透過凹處特徵(或相等介面)及諸如o型環等任何適當靜態定子密封元件或構件,各個隔離牆/定子外殼與各個定子接合。以類似方式,頂凸緣2521及底板2514亦分別與定子2513b及隔離牆/定子外殼2520a接合。內軸2517a及外軸2517b構成兩自由度系統,其可被用於驅動位在隔離環境內之2鏈結操縱者(如、機器人手臂)。如所瞭解一般,額外馬達可被堆疊以形成具有任何適當數目的自由度之驅動器。需注意的是,未具有隔離牆在轉子與定子鐵磁柱之間(如、定子板2505a、2505b延伸超過隔離牆2508進入隔離環境內),允許比隔離牆係配置在定子與轉子之間的習知”罐頭密封”選擇還好的力矩能力。
現在參考圖26A及26B,根據所揭示的實施例之態樣圖解密封驅動器2600。除非特別提出,否則驅動器2600實質上類似於上述驅動器2500。在此態樣中,定子2606的線圈2603係安裝在與線圈2506不同的取向上。然而,磁通路徑2612實質上類似於磁通路徑2512,使得驅動器2500、2600使用類似原理操作。
參考圖27A及27B,根據所揭示的實施例之態樣圖示 密封驅動器2700。除非特別提出,否則驅動器2700實質上類似於上述驅動器2500。在此態樣中,定子2706的線圈2703a及2703b係可安裝在徑向及軸向取向上。然而,最後的磁通路徑2712實質上類似於磁通路徑2512。
現在參考圖28A-28C,根據所揭示的實施例之態樣圖示密封機器人驅動器器2800。除非特別提出,否則驅動器2800實質上類似於上述驅動器2500。在此態樣中,線圈單元2503實質上可移除式直接安裝在隔離牆/定子外殼2520’上,使得驅動器馬達部件的數目被降低,以允許不同轉子直徑的可縮放性(如、線圈單元2503形成可固定到具有任何適當直徑的外殼之定子模組,以形成具有對應於外殼直徑的直徑之定子)。如所瞭解一般,適當的靜態密封構件2809可配置在例如定子板2505a、2505b的每一個與隔離牆/定子外殼2520’中之凸緣之間。此態樣中之磁通2812的方向實質上類似於上述磁通2512的方向。亦參考圖28D,圖示包括堆疊的驅動器2500之兩軸密封驅動器裝配。除非特別提出,否則圖28D的驅動器裝配實質上類似於圖25C所示者。此處,隔離牆/定子外殼2520’可被利用作為用於各個定子2513a’及2513b’的共同安裝結構。需注意的是,隔離牆/定子外殼2520’亦可被使用作為外殼,以支撐驅動器的任何適當不動組件,諸如例如位置回授設備2523a、2524a、2525a及2523b、2524b、2525b。
如所瞭解一般,定子柱及轉子柱可被配置,使得位在 柱之間的空氣隙係相對轉子的轉動軸而徑向或軸向配置。例如,在圖24A-28B中,定子柱及轉子柱的配置係為空氣隙係軸向配置(如、使得具有磁通的徑向流動經過定子與轉子柱之間的空氣隙)。在其他態樣中,參考圖28E、28F、及28G,定子及轉子柱可被配置,使得定子與轉子柱之間的空氣隙係徑向配置(如、使得具有磁通2898的軸向流動經過定子與轉子柱之間的空氣隙)。例如參考圖28E及28F,定子線圈單元2503實質上類似於上述有關例如圖25A-28D所說明者或者此處所說明之任何其他適當的線圈單元。可按尺寸製作線圈單元2503,使得轉子柱2504係實質上配置在定子板2505a、2505b之間及/或在定子延伸之間(下文將說明),使得定子板/延伸軸向重疊轉子柱以形成徑向空氣隙2899)。在一態樣中,隔離牆/密封件2403’實質上類似於密封件2403,其中定子板2505a、2505b未延伸過定子外殼2405。在其他態樣中,隔離牆實質上類似於上述隔離牆2508及/或2520’,其中定子板延伸過定子外殼/隔離牆。亦參考圖28H及28I,轉子柱可具有任何適當形狀,以接收來自定子柱的磁通。在此態樣中,轉子柱2504’實質上為”C”或通道形狀,使得轉子柱具有轉子柱核心2504C’及從轉子柱核心2504C’延伸/垂下之轉子柱板2504P’,使得轉子柱板2504P’實質上與定子板2505a、2505b的各自一個對準。此處,具有徑向磁通流經定子板2505a、2505b與轉子柱板2504P’之間的空氣隙2899,但是在其他態樣中,轉子柱核心及轉子柱 板可被配置,以實質上類似於上述方式之方式提供經過空氣隙的軸向磁通流。
儘管上述所揭示的實施例之態樣具有沿著軸向方向之磁通路徑(縱向或垂直),但是應明白,所揭示的實施例之態樣並不被磁通的方向限制,使得可利用軸向或徑向機器。例如,圖29A-29C圖解根據所揭示的實施例之態樣的徑向磁通密封驅動器2900。在此態樣中,定子2902包括具有定子柱2902P、2902P’之鐵磁定子核心2902C,其包括線圈2903在各個定子柱中。各個定子柱2902P、2902P’可包括各自定子柱延伸2902E、2902E’,其以實質上類似於上述的方式之方式與隔離牆/定子外殼2520’接合及延伸過隔離牆/定子外殼2520’。在一態樣中,定子柱延伸2902E可從各自定子柱2902P移開。以諸如利用緊固器2511等任何適當方式,將各個定子柱延伸2902E安裝至隔離牆/定子外殼2520’,使得各個定子柱延伸2902E係與定子2902的各自柱2902P對準。各個定子柱延伸2902E可與其各自定子柱2902P實質接觸及/或緊密接觸(如、以最小空隙),使得在定子柱延伸與各自定子柱之間的介面中實質上未具有到磁通路徑之阻力。在其他態樣中,定子柱延伸可整合到(如、單一一件式結構)其各自定子柱。在此態樣中,僅為了例示目的,定子包括具有線圈a、a’、b、b’、c、c’、d、及d’之一組8定子模組2902,然而在其他態樣中,定子可包括具有任何適當數目的線圈之任何適當數目的定子模組。此處,可以諸如例如串聯等 任何適當方式,以金屬線綑綁各個直徑上相反的線圈對,以形成4相位機器。在其他態樣中,可提供任何適當數目的相位。在此態樣中,當相位a-a’被激勵時,沿著徑向方向指明磁通路徑2912。如圖29A可見一般,磁通2912從定子柱2902P沿著柱延伸2902E流經過空氣隙2510、到達轉子柱2504A、沿著轉子周圍移動、到達直徑相反的轉子柱2504B、柱延伸2902E’、及定子柱2902P’。沿著定子鐵磁核心2902C,磁通被一組回歸路徑“關閉”。在一態樣中,定子2902可由一堆任何適當疊層式鐵磁薄片製成。
參考圖30A及30B,在所揭示的實施例之另一態樣中,其實質上類似於上述有關圖29A-29C者,線圈2903可與定子柱延伸3002E整合在一起。在此態樣中,定子核心2902C可包括可被預裝配之疊層堆疊(如、以實質上類似於上述有關疊層式轉子的方式之任何適當方式對準及焊接或固定)。在另一態樣中,定子核心可以是以任何適當方式形成之實心鐵磁核心。
圖31圖解根據所揭示的實施例之態樣的徑向磁通密封驅動器3100。在此態樣中,驅動器包括區段定子3102,除此之外實質上類似於上述驅動器2900。在其他態樣中,定子柱延伸2902E實質上類似於具有整合線圈2903之定子柱延伸3002E。在此態樣中,定子柱2902P未被均勻分佈(如、具有不均勻分佈)在定子3102的周圍四周。可以他們未在直徑上彼此相反之此種方式,將轉子 柱2504與定子柱2902P對準(如、他們在直徑上未相反)。此處,磁通路徑3112為沿著轉子的平面之徑向磁通路徑。
圖31圖解根據所揭示的實施例之另一態樣的密封驅動器3200。除非特別提出,否則驅動器3200實質上類似於驅動器3100。此處,每一相位a、b、c、d的一線圈2903’被激勵,但是在其他態樣中,可激勵每一相位一個以上的線圈。例如藉由槓桿作用區段定子元件的弧形長度,此態樣實質上允許空間給較大的線圈,卻不會增加定子2902的堆疊高度。在其他態樣中,例如圖31及32的線圈位置可被組合以最大化線圈空間的利用,如圖33所示。
在所揭示的實施例之另一態樣中,可設置密封驅動器3400,其中藉由任何適當密封支撐構件將隔離牆在結構上支撐在例如隔離牆的隔離環境側上。例如,參考圖34,圖解實質上類似於上述有關圖25A-33的驅動器之驅動器3400,其中利用定子柱延伸。在此態樣中,驅動器3400包括密封殼或隔離牆3451,其插入或配置在定子柱3503P與定子柱延伸3503E之間。在此態樣中,任何適當密封支撐構件3450係可配置在隔離環境內。密封支撐構件3450係可由任何適當材料所構成及具有任何適當形狀。密封支撐構件3450可被建構成覆蓋一組鐵磁定子柱延伸3503E,使得定子柱延伸3450E實質上與其各自定子柱3503P對準。在一態樣中,定子柱延伸可崁入在或整合到 (如、形成一件式單一構件)密封支撐構件。在其他態樣中,定子柱延伸可移動式安裝在密封支撐構件內或安裝至密封支撐構件。應注意的是,定子柱延伸係位在隔離環境內,及藉由超薄罐頭密封之隔離牆3451與其各自定子柱(其係位在大氣環境中)分隔。
在一態樣中,一或更多個超薄罐頭密封或隔離牆3451係可配置在密封支撐構件3450的外周圍四周,使得隔離牆係配置在定子柱延伸與其各自定子柱之間並且隔開它們(如、隔離牆3451貫穿定子)。如所瞭解一般,在定子柱延伸與其各自定子柱之間未具有動作,在隔離牆與定子之間也沒有動作。在一態樣中,隔離牆3451可以是一或更多個任何適當材料的非磁圓柱形套管,諸如不銹鋼或者能夠提供密封在例如真空或其他隔離環境中之任何其他適當材料等。在其他態樣中,藉由施加塗層或其他隔膜到密封支撐構件/定子柱延伸裝配可形成隔離牆。此處,非磁套管可提供密封給用於驅動器3400中之各自馬達的各個定子柱。例如磁性套管可劃定密封支撐構件的外周圍之界線在與各自馬達的定子柱一致的密封支撐構件之位準上,使得屬於共同馬達之定子柱亦共享共同隔離牆。其中驅動器3400包括一個以上的馬達,諸如以堆疊配置等,隔離牆可提供給各個馬達,使得隔離牆形成在密封支撐構件的外周圍上配置在彼此之上的帶,如下述。在其他態樣中,隔離牆為驅動器裝配的兩或更多個馬達所共有。在其他態樣中,隔離牆可以是分段隔離牆,其中各個定子柱具 有遠離其他定子柱的隔離牆之對應的隔離牆段(如、配置在密封支撐構件上)。
隔離牆3451可超薄及具有約30μm的厚度,而在其他態樣中,隔離牆3451的厚度可大於或小於30μm。如上述,隔離牆3451係配置在在結構上支撐隔離牆3451之密封支撐構件3450的外周圍四周,因為隔離環境內的壓力脫離大氣壓力。例如,由於壓力差建立在例如隔離環境內的真空壓力與隔離環境外的大氣壓力之間,所以藉由壓力差將隔離牆3451推向密封支撐構件3450,使得密封支撐構件3450和定子柱延伸元件3503E實質上防止隔離牆3451倒塌。應注意的是,儘管定子與轉子之間的磁通面向隔離牆(配置在定子柱與定子柱延伸之間)及轉子/定子間隙,但是藉由定子與轉子之間的小間隙與隔離牆之微不足道的厚度使淨耗損最小化。
參考圖35,根據所揭示的實施例之態樣圖解可堆疊的馬達模組3400M。圖35圖解驅動器3400的橫剖面圖A-A。在一態樣中,可堆疊的馬達模組3400M可包括一列定子柱延伸3503E,其被覆蓋在具有頂表面3450T’及底表面3450B’(應注意的是,頂及底一詞僅用於例示目的,及在其他態樣中,可指派任何適當空間語詞給表面3450T’、3450B’)之環形(或者其他適當形狀)密封支撐構件3450’及固定到密封支撐表面之隔離牆3451內。靜態密封構件2509係可配置在表面3450T’、3450B’的每一個上,使得當模組3400M堆疊時,實質上沒有空氣流存在 於隔離環境與大氣環境之間。以任何適當方式將隔離牆3451配置在密封支撐構件3450’的外周圍四周且固定到密封支撐構件3450’的外周圍,使得定子柱延伸3503E與密封支撐構件3450’之間的任何間隙被隔離牆覆蓋。靜態密封構件3509’亦可配置在隔離牆3451與密封支撐構件3450’之間,以在隔離牆與密封支撐構件之間提供密封。在此態樣中,定子3503係可位在馬達模組3400M四周,及轉子3501可位在馬達模組3400M內以形成驅動器馬達。在其他態樣中,馬達模組3400M亦可包括定子3503,其可以任何適當方式固定到密封支撐構件及/或隔離牆。在其他態樣中,轉子2501亦可包括在馬達模組3400M中。
圖36圖解堆疊在彼此上方之馬達模組3400M1、3400M2(其實質上類似於馬達模組3400M)以形成移動驅動器的兩軸。如圖36可見一般,各個模組3400M1、3400M2包括各自隔離牆3451,使得沿著密封支撐構件3450’的組合長度將用於帶之隔離牆配置在彼此上方(其可形成密封支撐構件3450)。此處,隔離牆3451與各自密封支撐構件3450之間的靜態密封構件3509’數目係依據驅動軸的數目而定。在另一態樣中,如圖37所示,靜態密封構件的數目係依據驅動軸的數目。例如,圖37圖解實質上類似於圖36所示者之移動驅動器的堆疊式兩軸。然而,此處,單一或一件式隔離牆3451’(如、連續密封殼)係設置在密封支撐構件3450’的外周圍上,使得堆疊 式密封支撐構件3450共享共同的隔離牆3451’,及共同的隔離牆3451’延伸越過一或更多個馬達。在此態樣中,亦應注意的是,隔離牆亦提供密封堆疊式密封支撐構件之間的介面,使得可省略設置在密封支撐構件之間的密封構件3509。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,設置運送設備。運送設備包括外殼;驅動器,係安裝至外殼;以及至少一運送手臂,係連接至驅動器。驅動器包括:至少一轉子,其具有至少一磁導材料的突出柱,且係配置在隔離環境中;至少一定子,其具有至少一具有對應線圈單元之突出柱,且係配置在隔離環境外,其中,至少一定子的至少一突出柱與轉子的至少一突出柱在至少一轉子與至少一定子之間形成閉合磁通電路;以及至少一密封件,係組構成隔離隔離環境,其中,至少一密封件係整合至至少一定子。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件包含安裝至至少一定子之隔膜。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件係從至少一定子垂下。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子結構上支撐至少一密封件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件與至少一定子的形狀相符。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,其中,至少 一轉子與至少一定子形成堆疊式馬達或徑向套疊在彼此內部之馬達。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,運送設備另包括:至少一磁阻基的編碼器軌道,係配置在至少一轉子的每一個上;及至少一磁阻基的位置回授感應器,係組構成與至少一磁阻基的編碼器軌道接合。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一轉子係耦合至同軸驅動軸配置,同軸驅動軸配置用以驅動至少一運送手臂。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子為分段定子。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器係組構作為軸向磁通流驅動器或徑向磁通流驅動器。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一轉子包括疊層式突出柱。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子包括疊層式突出柱。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一轉子包括驅動器構件介面,驅動器另包括在驅動器構件介面中與至少一轉子接合之驅動器傳輸構件,使得驅動器構件與疊層式突出柱接合,且將疊層式突出柱固定到驅動器構件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,疊層式突出柱係固定到驅動器構件,使得疊層式突出柱係相對於驅動 器構件軸向排列。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,疊層式突出柱係固定到驅動器構件,使得疊層式突出柱係相對於驅動器構件徑向排列。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器包括連接到外殼之z軸驅動器馬達。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,設置運送設備。運送設備包括:外殼;驅動器,係安裝至外殼;以及至少一運送手臂,係連接到驅動器。驅動器包括:至少一轉子,其具有至少一磁導材料的突出柱,且係位在隔離環境內;至少一定子,其具有至少一具有各自線圈單元之突出柱,且係位在隔離環境外;至少一突出定子柱延伸,係配置在隔離環境內,且與各自突出定子柱對準,使得至少一突出定子柱延伸與轉子的至少一突出柱在至少一定子與至少一轉子之間形成閉合磁通電路;以及至少一密封件,係配置在各個定子柱與各自突出定子柱延伸之間,其中,至少一密封件係組構成隔離隔離環境。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器另包括密封支撐構件,其具有配置在隔離環境中之內表面與遠遠面向隔離環境之外表面,其中,至少一密封件係配置在外表面上或毗鄰外表面,及密封支撐表面係組構成結構上支撐至少一密封件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,密封支撐構件係組構成覆蓋至少一突出定子柱延伸。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子與至少一轉子形成堆疊式馬達,及至少一密封件為堆疊式馬達的每一個所共有。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子與至少一轉子形成一堆疊的馬達,及至少一密封件包括與堆疊的馬達中之其他馬達的密封有別之各個馬達用的密封。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,將至少一突出定子柱延伸與至少一轉子定位,使得至少一突出定子柱延伸與至少一轉子具有無障礙介面。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,各個定子與各自轉子形成馬達模組,馬達模組係組構成與其他馬達模組相堆疊。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器係組構作為軸向磁通流驅動器或徑向磁通流驅動器。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一轉子包括疊層式突出柱。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一轉子包括驅動器構件介面,驅動器另包括在驅動器構件介面中與至少一轉子接合之驅動器傳輸構件,使得驅動器構件與疊層式突出柱接合,且將疊層式突出柱固定到驅動器構件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,疊層式突出柱係固定到驅動器構件,使得疊層式突出柱係相對於驅動 器構件軸向排列。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,疊層式突出柱係固定到驅動器構件,使得疊層式突出柱係相對於驅動器構件徑向排列。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子包括疊層式突出柱。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器包括連接到外殼之z軸驅動器馬達。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,運送設備另包括:至少一磁阻基的編碼器軌道,係配置在至少一轉子的每一個上;及至少一磁阻基的位置回授感應器,係組構成與至少一磁阻基的編碼器軌道接合。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一轉子係耦合至同軸驅動軸配置,同軸驅動軸配置用以驅動至少一運送手臂。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,設置運送設備。運送設備包括:外殼;驅動器,係安裝至外殼;以及至少一運送手臂,係連接到驅動器。驅動器包括:至少一轉子,其具有至少一磁導材料的突出柱;至少一定子,包括:定子核心;突出頂板;突出底板;以及線圈單元,係與各個突出頂及底板對相關連,其中,突出頂板和突出底板係連接到定子核心且由定子核心間隔開,及係組構成與至少一轉子的至少一突出柱接合,以在至少一定子與至少一轉子之間形成閉合磁通電路;以及隔離牆,係配置在頂 板與底板之間,其中,隔離牆係組構成隔離定子核心與至少一運送手臂操作之隔離環境。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,各個轉子與各自定子係組構作為馬達模組,馬達模組係組構成與其他馬達模組接合,以形成具有堆疊式馬達之驅動器。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器被建構作為軸向磁通流驅動器或徑向磁通流驅動器。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器包括連接到外殼之z軸驅動器馬達。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,運送設備另包括:至少一磁阻基的編碼器軌道,係配置在至少一轉子的每一個上;及至少一磁阻基的位置回授感應器,係組構成與至少一磁阻基的編碼器軌道接合。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一轉子係耦合至同軸驅動軸配置,同軸驅動軸配置用以驅動至少一運送手臂。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,設置運送設備。運送設備包括:外殼;驅動器,係安裝至外殼;以及至少一運送手臂,係連接到驅動器。驅動器包括至少一疊層式轉子,其具有磁導材料的疊層式突出柱,至少一疊層式轉子係配置在隔離環境中,其中,至少一疊層式轉子係與隔離環境隔離。驅動器另包括至少一定子,其具有至少一具有各自線圈單元之突出柱,至少一定子係配置在隔離環境外,使得至少一疊層式轉子的至少一突出柱與至少一 定子的突出柱在至少一定子與至少一轉子之間形成閉合磁通電路;以及至少一密封件,係組構成隔離隔離環境。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一疊層式轉子包括驅動器構件介面,驅動器另包括在驅動器構件介面中與至少一疊層式轉子接合之驅動器傳輸構件,使得驅動器構件與疊層式突出柱接合,且將疊層式突出柱固定到驅動器傳輸構件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,疊層式突出柱係固定到驅動器傳輸構件,使得疊層式突出柱係相對於驅動器傳輸構件軸向排列。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,疊層式突出柱係固定到驅動器傳輸構件,使得疊層式突出柱係相對於驅動器傳輸構件徑向排列。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一疊層式轉子係嵌入於絕緣體中,絕緣體係組構成隔離至少一疊層式轉子與隔離環境。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件係整合至至少一定子。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件包含安裝至至少一定子之隔膜。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件係從至少一定子垂下。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子結構上支撐至少一密封件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件與至少一定子的形狀相符。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子包括:定子核心;頂板及底板,其中,頂板和底板形成突出定子柱及連接到定子核心且由定子核心間隔開,且係組構成與至少一疊層式轉子接合,以及至少一密封件係在頂板與底板之間,且係組構成隔離定子核心與至少一運送手臂操作之隔離環境。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器另包括至少一突出定子柱延伸,係配置在隔離環境內且與各自突出定子柱對準,其中,至少一密封件係配置在各個突出定子柱與各自突出定子柱延伸之間。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器另包括密封支撐構件,其具有配置在隔離環境中之內表面與遠遠面向隔離環境之外表面,其中,至少一密封件係配置在外表面上或毗鄰外表面,及密封支撐表面係組構成結構上支撐至少一密封件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,密封支撐構件係組構成覆蓋至少一突出定子柱延伸。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,設置運送設備。運送設備包括:外殼;驅動器,係安裝至外殼;以及至少一運送手臂,係連接到驅動器。驅動器包括:至少一真空相容疊層式轉子,其具有導磁材料的疊層式突出轉子柱,且係配置在隔離環境中,其中,至少一真空相容疊層 式轉子包括一組交替堆疊的鐵磁層和非導電層疊層。驅動器另包括至少一定子,其具有至少一具有各自線圈單元之突出定子柱,且係配置在隔離環境外,其中,當與至少一突出轉子柱接合時之各個疊層式突出轉子柱在至少一真空相容疊層式轉子與至少一定子之間形成閉合磁通電路;以及至少一密封件,係組構成隔離隔離環境。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器包括至少一驅動軸及保持構件,係組構成將至少一真空相容疊層式轉子安裝至至少一驅動軸及將交替堆疊的疊層夾在一起。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,將交替堆疊的疊層結合在一起。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件係整合至至少一定子。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件包含安裝至至少一定子之隔膜。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件係從至少一定子垂下。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子結構上支撐至少一密封件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件與至少一定子的形狀相符。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一定子包括:定子核心;頂板及底板,其中,頂板和底板形成突 出定子柱及連接到定子核心且由定子核心間隔開,且係組構成與至少一真空相容疊層式轉子接合,以及至少一密封件係在頂板與底板之間,且係組構成隔離定子核心與至少一運送手臂操作之隔離環境。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器另包括至少一突出定子柱延伸,係配置在隔離環境內且與各自突出定子柱對準,其中,至少一密封件係配置在各個突出定子柱與各自突出定子柱延伸之間。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,驅動器另包括密封支撐構件,其具有配置在隔離環境中之內表面與遠遠面向隔離環境之外表面,其中,至少一密封件係配置在外表面上或毗鄰外表面,及密封支撐表面係組構成結構上支撐至少一密封件。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,密封支撐構件係組構成覆蓋至少一突出定子柱延伸。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件係與至少一定子的結構整合。
根據所揭示的實施例之一或更多個態樣,至少一密封件係由至少一定子的結構所支撐。
應明白,上述說明僅為所揭示的實施例之態樣的圖解說明。在不違背所揭示的實施例之態樣下,精於本技藝之人士可想出各種選擇及修改。因此,所揭示的實施例之態樣欲用於包括落在附錄的申請專利範圍之範疇內的所有此種選擇、修改、及變化。另外,在彼此不同的獨立項或附 屬項中列舉不同特徵不表示無法有利地使用那些特徵的組合,此種組合係在本發明的態樣之範疇內。
2505a:鐵磁板
2505b:鐵磁板
2506:鐵磁線圈核心
2507a:特徵
2507b:特徵
2508:隔離牆
2509a:頂密封構件
2509b:底密封構件
2511:安裝螺釘
2512:磁通路徑

Claims (40)

  1. 一種運送設備,包含:
    外殼;
    驅動器,係安裝至該外殼;以及
    至少一運送手臂,係連接到該驅動器,
    其中,該驅動器包括:
    至少一轉子,其具有至少一磁導材料的突出柱,且係配置在隔離環境中;
    至少一定子,其具有至少一具有對應線圈單元之突出柱,且係配置在該隔離環境外;
    其中,該至少一定子的該至少一突出柱與該至少一轉子的該至少一突出柱在該至少一轉子與該至少一定子之間形成閉合磁通電路;以及
    至少一密封件,係組構成隔離該隔離環境,其中,該至少一密封件和該至少一定子從該外殼的共同牆垂下且該至少一密封件具有向內部位,該向內部位相對於該外殼的該共同牆向內突出且繞著該至少一定子的該至少一突出柱的部分向內延伸。
  2. 根據請求項1之運送設備,其中,該至少一密封件繞著該至少一突出柱而設置,以免於運送設備結構性負載,但用於該隔離環境與該隔離環境外部的環境之間的壓力差負載。
  3. 根據請求項1之運送設備,其中,該至少一密封件包括隔膜,安裝於該至少一定子。
  4. 根據請求項1之運送設備,其中,該至少一密封件從該至少一定子垂下。
  5. 根據請求項1之運送設備,其中,該至少一定子在結構上支撐該至少一密封件。
  6. 根據請求項1之運送設備,其中,該至少一密封件與該至少一定子的形狀相符。
  7. 根據請求項1之運送設備,其中,該至少一轉子與該至少一定子形成堆疊式馬達或徑向套疊在彼此內部之馬達。
  8. 根據請求項1之運送設備,其中,該至少一轉子係耦合至同軸驅動軸配置,該同軸驅動軸配置用以驅動該至少一運送手臂。
  9. 根據請求項1之運送設備,其中,該至少一定子為分段定子。
  10. 根據請求項1之運送設備,其中,該驅動器係組構成軸向磁通流驅動器或徑向磁通流驅動器。
  11. 根據請求項1之運送設備,其中,該驅動器包括z軸驅動馬達,連接於該外殼。
  12. 一種運送設備,包含:
    外殼;
    驅動器,係安裝至該外殼;以及
    至少一運送手臂,係連接到該驅動器;
    其中,該驅動器包括:
    至少一轉子,其具有至少一磁導材料的突出柱, 且係配置在隔離環境中;
    至少一定子,其具有至少一具有對應線圈單元之突出柱,且係配置在該隔離環境外;
    其中,該至少一定子的該至少一突出柱和該至少一轉子的該至少一突出柱在該至少一轉子與該至少一定子之間形成閉合磁通電路;以及
    至少一密封件,係組構成隔離該隔離環境,其中,該至少一密封件和該至少一突出柱藉由該外殼的共同基準相對於該隔離環境而定位,使得該至少一密封件免於運送設備結構性負載,但用於該隔離環境與該隔離環境外部的環境之間的壓力差負載。
  13. 根據請求項12之運送設備,其中,該至少一密封件包括隔膜,安裝於該至少一定子
  14. 根據請求項12之運送設備,其中,該至少一密封件從該至少一定子垂下。
  15. 根據請求項12之運送設備,其中,該至少一定子在結構上支撐該至少一密封件。
  16. 根據請求項12之運送設備,其中,該至少一密封件與該至少一定子的形狀相符。
  17. 根據請求項12之運送設備,其中,該至少一轉子與該至少一定子形成堆疊式馬達或徑向套疊在彼此內部之馬達。
  18. 根據請求項12之運送設備,其中,該至少一轉子係耦合至同軸驅動軸配置,該同軸驅動軸配置用以驅動 該至少一運送手臂。
  19. 根據請求項12之運送設備,其中,該驅動器係組構成軸向磁通流驅動器或徑向磁通流驅動器。
  20. 根據請求項12之運送設備,其中,該驅動器包括z軸驅動馬達,連接於該外殼。
  21. 一種可變磁阻馬達總成,包含:
    殼體,具有鼓狀結構;
    定子,安裝在該鼓狀結構內;以及
    轉子,安裝在該鼓狀結構內並與該定子界接;
    其中,該殼體包括共同基準,該共同基準形成定子界面表面,該定子界面表面被建構成支撐該定子並使該定子和該轉子相對於彼此而定位,以在該定子和該轉子之間形成預定間隙。
  22. 根據請求項21之可變磁阻馬達總成,其另包含
    隔離牆,被該定子支撐,使得該隔離牆相對於該共同基準和該轉子而定位於預定位置。
  23. 根據請求項21之可變磁阻馬達總成,其另包含
    感應器軌道,連接於該轉子,以及
    感應器,相對於該共同基準而在預定位置安裝於該殼體,使得在該感應器和該感應器軌道之間產生預定間隙,
    其中該定子、該轉子、該感應器和該感應器軌道相對於該共同基準而定位並從該共同基準垂下。
  24. 根據請求項21之可變磁阻馬達總成,其中,
    該殼體為單體構件,其形成了該鼓狀結構且其中形成 有槽,用於感應器、控制板和驅動器連接器的一或更多者。
  25. 根據請求項21之可變磁阻馬達總成,其中,
    該殼體為整合總成,由二或更多箍狀構件彼此連接以形成該鼓狀結構。
  26. 根據請求項21之可變磁阻馬達總成,其中,
    該殼體包括外表面和內表面,其中該外表面和該內表面形成該鼓狀結構,該內表面包括形成該定子界面的該共同基準,該定子界面被建構成支撐該定子並使該定子和該轉子相對於彼此而定位,以於該定子和該轉子之間形成該預定間隙。
  27. 根據請求項26之可變磁阻馬達總成,其中,
    該內表面包括轉子界面表面,相對於該共用基準而定位,使得該定子和該轉子從該共同基準定位並被該共同基準支撐。
  28. 根據請求項26之可變磁阻馬達總成,其中,
    該鼓狀結構包括感應器界面表面,其被建構成相對於連接至該轉子的感應器軌道而支撐感應器,並在該感應器和該感應器軌道之間產生預定間隙,其中該感應器界面表面相對於該共同基準而定位,使得該定子、該轉子和該感應器從該共同基準定位並被該共同基準支撐。
  29. 根據請求項28之可變磁阻馬達總成,其中,
    該轉子界面表面形成為該鼓狀結構內的槽。
  30. 根據請求項29之可變磁阻馬達總成,其中,
    該槽被建構成容納該感應器和馬達控制板。
  31. 一種可變磁阻馬達總成,包含:
    殼體,具有單殼結構;
    定子,安裝在該單殼結構內;以及
    轉子,安裝在該單殼結構內並與該定子界接;
    其中,該殼體包括共同基準,該共同基準形成定子界面表面,該定子界面表面被建構成支撐該定子並使該定子和該轉子相對於彼此而定位,以在該定子和該轉子之間形成預定間隙。
  32. 根據請求項31之可變磁阻馬達總成,其另包含
    隔離牆,被該定子支撐,使得該隔離牆相對於該共同基準和該轉子而定位於預定位置。
  33. 根據請求項31之可變磁阻馬達總成,其另包含
    感應器軌道,連接於該轉子,以及
    感應器,相對於該共同基準而在預定位置安裝於該殼體,使得在該感應器和該感應器軌道之間產生預定間隙,
    其中該定子、該轉子、該感應器和該感應器軌道相對於該共同基準而定位並從該共同基準垂下。
  34. 根據請求項31之可變磁阻馬達總成,其中,
    該殼體為單體構件,其形成了該單殼結構且其中形成有槽,用於感應器、控制板和驅動器連接器的一或更多者。
  35. 根據請求項31之可變磁阻馬達總成,其中,
    該殼體為整合總成,由二或更多箍狀構件彼此連接以 形成該單殼結構。
  36. 根據請求項31之可變磁阻馬達總成,其中,
    該殼體包括外表面和內表面,其中該外表面和該內表面形成該單殼結構,該內表面包括形成該定子界面的該共同基準,該定子界面被建構成支撐該定子並使該定子和該轉子相對於彼此而定位,以於該定子和該轉子之間形成該預定間隙。
  37. 根據請求項36之可變磁阻馬達總成,其中,
    該內表面包括轉子界面表面,相對於該共用基準而定位,使得該定子和該轉子從該共同基準定位並被該共同基準支撐。
  38. 根據請求項36之可變磁阻馬達總成,其中,
    該單殼結構包括感應器界面表面,其被建構成相對於連接至該轉子的感應器軌道而支撐感應器,
    並在該感應器和該感應器軌道之間產生預定間隙,
    其中該感應器界面表面相對於該共同基準而定位,使得該定子、該轉子和該感應器從該共同基準定位並被該共同基準支撐。
  39. 根據請求項38之可變磁阻馬達總成,其中,
    該轉子界面表面形成為該單殼結構內的槽。
  40. 根據請求項39之可變磁阻馬達總成,其中,
    該槽被建構成容納該感應器和馬達控制板。
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