TWI266056B - Apparatus for supporting a load, and method for moving a load - Google Patents

Description

1266056 玖、發明說明： L愈明所屬之技術領域】 ’本發明 詳言之， 之旋轉軸 本發明係關於測試頭定位器系統，更且體 係關於使载㈣㈣轉之測試頭定位器系^ 本發明描述mm其藉由遠離測試耳 的可撓性關節的運動來使測試頭旋轉。 【先前技術】 在積體電路⑽及其它電子裝置之製造中 之一個或多個階段採用自動、、則1藥 ^ ^ … “副動測她(ATE)來執行測試。使 用專用的處理設備來將測試中 了 衣直（DUT )放入適當 置以供測試。在某些狀況下，專 位 寻用處理设備亦可使DUT且 有適當的測試溫度及/或將其維持在適當的測試溫度: 處理設備可爲各種類型’包㈣於測試晶圓上未封褒 置的”探測器"及用於測試經封裳零件之”裝置處理器"；本: 將使用"週邊裝置"（"peripheral”或”peripherais”）來指代所有 類型之此類設備。電子測試本身係由大型昂貴的咖系統 來提供。DUT要求精密的高速訊號，以進行有效測試；因 此，用於測試DUT之ATE内之”測試電子裝置"，通常:於測 试頭内，測試頭之位置必須盡可能地靠近DUT。測試頭非 常重；測試頭之尺寸及重量已從幾百磅增長到三千至四千 磅之多。 爲了使用測試頭來測試積體電路，通常將測試頭，，對接” 至週邊裝置。一旦對接，則測試頭之位置必須盡可能地靠 近週邊裝置之測試位置，以將訊號降級減至最低。可將一

O:\90\90834.DOC 1266056 測試頭^位系統用於相對於週邊裝置定位測試頭，且可將 °又片成便利測試頭與各種週邊裝置之可撓性對接及分 離。亦可將測試頭定位系統稱爲測試頭定位器或測試頭操 縱器。 測試頭通常安裝在搖架巾，搖架允許職㈣轉，以使 其可與週邊裝置對準。因此，爲了確保正確的方位，需要 測試頭能夠在搖架内柔性地樞轉。圖24A中展示搖架内之測 试頭的俯視圖，其中測試頭110位於搖架200内。換言之， 搖架2_f繞測試頭㈣。圖24β至圖24d中展示其側視圖。 在圖24B中，測試頭11〇相對於搖架200水平定向。如圖24c 及圖24D所示，測試頭11〇可自水平位置反時針方向或順時 針方向旋轉。以此方式，亦可定向測試頭110之對接表面， 使其平行於週邊裝置之相應對接表面（reciprocal doeki^ surface)，此未圖示。 在某些應用中，尤其是由於測試頭變得愈來愈複雜，所 以測試頭110之寬度可能相當大。因此，由於週邊裝置所引 起的實體限制，所以測試頭110可能如此之大，以致在測試 頭側面上完全沒有空間來設置搖架。儘管已知藉由包含在 測試頭内部之樞軸機構來支撐測試頭之測試頭安裝機制 (WIPO WO 〇1/04644&WIPO wo 02/025292)，但是這些機 制具有非吾人所要之性質，即其會佔用測試電子裝置所需 的測試頭内部之有用容積。 【發明内容】 一種用於支撐一負載之設備包含：耦接至該負載且可隨

O:\90\90834.DOC 1266056 該負載運動之樞軸設備；及相對於該樞軸設備而靜止之基 底。至少兩個支撐區域位於樞軸設備與基底之間。在該等 兩個支撐區域處存在各自反向之力的分量。該等兩個支撐 區域可沿一彎曲路徑運動，以傾斜該負載。 【實施方式】 藉由圖1A中所示之局部視圖來說 間内之本發明 之例示性概念實施例。圖以圖解說明藉由包括空樞3〇5之樞 軸設備（"腕部關節”）300來耦接至定位器系統115的測試頭 然而應瞭解，測試頭110可由任何負載來替代。在圖 1A中’展示例示性測試頭11〇之三個可能方位。測試頭m 福接至空樞305,空樞305可包括位於彎曲路徑12〇上之圓形 構件（例如，支承輪或凸輪隨動件丨25&及丨25b)。在另一實施 例中，圓形構件可由另一結構物品（例如，滑動構件）替代， 以將空枢305維持在彎曲路徑n〇上。 在第一方位上，測試頭110展示爲水平組態。在第二方位 上，測試頭m之前部向上傾斜（且測試頭m之後部向下傾 使得測試頭m相對於第—方位反時針方向旋轉。同 :看出K碩未在搖架内枢轉。換言之，搖架未沿 ^式頭中具有侧面樞軸點之側面延伸，其中，測試頭可圍 u等側面樞軸點旋轉。相反地’爲了使測試頭自第一方 至第二方位，空樞總成305可沿f曲路徑m(例如， :大方式)自第—方位運動至第二方位。如圖1A所示，測 二貝:!。亦能夠呈現第三方位，在第三方位上，測試頭11〇 ^向下傾斜（且測試頭11〇之後部向上傾斜），使得測試

O:\90\90834.DOC 1266056 員〇相對於第-方位順時針方向旋轉。此可藉由使空極總 成305運動至第二方位來實現。此外，因爲空樞總成川^可 以如圖所示之方式運動，戶斤以無需沿測試頭ιι〇之侧面提供 搖架，且測試頭110無需在搖架内旋轉。因此，可視情況使 用搖架’且在某些情形下可完全省去搖架。 爲了呪明廷點，定位器系統115包括空樞總成3〇5及基底 125。基底125可由此項技術中所熟知之任何定位器系統的 組件構成。（例如）在美國專利第4,527,942號中描述例示性 基底系統。因此，此處所展示之基底125僅爲說明之目的。 此外，僅展示基底125之一片斷。空樞總成3〇5可沿基底125 内所界疋之彎曲路徑120運動，同時基底125可相對於空樞 總成3 0 5保持靜止。 在圖1Α中，輪或凸輪隨動件128a&128b相互離得相當 近，以有力地說明設備之運動。在圖1B、圖1C及圖1D中， 圖解說明略微修改之概念實施例，其中輪或凸輪隨動件 128a及128b已隔得更遠，以更好地說明作用於測試頭11〇上 的力。 在圖1B、圖1C及圖1D中，展示作用於測試頭上的各種 力。在這些圖式及稍後將描述的較佳實施例中，彎曲路徑 120爲一圓弧（其它實施例可包含非圓弧之彎曲路徑，稱後 將對此進行討論）。該弧理想地位於垂直平面内。測試頭 110、空樞總成305與輪125a及125b之組合重量由作用於總 成之重力中心CG處之力箭頭W表示。將系統理想地建構成 使重力中心CG位於形成彎曲路徑120之同心弧121&與mb

O:\90\90834.DOC 1266056 之中心處。如圖所示，輪128a位於内弧12la上，且作用於 工柩305上之反作用力3B通過輪128 a(或另一圓形構件）與 弧12 la之間的接觸點（或支撐區域）徑向地向外指向。因此， 此反作用力存在於空樞305與基底125之間的支撐區域處。 類似地，輪128b位於外弧12lb上，且作用於空樞3〇5上之反 作用力2B通過輪128b與弧121b之間的接觸點（或支撐區域） 徑向地向内指向。此反作用力亦存在於空樞3〇5與基底125 之間的支撐區域處。可以看出：該等兩個反作用力2]5與38 支撐測試頭110，且必定會通過重力中心CG。因爲路徑 爲一圓弧，所以所有位置（在該等位置處，測試頭自圖⑺之 水平位置旋轉小於正或負9〇度）處都是如此。從而，在負載 110之重力中〜CG附近沒有力矩。因此，旋轉測試頭所要 求之唯一的力係克服系統内之摩擦所必需的力。此外，測 試頭110在所有位置均處於靜態平衡的狀態。 應瞭解··可由單個（或多個）滑動構件來替代該等兩個（或 兩個以上）的輪128a及128b。 因此’樞轉關節具備以下性質，即其允許負載圍繞位於 相對於關即之可移動接觸點之遠端位置處的枢抽旋轉。負 載之此種旋轉（在任何方位）被視爲是負載的傾斜。實際上， 可在枢軸與介於關節之可移動部分之間的接觸區域之間嵌 入-各處都平行於樞軸之表面。另外，如已描述，關節且 有f它性質’即若樞軸爲水平的且通過負载之重力中心則 關即此夠支撐負載。此允許藉由一僅足以克服系統内之摩 擦的外部施加的力來使負載圍繞樞軸樞轉。在這點上，正

O:\90\90834.DOC -10- 1266056 由位於通過重力中心之水平線上的旋轉軸承所支 按則其會平衡一樣，負載可相對於樞軸平衡。實際上，很 難建構—系統’使得反作用力2B與3轉恰好通過重力中心 CG。反作用力⑼㈣相交㈣轉中叫㈣旋轉中心並非 恰好與重力中心重合 σ | i 要重力中心附近之所得力矩不足 以克服靜摩擦’則負載將仍然保持在靜止位置内。若情況 並非如此’則負載1H)將傾向於在使得重力中心CG置於旋 轉中心以下之方向上旋轉。如以下將討論，實用實施例可 包括辅助的供力裝置’以補償自旋轉中心移位的重力中 :。可將具有關所述之性質的樞軸關節稱爲"遠軸極轴關 節（remote axis pivot j〇int)"。爲簡單起見，在該案中可使用 術語"腕部關節，，或”腕部總成”來指代大體上具有相同或類 似性質之關節’但必要時可使用更精確的術語及描述詞。 借助於圖2 A至圖9及圖1 8來描述腕部關節之實用實施 例。圖3中提供包含腕部關節之測試頭定位器之透視圖Λ。圖 2Α至圖2C爲§亥系統之側視圖，其展示由於腕部關節之運動 而引起的三個不同方位之測試頭。 圖2 A展示位於大致水平位置之測試頭丨丨〇。相比之下，在 圖2B中，測試頭11〇類似地樞轉至圖ία之第二方位，即， 圍繞旋轉軸250槐轉。相反地，如圖2C所示，測試頭11〇再 次圍繞旋轉軸250類似地樞轉至圖1A之第三方位。 圖3爲附著至定位器系統115之測試頭11〇的透視圖。根據 本發明一例示性實施例，將測試頭110經由腕部總成3〇〇附 著至定位器系統115。 O:\90\90834.DOC -11 - 1266056 參考圖4至圖7、圖8A至圖8C、圖 成300之各個部件。 ϋ18,展示腕部總 成30„之各個組件之分解圖。如圖*及圖 5所不其包括導向板9_9b。導向板知舆外 7b(圖5中未圖示）之各自側 疋於女衷板 —山— ]面上以使其自該等各自側面向 別犬。*裝板7b本身附著至圓柱體〜上。圓㈣^包括 -中空的圓柱形通道’圓柱體〜經由該通道，藉由適當的 圓柱形構件（未圖示）而附著至定位器系統⑴㈣餘部^ 因此’該圓柱形構件（未圖示）延伸穿過形成於圓柱體=之 通道，使得圓柱體7a能夠圍繞該圓柱形構件旋轉。 可使用（例如）附著螺釘26來將導向板％與外附著至安穿 板7b。接著，如圖4及圖6所示，使用附著螺釘巧來將支= 板23附著至導向板9a' 9b之頂部部分。支承板23包括一開 口，將軸承23a放入該開口内。軸構件（例如螺桿）2ι延伸^ 過軸承23a且使用銷釘（roll pin)5〇來附著至旋鈕2〇。使螺= 21之延伸穿過軸承23a的末端具有較小直徑的階梯，以緊密 地配合於軸承23a内。可將墊圈36放在位於支承板23下方= 螺桿21之較小直徑部分上，且藉由該階梯將其保持在適當 位置。包括有專用的調整螺母1 7。調整螺母丨7包括螺紋開 口。因此’螺桿21延伸穿過（並嚙合）調整螺母丨7内之螺紋開 口，然後通過軸承23a，並接著附著至旋鈕2〇。在調整螺母 17之各個側面上包括有平面墊圈48a、48b及凸輪隨動件 3 9a、3 9b。（注意：在圖4中看不見39b及48b，及在圖6中看 不見48b)。稍後將描述凸輪隨動件39a、39b之功能。 O:\90\90834.DOC -12- 1266056 由圖4及圖7可以看出調整螺母17如何耦接至腕部外殼 11。詳言之，在腕部外殼11之開口 35〇内包括有水平凹槽或 通道351 (未圖示）及352。凸輪隨動件39a、39b位於該等水平 凹槽或通道内’且能夠在該等凹槽内來回運動。通道覆蓋 物18a、18b可將凸輪隨動件39a、39b固持在通道351及352 内。在將凸輪隨動件39a、39b嵌入在該等凹槽内之後，將 調整螺母蓋18a、18b放在頂部上，並使用附著螺釘27將其 固持在適當位置。 如圖4及圖7所示’包括有軌道滾動總成4〇a、40b、40c、 40d(40b及40c未圖示）。將執道滾動總成4〇a-d附著於腕部外 殼11上的各自的切口 80a、80b ' 80c、80d處。可經由間隔 片14(圖7中未圖示）來將執道滾動總成4〇a-d附著至各自的 切口 80a-d。一種例示性執道滾動總成是由在Rockfor(j，il 的Pacific Bearing所製造之組合支承系統（例示性零件號爲 HVB-053)。或者，每一執道滾動總成或支承系統均可由一 對相互正交的軸承或凸輪隨動件來替代， 現在參看圖4、圖8A、圖8B、圖8C及圖9，來更全面地描 述將腕部外殼111馬接至導向板9a、9b的方式。每一導向板 9a、9b均包括各自的切口 70a、71a、70b、71b。每一軌道 滾動總成40a、40b、40c、40d均在各自的切口 70a、71a、 70b、7lb内滑動。在一例示性實施例中，切口 70a、71a、 70b、7lb爲一圓之多段弧。執道滾動總成40a_d從而可沿圓 形路徑運動，其中該圓之中心即爲測試頭之旋轉中心。因 此，如圖9所示，執道滾動總成40a能夠在切口 70a内滑動。 O:\90\90834.DOC -13- 1266056 在圖8B中亦以橫截面展示了執道滾動總成4〇a、40b、4〇c、 40d與切口 70a、70b、71a、71b之間的此種關係。此外，在 將支承板23附著至導向板9a、9b的同時，藉由將凸輪隨動 件39a、39b包含在通道351、352與附著於通道351、352上 方之通道覆蓋物18a、18b之内部，來將凸輪隨動件39a、3外 附著至腕部外殼11。 一種使測試頭傾斜之方法係藉由轉動旋鈕2〇。隨著旋鈕 20旋轉，螺桿21同時旋轉。在本發明之一例示性實施例中， 旋紐20並非相對於支承板23垂直運動。因此，隨著螺桿2工 轉動，調整螺母17沿螺桿21之螺紋運動。隨著旋鈕2〇轉動， 調整螺母17朝向或離開旋鈕20運動。此外，隨著調整螺母 17朝向或離開旋鈕20運動，腕部外殼u與其軌道滾動總成 40a、40b、40c、40d沿軌道切口 70a、7〇b、7U、71b運動。 以此方式，使得測試頭110傾斜。因此，該機構允許手動地 使負載方疋轉至该機構的设計運動範圍所允許的範圍内之任 何角度位置。另外應瞭解，旋鈕20可由一能夠提供遠端受 控或自動化定位之機動化傳動器來替代或擴充。在此類傳 動應用中，平衡不疋必品的，且因此旋轉中心可位於不同 於負載之重力中心的位置，此對於特定應用爲有利的。 在本發明之另一實施例中，止推墊圈36之頂部與旋鈕20 之底部之間的距離大於支承板23之厚度。因此，支承板23 能夠沿該間隙運動。此允許在腕部外殼丨丨與導向板％、处 之間的少量運動。換言之，吾人可用手來略微地移動腕部 外Λ又11。此對於柔性而g很有用。因此，可使用包含支承 O:\90\90834.DOC -14- 1266056 板23、螺桿21、調整螺母17及相關硬體之調整機構，來首 先將負載之角度手動地調整至與其目標週邊農置對接所需 之近似角纟。然後’當致動對接機構時，可按需要將測試 頭柔性地旋轉抵達其最終的精確對接位置。 儘管以上例示性實施例包括包含支承板23、螺桿2ι、調 整螺母17及相關硬體之調整機構，但可除去此等物品，尤 其在測試頭圍繞其重力中心旋轉的情況下。或者，可採用 會提供測試頭110之運動控制的不同調整機構來替代所示 之調整機構。 當然，若移除調整機構，則可藉由人手壓力或某些其它 外部力來使腕部外殼u在導向板％、外内運動。以此方式， 可手動地傾斜測試頭11 0。 如圖4所示，亦可包括分別安裝於導向板％、外上的柱 67a、67b及柱末端68&、68b。藉由托架19及安裝螺釘“來 將調整螺桿22安裝於腕部外殼11之每一侧面上。螺桿22按 螺紋穿過（thread through)兩個螺母34，在托架19之每一側 面上均有一個螺母，以允許調整螺桿22之位置。可將彈簧 寸著；柱67a 67b與螺桿22之間。在圖4中，僅展示一個螺 才干22。螺柃22包括一小的開口，其收納彈簧（未圖示）之一末 端。將該彈菁之另一末端附著至柱67a。亦未展示位於腕部 外设11之另一側面上將附著至柱6几之彈簧。實務上，螺桿 22會喷合位於彈簧錨定塊丨9上方及下方之螺母μ内之螺 紋。因此’藉由旋轉螺桿22，可使螺桿22在彈簣錨定塊19 内上下運動。以此方式，可拉伸及壓縮耦接於螺桿22與柱

O:\90\90834.DOC -15- 1266056 67a之間的彈簧，以調整該彈簧所施加之力。當測試頭之重 力中心與測試頭所圍繞著旋轉的軸不重合時，使用彈菁尤 其有用。可調整彈簧的力，使得當負載處於所要的標稱位 置時’其重力中心附近的力矩爲零，因此而提供靜態平衡 狀態以及用相對小的力即可旋轉負載之狀態。如圖所示， 可將柱67a、67b重新定位至開口 69a、69b ;且可相應地將 彈簣錨定塊19及相關物品重新定位至安裝孔7〇a、7〇b。此 有助於當重力中心與旋轉軸之間的偏移如此要求時提供向 下彈簧力（代替藉由柱67a、67b之圖示位置而提供的向上彈 簧力）。 如圖18所示，將滾動鎖定板63附著至腕部外殼丨丨之前 部。圖4中亦展示滾動鎖定板63及測試頭安裝板6卜測試頭 安裝板6遣由螺栓31附著至測試頭⑽。或者，可在測試頭 安裝板6!與測試頭之間放人另—間隔結構（未圖示）。鎖定板 63、女I板61及相關物品均是藉由腕部3〇〇來旋轉之負載的 部分’且其必須與測試頭i i 〇組合才能確定重力中心。'可將 腕部軸5配合至測試頭安裝板61。腕部轴5延伸穿過止推轴 承6及腕部外殼U中之開口…然後，腕部軸5延伸穿過腕 部外殼U之後部並接著搞接至塾片及軸止動器(shaft —)4。以此方式，測試頭安裝_能夠圍繞-基本上 與精由腕部關節之運動所提供的旋轉軸正交的軸旋轉。螺 ^通過測試頭安裝板61㈣合腕部軸5，以利於將腕部轴 5附著至測試頭安癸細a 、 。同樣地’如圖4所示，鎖定螺栓1 延伸穿過測試頭安裝板61 貞疋 T之開口 ia及滾動鎖定板63中之

O:\90\90834.DOC •16- 1266056 鎖疋槽65。藉由致動扳手3，手柄止件12可將測試頭安裝板 61拉向滾動鎖定板63，以便相對於滾動鎖定板。來固定測 試頭安裝板61之位置。 圖10A中展示本發明之另一例示的說明性實施例。該實施 例亦包括藉由樞轉關節機構（或"腕部關節”）3丨〇而耦接至定 位器115的測試頭丨丨〇，該樞轉關節機構（或"腕部關節"）3工〇 替代了先前腕部關節300。定位器115又包括已將基礎連桿 (ground link)160附著至其的基底125。實務上，基礎連桿16〇 實際上爲基底125之整體部分。再次，圖中僅展示基底125 之一部分。腕部關節310包括自基礎連桿16〇延伸之下部柩 軸連桿130及上部樞軸連桿140。下部樞軸連桿13〇及上部柩 軸連桿140各自經由軸承150而旋轉地耦接至基礎連桿 160。藉由經由軸承150而附著至基礎連桿16〇，下部樞軸連 桿130及上部樞軸連桿140能夠旋轉朝向基礎連桿16〇且能 夠旋轉離開基礎連桿160。 可經由額外軸承150來將下部樞軸連桿13〇及上部樞軸連 桿140旋轉地附著至負載載運連桿12〇。因此，由於下部樞 軸連桿130及上部樞軸連桿140向上及向下旋轉，所以負載 載運連桿120能夠運動。如在該說明性實施例中所展示，測 忒頭110係剛性地耦接至負載載運連桿12〇。負載載運連桿 120基本上充當相同於圖丨八小中所述之實施例的空樞3〇〇 之功能（實務上，可在負載載運連桿12〇與測試頭11〇之間置 放會提供額外運動（例如滾動運動）之機構）。 圖10 A中之組悲處於靜態平衡狀態，現將對此進行描述。 O:\90\90834.DOC -17- 1266056 作用於負載（測試頭1 1〇)上之力是其重量，其由作用於重力 中心CG處之箭頭w表示，且由箭頭2A與3 A表示的作用於負 載載運連桿120上之反作用力分別自樞軸連桿13〇與14〇經 由耦接軸承150傳遞。可使用參照線90 la與90 lb之交點來表 示例示性重力中心CG。可藉由將樞軸連桿140耦接至基礎 連桿160及負載載運連桿12〇的兩個旋轉轴承15〇之中心來 界定參照虛線903a。類似地，可藉由將下部樞軸連桿丨3〇耦 接至基礎連桿160及負載載運連桿120之兩個旋轉軸承150 之中心來界定參照虛線9〇3b。由於樞軸連桿13〇及140藉由 軸承1 50而有效地釘在每一末端處，所以反作用力2A與3 A 作用在延其各自的連桿13〇與140之方向上。即，在圖1〇A 之組悲中’施加至負載載運連桿120之反作用力2A與3A分 別位於由參照線903b與903a所界定之方向上（爲了說明的 簡便，將重力中心展示於測試頭i 1〇之中心處。實務上，由 於必須考慮支撐結構及纜線的影響，所以重力中心會位於 別處）。可觀察到：上部樞軸連桿1 4〇處於拉伸狀態，且提 供朝向左上方向的力3A;而下部樞軸連桿13〇處於壓縮狀 恶，且提供朝向右上方向的力2A。另外應注意，可配置設 備以使得參照線903a與903b相交於重力中心處。從而， 正像圖1A-D之設備，若如圖所示地設置測試頭11〇，則作用 於負載（測試頭11〇)上之所有的力（在此狀況下爲2人、3八及 W)都通過重力中心CG。因此，重力中心附近無力矩，且除 非施加能夠産生力矩之外部力，否則測試頭11〇將不會旋 轉。另外可很容易地觀察到··系統係靜定的（statically

O:\90\90834.DOC -18- 1266056 determinate)，以致能夠唯一地確定平移靜態平衡 (translational static equilibdum)之所有力的水平及垂直分 量0 在圖10B所不之組態中，下部樞軸連桿13〇及上部樞軸連 桿140已相對於圖10A中所示之位置反時針方向旋轉。由於 該旋轉，所以測試頭110已相對於圖1〇A中所示之測試頭ιι〇 之位置順時針方向旋轉。圖1〇B中的參照線9〇3&、卯孙位於 其在圖10A中之相同位置。因此可觀察到，在旋轉過程中， 測試頭11G亦已經歷略微的平移運動。圖㈣提供展示結果 之重力中心CG平移離開參照線9〇3a與903b之交點的放大 S從而了以看出，測試頭11 〇之重力中心CG不再位於參 照線9〇3a與嶋之交點處。換言之，重力中心略微地移離 其初始位置。位移量取決於幾何因子，例如連桿120、130、 140、160之長度及其長度比。 此外反作用力2八與3八必須作用在由樞軸連桿13〇與14〇 所分別界定之方向上。因此可以看出，反作用力2續从不 再沿通過重力中心的路徑作用'然而可以看出，反作用力 2A與3A作用在沿可以引起重力中心附近之至少部分偏移 力矩的路控之方向上。因此’在重力中心附近産生剩餘扭 矩。該扭矩之量及淨方向（net directi〇n)視旋轉角度及連桿 120 I30、及160之幾何形狀（ge〇metry)而定（稍後將提 供一實例）。 在圖1〇C所示之另一組態中’下部樞軸連桿130及上部樞 軸連桿140已相對於圖1〇A中所示之位置順時針方向旋轉。

O:\90\90834.DOC -19- 1266056 此導致測試頭11 〇之位置相對於圖1 〇 A中所示之位置反時針 方向旋轉。同樣地，如同圖10B中，由於測試頭11 〇已旋轉， 所以重力中心C G已略微移動，因此，重力中心c G不再位於 圖10A之參照線903&與90儿之交點處；情況再次如圖1〇〇所 在圖10C中亦可看出：如同圖10B中的情形，反作用力2A 與3A不再沿通過重力中心CG之線作用。其再次作用在可引 起作用於相對方向上的重力中心CG附近之至少部分地相 互偏移之力矩的方向上。因此，再次在重力中心CG附近産 生剩餘扭矩。該扭矩之量及方向視旋轉角度及連桿12〇、 13〇、140及160之幾何形狀而定。 在本發明之一例示性實施例中，枢軸連桿130與140均爲 γ英吋，基礎連桿160爲18英吋，且負載載運連桿12〇爲13 英吋（所量測的軸承150之中心之間的距離）。在㈣施例 中’藉由任一方向上最初的至少3度至5度的旋轉，剩餘扭 矩與旋轉測試頭m所要施加的扭矩相比报小。因此，就該 旋轉而言，測試頭處於大致失重的狀態。此外，剩餘扭矩 處於使得測試頭110恢復其標稱位置之方向上。換言之，若 賴頭m順時針方向旋轉多至3至5度，則會相反^産生= 打針方向上的剩餘扭矩。在許多應用巾，此爲吾人所要之 結果’即當移除所施加之旋轉力時，負载傾向於返回或彈 回其標稱位置。然而，超一 千… 、特疋點的進一步旋轉可引起 剩餘扭矩方向之反轉，因而導 離開m4 式碩110主動地繼續旋轉 離開“ ％位置。然而，對 对於對接應用而言，正負3至5度的

O:\90\90834.DOC -20- 1266056 柔性疑轉已足夠，且可容易地將止件添加至系統以防止進 一步旋轉。 正像圖1A-1D中所示之遠軸樞軸關節的情形，圖1〇Α·1〇Γ) 中所述之遂轴拖軸關節要求力2入與3Α沿足夠接近重力中 〜CG通過之線作用，以使得所産生之扭矩不足以克服摩 擦。一般很難爲此規袼建構實用系統。實用系統可包括辅 助的可调整的力之來源，例如可調整長度之彈簧或氣動裝 置（如（例如）國際專利申請案w〇 〇2/25292 Α2中所描述”以 提供平衡狀態。 因此，圖10A-10D圖解說明了具有類似於先前所述之遠軸 樞軸關節之性質的性質之遠軸樞軸關f卜相較於圖i a_id 中所說明之實施例，圖1〇A-1〇D之實施例可在旋轉負載時提 供剩餘扭矩，且亦可在旋轉負載時引起負載之重力中心的 略微移動。應注意··若在圖1A]D所示之關節中採用圓弧以 外的曲線，則可顯示類似性質。 的例示性實施例之側視透 圖11中展示本發明之另一實用 視圖。測試頭110旋轉地耦接至負載载運連桿12〇。可使用 纜線樞軸總成360來實現測試頭11()與負載載運連桿12〇之 號中描述了例示性纜線樞軸 間的㈣。因此’在此狀況中的負载爲測試頭㈣與瘦線樞 軸總成360之組合。在美國專利第5機州號及第5,請，謝 ’334專利描述單件 (single-piece)纜線樞轴，且，869專刹 寻利‘述裂環（Split_ring)纜 線樞軸。該裂環設計允許在不斷 斫開將測試頭連接至一箱體 (cabinet)的纜線之情況下，將測試頭附著至系統 負載載運 O:\90\90834.DOC -21- 1266056 連桿120耦接至下部樞軸連桿13〇與上部樞軸連桿14〇。下部 樞軸連桿130舆上部樞軸連桿14〇又耦接至基礎連桿16〇。下 口p及上部樞軸連桿130、140藉由樞軸軸承151旋轉地耦接至 負載載運及基礎連桿12〇、160。樞軸連桿13〇與14〇均爲“ 央吋，基礎連桿160爲18英吋，且負載載運連桿12〇爲13英 吋（所量測的軸承151之中心之間的距離）。這些尺寸與先前 例示性實施例中所述之尺寸相同；_，本實施例之行爲 與所描述之較早狀況的行爲基本相同。 將下邛（未在圖11中展示）及上部緩衝器18〇附著至基礎連 才干1 60。下部及上部緩衝器丨8〇之用途係限制下部樞軸連桿 130與上部樞軸連桿14〇可移動之運動範圍。提供此限制之 目的係防止測試頭11G自其標稱水平位置旋轉超過約正或 ^5度。因此，防止了測試頭110旋轉得如此遠以致於：會 &致剩餘扭矩之方向變成如此而使得剩餘扭矩傾向於驅動 測試頭離開如先前所述之標稱水平位置。 圖12爲圖11所不之另一例示性實施例之後視透視圖。由 圖12可以看出’其包括下部緩衝器18G。基礎連桿160與負 載載運連桿U0均爲c形且在同一側開口。如前所述，_ t軸總成360可爲裂環類型。於是，若測試頭⑽爲其繞線 ^其後部安裝表面延伸之_，則有可能在不自測試頭或 箱體中的任一去齡μ, & 少 断3、、見線之情況下將測試頭附著至定位器 糸統。此為—重要^ 旦 置要考ΐ，因爲斷開及重新連接纜線也許合 使測試頭製造商的擔 ^ ,、 的擔保作廢。其亦可在現場安裝過程中節 省相當大的勞力。五又益# ^ 口人預期亦可配合圖丨八之實施例來使用c

O:\90\90834.DOC -22- 1266056 形構件。 亦可在圖12中看出，固持塊148係附著至負載載運連桿 120之後部。軸（螺桿）146延伸穿過固持塊148。螺桿I"亦延 伸牙過扠平器機構（leveler mechanism)l44。再次參照圖 11，杈平器機構144突出穿過調整器托架17〇，使得螺桿146 終止於手柄142。調整器托架17〇剛性地附著至基礎連桿 160 〇 在圖13之透視圖中更清楚地展示固持塊148。其用途係固 持凋正螺母總成1 62(以下將描述）。固持塊丨48包括由調整螺 母蓋154來封閉的通道152。 圖14爲調整螺母總成162之透視圖。調整螺母總成162位 於固持塊148之内。調整螺母總成162由螺母163組成，其中 螺母163具有自其相對末端延伸之凸輪隨動件164。凸輪隨 動件164位於各自的通道152内。因此，藉由凸輪隨動件164 在通道152内來回運動，而使調整螺母總成ι62能夠在固持 塊148内來回運動。 圖15中展示校平器機構144之分解圖。在圖16A_16C中提 供該總成之橫截面。自圖15之底部開始，包括了固持塊 148。螺母163位於固持塊148内。凸輪隨動件164自163之相 對末端延伸。螺母163能夠隨著凸輪隨動件ι64在通道152内 之來回運動而在固持塊148内來回運動。通道152由調整螺 母蓋154來覆蓋。螺桿146具有階梯式直徑（stepped diameter)。螺桿146之下部部分有螺紋且具有相對大的直 徑。螺桿146之上部部分無螺紋且直徑較小。將軸承177配 O:\90\90834.DOC -23- 1266056 合在自一個直徑到另一直徑的階梯處之螺桿146上。藉由將 螺桿146之下部的螺紋末端嵌入螺紋孔165内而將螺桿146 附著至螺母163。環繞螺桿146設置外殼168。環繞螺桿146 配合壓縮彈簧172與174並藉由軸承177隔離該等壓縮彈 η。圓柱形外殼168具有一圓柱形膛，將包含螺桿丨46、彈 黃172與174及軸承177之子總成配合進該圓柱形膛内。軸承 177滑動地配合於該圓柱形膛内，使得能夠平滑地旋轉螺桿 146。彈簧172、174被固持於圓柱形外殼168内，同時螺桿 146延伸穿過兩個末端兩者。螺桿146之上部的無螺紋末端 延伸穿過調整器托架170中之開口。軸173進一步延伸穿過 附著至調整器托架170之表面的彈簧固定板176中之開口。 最後，藉由銷釘178將手柄142附著至軸構件173之頂部末 端。從而將彈簧172壓縮在軸承177與外殼168之下部末端之 間。將彈簧174壓縮在軸承177與彈簧固定板176之間。 現可描述校平器機構144之操作；其提供三個功能。第 一，其可提供以類似於圖4之系統中所示的位置調整機構之 方式的方式來調整負載位置。第二，藉由彈簧，其可提供 能夠在負載之重力中心附近産生力矩之力，以抵消由來自 樞軸連桿之並非恰好穿過重力中心作用的反作用力引起的 剩餘扭矩。第三，其可爲對接提供柔性。在操作中，可旋 轉手柄丨42,手柄142會旋轉螺桿146，而螺桿146接著會= 起螺母163沿螺桿146之螺紋部分向上或向下運動。因^螺 母163被固持於附著至負載載運連桿12〇之固持塊内，且 外殼168被固定至基礎連桿16〇，所以會引起負載旋轉。隨

O:\90\90834.DOC -24- 1266056 著藉由轉動螺桿146來旋轉倉 载，黃172、174之長度會適 應地改史，以使得在所達成之任何穩定位置中，其均會在 3亥位置處産生足以抵消剩餘扭矩的力矩。因此，操作者可 在'、、要㈣疋轉手柄142’以達成在所提供之運動範圍内的平 衡的所要;Μ冉位置。對其所施加之外部力可進一步柔性地 =轉負載。當施加了外部力時，彈簧l72、i74會回應地改 、夂長度’以允許負載旋轉。因爲該操作會導致彈箬在抗拒 所施加之力的方向上運動，且因爲藉由旋轉負载而產生的 剩餘扭矩，所以會產生一總扭矩，當移除外部力時，該總 扭矩將傾向於使負載返回至其標稱位置。 圖16A-16C展示使螺桿146處於螺母163内固定嵌入位置 處時三個負載位置中的校平器144之橫截面。換言之，螺桿 146未自一個橫截面被轉動至下一橫截面。圖μ描繪負載 位於標稱位置時的情形。軸承m大體上居中地沿外殼168 之長度m圖16B中，負載已旋轉，使得負載載運連桿 120及固持塊148上升。彈簧172已壓縮；彈簧μ已伸長； 軸承177已在外殼168内向上運動；且手柄142相對於托架 升。類似地，在圖16C中’負載已旋轉，使得負載載 運連桿120及固持塊148下降。彈簧172已伸長；彈箬已 壓縮；軸承177已在外殼168内向下運動；且手柄142相對於 托架170下降。 應注意，校平器機構144提供對測試頭11〇之旋轉運動的 限制。然而’就工業環境中可能意外地強加於測試頭HO上 之出乎意料的較大力而言，機構144是較易損毁的機構。因 O:\90\90834.DOC -25- 1266056 此，提供了堅固得多的緩衝器丨80，•可調整這些緩衝器丨8〇， 使仔其可在抵達校平器機構144所提供之運動界限之前的 短距離處阻止運動。 圖17A-17E提供展示當前所討論之實施例的5個不同組態 的側視圖。 圖17A之側視圖展示調整至標稱水平位置的測試頭丨丨〇。 此對應於圖16A中所展示之校平器機構144的視圖。 在圖17B中，外部施加的力（未圖示）已使得測試頭}丨〇反 時針方向旋轉了幾度。圖16B中所展示之校平器機構144之 組恶對應於圖17B中所展示之測試頭11〇之側視圖。即，彈 簧172、174之長度（展示於圖16B中）已改變，且螺桿146已 相對於外殼168向上運動，以提供測試頭】1〇相應於外部力 而運動所必需之順應性。 類似地，在圖17C中，外部施加的力（未圖示）已使得測試 頭110順時針方向旋轉了幾度。圖16C中所展示之校平器機 構144之組態對應於圖17C中所展示之測試頭ιι〇之側視 圖。即，類似於先前組態，彈簧172、174之長度（展示於圖 16C中）已改變，且螺桿146已相對於外殼168向下運動，以 提供測試頭110回應於外部力而運動所必需之順應性。 在圖17D中，藉由操作手柄142已使測試頭11〇自其在圖 17A中之水平位置反時針方向旋轉了幾度。即，已在導致固 持塊148相對於其在圖17A中所示之位置向上運動的方向上 旋轉手柄142(且因此螺桿146)。隨著固持塊148向上運動， 負載載運連桿120隨其向上運動。此外，隨著負載載運連桿 O:\90\90834.DOC •26- 1266056 120向上運動’下部樞軸連桿i3Q與上部樞 相較於圖17A之順時針方向的位置。因此，如二二 測試頭uo相對於圖17A中所示之位置反時針二= 斤。不， 在圖17C中’藉由操作手柄142已使測 ° = 17A中之水平位置順時針方向旋轉了幾度。即，已在使= 圖17A中所示之固持塊148位置向下運動于的 =疋轉手柄142(且因此螺桿⑷)。隨著固持塊148相對 於累桿U6向下運動’下部樞軸連桿⑽與上部樞 相對於圖ΠΑ所示之位置反時針方向旋轉。亦如圖所示，此 導致測試頭m在相對於圖17A中所示之測試頭⑽的方位 而在順時針方向運動。 亦如圖m及17D所示，隨著固持塊148向上運動，螺桿 146亦運動至相對於在圖nA中所示之固持塊⑷内之其位 置的右邊。類似地，亦如圖17C及17E所示，隨著固持塊⑷ 向下運動，螺桿146亦運動至相對於在圖17A中所示之固持 塊148内之其位置的左邊。此係螺母163必須能夠在固持塊 148内運動的原因（即，此爲凸輪隨動件164能在通道152内 自由運動的原因）。 圖19爲包含結合圖11至17£描述的本發明之例示性實施 例的測4*頭疋位系統之透視圖。如已在本文中描述，測試 頭110係附著至負載載運連桿12〇。在此狀況中，負载載運 連杯120係耦接至纜線樞軸總成36〇，在上述美國專利中對 其進行了更清楚地描述。纜線樞軸總成36〇(包含一中空環) 支撐測試頭110。在負載載運連桿12〇後面的是下部樞軸連

O:\90\90834.DOC -27- 1266056 桿130(未圖示）及上部樞軸連桿14〇。下部樞軸連桿uo及上 部樞軸連桿140耦接至連桿16〇。四個連桿12〇、13〇、14〇、 160提供一允許測試頭11〇圍繞一水平軸（"翻轉軸（tumbie axis))旋轉或翻轉的遠軸枢軸關節。纜線樞軸總成％〇提供 圍繞一正交於翻轉軸且通過纜線枢軸機構之中心的軸之測 試頭旋轉。可移除纜線樞軸總成36〇之一部分，使得無需斷 開及重新連接其纜線即可安裝測試頭。因此，纜線穿過 纜線枢軸總成360之中空中部。吾人預期亦可與圖^之實施 :配合使用該組態。連桿16〇接著耦接至定位器系統的剩餘 設備，其必須提供額外的四個運動自由度。在圖19之系統 中’如美國專利第4,588,346號中所描述具有三個垂直旋轉 軸之機構190卜可提供水平㈣之兩個線性運動自由度⑺ 外及侧向）外加圍繞-垂直軸之第三旋轉自由度。線性垂直 運動爲第/、自由度’其由結合適當線性軸承⑽6之附著至 垂直柱狀物19Π)之線性執道19G5來提供。因此，具有6個運 動自由度之測試頭運動是可能的。 一因此’已描述了遠軸樞軸關節（或腕部關節）之兩個實用 貫施例。第-個爲展示於圖4之分解圖中之類型，且第二個 爲圖解說明於_及圖12中之類型。冑了方便起見，將第 一類型之遠軸樞軸關節稱爲"滑動”類型，且將第二類型之 遠軸樞軸關節稱爲，，連桿"類型。兩種類型均按照相同的通 用原則來操作，以提供圍繞—水平軸之負載之平衡旋轉。 坪言之，可動結構以如此方式來支撐負載，使得至少在一 標稱位置，負載之重力中心附近的力矩總和爲零。可動結

O:\90\90834.DOC -28- 1266056 構包含在空間中相對固定之零件、及可相對於該等固定裳 件而運動之支樓零件。可動零件與岐零件之間的接= 域均位於包含水平旋轉軸之垂直平面的一側上。因此，p 將本發明t滑動及連桿式樣的實施例兩者均稱爲平衡遠^ 圖19中之系統採用一個平衡遠軸樞軸關節。如前所述， 一單獨機構會提供圍繞一遠離該機構之垂直軸的負载^旋 轉。然而，該機構同時提供並允許水平面内的兩個運動= 由度。在某些應用中，定位系統中需要具有用於各個運動 轴的單獨機構，以便可獨立地操作各個運動，同時其它所 有機構保持固定。 或者可使用遠軸樞軸關節來提供圍繞一垂直軸的旋轉。 儘管此沒有利用關節之圍繞一水平軸支撐負載的能力，但 其確實提供了允許負載圍繞一遠離該關節之垂直軸旋轉的 優勢。另外，可在一個系統中有利地組合兩個遠軸樞軸關 節，以提供圍繞兩個軸的負載之旋轉。在圖2〇至圖23中圖 解說明四種可能的組合，以下將對其進行描述。 在圖20中’已修改兩個滑動類型之遠軸樞軸關節3〇〇h及 300V，以提供遠軸水平旋轉及遠軸垂直旋轉（注意：將字母 Η及V附加至參考數字’以區別兩個單元上之類似組件）。除 了已移除圓柱體7a，樞軸關節300Η與圖4中之樞軸關節相 同。如前所述，關節300H提供對負載之平衡支撐及圍繞一 水平軸（俯仰軸）之平衡的負載旋轉。負載（未圖示）可如前所 述地附著至安裝板6丨，且藉此提供圍繞第二軸（翻滾軸）之旋

O:\90\90834.DOC -29- 1266056 轉應注w ·田舍生圍繞俯仰轴之旋轉時，翻滾轴會相對 於^平傾斜。遠軸樞軸關節300V正交於關節3〇〇11而定向。 /、提供圍繞-垂直軸（偏轉軸（yaw axis》之旋轉。關節3刪 之女裝板7bH(未圖示）剛性地附著至關節3〇〇v之腕部外殼 11V;此將兩個關節之各自的旋轉軸之間的角度保持恒定。 當然’在此狀況中，軸是正交的，一個垂直且一個水平。 可：任何便利的方式來將關節3〇〇v之安裝板、(未圖示) 附著至基底或疋位器之剩餘部分。旋轉旋鈕V提供圍繞一 垂直偏轉㈣手動負載調整’且旋轉旋㈣Η提供圍繞一水 平俯仰軸的手動調整。因此，圖2q之機構可提供三個旋轉 自由f。每-軸均可獨立旋轉，同時其它兩軸保持固定。 所有這三個㈣可無關於任何可能併人整個定位器系統中 的其它運動自由度而操作。 圖21圖解λ明利料個連桿類型之遠軸樞軸關節31〇h及 3 1 〇V來刀別提供遠端且獨立的俯仰軸及偏轉軸旋轉。除 了採用連桿類型之關節來代替滑動類型之關節，該概念類 似於圖20之概念。在圖21中，將偏轉軸關節3贈之負載載 運連桿12糊時用作俯仰軸關節31GH之基礎連桿160H。同 樣也在此狀;兄中’如同先前針對圖丨丨至圖1靖討論的情 形，可藉由繞線樞軸總成360來將負載（未圖示）附著至關節 3應之負載載運連桿丨麵。將負載板π附著至線極轴 则士之曰旋轉構件。可將最終負載（未圖示）附著至安裝桿375， 女衣杯375固疋至負載板372。因此，如圖20中，整個機構 爲負載供二個旌鐘自山# 4+ , ^ 疋褥自由度，其中母一旋轉運動均可無關

O:\90\90834.DOC -30- 1266056 於整個定位器系統中的任何其它運動自由度而實現。調整 機構144H與144V可類似於針對圖15所描述的調整機構。藉 由轉動手柄142H機構144H可提供圍繞水平軸之旋轉的手 動調整，且其包括如前所述之彈簧以提供平衡及柔性。藉 由轉動手柄142V機構144V可提供圍繞垂直軸之旋轉的手 動調整，且其包括如前所述之彈簣以提供柔性。在圖以之 組悲中，自負載延伸至另一設備的纜線可穿過纜線樞軸總 成及連桿120H、160H/120V、及160V中之開口。 當然，可以藉由將單個滑動關節與單個連桿關節組合來 達成類似結果。圖22及圖23圖解說明了可實現該組合之兩 種方式。在圖22中，可將提供圍繞一垂直偏轉轴之旋轉的 腕部關節3〇(^接至基底歧位器系統。剛性附著至滑動 關節300V之腕部外殼uv(未圖示）的是連桿_節3贿。連桿 關節310H提供圍繞—水平俯仰軸之旋轉。連桿關節3腕支 I纜線枢軸總成360,、纜線樞軸總成36()接著藉由板372及安 裝桿375純至負冑。除了滑動關節與連桿關節之位置颠 ，’圖23在概念上類似於圖22。因此’將連桿關節聰附 者至基底且該連桿關節聊提供圍繞—垂直偏轉轴的旋 轉。滑動關節300H由連桿關節31〇v支撐且可提供圍繞一水 平㈣軸之旋轉。滾動板63與安裝板61容許附著負载（未圖 不）且谷許其圍繞第三翻滾軸旋轉，如前所述。 圖2〇至圖23中之機構均具有—定向成可提供垂直旋轉之 =軸樞軸關節，該遠軸樞轴關節附著至定位器且支擇一可 提供水平旋轉之第二遠轴樞軸關節。可以看出··藉由對關

O:\90\90834.DOC -31 - 1266056 即的乂種排序，將始終可無關於個別關節之狀態或位置來 執订圍繞垂直軸及水平轴之旋轉。亦可以基本上藉由將這 成疑轉9〇度，來顛倒該順序並使提供水平旋轉之關節 附著至疋位器且支撐第二關節。然而，在該組態中，第二 ::即提供圍繞一軸之旋轉，其中該軸會隨著第一關節之狀 態或位置變化而自垂直變化地傾斜。在某些應用中可證實 此係有用的。 、 t s將序夕疋位器設計成允許對接至所有類型的週邊裝 置，但疋亦可將其它定位器設計成較佳允許與一種特定類 型之週邊裝置對接。例如，若將一系統設計成與晶圓探測 器對接，則測試頭將總是朝下以對接，且提供圍繞一通過 測試中裝置之介面中心的垂直抽之柔性旋轉十分重要。在 此狀況中，較佳使用諸如圖20或圖22之組態中的滑動類型 樞軸關節，因爲其可提供圍繞一在空間中固定之軸的旋 轉。然而’在與垂直平面之封裝處理器對接的狀況中，吾 人希望圍繞-通過dut介面中心之水平軸的柔性旋轉。在該 實例中，較佳爲諸如圖21式 口 1或圖23之其中滑動類型之關節定 向成圍繞一水平軸旋轉之組態。 此外’已將翻滾軸耦接展示爲最終耦接至負载，且已注 意到翻滾軸根據其它關節之狀態及位置而自水平傾斜。在 某些應用中’可需要改變轉接順序，以使得翻滾軸單元置 於兩個遠軸枢軸關節之間，或使得翻滚軸直接輕接至定位 器並支撑剩餘闕節。簡而言之，本發明不受關節之排序限 制。

O:\90\90834.DOC -32- 1266056 >儘官本文根據特定實施例說明並描述本發明，但本發明 無意於受到所示細節之限制。相反地，可在申請專利範圍 等價物之範脅及範圍内不f離本發明地對該等細節進行各 種修正。 【圖式簡單說明】. 圖1A爲展示根據本發明一例示性實施例之測試頭之各個 方位及測試頭定位器之一部分的側視圖。 圖1B-1D爲本發明之例示性實施例之各自的側視圖，其展 不圖1A中所示之各種方位之測試頭，且另外展示作用於測 試頭上之力。 圖2A-2C爲根據本發明一例示性實施例之附著至測試頭 操縱器之在各種方位中的測試頭之側視圖。 圖3爲圖2A_2C之附著至定位器系統之測試頭的透視圖。 圖4爲在圖3之系統中所使用的操縱器關節之分解圖。 圖5爲包含在操縱器關節内之導向板及安裝板之透視圖。 圖6爲展示圖5之導向板及安裝板之透視圖，其亦展示支 承板及相關機械物品。 圖7爲外殼之透視圖。 圖8A爲外殼之俯視圖。 圖8B爲外殼之正視剖面圖。 圖8C爲圖8B之一部分的放大圖。 圖9爲展不凸輪如何。齒合導向板内之軌道的剖示圖。 圖10Α爲根據本發明之另一例示性實施例的測試頭之側 視圖。 O:\9O\90834.DOC -33- !266〇56 圖1 OB及圖i〇c圖解說明各種方位的圖1〇A之測試頭。 圖10D爲圖解說明圖丨〇a之測試頭之旋轉如何引起測試 頭的重力中心移動的簡圖。 圖11爲根據本發明該另一例示性實施例之測試頭及定位 器系統之透視圖。 圖12爲圖11所示之測試頭及定位器系統之另一透視圖。 圖13爲與圖11及圖12中所示之例示性實施例配合使用之 固持塊之透視圖。 圖14爲與圖12及圖13中所示之例示性實施例配合使用之 調整螺母總成之透視圖。 圖15爲根據圖π及圖12所示之例示性實施例來使用之校 平器機構之分解圖。 圖16A-16C圖解說明各種方位之圖15之校平器機構。 圖17A-17E爲圖11及圖12中所示之測試頭及定位器系統 之侧視圖，其中測試頭與關節處於各自不同的組態。 圖18爲展示根據圖2A-2C、圖3及圖4中所示之例示性實施 例之滾動鎖定板及測試頭安裝板之透視圖。 圖19爲圖解說明圖10A-10D、圖11-16及圖i7A_17D之另 一例示性實施例之透視圖，且其另外展示如何結合定位哭 系統來使用上述圖式中所示之結構。 圖20、圖21、圖22及圖23爲合併兩個遠軸樞軸關節以提 供兩個旋轉軸之四個組態的透視圖。 圖24A-24D爲展示先前技術之搖架内之測試頭之先前技 術的視圖。 〇：\90\90834.DOC -34- 1266056 【圖式代表符號說明】 1 I a 3 4 5 5a 6 7a 7b 9a、9b

II

11V 12 14 17 18a、18b 19 20、20H、20V 21 22 23 26、27 28 鎖定螺栓 開口 扳手 軸止動器 腕部轴 螺釘 止推軸承 圓柱體 安裝板 導向板 腕部外殼 腕部外殼 手柄止件 間隔片 調整螺母 通道覆蓋物（調整螺母蓋） 托架（彈簧錨定塊） 旋钮 螺桿 調整螺桿 支承板 附著螺釘 安裝螺釘 O:\90\90834.DOC -35- 1266056 29 附著螺 釘 31 螺栓 34 螺母 36 墊圈 39a > 39b 凸輪隨 動件 40a、 40b > 40c、 .40d 執道滚動總成 41 墊片 48a 平面墊 圈 50 銷釘 61 測試頭安裝板 63 滾動鎖 定板 65 鎖定槽 67a、 67b 柱 68a、 68b 柱末端 69a 開口 70a、 70b、 71a、 71b 切口 75 開口 80a、 80c 切口 110 測試頭 115 定位器 120 負載載 運連桿 120H 、120V 負載載 運連桿 121a 内弧 121b 外孤 O:\90\90834.DOC -36- 1266056 125 基底 128a、128b 凸輪隨動件 130 樞軸連桿 140 樞軸連桿 142、142H、142V 手柄 144 校平器機構 144H、144V 調整機構 146 螺桿 148 固持塊 150 > 151 車由承 152 通道 154 調整螺母蓋 160、160H、160V 基礎連桿 162 調整螺母總成 163 螺母 164 凸輪隨動件 165 螺紋孔 168 外殼 170 托架 172 、 174 彈簧 176 彈簧固定板 177 軸承 178 銷釘 180 緩衝器 O:\90\90834.DOC -37- 1266056 200 搖架 250 旋轉軸 300 腕部關節 300H ^ 300V 滑動關節 305 空樞總成 310H、310V 連桿關節 350 開口 351 、 352 通道 360 繞線樞軸總成 372 負載板 375 安裝桿 901a、901b 參照線 903a、903b 參照線 1901 機構 1905 線性執道 1906 線性軸承 1910 柱狀物 2A、3A、2B、3B 反作用力 CG 重力中心 O:\90\90834.DOC - 38 -

Claims (1)

1. Ι266&5®ι〇ι86〇號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(95年7月）彳ρ γ 拾、申請專利範園·· 1· 一種用於支撐一負載之設備，其包含·· 一耦接至該負載且可隨該.負載運動之樞軸設備； 一相對於該樞軸設備而固定不動之基底； 介於該樞軸設備與該基底之間的至少兩個支撐區域， 其中在该專兩個支撐區域處存在各自反向之力的分量； §亥等兩個支撐區域沿至少一彎曲路徑運動，以傾斜該 負載；及 該等兩個支撐區域於一方向運動並引起該負載之一區 域於一前述方向之相反方向上運動。 2·如申請專利範圍第1項之用於支撐一負載之設備，其中該 樞軸設備包含位於該等兩個支撐區域處之圓形構件，該 等圓形構件沿該彎曲路徑運動，以傾斜該負載。 3·如申請專利範圍第1項之用於支撐一負載之設備，其中該 樞軸設備包含至少一個構件，該等兩個支撐區域位於該 至少一個構件處，該樞軸設備沿相對於該負載而凹入的 彎曲路徑運動。 4. 如申請專利範圍^項之用於支撑—負載之設備，其中該 彎曲路徑定向於一垂直平面内’且設置該樞軸設備，使 得該樞軸設備沿該彎曲路徑之向上運動會導致與該負載 之面向該彎曲路徑的一表面相對的該負載之另一表面向 下傾斜。 载之没備’設置該 路徑之運動會導致 5.如申請專利範圍第1項之用於支撐一負 樞軸設備，使得該樞軸設備沿該彎曲 O:\90\90834-950707.DOC Α 1266056 該負載繞-大致上與該負載之—重力中心相交之轴而傾 斜。 、 6. 如申請專㈣圍第㈣之用於支撐一負載之設備’其進一 步包含一剛性耦接至該基底之軸構件，該軸構件耦接至 忒樞軸设備，當該軸構件控制該樞軸設備沿該彎曲路徑 之運動時，該樞軸設備可沿該軸構件運動。 7. 如申請專利ϋ圍第i項之用於支樓一負載之設備，其進一 步包含-用於使該負_繞—正交於另—轴之轴旋轉的 滾動鎖定板，其中該負載繞該另一軸而傾斜。 8. 如申請專利範圍第i項之用於支撲一負載之設倩，其進一 步包含一介於該樞軸設備與該基底之間的連桿，該連桿 具有-位於該基底處之第一樞軸點及一位於該樞軸設： 處之第二枢軸點’該連桿隨著該負載傾斜而旋轉朝向該 基底或旋轉離開該基底。 9. 如申請專利範圍第8項之用於支撐—負载之設備，立中咳 第二柩軸點與該等支撐區域中的一個區域重合。' / 10. 如中請專利範圍第8項之詩支撐—貞載之設備，其進一 步包含介於該樞軸設備與該基底之間的另—連桿，該另 -連桿具有-位於該基底處之第三樞軸點及一位於：枢 軸設備處之第四樞轴點，該另—連桿隨著該負載傾斜而 旋轉朝向該基底或旋轉離開該基底。 比如申請專利範圍第10項之用於支擇_負載之設備，立中 該第二柩軸點與該等支樓區域中的另—個區域重合。' 12.如申請專利範圍第10項之用於支撐— O:\90\90834-950707.DOC _ 2 、早人 口又两’具〒 1266056

   7¾ 該第二樞軸點與該第四樞軸點圍繞平行軸旋轉。 13 ·如申請專利範圍第1項之用於支撐一負載之設備，其進一 步包含： 一耦接至第二基底之第二樞轴設備； 一相對於該第二樞轴設備而固定不動之第二基底； 介於該第二樞軸設備與該第二基底之間的至少兩個另 外支撐區域，其中在該等兩個另外支撐區域處存在各自 反向之力的分量； 該等兩個另外支撐區域沿至少另一彎曲路徑運動，以 傾斜該負載。 14·如申請專利範圍第1項之用於支撐一負載之設備，其進一 步包含一中空環，該中空環可旋轉以使得該負載圍繞一 正交於另一軸之軸旋轉，其中該負載繞該另一軸傾斜。 15·如申請專利範圍第14項之用於支撐一負載之設備，其中 該中空環之一部分可移除。 16.如申請專利範圍第15項之用於支撐一負載之設備，其中 一纜線位於該環内。

   之開口。

   一纜線位於該開口内。 19. 一種用於移動一負載之方法，其包含 法，其包含：

   定不動；及 1266056 藉由以下方式使該負載傾斜： 使介於該樞轴設備與該基底之間的至少兩個支擇區域 於-方向並沿至少一f曲路徑運動，同時在該等兩個支 撐區域處存在各自反向之力的分量；及 引起該負載之-區域於一前述方向之相反方向上運 動。 20.如申請專利範圍第19項之用於移動—負載之方法，其中 在該等兩個支撐區域處之圓形構件沿該彎曲路徑運動， 以傾斜該負載。 21·如申請專利範圍第丨9項 ⑺％移動一負載之方法，其中 在該等兩個支撐區域處之至少-構件沿該彎曲路徑運 動，以傾斜該負載。 22. 如申請專利範圍第19項之用於移動一負載之方法，其中 該f曲路徑相對於該負載凹入。 23. 如申請專利範圍第19項之用於移動—負載之方法，其中 該彎曲路徑定向於—φ亩來 5直千面内，且其中該等兩個支撐 區域沿該弯曲路徑向上運動，使得與該負載之面向該彎 ::徑之一表面相對的該負載之另一表面向下傾斜。 申請專利範圍第19項之用於移動-負載之方法，其中 =專兩個支撐區域沿該彎曲特之運動導致該負載繞一 致上與該負載之一重力中心相交之㈣斜。 Μ申請專利範圍第19項之用於移動-負載之方法，其進 步包含使該樞軸設備沿_輪構件運動之步驟，其中該 ___.DC)C牛耗接至3樞車由叹^且其剛性地轉接至該基底，使 1266056 打年fi 7日修(更)正替換頁 ， 得該軸構件可控制該樞軸設備沿該彎曲路徑之運動。 26. 如申請專利範圍第19項之用於移動一負載之方法，其進 一步包含使該負載圍繞一正交於另一軸之軸旋轉之步 驟，其中該負載繞該另一軸而傾斜。 27. 如申請專利範圍第19項之用於移動一負載之方法，其中 一連桿位於該樞軸設備與該基底之間，該連桿具有一位 於該基底處之第-柜軸點&一位於該柩抽設備處之第二 樞軸點，該連桿隨著該負載傾斜而旋_向該基底或旋 轉離開該基底。 28.如:請專利範圍第27項之用於移動一負載之方法，其中 該第一樞軸點與該等支撑區域中的_個區域重合。 A如申請專利範圍第27項之用於移動一負載之方：，其中 另一連桿位於該樞軸設備與該基底之間，該另一連桿具 有-位於該基底處之第三樞軸點及_位於該樞軸設備處 之第四樞軸點，該另-連桿隨著該負載傾斜而旋轉朝向 該基底或旋轉離開該基底。 30·如申請專利範圍第29項之用於移動—負載之方法，其中 該第二樞軸點與該等支撐區域中的另一個區域重合。 31.如:請專利範圍第29項之用於移動一負載之方法，其中 „亥第一樞軸點與該第四樞軸點圍繞平行軸旋轉。 32·如申：專利範圍第19項之用於移動一負載之方法，其中 一第二樞軸設備耦接至一第二基底； 丞底相對於該第二樞軸設備而固定不動； 兩個另外支撐區域介於該第二樞軸設備與該第 -5 - ^ 換ϊί 在各自反向之力 量； 1266056 基底之間；及 在該等兩個另外支撐區域處存 該等兩個另外支撐區域沿 ^ ^ ^ ^ 傾斜該負栽。 夕另一、考曲路徑運動 33·如申請專利範圍第19項之用於移動_負載之方法， 使一中空環旋轉，以便使該負載圍繞一正交於另一 軸旋轉，其中該負載繞該另一軸而傾斜。 34·如申請專利範圍第33項之用於移動一負載之方法， 一步包括移除該中空環之一部分的步驟。 35·如申請專利範圍第34項之用於移動一負載之方法， 一步包括將一纜線設置在該環内之步驟。 36·如申請專利範圍第19項之用於移動一負載之方法， 一步包括設置一纜線使其穿過該基底内之—開口 驟’該基底呈c形，該開口自該基底之一侧面延伸 的分 ，以 其中 輛之 其進 其進 其進 的步 O:\90\90834-950707.DOC -6- 1266056 第093101860號專利申請案 中文專利圖式替換頁（95年7月）