TWI695447B - 運送設備 - Google Patents

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TWI695447B
TWI695447B TW103139220A TW103139220A TWI695447B TW I695447 B TWI695447 B TW I695447B TW 103139220 A TW103139220 A TW 103139220A TW 103139220 A TW103139220 A TW 103139220A TW I695447 B TWI695447 B TW I695447B
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傑羅 摩拉
馬休 柯迪
阿里色吉爾 基士德
布萊登 岡
里歐納德 利利斯坦
傑夫 巴拉耐
瑞薩 賽德派瑞
傑亞拉曼 克利許納斯美
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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；至少一密封隔板，係組構成隔離被隔離環境；以及至少一感測器，其包括連接到外殼之磁力感測器構件、連接到至少一轉子之至少一感測器軌道，其中，至少一密封隔板係配置在磁力感測器構件與至少一感測器軌道之間並且隔開它們，使得至少一感測器軌道係配置在隔離環境中，且磁力感測器構件係配置在隔離環境外。

Description

運送設備
例示實施例一般係相關於位置回授，尤其是用於密封機器人驅動之位置回授。
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，例如將永久磁鐵電動機或可變磁阻電動機用於位置感測用的致動及光學編碼器之現存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”)將電動機轉子與對應的電動機定子隔離。罐頭密封通常使用位在給定電動機致動器的轉子與定子之間的非磁真空隔離牆。結果，可將定子完全位在密封環境外面。如此在諸如用於半導體應用之真空機器人驅動等應用中能夠是大體上乾淨及可靠的電動機致動實施。然而，感測器或編碼器可包括會位在密封環境內之電子組件，其中 電子組件可能是可能的污染源及密封環境使電子組件遭受腐蝕。如所瞭解一般，密封環境內的電子組件需要緊密密封的連接器，使得電線或其他訊號攜帶媒介可經過隔離牆。如所瞭解一般，這些緊密密封的連接器可能是可能的漏洩源。另外，在光學感測器之事例中，污染或微粒可沈積在回授軌道上(或刻度尺)並且可能導致訊號劣化及感測器故障。在其他態樣中，可設置經由此操作感測器之視窗，但是這些視窗亦可能是漏洩的來源。
在隔離或密封環境與密封環境外的環境之間具有經由隔離牆可操作之位置回授系統是有利的，使得上述問題能夠被解決。
WG‧‧‧牆間隙
FC1‧‧‧磁通集中器
FC2‧‧‧磁通集中器
PIC‧‧‧拾取特徵
BR‧‧‧電橋構件
BR’‧‧‧電橋構件
CR1‧‧‧空氣隙
CR2‧‧‧空氣隙
CR3‧‧‧空氣隙
VR‧‧‧空氣隙
PM‧‧‧處理模組
P‧‧‧間距
11000‧‧‧大氣前端
11005‧‧‧裝載口模組
11010‧‧‧真空裝載鎖
11013‧‧‧運送機器人
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
410‧‧‧處理工具
412‧‧‧工作件入口/出口站
416‧‧‧線性運送室
100‧‧‧基板運送設備
100D‧‧‧磁阻驅動器
101‧‧‧外轉子
102‧‧‧內轉子
103‧‧‧隔離牆
104‧‧‧機器人手臂
104E1‧‧‧端受動器
104E2‧‧‧端受動器
104U1‧‧‧上手臂
104U1’‧‧‧上手臂
104U2‧‧‧上手臂
104U2”‧‧‧上手臂
190‧‧‧動作控制器
200‧‧‧運送設備驅動器
200’‧‧‧運送設備驅動器
200H‧‧‧驅動器外殼
200B‧‧‧軸承
201‧‧‧驅動軸
202‧‧‧編碼器軌道
202S11‧‧‧軌道
202S21‧‧‧軌道
202S31‧‧‧軌道
202S‧‧‧刻度尺
202S1‧‧‧主刻度尺
202S2‧‧‧游標刻度尺
202S3‧‧‧區段刻度尺
202SE‧‧‧鐵磁特徵
203‧‧‧感測器
203’‧‧‧感測器
203”‧‧‧感測器
203'''‧‧‧感測器
203H‧‧‧感測構件
203H’‧‧‧梯度計感測構件
203H”‧‧‧梯度計感測構件
204‧‧‧隔離牆
206‧‧‧電動機
206S‧‧‧定子
206R‧‧‧轉子
208‧‧‧手臂
210‧‧‧驅動軸
216‧‧‧電動機
216S‧‧‧定子
216R‧‧‧轉子
300‧‧‧磁力源
310‧‧‧印刷電路板
501‧‧‧訊號條件化單元
502‧‧‧資料取樣單元
503‧‧‧解碼單元
503H‧‧‧感測構件
503H1‧‧‧感測構件
503H2‧‧‧感測構件
503H3‧‧‧感測構件
504‧‧‧廣播單元
505‧‧‧控制及同步化單元
505A‧‧‧類比對數位轉換器模組
505B‧‧‧絕對位置解碼模組
505C‧‧‧感測器滯後補償模組
505D‧‧‧溫度補償模組
505E‧‧‧類比對數位轉換器模組
505F‧‧‧類比對數位轉換器模組
505G‧‧‧自動軌道對準校準模組
505H‧‧‧輸出協定模組
505I‧‧‧自動振幅、偏移及相位校準模組
505M‧‧‧記憶體
506‧‧‧錯誤補償單元
507‧‧‧解碼單元
520‧‧‧溫度感測器
600‧‧‧線圈
630‧‧‧層
631‧‧‧層
632‧‧‧層
633‧‧‧層
634‧‧‧層
635‧‧‧層
803H‧‧‧感測構件
810‧‧‧感測器空氣隙
820‧‧‧鐵磁電路構件
822‧‧‧第一腳
823‧‧‧第一延伸構件
824‧‧‧第二延伸構件
825‧‧‧第二腳
830‧‧‧感測器軌道空氣隙
901‧‧‧鐵磁橋接電路
905‧‧‧感測器空氣隙
910‧‧‧第一鐵磁電路構件
910’‧‧‧鐵磁電路構件
911‧‧‧第二鐵磁電路構件
911’‧‧‧鐵磁電路構件
1101‧‧‧鐵磁電路構件
1102‧‧‧鐵磁電路構件
1103‧‧‧鐵磁電路構件
連同附圖，在下面說明書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為結合所揭示的實施例之態樣的處理設備之概要圖；圖2A-2D為根據所揭示的實施例之態樣的運送設備之部位的概要圖，及圖2E-2F分別為進一步圖解特徵之橫剖面立體圖及放大橫剖面圖；圖3為根據所揭示的實施例之態樣的位置感測器之一部位的概要圖；圖4A及4B為根據所揭示的實施例之態樣的感測器之部位的概要圖；圖5及5A為根據所揭示的實施例之態樣的感測器之概要圖；圖5B為根據所揭示的實施例之態樣之流程圖；圖5C為根據所揭示的實施例之態樣的感測器之一部位的概要圖；圖6A及6C為根據所揭示的實施例之態樣的感測器之一部位的概要圖，及圖6B為根據所揭示的實施例之態樣的位置解碼演算法圖；圖7A-7D為根據所揭示的實施例之態樣的感測器之一部位的概要圖；圖8A及8B為根據所揭示的實施例之態樣的感測器之一部位的概要圖；圖9A-9C為根據所揭示的實施例之態樣的感測器之一部位的概要圖；圖9D為根據所揭示的實施例之態樣的例示感測器輸出圖；圖10A-10D為根據所揭示的實施例之態樣的感測器之一部位的概要圖；以及圖11為根據所揭示的實施例之態樣的感測器之概要圖。
【發明內容與實施方式】
參考圖1A-1D，圖示有基板處理設備或併入如此處將進一步揭示之所揭示的實施例之態樣的工具之概要圖。雖 然將參考圖式說明所揭示的實施例之態樣，但是應明白，所揭示的實施例之態樣可以許多形式來體現。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來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日所出版之美國專利號碼8,398,355標題為“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標題為“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，裝載口模組可被組構作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模組併入前端11000。裝載口模組11005可被組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通常包括任何適當運送機器人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運送。
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)、金屬線結合及蒸發等，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可具有一或更多個運送室模組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)，或者毗連的運送室模組(類似於模組18i)可被組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可有空隙地位在轉移室模組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，利用模組18i中之手臂26i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，具有靜止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，毗連運送室模組的運送手臂可直接從一運送手臂的端受動器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)中說明具有與圖1D所描劃之處理設備類似的一般特徵之處理工具的適當例子。
現在參考圖2A，圖解運送設備驅動器200的一部分之概要圖。運送驅動器可用於任何適當大氣或真空機器人運送，諸如上述者等。驅動器可包括驅動器外殼200H， 其具有至少一驅動軸201至少局部配置在其內。雖然在圖2A中圖解一驅動軸，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201可以任何適當方式機械式懸掛或帶磁性地懸掛在外殼200H內。在此態樣中，驅動軸係以任何適當軸承200B懸掛在外殼內，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標題為“具有磁力心軸軸承的機器人驅動器”(此處併入其全文做為參考)中所說明之方式，將驅動軸可帶磁性地懸掛(如、自我軸承驅動器)。驅動器200的各個驅動軸係可藉由各自電動機206來驅動，其中，各個電動機包括定子206S及轉子206R。圖式中所描劃之例示實施例具有所謂的轉動驅動器組態者，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。如可瞭解一般，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，此處所說明之驅動電動機可以是永久磁鐵電動機、可變磁阻電動機(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電動機。將定子206S至少局部固定在外殼內，及可以任何適當方式將轉子206R固定到各自驅動軸201。在一態樣中，經由例用隔離牆或障壁，定子206S可位在密封隔絕機器人手臂208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、標題為“密封機器人驅動”(此處併入其全文做為參考且在下面更詳細說明)中所說明之方式，轉子206R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/或感測器之間與機器人驅動器的對應固定部件及/或感測器之間。
亦參考圖2B，實質上類似於驅動器200之運送設備驅動器200’被圖解成具有有著兩驅動軸201、210之同軸驅動軸配置。在此態樣中，驅動軸201係由電動機206(具有定子206S及轉子206R)所驅動，同時軸210係由電動機216(具有定子216S及轉子216R)所驅動。此處，電動機被圖示成堆疊配置(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，電動機206、216可具有任何適當配置，諸如並排或同中心配置等。例如，參考圖2D，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”式樣機器人驅動器組態，其中以實質上類似於2011年8月30日所出版之美國專利號碼8,008,884標題為“具有整合至室牆的電動機之基板處理設備”及2012年10月9日所出版之美國專利號碼8,283,813標題為“具有磁力心軸軸承的機器人驅動器”(此處併入其全文做為參考)中所說明之方式，電 動機係同中心地套疊在彼此內。基板運送設備100可包括具有一或更多個定子及對應的轉子之磁阻驅動器100D(在此態樣中，其包括外轉子101及內轉子102)。依據任何適當磁阻電動機原理，經由圍牆或隔離牆103，轉子101、102係可由其各自定子來致動。需注意的是，由於例如比較大的轉子直徑及高力矩性能，相對於用於高/重酬載應用的諧波驅動器機器人的另一選擇，鬆餅式樣驅動器組態可提供直接驅動。在其他態樣中，任何適當諧波驅動器可耦合至此處所說明之電動機的輸出，用以驅動一或更多個機器人手臂。鬆餅式樣驅動器組態亦可允許中空中心驅動器段，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。
此處所說明之驅動器可攜帶任何適當機器人手臂104(如上述)，其被組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，任何適當數目及類型的機器人手臂可裝附至此處所說明之驅動電動機配置。除了雙對稱手臂104之外，可與鬆餅型電動機配置或堆疊的電動機配置一起使用之其 他手臂組態的例子包括但並不局限於：2008年5月8日所出版之美國申請案號12/117,415標題為“具有利用機器交換機構之多個可移動手臂的基板運送設備”中所說明之手臂組態，此處併入其揭示全文做為參考。例如，在不考慮上手臂、套疊式手臂、或任何其他適當手臂設計之下，手臂係可源自習知SCARA(可選擇順從的絞接式機器人手臂)型設計，其包括上手臂、帶式驅動前臂、及帶式限制端受動器。
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，可執行放射狀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來執行轉動手臂104作為一單元。
再次參考圖2A及2B以及圖2C，利用位置決定指標或與感測器203接合之特徵，各個驅動軸201亦具有安裝至此的感測器或編碼器軌道202。需注意的是，此處所說明之感測器可被組構，使得感測器203的讀取頭部位(例如、安裝感測構件之感測器的部位)為可被插入或從驅動器外殼或隔離牆204(需注意的是，隔離牆204可以是亦密封驅動器定子與密封環境之共同隔離牆)移開之模組。可以任何適當方式將感測器203至少局部固定在外殼 200H內，使感測器203的感測元件或構件203H能夠讀取，或者被一或更多個刻度尺202S影響(下面將說明)，用以提供位置訊號給任何適當控制器，諸如動作控制器190(其實質上類似於上述控制器11091)等。在一態樣中，感測器203的至少一部分可位在外部環境中，及以隔離牆204(下面將更詳細說明)與密封環境密封或者隔離，使得感測器電子及/或磁鐵係配置在外部環境中，同時感測器軌道係配置在密封環境中。由於例如諸如真空環境或具有極端溫度的環境等嚴苛的環境條件，密封環境難以直接監測。此處所說明之所揭示的實施例之態樣提供非侵入性位置測量給密封環境內的移動物件(如、諸如電動機轉子、連接到電動機之機器人手臂、或任何其他適當物件)。
在一態樣中，參考圖3，感測器203可利用磁力電路原理來偵測編碼器軌道202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表的其他編碼器刻度表之間距的預定間距)位在密封環境內。以代表性方式圖示圖3所圖解之磁力感測系統，及可被組構作為巨磁阻感測器(GMR)或者作為下面將說明之差動型GMR(即、感測幾個位置之間的梯度場差，或者被稱作梯度計)。感測器可包括至少一磁力或鐵磁源300、鐵磁編碼器軌道202、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203H(對應於各個磁力源)。
編碼器軌道可被組構，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，如圖2A所描劃一般。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，如同“鼓”形狀，例如軌道202S11、202S21、202S31，圖2E-F)，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)。在此態樣中，至少一磁力感測構件203H可具有實質上與軌道202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，至少一磁力感測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203H可安裝至或者形成為一體在印刷電路板(PCB)310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300可以是位在外部環境內之永久磁鐵。在其他態樣中，磁力源300可以是任何適當來源，諸如組構成被供能(energized)以產生磁場之線圈等。在一態樣中，由脫離來源300的北極N之磁力源(如、遠遠面向軌道的磁極，在其他態樣中，磁極可具有任何適當取向)所產生的磁場(為了例示目的在圖3中圖解場線)(或者在由經過線圈之電流的流動所決定之方向 上的供能線圈之事例中)可如所示一般傳播、越過PCB 310、及流過間隙(如、在感測構件203H與軌道202之間)經過非鐵隔離牆204到鐵磁軌道202與回到磁力源300的相反極S。隨著鐵磁軌道相對磁力源300移動，產生一或更多個磁場輪廓。磁場輪廓可具有一或更多個正弦波或餘弦波的一般形狀。感測構件203H係組構成偵測與鐵磁軌道動作相關連之磁流通的變化(如、磁場輪廓)。
在一態樣中，感測構件203H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203H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202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4A及4B，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4A圖解包括磁阻元件MRE之代表性梯度計感測構件203H’，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4B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203H”，包括被配置成提供兩差動訊號 (如、正弦/餘弦)之磁阻元件MRE。軌道間距P(圖3)及感測構件203H、203H’、203H”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203H、203H’、203H”的每一個。
參考圖5，圖示有根據所揭示的實施例之態樣的驅動位置決定電路之概要圖。位置決定電路可被整合到單一印刷電路板，或者視所需封裝在一起。在一態樣中，印刷電路板310(見圖5)可包括一或更多個感測構件503H(實質上類似於可被整合在單一晶片上之上述感測構件203H、203H’、203H”的一或更多個)、錯誤補償單元506、訊號條件化單元501、資料取樣單元502、解碼單元507、廣播單元504、及控制及同步化單元505(此處被稱作“控制單元”)。為了簡化分開圖示及說明功能單元，但是視需要在電路中可排列及組合。在其他態樣中，印刷電路板310可具有任何適當的組態，以實施如此處所說明之位置感測。
控制及同步化單元505可包括任何適當的模組，以執行如此處所說明之感測器功能。例如，亦參考圖5C，控制及同步化單元505可包括一或更多個類比對數位轉換器模組505A(超取樣)、505E(安靜時間)、505F(軌道)，絕對位置解碼模組505B，感測器滯後補償模組505C，溫度補償模組505D，自動軌道對準校準模組505G，輸出協定模組505H，及自動振幅、偏移及相位校準模組505I。如所瞭解一般，儘管模組505A-505I被說明 作與控制及同步化單元505整合在一起，但是在其他態樣中，模組505A-505I係可安裝至或整合在電路板310中，以便由控制及同步化單元505可存取。例如，可將模組505A-505I整合到功能單元501、502、504、503、507的一或更多個內，或者感測電路的電路板310之任何其他適當組件內。在其他態樣中，可將505A-505I安裝在電路板310“板外”，諸如在任何適當控制器中但是由控制及同步化單元505可存取等。超取樣類比對數位轉換器模組505A可被組構成如此處所說明之超取樣(以任何想要的可組構取樣率)感測器讀數以提高雜訊免疫力。類比對數位轉換器模組505E可被組構成如此處所說明之在“安靜時間”取樣感測器訊號，以避免感測器電路內之雜訊事件。類比對數位轉換器模組505F可被組構成提供軌道資料(如、位置回授資料)的板上類比對數位轉換，及在避免位置回授與外部控制器之間的長互連纜線之需要同時能夠提高訊號完整性。絕對位置解碼模組505B可被組構成使感測器的絕對位置能夠在開機或任何其他想要時間時被辨識，使得增加的位置可被適當地對準到準確的絕對位置。感測器滯後補償模組505C可被組構成在對應於電動機位置或機器人手臂位置的一或更多個之任何適當位置中最小化感測器503H固有的滯後。溫度補償模組505D可被組構成能夠補償溫度作用，及可包括任何適當溫度查閱表。自動軌道對準校準模組505G可被組構成使用例如軟體校準來辨識不同軌道202之間的共同原點，以便放寬相對於 各自軌道202的電路板310中之感測器位置的容限。輸出協定模組505H可被組構成提供與使用不同通訊協定之不同類型的控制器實質上通用的整合。
如所瞭解一般，一或更多個感測構件503H可產生原始類比訊號(正弦及/或餘弦訊號)，其反映鐵磁軌道202上之各自刻度尺202S的拓樸(圖2C)。錯誤補償單元506可被組構成適當定址對應於選定的感測技術(在此事例中可以是GMR感測技術或任何其他適當感測技術)之任何限制。此種限制的例子可包括由於感測非線性及飽和與溫度漂移作用及外部磁場干擾所導致的訊號失真。可經要求來執行錯誤補償，諸如利用從控制及同步化單元505到錯誤補償單元506的指令或任何其他適當預定時間等。訊號條件化單元501可被組構成將(或者校準-其例子為標準化正弦曲線振幅及偏差移除)來自感測構件503H的原始類比訊號定比到預定範圍內的值。資料取樣單元502可以是諸如類比對數位轉換器等任何適當轉換器，其被組構成將條件化訊號轉換成欲由諸如此處所說明的那些等任何適當控制器處理之原始數位資料。解碼單元503可被組構成處理由資料取樣單元502所產生之原始數位資料，及將那原始數位資料轉換成位置輸出資料。需注意的是，若想要絕對位置，則絕對位置係可從分析來自鐵磁軌到202上的多個刻度尺202S獲得，如下述。廣播單元504可被組構成傳送位置輸出資料到外部裝置，諸如任何適當的動作控制器190等(其可通訊式連接到至少一感測器，其 中，控制及同步化單元505接收來自至少一感測器的感測訊號，及被適當地組構成控制諸如下述者等感測器訊號之至少一預定特性的變化，以回應來自動作控制器的通訊)。廣播單元504亦可被組構成提供可由控制及同步化單元505使用之來自動作控制器190的輸入資訊，以產生時序及規劃，如下述。
控制及同步化單元505可被組構成管理及規劃個別功能單元503H、501、502、504、506、507，如圖5所示。如上述，個別功能單元503H、501、502、504、506、507與控制及同步化單元505可被整合到單一位置回授模組內，其可被裝設在例如任何適當電動機做為單元或自此移除或單一模組。在一態樣中，可以任何適當方式來校準位置回授模組(圖5B，方塊589)。例如，可在例如測試工作台上之電動機“板外”(如、雖然未裝設在電動機中)執行校準，因為知道感測單元之間的關係。例如，可執行任何適當軟體校準，使得在其整體的板外執行(如、使得模組容易操作)校準位置回授模組及裝設。可在適當地方(如、在電動機板上)利用位置回授模組執行感測單元503H與各自軌道202之間的最後對準校準(諸如自動地利用板上自動軌道校準模組505G等)。在其他態樣中，動作控制器190可被組構成以實質上類似於下面有關控制及同步化單元505所說明之方式的方式來管理及規劃個別功能單元503H、501、502、504、506、507。在其他態樣中，可在控制及同步化單元505與動作控制器190之間共享個別功能單元的管理及規劃。例如，可在任何適當時間(如、諸如經要求等)藉由控制及同步化單元505來賦能錯誤補償單元506，以提高感測構件503H訊號輸出的準確性及再生性。經來自控制及同步化單元505的要求或任何其他適當時間，訊號條件化單元501亦可由控制及同步化單元505來控制，以實質上自動標準化類比訊號。資料取樣單元執行亦可由控制及同步化單元505來控制，使得能夠在感測電路未經過瞬變之“安靜時間”或任何其他適當時間取樣位置資料。控制及同步化單元505亦可被組構成定義超取樣參數，以提高來自資料取樣單元502的資料品質。可在任何適當時間取用超取樣資料，諸如在此處所說明之“安靜時間”期間等。當可利用適當取樣資料時，控制及同步化單元505亦可藉由發送指令到解碼單元507來產生位置計算。控制及同步化單元505亦可被組構成控制廣播單元504，使得能夠在適當時間輸出最後解碼位置。
圖5A圖解圖5之方塊圖的例示實施。在此態樣中，印刷電路板310包括三個感測構件503H1、503H2、503H3(各個能夠提供兩差動訊號)，用以從具有三刻度尺202S之鐵磁軌道202(見例如圖2C及6A)獲得位置訊號。在一態樣中，感測構件503H1、503H2、503H3(以及此處所說明之其他感測器)可固定不動地固定至電路板。在其他態樣中，感測構件(以及此處所說明之其他感測器)可移動式安裝至電路板，使得可相對其各自軌道202刻度尺202S來調整感測構件。參考圖2C及6A-6C， 在一態樣中，刻度尺202S可表示3刻度Nonius(游標)圖案，其包括主刻度尺202S1、Nonius刻度尺202S2、及區段刻度尺202S3，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202S可包括鐵磁特徵202SE(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202S，可具有專屬感測構件503H1-503H3，其被組構成提供實質上模擬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503H1-503H3的另一個及/或各自軌道202S1-202S3之任何適當角度α1、α2來配置感測構件503H1-503H3的一或更多個。在其他態樣中，感測構件503H1-503H3可相對彼此及/或與各自軌道202S1-202S3具有任何適當位置關係。如所瞭解一般，鐵磁特徵202SE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(見圖5，其圖解用於此處所說明的3刻度尺軌道202之一適當的絕對位置解碼演算法)。
以下面將說明之用於滯後補償的任何適當方式，一或更多個線圈600可與印刷電路板310形成為一體作一件式單元(或者安裝至或形成在印刷電路板310上)。應注意的是，資料取樣單元502和解碼單元507可被形成作如圖5A所示之整合裝置或模組，但在其他態樣中，資料取樣單元502和解碼單元507可以是分開單元。如在圖5A中 亦可見一般，任何適當的記憶體505M係可連接到控制及同步化單元505。
在一態樣中，控制及同步化單元505可被組構成依據接收自至少一感測器之感測器訊號產生感測器訊號指令到至少一感測器，其中，感測器訊號指令產生感測器訊號之至少一預定特性的變化。例如，控制及同步化單元505可被組構成以任何適當方式來控制滯後，諸如經由滯後補償機構或模組505C(如、一或更多個線圈600及用以供能線圈之相關硬體與軟體)，如下面將說明一般。在一態樣中，控制及同步化單元505可產生供能線圈，使得各自感測構件503H1、503H2、503H3被驅動成飽和。控制及同步化單元505可規劃位置資料取樣時序，諸如利用模組505E等，使得正在補償滯後的時序期間未取樣位置資料(如、當線圈被供能時未取樣位置資料)。藉由補償感測構件503H中的滯後，藉由感測構件503H可輸出連續類比訊號。在一態樣中，一或更多個線圈600係可設置在毗連各自感測構件503H1、503H2、503H3的印刷電路板310上，如圖7A-7D所示，其圖解線圈600被形成在印刷電路板310上或者中之一或更多個層630-635中。作為根據所揭示的實施例之態樣的滯後補償之例子，藉由在任何適當時間供能線圈600，控制及同步化單元505能夠在感測構件503H的一或更多個中應用滯後補償場(圖5B，方塊590)。例如，在一態樣中，控制及同步化單元505可監測接收自感測器的訊號，及當訊號的預定特性(如、雜 訊、振幅、訊號失真等)在預定範圍外及/或超過臨界值時，可產生滯後補償場。控制及同步化單元505會在滯後補償場瓦解之後等待預定時間，而後命令訊號條件化單元501施加妥當(如、任何適當)訊號補償到來自一或更多個感測構件503H的一或更多個之最後滯後補償訊號(圖5B，方塊591)。應注意的是，在線圈600被供能及滯後補償場未瓦解期間，來自一或更多個感測構件503H的位置訊號不是有效的。控制及同步化單元505可觸發或者命令資料取樣單元502將條件化類比訊號轉換成數位資料(圖5B，方塊592)，及命令解碼單元507收集來自資料取樣單元502的數位資料，及將此數位訊號轉譯成最後正確的位置資料(圖5B，方塊593)。控制及同步化單元505可命令廣播單元504通知最後正確的位置資料給諸如控制器190等任何適當控制器(圖5B，方塊594)，使得控制器190使用最後正確的位置資料來控制機器人驅動器200及裝附至此之一或更多個手臂的移動。
所揭示的實施例之態樣允許可用於最佳化任何適當位置回授系統的性能之某種程度的客製化，諸如此處有關半導體自動化機器人所說明的那些等。在一態樣中，控制及同步化單元505及/或資料取樣單元502可被組構，使得類比對數位轉換係與超取樣可組構(諸如與模組505A等)，以能夠提高雜訊免疫力。如上述，用以決定如驅動器200(及因此機器人手臂)的位置之感測器訊號的資料取樣及類比對數位轉換可在“安靜時間”執行(諸如利用模 組505A及/或505E)，其如上述為電路內避免雜訊事件之時序(如、諸如滯後補償、瞬變等雜訊事件)。在其他態樣中，控制及同步化單元505可包括儲存在例如記憶體505M中之任何適當程式化及/或演算法，其允許經要求的絕對位置解碼(諸如利用模組505B等)，其中絕對位置能夠在開機或任何其他想要時間時被辨識，使得增加的位置可被適當地對準到準確的絕對位置(此可經由此處所說明的鐵磁軌道上之不同的刻度尺來產生)。控制及同步化單元505可包括儲存在例如記憶體505M中之任何適當的程式化及/或演算法，其允許板上(如、由感測器203的處理性能所局部決定)實質上自動軌道對準校準(諸如利用模組505G等)，其中，鐵磁軌道202的不同刻度尺202S之間的共同原點被辨識(如、諸如藉由比較各個刻度尺的訊號等)，以便能夠放寬相對於鐵磁軌道202的印刷電路板310中之電路的感測器構件503H位置之容限。如上述，在希望位置的再生之鐵磁軌道(及因此機器人驅動器/機器人手臂)的任何適當位置中，線圈600與控制及同步化單元505可允許經要求的一些感測構件固有之滯後補償(如上述-諸如利用模組505C等)。控制及同步化單元505可包括儲存在例如記憶體505M中之任何適當的程式化及/或演算法，其允許板上實質上自動振幅、偏移、及相位校準(諸如利用模組505I等)，其可允許實質上即時(其中，即時意指從事件到系統回應之操作期限)訊號條件化，以補償由於例如機械耗盡(或者諸如軌 道202的轉動方向及/或感測器滯後等感測器之其他狀態條件)及/或周遭條件作用(如、諸如至少一感測器的溫度等)所導致的漂移。在另一態樣中，控制及同步化單元505可包括儲存在例如記憶體505M中之任何適當的程式化及/或演算法，其允許板上溫度補償(諸如利用模組505D等)。例如，感測器203可包括可通訊式連接到控制及同步化單元505之溫度感測器520(圖5A)，用以決定印刷電路板310、感測構件203H、203H’、203H”、503H1-503H3鐵磁軌道202(及/或其上的刻度尺)、或感測器203之任何其他適當組件的一或更多個之溫度。任何適當查閱表可駐在任何適當記憶體中，諸如使例如感測訊號與溫度相關連之記憶體505M，以提供對抗溫度作用之訊號條件化補償。如圖5A中可見一般，感測器可被設置有用於鐵磁軌道202的各個刻度尺202S之板上類比對數位轉換，其允許增加的類比訊號整合性及避免在位置回授感測器203與諸如控制器190等外部控制器之間需要長的互連纜線。控制及同步化單元505及/或廣播單元504亦可組構成提供多個輸出協定(諸如利用模組505H等)，以允許與不同類型的控制器實質上通用的整合。例如，不同的通訊協定可儲存在感測器的任何適當的記憶體中，諸如記憶體505M或駐在廣播單元504中之記憶體等。
現在參考圖8A及8B，根據所揭示的實施例之態樣圖解感測器203’的一部分。感測器203’可實質上類似於上述的那些，但是在此態樣中，感測構件803H(其可實質 上類似於上述感測構件)實質上可配置在鐵磁電路構件或磁通迴路820的感測器空氣隙810內。鐵磁電路構件820可包括磁力源300(其可以是組構成產生上述磁場之永久磁鐵或一或更多個線圈)；第一腳822(其包括感測器空氣隙810)，係耦合至磁力源300；第一延伸構件823，係可通訊式連接到第一腳822，使得隔離牆204係配置在第一延伸構件與第一腳之間(在其他態樣中，第一腳與第一延伸構件可以是以任何適當方式延伸經過隔離牆204之一件式構件)；第二延伸構件824，係可通訊式與第一延伸構件823接合越過感測器軌道空氣隙830；以及第二腳825，可通訊式連接到第二延伸824，使得隔離牆204係配置在第二延伸構件與第二腳之間(在其他態樣中，第一腳與第一延伸構件可以是以任何適當方式延伸經過隔離牆204之一件式構件)。第二腳825亦耦合至磁力源300。如在圖8A中所見一般，鐵磁電路構件820形成磁力電路在磁力源300與軌道202之間，使得磁通遠離例如脫離例如磁力源300的北極、沿著第一腳822行進、越過感測器所在之感測器空氣隙810、越過非鐵磁隔離牆204、繼續沿著第一延伸構件823越過軌道空氣隙830(如、經過軌道202)、及沿著第二延伸構件823以返回經過隔離牆204，使得磁通沿著第二腳825行進到例如磁力源300的南極。鐵磁電路構件820的配置使感測構件803H能夠偵測由於軌道202的輪廓之改變所引起的感測器空氣隙810磁阻之變化(如、隨著軌道202相對於延伸構件823、 824移動)，卻不必置放在位在軌道202與磁力源300之間的空氣隙。鐵磁電路構件820的配置亦允許感測器電子能夠位在外部環境中，如上述。需注意的是，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、標題為“密封機器人驅動”(此處併入其全文做為參考)中所說明之方式，隔離牆係可配置在鐵磁電路構件的部位之間。
現在參考圖9A-9C，根據所揭示的實施例之態樣圖解感測器203”的一部分。感測器203”實質上可類似於上述那些，但是在此態樣中，感測構件803H(其可實質上類似於上述感測構件)實質上可配置在組構成模擬惠斯登電橋之鐵磁橋接電路901的感測器空氣隙905內。鐵磁橋接電路包括第一鐵磁電路構件910及第二鐵磁電路構件911，其二者實質上類似於上述鐵磁電路構件820，使得第一及第二鐵磁電路構件910、911的每一個具有位在外部環境中及密封環境中之部位(如、由隔離牆204分隔)。鐵磁電路構件910、911的每一個具有兩空氣隙(如、一個配置在隔離牆204的任一側上)。例如，鐵磁電路構件910包括配置在外部環境中之空氣隙CR2及配置在密封環境中之CR1，而鐵磁電路構件911包括配置在外部環境中之空氣隙CR3及配置在密封環境中之空氣隙VR。需注意的是，以實質上類似於上面有關圖8A及8B所說明的方式之方式，鐵磁電路構件910、911的每一個之磁鐵300亦配置在外部環境中。空氣隙CR1-CR3可以 是恆定磁阻空氣隙。空氣隙VR可以是可變磁阻空氣隙，其中，可變磁阻係由軌道202(其位在空氣隙VR內)的一或更多個刻度尺所產生。電橋構件BR可通訊式連接鐵磁電路構件910、911到彼此，及包括至少局部配置感測構件803H之感測器空氣隙905。在操作時，每當空氣隙CR1-CR3、VR磁阻實質上彼此相等時，鐵磁橋接電路901實質上被平衡。在鐵磁橋接電路901被平衡之事例中，感測構件803H不偵測越過感測器空氣隙905之磁通變化(或者不偵測磁通)。經由空氣隙VR，磁阻平衡受到軌道202刻度尺的動作干擾。例如，在轉動軌道202(或者在其他態樣中，直線軌道)之事例中，隨著軌道202移動，磁通變化越過感測空氣隙905。感測構件803H感測或者偵測由於例如軌道刻度尺202S的拓樸所導致之磁通變化，同時利用可被調整以在感測構件803H的線性範圍內操作之磁通密度。應注意的是，藉由選擇空氣隙CR1-CR2、VR磁阻，在鐵磁橋接電路901中可調整磁通密度。
如所瞭解一般，在圖8A-9C所示之所揭示的實施例之態樣中，與軌道202刻度尺202S接合越過空氣隙830、VR之鐵磁電路的部位(如、配置在包括軌道空氣隙VR之密封環境中的圖9A-9C中之鐵磁電路的延伸構件823、824及至少對應部位)可包括電路之鐵磁材料所形成或者附在電路之鐵磁材料的拾取特徵PIC(圖9B)。這些拾取特徵PIC係可配置在空氣隙830、VR的相反側上，及具 有實質上等於各自刻度尺202S的間距P(圖3)之間距以及與刻度尺202S的鐵磁特徵202SE之大小的等級相同之尺寸，使得能夠建立可感測軌道202輪廓之局部磁通。這些磁通線將加總起來並且傳播到感測構件803H，使得對軌道202的任何給定位置而言，越過感測器空氣隙810、905之磁通的結果實質上一致。如在圖9B可見一般，當拾取特徵PIC與刻度尺202S的鐵磁特徵202SE實質上對準時，實質上零或沒有磁通通過空氣隙830、VR。當拾取特徵PIC與刻度尺202S的鐵磁特徵202SE實質上未對準時，磁通流經空氣隙830、VR，使得鐵磁特徵202SE越過拾取特徵PIC的移動產生被感測構件803H偵測之正弦曲線波(如圖9D所示)。
現在參考圖10A-10C，根據所揭示的實施例之態樣圖解感測器203'''的一部分。感測器203'''實質上類似於感測器203”，但是在此態樣中，電橋構件BR’包括磁通集中器FC1、FC2，其被組構成最大化在鐵磁電路構件910’與鐵磁電路構件911’之間流動的磁通，使得感測構件803H係配置在由磁通集中器FC1、FC2所界定之感測空氣隙905四周或至少局部在由磁通集中器FC1、FC2所界定之感測空氣隙905內。再者，在此態樣中，在沒有恆定磁阻空氣隙CR1-CR3之下圖解鐵磁電路構件910’、911’，但是在其他態樣中，以實質上類似於上述的方式之方式，鐵磁電路構件910’、911’可包括恆定磁阻空氣隙CR1-CR3。如在圖10A-10C亦可見一般，以實質上類似於 上面有關圖8A-9C所說明的方式之方式，隔離牆係可配置在牆間隙WG中。在操作時，各個鐵磁電路構件910’、911’具有與其相關連之對應的磁通
Figure 103139220-A0305-02-0034-1
及
Figure 103139220-A0305-02-0034-2
。以實質上類似於上述的方式之方式，隨著軌道202移動在空氣隙VR內，軌道202的鐵磁特徵202SE移動經過鐵磁電路構件911’的拾取特徵PIC，使得鐵磁特徵202SE與拾取特徵PIC之間的空氣隙改變，如圖10B及10C所示。如在圖10B可見一般，當拾取特徵PIC與刻度尺202S的鐵磁特徵202SE實質上對準時，拾取特徵PIC與軌道202之間的有效空氣隙係在其最小值，使得磁通
Figure 103139220-A0305-02-0034-3
及
Figure 103139220-A0305-02-0034-4
實質上相等，及實質上為零或沒有磁通通過空氣隙VR，及實質上未具有磁通越過空氣隙905。當拾取特徵PIC與刻度尺202S的鐵磁特徵202SE實質上未對準時，拾取特徵PIC與軌道202之間的有效空氣隙可成為最大，使得越過空氣隙VR的磁阻係高於當拾取特徵PIC與軌道202的鐵磁特徵202SE實質上對準時之越過空氣隙VR的磁阻，如此產生鐵磁電路構件910’、911’之間的磁通不平衡。由於鐵磁電路構件910’、911’之間的磁通不平衡，使得磁通流經空氣隙VR，結果，磁通
Figure 103139220-A0305-02-0034-5
(由感測構件803H所偵測或者感測)流過感測器空氣隙905。如所瞭解一般，鐵磁特徵202SE越過拾取特徵PIC的移動使磁通
Figure 103139220-A0305-02-0034-6
在最大與最小值之間會改變，使得磁通
Figure 103139220-A0305-02-0034-7
模擬被感測構件803H偵測之正弦曲線波(如、圖9D所示)。
需注意的是，以任何適當方式可調整磁通
Figure 103139220-A0305-02-0034-8
及
Figure 103139220-A0305-02-0035-9
，以平衡鐵磁電路構件910’、911’的磁通，諸如藉由調整鐵磁電路構件910’、911’的至少其中之一的牆間隙WG之尺寸(如、DC偏移)及/或感測器空氣隙905的尺寸(如、訊號振幅)，如圖10D所示。如所瞭解一般，越過感測構件803H之空氣隙905可規定在拾取特徵PIC與鐵磁特徵202SE之間的未對準之點期間所偵測的最大磁通量。亦能夠藉由以改變越過只有鐵磁電路構件910’、911’的其中之一的隔離牆之牆間隙WG來產生鐵磁電路構件910’、911’之間的恆定不平衡，以感應磁通的DC成分。
如所瞭解一般，以實質上類似於上述的方式之方式，圖8A-9C及10A-10D所示之一個以上的感測器可與印刷電路板310整合或者安裝至印刷電路板310。如在圖11可見一般，以實質上類似於上面有關圖5A、6A-6C所說明者來圖解感測器組態，其中，感測器軌道202包括主刻度尺202S1(如、其可產生正弦波)、Nonius刻度尺202S2(如、其可產生任何適當的參考波形)、及區段刻度尺202S3(如、其可產生餘弦波)，其中，參考Nonius刻度尺來測量主刻度尺及區段刻度尺。對應的鐵磁電路構件1101-1103(其實質上類似於上面有關圖8A-9C及10A-10D所說明之鐵磁電路構件的一或更多個)係與印刷電路板310整合或者安裝至印刷電路板310，以與刻度尺202S1-202S3的各自一個接合，使得感測構件803H係配置成毗連如上述之滯後補償用的各自線圈600(圖5A及7A-7D)。可如上述處理來自鐵磁電路構件1101-1103之 感測構件的每一個之訊號，以決定軌道202及因此機器人驅動器200及/或連接至機器人驅動器的手臂208的位置。
如所瞭解一般，上述所揭示的實施例之態樣提供位置感測器，其能夠確實絕對的位置測量/回授並且沒有電子組件、纜線、或磁鐵位在密封環境中。確切而言，無須緊密密封的連接器透過隔離牆204中的饋通。亦如所瞭解一般，此處所說明之位置感測器的態樣提供位置感測器在嚴苛的環境中(如、腐蝕性、極端溫度、高壓、高真空、液體媒介等)操作。此處所說明之位置感測器的態樣亦提供位置感測器在存在有會妨礙讀取軌道202的刻度尺202S之污染物中(如、由於位置感測器操作之磁力原理所導致，如上述)操作，諸如光學感測器的事例中等。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，運送設備包括：外殼；驅動器，係安裝至外殼；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；以及至少一密封隔板，係組構成隔離隔離環境；以及至少一感測器，至少一感測器包括：磁力感測器構件，係連接到外殼；至少一感測器軌道，係連接到至少一轉子，其中，至少一密封隔板係配置在磁力感測器構件 與至少一感測器軌道之間並且隔開它們，使得至少一感測器軌道係配置在隔離環境中，且磁力感測器構件係配置在隔離環境外。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一密封隔板的至少一部分係整合至磁力感測器構件。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器包含至少一具有感測器空氣隙之鐵磁通迴路，其中，磁力感測器構件與至少一鐵磁通迴路接合。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，磁力感測器構件係組構成偵測感測器空氣隙的磁阻變化。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路包含具有感測器電橋構件在第一和第二鐵磁通迴路之間的第一和第二鐵磁通迴路，其中，感測器空氣隙係位在感測器電橋構件中，第一和第二鐵磁通迴路的其中之一具有配置至少一感測器軌道的至少一部分之軌道空氣隙。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路模擬惠斯登電橋(Wheatstone bridge)。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路的每一個包括：配置在隔離環境中之軌道介面部位與配置在隔離環境外之感測器構件介面部位，軌道介面部位與感測器構件介面部位係由至少一密封隔板隔開。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路包括配置在感測器空氣隙中之磁通集中器元件。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通 迴路包括配置至少一感測器軌道的至少一部分之軌道空氣隙。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器包括實質上無特徵的軌道介面。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器軌道包括：具有第一間距之第一軌道與具有不同於至少第一間距的各自間距之至少一第二軌道，及至少一感測器包括：對應於第一軌道之第一感測器與對應至少第二軌道的各自一個之至少一第二感測器。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，磁力感測器構件包含差動感測器，差動感測器具有被排列成實質上匹配至少一感測器軌道的間距之感測器元件，使得差動正弦及餘弦輸出訊號係從磁力感測器構件獲得。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，感測器元件形成惠斯登電橋。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，感測器元件係配置在磁力感測器構件的共同印刷電路板上。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，經由至少一密封隔板，至少一感測器實質上與至少一感測器軌道直接接合。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，運送設備包括：外殼；驅動器，係安裝至外殼；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該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；以及至少一密封隔板，係組構成隔離隔離環境；至少一感測器，至少一感測器包括：磁力感測器構件，係連接到外殼；至少一感測器軌道，係連接到至少一轉子，其中，至少一密封隔板係配置在磁力感測器構件與至少一感測器軌道之間並且隔開它們，使得至少一感測器軌道係配置在隔離環境中，且磁力感測器構件係配置在隔離環境外；以及感測器控制器，係組構成依據接收自至少一感測器的感測器訊號，而產生感測器訊號指令給至少一感測器，其中，感測器訊號指令產生感測器訊號的至少一預定特性變化。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一密封隔板的至少一部分係整合至磁力感測器構件。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器包含至少一具有感測器空氣隙之鐵磁通迴路，其中，磁力感測器構件與鐵磁通迴路接合。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，磁力感測器構件係組構成偵測感測器空氣隙的磁阻變化。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路包含具有感測器電橋構件在第一和第二鐵磁通迴路之間的第一和第二鐵磁通迴路，其中，感測器空氣隙係位在感測器電橋構件中，第一和第二鐵磁通迴路的其中之一具 有配置至少一感測器軌道的至少一部分之軌道空氣隙。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路模擬效惠斯登電橋。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路的每一個包括：配置在隔離環境中之軌道介面部位與配置在隔離環境外之感測器構件介面部位，軌道介面部位與感測器構件介面部位係由至少一密封隔板隔開。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，其中，至少一鐵磁通迴路包括配置在感測器空氣隙中之磁通集中器元件。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路包括配置至少一感測器軌道的至少一部分之軌道空氣隙。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器包括實質上無特徵的軌道介面。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器軌道包括：具有第一間距之第一軌道與具有不同於至少第一間距的各自間距之至少一第二軌道，及至少一感測器包括：對應於第一軌道之第一感測器與對應於至少第二軌道的各自一個之至少一第二感測器。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，磁力感測器構件包含差動感測器，差動感測器具有被排列成實質上匹配至少一感測器軌道的間距之感測器元件，使得差動正弦及餘弦輸出訊號係從磁力感測器構件獲得。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，感測器元件形成惠斯登電橋。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，感測器元件係配置在磁力感測器構件的共同印刷電路板上。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，經由至少一密封隔板，至少一感測器實質上與至少一感測器軌道直接接合。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，運送設備包括：外殼；驅動器，係安裝至外殼；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；以及至少一密封隔板，係組構成隔離隔離環境；至少一感測器，至少一感測器包括：磁力感測器構件，係連接到外殼；至少一感測器軌道，係連接到至少一轉子，其中，至少一密封隔板係配置在磁力感測器構件與至少一感測器軌道之間並且隔開它們，使得至少一感測器軌道係配置在隔離環境中，且磁力感測器構件係配置在隔離環境外；感測器控制器，係可通訊式連接到至少一感測器，感測器控制器係組構成提供感測器訊號指令；以及動作控制器，係可通訊式連接到至少一感測器和感測器控制器，且係組構成從至少一感測器接收感測器訊號，其中， 感測器控制器係組構成控制感測器訊號的至少一預定特性變化，以回應來自動作控制器的通訊。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一密封隔板的至少一部分係整合至磁力感測器構件。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器包含至少一具有感測器空氣隙之鐵磁通迴路，其中，磁力感測器構件與鐵磁通迴路接合。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，磁力感測器構件係組構成偵測感測器空氣隙的磁阻變化。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路包含具有感測器電橋構件在第一和第二鐵磁通迴路之間的第一和第二鐵磁通迴路，其中，感測器空氣隙係位在感測器電橋構件中，第一和第二鐵磁通迴路的其中之一具有配置至少一感測器軌道的至少一部分之軌道空氣隙。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路模擬惠斯登電橋。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路的每一個包括：配置在隔離環境中之軌道介面部位與配置在隔離環境外之感測器構件介面部位，軌道介面部位與感測器構件介面部位係由至少一密封隔板隔開。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路包括配置在感測器空氣隙中之磁通集中器元件。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路包括配置該至少一感測器軌道的至少一部分之軌道空 氣隙。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器包括實質上無特徵的軌道介面。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器軌道包括：具有第一間距之第一軌道與具有不同於至少第一間距的各自間距之至少一第二軌道，及至少一感測器包括：對應於第一軌道之第一感測器與對應於至少第二軌道的各自一個之至少一第二感測器。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，磁力感測器構件包含差動感測器，差動感測器具有被排列成實質上匹配至少一感測器軌道的間距之感測器元件，使得差動正弦及餘弦輸出訊號係從磁力感測器構件獲得。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，感測器元件形成惠斯登電橋。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，感測器元件係配置在磁力感測器構件的共同印刷電路板上。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，經由至少一密封隔板，至少一感測器實質上與至少一感測器軌道直接接合。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，運送設備包括：外殼；驅動器，係安裝至外殼；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該至少一定子之間形成閉合磁通電路，及至少一密封隔板，係組構成隔離隔離環境；至少一感測器，至少一感測器包括：磁力感測器構件，係連接到外殼；至少一感測器軌道，係連接到至少一轉子，其中，至少一密封隔板係配置在磁力感測器構件與至少一感測器軌道之間並且隔開它們，使得至少一感測器軌道係配置在隔離環境中，且磁力感測器構件係配置在隔離環境外；以及感測器控制器，係組構用於即時感測器訊號協調，以回應至少一感測器的周遭條件或至少一感測器的狀態條件的至少其中之一的變化。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器的周遭條件為至少一感測器的溫度。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器的狀態條件為該至少一感測器軌道的轉動方向或感測器滯後的至少其中之一。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，其中，至少一密封隔板的至少一部分係整合至磁力感測器構件。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器包含至少一具有感測器空氣隙之鐵磁通迴路，其中，磁力感測器構件與至少一鐵磁通迴路接合。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，磁力構件係組構成偵測感測器空氣隙的磁阻變化。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通 迴路包含具有感測器電橋構件在第一和第二鐵磁通迴路之間的第一和第二鐵磁通迴路，其中，感測器空氣隙係位在感測器電橋構件中，第一和第二鐵磁通迴路的其中之一具有配置至少一感測器軌道的至少一部分之軌道空氣隙。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路模擬惠斯登電橋。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路的每一個包括：配置在隔離環境中之軌道介面部位與配置在隔離環境外之感測器構件介面部位，軌道介面部位與感測器構件介面部位係由至少一密封隔板隔開。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路包括配置在感測器空氣隙中之磁通集中器元件。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一鐵磁通迴路包括配置至少一感測器軌道的至少一部分之軌道空氣隙。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器包括實質上無特徵的軌道介面。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器軌道包括：具有第一間距之第一軌道與具有不同於至少第一間距的各自間距之至少一第二軌道，及至少一感測器包括：對應於第一軌道之第一感測器與對應於至少第二軌道的各自一個之至少一第二感測器。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，磁力感測器構件包含差動感測器，差動感測器具有被排列成實質上匹配 至少一感測器軌道的間距之感測器元件，使得差動正弦及餘弦輸出訊號係從磁力感測器構件獲得。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，感測器元件形成惠斯登電橋。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，感測器元件係配置在磁力感測器構件的共同印刷電路板上。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，經由至少一密封隔板，至少一感測器實質上與至少一感測器軌道直接接合。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，運送設備包括：框架；驅動器段，係連接到框架，驅動器段具有至少一驅動軸；運送手臂，可移動式安裝至驅動器段，且由至少一驅動軸所驅動；以及位置回授設備，包括：至少一軌道，係安裝至至少一驅動軸的各自一個，至少一軌道的每一個具有至少一刻度尺配置在其上；以及至少一讀取頭，其對應於各自軌道，至少一讀取頭包括：至少一感測器，係安裝至共同支撐構件，至少一感測器係組構成感測各自軌道上的各自刻度尺；以及至少一供能線圈，係與支撐構件形成為一體。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一供能線圈係組構成經由各自感測器來產生供能脈衝，以實質上消除感測器滯後。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，運送設備另包括連接到至少一讀取頭之控制器，控制器係組構成從至少 一感測器取樣軌道資料，使得在經由各自感測器產生供能脈衝之後取樣出現預定時間。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，供能脈衝使感測器飽和。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一讀取頭和各自軌道係藉由隔離牆彼此隔開，使得各自軌道係配置在第一環境中，及至少一讀取頭係配置在不同於第一環境之第二環境中。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，第一環境為真空環境，而第二環境為大氣環境。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器包括實質上無特徵的軌道介面。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一刻度尺包括：具有第一間距之第一刻度尺與具有不同於至少第一間距的各自間距之至少一第二刻度尺，及至少一感測器包括：對應於第一刻度尺之第一感測器與對應於至少第二刻度尺的各自一個之至少一第二感測器。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，第一感測器和至少第二感測器固定不動地固定到支撐構件。
根據所揭示的實施例之一或更多態樣，至少一感測器包含巨磁阻感測器。
應明白上面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，此種組合仍在本發明的態樣之範疇內。
190‧‧‧動作控制器
200‧‧‧運送設備驅動器
200H‧‧‧驅動器外殼
200B‧‧‧軸承
201‧‧‧驅動軸
202‧‧‧編碼器軌道
203‧‧‧感測器
203H‧‧‧感測構件
204‧‧‧隔離牆
206‧‧‧電動機
206S‧‧‧定子
206R‧‧‧轉子
208‧‧‧手臂

Claims (72)

  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；至少一密封隔板，係組構成隔離該隔離環境；以及至少一感測器，包括：磁力感測器構件，係連接到該外殼；至少一感測器軌道，係連接到該至少一轉子；其中，該至少一密封隔板係配置在該磁力感測器構件與該至少一感測器軌道之間並且隔開它們，使得該至少一感測器軌道係配置在該隔離環境中，且該磁力感測器構件係配置在該隔離環境外。
  2. 根據申請專利範圍第1項之運送設備，其中，該至少一密封隔板的至少一部分係整合至該磁力感測器構件。
  3. 根據申請專利範圍第1項之運送設備，其中，該 至少一感測器包含至少一具有感測器空氣隙之鐵磁通迴路，其中，該磁力感測器構件與該至少一鐵磁通迴路接合。
  4. 根據申請專利範圍第3項之運送設備，其中，該磁力感測器構件係組構成偵測該感測器空氣隙的磁阻變化。
  5. 根據申請專利範圍第3項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路包含具有感測器電橋構件在第一和第二鐵磁通迴路之間的該第一和第二鐵磁通迴路，其中，該感測器空氣隙係位在該感測器電橋構件中，該第一和第二鐵磁通迴路的其中之一具有配置該至少一感測器軌道的至少一部分之軌道空氣隙。
  6. 根據申請專利範圍第3項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路模擬惠斯登電橋。
  7. 根據申請專利範圍第3項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路的每一個包括：配置在該隔離環境中之軌道介面部位與配置在該隔離環境外之感測器構件介面部位，該軌道介面部位與該感測器構件介面部位係由該至少一密封隔板隔開。
  8. 根據申請專利範圍第3項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路包括配置在該感測器空氣隙中之磁通集中器元件。
  9. 根據申請專利範圍第3項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路包括其中配置該至少一感測器軌道的至 少一部分之軌道空氣隙。
  10. 根據申請專利範圍第1項之運送設備，其中，該至少一感測器包括實質上無特徵的軌道介面。
  11. 根據申請專利範圍第1項之運送設備，其中，該至少一感測器軌道包括：具有第一間距之第一軌道與具有不同於至少該第一間距的各自間距之至少一第二軌道，及該至少一感測器包括：對應於該第一軌道之第一感測器與對應於該至少第二軌道的各自一個之至少一第二感測器。
  12. 根據申請專利範圍第1項之運送設備，其中，該磁力感測器構件包含差動感測器，該差動感測器具有被排列成實質上匹配該至少一感測器軌道的間距之感測器元件，使得差動正弦及餘弦輸出訊號係從該磁力感測器構件獲得。
  13. 根據申請專利範圍第12項之運送設備，其中，該等感測器元件形成惠斯登電橋。
  14. 根據申請專利範圍第12項之運送設備，其中，該等感測器元件係配置在該磁力感測器構件的共同印刷電路板上。
  15. 根據申請專利範圍第1項之運送設備，其中，經由該至少一密封隔板，該至少一感測器實質上與該至少一感測器軌道直接接合。
  16. 一種運送設備，包含：外殼；驅動器，係安裝至該外殼； 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；至少一密封隔板，係組構成隔離該隔離環境；以及至少一感測器，包括：磁力感測器構件，係連接到該外殼；至少一感測器軌道，係連接到該至少一轉子，其中，該至少一密封隔板係配置在該磁力感測器構件與該至少一感測器軌道之間並且隔開它們，使得該至少一感測器軌道係配置在該隔離環境中，且該磁力感測器構件係配置在該隔離環境外；以及感測器控制器，係組構成依據接收自該至少一感測器的感測器訊號，而產生感測器訊號指令給該至少一感測器，其中，該等感測器訊號指令產生該等感測器訊號的至少一預定特性變化。
  17. 根據申請專利範圍第16項之運送設備，其中，該至少一密封隔板的至少一部分係整合至該磁力感測器構件。
  18. 根據申請專利範圍第16項之運送設備，其中， 該至少一感測器包含至少一具有感測器空氣隙之鐵磁通迴路，其中，該磁力感測器構件與該鐵磁通迴路接合。
  19. 根據申請專利範圍第18項之運送設備，其中，該磁力感測器構件係組構成偵測該感測器空氣隙的磁阻變化。
  20. 根據申請專利範圍第18項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路包含具有感測器電橋構件在第一和第二鐵磁通迴路之間的該第一和第二鐵磁通迴路，其中，該感測器空氣隙係位在該感測器電橋構件中，該第一和第二鐵磁通迴路的其中之一具有其中配置該至少一感測器軌道的至少一部分之軌道空氣隙。
  21. 根據申請專利範圍第18項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路模擬惠斯登電橋。
  22. 根據申請專利範圍第18項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路的每一個包括：配置在該隔離環境中之軌道介面部位與配置在該隔離環境外之感測器構件介面部位，該軌道介面部位與該感測器構件介面部位係由該至少一密封隔板隔開。
  23. 根據申請專利範圍第18項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路包括配置在該感測器空氣隙中之磁通集中器元件。
  24. 根據申請專利範圍第18項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路包括其中配置該至少一感測器軌道的至少一部分之軌道空氣隙。
  25. 根據申請專利範圍第16項之運送設備，其中，該至少一感測器包括實質上無特徵的軌道介面。
  26. 根據申請專利範圍第16項之運送設備，其中，該至少一感測器軌道包括：具有第一間距之第一軌道與具有不同於至少該第一間距的各自間距之至少一第二軌道，及該至少一感測器包括：對應於該第一軌道之第一感測器與對應於該至少第二軌道的各自一個之至少一第二感測器。
  27. 根據申請專利範圍第16項之運送設備，其中，該磁力感測器構件包含差動感測器，該差動感測器具有被排列成實質上匹配該至少一感測器軌道的間距之感測器元件，使得差動正弦及餘弦輸出訊號係從該磁力感測器構件獲得。
  28. 根據申請專利範圍第27項之運送設備，其中，該等感測器元件形成惠斯登電橋。
  29. 根據申請專利範圍第27項之運送設備，其中，該等感測器元件係配置在該磁力感測器構件的共同印刷電路板上。
  30. 根據申請專利範圍第16項之運送設備，其中，經由該至少一密封隔板，該至少一感測器實質上與該至少一感測器軌道直接接合。
  31. 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；至少一密封隔板，係組構成隔離該隔離環境；以及至少一感測器，包括：磁力感測器構件，係連接到該外殼；至少一感測器軌道，係連接到該至少一轉子，其中，該至少一密封隔板係配置在該磁力感測器構件與該至少一感測器軌道之間並且隔開它們，使得該至少一感測器軌道係配置在該隔離環境中，且該磁力感測器構件係配置在該隔離環境外；感測器控制器，係可通訊式連接到該至少一感測器，該感測器控制器係組構成提供感測器訊號指令；以及動作控制器，係可通訊式連接到該至少一感測器和該感測器控制器，且係組構成從該至少一感測器接收感測器訊號，其中，該感測器控制器係組構成控制該等感測器訊號的至少一預定特性變化，以回應來自該動作控制器的通訊。
  32. 根據申請專利範圍第31項之運送設備，其中， 該至少一密封隔板的至少一部分係整合至該磁力感測器構件。
  33. 根據申請專利範圍第31項之運送設備，其中，該至少一感測器包含至少一具有感測器空氣隙之鐵磁通迴路，其中，該磁力感測器構件與該鐵磁通迴路接合。
  34. 根據申請專利範圍第33項之運送設備，其中，該磁力感測器構件係組構成偵測該感測器空氣隙的磁阻變化。
  35. 根據申請專利範圍第33項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路包含具有感測器電橋構件在第一和第二鐵磁通迴路之間的該第一和第二鐵磁通迴路，其中，該感測器空氣隙係位在該感測器電橋構件中，該第一和第二鐵磁通迴路的其中之一具有其中配置該至少一感測器軌道的至少一部分之軌道空氣隙。
  36. 根據申請專利範圍第33項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路模擬惠斯登電橋。
  37. 根據申請專利範圍第33項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路的每一個包括：配置在該隔離環境中之軌道介面部位與配置在該隔離環境外之感測器構件介面部位，該軌道介面部位與該感測器構件介面部位係由該至少一密封隔板隔開。
  38. 根據申請專利範圍第33項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路包括配置在該感測器空氣隙中之磁通集中器元件。
  39. 根據申請專利範圍第33項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路包括其中配置該至少一感測器軌道的至少一部分之軌道空氣隙。
  40. 根據申請專利範圍第31項之運送設備，其中，該至少一感測器包括實質上無特徵的軌道介面。
  41. 根據申請專利範圍第31項之運送設備，其中，該至少一感測器軌道包括：具有第一間距之第一軌道與具有不同於至少該第一間距的各自間距之至少一第二軌道，及該至少一感測器包括：對應於該第一軌道之第一感測器與對應於該至少第二軌道的各自一個之至少一第二感測器。
  42. 根據申請專利範圍第31項之運送設備，其中，該磁力感測器構件包含差動感測器，該差動感測器具有被排列成實質上匹配該至少一感測器軌道的間距之感測器元件，使得差動正弦及餘弦輸出訊號係從該磁力感測器構件獲得。
  43. 根據申請專利範圍第42項之運送設備，其中，該等感測器元件形成惠斯登電橋。
  44. 根據申請專利範圍第42項之運送設備，其中，該等感測器元件係配置在該磁力感測器構件的共同印刷電路板上。
  45. 根據申請專利範圍第31項之運送設備，其中，經由該至少一密封隔板，該至少一感測器實質上與該至少一感測器軌道直接接合。
  46. 一種運送設備，包含：外殼；驅動器，係安裝至該外殼；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，及至少一密封隔板係組構成隔離該隔離環境；以及至少一感測器，該至少一感測器包括：連接到該外殼之磁力感測器構件，連接到該至少一轉子之至少一感測器軌道，其中，該至少一密封隔板係配置在該磁力感測器構件與該至少一感測器軌道之間並且隔開它們，使得該至少一感測器軌道係配置在該隔離環境中，且該磁力感測器構件係配置在該隔離環境外；以及感測器控制器，係組構用於即時感測器訊號協調，以回應該至少一感測器的周遭條件或該至少一感測器的狀態條件的至少其中之一的變化。
  47. 根據申請專利範圍第46項之運送設備，其中，該至少一感測器的該周遭條件為該至少一感測器的溫度。
  48. 根據申請專利範圍第46項之運送設備，其中， 該至少一感測器的該狀態條件為該至少一感測器軌道的轉動方向或感測器滯後的至少其中之一。
  49. 根據申請專利範圍第46項之運送設備，其中，該至少一密封隔板的至少一部分係整合至該磁力感測器構件。
  50. 根據申請專利範圍第46項之運送設備，其中，該至少一感測器包含至少一具有感測器空氣隙之鐵磁通迴路，其中，該磁力感測器構件與該至少一鐵磁通迴路接合。
  51. 根據申請專利範圍第50項之運送設備，其中，該磁力構件係組構成偵測該感測器空氣隙的磁阻變化。
  52. 根據申請專利範圍第50項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路包含具有感測器電橋構件在第一和第二鐵磁通迴路之間的該第一和第二鐵磁通迴路，其中，該感測器空氣隙係位在該感測器電橋構件中，該第一和第二鐵磁通迴路的其中之一具有配置該至少一感測器軌道的至少一部分之軌道空氣隙。
  53. 根據申請專利範圍第50項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路模擬惠斯登電橋。
  54. 根據申請專利範圍第50項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路的每一個包括：配置在該隔離環境中之軌道介面部位與配置在該隔離環境外之感測器構件介面部位，該軌道介面部位與該感測器構件介面部位係由該至少一密封隔板隔開。
  55. 根據申請專利範圍第50項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路包括配置在該感測器空氣隙中之磁通集中器元件。
  56. 根據申請專利範圍第50項之運送設備，其中，該至少一鐵磁通迴路包括其中配置該至少一感測器軌道的至少一部分之軌道空氣隙。
  57. 根據申請專利範圍第46項之運送設備，其中，該至少一感測器包括實質上無特徵的軌道介面。
  58. 根據申請專利範圍第46項之運送設備，其中，該至少一感測器軌道包括：具有第一間距之第一軌道與具有不同於至少該第一間距的各自間距之至少一第二軌道，及該至少一感測器包括：對應於該第一軌道之第一感測器與對應於該至少第二軌道的各自一個之至少一第二感測器。
  59. 根據申請專利範圍第46項之運送設備，其中，該磁力感測器構件包含差動感測器，該差動感測器具有被排列成實質上匹配該至少一感測器軌道的間距之感測器元件，使得差動正弦及餘弦輸出訊號係從該磁力感測器構件獲得。
  60. 根據申請專利範圍第59項之運送設備，其中，該等感測器元件形成惠斯登電橋。
  61. 根據申請專利範圍第59項之運送設備，其中，該等感測器元件係配置在該磁力感測器構件的共同印刷電路板上。
  62. 根據申請專利範圍第46項之運送設備，其中，經由該至少一密封隔板，該至少一感測器實質上與該至少一感測器軌道直接接合。
  63. 一種運送設備，包含：框架；驅動器段，係連接到該框架，該驅動器段具有至少一驅動軸；運送手臂，可移動式安裝至該驅動器段，且由該至少一驅動軸所驅動；以及位置回授設備，包括：至少一軌道，係安裝至該至少一驅動軸的各自一個，該至少一軌道的每一個具有至少一刻度尺配置在其上；以及至少一讀取頭，其對應於各自軌道，該至少一讀取頭包括：至少一感測器，係安裝至共同支撐構件，該至少一感測器係組構成感測該各自軌道上的各自刻度尺；以及至少一供能線圈，係與該支撐構件形成為一體。
  64. 根據申請專利範圍第63項之運送設備，其中，該至少一供能線圈係組構成經由各自感測器來產生供能脈衝，以實質上消除感測器滯後。
  65. 根據申請專利範圍第64項之運送設備，另包含連接到該至少一讀取頭之控制器，該控制器係組構成從該至少一感測器取樣軌道資料，使得在經由該各自感測器產 生該供能脈衝之後取樣出現預定時間。
  66. 根據申請專利範圍第64項之運送設備，其中，該供能脈衝使該感測器飽和。
  67. 根據申請專利範圍第63項之運送設備，其中，該至少一讀取頭和該各自軌道係藉由隔離牆彼此隔開，使得該各自軌道係配置在第一環境中，及該至少一讀取頭係配置在不同於該第一環境之第二環境中。
  68. 根據申請專利範圍第67項之運送設備，其中，該第一環境為真空環境，而該第二環境為大氣環境。
  69. 根據申請專利範圍第63項之運送設備，其中，該至少一感測器包括實質上無特徵的軌道介面。
  70. 根據申請專利範圍第63項之運送設備，其中，該至少一刻度尺包括：具有第一間距之第一刻度尺與具有不同於至少該第一間距的各自間距之至少一第二刻度尺，及該至少一感測器包括：對應於該第一刻度尺之第一感測器與對應於該至少第二刻度尺的各自一個之至少一第二感測器。
  71. 根據申請專利範圍第70項之運送設備，其中，該第一感測器和該第二感測器固定不動地固定到該支撐構件。
  72. 根據申請專利範圍第63項之運送設備，其中，該至少一感測器包含巨磁阻感測器。
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