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用于密封環(huán)境的位置反饋的制作方法

文檔序號(hào):11389359閱讀:320來(lái)源:國(guó)知局
用于密封環(huán)境的位置反饋的制造方法與工藝

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)是2013年11月13日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/903,726的非臨時(shí)專利申請(qǐng)并且要求其權(quán)益,該申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過引用整體上并入本文中。

示例性實(shí)施例通常涉及位置反饋,且更確切地涉及用于密封的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器的位置反饋。



背景技術(shù):

通常,當(dāng)(例如)直接驅(qū)動(dòng)器的磁體、結(jié)合部件、密封件和腐蝕性材料暴露于超高真空和/或侵蝕性及腐蝕性環(huán)境時(shí),現(xiàn)有的直接驅(qū)動(dòng)器技術(shù)(例如,其使用永磁體馬達(dá)或可變磁阻馬達(dá)來(lái)進(jìn)行致動(dòng)并使用光學(xué)編碼器來(lái)進(jìn)行位置感測(cè))呈現(xiàn)出相當(dāng)大的局限性。為了限制直接驅(qū)動(dòng)器的(例如)磁體、結(jié)合部件、電氣部件、密封件和腐蝕性材料的暴露,通常使用“罐式密封”。

罐式密封通常經(jīng)由密封的非磁性壁或“罐”(也稱為“隔離壁”)來(lái)將馬達(dá)轉(zhuǎn)子與相對(duì)應(yīng)的馬達(dá)定子隔離開。罐式密封通常使用位于給定馬達(dá)致動(dòng)器的轉(zhuǎn)子與定子之間的非磁性真空隔離壁。因此,定子能夠完全位于密封環(huán)境之外。這可允許在應(yīng)用中考慮到大致潔凈且可靠的馬達(dá)致動(dòng)實(shí)施方案(例如,用于半導(dǎo)體應(yīng)用的真空機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器)。然而,傳感器或編碼器可包括可能位于密封環(huán)境內(nèi)的電子部件,其中所述電子部件可以是潛在的污染源,并且其中該密封環(huán)境使電子部件經(jīng)受腐蝕。如可認(rèn)識(shí)到的,對(duì)于在密封環(huán)境內(nèi)的電子部件而言需要密封連接器,使得能夠?qū)?dǎo)線或其它信號(hào)載運(yùn)介質(zhì)傳送穿過隔離壁。如可認(rèn)識(shí)到的,這些密封連接器會(huì)是潛在的泄漏源。此外,在光學(xué)傳感器的情況下,污染物或微??沙练e在反饋軌道(或刻度)上且能夠?qū)е滦盘?hào)退化和傳感器故障。在其它方面中,可提供窗口,傳感器經(jīng)由該窗口進(jìn)行操作;然而,這些窗口也會(huì)是泄漏源。

具有位置反饋系統(tǒng)將是有利的,所述位置反饋系統(tǒng)可通過位于隔離或以其它方式密封的密封環(huán)境與在密封環(huán)境之外的環(huán)境之間的隔離壁來(lái)進(jìn)行操作,使得上述問題得到解決。

附圖說(shuō)明

在結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述中解釋了所公開實(shí)施例的前述方面和其它特征,其中:

圖1a到圖1d是結(jié)合所公開實(shí)施例的多個(gè)方面的處理設(shè)備的示意性圖示;

圖2a到圖2d是根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的輸送設(shè)備的多個(gè)部分的示意性圖示,以及圖2e到圖2f分別是說(shuō)明另外的特征的截面透視圖和放大截面圖;

圖2g到圖2k是根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的驅(qū)動(dòng)部段的示意性圖示;

圖3是根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的位置傳感器的一部分的示意性圖示;

圖4a和圖4b是根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的傳感器的多個(gè)部分的示意性圖示;

圖5和圖5a是根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的傳感器的示意性圖示;

圖5b是根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的流程圖;

圖5c是根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的傳感器的一部分的示意性圖示;

圖6a和圖6c是根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的傳感器的一部分的示意性圖示,以及圖6b說(shuō)明根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的位置解碼算法;

圖7a到圖7d是根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的傳感器的一部分的示意性圖示;

圖8a和圖8b是根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的傳感器的一部分的示意性圖示;

圖9a到圖9c是根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的傳感器的一部分的示意性圖示;

圖9d是根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的示例性傳感器輸出的圖表;

圖10a到圖10d是根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的傳感器的一部分的示意性圖示;以及

圖11是根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的傳感器的示意性圖示。

具體實(shí)施方式

參考圖1a到圖1d,示出了結(jié)合如本文中進(jìn)一步公開的所公開實(shí)施例的方面的襯底處理設(shè)備或工具的示意圖。雖然將參考附圖來(lái)描述所公開實(shí)施例的方面,但應(yīng)理解到,能夠以許多形式來(lái)體現(xiàn)所公開實(shí)施例的方面。另外,能夠使用任何合適大小、形狀或類型的元件或材料。

參考圖1a和圖1b,示出了根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的處理設(shè)備,例如,半導(dǎo)體工具站11090。雖然在圖中示出了半導(dǎo)體工具,但能夠?qū)⒈疚闹忻枋龅乃_實(shí)施例的方面應(yīng)用到采用機(jī)器人機(jī)械手的任何工具站或應(yīng)用。在此示例中,將工具11090示為集群工具,然而,可將所公開實(shí)施例的方面應(yīng)用到任何合適的工具站,例如線性工具站(例如,在圖1c和圖1d中示出且描述于2013年3月19日頒發(fā)的標(biāo)題為“線性分布式半導(dǎo)體工件處理工具(linearlydistributedsemiconductorworkpieceprocessingtool)”的美國(guó)專利號(hào)8,398,355中的線性工具站,其公開內(nèi)容整體上通過引用并入本文中)。工具站11090通常包括大氣前端11000、真空裝載鎖11010和真空后端11020。在其它方面中,工具站可具有任何合適的構(gòu)型。前端11000、裝載鎖11010和后端11020中的每一者的部件可連接到控制器11091,該控制器可以是任何合適的控制架構(gòu)(例如,集群式架構(gòu)控制)的一部分??刂葡到y(tǒng)可以是閉環(huán)控制器,其具有主控制器、集群控制器和自主遠(yuǎn)程控制器(例如,描述于2011年3月8日頒發(fā)的標(biāo)題為“可縮放運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(scalablemotioncontrolsystem)”的美國(guó)專利號(hào)7,904,182中的控制器,其公開內(nèi)容整體上通過引用并入本文中)。在其它方面中,可利用任何合適的控制器和/或控制系統(tǒng)。

在一個(gè)方面中,前端11000通常包括裝載端口模塊11005和微環(huán)境11060,例如,裝備前端模塊(efem)。裝載端口模塊11005可以是開箱機(jī)/裝箱機(jī)-工具標(biāo)準(zhǔn)(bolts)接口,其符合對(duì)于300mm裝載端口、前部開口或底部開口式匣/箱和盒的semi標(biāo)準(zhǔn)e15.1、e47.1、e62、e19.5或e1.9。在其它方面中,裝載端口模塊可配置為200mm硅片接口或任何其它合適的襯底接口(例如,更大或更小的硅片或用于平板顯示器的平板)。雖然圖1a中示出了兩個(gè)裝載端口模塊,但在其它方面中,可將任何合適數(shù)量的裝載端口模塊結(jié)合到前端11000中。裝載端口模塊11005可配置成從架空輸送系統(tǒng)、自動(dòng)引導(dǎo)車輛、人引導(dǎo)車輛、軌道引導(dǎo)車輛或從任何其它合適的輸送方法接收襯底載體或盒11050。裝載端口模塊11005可通過裝載端口11040與微環(huán)境11060相連接。裝載端口11040可允許襯底在襯底盒11050與微環(huán)境11060之間通過。微環(huán)境11060通常包括任何合適的搬運(yùn)機(jī)器人11013,其可結(jié)合本文中描述的所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面。在一個(gè)方面中,機(jī)器人11013可以是軌道安裝式機(jī)器人,例如描述于(例如)美國(guó)專利6,002,840中的軌道式機(jī)器人,其公開內(nèi)容整體上通過引用并入本文中。微環(huán)境11060可提供受控潔凈區(qū)以在多個(gè)裝載端口模塊之間轉(zhuǎn)移襯底。

真空裝載鎖11010可位于微環(huán)境11060和后端11020之間,并連接到微環(huán)境11060和后端11020。應(yīng)注意到,如本文中所使用的術(shù)語(yǔ)真空可表示其中處理襯底的高度真空,例如,10-5托或以下。裝載鎖11010通常包括大氣槽閥和真空槽閥。槽閥可提供環(huán)境隔離,該環(huán)境隔離用來(lái)在從大氣前端裝載襯底之后排空裝載鎖并且在以惰性氣體(例如,氮?dú)猓?duì)鎖進(jìn)行通風(fēng)時(shí)維持輸送室中的真空。裝載鎖11010還可包括對(duì)準(zhǔn)器11011,其用于將襯底的基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)到所期望的位置以進(jìn)行處理。在其它方面中,真空裝載鎖可位于處理設(shè)備的任何合適位置中并具有任何合適的構(gòu)型。

真空后端11020通常包括輸送室11025、一個(gè)或更多個(gè)處理站11030和任何合適的搬運(yùn)機(jī)器人11014,其可包括本文中描述的所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面。下文將描述搬運(yùn)機(jī)器人11014,并且其可位于輸送室11025內(nèi)以在裝載鎖11010與各種處理站11030之間輸送襯底。處理站11030可通過各種沉積、蝕刻或其它類型的工藝對(duì)襯底進(jìn)行操作以在襯底上形成電路或其它期望的結(jié)構(gòu)。典型工藝包括但不限于使用真空的薄膜工藝,例如等離子蝕刻或其它蝕刻工藝、化學(xué)氣相沉積(cvd)、等離子氣相沉積(pvd)、植入(例如,離子植入)、計(jì)量學(xué)、快速熱處理(rtp)、干式剝離原子層沉積(ald)、氧化/擴(kuò)散、氮化物的形成、真空光刻、外延(epi)、絲焊器和蒸發(fā)或使用真空壓力的其它薄膜工藝。處理站11030連接到輸送室11025,以允許將襯底從輸送室11025傳遞到處理站11030,且反之亦然。

現(xiàn)參考圖1c,示出了線性襯底處理系統(tǒng)2010的示意性平面圖,其中工具接口部段2012安裝到輸送室模塊3018,使得接口部段2012大體面向(例如,向內(nèi))輸送室3018但從其縱向軸線x偏移??赏ㄟ^將其它輸送室模塊3018a、3018i、3018j附接到接口2050、2060、2070使輸送室模塊3018在任何合適的方向上延伸,如在先前通過引用并入本文中的美國(guó)專利號(hào)8,398,355中所描述的。每個(gè)輸送室模塊3018、3019a、3018i、3018j包括任何合適的襯底輸送件2080,其可包括本文中描述的所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,其用于貫穿處理系統(tǒng)2010將襯底輸送入(例如)處理模塊pm中和輸送出處理模塊pm。如可認(rèn)識(shí)到,每個(gè)室模塊可能夠保持隔離的或受控的大氣(例如,n2、潔凈空氣、真空)。

現(xiàn)參考圖1d,示出了示例性處理工具410的示意性正視圖,例如,可沿線性輸送室416的縱向軸線x所截取。在圖1d中示出的所公開實(shí)施例的方面中,工具接口部段12可代表性地連接到輸送室416。在這個(gè)方面中,接口部段12可限定工具輸送室416的一端。如圖1d中所見,輸送室416可在(例如)與接口站12相對(duì)的端部處具有另外的工件入口/出口站412。在其它方面中,可提供用于從輸送室插入/移除工件的其它入口/出口站。在一個(gè)方面中,接口部段12和入口/出口站412可允許從工具裝載和卸載工件。在其它方面中,可從一端將工件裝載到工具中,并從另一端移除工件。在一個(gè)方面中,輸送室416可具有一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)移室模塊18b、18i。每個(gè)室模塊可能夠保持隔離的或受控的大氣(例如,n2、潔凈空氣、真空)。如前所述,形成圖1d中所示的輸送室416的輸送室模塊18b、18i、裝載鎖模塊56a、56b和工件站的構(gòu)型/布置僅僅是示例性的,且在其它方面中,輸送室可具有以任何所期望的模塊化布置來(lái)安置的更多或更少的模塊。在所示的方面中,站412可以是裝載鎖。在其它方面中,裝載鎖模塊可位于端部入口/出口站(類似于站412)之間,或鄰接的輸送室模塊(類似于模塊18i)可配置來(lái)操作為裝載鎖。又如前所述,輸送室模塊18b、18i具有位于其中的一個(gè)或更多個(gè)相對(duì)應(yīng)的輸送設(shè)備26b、26i,其可包括本文中描述的所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面。代表性輸送室模塊18b、18i的輸送設(shè)備26b、26i可合作以在輸送室中提供線性分布式工件輸送系統(tǒng)420。在這個(gè)方面中,輸送設(shè)備26b可大體具有scara臂構(gòu)型,但是在其它方面中,輸送臂可具有任何其它所期望的布置,例如蛙腿式構(gòu)型、伸縮式構(gòu)型、雙對(duì)稱式構(gòu)型等。在圖1d中示出的所公開實(shí)施例的方面中,輸送設(shè)備26b的臂可布置成提供可稱為快速交換布置的布置,從而允許該輸送快速地交換來(lái)自取/放位置的硅片,如下文也將進(jìn)一步詳細(xì)描述的。輸送臂26b可具有合適的驅(qū)動(dòng)部段(例如,下文所描述的),其用于向每個(gè)臂提供任何合適的自由度數(shù)量(例如,圍繞肩、肘關(guān)節(jié)的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)以及z軸運(yùn)動(dòng))。如圖1d中所見,在這個(gè)方面中,模塊56a、56、30i可間置式地位于轉(zhuǎn)移室模塊18b、18i之間,并且可限定合適的處理模塊、裝載鎖、緩沖站、計(jì)量站或任何其它所期望的站。例如,間置式模塊(例如,裝載鎖56a、56和工件站30i)可各自具有固定的工件支撐件/工件架56s、56s1、56s2、30s1、30s2,其可與輸送臂合作以實(shí)現(xiàn)沿輸送室的線性軸線x將工件輸送穿過輸送室的長(zhǎng)度。通過舉例說(shuō)明,可由接口部段12將一個(gè)或多個(gè)工件裝載到輸送室416中??墒褂媒涌诓慷蔚妮斔捅?5將工件定位于裝載鎖模塊56a的一個(gè)或多個(gè)支撐件上。裝載鎖模塊56a中的一個(gè)或多個(gè)工件可通過模塊18b中的輸送臂26b在裝載鎖模塊56a與裝載鎖模塊56之間運(yùn)動(dòng),并且使用臂26i(在模塊18i中)以類似和連續(xù)的方式在裝載鎖56與工件站30i之間運(yùn)動(dòng),且使用模塊18i中的臂26i在站30i與站412之間運(yùn)動(dòng)。可整體地或部分地反轉(zhuǎn)此過程,以在相反方向上移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)工件。因此,在一個(gè)方面中,工件可沿軸線x在任何方向上運(yùn)動(dòng)并沿輸送室運(yùn)動(dòng)到任何位置,且可裝載到與輸送室通信的任何所期望的(處理或另外的)模塊及從其進(jìn)行卸載。在其它方面中,在輸送室模塊18b、18i之間可不提供具有靜態(tài)工件支撐件或工件架的間置式輸送室模塊。在此類方面中,鄰接的輸送室模塊的輸送臂可完成將工件直接從末端執(zhí)行器或一個(gè)輸送臂傳遞到另外的輸送臂的末端執(zhí)行器以使工件移動(dòng)穿過輸送室。處理站模塊可通過各種沉積、蝕刻或其它類型的工藝在襯底上進(jìn)行操作,以在襯底上形成電路或其它所期望的結(jié)構(gòu)。處理站模塊連接到輸送室模塊,以允許將襯底從輸送室傳遞到處理站,且反之亦然。具有與圖1d中所描繪的處理設(shè)備類似的大體特征的處理工具的合適示例描述于美國(guó)專利號(hào)8,398,355中,該專利先前整體上通過引用并入本文中。

現(xiàn)參考圖2a,說(shuō)明了輸送設(shè)備驅(qū)動(dòng)器200的一部分的示意性圖示??稍谌魏魏线m的大氣或真空機(jī)器人輸送(例如,如上所述類型的輸送)中采用輸送驅(qū)動(dòng)器。所述驅(qū)動(dòng)器可包括驅(qū)動(dòng)器殼體200h,其具有至少部分地安置于其中的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸201。雖然圖2a中說(shuō)明了一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸,但在其它方面中,驅(qū)動(dòng)器可包括任何合適數(shù)量的驅(qū)動(dòng)軸。驅(qū)動(dòng)軸201可以任何合適方式機(jī)械地懸掛或磁性地懸掛在殼體200h內(nèi)。在這個(gè)方面中,驅(qū)動(dòng)軸使用任何合適的軸承200b被懸掛在殼體內(nèi),但在其它方面中,驅(qū)動(dòng)軸可以大致與在2012年10月9日頒發(fā)的標(biāo)題為“具有磁性主軸軸承的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器(robotdrivewithmagneticspindlebearings)”的美國(guó)專利號(hào)8,283,813中所描述的方式類似的方式磁性地進(jìn)行懸掛(例如,自承式驅(qū)動(dòng)器),其公開內(nèi)容整體上通過引用并入本文中。驅(qū)動(dòng)器200的每個(gè)驅(qū)動(dòng)軸可由相應(yīng)馬達(dá)206來(lái)驅(qū)動(dòng),其中每個(gè)馬達(dá)包括定子206s和轉(zhuǎn)子206r。圖中描繪的示例性實(shí)施例具有可稱作旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)型的構(gòu)型(為了便于描述的目的說(shuō)明了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)型)以及如本文中所示出和描述的各個(gè)方面的特征。如可認(rèn)識(shí)到的,關(guān)于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)型所說(shuō)明的各個(gè)方面的特征同樣適用于線性驅(qū)動(dòng)器構(gòu)型。應(yīng)注意到,本文中所描述的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)可以是永磁馬達(dá)、可變磁阻馬達(dá)(具有:至少一個(gè)凸極,其具有相對(duì)應(yīng)的線圈單元;以及至少一個(gè)相應(yīng)轉(zhuǎn)子,其具有磁導(dǎo)性材料的至少一個(gè)凸極)或任何其它合適的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。一個(gè)或多個(gè)定子206s可至少部分地固定于殼體內(nèi),且一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子206r可以任何合適的方式固定到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)軸201。在一個(gè)方面中,一個(gè)或多個(gè)定子206s可位于“外部”或“非密封”環(huán)境中,該環(huán)境通過采用隔離壁或屏障而與一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人臂208在其中操作的大氣(本文中將機(jī)器人臂在其中進(jìn)行操作的大氣稱為“密封”環(huán)境,其可以是真空或任何其它合適的環(huán)境)隔絕,而一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子206r以大致與在2013年11月13日提交的標(biāo)題為“密封機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器(sealedrobotdrive)”的美國(guó)臨時(shí)專利(代理人案號(hào)390p014939-us(-#1))中所描述的方式類似的方式位于密封環(huán)境內(nèi),其公開內(nèi)容整體上通過引用并入本文中且如下文將更詳細(xì)地進(jìn)行描述。應(yīng)注意到,如本文中使用的術(shù)語(yǔ)非鐵磁性分隔壁、密封分區(qū)或隔離壁(其將更詳細(xì)地描述于下文)是指由任何合適的非鐵磁性材料制成的壁,其可安置于機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器和/或傳感器的活動(dòng)部分與機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器和/或傳感器的相對(duì)應(yīng)的固定部分之間。

在一個(gè)方面中,驅(qū)動(dòng)器200的殼體200h具有大致滾筒狀構(gòu)型(例如,滾筒結(jié)構(gòu)),所述構(gòu)型具有外部200he和內(nèi)部200hi。在一個(gè)方面中,殼體200h是單一的一件式整體結(jié)構(gòu),而在其它方面中,殼體200h是具有兩個(gè)或更多個(gè)圈的整體式組件,這些圈以任何合適方式緊固在一起以便形成殼體200h的滾筒結(jié)構(gòu)。殼體的內(nèi)部200hi包括可變磁阻馬達(dá)206的定子206s所在的定子接口表面200hs。定子接口表面200hs(及因此殼體200h)配置來(lái)為定子206s提供剛度和支撐。如可認(rèn)識(shí)到的,定子接口表面200hs(及因此殼體200h)是基準(zhǔn)面,其定位定子206s(及隔離壁204,在一個(gè)方面中,所述隔離壁由定子支撐,使得定子位于與轉(zhuǎn)子所在的真空環(huán)境分隔的大氣環(huán)境中)以控制定子206s與轉(zhuǎn)子206r之間的間隙。殼體200h還包括轉(zhuǎn)子接口表面200hr,其與轉(zhuǎn)子206r相連接并定位轉(zhuǎn)子206r(例如,軸承200b定位于驅(qū)動(dòng)軸201/轉(zhuǎn)子206r上處于預(yù)定位置中,且軸承200b與轉(zhuǎn)子接口表面200hr相連接),使得轉(zhuǎn)子206r相對(duì)于定子206s定位于預(yù)定位置中。如可認(rèn)識(shí)到的,定子接口表面200hs是轉(zhuǎn)子接口表面200hr(及因此轉(zhuǎn)子206r/驅(qū)動(dòng)軸201)的基準(zhǔn)面,使得轉(zhuǎn)子206r(及連接至其的驅(qū)動(dòng)軸201)和定子206s是相對(duì)于由殼體200h所形成的共同基準(zhǔn)來(lái)定位的并且懸掛在該共同基準(zhǔn)上。在一個(gè)方面中,殼體200h包括形成于殼體200h中的控制板孔口或槽pcbs,在其中一個(gè)或更多個(gè)印刷電路板pcb(與下文所述的pcb310類似,其包括與下文所述的傳感器或編碼器軌道202連接的傳感器203)位于大氣環(huán)境中并通過真空屏障以與下文所述的方式類似的方式與傳感器軌道202(其位于真空環(huán)境中)分隔開??刂瓢蹇卓趐cbs包括傳感器接口表面200ht,其將傳感器203相對(duì)于定子接口表面200hs(例如,殼體200h的共同基準(zhǔn))定位于預(yù)定位置中。如可認(rèn)識(shí)到的,傳感器軌道202連接到轉(zhuǎn)子206r,使得傳感器軌道202相對(duì)于轉(zhuǎn)子接口表面200hr位于預(yù)定位置中。因此,傳感器接口表面200ht和轉(zhuǎn)子接口表面200hr與定子接口表面200hs的相對(duì)定位可定位并控制傳感器203與傳感器軌道202之間的間隙,其中定子206s、轉(zhuǎn)子206r、傳感器203和傳感器軌道202是相對(duì)于共同基準(zhǔn)進(jìn)行定位的并且懸掛在該共同基準(zhǔn)上。在一個(gè)方面中,殼體200h包括任何合適的槽或孔口mls,任何合適的驅(qū)動(dòng)連接器con穿過該槽或孔口以用于提供到驅(qū)動(dòng)器200的功率和控制信號(hào)(及來(lái)自驅(qū)動(dòng)器200的反饋信號(hào))。

參考圖2k,應(yīng)理解到,雖然圖2g到圖2j僅出于示例性目的說(shuō)明了具有單個(gè)驅(qū)動(dòng)軸201的驅(qū)動(dòng)器,但在其它方面中,驅(qū)動(dòng)器包括任何數(shù)量的馬達(dá),其具有任何合適的相對(duì)應(yīng)數(shù)量的驅(qū)動(dòng)軸。例如,圖2k說(shuō)明了驅(qū)動(dòng)器200”,其具有以堆疊或直列式構(gòu)型進(jìn)行布置的兩個(gè)馬達(dá)206a、206b。此處,每個(gè)馬達(dá)206a、206b包括相應(yīng)的殼體200h(大致與上述殼體類似),其中殼體以任何合適的方式彼此連接以形成多馬達(dá)(例如,多個(gè)自由度)驅(qū)動(dòng)器200”,使得馬達(dá)206b的驅(qū)動(dòng)軸201延伸穿過馬達(dá)206a的驅(qū)動(dòng)軸201a中的孔口以形成同軸的驅(qū)動(dòng)主軸。

也參考圖2b,說(shuō)明了大致與驅(qū)動(dòng)器200類似的輸送設(shè)備驅(qū)動(dòng)器200',其具有帶兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸201、210的同軸的驅(qū)動(dòng)軸布置。在這個(gè)方面中,驅(qū)動(dòng)軸201由馬達(dá)206(具有定子206s和轉(zhuǎn)子206r)來(lái)驅(qū)動(dòng),而軸210由馬達(dá)216(具有定子216s和轉(zhuǎn)子216r)來(lái)驅(qū)動(dòng)。此處,將馬達(dá)示為呈堆疊式布置(例如,直列式且布置成一個(gè)在另一個(gè)上面或一個(gè)在另一個(gè)前面)。然而,應(yīng)理解到,馬達(dá)206、216可具有任何合適的布置,例如,并排或同心布置。例如,參考圖2d,在一個(gè)方面中,將襯底輸送設(shè)備100示為具有低輪廓平面或“煎餅(pancake)”型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器構(gòu)型,其中馬達(dá)以大致與在2011年8月30日頒發(fā)的標(biāo)題為“具有集成到室壁的馬達(dá)的襯底處理設(shè)備(substrateprocessingapparatuswithmotorsintegraltochamberwalls)”的美國(guó)專利號(hào)8,008,884和在2012年10月9日頒發(fā)的標(biāo)題為“具有磁性主軸軸承的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器(robotdrivewithmagneticspindlebearings)”的美國(guó)專利號(hào)8,283,813中所描述的方式類似的方式同心地套疊于彼此內(nèi),這些專利的公開內(nèi)容通用引用整體上并入本文中。襯底輸送設(shè)備100可包括磁阻驅(qū)動(dòng)器100d,其具有一個(gè)或更多個(gè)定子和相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子(在這個(gè)方面中,所述轉(zhuǎn)子包括外轉(zhuǎn)子101和內(nèi)轉(zhuǎn)子102)。轉(zhuǎn)子101、102可由其相應(yīng)的定子基于任何合適的磁阻馬達(dá)原理來(lái)致動(dòng)通過封閉或隔離壁103。應(yīng)注意到,由于(例如)轉(zhuǎn)子直徑相對(duì)較大且轉(zhuǎn)矩能力較高,所以煎餅型驅(qū)動(dòng)器構(gòu)型可針對(duì)高/重有效負(fù)載應(yīng)用來(lái)提供直接驅(qū)動(dòng)器以替代諧波驅(qū)動(dòng)機(jī)器人。在其它方面中,任何合適的諧波驅(qū)動(dòng)器可聯(lián)接到本文中所描述的馬達(dá)的輸出用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或更多個(gè)機(jī)器人臂。煎餅型驅(qū)動(dòng)器構(gòu)型也可考慮到中空的中心驅(qū)動(dòng)部段,其能夠容納真空泵入口和/或支持真空泵送布置部分地或完全地集成至機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器內(nèi),例如在緊湊的真空室(其中機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器周圍的空間有限)或任何其它合適的室(機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器至少部分地安置于其中)中。

本文中所描述的驅(qū)動(dòng)器可承載任何合適的機(jī)器人臂104(如上所述),該機(jī)器人臂配置來(lái)輸送(例如)半導(dǎo)體硅片、用于平板顯示器的平板、太陽(yáng)能面板、中間掩模(reticles)或任何其它合適的有效負(fù)載。在這個(gè)方面中,將機(jī)器人臂104說(shuō)明為雙對(duì)稱型機(jī)器人臂(例如,具有聯(lián)接成延伸和收縮的相對(duì)的末端執(zhí)行器),其中上臂104u1、104u1'中的一者附接到外轉(zhuǎn)子101,且另一上臂104u2、104u2''附接到內(nèi)轉(zhuǎn)子102。在其它方面中,任何合適數(shù)量和類型的機(jī)器人臂可附接到本文中所描述的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)布置。除雙對(duì)稱臂104之外,可與煎餅型馬達(dá)布置或堆疊式馬達(dá)布置一起采用的臂構(gòu)型的其它示例還包括(但不限于)在2008年5月8日提交的標(biāo)題為“具有利用機(jī)械開關(guān)機(jī)構(gòu)的多個(gè)活動(dòng)臂的襯底輸送設(shè)備(substratetransportapparatuswithmultiplemovablearmsutilizingamechanicalswitchmechanism)”的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?2/117,415中描述的臂構(gòu)型,所述專利申請(qǐng)的公開內(nèi)容整體上通過引用并入本文中。例如,臂可來(lái)源于常規(guī)scara(選擇順應(yīng)性鉸接式機(jī)器人臂)型設(shè)計(jì)(其包括上臂、帶驅(qū)動(dòng)型前臂和帶約束型末端執(zhí)行器),以及通過省去上壁,其來(lái)源于伸縮臂或任何其它合適的臂設(shè)計(jì)。

臂的操作可彼此獨(dú)立(例如,每個(gè)臂的延伸/收縮獨(dú)立于其它臂),可通過空動(dòng)開關(guān)來(lái)進(jìn)行操作,或可以任何合適的方式可操作地聯(lián)接,使得臂共用至少一個(gè)共同的驅(qū)動(dòng)軸線。作為示例,可通過在相反方向上并且大致以相同速率大致同時(shí)旋轉(zhuǎn)外轉(zhuǎn)子101和內(nèi)轉(zhuǎn)子102來(lái)執(zhí)行雙對(duì)稱臂的任一個(gè)末端執(zhí)行器104e1、104e2的徑向延伸運(yùn)動(dòng)。能夠通過使外轉(zhuǎn)子101和內(nèi)轉(zhuǎn)子102在相同方向上以大致相同速率進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來(lái)執(zhí)行臂104作為一個(gè)單元的旋轉(zhuǎn)。

再次參考圖2a和圖2b并且還參考圖2c,每個(gè)驅(qū)動(dòng)軸201也可具有安裝到其的傳感器或編碼器軌道202,其具有與傳感器203連接的位置確定標(biāo)記或特征部。應(yīng)注意到,本文中所描述的傳感器可配置成使得傳感器203的讀頭部分(例如,傳感器的安裝有傳感構(gòu)件的部分)是能夠從驅(qū)動(dòng)器殼體或隔離壁204插入以及從其移除的模塊(應(yīng)注意到,隔離壁204可以是也將驅(qū)動(dòng)器定子與密封環(huán)境隔絕的共同的隔離壁)。傳感器203可以任何合適的方式至少部分地固定于殼體200h內(nèi),從而允許傳感器203的傳感元件或構(gòu)件203h讀取或以其它方式受到一個(gè)或更多個(gè)刻度202s(其將描述于下文)的作用以用于將位置信號(hào)提供給任何合適的控制器(例如,運(yùn)動(dòng)控制器190)(其可大致與上述控制器11091類似)。在一個(gè)方面中,傳感器203的至少一部分可位于外部環(huán)境中,并使用隔離壁204與密封環(huán)境隔絕或以其它方式隔離(如下文將更詳細(xì)地描述),使得傳感器電子設(shè)備和/或磁體安置于外部環(huán)境中,而傳感器軌道安置于密封環(huán)境中。由于(例如)嚴(yán)酷的環(huán)境條件(例如,真空環(huán)境或具有極端溫度的環(huán)境),可能難以直接監(jiān)控密封環(huán)境。本文中描述的所公開實(shí)施例的方面提供對(duì)密封環(huán)境內(nèi)的移動(dòng)物體(例如,馬達(dá)轉(zhuǎn)子、連接到馬達(dá)的機(jī)器人臂或任何其它合適的物體)的非侵入式位置測(cè)量。

在一個(gè)方面中,參考圖3,傳感器203可利用磁路原理來(lái)檢測(cè)編碼器軌道202的位置,其中所述編碼器軌道具有位于密封環(huán)境內(nèi)的至少一個(gè)編碼器刻度(例如,其中所述至少一個(gè)編碼器刻度中的每個(gè)具有可能與所述至少一個(gè)編碼器刻度中的其它刻度的間距不同的預(yù)定間距)。圖3中所說(shuō)明的磁性感測(cè)系統(tǒng)是以代表性方式示出,并且可配置為巨磁阻傳感器(gmr)或微分型gmr(即,感測(cè)幾個(gè)位置之間的梯度場(chǎng)微分,或者稱為梯度儀),如下文將描述的。傳感器可包括至少一個(gè)磁源或鐵磁源300、鐵磁編碼器軌道202和大致安置于磁源與鐵磁軌道之間的至少一個(gè)磁性傳感元件或構(gòu)件203h(對(duì)應(yīng)于每個(gè)磁源)。

編碼器軌道可配置成使得軌道寬度(例如,其上具有編碼特征部的軌道面)可在徑向向外延伸的平面中延伸,其中位置編碼特征從軌道平面正交地變化(例如,上下),如圖2a中所描繪的。在其它方面中,軌道寬度可安置在平行于驅(qū)動(dòng)軸線的軸向方向上(例如,在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)型中,軌道面形成圍繞驅(qū)動(dòng)軸線t的圈或圓筒,如在“滾筒”形狀中,例如圖2e到圖2f的軌道202s1'、202s2'、202s3'),其中編碼特征部從軌道平面徑向地(對(duì)于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器)或側(cè)向地突出。在這個(gè)方面中,至少一個(gè)磁性傳感構(gòu)件203h可具有大致直接與軌道202連接的大致平坦(或以其它方式無(wú)懸掛特征部)的軌道接口,但在其它方面中,如下文所述,至少一個(gè)磁性傳感器可連接到鐵磁構(gòu)件,所述鐵磁構(gòu)件包括與軌道上的相對(duì)應(yīng)特征部連接的鐵磁特征部。在一個(gè)方面中,磁源和至少一個(gè)傳感構(gòu)件203h可安裝到印刷電路板(pcb)310或以其它方式整體地形成于其上,其中所述印刷電路板是共用的電路板(例如,對(duì)于每個(gè)磁源和至少一個(gè)傳感構(gòu)件中的每個(gè)是共用的)。在其它方面中,每個(gè)磁源和傳感構(gòu)件可安裝到一個(gè)或更多個(gè)相應(yīng)的印刷電路板。在一個(gè)方面中,磁源300可以是位于外部環(huán)境內(nèi)的永磁體。在其它方面中,磁源300可以是任何合適的源,例如配置成受激勵(lì)以產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈。在一個(gè)方面中,由磁源產(chǎn)生的磁場(chǎng)(例如,圖3中所說(shuō)明的場(chǎng)線)離開源300的北極n(例如,背向軌道的極,在其它方面中,磁極可具有任何合適的定向)(或在線圈受激勵(lì)的情況下在由穿過線圈的電流流動(dòng)所確定的方向上),可如所示地進(jìn)行傳播,即橫穿pcb310且流動(dòng)跨越間隙(例如,位于傳感構(gòu)件203h與軌道202之間),穿過非鐵的隔離壁204,到鐵磁軌道202并且返回到磁源300的相對(duì)的極s。當(dāng)鐵磁軌道相對(duì)于磁源300移動(dòng)時(shí),產(chǎn)生了一種或更多種磁場(chǎng)分布。磁場(chǎng)分布可具有正弦波或余弦波中的一種或更多種的大體形狀。傳感構(gòu)件203h配置來(lái)檢測(cè)磁通量的變化,這些變化與鐵磁軌道運(yùn)動(dòng)(例如,磁場(chǎng)分布)相關(guān)。

在一個(gè)方面中,一個(gè)或多個(gè)傳感構(gòu)件203h可以是能夠感測(cè)一個(gè)或更多個(gè)位置中的磁場(chǎng)的任何合適的巨磁阻(gmr)傳感元件/構(gòu)件。在其它方面中,一個(gè)或多個(gè)傳感構(gòu)件可以是能夠感測(cè)磁場(chǎng)的任何合適的傳感元件。在一個(gè)方面中,傳感構(gòu)件203h可配置來(lái)產(chǎn)生正弦信號(hào),該正弦信號(hào)能夠用來(lái)提供與(例如)鐵磁軌道202的增量(和/或絕對(duì))位置相關(guān)聯(lián)的相位角。在另一個(gè)方面中,參考圖4a和圖4b,一個(gè)或多個(gè)傳感構(gòu)件可以是配置來(lái)感測(cè)空間中兩個(gè)位置之間的梯度場(chǎng)的微分巨磁阻(gmr)傳感構(gòu)件(例如,梯度儀)。磁性感測(cè)系統(tǒng)可以是如先前所述的梯度儀。在梯度儀構(gòu)型中,每個(gè)傳感構(gòu)件的模擬輸出信號(hào)可與空間中兩點(diǎn)之間的磁場(chǎng)梯度成比例。圖4a說(shuō)明了代表性梯度儀傳感構(gòu)件203h',其包括磁阻元件mre,該mre可配置成形成(例如)可影響微分編碼器通道的惠斯登電橋。如可認(rèn)識(shí)到的,mre(例如,r1-r4)在梯度儀傳感構(gòu)件上的布置可以是編碼器軌道上的編碼特征部和磁源的特征。圖4b說(shuō)明了根據(jù)所公開實(shí)施例的另一個(gè)方面的示例性梯度儀傳感構(gòu)件203h'',其包括布置來(lái)提供兩種微分信號(hào)(例如,正弦/余弦)的磁阻元件mre。軌道間距p(圖3)和磁阻元件mre在傳感構(gòu)件203h、203h'、203h''上的位置可如此匹配,使得從每個(gè)傳感構(gòu)件203h、203h'、203h''獲得微分正弦輸出和余弦輸出。

參考圖5,示出了根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的驅(qū)動(dòng)器位置確定電路的示意圖。所述位置確定電路可集成到單個(gè)印刷電路板,或以其它方式根據(jù)需要加以封裝。在一個(gè)方面中,印刷電路板310(見圖5)可包括一個(gè)或更多個(gè)傳感構(gòu)件503h(大致與可集成至單個(gè)芯片上的上述傳感構(gòu)件203h、203h'、203h''中的一個(gè)或更多個(gè)類似)、誤差補(bǔ)償單元506、信號(hào)調(diào)節(jié)單元501、數(shù)據(jù)采樣單元502、解碼單元507、傳播單元504和控制與同步單元505(本文中稱為“控制單元”)。為了簡(jiǎn)明性單獨(dú)示出和描述了所述功能單元,但所述功能單元可根據(jù)需要來(lái)布置以及結(jié)合于電路中。在其它方面中,印刷電路板310可具有用于實(shí)施如本文中所描述的位置感測(cè)的任何合適構(gòu)型。

控制與同步單元505可包括用于執(zhí)行本文中所描述的傳感器功能的任何合適模塊。例如,也參考圖5c,控制與同步單元505可包括一個(gè)或更多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊505a(過采樣)、505e(靜態(tài)時(shí)間)、505f(軌道)、絕對(duì)位置解碼模塊505b、傳感器遲滯補(bǔ)償模塊505c、溫度補(bǔ)償模塊505d、自動(dòng)軌道對(duì)準(zhǔn)校準(zhǔn)模塊505g、輸出協(xié)議模塊505h和自動(dòng)振幅、偏移與相位校準(zhǔn)模塊505i。如可認(rèn)識(shí)到的,雖然將模塊505a-505i描述為和控制與同步單元505集成,但在其它方面中,模塊505a-505i可安裝到電路板310或集成于電路板310中,以便可由控制與同步單元505接入。例如,模塊505a-505i可集成到功能單元501、502、504、503、507中的一個(gè)或更多個(gè)中,或集成到電路板310傳感回路的任何其它合適的部件中。在再其它方面中,模塊505a-505i可安裝到電路板310的“板外”,例如在任何合適控制器中,但可由控制與同步單元505接入。過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊505a可配置成對(duì)如本文中所描述的傳感器讀數(shù)過采樣(以任何所期望的可配置采樣率)以改進(jìn)抗噪性。模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊505e可配置成在如本文中所描述的“靜態(tài)時(shí)間”對(duì)傳感器信號(hào)采樣以在傳感器回路內(nèi)避免噪聲事件。模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊505f可配置來(lái)提供軌道數(shù)據(jù)(例如,位置反饋數(shù)據(jù))的機(jī)載模數(shù)轉(zhuǎn)換,并且允許改進(jìn)信號(hào)完整性,同時(shí)避免在位置反饋器與外部控制器之間需要長(zhǎng)的互連纜線。絕對(duì)位置解碼模塊505b可配置來(lái)允許在通電時(shí)或在任何其它所期望的時(shí)間來(lái)識(shí)別傳感器的絕對(duì)位置,使得增量位置能夠恰當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)到真實(shí)的絕對(duì)位置。傳感器遲滯補(bǔ)償模塊505c可配置成在對(duì)應(yīng)于馬達(dá)位置或機(jī)器人臂位置中的一個(gè)或更多個(gè)的任何合適位置處最小化傳感器503h所固有的遲滯。溫度補(bǔ)償模塊505d可配置來(lái)允許補(bǔ)償溫度效應(yīng),且可包括任何合適的溫度查找表。自動(dòng)軌道對(duì)準(zhǔn)校準(zhǔn)模塊505g可配置成使用(例如)軟件校準(zhǔn)來(lái)識(shí)別不同軌道202之間的共同原點(diǎn),因此放寬電路板310中的傳感器位置相對(duì)于各個(gè)軌道202的公差。輸出協(xié)議模塊505h可配置成使用不同通信協(xié)議來(lái)提供與不同類型的控制器的大致通用的集成。

如可認(rèn)識(shí)到的,一個(gè)或更多個(gè)傳感構(gòu)件503h可產(chǎn)生原始模擬信號(hào)(正弦和/或余弦信號(hào)),其反映鐵磁軌道202上的相應(yīng)刻度202s的拓樸結(jié)構(gòu)(圖2c)。誤差補(bǔ)償單元506可配置成適當(dāng)?shù)亟鉀Q對(duì)應(yīng)于所選感測(cè)技術(shù)(在這種情況下,其可以是gmr感測(cè)技術(shù)或任何合適的感測(cè)技術(shù))的任何局限性。此類局限性的示例可包括由于傳感器非線性和飽和引起的信號(hào)失真以及溫度漂移效應(yīng)和外磁場(chǎng)擾動(dòng)??筛鶕?jù)需要(例如,具有從控制與同步單元505到誤差補(bǔ)償單元506的命令)或在任何其它合適的預(yù)定時(shí)間來(lái)執(zhí)行誤差補(bǔ)償。信號(hào)調(diào)節(jié)單元501可配置成將來(lái)自傳感構(gòu)件503h的原始模擬信號(hào)按比例確定(或以其它方式進(jìn)行校準(zhǔn)—其示例是對(duì)正弦振幅的歸一化和消除偏移)至確定性范圍內(nèi)的值。數(shù)據(jù)采樣單元502可以是任何合適的轉(zhuǎn)換器(例如,模數(shù)轉(zhuǎn)換器),其配置成將調(diào)節(jié)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成待由任何合適的控制器(例如,本文中所描述的控制器)處理的原始數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。解碼單元503可配置成處理由數(shù)據(jù)采集單元502產(chǎn)生的原始數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并將所述原始數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成位置輸出數(shù)據(jù)。應(yīng)注意到,如果絕對(duì)位置是所期望的,則可從分析來(lái)自鐵磁軌道202上的多個(gè)刻度202s的數(shù)據(jù)來(lái)獲得絕對(duì)位置,如下文將描述的。傳播單元504可配置成將位置輸出數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠垦b置,例如,任何合適的運(yùn)動(dòng)控制器190,(其可通信地連接到至少一個(gè)傳感器,其中控制與同步單元505從所述至少一個(gè)傳感器接收傳感器信號(hào)并適當(dāng)?shù)嘏渲贸身憫?yīng)于來(lái)自運(yùn)動(dòng)控制器的通信來(lái)控制在所述傳感器信號(hào)的至少預(yù)定特征中的如下所列出的變化)。傳播單元504還可配置來(lái)提供來(lái)自運(yùn)動(dòng)控制器190的輸入信息,該輸入信息可由控制與同步單元505用來(lái)實(shí)現(xiàn)如下文將描述的定時(shí)和調(diào)度。

控制與同步單元505可配置來(lái)管理和調(diào)度如圖5中所示的單獨(dú)的功能單元503h、501、502、504、506、507。如上所述的,單獨(dú)的功能單元503h、501、502、504、506、507和控制與同步單元505可集成到單個(gè)位置反饋模塊中,該位置反饋模塊能夠作為單元或單一模塊安裝于(例如)任何合適馬達(dá)中以及從其移除。在一個(gè)方面中,可以任何合適的方式來(lái)校準(zhǔn)位置反饋模塊(圖5b,塊589)。由于傳感單元之間的關(guān)系是已知的,例如,可在(例如)測(cè)試臺(tái)上在馬達(dá)的“非機(jī)載”條件下(例如,當(dāng)未安裝于馬達(dá)中時(shí))執(zhí)行校準(zhǔn)。例如,可執(zhí)行任何合適的軟件校準(zhǔn),使得位置反饋模塊整體上在非機(jī)載條件下進(jìn)行校準(zhǔn)(例如,使得所述模塊預(yù)備好進(jìn)行操作)和安裝。在位置反饋模塊就位的情況下(例如,機(jī)載于馬達(dá)上),可執(zhí)行一個(gè)和多個(gè)傳感單元503h與相應(yīng)軌道202之間的最終對(duì)準(zhǔn)校準(zhǔn)(例如,自動(dòng)地使用機(jī)載自動(dòng)軌道校準(zhǔn)模塊505g)。在其它方面中,運(yùn)動(dòng)控制器190可配置成以大致與下文關(guān)于控制與同步單元505所描述的方式類似的方式來(lái)管理和調(diào)度單獨(dú)的功能單元503h、501、502、504、506、507。在再其它方面中,可在控制與同步單元505和運(yùn)動(dòng)控制器190之間共享對(duì)單獨(dú)的功能單元的管理和調(diào)度。例如,能夠由控制與同步單元505在任何適當(dāng)?shù)臅r(shí)間(例如,根據(jù)需要)來(lái)啟用誤差補(bǔ)償單元506,以改進(jìn)傳感構(gòu)件503h信號(hào)輸出的準(zhǔn)確性和再現(xiàn)性。信號(hào)調(diào)節(jié)單元501也可由控制與同步單元505進(jìn)行控制,以在控制與同步單元505進(jìn)行請(qǐng)求時(shí)或在任何其它合適的時(shí)間時(shí)大致自動(dòng)地歸一化模擬信號(hào)。數(shù)據(jù)采樣單元執(zhí)行也能夠由控制與同步單元505進(jìn)行控制,使得在其中傳感回路不經(jīng)受瞬變的“靜態(tài)”時(shí)間或在任何其它合適的時(shí)間對(duì)位置數(shù)據(jù)采樣??刂婆c同步單元505還可配置來(lái)限定過采樣參數(shù)以改進(jìn)來(lái)自數(shù)據(jù)采樣單元502的數(shù)據(jù)質(zhì)量??稍谌魏魏线m的時(shí)間(例如,在如本文中所描述的“靜態(tài)時(shí)間”期間)獲得過采樣數(shù)據(jù)。當(dāng)合適的采樣數(shù)據(jù)可用時(shí),控制與同步單元505還可通過將一個(gè)或多個(gè)命令發(fā)送到解碼單元507來(lái)實(shí)現(xiàn)位置計(jì)算??刂婆c同步單元505還可配置成控制傳播單元504,使得在預(yù)定時(shí)間輸出最終的解碼位置。

圖5a中說(shuō)明了圖5的框圖的示例性執(zhí)行。在這個(gè)方面中,印刷電路板310包括三個(gè)傳感構(gòu)件503h1、503h2、503h3(每個(gè)均能夠提供兩種微分信號(hào)),其用于從具有三個(gè)刻度202s的鐵磁軌道202(例如,見圖2c和圖6a)獲得位置信號(hào)。在一個(gè)方面中,傳感構(gòu)件503h1、503h2、503h3(以及本文中所描述的其它傳感器)可無(wú)法移動(dòng)地固定到電路板。在其它方面中,傳感構(gòu)件(以及本文中所描述的其它傳感器)可能夠移動(dòng)地安裝到電路板,使得傳感構(gòu)件可相對(duì)于其相應(yīng)軌道202刻度202s進(jìn)行調(diào)節(jié)。參考圖2c和圖6a到圖6c,在一個(gè)方面中,刻度202s可表示3刻度游標(biāo)圖案,其包括主刻度202s1、游標(biāo)刻度202s2和區(qū)段刻度202s3,但在其它方面中,鐵磁軌道可包括任何合適數(shù)量的刻度,其相對(duì)于彼此具有任何合適的位置關(guān)系。此處,每個(gè)刻度2102s可包括鐵磁特征部202se(例如,槽、突起部等)的相應(yīng)的等距圖案(例如,每個(gè)刻度圖案可具有相應(yīng)的間距p1、p2、p3)。對(duì)于每個(gè)刻度202s,可存在專用傳感構(gòu)件503h1-503h3,其配置來(lái)提供大致模擬(例如)正弦波和余弦波的模擬信號(hào)輸出。在一個(gè)方面中,傳感構(gòu)件503h1-503h3中的一個(gè)或更多個(gè)可相對(duì)于傳感構(gòu)件503h1-503h3中的另一個(gè)和/或相應(yīng)的軌道202s1-202s以任何合適的角度α1、α2來(lái)進(jìn)行布置。在其它方面中,傳感構(gòu)件503h1-503h3可相對(duì)于彼此和/或相應(yīng)的軌道202s1-202s3具有任何合適的位置關(guān)系。如可認(rèn)識(shí)到的,鐵磁特征部202se的每個(gè)刻度周期和數(shù)量考慮到能夠用來(lái)通過使用任何合適的游標(biāo)插入方法(見圖5,其說(shuō)明了用于如本文中所描述的3刻度軌道202的一種合適的絕對(duì)位置解碼算法)來(lái)解碼軌道的絕對(duì)位置的軌道設(shè)計(jì)。

一個(gè)或更多個(gè)線圈600可針對(duì)如下文將描述的遲滯補(bǔ)償以任何合適的方式與印刷電路板310整體地形成為一件式單元(或以其它方式安裝到印刷電路板310或形成于印刷電路板310上)。應(yīng)注意到,數(shù)據(jù)采樣單元502和解碼單元507可形成為如圖5a中所示的整體式裝置或模塊,而在其它方面中,數(shù)據(jù)采集單元502和解碼單元507可以是單獨(dú)的單元。如也能夠在圖5a中所見的,任何合適的存儲(chǔ)器505m均可連接到控制與同步單元505。

在一個(gè)方面中,控制與同步單元505可配置成基于從至少一個(gè)傳感器所接收的傳感器信號(hào)來(lái)產(chǎn)生到所述至少一個(gè)傳感器的傳感器信號(hào)命令,其中所述傳感器信號(hào)命令實(shí)現(xiàn)在傳感器信號(hào)的至少一預(yù)定特征中的變化。例如,控制與同步單元505可配置成以任何合適的方式控制遲滯,例如通過遲滯補(bǔ)償機(jī)構(gòu)或模塊505c(例如,一個(gè)或更多個(gè)線圈600及用于激勵(lì)線圈的相關(guān)聯(lián)的硬件和軟件),如下文將描述的。在一個(gè)方面中,控制與同步單元505可實(shí)現(xiàn)激勵(lì)所述線圈,使得相應(yīng)的傳感構(gòu)件503h1、503h2、503h3被驅(qū)動(dòng)至飽和??刂婆c同步單元505可調(diào)度位置數(shù)據(jù)采樣時(shí)間,例如,使用模塊505e,使得在補(bǔ)償遲滯的時(shí)間期間不對(duì)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣(例如,當(dāng)激勵(lì)一個(gè)或多個(gè)線圈時(shí),不對(duì)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣)。通過補(bǔ)償傳感構(gòu)件503h中的遲滯,可由傳感構(gòu)件503h輸出一致的模擬信號(hào)。在一個(gè)方面中,可如圖7a到圖7d中所示將一個(gè)或更多個(gè)線圈600設(shè)在印刷電路板310上鄰近于相應(yīng)的傳感構(gòu)件503h1、503h2、503h3處,圖7a到圖7d說(shuō)明了一個(gè)或多個(gè)線圈600以一個(gè)或更多個(gè)層630-635形成于印刷電路板310上或形成于印刷電路板310中。作為根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的遲滯補(bǔ)償?shù)氖纠?,控制與同步單元505可通過在任何合適的時(shí)間激勵(lì)一個(gè)或多個(gè)線圈600來(lái)引起在一個(gè)或更多個(gè)傳感構(gòu)件503h中應(yīng)用遲滯補(bǔ)償場(chǎng)(圖5b,塊590)。例如,在一個(gè)方面中,控制與同步單元505可監(jiān)控從傳感器所接收的信號(hào),且當(dāng)信號(hào)的預(yù)定特征(例如,噪聲、振幅、信號(hào)失真等)在預(yù)定范圍之外和/或超出閾值時(shí),可產(chǎn)生遲滯補(bǔ)償場(chǎng)??刂婆c同步單元505可在遲滯補(bǔ)償場(chǎng)衰退之后等待預(yù)定時(shí)間,且接著命令信號(hào)調(diào)節(jié)單元501將合適的(例如,任何合適的)信號(hào)補(bǔ)償應(yīng)用到來(lái)自所述一個(gè)或更多個(gè)傳感構(gòu)件503h中的一個(gè)或更多個(gè)的所產(chǎn)生的遲滯補(bǔ)償信號(hào)(圖5b,塊591)。應(yīng)注意到,來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)傳感構(gòu)件503h的位置信號(hào)在其中激勵(lì)一個(gè)或多個(gè)線圈600且遲滯補(bǔ)償場(chǎng)未衰退的時(shí)間期間可以不是有效的??刂婆c同步單元505可觸發(fā)或以其它方式命令數(shù)據(jù)采樣單元502將經(jīng)調(diào)節(jié)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(圖5b,塊592),且命令解碼單元507從數(shù)據(jù)采樣單元502收集數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),并將此數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)譯成最終經(jīng)校正的位置數(shù)據(jù)(圖5b,塊593)??刂婆c同步單元505可命令傳播單元504將最終經(jīng)校正的位置數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺魏魏线m的控制器(例如,控制器190)(圖5b,塊594),使得控制器190使用最終經(jīng)校正的位置數(shù)據(jù)來(lái)控制機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器200及附接至其的一個(gè)或更多個(gè)臂的運(yùn)動(dòng)。

所公開實(shí)施例的方面可允許一定程度的定制,所述定制能夠用來(lái)優(yōu)化任何合適的位置反饋系統(tǒng)(例如,本文中關(guān)于半導(dǎo)體自動(dòng)化機(jī)器人所描述的位置反饋系統(tǒng))的性能。在一個(gè)方面中,控制與同步單元505和/或數(shù)據(jù)采樣單元502可配置成使得模數(shù)轉(zhuǎn)換可使用過采樣(例如,使用模塊505a)來(lái)配置以允許改進(jìn)抗噪性。如上所述,可在“靜態(tài)時(shí)間”(例如,使用模塊505a和/或505e)執(zhí)行對(duì)傳感器信號(hào)的數(shù)據(jù)采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換以確定(例如)驅(qū)動(dòng)器200(及因此機(jī)器人臂)的位置,如上所述,所述“靜態(tài)時(shí)間”是在回路內(nèi)避免噪聲事件(例如,遲滯補(bǔ)償、瞬變現(xiàn)象等的噪聲事件)的時(shí)間。在另一個(gè)方面中,控制與同步單元505可包括存儲(chǔ)于(例如)存儲(chǔ)器505m中的任何合適的編程和/或算法,其允許根據(jù)需要進(jìn)行絕對(duì)位置解碼(例如,使用模塊505b),其中能夠在通電時(shí)或在任何其它合適的時(shí)間識(shí)別絕對(duì)位置,使得增量位置能夠恰當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)到絕對(duì)位置(這能夠通過如本文中所描述的鐵磁軌道上的不同刻度來(lái)實(shí)現(xiàn))??刂婆c同步單元505可包括存儲(chǔ)于(例如)存儲(chǔ)器505m中的任何合適的編程和/或算法,其允許機(jī)載(例如,由傳感器203的處理能力所局部確定的)進(jìn)行大致自動(dòng)軌道對(duì)準(zhǔn)校準(zhǔn)(例如,使用模塊505g),其中識(shí)別鐵磁軌道202的不同刻度202s之間的共同原點(diǎn)(例如,通過比較每個(gè)刻度的信號(hào)),使得在印刷電路板310的電路中能夠相對(duì)于鐵磁軌道202放寬傳感器構(gòu)件503h位置的公差。如上所述,一個(gè)或多個(gè)線圈600和控制與同步單元505可允許在其中需要位置可重復(fù)性的鐵磁軌道(及因此機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器/機(jī)器人臂)的任何合適的位置處根據(jù)需要來(lái)進(jìn)行可以是一些傳感構(gòu)件所固有的遲滯補(bǔ)償(如上所述—例如使用模塊505c)。控制與同步單元505可包括存儲(chǔ)于(例如)存儲(chǔ)器505m中的任何合適的編程和/或算法,其允許機(jī)載進(jìn)行大致自動(dòng)的振幅、偏移和相位校準(zhǔn)(例如,使用模塊505i),從而可允許進(jìn)行大致即時(shí)(其中即時(shí)是指從事件到系統(tǒng)響應(yīng)的可操作截止時(shí)間)的信號(hào)調(diào)節(jié),以補(bǔ)償由于(例如)機(jī)械跳動(dòng)(或傳感器的其它狀態(tài)條件,例如軌道202的旋轉(zhuǎn)方向和/或傳感器遲滯)和/或環(huán)境條件效應(yīng)(例如,至少一個(gè)傳感器的溫度)引起的漂移。在另一個(gè)方面中,控制與同步單元505可包括存儲(chǔ)于(例如)存儲(chǔ)器505m中的任何合適的編程和/或算法,其允許進(jìn)行機(jī)載溫度補(bǔ)償(例如,使用模塊505d)。例如,傳感器203可包括溫度傳感器520(圖5a),其可通信地連接到控制與同步單元505以用于確定以下各項(xiàng)中的一個(gè)或更多個(gè)的溫度:印刷電路板310、傳感構(gòu)件203h、203h'、203h''、503h1-503h3、鐵磁軌道202(和/或其上的刻度)或傳感器203的任何其它合適部件。任何合適的查找表可存儲(chǔ)在任何合適的存儲(chǔ)器(例如,存儲(chǔ)器505m)中,所述查找表使(例如)傳感器信號(hào)與溫度相關(guān)以提供針對(duì)溫度效應(yīng)的信號(hào)調(diào)節(jié)補(bǔ)償。如圖5a中可見,傳感器可具備針對(duì)鐵磁軌道202的每個(gè)刻度202s的機(jī)載模數(shù)轉(zhuǎn)換,從而可允許增加模擬信號(hào)完整性,且避免在位置反饋傳感器203與外部控制器(例如,控制器190)之間需要長(zhǎng)的互連纜線??刂婆c同步單元505和/或傳播單元504還可配置來(lái)提供多種輸出協(xié)議(例如,使用模塊505h),以允許與不同類型的控制器進(jìn)行大致通用的集成。例如,不同通信協(xié)議可存儲(chǔ)于傳感器的任何合適的存儲(chǔ)器中,例如存儲(chǔ)器505m或存儲(chǔ)在傳播單元504中的存儲(chǔ)器。

現(xiàn)參考圖8a和圖8b,說(shuō)明了根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的傳感器203'的一部分。傳感器203'可大致與上述傳感器類似;然而,在這個(gè)方面中,傳感構(gòu)件803h(其可大致與上述傳感構(gòu)件類似)可大致安置于鐵磁回路構(gòu)件或通量環(huán)路(fluxloop)820的傳感器氣隙810內(nèi)。鐵磁回路構(gòu)件820可包括:磁源300(其可以是配置來(lái)產(chǎn)生如上所述的磁場(chǎng)的永磁體或一個(gè)或更多個(gè)線圈);第一支腿822(其包括傳感器氣隙810),其聯(lián)接到磁源300;第一延伸構(gòu)件823,其可通信地連接到第一支腿822,使得隔離壁204安置于第一延伸構(gòu)件與第一支腿之間(在其它方面中,第一支腿和第一延伸構(gòu)件可以是以任何合適的方式延伸穿過隔離壁204的一件式構(gòu)件);第二延伸構(gòu)件824,其跨越傳感器軌道氣隙830可通信地與第一延伸構(gòu)件823連接;以及第二支腿825,其可通信地連接到第二延伸構(gòu)件824,使得隔離壁204安置于第二延伸構(gòu)件與第二支腿之間(在其它方面中,第一支腿和第一延伸構(gòu)件可以是以任何合適的方式延伸穿過隔離壁204的一件式構(gòu)件)。第二支腿825還聯(lián)接到磁源300。如圖8a中可見,鐵磁回路構(gòu)件820在磁源300與軌道202之間形成磁路,使得磁通量離開(例如)磁源300的北極,沿第一支腿822行進(jìn),跨越傳感器所在的傳感器氣隙810,跨越非鐵磁隔離壁204,沿跨越軌道氣隙830的第一延伸構(gòu)件823(例如,穿過軌道202)和沿第二延伸構(gòu)件823繼續(xù)以返回通過隔離壁204,從而使得磁通量沿第二支腿825行進(jìn)到(例如)磁源300的南極。鐵磁回路構(gòu)件820的布置允許傳感構(gòu)件803h檢測(cè)由軌道202分布中的變化(例如,當(dāng)軌道202相對(duì)于延伸構(gòu)件823、824運(yùn)動(dòng)時(shí))引起的傳感器氣隙810磁阻中的變化,而不必置于位于軌道202與磁源300之間的氣隙中。鐵磁回路構(gòu)件820的布置還允許傳感器電子設(shè)備位于如上所述的外部環(huán)境中。應(yīng)注意到,隔離壁可以大致與在2013年11月13日提交的標(biāo)題為“密封機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器(sealedrobotdrive)”的美國(guó)臨時(shí)專利(代理人案號(hào)390p014939-us(-#1))中所描述的方式類似的方式安置于鐵磁回路構(gòu)件的多個(gè)部分之間,所述專利先前整體上通過引用并入本文中。

現(xiàn)參考圖9a到圖9c,說(shuō)明了根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的傳感器203''的一部分。傳感器203''可大致與上述傳感器類似;然而,在這個(gè)方面中,傳感構(gòu)件803h(其可大致與上述傳感構(gòu)件類似)可大致安置于鐵磁橋接回路901的傳感器氣隙905內(nèi),該鐵磁橋接回路配置來(lái)模擬惠斯登電橋。鐵磁橋接回路包括第一鐵磁回路構(gòu)件910和第二鐵磁回路構(gòu)件911,這兩者可大致與上述鐵磁回路構(gòu)件820類似,使得第一鐵磁回路構(gòu)件910和第二鐵磁回路構(gòu)件911中的每個(gè)具有位于外部環(huán)境和密封環(huán)境中的多個(gè)部分(例如,由隔離壁204分隔開)。鐵磁回路構(gòu)件910、911中的每個(gè)具有兩個(gè)氣隙(例如,一個(gè)氣隙安置于隔離壁204的任一側(cè)上)。例如,鐵磁回路構(gòu)件910包括安置于外部環(huán)境中的氣隙cr2和安置于密封環(huán)境中的cr1,而鐵磁回路構(gòu)件911包括安置于外部環(huán)境中的氣隙cr3和安置于密封環(huán)境中的氣隙vr。應(yīng)注意到,鐵磁回路構(gòu)件910、911中的每個(gè)的磁體300還以大致與上文關(guān)于圖8a和圖8b所述的方式類似的方式安置于外部環(huán)境中。氣隙cr1-cr3可以是磁阻恒定的氣隙。氣隙vr可以是磁阻可變的氣隙,其中可變磁阻由軌道202(其位于氣隙vr內(nèi))的一個(gè)或更多個(gè)刻度引起。電橋構(gòu)件br可通信地使鐵磁回路構(gòu)件910、911彼此連接,且包括傳感構(gòu)件803h至少部分地安置于其中的傳感器氣隙905。在操作中,每當(dāng)氣隙cr1-cr3、vr磁阻大致彼此相等時(shí),則鐵磁橋接回路901大致是平衡的。在鐵磁橋接回路901是平衡的情況下,傳感構(gòu)件803h不檢測(cè)跨越傳感器氣隙905的磁通量變化(或者不檢測(cè)磁通量)。磁阻平衡由穿過氣隙vr的軌道202的(一個(gè)或多個(gè))刻度的運(yùn)動(dòng)所擾動(dòng)。例如,在旋轉(zhuǎn)軌道202(或在其它方面中,線性軌道)的情況下,當(dāng)軌道202移動(dòng)時(shí),磁通量隨著跨越傳感器氣隙905而發(fā)生變化。傳感構(gòu)件803h感測(cè)或以其它方式檢測(cè)(例如)由于(一個(gè)或多個(gè))軌道刻度202s的拓樸結(jié)構(gòu)而引起的磁通量變化,同時(shí)利用能夠經(jīng)調(diào)節(jié)以在傳感構(gòu)件803h的線性范圍內(nèi)進(jìn)行操作的磁通量密度。應(yīng)注意到,通過選擇氣隙cr1-cr2、vr磁阻,能夠調(diào)節(jié)鐵磁橋接回路901中的通量密度。

如可認(rèn)識(shí)到的,在圖8a到圖9c中示出的所公開實(shí)施例的方面中,鐵磁回路的跨越氣隙830、vr與軌道202(一個(gè)或多個(gè))刻度202s連接的多個(gè)部分(例如,延伸構(gòu)件823、824和圖9a到圖9c中的鐵磁回路的至少多個(gè)相對(duì)應(yīng)部分,其安置于密封環(huán)境中且包括軌道氣隙vr)可包括拾?。╬ick-up)特征pic(圖9b),所述拾取特征部形成于回路的鐵磁材料中或以其它方式附接到回路的鐵磁材料。這些拾取特征部pic可安置于氣隙830、vr的相對(duì)側(cè)上,且具有大致等于相應(yīng)刻度202s的間距p(圖3)的間距以及具有在與刻度202s的鐵磁特征部202se同一個(gè)數(shù)量級(jí)上的大小,使得建立能夠感測(cè)軌道202分布的局部通量。這些通量線將累加并傳播到傳感構(gòu)件803h,使得跨越傳感器氣隙810、905的通量的結(jié)果對(duì)于軌道202的任何給定位置而言是大致均勻的。如圖9b中可見,當(dāng)拾取特征部pic大致與刻度202s的鐵磁特征部202se對(duì)準(zhǔn)時(shí),大致零通量或沒有通量穿過氣隙830、vr。當(dāng)拾取特征部pic與刻度202s的鐵磁特征部202se不對(duì)準(zhǔn)時(shí),磁通量流經(jīng)氣隙830、vr,使得鐵磁特征部202se跨越拾取特征部pic的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了由傳感構(gòu)件803h所檢測(cè)的正弦波(如圖9d中所示)。

現(xiàn)參考圖10a到圖10c,說(shuō)明了根據(jù)所公開實(shí)施例的方面的傳感器203'''的一部分。傳感器203'''可大致與傳感器203''類似;然而,在這個(gè)方面中,電橋構(gòu)件br'包括通量集中器fc1、fc2,其配置成使在鐵磁回路構(gòu)件910'與鐵磁回路構(gòu)件911'之間流動(dòng)的磁通量最大化,使得傳感構(gòu)件803h被安置成跨越由所述通量集中器fc1、fc2所限定的傳感器氣隙905或至少部分地安置在所述傳感器氣隙905內(nèi)。而且,在這個(gè)方面中,說(shuō)明了沒有磁阻恒定的氣隙cr1-cr3的鐵磁回路構(gòu)件910'、911';但在其它方面中,鐵磁回路構(gòu)件910'、911'可以大致與上述方式類似的方式包括磁阻恒定的氣隙cr1-cr3。如圖10a到圖10c中也可見的,隔離壁可以大致與上文關(guān)于圖8a到圖9c所描述的方式類似的方式安置于壁間隙wg中。在操作中,每個(gè)鐵磁回路構(gòu)件910'、911'具有與之相關(guān)聯(lián)的相對(duì)應(yīng)的磁通量φ1和φ2。以大致與上文所描述的方式類似的方式,當(dāng)軌道202在氣隙vr內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),軌道202的鐵磁特征部202se運(yùn)動(dòng)經(jīng)過鐵磁回路構(gòu)件911'的拾取特征部pic,使得鐵磁特征部202se與拾取特征部pic之間的氣隙發(fā)生改變,如圖10b和圖10c中所示。如圖10b中可見,當(dāng)拾取特征部pic大致與刻度202s的鐵磁特征部202se對(duì)準(zhǔn)時(shí),拾取特征部pic與軌道202之間的有效氣隙處于其最大值,使得通量φ1和φ2大致相等,且大致零通量或沒有通量穿過氣隙vr并且大致不存在磁通量跨越氣隙905。當(dāng)拾取特征部pic與刻度202s的鐵磁特征部202se不對(duì)準(zhǔn)時(shí),能夠使拾取特征部pic與軌道202之間的有效氣隙達(dá)到其最大值,使得跨越氣隙vr的磁阻高于在拾取特征部pic大致與軌道202的鐵磁特征部202se對(duì)準(zhǔn)時(shí)跨越氣隙vr的磁阻,從而引起鐵磁回路構(gòu)件910'、911'之間的通量不平衡。由于鐵磁回路構(gòu)件910'、911'之間的通量不平衡,所以磁通量流經(jīng)氣隙vr,且結(jié)果通量φ3(由傳感構(gòu)件803h所檢測(cè)或以其它方式感測(cè))流動(dòng)跨越傳感器氣隙905。如可認(rèn)識(shí)到的,鐵磁特征部202se跨越拾取特征部pic的運(yùn)動(dòng)引起通量φ3在最大值與最小值之間變化,使得通量φ3模擬由傳感構(gòu)件803h所檢測(cè)的正弦波(例如,如圖9d中所示)。

應(yīng)注意到,能夠以任何合適的方式來(lái)調(diào)節(jié)通量φ1和φ2以使鐵磁回路構(gòu)件910'、911的通量平衡,例如通過調(diào)節(jié)鐵磁回路構(gòu)件910'、911'中的至少一個(gè)的壁間隙wg的大?。ɡ?,dc偏移)和/或傳感器氣隙905的大?。ɡ纾盘?hào)振幅),如圖10d中所示。如可認(rèn)識(shí)到的,跨越傳感構(gòu)件803h的氣隙905可決定在拾取特征部pic與鐵磁特征部202se之間不對(duì)準(zhǔn)的時(shí)刻期間所檢測(cè)的最大通量的量。也有可能通過引起鐵磁回路構(gòu)件910'、911'之間的恒定的不平衡(這是通過改變跨越鐵磁回路構(gòu)件910'、911'中的僅一個(gè)的隔離壁的壁間隙wg)以感生磁通量的dc分量。

如可認(rèn)識(shí)到的,如圖8a到圖9c及圖10a到圖10d中所示的,一個(gè)以上的傳感器能夠以大致與上文所描述的方式類似的方式與印刷電路板310集成或以其它方式安裝到印刷電路板310。如圖11中可見,說(shuō)明了大致與上文關(guān)于圖5a、圖6a到圖6c所描述的傳感器構(gòu)型類似的傳感器構(gòu)型,其中傳感器軌道202包括主刻度202s1(例如,可產(chǎn)生正弦波)、游標(biāo)刻度202s2(例如,可產(chǎn)生任何合適的參考波形)和區(qū)段刻度202s3(例如,可產(chǎn)生余弦波),其中主刻度和區(qū)段刻度是參考游標(biāo)刻度所測(cè)量的。相對(duì)應(yīng)的鐵磁回路構(gòu)件1101-1103(其可大致與上文關(guān)于圖8a到圖9c及圖10a到圖10d所描述的鐵磁回路構(gòu)件中的一個(gè)或更多個(gè)類似)與印刷電路板310集成或以其它方式安裝到印刷電路板310,以用于與刻度202s1-202s3中的相應(yīng)的一者連接,使得傳感構(gòu)件803h安置成鄰近于相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)線圈600(圖5a及圖7a到圖7d)以實(shí)現(xiàn)如上所述的遲滯補(bǔ)償??扇缟纤龅靥幚韥?lái)自鐵磁回路構(gòu)件1101-1103的每個(gè)傳感構(gòu)件的信號(hào),以確定軌道202及因此機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器200和/或連接到機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器的(一個(gè)或多個(gè))臂208的位置。

如可認(rèn)識(shí)到的,上文描述的所公開實(shí)施例的方面提供位置傳感器,所述位置傳感器能夠進(jìn)行真實(shí)的絕對(duì)位置測(cè)量/反饋,并且對(duì)于所述位置傳感器而言沒有電子部件、纜線或磁體位于密封環(huán)境中。因此,無(wú)需密封連接器通過隔離壁204中的通孔。如還可認(rèn)識(shí)到的,本文中所描述的位置傳感器的方面提供在惡劣環(huán)境(例如,腐蝕性、極端溫度、高壓、高真空、液體介質(zhì)等)中進(jìn)行位置傳感器的操作。本文中所描述的位置傳感器的方面也為在污染物存在的情況下(例如,由于位置傳感器所運(yùn)用的磁原理)提供位置傳感器的操作,否則所述污染物可能防止讀取軌道202的刻度202s(例如,在光學(xué)傳感器的情況下)。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,一種輸送設(shè)備包括:殼體;驅(qū)動(dòng)器,其安裝到殼體;至少一個(gè)輸送臂,其連接到驅(qū)動(dòng)器,所述驅(qū)動(dòng)器包括:至少一個(gè)轉(zhuǎn)子,其具有磁導(dǎo)性材料的至少一個(gè)凸極并且安置于隔離環(huán)境中;至少一個(gè)定子,其具有至少一個(gè)凸極和相對(duì)應(yīng)的線圈單元并且安置于隔離環(huán)境之外,其中所述至少一個(gè)定子的至少一個(gè)凸極和所述轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)凸極在所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子與所述至少一個(gè)定子之間形成閉合磁通量回路;以及至少一個(gè)密封分區(qū),其配置來(lái)將所述隔離環(huán)境隔離;以及至少一個(gè)傳感器,所述至少一個(gè)傳感器包括:磁性傳感器構(gòu)件,其連接到殼體;至少一個(gè)傳感器軌道,其連接到所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子,其中所述至少一個(gè)密封分區(qū)安置于所述磁性傳感器構(gòu)件與所述至少一個(gè)傳感器軌道之間并且使其分隔開,使得所述至少一個(gè)傳感器軌道安置于隔離環(huán)境中,而所述磁性傳感器構(gòu)件安置于隔離環(huán)境之外。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)密封分區(qū)的至少一部分集成到所述磁性傳感器構(gòu)件。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器包括具有傳感器氣隙的至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路,其中所述磁性傳感器構(gòu)件與所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路相連接。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述磁性傳感器構(gòu)件配置來(lái)檢測(cè)所述傳感器氣隙的磁阻變化。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路包括第一鐵磁通量環(huán)路和第二鐵磁通量環(huán)路,所述第一鐵磁通量環(huán)路和所述第二鐵磁通量環(huán)路之間具有傳感器電橋構(gòu)件,其中所述傳感器氣隙位于所述傳感器電橋構(gòu)件中,所述第一鐵磁通量環(huán)路和所述第二鐵磁通量環(huán)路中的一個(gè)具有軌道氣隙,在所述軌道氣隙中安置有所述至少一個(gè)傳感器軌道的至少一部分。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路模擬惠斯登電橋。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路中的每個(gè)包括:軌道接口部分,其安置于所述隔離環(huán)境中;以及傳感器構(gòu)件接口部分,其安置于所述隔離環(huán)境之外,所述軌道接口部分和所述傳感器構(gòu)件接口部分由所述至少一個(gè)密封分區(qū)來(lái)分隔開。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路包括安置于所述傳感器氣隙中的通量集中器元件。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路包括軌道氣隙,在所述軌道氣隙中安置有所述至少一個(gè)傳感器軌道的至少一部分。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器包括大致無(wú)特征部的軌道接口。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器軌道包括:第一軌道,其具有第一間距;以及至少第二軌道,其具有不同于至少所述第一間距的相應(yīng)間距,并且所述至少一個(gè)傳感器包括:第一傳感器,其對(duì)應(yīng)于所述第一軌道;以及至少第二傳感器,其對(duì)應(yīng)于所述至少第二軌道中的相應(yīng)的一者。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述磁性傳感器構(gòu)件包括具有傳感器元件的微分傳感器,所述傳感器元件布置成大致匹配所述至少一個(gè)傳感器軌道的間距,使得從所述磁性傳感器構(gòu)件獲得微分的正弦和余弦輸出信號(hào)。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述傳感器元件形成惠斯登電橋。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述傳感器元件安置于所述磁性傳感器構(gòu)件的共同的印刷電路板上。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器通過所述至少一個(gè)密封分區(qū)大致直接與所述至少一個(gè)傳感器軌道相連接。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,一種輸送設(shè)備包括:殼體;驅(qū)動(dòng)器,其安裝到殼體;至少一個(gè)輸送臂,其連接到驅(qū)動(dòng)器,所述驅(qū)動(dòng)器包括:至少一個(gè)轉(zhuǎn)子,其具有磁導(dǎo)性材料的至少一個(gè)凸極并且安置于隔離環(huán)境中;至少一個(gè)定子,其具有至少一個(gè)凸極和相對(duì)應(yīng)的線圈單元并且安置于隔離環(huán)境之外,其中所述至少一個(gè)定子的至少一個(gè)凸極和所述轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)凸極在所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子與所述至少一個(gè)定子之間形成閉合磁通量回路;以及至少一個(gè)密封分區(qū),其配置來(lái)將所述隔離環(huán)境隔離;以及至少一個(gè)傳感器,所述至少一個(gè)傳感器包括:磁性傳感器構(gòu)件,其連接到殼體;至少一個(gè)傳感器軌道,其連接到所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子,其中所述至少一個(gè)密封分區(qū)安置于所述磁性傳感器構(gòu)件與所述至少一個(gè)傳感器軌道之間并且使其分隔開,使得所述至少一個(gè)傳感器軌道安置于隔離環(huán)境中,而所述磁性傳感器構(gòu)件安置于隔離環(huán)境之外;以及傳感器控制器,其配置成基于從所述至少一個(gè)傳感器接收的傳感器信號(hào)來(lái)產(chǎn)生到所述至少一個(gè)傳感器的傳感器信號(hào)命令,其中所述傳感器信號(hào)命令實(shí)現(xiàn)在傳感器信號(hào)的至少預(yù)定特征中的變化。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)密封分區(qū)的至少一部分集成到所述磁性傳感器構(gòu)件。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器包括具有傳感器氣隙的至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路,其中所述磁性傳感器構(gòu)件與所述鐵磁通量環(huán)路相連接。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述磁性傳感器構(gòu)件配置來(lái)檢測(cè)所述傳感器氣隙的磁阻變化。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路包括第一鐵磁通量環(huán)路和第二鐵磁通量環(huán)路,所述第一鐵磁通量環(huán)路和所述第二鐵磁通量環(huán)路之間具有傳感器電橋構(gòu)件,其中所述傳感器氣隙位于所述傳感器電橋構(gòu)件中,所述第一鐵磁通量環(huán)路和所述第二鐵磁通量環(huán)路中的一個(gè)具有軌道氣隙,在所述軌道氣隙中安置有所述至少一個(gè)傳感器軌道的至少一部分。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路模擬惠斯登電橋。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路中的每個(gè)包括:軌道接口部分,其安置于所述隔離環(huán)境中;以及傳感器構(gòu)件接口部分,其安置于所述隔離環(huán)境之外,所述軌道接口部分和所述傳感器構(gòu)件接口部分由所述至少一個(gè)密封分區(qū)來(lái)分隔開。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,其中,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路包括安置于所述傳感器氣隙中的通量集中器元件。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路包括軌道氣隙,在所述軌道氣隙中安置有所述至少一個(gè)傳感器軌道的至少一部分。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器包括大致無(wú)特征部的軌道接口。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器軌道包括:第一軌道,其具有第一間距;以及至少第二軌道,其具有不同于至少所述第一間距的相應(yīng)間距,并且所述至少一個(gè)傳感器包括:第一傳感器,其對(duì)應(yīng)于所述第一軌道;以及至少第二傳感器,其對(duì)應(yīng)于所述至少第二軌道中的相應(yīng)的一者。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述磁性傳感器構(gòu)件包括具有傳感器元件的微分傳感器,所述傳感器元件布置成大致匹配所述至少一個(gè)傳感器軌道的間距,使得從所述磁性傳感器構(gòu)件獲得微分的正弦和余弦輸出信號(hào)。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述傳感器元件形成惠斯登電橋。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述傳感器元件安置于所述磁性傳感器構(gòu)件的共同的印刷電路板上。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器通過所述至少一個(gè)密封分區(qū)大致直接與所述至少一個(gè)傳感器軌道相連接。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,一種輸送設(shè)備包括:殼體;驅(qū)動(dòng)器,其安裝到殼體;至少一個(gè)輸送臂,其連接到驅(qū)動(dòng)器,所述驅(qū)動(dòng)器包括:至少一個(gè)轉(zhuǎn)子,其具有磁導(dǎo)性材料的至少一個(gè)凸極并且安置于隔離環(huán)境中;至少一個(gè)定子,其具有至少一個(gè)凸極和相對(duì)應(yīng)的線圈單元并且安置于隔離環(huán)境之外,其中所述至少一個(gè)定子的至少一個(gè)凸極和所述轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)凸極在所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子與所述至少一個(gè)定子之間形成閉合磁通量回路;以及至少一個(gè)密封分區(qū),其配置來(lái)將所述隔離環(huán)境隔離;以及至少一個(gè)傳感器,所述至少一個(gè)傳感器包括:磁性傳感器構(gòu)件,其連接到殼體;至少一個(gè)傳感器軌道,其連接到所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子,其中所述至少一個(gè)密封分區(qū)安置于所述磁性傳感器構(gòu)件與所述至少一個(gè)傳感器軌道之間并且使其分隔開,使得所述至少一個(gè)傳感器軌道安置于隔離環(huán)境中,而所述磁性傳感器構(gòu)件安置于隔離環(huán)境之外;傳感器控制器,其可通信地連接到所述至少一個(gè)傳感器,所述傳感器控制器配置來(lái)提供傳感器信號(hào)命令;以及運(yùn)動(dòng)控制器,其可通信地連接到所述至少一個(gè)傳感器和所述傳感器控制器,并且配置成從所述至少一個(gè)傳感器接收傳感器信號(hào),其中所述傳感器控制器配置成響應(yīng)于來(lái)自所述運(yùn)動(dòng)控制器的通信來(lái)控制在所述傳感器信號(hào)的至少預(yù)定特征中的變化。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)密封分區(qū)的至少一部分集成到所述磁性傳感器構(gòu)件。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器包括具有傳感器氣隙的至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路,在所述傳感器氣隙處所述磁性傳感器構(gòu)件與所述鐵磁通量環(huán)路相連接。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述磁性傳感器構(gòu)件配置來(lái)檢測(cè)所述傳感器氣隙的磁阻變化。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路包括第一鐵磁通量環(huán)路和第二鐵磁通量環(huán)路,所述第一鐵磁通量環(huán)路和所述第二鐵磁通量環(huán)路之間具有傳感器電橋構(gòu)件,其中所述傳感器氣隙位于所述傳感器電橋構(gòu)件中,所述第一鐵磁通量環(huán)路和所述第二鐵磁通量環(huán)路中的一個(gè)具有軌道氣隙,在所述軌道氣隙中安置有所述至少一個(gè)傳感器軌道的至少一部分。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路模擬惠斯登電橋。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路中的每個(gè)包括:軌道接口部分,其安置于所述隔離環(huán)境中;以及傳感器構(gòu)件接口部分,其安置于所述隔離環(huán)境之外,所述軌道接口部分和所述傳感器構(gòu)件接口部分由所述至少一個(gè)密封分區(qū)來(lái)分隔開。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路包括安置于所述傳感器氣隙中的通量集中器元件。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路包括軌道氣隙,在所述軌道氣隙中安置有所述至少一個(gè)傳感器軌道的至少一部分。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器包括大致無(wú)特征部的軌道接口。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器軌道包括:第一軌道,其具有第一間距;以及至少第二軌道,其具有不同于至少所述第一間距的相應(yīng)間距,并且所述至少一個(gè)傳感器包括:第一傳感器,其對(duì)應(yīng)于所述第一軌道;以及至少第二傳感器,其對(duì)應(yīng)于所述至少第二軌道中的相應(yīng)的一者。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述磁性傳感器構(gòu)件包括具有傳感器元件的微分傳感器,所述傳感器元件布置成大致匹配所述至少一個(gè)傳感器軌道的間距,使得從所述磁性傳感器構(gòu)件獲得微分的正弦和余弦輸出信號(hào)。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述傳感器元件形成惠斯登電橋。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述傳感器元件安置于所述磁性傳感器構(gòu)件的共同的印刷電路板上。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器通過所述至少一個(gè)密封分區(qū)大致直接與所述至少一個(gè)傳感器軌道相連接。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,一種輸送設(shè)備包括:殼體;驅(qū)動(dòng)器,其安裝到殼體;至少一個(gè)輸送臂,其連接到驅(qū)動(dòng)器,所述驅(qū)動(dòng)器包括:至少一個(gè)轉(zhuǎn)子,其具有磁導(dǎo)性材料的至少一個(gè)凸極并且安置于隔離環(huán)境中;至少一個(gè)定子,其具有至少一個(gè)凸極和相對(duì)應(yīng)的線圈單元并且安置于隔離環(huán)境之外,其中所述至少一個(gè)定子的至少一個(gè)凸極和所述轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)凸極在所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子與所述至少一個(gè)定子之間形成閉合磁通量回路;以及至少一個(gè)密封分區(qū),其配置來(lái)將所述隔離環(huán)境隔離;以及至少一個(gè)傳感器,所述至少一個(gè)傳感器包括:磁性傳感器構(gòu)件,其連接到殼體;至少一個(gè)傳感器軌道,其連接到所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子,其中所述至少一個(gè)密封分區(qū)安置于所述磁性傳感器構(gòu)件與所述至少一個(gè)傳感器軌道之間并且使其分隔開,使得所述至少一個(gè)傳感器軌道安置于隔離環(huán)境中,而所述磁性傳感器構(gòu)件安置于隔離環(huán)境之外;以及傳感器控制器,其配置成響應(yīng)于所述至少一個(gè)傳感器的環(huán)境條件或所述至少一個(gè)傳感器的狀態(tài)條件中的至少一個(gè)的變化來(lái)進(jìn)行即時(shí)的傳感器信號(hào)調(diào)諧。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器的環(huán)境條件是所述至少一個(gè)傳感器的溫度。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器的狀態(tài)條件是所述至少一個(gè)傳感器軌道的旋轉(zhuǎn)方向或傳感器遲滯中的至少一個(gè)。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,其中,所述至少一個(gè)密封分區(qū)的至少一部分集成到所述磁性傳感器構(gòu)件。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器包括具有傳感器氣隙的至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路,在所述傳感器氣隙處所述磁性傳感器構(gòu)件與所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路相連接。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述磁性構(gòu)件配置來(lái)檢測(cè)所述傳感器氣隙的磁阻變化。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路包括第一鐵磁通量環(huán)路和第二鐵磁通量環(huán)路,所述第一鐵磁通量環(huán)路和所述第二鐵磁通量環(huán)路之間具有傳感器電橋構(gòu)件,其中所述傳感器氣隙位于所述傳感器電橋構(gòu)件中,所述第一鐵磁通量環(huán)路和所述第二鐵磁通量環(huán)路中的一個(gè)具有軌道氣隙,在所述軌道氣隙中安置有所述至少一個(gè)傳感器軌道的至少一部分。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路模擬惠斯登電橋。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路中的每個(gè)包括:軌道接口部分,其安置于所述隔離環(huán)境中;以及傳感器構(gòu)件接口部分,其安置于所述隔離環(huán)境之外,所述軌道接口部分和所述傳感器構(gòu)件接口部分由所述至少一個(gè)密封分區(qū)來(lái)分隔開。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路包括安置于所述傳感器氣隙中的通量集中器元件。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)鐵磁通量環(huán)路包括軌道氣隙,在所述軌道氣隙中安置有所述至少一個(gè)傳感器軌道的至少一部分。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器包括大致無(wú)特征部的軌道接口。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器軌道包括:第一軌道,其具有第一間距;以及至少第二軌道,其具有不同于至少所述第一間距的相應(yīng)間距,并且所述至少一個(gè)傳感器包括:第一傳感器,其對(duì)應(yīng)于所述第一軌道;以及至少第二傳感器,其對(duì)應(yīng)于所述至少第二軌道中的相應(yīng)的一者。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述磁性傳感器構(gòu)件包括具有傳感器元件的微分傳感器,所述傳感器元件布置成大致匹配所述至少一個(gè)傳感器軌道的間距,使得從所述磁性傳感器構(gòu)件獲得微分的正弦和余弦輸出信號(hào)。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述傳感器元件形成惠斯登電橋。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述傳感器元件安置于所述磁性傳感器構(gòu)件的共同的印刷電路板上。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器通過所述至少一個(gè)密封分區(qū)大致直接與所述至少一個(gè)傳感器軌道相連接。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,一種輸送設(shè)備包括:框架;驅(qū)動(dòng)部段,其連接到框架并且具有至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸;輸送臂,其可移動(dòng)地安裝到驅(qū)動(dòng)部段并且由所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸所驅(qū)動(dòng);以及位置反饋設(shè)備,其包括:至少一個(gè)軌道,其安裝到所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸中的相應(yīng)的一者,所述至少一個(gè)軌道中的每個(gè)具有安置于其上的至少一個(gè)刻度;以及至少一個(gè)讀頭,其對(duì)應(yīng)于相應(yīng)軌道,所述至少一個(gè)讀頭包括:至少一個(gè)傳感器,其安裝到共同的支撐構(gòu)件,所述至少一個(gè)傳感器配置來(lái)感測(cè)所述相應(yīng)軌道上的相應(yīng)刻度;以及至少一個(gè)激勵(lì)線圈,其與所述支撐構(gòu)件整體地形成。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)激勵(lì)線圈配置成通過相應(yīng)傳感器產(chǎn)生激勵(lì)脈沖以大致消除傳感器遲滯。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述輸送設(shè)備進(jìn)一步包括連接到所述至少一個(gè)讀頭的控制器,所述控制器配置成對(duì)來(lái)自所述至少一個(gè)傳感器的軌道數(shù)據(jù)采樣,使得采樣在產(chǎn)生所述激勵(lì)脈沖通過所述相應(yīng)傳感器之后發(fā)生預(yù)定時(shí)間。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述激勵(lì)脈沖使所述傳感器飽和。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)讀頭和所述相應(yīng)軌道通過隔離壁彼此分隔,使得所述相應(yīng)軌道安置于第一環(huán)境中,而所述至少一個(gè)讀頭安置于與所述第一環(huán)境不同的第二環(huán)境中。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述第一環(huán)境是真空環(huán)境,而所述第二環(huán)境是大氣環(huán)境。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器包括大致無(wú)特征部(featureless)的軌道接口。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)刻度包括:第一刻度,其具有第一間距;以及至少第二刻度,其具有不同于至少所述第一間距的相應(yīng)間距,并且所述至少一個(gè)傳感器包括:第一傳感器,其對(duì)應(yīng)于所述第一刻度;以及至少第二傳感器,其對(duì)應(yīng)于所述至少第二刻度中的相應(yīng)的一者。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述第一傳感器和所述至少第二傳感器無(wú)法運(yùn)動(dòng)地固定到所述支撐構(gòu)件。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述至少一個(gè)傳感器包括巨磁阻傳感器或任何合適的磁性傳感器。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,一種可變磁阻馬達(dá)組件包括:罩殼,其具有滾筒結(jié)構(gòu);定子,其安裝于所述滾筒結(jié)構(gòu)內(nèi);轉(zhuǎn)子,其安裝于所述滾筒結(jié)構(gòu)內(nèi)并與所述定子相連接;傳感器軌道,其連接到轉(zhuǎn)子;以及巨磁阻傳感器,其安裝到罩殼,其中所述罩殼包括形成定子接口表面的共同基準(zhǔn),所述定子接口表面配置來(lái)支撐定子并使定子和轉(zhuǎn)子相對(duì)于彼此定位以用于實(shí)現(xiàn)定子和轉(zhuǎn)子之間的預(yù)定間隙,并且配置成相對(duì)于所述共同基準(zhǔn)將巨磁阻傳感器支撐于預(yù)定位置中,以便實(shí)現(xiàn)巨磁阻傳感器與傳感器軌道之間的預(yù)定間隙,其中定子、轉(zhuǎn)子、巨磁阻傳感器和傳感器軌道是相對(duì)于所述共同基準(zhǔn)來(lái)定位的并且懸掛在該共同基準(zhǔn)上。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述可變磁阻馬達(dá)組件進(jìn)一步包括隔離壁2403,其由定子支撐使得所述隔離壁相對(duì)于所述共同基準(zhǔn)面和所述轉(zhuǎn)子位于預(yù)定位置中。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,罩殼是整體構(gòu)件,其形成滾筒結(jié)構(gòu)并且其中形成有多個(gè)槽以用于傳感器、控制板和驅(qū)動(dòng)連接器中的一個(gè)或更多個(gè)。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,罩殼是由兩個(gè)或更多個(gè)圈構(gòu)件形成的整體式組件,所述圈構(gòu)件彼此連接以形成滾筒結(jié)構(gòu)。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,可變磁阻馬達(dá)罩殼包括外表面、內(nèi)表面,其中外表面和內(nèi)表面形成滾筒結(jié)構(gòu),內(nèi)表面包括共同基準(zhǔn)面,其形成以下兩者:定子接口表面,其配置來(lái)支撐定子,并且使定子和轉(zhuǎn)子相對(duì)于彼此定位在罩殼內(nèi)以實(shí)現(xiàn)定子和轉(zhuǎn)子之間的預(yù)定間隙;以及傳感器接口表面,其配置成相對(duì)于連接到轉(zhuǎn)子的傳感器軌道來(lái)支撐巨磁阻傳感器,并且實(shí)現(xiàn)巨磁阻傳感器與傳感器軌道之間的預(yù)定間隙,其中所述傳感器接口是相對(duì)于所述共同基準(zhǔn)面來(lái)定位的,使得從所述共同基準(zhǔn)面來(lái)定位定子、轉(zhuǎn)子和巨磁阻傳感器并且由所述共同基準(zhǔn)面來(lái)支撐它們。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,內(nèi)表面包括轉(zhuǎn)子接口表面,所述轉(zhuǎn)子接口表面是相對(duì)于所述共同基準(zhǔn)面來(lái)定位的,使得從所述共同基準(zhǔn)面來(lái)定位所述共同基準(zhǔn)面并且由其來(lái)支撐定子和轉(zhuǎn)子。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,傳感器接口表面形成為滾筒結(jié)構(gòu)內(nèi)的槽。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,所述槽配置來(lái)容納傳感器和馬達(dá)控制板。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,滾筒結(jié)構(gòu)是整體式構(gòu)件,在其中形成有多個(gè)槽以用于傳感器、控制板和驅(qū)動(dòng)連接器中的一個(gè)或更多個(gè)。

根據(jù)所公開實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)方面,滾筒結(jié)構(gòu)是由彼此連接的兩個(gè)或更多個(gè)圈構(gòu)件形成的整體式組件。

應(yīng)理解到,前述描述僅說(shuō)明所公開實(shí)施例的方面。在不背離所公開實(shí)施例的方面的情況下,能夠由本領(lǐng)域技術(shù)人員設(shè)計(jì)各種可替代方案和修改。因此,所公開實(shí)施例的方面旨在包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有此類可替代方案、修改和變化。此外,僅憑在互相不同的從屬或獨(dú)立權(quán)利要求中敘述不同特征的這一事實(shí)并不能指示無(wú)法有利地使用這些特征的組合,此類組合仍在本發(fā)明的方面的范圍內(nèi)。

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