專利名稱：帶有磁性轉(zhuǎn)軸軸承的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)施例涉及機(jī)器人驅(qū)動(dòng)(robot drive)并且更加具體地涉及帶有磁性軸承的機(jī) 器人驅(qū)動(dòng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)諸如、例如用于真空環(huán)境中的驅(qū)動(dòng)，在真空或者其它受控環(huán)境 中利用滾珠或者滾柱軸承來(lái)支撐機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸。支撐驅(qū)動(dòng)軸的軸承可以采用各種潤(rùn) 滑劑以防止金屬疲勞和軸承失效。特殊地配制的低蒸汽壓力油脂通常被用于在真空或者受 控環(huán)境中潤(rùn)滑機(jī)器人驅(qū)動(dòng)軸承。然而，使用油脂潤(rùn)滑機(jī)器人驅(qū)動(dòng)軸承受到限制，因?yàn)橛椭臐?rùn)滑性質(zhì)隨著在機(jī)器 人操作環(huán)境中的蒸汽壓力和溫度降低而降低。由于例如除氣作用，油脂還是在真空或者其 它受控環(huán)境中的、可能的污染源。此外，在傳統(tǒng)的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)中使用的油脂可能分解并且能 夠從軸承移出，從而存在污染處理環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)，并且當(dāng)碎屑從油脂移動(dòng)到位置反饋編碼器 上時(shí)能夠有可能引起電機(jī)反饋系統(tǒng)發(fā)生故障。具有一種采用無(wú)接觸軸承系統(tǒng)的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將是有利的，并且因此避免使用 油脂或者接觸表面的其它潤(rùn)滑。還將有利的是，具有一種能夠增強(qiáng)機(jī)動(dòng)性而不增加為系統(tǒng) 供以動(dòng)力的電機(jī)數(shù)目的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。


結(jié)合附圖在以下說(shuō)明中解釋了所公開(kāi)實(shí)施例的前面的方面和其它特征，其中圖1是結(jié)合根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的特征的基片(substrate)處理設(shè)備的概略平 面視圖；圖2示出結(jié)合示例性實(shí)施例的特征的示例性基片傳送器；
圖3是根據(jù)示例性實(shí)施例的基片傳送器驅(qū)動(dòng)部分的概略截面示意；圖4A和4B是根據(jù)示例性實(shí)施例的基片傳送器驅(qū)動(dòng)部分的概略截面示意；圖5是根據(jù)示例性實(shí)施例的基片傳送器驅(qū)動(dòng)部分的一個(gè)部分的概略截面視圖；圖6A-6F是分別地根據(jù)不同示例性實(shí)施例的基片傳送器驅(qū)動(dòng)的一個(gè)部分的概略 不意；圖6G示意根據(jù)示例性實(shí)施例施加的力的圖表；圖7是根據(jù)示例性實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)部分的一個(gè)部分的概略示意；圖7A以圖解方式示意在圖7的驅(qū)動(dòng)部分中施加的力；圖8是根據(jù)示例性實(shí)施例的傳送器驅(qū)動(dòng)部分的一個(gè)部分的概略示意；
圖9是根據(jù)示例性實(shí)施例的基片傳送器驅(qū)動(dòng)部分的概略截面示意；圖10是根據(jù)示例性實(shí)施例的基片傳送器驅(qū)動(dòng)部分的一個(gè)部分的另一概略示意；圖11是根據(jù)示例性實(shí)施例的基片傳送器驅(qū)動(dòng)部分的一個(gè)部分的概略示意；圖IlA是根據(jù)示例性實(shí)施例的基片傳送器驅(qū)動(dòng)部分的一個(gè)部分的又一概略示意；圖IlB是根據(jù)示例性實(shí)施例的基片傳送器驅(qū)動(dòng)部分的一個(gè)部分的再一概略示意；圖IlC是根據(jù)示例性實(shí)施例的基片傳送器驅(qū)動(dòng)部分的一個(gè)部分的另一概略示意；

圖11D-11F概略地示意根據(jù)示例性實(shí)施例的基片傳送器驅(qū)動(dòng)部分的一些部分；圖12是根據(jù)示例性實(shí)施例的示例性驅(qū)動(dòng)部分反饋系統(tǒng)的一個(gè)部分的概略示意；圖12A是根據(jù)示例性實(shí)施例的示例性驅(qū)動(dòng)部分反饋系統(tǒng)的一個(gè)部分的另一概略 不意；圖13是根據(jù)示例性實(shí)施例的示例性驅(qū)動(dòng)部分反饋系統(tǒng)的一個(gè)部分的概略示意；圖14是圖13的示例性驅(qū)動(dòng)部分反饋系統(tǒng)的一個(gè)部分的概略示意；圖14A和14B是根據(jù)示例性實(shí)施例的示例性驅(qū)動(dòng)部分反饋系統(tǒng)的一個(gè)部分的概略 不意；圖15是根據(jù)示例性實(shí)施例在另一位置中示出的、圖11的基片傳送器驅(qū)動(dòng)部分的 概略示意；圖16是根據(jù)示例性實(shí)施例在又一位置中示出的、圖11的基片傳送器驅(qū)動(dòng)部分的 概略示意；并且圖17是根據(jù)示例性實(shí)施例的基片傳送器的概略示意。
具體實(shí)施例方式圖1示意結(jié)合示例性實(shí)施例的特征的基片處理設(shè)備100的透視圖。雖然將參考在 圖中示出的實(shí)施例描述所公開(kāi)的實(shí)施例，但是應(yīng)該理解所公開(kāi)的實(shí)施例能夠被以很多可替 代形式體現(xiàn)。另外，能夠使用任何適當(dāng)?shù)某叽?、形狀或者類型的元件或者材料。示例性?shí)施例可以增加機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的可靠性和清潔度以及真空性能，該機(jī)器人驅(qū) 動(dòng)可以被用于例如在任何適當(dāng)?shù)沫h(huán)境(包括但是不限于大氣、真空或者受控環(huán)境)中傳送 基片、對(duì)準(zhǔn)基片或者執(zhí)行任何其它適當(dāng)?shù)墓δ?。示例性?shí)施例的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)可以包括繞組， 該繞組被配置為以磁力方式支撐電機(jī)轉(zhuǎn)軸并且操縱該轉(zhuǎn)軸從而該轉(zhuǎn)軸能夠在例如水平平 面中平移以及相對(duì)于例如豎直平面傾斜。注意對(duì)于水平和豎直平面的參考僅僅是為了方便 起見(jiàn)并且轉(zhuǎn)軸可以相對(duì)于任何適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系平移和傾斜，如將在下面描述地。雖然在下面 詳細(xì)描述的示例性實(shí)施例特別地參考具有關(guān)節(jié)臂和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的傳送或者定位設(shè)備，但是示 例性實(shí)施例的特征能夠被同等地應(yīng)用于其它設(shè)施，包括但是不限于任何其它適當(dāng)?shù)膫魉突?者定位系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)基片的任何其它裝置例如基片對(duì)準(zhǔn)器以及帶有旋轉(zhuǎn)或者線性驅(qū)動(dòng)的任何 其它適當(dāng)?shù)臋C(jī)器。圖1示出的基片處理設(shè)備100是結(jié)合示例性實(shí)施例的特征的代表性基片處理工 具。在該實(shí)例中，處理設(shè)備100被示為具有普通的成批處理工具配置。在可替代實(shí)施例中， 該工具可以具有任何所期望布置，例如該工具可以被配置為執(zhí)行基片的單一步驟處理。在 其它可替代實(shí)施例中，該基片設(shè)備可以具有任何所期望類型例如分揀器、儲(chǔ)料器、度量工具 等。在設(shè)備100中處理的基片215可以是任何適當(dāng)?shù)幕?，包括但是不限于液晶顯示面板、
4半導(dǎo)體晶片例如200mm、300mm、450mm晶片或者任何其它所期望直徑的基片，適用于由基片 處理設(shè)備100處理的任何其它類型的基片、空白基片(blank substrate)或者具有類似于 基片的特性例如特定尺寸或者具體質(zhì)量的制品。在該實(shí)施例中，設(shè)備100可以大體具有例如形成小型環(huán)境的前部分105和例如可 以被配備為用作真空室的、鄰接的大氣可隔離部分110。在可替代實(shí)施例中，大氣隔離部分 可以容納惰性氣體(例如N2)或者任何其它被隔離和/或控制的大氣。在示例性實(shí)施例中，前部分105可以大體具有例如一個(gè)或者多個(gè)基片保持盒體 115和前端機(jī)器人120。前部分105還可以例如具有其它站或者部分例如位于其中的對(duì)準(zhǔn)器 162或者緩沖器。部分110可以具有一個(gè)或者多個(gè)處理模塊125和真空機(jī)器人臂130。處理 模塊125可以具有任何類型，例如材料沉積、蝕刻、烘焙、拋光、離子注入清潔等。如可以實(shí) 現(xiàn)地，相對(duì)于所期望參考系例如機(jī)器人參考系，每一個(gè)模塊的位置可以被控制器170記錄。 而且，當(dāng)基片在例如使用在基片上的基準(zhǔn)(未示出)建立的所期望定向中時(shí)，一個(gè)或者多個(gè) 模塊可以處理(一個(gè)或者多個(gè))基片215。在處理模塊中(一個(gè)或者多個(gè))基片的所期望 定向也可以記錄在控制器170中。真空部分110還可以具有被稱作加載鎖(load lock)的 一個(gè)或者多個(gè)中間室。圖1所示實(shí)施例具有兩個(gè)加載鎖，加載鎖A 135和加載鎖B 140。加 載鎖A和B作為接口而操作，允許基片在前部分105和真空部分110之間經(jīng)過(guò)而不侵害在 真空部分110中可能存在的任何真空的完整性?；幚碓O(shè)備100通常包括控制基片處理 設(shè)備100的操作的控制器170。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器可以是如在其公開(kāi)通過(guò)引用整體地 結(jié)合于本文中的、于2005年7月11日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 11/178，615中描述的集群控 制體系的一個(gè)部分。在該實(shí)例中，控制器170具有處理器173和存儲(chǔ)器178。除了以上指出 的信息，存儲(chǔ)器178可以包括具有關(guān)于實(shí)時(shí)基片偏心和錯(cuò)位探測(cè)和校正的技術(shù)的程序。存 儲(chǔ)器178可以進(jìn)一步包括處理參數(shù)，例如處理模塊的溫度和/或壓力，和該設(shè)備的部分105、 110的其它部分或者站，正被處理的(一個(gè)或者多個(gè))基片215的時(shí)間信息和關(guān)于基片的度 量信息以及程序例如用于應(yīng)用設(shè)備和基片的這個(gè)歷書數(shù)據(jù)以確定實(shí)時(shí)基片偏心的算法。在示例性實(shí)施例中，前端機(jī)器人120，還被稱作ATM(大氣)機(jī)器人，可以包括驅(qū)動(dòng) 部分150和一個(gè)或者多個(gè)臂155。至少一個(gè)臂155可以被安裝到驅(qū)動(dòng)部分150上。至少一 個(gè)臂155可以被耦接到肘節(jié)160，肘節(jié)160接著被耦接到用于保持一個(gè)或者多個(gè)基片215的 一個(gè)或者多個(gè)端部操縱裝置(effector) 165。端部操縱裝置(一個(gè)或者多個(gè))165可以被以 可旋轉(zhuǎn)方式耦接到肘節(jié)160。ATM機(jī)器人120可以適于將基片傳送到在前部分105內(nèi)的任 何位置。例如，ATM機(jī)器人120可以在基片保持盒體115、加載鎖A 135和加載鎖B 140間 傳送基片。ATM機(jī)器人120還可以從對(duì)準(zhǔn)器162來(lái)回地傳送基片215。驅(qū)動(dòng)部分150可以 從控制器170接收命令并且作為響應(yīng)引導(dǎo)ATM機(jī)器人120的徑向、周向、上升、復(fù)合和其它 運(yùn)動(dòng)。在示例性實(shí)施例中，真空機(jī)器人臂130可以被安裝于部分110的中央室175中(見(jiàn) 圖1)?？刂破?70可以操作以循環(huán)開(kāi)口 180、185并且協(xié)調(diào)用于在處理模塊125、加載鎖A 135和加載鎖B 140間傳送基片的真空機(jī)器人臂130的操作。真空機(jī)器人臂130可以包括 驅(qū)動(dòng)部分190和一個(gè)或者多個(gè)端部操縱裝置195。在其它實(shí)施例中，ATM機(jī)器人120和真空 機(jī)器人臂130可以是任何適當(dāng)類型的傳送設(shè)備，包括但是不限于SCARA式機(jī)器人、關(guān)節(jié)臂機(jī) 器人、蛙腿(frog leg)式設(shè)備，或者雙對(duì)稱傳送設(shè)備
雖然將在這里關(guān)于真空機(jī)器人諸如、例如圖2的機(jī)器人800描述示例性實(shí)施例，但 是應(yīng)該理解，能夠在于任何適當(dāng)?shù)沫h(huán)境包括但是不限于大氣環(huán)境、受控大氣環(huán)境和/或真 空環(huán)境中操作的任何適當(dāng)?shù)膫魉突蛘咂渌幚碓O(shè)施(例如對(duì)準(zhǔn)器等)中采用示例性實(shí)施 例。還應(yīng)該理解，結(jié)合示例性實(shí)施例的方面的傳送能夠具有任何適當(dāng)?shù)呐渲冒ǖ遣幌?于機(jī)器人臂130的“蛙腿”配置、機(jī)器人120的SCARA臂配置、關(guān)節(jié)臂機(jī)器人或者雙對(duì)稱傳 送設(shè)備在圖2中示出示例性機(jī)器人傳送器800。傳送器可以包括具有上臂810、前臂820 和至少一個(gè)端部操縱裝置830的至少一個(gè)臂。端部操縱裝置830可以被以可旋轉(zhuǎn)方式耦接 到前臂820并且前臂820可以被以可旋轉(zhuǎn)方式耦接到上臂810。上臂810可以被以可旋轉(zhuǎn) 方式耦接到例如傳送器設(shè)備的驅(qū)動(dòng)部分840。僅僅為了示例性的目的，驅(qū)動(dòng)部分840可以包 括共軸驅(qū)動(dòng)軸或者轉(zhuǎn)軸(見(jiàn)圖3)。在該實(shí)例中，如在圖3中所示，共軸軸或者共軸轉(zhuǎn)軸被示 為具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸211、212，但是在可替代實(shí)施例中轉(zhuǎn)軸可以具有比兩個(gè)更多或者更少的 驅(qū)動(dòng)軸。在其它可替代實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)軸可以是非共軸的或者被配置成例如并排布置。在 另外的其它可替代實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)軸可以具有任何適當(dāng)?shù)呐渲谩Ｔ谠搶?shí)例中，共軸驅(qū)動(dòng)軸的 外部軸211可以被適當(dāng)?shù)伛罱拥缴媳?10并且內(nèi)部軸212可以被適當(dāng)?shù)伛罱拥角氨?20。 在該實(shí)例中，端部操縱裝置830可以被以“從動(dòng)”配置操作，但是在可替代實(shí)施例中，可以在 驅(qū)動(dòng)單元中包括另外的驅(qū)動(dòng)軸以操作端部操縱裝置830。驅(qū)動(dòng)部分840可以包括兩個(gè)電機(jī) 208、209，一個(gè)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)外部軸并且另一個(gè)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)部軸。該兩個(gè)電機(jī)208、209 可以允許臂800進(jìn)行運(yùn)動(dòng)從而該臂具有至少兩個(gè)自由度(即，圍繞例如Z軸旋轉(zhuǎn)和在例如 X-Y平面中延伸)在操作中，通過(guò)對(duì)電機(jī)繞組通電從而旋轉(zhuǎn)扭矩Rz被沿著相同方向(即，兩個(gè)軸沿 著相同方向旋轉(zhuǎn))施加到共軸轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部軸和外部軸211、212這兩者，臂800可以圍繞Z 軸旋轉(zhuǎn)。通過(guò)例如向內(nèi)部軸和外部軸212、211施加旋轉(zhuǎn)扭矩Rz從而內(nèi)部軸和外部軸212、 211沿著相反方向旋轉(zhuǎn)，該臂可以延伸或者縮進(jìn)。如將在下面描述地，通過(guò)控制內(nèi)部軸和外 部軸的旋轉(zhuǎn)中心Tl，臂的位置可以被精調(diào)。根據(jù)示例性實(shí)施例，共軸轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部軸和外部軸 212,211和臂800可以由如將在下面描述的磁性軸承/電機(jī)支撐。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，位于例如機(jī)器人傳送器800的驅(qū)動(dòng)部分840中的磁性軸 承支撐被施加到用于例如驅(qū)動(dòng)如將在下面更加詳細(xì)描述的機(jī)器人的臂連桿的驅(qū)動(dòng)部分的 一個(gè)或者多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的軸向和徑向力矩(moment)載荷。支撐驅(qū)動(dòng)軸的一個(gè)或者多個(gè)磁性 軸承可以是主動(dòng)的(active)，例如磁性軸承可以配置有徑向和軸向間隙控制，所述間隙控 制可以允許驅(qū)動(dòng)軸(并且因此傳送器端部操縱裝置)的受控運(yùn)動(dòng)從而傳送器具有來(lái)自兩個(gè) 電機(jī)的、多于兩個(gè)的自由度。例如，僅僅為了示例性的目的，驅(qū)動(dòng)部分可以沿著例如X、Y和 Z方向以及如將在下面更加詳細(xì)描述的Rx，Ry、Rzl和Rz2方向提供六個(gè)或者七個(gè)自由度。 在可替代實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)部分可以提供比六個(gè)或者七個(gè)更多或者更少的自由度。如還將在 下面更加詳細(xì)描述地，這些多個(gè)自由度例如可以允許臂和被附接到機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的端部操縱 裝置的位置/定向(即，關(guān)于基片定心)的主動(dòng)整平(leveling)和精調(diào)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，參考圖3，傳送器的驅(qū)動(dòng)部分840可以包括第一電機(jī)定子 208S和轉(zhuǎn)子208R(形成第一電機(jī)208)以及第二電機(jī)定子209S和轉(zhuǎn)子209R(形成第二電 機(jī)209)和兩個(gè)共軸軸211、212。如可以理解地，在可替代實(shí)施例中，共軸軸可以具有多于或者少于兩個(gè)的驅(qū)動(dòng)軸。在該實(shí)例中，定子的中心線沿著圖3所示的線CL定位。雖然驅(qū)動(dòng)部 分840被示為具有兩個(gè)定子208S、209S，但是應(yīng)該理解，驅(qū)動(dòng)部分可以包括用于驅(qū)動(dòng)多于或 者少于兩個(gè)的軸的、任何適當(dāng)數(shù)目的定子。利用例如可以例如是處理室的、將室大氣與外側(cè) 大氣分離的外罩的邊界的任何適當(dāng)?shù)倪吔?10，定子208S、209S可以被從旋轉(zhuǎn)組件或者轉(zhuǎn) 軸(即，軸、轉(zhuǎn)子和被附接到軸的其它電機(jī)部件)隔離。例如，邊界210可以允許轉(zhuǎn)子208R、 209R在真空中操作，而定子208S、209S在大氣環(huán)境中操作。邊界可以由用于例如真空環(huán)境 中的任何適當(dāng)?shù)牟牧虾陀赡軌虮恢萌氪艌?chǎng)內(nèi)而不引起磁通短路或者易于受到來(lái)自磁相互 作用的渦流和加熱影響的材料構(gòu)造。邊界還可以被耦接到適當(dāng)?shù)臒醾鬟f裝置(例如無(wú)源的 或者有源的)以最小化驅(qū)動(dòng)部分中的溫度。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，第一電機(jī)轉(zhuǎn)子208R可 以被耦接到外部驅(qū)動(dòng)軸211，而第二電機(jī)轉(zhuǎn)子209R可以被耦接到內(nèi)部驅(qū)動(dòng)軸212。如能夠 在圖3中看到地，外部和內(nèi)部驅(qū)動(dòng)軸211、212是同心的或者共軸驅(qū)動(dòng)軸，但是在可替代實(shí)施 例中，驅(qū)動(dòng)軸可以具有任何適當(dāng)?shù)呐渲?，包括但是不限于并排的或者以其它方式非同心?配置。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，定子208S、209S和它們的相應(yīng)的轉(zhuǎn)子208R、209R可以形 成被配置為以磁力方式支撐它們的相應(yīng)的軸211、212(例如，在所示實(shí)施例中沿著徑向和Z 方向)并且至少控制它們的相應(yīng)的軸211、212的旋轉(zhuǎn)中心的自軸承電機(jī)/磁性轉(zhuǎn)軸軸承。 例如，電機(jī)208、209可以包括鐵芯定子和具有永久磁體和鐵背襯(backing)的轉(zhuǎn)子。在可 替代實(shí)施例中，定子可以包括用以與轉(zhuǎn)子相互作用的任何適當(dāng)?shù)蔫F磁性材料。由于例如在 定子208S、209S和轉(zhuǎn)子208R、209R之間的被動(dòng)磁性力(passive magnetic force)，沿著例 如Z方向在轉(zhuǎn)子208R、209R和定子208S、209S之間的相對(duì)位置可以被保持為是基本恒定 的。在定子208S、209S和轉(zhuǎn)子208R、209R之間的被動(dòng)磁性力還可以穩(wěn)定轉(zhuǎn)子208R、209R圍 繞例如X和Y軸的Rx和Ry定向。電機(jī)繞組可以被配置為向它們的相應(yīng)的轉(zhuǎn)子208R、209R 施加扭矩Rzl (對(duì)于軸211)、Rz2 (對(duì)于軸212)以旋轉(zhuǎn)軸211、212并且施加徑向和/或切向 力以控制轉(zhuǎn)子沿著例如X和/或Y方向的旋轉(zhuǎn)中心。如將在下面描述地，通過(guò)偏移兩個(gè)轉(zhuǎn) 子208E、209R的X和/或Y位置，轉(zhuǎn)軸能夠被傾斜。現(xiàn)在參考圖4A和4B，根據(jù)示例性實(shí)施例示出可以在例如傳送器機(jī)器人800的驅(qū) 動(dòng)部分840中采用的另一示例性共軸驅(qū)動(dòng)。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，共軸驅(qū)動(dòng)1400的電機(jī) 1410、1420相對(duì)于彼此徑向而非如在圖3中所示軸向地定位。例如，第一電機(jī)1410可以從 第二電機(jī)1420徑向向外定位。在可替代實(shí)施例中，可以以軸向配置(即在彼此之上)或 者以任何其它適當(dāng)?shù)牟贾脕?lái)布置電機(jī)1410、1420。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，第一和第二電 機(jī)1410、1420可以分別地包括可以基本類似于在以上關(guān)于圖3描述的轉(zhuǎn)子和定子的定子 1410S、1420S和轉(zhuǎn)子1410R、1420R。然而，轉(zhuǎn)子1410R、1420R在這個(gè)示例性實(shí)施例中可以分 別地位于由例如外罩1460形成的通道1451、1450內(nèi)。包括但是不限于軸、滑輪和機(jī)器人臂 部分的相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)元件可以通過(guò)例如通道1451、1450的開(kāi)口以任何適當(dāng)?shù)姆绞礁浇踊蛘?耦接到相應(yīng)的轉(zhuǎn)子。以基本類似于在上面關(guān)于圖3描述的方式，由于例如被動(dòng)磁性力，沿著 例如Z方向在轉(zhuǎn)子1410R、1420R和定子1410S、1420S之間的相對(duì)位置可以被保持為是基 本恒定的。在可替代實(shí)施例中，主動(dòng)磁性力(active magnetic force)可以提供定子和轉(zhuǎn) 子的相對(duì)定位。電機(jī)繞組也可以被配置為施加如上所述的扭矩Rzl'(對(duì)于轉(zhuǎn)子1410R)、 Rz2'(對(duì)于轉(zhuǎn)子1420R)和徑向和/或切向力以控制轉(zhuǎn)子的X-Y平面位置的位置。在可替
7代實(shí)施例中，電機(jī)也可以被布置成控制以及傾斜轉(zhuǎn)子。現(xiàn)在參考圖5，示出可以在例如傳送器機(jī)器人800的驅(qū)動(dòng)部分840中采用的自軸 承電機(jī)1300的概略圖表，從而示意用于控制轉(zhuǎn)子1310R的示例性磁性力。僅僅為了示例性 的目的在圖5中示出單一轉(zhuǎn)子/定子，并且應(yīng)該理解，電機(jī)1300可以包括任何適當(dāng)數(shù)目的 轉(zhuǎn)子/定子，所述轉(zhuǎn)子/定子具有任何適當(dāng)?shù)呐渲?，包括但是不限于在上面關(guān)于圖3和4描 述的配置或者并排配置。在圖5的示例性實(shí)施例中，定子1310S可以基本類似于上述定子 208S、209S。轉(zhuǎn)子1310R也可以基本類似于上述轉(zhuǎn)子208R、209R，其中轉(zhuǎn)子由例如鐵磁性材 料構(gòu)造并且可以包括永久磁體1310M和鐵背襯1310B。在可替代實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子可以由任 何適當(dāng)?shù)牟牧蠘?gòu)造。在其它可替代實(shí)施例中，可以利用用以與定子相互作用的任何適當(dāng)?shù)?鐵磁性材料替代永久磁體。轉(zhuǎn)子磁體1310M可以包括圍繞轉(zhuǎn)子周邊安裝的、具有交替極性 的磁體陣列。轉(zhuǎn)子的周邊可以是轉(zhuǎn)子的內(nèi)部周邊壁或者外部周邊壁。在可替代實(shí)施例中， 磁體1310M可以被嵌入轉(zhuǎn)子內(nèi)。在其它可替代實(shí)施例中，磁體1310M可以在轉(zhuǎn)子上或者轉(zhuǎn) 子中位于任何適當(dāng)?shù)奈恢锰?。定?310S包括當(dāng)被通電時(shí)沿著徑向和/或沿著軸向以旋轉(zhuǎn) 方式驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子1310R的、如將在下面更加詳細(xì)描述的繞組組。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，定子 1310S可以由適用于與轉(zhuǎn)子1310R相互作用的鐵磁性材料構(gòu)造，但是在可替代實(shí)施例中，定 子1310S可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧蠘?gòu)造。在定子1310S和轉(zhuǎn)子磁體1301M之間的相互作用可 以產(chǎn)生以被動(dòng)方式浮起轉(zhuǎn)子1310R的、沿著箭頭1350的方向的被動(dòng)力。浮力可以是由彎曲 的磁通線1320、1321引起的，磁通線1320、1321依次地可以由例如轉(zhuǎn)子磁體1310M的邊緣 1360相對(duì)于定子1365的邊緣偏移而得以產(chǎn)生。在可替代實(shí)施例中，可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞?產(chǎn)生浮力。被動(dòng)浮力可以沿著轉(zhuǎn)子1310R的軸向和傾斜方向產(chǎn)生穩(wěn)定平衡狀態(tài)?？梢杂捎?沿著例如箭頭1355、1356的方向的磁通線1330而產(chǎn)生徑向或者吸引力。這些吸引力可以 形成不穩(wěn)定狀態(tài)從而繞組可以被通電以主動(dòng)地沿著徑向定心和/或定位轉(zhuǎn)子1310R從而保 持轉(zhuǎn)子/旋轉(zhuǎn)軸線的幾何中心處于所期望位置現(xiàn)在參考圖6A-6G，根據(jù)不同實(shí)施例以三種不同的配置示出電機(jī)208的示例性概 略示意。如可以理解地，電機(jī)209可以基本類似于電機(jī)208。定子208S可以包括繞組，所述 繞組提供力(例如切向、徑向或其任何組合)從而施加扭矩并且旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子208R以及提供徑 向定位力從而主動(dòng)地控制轉(zhuǎn)子208R的旋轉(zhuǎn)中心C。在示例性實(shí)施例中，電機(jī)208可以被以 繞組段布置，其中每一個(gè)段可以根據(jù)需要由例如控制器170利用任何適當(dāng)數(shù)目的電相驅(qū)動(dòng) 以同時(shí)地產(chǎn)生獨(dú)立可控的扭矩和軸承力。僅僅為了示例性的目的，每一個(gè)繞組組可以是三 相無(wú)刷DC電機(jī)的段。在可替代實(shí)施例中，繞組段可以是任何適當(dāng)?shù)腁C或者DC動(dòng)力電機(jī)的 一個(gè)部分。在其公開(kāi)通過(guò)引用整體地結(jié)合于本文中的、于2007年6月27日提交的、題目為 "REDUCED-COMPLEXITY SELF-BEARINGBRUSHLESS DC MOTOR(復(fù)雜度降低的自軸承無(wú)刷DC 電 機(jī))”的、共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)11/769,651中描述了這種電機(jī)配置的一個(gè)實(shí)例。在圖6A所示示例性實(shí)施例中，定子208S可以包括兩對(duì)繞組組208SA、208SB，所述 繞組組被定位成在繞組組之間形成任何所期望機(jī)械角度并且其間可以具有適當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)電 角移位(electrical angleshift)以與相應(yīng)的軸轉(zhuǎn)子208R相配合地形成自軸承電機(jī)。在所 示實(shí)例中，僅僅為了示例的目的，轉(zhuǎn)子208R可以具有永久磁體陣列，但是在可替代實(shí)施例 中，轉(zhuǎn)子208R可以不具有永久磁體而是由例如鐵磁性材料形成或者具有替代永久磁體的 被附接到轉(zhuǎn)子208R的鐵磁性材料。如能夠在圖6A中看到地，繞組組208SA、208SB可以彼此隔開(kāi)約一百八十度定位。在可替代實(shí)施例中，機(jī)械角度可以是任何適當(dāng)?shù)慕嵌炔⑶覂H僅為 了示例性的目的在圖6A中被示為大約一百八十度。還在示例性實(shí)施例中，在繞組組之間的 電角可以根據(jù)期望的那樣而被形成以產(chǎn)生用于旋轉(zhuǎn)和/或定位轉(zhuǎn)子(一個(gè)或者多個(gè))208R 被附接到此的轉(zhuǎn)軸的徑向或者切向力。繞組208SA、208SB和轉(zhuǎn)子208R可以被配置和通電 用于產(chǎn)生徑向和/或切向力從而可以沿著例如線性路徑或者任何其它所期望路徑調(diào)節(jié)轉(zhuǎn) 子208R的旋轉(zhuǎn)中心C。例如，通過(guò)改變由繞組208SA、208SB沿著例如Y方向產(chǎn)生的徑向力 RF的大小，轉(zhuǎn)子208R可以被沿著Y軸移動(dòng)。同樣地，如將在下面更加詳細(xì)描述地，例如通過(guò) 改變由繞組208SA、208SB中的每一個(gè)產(chǎn)生的切向力TF，轉(zhuǎn)子208R可以例如被沿著X方向移 位。注意在這里僅僅為了示例性的目的描述了轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心C的運(yùn)動(dòng)方向和力RF、TF的 方向，并且轉(zhuǎn)子在X-Y平面中的運(yùn)動(dòng)方向和力RF、TF的方向可以沿著任何適當(dāng)?shù)姆较颉Ｈ?可以理解地，徑向和切向力可以被彼此解耦從而可以同時(shí)地產(chǎn)生用于轉(zhuǎn)子208R的定位和/ 或旋轉(zhuǎn)的力。如還可以理解地，由繞組208SA、208SB產(chǎn)生的合力可以保持轉(zhuǎn)子208R例如在 X-Y平面中居于中心。在可替代實(shí)施例中，在這里描述的電機(jī)可以被以任何適當(dāng)?shù)姆绞綋Q向 (commutate)從而徑向和/或切向力在X_Y平面中以任何適當(dāng)?shù)姆较蛞莆晦D(zhuǎn)子?，F(xiàn)在參考圖6Β，示出利用兩個(gè)繞組組1515、1520的另一示例性實(shí)施例，其中每一 個(gè)繞組組被相應(yīng)地布置成例如兩個(gè)繞組子組1525、1530和1535、1540。繞組組1515、1520 可以被電流放大器1550驅(qū)動(dòng)，電流放大器1550可以包括適用于驅(qū)動(dòng)繞組組1515、1520的 軟件、硬件或者軟件和硬件的組合。電流放大器1550還可以包括用于驅(qū)動(dòng)繞組組的處理 器、換向功能和電流回路功能。在一個(gè)實(shí)施例中，電流放大器1550可以被包括在任何適當(dāng) 的控制器諸如、例如控制器170中。在可替代實(shí)施例中，電流放大器1550可以位于任何適 當(dāng)?shù)奈恢弥?。換向功能可以根據(jù)一組規(guī)定的函數(shù)確定每一個(gè)繞組組1515、1520的一個(gè)或者 多個(gè)繞組1525、1530和1535、1540的電流，而電流回路功能可以提供用于如所確定的那樣 保持通過(guò)繞組的電流的反饋和驅(qū)動(dòng)能力。處理器、換向功能和電流回路功能還可以包括用 于從提供位置信息的一個(gè)或者多個(gè)傳感器或者傳感器系統(tǒng)接收反饋的電路。圖6Β的相應(yīng)地在每一個(gè)繞組組1515、1520中的兩個(gè)繞組子組1525、1530和1535， 1540被電耦合并且相對(duì)于彼此以大約九十度電角度移位。結(jié)果，當(dāng)在一對(duì)繞組組中的兩個(gè) 繞組組之一產(chǎn)生純切向力時(shí)，在該一對(duì)繞組組中的另一繞組組產(chǎn)生純徑向力，并且反之亦 然。在該實(shí)施例中，繞組組1515具有兩個(gè)部分1530和1525，并且繞組組1520具有兩個(gè) 部分1540和1535。在前面通過(guò)引用并入的、題目為“REDUCED-COMPLEXITY SELF-BEARING BRUSHLESS DC MOTOR (復(fù)雜度降低的自軸承無(wú)刷DC電機(jī))”的美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào) 11/769，651中描述了利用例如洛倫茲(Lorentz)力的、關(guān)于用于圖6B的實(shí)施例的分段繞組 組1515、1520的所期望扭矩(T)與沿著χ軸線的定心力(Fx)和沿著y軸線的定心力(Fy)的 示例性關(guān)系。如可以理解地，雖然繞組子組1525、1530、1535、1540被示為偏移了大約九十 度，但是應(yīng)該理解，還可以利用大于或者小于大約九十度的其它偏移。在圖6C所示示例性實(shí)施例中，定子可以包括在轉(zhuǎn)子208R的三個(gè)區(qū)段之上延伸的 三個(gè)繞組組208SC、208SD、208SE。在該實(shí)例中，僅僅為了示例性的目的，繞組組彼此隔開(kāi)大 約一百二十度。在可替代實(shí)施例中，三個(gè)繞組組可以具有可以大于或者小于大約一百二十 度的、任何適當(dāng)?shù)臋C(jī)械角度關(guān)系，從而利用由繞組組208SC、208SD、208SE產(chǎn)生的合力穩(wěn)定 地支撐轉(zhuǎn)子208R(和軸211)。如以上指出地，繞組組208SC、208SD、208SE還可以在其間具有適當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)電角度移位以與相應(yīng)的軸轉(zhuǎn)子208R相配合地形成自軸承電機(jī)。在所示實(shí)例 中，轉(zhuǎn)子208R可以基本類似于在上面關(guān)于圖6A描述的轉(zhuǎn)子。如可以理解地，在這個(gè)示例性 實(shí)施例中，繞組208SC、208SD、208SE可以被配置和通電以產(chǎn)生徑向、切向和/或軸向力從 而轉(zhuǎn)子208R的旋轉(zhuǎn)中心C可以被移動(dòng)到在例如X-Y平面中的任何一點(diǎn)并且不限于如上所 述沿著單一軸線的線性運(yùn)動(dòng)。注意轉(zhuǎn)子208S的旋轉(zhuǎn)中心C的運(yùn)動(dòng)可以僅由在繞組208SC、 208SD、208SE中的相應(yīng)的一個(gè)和轉(zhuǎn)子208R之間的氣隙G限制。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，如能夠在圖6D中看到地，定子208S可以包括在轉(zhuǎn)子 208R的四個(gè)區(qū)段之上延伸的四個(gè)繞組組208SF、208SG、208SH、208SI。在該實(shí)例中，繞組組 208SF、208SG、208SH、208SI僅僅為了示例性的目的被示為以例如大約九十度的角度分離。 在可替代實(shí)施例中，四個(gè)繞組組可以具有可以大于或者小于大約九十度的、任何適當(dāng)?shù)臋C(jī) 械角度關(guān)系，從而利用由繞組組產(chǎn)生的合力穩(wěn)定地支撐轉(zhuǎn)子208R(和軸211)。如上所指出 地，繞組組208SF、208SG、208SH、208SI還可以在其間具有適當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)的電角度移位以與相 應(yīng)的軸轉(zhuǎn)子208R相配合地形成自軸承電機(jī)。在所示實(shí)例中，轉(zhuǎn)子208R可以基本類似于在 上面關(guān)于圖6A描述的轉(zhuǎn)子。如上所指出地，繞組208SF、208SG、208SH、208SI可以被配置和 通電以產(chǎn)生徑向和/或切向力從而轉(zhuǎn)子208R的旋轉(zhuǎn)中心C可以被移動(dòng)到在例如X-Y平面 中的任何一點(diǎn)并且不限于沿著單一軸線的線性運(yùn)動(dòng)，其中轉(zhuǎn)子208S的旋轉(zhuǎn)中心C的運(yùn)動(dòng)可 以僅由在繞組中的相應(yīng)的一個(gè)和轉(zhuǎn)子之間的氣隙G限制。如可以理解地，在圖6A-6D中上述繞組段中的每一個(gè)可以包括用于產(chǎn)生用于操縱 轉(zhuǎn)子208R的力的、任何適當(dāng)數(shù)目的電路。例如，如能夠在圖6E和6F中看到地，僅僅為了示 例性的目的示出可以具有例如帶有鋸齒形配置的兩個(gè)電路280、281的繞組的一個(gè)相。在圖 6E示出的示例性繞組配置中，對(duì)電路280、281通電從而在電路280中的電流大于電路281 的電流，這產(chǎn)生了沿著例如箭頭282的方向的合力并且反之亦然。如可以理解地，電路280、 281可以具有如能夠在圖6F中看到的柱形結(jié)構(gòu)從而旋轉(zhuǎn)力282'也可以被施加到例如轉(zhuǎn)子 208R。在其公開(kāi)通過(guò)引用整體地結(jié)合于本文中的美國(guó)專利公開(kāi)2005/0264119中描述了包 括多個(gè)電路繞組的電機(jī)的一個(gè)實(shí)例。圖6G示意另一示例性實(shí)施例，其中由電機(jī)繞組段產(chǎn)生的切向力TF1-TF4被改變 以控制轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)。注意在圖6G所示圖表中，每一個(gè)“ + ”或者“-”符號(hào)代表具有一個(gè)單 位大小的力，但是可以施加切向力以產(chǎn)生用于沿著徑向定位轉(zhuǎn)子的、適當(dāng)?shù)暮铣刹顒?dòng)力 (resultantdifferential force)。在圖6G的圖表中示出的符號(hào)代表力或者扭矩的方向而 非數(shù)值。如可以理解地，通過(guò)改變由繞組組產(chǎn)生的合成差動(dòng)切向力，相應(yīng)的轉(zhuǎn)子的徑向定位 可以得以實(shí)現(xiàn)從而如在這里描述地精細(xì)地定位端部操縱裝置或者傾斜轉(zhuǎn)軸。在其公開(kāi)通過(guò) 引用整體地結(jié)合于本文中的美國(guó)專利No. 6，707，200中描述了利用用于定心目的的切向力 的一個(gè)實(shí)例。雖然在上面關(guān)于圖6A-6G描述的電機(jī)208、209被示為帶有兩個(gè)、三個(gè)或者四個(gè)繞 組組，但是應(yīng)該理解，電機(jī)208、209可以具有任何適當(dāng)數(shù)目的繞組組。還注意到雖然電機(jī) 208、209在上面被描述為其中一組繞組可以提供轉(zhuǎn)子的浮起、旋轉(zhuǎn)、軸向定位和平面定位的 自軸承電機(jī)，但是還應(yīng)該理解，單獨(dú)的或者不同的磁性軸承(例如專用于或者單獨(dú)地或者 與被動(dòng)永久磁體相組合地提供某主動(dòng)軸承的繞組)可以被與電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一起地或 者隔開(kāi)地設(shè)置從而以磁力方式支撐轉(zhuǎn)子和它們的相應(yīng)的軸，其中單獨(dú)的磁性軸承被利用來(lái)控制例如轉(zhuǎn)子的位置。在另外的其它可替代實(shí)施例中，可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞嚼缋萌?何適當(dāng)?shù)闹聞?dòng)器而以可控方式支撐轉(zhuǎn)子和軸?，F(xiàn)在參考圖7、7A和8，示例性實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)部分例如傳送器機(jī)器人800的 驅(qū)動(dòng)部分840還可以被配置為產(chǎn)生所期望大小的軸向和傾斜剛度，并且包括抗齒槽 (anti-cogging)元件以最小化沿著多個(gè)軸的齒槽干擾，同時(shí)產(chǎn)生跨過(guò)氣隙G的所期望大小 的力(見(jiàn)圖3)，包括用于如在這里描述地定位轉(zhuǎn)子的平面定位力(例如徑向力)。在一個(gè)實(shí) 施例中，抗齒槽元件可以在電機(jī)的定子中體現(xiàn)或者作為它的一個(gè)部分而被并入。在其它實(shí) 施例中，抗齒槽元件可以與定子分離?？过X槽元件可以允許由每一個(gè)抗齒槽元件部件弓I起 的齒槽力疊加從而沿著推進(jìn)、間隙和軸向方向的總體齒槽干擾被最小化。在其公開(kāi)通過(guò)引 用整體地結(jié)合于本文中的、于2008年6月27日提交的代理人案號(hào)390P012912-US(PAR)、題 目為 “MOTOR STATOR WITH LIFT CAPABILITYAND REDUCED COGGING CHARACTERISTICS (帶 有提升能力和降低的齒槽特性的電機(jī)定子)”的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述了包括抗齒槽元件的 一種適當(dāng)?shù)碾姍C(jī)。用于圖7所示旋轉(zhuǎn)電機(jī)的示例性定子5100可以被配置用于所期望的被動(dòng)軸向 和傾斜剛度同時(shí)減輕或者最小化齒槽效應(yīng)。定子5100可以包括從定子5100的第一表 面5110向內(nèi)延伸的兩個(gè)或者更多凹部5105、5175(和5615,5685) 在示例性實(shí)施例中， 凹部可以被配置為對(duì)于電機(jī)的被動(dòng)軸向和傾斜剛度產(chǎn)生可以忽略的效果。每一個(gè)凹部可 以包括從第一表面到凹部的兩個(gè)過(guò)渡區(qū)域。例如，凹部5105可以在第一表面5110和凹 部5105之間分別地包括第一和第二過(guò)渡區(qū)域5115、5120?？梢愿鶕?jù)需要配置過(guò)渡區(qū)域， 在于前面通過(guò)引用并入的題目為“MOTOR STATOR WITH LIFT CAPABILITY AND REDUCED COGGINGCHARACTERISTICS(帶有提升能力和降低的齒槽特性的電機(jī)定子)，，的美國(guó)專利申 請(qǐng)中描述了適當(dāng)?shù)膶?shí)例，以作用于轉(zhuǎn)子永久磁體5150、5180上并且在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生抗齒槽力 以最小化轉(zhuǎn)子齒槽。類似地，凹部5175可以在第一表面5110和凹部5175之間分別地包括 第一和第二過(guò)渡區(qū)域5127、5137。類似于第一凹部的過(guò)渡區(qū)域，第二凹部(或者定子的抗齒 槽部分)的過(guò)渡區(qū)域5127、5137可以被適當(dāng)?shù)爻尚螢楫a(chǎn)生在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生抗齒槽效應(yīng)的、作 用于轉(zhuǎn)子永久磁體5190、5195上的相應(yīng)的抗齒槽力。如可以理解地，凹部5615、5685也可 以具有基本類似于關(guān)于凹部5105、5175描述的那些的適當(dāng)?shù)倪^(guò)渡區(qū)域。定子凹部的過(guò)渡區(qū) 域可以操作用于產(chǎn)生最小化沿著軸向(例如垂直于圖7中的定子平面的Z方向)和切向方 向的齒槽的抗齒槽力。圖7A示出作用于轉(zhuǎn)子上的、由相應(yīng)的過(guò)渡區(qū)域產(chǎn)生的力5410、5415 的圖解示意，并且累積力5420示意凹部的過(guò)渡區(qū)域的抗齒槽效應(yīng)(例如軸向)。在所示示 例性實(shí)施例中，凹部5105、5175(為了示例性的目的被示為彼此鄰近，但是在可替代實(shí)施例 中它們可以是不相鄰的)可以被定位成相互配合以進(jìn)一步最小化沿著軸向和切向這兩個(gè) 方向的組合齒槽。在圖7所示的示例性實(shí)施例中，少至兩個(gè)繞組組5685、5690可以被用于驅(qū)動(dòng)所公 開(kāi)的實(shí)施例。繞組組5685、5690可以包括一個(gè)或者多個(gè)繞組。應(yīng)該理解，被用于示例性實(shí) 施例的方面的繞組組可以包括位于一個(gè)或者多個(gè)凹部中的一個(gè)或者多個(gè)繞組并且可以包 括適于在所公開(kāi)的實(shí)施例中使用的、任何類型的繞組。示例性實(shí)施例可以包括分段繞組，例 如被劃分成一個(gè)或者多個(gè)繞組子組并且在定子的選定凹部中分布的繞組組。根據(jù)所公開(kāi)實(shí) 施例，每一個(gè)繞組子組可以包括一個(gè)或者多個(gè)繞組并且可以被驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生電機(jī)力。在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例中，繞組組可以被布置成三相繞組組，然而，可以使用任何適當(dāng)?shù)睦@組組布置。如根據(jù)圖7可以理解地，用以與定子5100 —起操作的轉(zhuǎn)子可以包括多個(gè)永久磁 體，其中相鄰磁體具有交替的極性。在可替代實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子可以由任何適當(dāng)?shù)蔫F磁性材料 形成。為了示意性的目的示出磁體5150、5180、5190和5195。應(yīng)該理解，可以在所示磁體間 分散其它磁體。示例性實(shí)施例還可以提供降低的徑向齒槽力，該齒槽力是平行于在定子100及其 相應(yīng)的轉(zhuǎn)子之間的間隙的齒槽力。仍然參考圖7，如例如在于前面通過(guò)引用并入的題目為 "MOTOR STATOR WITH LIFTCAPABILITY AND REDUCED COGGING CHARACTERISTICS (帶有提升 能力和降低的齒槽特性的電機(jī)定子)，，的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述地，在定子5100的表面5110 上的凹部5105、5615可以被適當(dāng)?shù)囟ㄎ粡亩上鄳?yīng)的凹部在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的力結(jié)合以減小 徑向齒槽力?，F(xiàn)在參考圖8，根據(jù)所公開(kāi)實(shí)施例示出其它示例性抗齒槽元件6800、6210、6215、 6220的概略圖表。抗齒槽元件6800、6210、6215、6220可以由包括但是不限于鐵磁性材料的 任何適當(dāng)?shù)牟牧蠘?gòu)造。元件6800、6210、6215、6220的幾何形狀被如此布置，使得由元件部 件引起的齒槽力的疊加沿著推進(jìn)和間隙方向產(chǎn)生最小的總體齒槽干擾。在圖8中的抗齒槽元件6800的部件包括內(nèi)部弧形段6805、外部弧形段6810、第一 和第二過(guò)渡區(qū)域6815、6820、一連串線圈槽(coilslot) 6825和跨角(span angle) 6830o內(nèi) 部弧形段6805可以被布置成允許與例如永久磁體轉(zhuǎn)子相互作用。在可替代實(shí)施例中，內(nèi) 部弧形段6805可以被配置為允許與任何適當(dāng)?shù)嘏渲玫霓D(zhuǎn)子相互作用。線圈槽6825可以 封裝被布置成例如三相繞組組的繞組組。在可替代實(shí)施例中，繞組組可以具有任何適當(dāng)數(shù) 目的相。諸如、例如使用正弦換向方案，繞組組可以被以任何適當(dāng)?shù)姆绞津?qū)動(dòng)。跨角6830 可以被如此布置，使得在它的弧形段內(nèi)，它容納奇數(shù)個(gè)分?jǐn)?shù)磁體間距(fractional magnet pitch)。在可替代實(shí)施例中，跨角可以被布置成容納任何適當(dāng)數(shù)目的磁體間距。在圖8所示的示例性實(shí)施例中，為了示例性的目的利用四個(gè)抗齒槽元件6800、 6210、6215、6220。應(yīng)該理解，可以使用任何數(shù)目的抗齒槽元件(例如多于或者少于四個(gè))。 在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例中，抗齒槽元件6800、6210、6215、6220可以基本上彼此類似并且可 以被隔開(kāi)大約九十度的機(jī)械和電角度地定位。在其它實(shí)施例中，抗齒槽元件6800、6210、 6215、6220可以被布置成隔開(kāi)大約九十度的機(jī)械角度，其中相應(yīng)的線圈槽6825、6230、 6235,6240分別與虛(imaginary) 360度分?jǐn)?shù)槽間距相對(duì)準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，僅僅線圈槽 的子組可以填充有線圈。在可替代實(shí)施例中，抗齒槽元件可以具有任何適當(dāng)?shù)呐渲煤?或 相對(duì)于彼此的機(jī)械和電學(xué)定位。在于前面通過(guò)引用并入的題目為“MOTOR STATOR WITH LIFT CAPABILITY AND REDUCED COGGINGCHARACTERISTICS(帶有提升能力和降低的齒槽特性的 電機(jī)定子)”的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述了抗齒槽元件的適當(dāng)實(shí)例?，F(xiàn)在參考圖9，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)部分例如傳送器機(jī)器人800的驅(qū)動(dòng)部 分840可以包括位于外罩201內(nèi)的Z驅(qū)動(dòng)單元220、第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)208和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)209。 雖然Z驅(qū)動(dòng)單元220和電機(jī)208、209在圖中被示為位于外罩201內(nèi)，但是應(yīng)該理解，在可替 代實(shí)施例中，Z驅(qū)動(dòng)單元220和/或電機(jī)208、209的任何部分可以位于單獨(dú)的外罩中。在 另外的其它可替代實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)單元可以具有任何適當(dāng)?shù)呐渲谩?br> 外罩201可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧蠘?gòu)造，所述材料包括但是不限于塑料、金屬、陶 瓷、合成物或其任何組合。Z驅(qū)動(dòng)單元220可以包括導(dǎo)軌203、Z驅(qū)動(dòng)電機(jī)206、滾珠絲杠機(jī) 構(gòu)207和載架205。導(dǎo)軌203可以是用于在外罩201內(nèi)沿著Z方向以線性方式引導(dǎo)載架205 的、由任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥傻娜魏芜m當(dāng)?shù)膶?dǎo)軌。導(dǎo)軌203可以在每一個(gè)端部處被適當(dāng)?shù)刂?撐到外罩。在可替代實(shí)施例中，導(dǎo)軌可以被支撐在沿著它的長(zhǎng)度的多個(gè)位置中或者可以在 外罩內(nèi)懸伸?？梢岳弥本€軸承204A、204B和滾珠絲杠構(gòu)件207A在外罩內(nèi)支撐載架。直 線軸承204A、204B和滾珠絲杠構(gòu)件207A可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞街T如、例如利用機(jī)械或者化 學(xué)緊固器、粘結(jié)劑或者利用焊接件而被附接到載架205。直線軸承204A、204B可以與線性導(dǎo) 軌互相作用以允許載架沿著Z方向運(yùn)動(dòng)。滾珠絲杠構(gòu)件207A可以與滾珠絲杠207互相作 用以當(dāng)電機(jī)206引起滾珠絲杠207旋轉(zhuǎn)時(shí)沿著Z方向移動(dòng)載架205。滾珠絲杠207可以在 一端上利用允許滾珠絲杠構(gòu)件自由地旋轉(zhuǎn)的、任何適當(dāng)?shù)妮S承207B支撐。滾珠絲杠的另一 端可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞奖恢尾⑶冶获罱拥絑驅(qū)動(dòng)電機(jī)206。在可替代實(shí)施例中，可以在 外罩內(nèi)支撐滾珠絲杠207并且以任何適當(dāng)?shù)姆绞绞蛊湫D(zhuǎn)。Z驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以是任何適當(dāng)?shù)?電機(jī)，包括但是不限于步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)或者任何其它適當(dāng)?shù)腁C或者DC電機(jī)。在可替代 實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)可以包括可以被以磁力方式、以氣動(dòng)方式、以液壓方式或者電驅(qū)動(dòng)的任何適 當(dāng)?shù)木€性致動(dòng)器。在另外的其它可替代實(shí)施例中，線性致動(dòng)器可以被以任何適當(dāng)?shù)姆绞津?qū) 動(dòng)。如可以理解地，圖9所示Z驅(qū)動(dòng)單元220的配置是示例性的，并且Z驅(qū)動(dòng)單元220可以 具有任何適當(dāng)?shù)呐渲?。參考圖10，示出驅(qū)動(dòng)部分8000，例如傳送器機(jī)器人800的驅(qū)動(dòng)部分840的一個(gè)部 分的另一示例性實(shí)施例。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，可以使用任何適當(dāng)數(shù)目的Z驅(qū)動(dòng)單元。在 一個(gè)示例性實(shí)施例中，任何適當(dāng)?shù)目刂破髦T如、例如控制器170可以同步化每一個(gè)Z驅(qū)動(dòng)的 運(yùn)動(dòng)。在可替代實(shí)施例中，Z驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)可以被以任何適當(dāng)?shù)姆绞酵交Ｔ谝粋€(gè)實(shí)施例 中，定子1310S可以被支撐在例如直線軸承204A'、204B'上，所述直線軸承被依次地連接 到一對(duì)Z驅(qū)動(dòng)單元206'、206〃。Z驅(qū)動(dòng)單元206'、206〃可以基本上類似于上述Z驅(qū)動(dòng)單 元206。在可替代實(shí)施例中，Z驅(qū)動(dòng)單元可以是任何適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)在參考圖11，示出載架205的一個(gè)部分的示例性概略示意。注意到圖11所示的 載架205可以被如上關(guān)于圖9和10所述的Z驅(qū)動(dòng)單元(一個(gè)或者多個(gè))支撐在外罩201內(nèi) (見(jiàn)圖9)。在可替代實(shí)施例中，載架可以被以任何適當(dāng)?shù)姆绞街卧谕庹?01內(nèi)。如可以 理解地，機(jī)器人傳送器諸如、例如傳送器800的驅(qū)動(dòng)部分840可以使用安裝凸緣202而被耦 接到任何適當(dāng)?shù)奶幚碓O(shè)施。為了防止由Z驅(qū)動(dòng)單元(一個(gè)或者多個(gè))例如Z驅(qū)動(dòng)單元220 產(chǎn)生的顆粒進(jìn)入基片處理環(huán)境，可以在載架205和安裝凸緣202之間設(shè)置密封400。例如， 密封400的一端可以被附接到安裝凸緣202而密封的另一端被附接到載架205。在該實(shí)例 中，為了允許載架205的Z運(yùn)動(dòng)，密封400被示為波紋管密封，但是在可替代實(shí)施例中，該密 封可以是由包括但是不限于金屬、塑料、橡膠和布料的任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥傻娜魏芜m當(dāng)?shù)?密封。在其它可替代實(shí)施例中，密封400可以被省略或者利用任何適當(dāng)?shù)钠琳咸娲愿綦x 跨過(guò)該屏障的大氣，該屏障諸如、例如安裝凸緣202、載架205或者外罩201的一個(gè)部分。如能夠在圖11中看到地，載架可以包括第一定子208S、第二定子209S、編碼器 410A、410B、410C和共軸驅(qū)動(dòng)軸211、212。外部驅(qū)動(dòng)軸211可以包括編碼器標(biāo)尺(encoder scale)430A、止擋表面(stopsurface)420A和第一電機(jī)轉(zhuǎn)子208R。內(nèi)部驅(qū)動(dòng)軸212可以包括編碼器標(biāo)尺430B、止擋表面420B和第二電機(jī)轉(zhuǎn)子209R。如能夠在圖11中看到地，為了 示例性目的，驅(qū)動(dòng)軸2111、212 (是電機(jī)轉(zhuǎn)軸組件的一個(gè)部分)被示為沿著Z軸縱向地定向。 定子208S、209S和轉(zhuǎn)子208R和209R可以形成上述自軸承電機(jī)/磁性轉(zhuǎn)軸軸承208、209。 僅僅為了示例性的目的，定子208S被示為包括驅(qū)動(dòng)部分208D和軸承部分208B和208B2，并 且應(yīng)該理解，在其它示例性實(shí)施例中，如上所述，定子可以具有如將在下面描述地提供旋轉(zhuǎn) 力、被動(dòng)浮力和/或徑向定位力的僅僅一個(gè)部分或者部分。在可替代實(shí)施例中，定子208S可 以包括多于或者少于兩個(gè)的軸承部分。定子驅(qū)動(dòng)部分208D與轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)部分208RD相互作 用，從而當(dāng)定子驅(qū)動(dòng)部分208D被通電時(shí)，合成磁性力引起轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)部分208RD圍繞旋轉(zhuǎn)中 心或者軸線Cl旋轉(zhuǎn)，由此旋轉(zhuǎn)外部軸211。以基本相同的方式，內(nèi)部軸212被定子驅(qū)動(dòng)部分 209D和轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)部分209RD圍繞軸線C2以可旋轉(zhuǎn)方式驅(qū)動(dòng)。可以在定子208S、209S中的 每一個(gè)之上設(shè)置隔離屏障210A、210B從而如上關(guān)于圖3所述地轉(zhuǎn)子可以在一個(gè)環(huán)境中操作 同時(shí)定子在另一個(gè)環(huán)境中操作。注意隔離屏障210A、210B可以基本類似于上述屏障210。外部軸211的旋轉(zhuǎn)中心Cl可以由定子的軸承部分208B、208B2和轉(zhuǎn)子的軸承部分 208RB1和208RB2控制。在示例性實(shí)施例中，軸承部分可以被配置為提供例如主動(dòng)徑向軸 承(例如沿著Rx和Ry)和被動(dòng)提升(例如Rz)，被動(dòng)徑向軸承和主動(dòng)提升或者被動(dòng)徑向軸 承和被動(dòng)提升。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，軸承部分208B1、208B2這兩者可以都是主動(dòng)軸承， 但是在可替代實(shí)施例中，軸承部分之一可以是被動(dòng)軸承部分。如可以理解地，當(dāng)主動(dòng)徑向軸 承與被動(dòng)提升定子組合時(shí)，轉(zhuǎn)子在間距和角色上被穩(wěn)定下來(lái)從而第二被動(dòng)徑向軸承可以被 省略。在其它可替代實(shí)施例中，主動(dòng)徑向軸承、旋轉(zhuǎn)部分和被動(dòng)提升定子能夠被組合成單一 定子_轉(zhuǎn)子布置。定子軸承部分208B1與轉(zhuǎn)子軸承部分208RB1相互作用以例如控制氣隙 Gl，而定子軸承部分208B2與轉(zhuǎn)子軸承部分208RB2相互作用以例如控制氣隙G2。注意在 圖11中，僅僅為了示例性的目的，僅僅示出軸的一半，從而關(guān)于圖中所示的一半驅(qū)動(dòng)部分， 間隙Gl和G2僅僅對(duì)應(yīng)于沿著例如X方向的間隙。應(yīng)該理解，如上所述，當(dāng)旋轉(zhuǎn)中心Cl的 位置變化時(shí)，在定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙可以圍繞電機(jī)208的周邊改變。類似地，內(nèi)部軸212的旋轉(zhuǎn)中心C2可以以基本類似于在上面關(guān)于軸承部分208B1、 208B2、208RB1和208RB2描述的方式由定子的軸承部分209B1、209B2和轉(zhuǎn)子的軸承部分 209RB1和209RB2控制。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，軸承部分209B1、209B2這兩者可以都是主 動(dòng)軸承，但是在可替代實(shí)施例中，軸承部分之一可以是被動(dòng)軸承部分。如上所述，當(dāng)主動(dòng)徑 向軸承與被動(dòng)提升定子組合時(shí)，轉(zhuǎn)子在間距和角色上被穩(wěn)定下來(lái)從而第二被動(dòng)徑向軸承可 以被省略。在其它可替代實(shí)施例中，主動(dòng)徑向軸承、旋轉(zhuǎn)部分和被動(dòng)提升定子能夠被組合成 單一定子-轉(zhuǎn)子布置。定子軸承部分209B1與轉(zhuǎn)子軸承部分209RB1相互作用以例如控制氣 隙G3，而定子軸承部分209B2與轉(zhuǎn)子軸承部分209RB2相互作用以例如控制氣隙G4。如上 所指出地，應(yīng)該理解，當(dāng)旋轉(zhuǎn)中心C2的位置變化時(shí)，在定子和轉(zhuǎn)子部分之間的間隙G3和G4 可以圍繞電機(jī)209的周邊改變。傳送設(shè)備控制器諸如、例如控制170或者任何其它適當(dāng)?shù)?控制器可以被配置為從在圍繞電機(jī)208、209的周邊的各種點(diǎn)位處的傳感器接收間隙測(cè)量 信號(hào)從而繞組可以被通電以例如以任何適當(dāng)?shù)念A(yù)定位置和/或空間定向定位軸211、212?，F(xiàn)在參考圖11A，示出載架205的一個(gè)部分的另一示例性概略示意。注意載架205 基本類似于在上面關(guān)于圖11描述的載架從而相似的特征具有相似的標(biāo)號(hào)。注意軸承部分 可以以基本類似于在上面關(guān)于圖11描述的方式提供轉(zhuǎn)子控制。然而，在這個(gè)示例性實(shí)施例中，僅僅為了示例性的目的，軸承部分208B1和209B2被示為主動(dòng)軸承，而軸承部分208B2 ‘ 和209B1 ‘被示為被動(dòng)軸承部分。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，被動(dòng)軸承部分208B2 ‘、208B1 ‘ 可以以被動(dòng)方式以任何適當(dāng)?shù)姆绞綖檗D(zhuǎn)子提供徑向穩(wěn)定。然而，應(yīng)該理解，在可替代實(shí)施例 中，軸承部分可以具有任何適當(dāng)?shù)闹鲃?dòng)/被動(dòng)軸承配置。例如軸承208B1和208B2'可以 是主動(dòng)軸承，而軸承209B1 ‘和209B2是被動(dòng)的(其中軸212被適當(dāng)?shù)刂卧谳S211內(nèi)從 而兩軸是同心的)。在其它實(shí)例中，軸承208B1和209B2可以是被動(dòng)的，而軸承208B2'和 209B1'是主動(dòng)的。在該實(shí)例中，任何適當(dāng)?shù)目刂破骼缈刂破?70可以激勵(lì)主動(dòng)軸承部分 208B1、209B2，從而軸211、212位于任何適當(dāng)?shù)念A(yù)定位置處。在該實(shí)例中，被動(dòng)軸承208B2 ‘ 和209B1'可以為它們的相應(yīng)的主動(dòng)軸承用作支點(diǎn)從而例如通過(guò)控制間隙Gl、G4的尺寸， 軸211、212能夠被以空間方式定向。現(xiàn)在參考圖11B，示出載架205的一個(gè)部分的另一示例性概略示意。注意該載架基 本類似于在上面關(guān)于圖11描述的載架，從而相似的特征具有相似的標(biāo)號(hào)。然而，在這個(gè)示 例性實(shí)施例中，磁性轉(zhuǎn)軸軸承450、451是被分離的或者獨(dú)立于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)208' ,209'。注意 軸承 450、451 可以基本類似于上述軸承部分 208B1、208RB1、208B2、208RB2、209B1、209RB1、 209B2.209RB2并且被配置為以基本類似于在上面關(guān)于圖11描述的方式提供軸承和提升控 制。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)208'可以包括被安裝于載架205中的定子208S'和被 附接到軸211的轉(zhuǎn)子208R'。驅(qū)動(dòng)209'可以包括被安裝于載架中的定子209S‘和被附 接到軸212的轉(zhuǎn)子209R'。磁性軸承450可以包括位于載架中的第一軸承構(gòu)件450A和被 附接到軸211的第二軸承構(gòu)件450B。磁性軸承451可以包括位于載架中的第一軸承構(gòu)件 451A和被附接到軸212的第二軸承構(gòu)件451B。雖然在圖IlB中示出僅僅兩個(gè)磁性軸承450、 451 (在每一個(gè)軸211、212上一個(gè))，但是應(yīng)該理解，在可替代實(shí)施例中，任何適當(dāng)數(shù)目的磁 性軸承可以與軸211、212中的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，磁性軸承可以被豎 直地分段(即段沿著豎直方向偏移)從而每一個(gè)軸承450、451沿著Rx、Ry軸線在軸211、 212中的相應(yīng)的一個(gè)之上提供單獨(dú)的傾斜控制。在其它示例性實(shí)施例中，例如通過(guò)例如被 設(shè)于軸211、212之間的適當(dāng)?shù)妮S承，軸可以被以任何適當(dāng)?shù)姆绞较鄬?duì)于彼此受到約束，從 而在軸承450、451穩(wěn)定或者控制作為一個(gè)單元的共軸軸211、212的徑向位置和傾斜(例如 Rx、Ry)時(shí)，軸211、212保持是同心的?，F(xiàn)在參考圖11C，示出載架205的一個(gè)部分的示例性概略示意。注意該載架基本 類似于在上面關(guān)于圖11描述的載架從而相似的特征具有相似的標(biāo)號(hào)。然而，在這個(gè)示例 性實(shí)施例中，磁性轉(zhuǎn)軸軸承/定子208" ,209"被示為具有被配置為提供旋轉(zhuǎn)力、浮力、軸 向力和/或平面Χ_Υ(即徑向)定位力(例如定子和被動(dòng)軸承在整體驅(qū)動(dòng)構(gòu)件中被相互集 成)的一個(gè)部分或者部分。磁性轉(zhuǎn)軸軸承/定子可以被配置為以基本類似于在上面關(guān)于圖 11描述的方式提供軸承和提升控制。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，磁性轉(zhuǎn)軸軸承/定子208"、 209"可以被配置成用于產(chǎn)生用于操作驅(qū)動(dòng)部分的不同驅(qū)動(dòng)力的成套的置入繞組。在可替 代實(shí)施例中，繞組可以是可以被換向從而產(chǎn)生在這里描述的驅(qū)動(dòng)力的非置入繞組。在這個(gè) 示例性實(shí)施例中，在定子208S"、209S〃和它們的相應(yīng)的轉(zhuǎn)子208R"、209R〃之間的相互 作用可以以基本類似于在上面關(guān)于圖5描述的方式分別產(chǎn)生磁通場(chǎng)1330、1320和1330'、 1320'以及相應(yīng)的被動(dòng)和吸引力。電機(jī)208"可以被如上所述地配置以控制間隙G5，而電 機(jī)209 ‘’可以被如上所述地配置以控制間隙G6。如上所述，通過(guò)改變間隙G5和G6，轉(zhuǎn)軸600可以被傾斜和/或在位置方面位于例如X-Y平面內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)例如被耦接到轉(zhuǎn)軸的機(jī)器人 臂并且因此在機(jī)器人臂上攜帶的基片的精細(xì)定位。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，磁性軸承/定 子可以被豎直地分段(即段沿著豎直方向偏移)從而每一個(gè)軸承208" ,209"沿著Rx、Ry 軸線在軸211、212中的相應(yīng)的一個(gè)之上提供單獨(dú)傾斜控制。在其它示例性實(shí)施例中，例如 通過(guò)例如被設(shè)于軸211、212之間的適當(dāng)?shù)妮S承，軸可以被以任何適當(dāng)?shù)姆绞较鄬?duì)于彼此受 到約束，從而在軸承208" ,209"作為一個(gè)單元穩(wěn)定或者控制共軸軸211、212的徑向位置 和傾斜(例如Rx、Ry)時(shí)，軸211、212保持是同心的?，F(xiàn)在參考圖11D-11F，根據(jù)示例性實(shí)施例示出另一示例性電機(jī)配置。例如電機(jī) 1000、1010和它們的、可以類似于控制器170的控制器1050，可以被如此配置，使得電角度 被用于驅(qū)動(dòng)一組公共換向函數(shù)(commutation function)從而產(chǎn)生三維力，包括圍繞驅(qū)動(dòng)軸 211、212的旋轉(zhuǎn)軸線的推進(jìn)力、沿著ζ方向的推進(jìn)力和用于傾斜、旋轉(zhuǎn)和定位轉(zhuǎn)軸1070的沿 著X和/或Y方向的引導(dǎo)力。換言之，通過(guò)利用電角度偏移來(lái)調(diào)節(jié)電角度，可以使用一組公 共換向方程在電機(jī)中產(chǎn)生至少一、二和三維力。在其公開(kāi)通過(guò)引用整體地結(jié)合于本文中的 于 2007年6 月 27 日提交的并且題目為“COMMUTATION OF AN ELECTROMAGNET ICPR0PULSI ON AND GUIDANCE SYSTEM(電磁推進(jìn)和引導(dǎo)系統(tǒng)的換向)”的共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利申請(qǐng) No. 11/769,688中描述了這種驅(qū)動(dòng)配置的實(shí)例。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)單元1099的兩個(gè)電機(jī)1000、1010提供例如至少七個(gè) 自由度。例如當(dāng)經(jīng)由例如在軸211、212之間的適當(dāng)?shù)妮S承而保持軸211、212相對(duì)于彼此共 軸時(shí)，該兩個(gè)電機(jī)可以提供七個(gè)自由度。在另一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)并未相對(duì)于彼此地約束軸211、 212時(shí)(即，軸能夠沿著所有的軸線相對(duì)于彼此移動(dòng))，由兩個(gè)電機(jī)提供的自由度可以例如 是十二個(gè)自由度。驅(qū)動(dòng)單元1099可以基本類似于在上面關(guān)于圖11描述的驅(qū)動(dòng)單元，除非另 外指出。圖IlD示出一種驅(qū)動(dòng)單元，其中電機(jī)1000、1010中的每一個(gè)被配置為為了傳送器 的操作而沿著四個(gè)維度(即X、Y、Z和相應(yīng)的軸的旋轉(zhuǎn))提供力。如可以理解地，電機(jī)還可 以沿著Rx、Ry和Rz軸線產(chǎn)生力矩，所述力矩是由定子繞組的不同段產(chǎn)生的力所引起的。例 如，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，電機(jī)的繞組可以被以基本類似于上述的方式豎直地分段。示出 了用于軸211、212的推進(jìn)系統(tǒng)，該推進(jìn)系統(tǒng)提供使用例如洛倫茲力而圍繞Z軸的推進(jìn)(即， 外部軸211的旋轉(zhuǎn)Rzl和內(nèi)部軸212的旋轉(zhuǎn)Rz2)，使用例如洛倫茲力而沿著Z軸的提升，和 當(dāng)例如軸如上所述地被保持彼此同心時(shí)使用例如洛倫茲和麥克斯韋力的、沿著X和Y軸的 間隙控制(即，在X-Y平面中的平面運(yùn)動(dòng)以及圍繞X和Y軸線的旋轉(zhuǎn)Rx和Ry)。當(dāng)并未相 對(duì)于彼此地約束軸時(shí)，可以利用例如由例如沿著每一個(gè)定子的周邊的豎直偏移繞組段產(chǎn)生 的、沿著Rz軸的不同的提升力對(duì)于軸211、212中的每一個(gè)獨(dú)立地產(chǎn)生傾斜(Rx，Ry)力矩。 在可替代實(shí)施例中，推進(jìn)系統(tǒng)可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞窖刂鳵x、Ry、Rzl、Rz2、Z、X、Y軸線/平 面推進(jìn)軸211、212。在圖IlD示出的示例性實(shí)施例中，電機(jī)1000、1010可以相應(yīng)地包括位于例如載架 205中的繞組組1000AU000B和1010A、1010B。如能夠關(guān)于在圖IlF中的繞組1000A看到 地，繞組組1000AU000B和1010A、1010B中的每一個(gè)可以包括各個(gè)繞組1065。在可替代實(shí) 施例中，繞組組和/或各個(gè)繞組可以具有任何適當(dāng)?shù)呐渲茫T如例如在前面通過(guò)引用并入 的美國(guó)專利公開(kāi)2005/0264119中描述的鋸齒形或者梯形繞組配置。繞組組1000AU000B和 1010A、1010B可以被放大器1051驅(qū)動(dòng)，放大器1051可以是控制器1050的一個(gè)部分。在可替代實(shí)施例中，放大器1051可以與控制器1050分離。放大器1051可以是任何適當(dāng)?shù)姆糯?器，諸如例如能夠分別地或者成組地驅(qū)動(dòng)繞組組1000A、1000B和1010A、1010B的各個(gè)繞組 1065的每一個(gè)的多通道放大器。繞組組1000A和1010A可以具有相同定向并且可以被分別 定向成距繞組組1000B和1010B例如大約九十度。在可替代實(shí)施例中，繞組組可以具有用 于利用由繞組組產(chǎn)生的合力而穩(wěn)定地支撐轉(zhuǎn)子(和軸)的、可以大于或者小于大約九十度 的任何適當(dāng)?shù)臋C(jī)械角度關(guān)系。如上所指出地，繞組組還可以在其間具有適當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)的電角 度移位以與相應(yīng)的軸轉(zhuǎn)子相配合地形成自軸承電機(jī)。在圖IlD示出的示例性實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)單元1099的軸211、212中的每一個(gè)分別 包括磁體轉(zhuǎn)子1000P、1010P。在所示實(shí)例中，僅僅為了示例性的目的，磁性轉(zhuǎn)子1000P、 1010P可以具有永久磁體陣列，但是在可替代實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子1000P、1010P可以不具有永久 磁體并且可以由例如鐵磁性材料形成。轉(zhuǎn)子1000P、1010P中的每一個(gè)可以被布置成磁體 的陣列并且可以圍繞它們的相應(yīng)的軸211、212的周邊延伸。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，如能 夠在圖IlE中看到地，轉(zhuǎn)子1000P、1010P的磁體的陣列可以被如此布置，使得交替的北極 1101和南極1102面向繞組組1000A、1000B、1010A、1010B。在其它示例性實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子 1000P、1010P可以具有任何適當(dāng)?shù)呐渲?，包括但是不限于在前面通過(guò)引用并入的、于2007 年 6 月 27 日提交的并且題目為 “COMMUTATION OF AN ELECTROMAGNETIC PROPULSION AND ⑶IDANCESYSTEM(電磁推進(jìn)和引導(dǎo)系統(tǒng)的換向)”的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 11/769，688中描述的 那些。在可替代實(shí)施例中，繞組組和磁體壓板可以具有用于如在這里描述地驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸組件 和軸的任何適當(dāng)?shù)呐渲?。任何適當(dāng)?shù)膫鞲衅飨到y(tǒng)諸如、例如在下面關(guān)于圖12-15B描述的那些可以被提供 來(lái)感測(cè)位置，例如各個(gè)軸211,212和/或轉(zhuǎn)軸組件1070的x、y、Z、Rx、Ry和Rz坐標(biāo)。在可 替代實(shí)施例中，在每一個(gè)繞組組包括多個(gè)電路的情況下，在轉(zhuǎn)子和定子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可 以經(jīng)由例如不同電路電壓產(chǎn)生能夠經(jīng)由例如在一個(gè)相中和/或在垂直于磁體陣列的方向 的電壓的總和提供相對(duì)于磁體陣列在任何方向的位置信息的反電動(dòng)勢(shì)。在其它可替代實(shí)施 例中，可以利用其它適當(dāng)?shù)膫鞲衅飨到y(tǒng)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，如上所述，轉(zhuǎn)軸組件1070在X和/或Y方向上的平面運(yùn) 動(dòng)、轉(zhuǎn)軸組件1070的傾斜Rx、Ry、軸211、212中的每一個(gè)的旋轉(zhuǎn)Rzl、Rz2和轉(zhuǎn)軸組件1070 沿著Z軸的運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)使用一組公共換向方程利用電角度偏移調(diào)節(jié)電角度而得到控制。 在可替代實(shí)施例中，可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞娇刂乞?qū)動(dòng)單元部件的運(yùn)動(dòng)。注意在這個(gè)示例性 實(shí)施例中，兩個(gè)電機(jī)1000、1010為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1099提供例如七個(gè)自由度。如可以理解地，驅(qū) 動(dòng)單元1099還可以包括如上關(guān)于圖9所述的Z驅(qū)動(dòng)單元。再次參考圖11還有圖12，可以通過(guò)例如任何適當(dāng)?shù)木幋a器例如編碼器410A、410B 和它們的相應(yīng)的編碼器標(biāo)尺430A、430B跟蹤外部軸和內(nèi)部軸211、212的旋轉(zhuǎn)位置。在可替 代實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)子和定子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以產(chǎn)生如上所述能夠提供位置信息的反電動(dòng) 勢(shì)。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，編碼器410A、410B被配置成具有發(fā)射器412和讀出頭411的 光學(xué)編碼器。在可替代實(shí)施例中，編碼器可以被配置成任何適當(dāng)?shù)木幋a器，包括但是不限于 光學(xué)、反射式、電容式、磁性和電感式編碼器。編碼器標(biāo)尺430A、430B可以是被配置為允許 編碼器跟蹤它們的相應(yīng)的軸的旋轉(zhuǎn)位置的任何適當(dāng)?shù)臉?biāo)尺。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，如能 夠在圖11中看到地，編碼器410A可以被安裝在載架205上并且被布置成與可以在外部軸
17211上安裝的標(biāo)尺430A互相作用。編碼器410B可以被安裝在載架205上并且被布置成與 可以在內(nèi)部軸212上安裝的標(biāo)尺430B互相作用。在可替代實(shí)施例中，標(biāo)尺可以位于載架上 而編碼器位于驅(qū)動(dòng)軸中的相應(yīng)的一個(gè)上。在其它可替代實(shí)施例中，編碼器和編碼器標(biāo)尺可 以具有任何適當(dāng)?shù)呐渲谩Ｓ删幋a器410A、410B輸出的位置信號(hào)可以由例如控制器170利用 以關(guān)于被耦接到軸中的相應(yīng)的一個(gè)的臂連桿的位置和/或?yàn)殡姍C(jī)換向提供反饋。如能夠最好地在圖12中看到地，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，示例性編碼器發(fā)射器 412和讀出頭411可以被耦接到可以被插入載架中的編碼器框架或者模塊500。編碼器框 架可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧蠘?gòu)造，包括被配置用于在真空環(huán)境中使用的材料。編碼器框架500 可以被如此配置，使得發(fā)射器412和讀出頭411可以能夠在箭頭A和B的方向上移動(dòng)以允許 相對(duì)于編碼器標(biāo)尺430A調(diào)節(jié)編碼器。任何適當(dāng)?shù)拿芊?10E、510C可以被設(shè)于發(fā)射器412和 讀出頭411與編碼器框架500之間以防止任何顆粒進(jìn)入基片處理環(huán)境。適當(dāng)?shù)拿芊?10A、 510B還可以被設(shè)于編碼器框架500和載架205之間以防止顆粒進(jìn)入基片處理環(huán)境。注意編 碼器410B可以基本類似于編碼器410A。在可替代實(shí)施例中，編碼器框架500可以被如此配 置，使得編碼器發(fā)射器和讀出頭被保持在與基片處理環(huán)境分離的環(huán)境中并且通過(guò)光學(xué)觀察 端口利用以減少能夠釋氣到例如真空處理環(huán)境中的材料的量。在其它可替代實(shí)施例中，能 夠利用任何適當(dāng)?shù)姆答佈b置，包括但是不限于霍爾(Hall)效應(yīng)傳感器、電感式傳感器和解 析器?，F(xiàn)在參考圖12A，根據(jù)另一示例性實(shí)施例示出另一示例性編碼器配置。在這個(gè)示例 性實(shí)施例中，載架205'可以具有用于接受傳感器插件或者模塊550A、550B的凹部或者開(kāi) 口 530A、530B。凹部530A、530B可以具有允許傳感器部件411，、412，感測(cè)編碼器標(biāo)尺430A 的觀察端口 560A、560B。模塊550A、550B可以具有任何適當(dāng)?shù)男螤詈?或配置。例如，模 塊550A、550B可以被如此配置，使得在將模塊550A、550B插入它們的相應(yīng)的凹部530A、530B 中時(shí)，傳感器411’、412’彼此間和與編碼器標(biāo)尺對(duì)準(zhǔn)。在可替代實(shí)施例中，該模塊可以是 在凹部?jī)?nèi)可調(diào)節(jié)的從而傳感器可以與相應(yīng)的編碼器標(biāo)尺相對(duì)準(zhǔn)。如可以理解地，雖然模塊 550A、550B在圖12A中被示為單獨(dú)的模塊，但是在可替代實(shí)施例中，模塊550A、550B可以具 有整體構(gòu)造(例如一件式)。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，模塊550A可以包括位于模塊550A 中的編碼器讀出頭411'，從而當(dāng)模塊550A被插入載架205'中時(shí)，讀出頭411'與觀察端 口 560A相對(duì)準(zhǔn)。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，讀出頭411'在模塊550A和載架205'之間形成 密封570A以防止任何大氣泄漏或者污染物進(jìn)出基片處理區(qū)域。在可替代實(shí)施例中，可以以 任何適當(dāng)?shù)姆绞皆谧x出頭和載架之間形成密封。在其它可替代實(shí)施例中，與讀出頭411' 分離的"窗口"或者光學(xué)透明材料可以覆蓋并且密封觀察端口 560A。模塊550B可以包括 位于模塊550B中的編碼器發(fā)射器412'，從而當(dāng)模塊550B被插入載架205'中時(shí)，發(fā)射器 412'與觀察端口 560B相對(duì)準(zhǔn)。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，發(fā)射器412'在模塊550A和載架 205'之間形成密封570B以防止進(jìn)出基片處理區(qū)域的任何大氣泄漏。在可替代實(shí)施例中， 可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞皆谧x出頭和載架之間形成密封。在其它可替代實(shí)施例中，與發(fā)射器 412'分離的“窗口”或者光學(xué)透明材料可以覆蓋并且密封觀察端口 560B。如可以理解地， 模塊550A、550B可以被適當(dāng)?shù)剡B接到控制器例如控制器170，從而提供關(guān)于軸定向、平面位 置和旋轉(zhuǎn)位置的反饋。注意在圖中所示的示例性模塊550A、550b的配置僅僅是為了示例性 的目的，并且模塊550A、550B可以具有任何適當(dāng)?shù)呐渲煤?或包括任何適當(dāng)類型的傳感器，包括但是不限于電感式和電容式傳感器。編碼器410A、410B、550A、550B還可以被配置為測(cè)量例如在電機(jī)208、209的定子和
轉(zhuǎn)子之間的一個(gè)或者多個(gè)間隙G1-G4。例如標(biāo)尺430A可以被配置為允許編碼器測(cè)量氣隙。 在可替代實(shí)施例中，編碼器可以被配置為以任何適當(dāng)?shù)姆绞綔y(cè)量氣隙。在其它可替代實(shí)施 例中，另外的編碼器或者其它反饋裝置可以位于例如軸211、212的附近以測(cè)量一個(gè)或者多 個(gè)間隙G1-G4?，F(xiàn)在參考圖13，示出用于關(guān)于例如驅(qū)動(dòng)軸211探測(cè)例如旋轉(zhuǎn)位置、軸向位置、X-Y 平面位置和/或間隙的另一示例性傳感器配置1100。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，傳感器配置 1100被配置成非侵入式傳感器從而例如在例如將真空環(huán)境從大氣環(huán)境隔離的屏障210中 無(wú)需任何光學(xué)觀察端口或者饋通。圖13的傳感器配置1100可以利用磁路原理來(lái)確定例如從鐵磁性目標(biāo)1110 (可以 被固定到例如轉(zhuǎn)子或者驅(qū)動(dòng)軸)到換能器(transducer)或者讀出頭框架的距離。如將在下 面更加詳細(xì)描述地，鐵磁性目標(biāo)可以具有任何適當(dāng)?shù)妮喞?例如對(duì)于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)是彎曲的或 者對(duì)于線性驅(qū)動(dòng)是平坦的)并且具有在其中嵌入的任何適當(dāng)?shù)臉?gòu)形(一種或者多種)。在 這個(gè)示例性實(shí)施例中，換能器或者讀出頭1120包括例如鐵磁性元件1122、永久磁體1123、 磁性傳感器1124A-1124D和安裝基片1125。永久磁體1123可以具有任何適當(dāng)?shù)男螤钪T 如、例如在圖13中示出的柱形形狀。永久磁體1123的磁極可以被如此定向，使得它們與 安裝基片平行，然而，在可替代實(shí)施例中，磁極可以被以任何適當(dāng)?shù)姆绞蕉ㄏ?。磁性傳感?1124A-1124D可以是任何適當(dāng)?shù)拇判詡鞲衅?，包括但是不限于霍爾效?yīng)傳感器、簧片開(kāi)關(guān)和 磁阻器。鐵磁性元件1122可以具有任何適當(dāng)?shù)男螤钪T如、例如在圖13中示出的杯形。鐵 磁性元件1122可以相對(duì)于永久磁體1123如此定位，使得該杯形形狀是與永久磁體1123同 心的。在可替代實(shí)施例中，鐵磁性元件1122可以與永久磁體1123具有任何適當(dāng)?shù)奈恢藐P(guān) 系。永久磁體1123可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞街T如、例如通過(guò)磁性吸引、機(jī)械緊固器和/或粘 結(jié)劑而被耦接到鐵磁性元件1122的中心。永久磁體1123和鐵磁性元件的配置可以是這樣 的，使得當(dāng)沿著特定路徑以均勻密度形成磁通時(shí)，磁路得以產(chǎn)生。在圖13所示的示例性實(shí) 施例中，磁通密度可以沿著圓1127是均勻的。在該實(shí)例中，四個(gè)磁性傳感器1124A-1124D被沿著由圓1127示意的均勻磁通路徑 放置從而它們的輸出是基本相同的。應(yīng)該理解，在可替代實(shí)施例中，可以沿著均勻磁通路徑 放置任何適當(dāng)數(shù)目的磁性傳感器。磁性傳感器的輸出可以被轉(zhuǎn)發(fā)(route)到用于處理傳感 器輸出信號(hào)的、任何適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)電路1126以優(yōu)化輸出信號(hào)1128的質(zhì)量。如可以理解地，增 加在讀出頭1120中的磁性傳感器的數(shù)目可以增加讀出頭1120的抗擾度。在可替代實(shí)施例 中，磁性傳感器可以相對(duì)于磁通密度線以交替定向而被成對(duì)地布置。該對(duì)傳感器能夠每一 個(gè)均提供可以改進(jìn)從讀出頭位置轉(zhuǎn)發(fā)到將讀出信號(hào)的任何適當(dāng)?shù)难b置的信號(hào)的抗擾度的 差分(differential)輸出。在其它可替代實(shí)施例中，可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞讲贾么判詡鞲衅?。在操作中，在讀出頭1120前面放置鐵磁性目標(biāo)1110可以改變由磁性傳感器 1124A-1124D感測(cè)到的磁通密度矢量，由此修改磁性傳感器1124A-1124D的輸出信號(hào)1128。 如可以理解地，在鐵磁性目標(biāo)1110和讀出頭1120之間的距離或者間隙1130影響輸出信號(hào)1128的數(shù)值。還如可以理解地，永久磁體1123和鐵磁性元件1122的形狀可以被優(yōu)化以最 大化讀出頭1120的操作范圍(例如，距離1130)。圖13的示例性實(shí)施例的傳感器配置可以如能夠在圖14中看到地以非侵入方式通 過(guò)屏障210而能夠感測(cè)在例如轉(zhuǎn)子1200R和定子1200S之間的間隙。圖14示出在上面關(guān) 于圖13描述的傳感器配置的一個(gè)部分的概略示意。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，鐵磁性目標(biāo)可 以是轉(zhuǎn)子背襯1210，但是在可替代實(shí)施例中，該目標(biāo)可以是任何適當(dāng)?shù)蔫F磁性目標(biāo)。讀出頭 1120可以與轉(zhuǎn)子背襯1210互相作用從而磁通線從讀出頭1120通過(guò)屏障210到達(dá)轉(zhuǎn)子背襯 1210并且返回傳感器1124。傳感器信號(hào)可以被發(fā)送到例如任何適當(dāng)?shù)碾娮釉O(shè)備，例如用于 讀出信號(hào)和確定間隙1130尺寸的控制器170?，F(xiàn)在參考圖14A和14B，根據(jù)示例性實(shí)施例示意出另一示例性傳感器反饋系統(tǒng)。如 能夠在圖14A中看到地，該傳感器系統(tǒng)包括鐵磁性目標(biāo)1340和三個(gè)傳感器1350-1370。在可 替代實(shí)施例中，該反饋系統(tǒng)可以包括多于或少于三個(gè)傳感器。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，鐵磁 性目標(biāo)可以是轉(zhuǎn)子背襯，但是在可替代實(shí)施例中，該目標(biāo)可以是任何適當(dāng)?shù)蔫F磁性目標(biāo)。如 能夠最好地在圖14B中看到地，鐵磁性目標(biāo)1340在該實(shí)例中被配置成可以在例如僅僅為了 示例性的目的在上面關(guān)于圖4A和4B描述的電機(jī)中利用的轉(zhuǎn)子1300R。轉(zhuǎn)子背襯1340可以 具有嵌入轉(zhuǎn)子背襯1340的表面1390中的幾個(gè)構(gòu)形。在該實(shí)例中，絕對(duì)軌道構(gòu)形(absolute track profile) 1330和增量軌道構(gòu)形1310被嵌入或者以其它方式形成于背襯1340中。絕 對(duì)和增量軌道構(gòu)形1330、1310可以包括用于適當(dāng)?shù)馗欈D(zhuǎn)子1300R的位置的、任何適當(dāng)?shù)?構(gòu)形(例如平臺(tái)(land)和凹槽、凹部等)。在可替代實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子1300R可以具有任何適 當(dāng)?shù)臉?gòu)形配置。在可替代實(shí)施例中，構(gòu)形可以被獨(dú)立于轉(zhuǎn)子1300R地設(shè)置并且位于在驅(qū)動(dòng) 部分內(nèi)的任何適當(dāng)?shù)奈恢锰?。還注意到，雖然鐵磁性目標(biāo)被描述成轉(zhuǎn)子背襯，但是應(yīng)該理解 鐵磁性目標(biāo)可以與轉(zhuǎn)子分離。例如，鐵磁性目標(biāo)可以被附接到在例如在這里描述的示例性 實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)軸上的、任何適當(dāng)?shù)奈恢谩鞲衅?350-1370可以基本相互類似和類似于上述讀出頭1120。在可替代實(shí) 施例中，傳感器1350-1370可以是任何適當(dāng)?shù)膫鞲衅?。在這個(gè)示例性實(shí)施例中，傳感器 1350-1370可以相對(duì)于轉(zhuǎn)子1300R如此定位，使得每一個(gè)傳感器提供不同的傳感器讀數(shù)。例 如，傳感器1350可以與絕對(duì)軌道構(gòu)形1330相對(duì)準(zhǔn)以形成絕對(duì)位置傳感器。傳感器1360可 以被對(duì)準(zhǔn)以與轉(zhuǎn)子背襯1340的非構(gòu)形表面1320相接口以形成間隙傳感器。傳感器1370 可以與增量軌道構(gòu)形1310相對(duì)準(zhǔn)以形成增量位置傳感器。在可替代實(shí)施例中，傳感器可 以被與相應(yīng)的磁性目標(biāo)一起地配置以提供任何適當(dāng)?shù)亩ㄎ恍畔ⅰＴ谄涔_(kāi)通過(guò)引用整體 地結(jié)合于本文中的、于2008年6月27日提交的代理人案號(hào)390P012911-US(PAR)、題目為 "POSITION FEEDBACK FOR SELF BEARING M0T0R(用于自軸承電機(jī)的位置反饋)”的美國(guó)專 利申請(qǐng)系列號(hào)12/163,984中描述了用于與示例性實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)部分一起使用的其它適當(dāng) 的反饋系統(tǒng)。如可以理解地，載架205也可以包括任何適當(dāng)?shù)膫鞲衅髦T如、例如用于感測(cè)載架 205沿著Z方向的位置的、圖11所示的傳感器410C。傳感器410C可以基本類似于傳感器 410A、410B。在可替代實(shí)施例中，傳感器410C可以是具有任何適當(dāng)?shù)呐渲玫?、任何適當(dāng)?shù)膫?感器，包括但是不限于在這里描述的那些傳感器?；剡^(guò)來(lái)參考圖11，如可以理解地，當(dāng)電機(jī)208、209的繞組未被通電時(shí)，例如當(dāng)傳送器設(shè)備(例如傳送器800)被斷電或者以其它方式失去動(dòng)力時(shí)，電機(jī)/磁性轉(zhuǎn)軸軸承208、 209可能不支撐軸211、212。載架205和/或軸211、212可以被如此配置，使得當(dāng)繞組未被 通電時(shí)，軸211、212被以任何適當(dāng)?shù)姆绞街?。如能夠在圖11中看到地，在一個(gè)示例性實(shí) 施例中，載架205可以包括支撐表面421A并且外部軸211可以包括被以任何適當(dāng)?shù)姆绞今?接到該軸的支撐構(gòu)件421B。在可替代實(shí)施例中，支撐構(gòu)件421B可以與軸211具有整體構(gòu) 造。當(dāng)繞組208B、208B2被斷電時(shí)，外部軸211可以被降低從而支撐構(gòu)件412B?？吭谥?表面421A上。如可以理解地，支撐表面421A和支撐構(gòu)件421B的形狀和/或配置可以是用 于當(dāng)繞組208B、208B2未被通電時(shí)穩(wěn)定地支撐軸211的任何適當(dāng)?shù)男螤詈?或配置。軸211也可以具有支撐表面420A并且內(nèi)部軸212可以具有支撐構(gòu)件420B。在該 實(shí)例中，內(nèi)部軸212的支撐構(gòu)件420B被示為與軸212具有整體構(gòu)造，但是在可替代實(shí)施例 中，支撐構(gòu)件420B可以是被以任何適當(dāng)?shù)姆绞今罱拥捷S212的單獨(dú)構(gòu)件。當(dāng)繞組209B1、 209B2被斷電時(shí)，內(nèi)部軸可以被降低從而內(nèi)部軸的支撐構(gòu)件420B與外部軸211的支撐表面 420A相互作用以支撐內(nèi)部軸211。支撐表面420A和支撐構(gòu)件420B的形狀和/或配置可以 是用于當(dāng)繞組209B1、209B2未被通電時(shí)穩(wěn)定地支撐軸212的任何適當(dāng)?shù)男螤詈?或配置。注意在圖11中示出的支撐表面和支撐構(gòu)件僅僅是為了示例性的目的并且當(dāng)傳送 器在斷電狀態(tài)中時(shí)，軸211、212可以被以任何適當(dāng)?shù)姆绞街?。例如在可替代?shí)施例中，可 以利用任何適當(dāng)?shù)闹误w包括但是不限于球軸承、滾柱軸承和/或適當(dāng)?shù)妮S襯支撐所述的 軸。在其它可替代實(shí)施例中，永久磁體可以鄰近于外部軸和內(nèi)部軸211、212地位于載架中。 載架的永久磁體可以與位于軸211、212上的相應(yīng)的永久磁體互相作用從而當(dāng)傳送器被斷 電時(shí)軸211、212受到支撐。注意在利用永久磁體來(lái)支撐軸211、212的情況下，繞組208B1、 208B2、209B1、209B2可以具有足以克服由永久磁體產(chǎn)生的磁性力的動(dòng)力從而能夠如在這里 描述地定位軸的旋轉(zhuǎn)中心。現(xiàn)在參考圖15-17，將描述示例性實(shí)施例的示例性操作。如上所述，軸211、212可 以被以任何適當(dāng)?shù)姆绞今罱拥絺魉推髟O(shè)備的臂連桿。如能夠最好地在圖15中看到地，控制器(例如控制器170)可以被配置為對(duì)定子 208S和209S的電機(jī)繞組通電以產(chǎn)生徑向和/或切向力從而轉(zhuǎn)子208R、209R以角度α沿著 Z軸歪斜，這引起軸211、212的縱向中心線Cl、C2相對(duì)于例如如在圖15中示出的載架205 和/或定子208S、209S的中心線Zl傾斜(即，轉(zhuǎn)軸600圍繞X和/或Y軸旋轉(zhuǎn))。如能夠 在圖15中看到地，僅僅為了示例性的目的，氣隙G1-G4朝向載架205的底部205B增加并且 應(yīng)該理解，根據(jù)相對(duì)于X-Y平面的傾斜方向，氣隙可以增加或者降低?？刂破骺梢员慌渲脼?對(duì)定子208S、209S的繞組通電從而當(dāng)臂延伸或者縮進(jìn)時(shí)保持氣隙G1-G4和傾斜角度α。在 可替代實(shí)施例中，繞組可以被通電以在臂延伸或者縮進(jìn)之后傾斜轉(zhuǎn)軸600。在另外的其它可 替代實(shí)施例中，轉(zhuǎn)軸600可以在臂的操作期間在任何時(shí)間點(diǎn)傾斜。如可以理解地，傾斜可以 是在任何適當(dāng)?shù)姆较蛏侠缭赬方向上的傾斜Rx、在Y方向上的傾斜Ry或者在X和Y這兩 個(gè)方向上的傾斜。傾斜角度α可以僅僅由例如在定子208S、209S和轉(zhuǎn)子208R、209R之間 的氣隙G1-G4的尺寸限制。如能夠在圖16中看到地，繞組還可以被通電從而轉(zhuǎn)軸600在X-Y平面中平移從而 軸211、212(即轉(zhuǎn)軸600)的中心線保持與Z軸線平行。在圖16所示實(shí)例中，軸211、212的 縱向中心線或者旋轉(zhuǎn)中心從例如載架205的中心線Zl或者在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的任何其它適當(dāng)?shù)奈恢秒x開(kāi)距離D。圖16所示的氣隙G1-G4被示意成是基本相等的，但是如上所指出地，應(yīng) 該理解，根據(jù)在定子/轉(zhuǎn)子的周邊上的哪一個(gè)點(diǎn)上測(cè)量氣隙，氣隙將是不同的。注意轉(zhuǎn)軸在 X-Y平面中行進(jìn)的距離D (例如X-Y平移)可以僅僅由氣隙G1-G4的尺寸限制。轉(zhuǎn)軸組件600和被耦接到此的臂800的X-Y平移和/或傾斜可以被利用來(lái)精調(diào)臂 800的位置從而位于端部操縱裝置830上的基片S在例如基片處理室、加載鎖、對(duì)準(zhǔn)器、基片 盒體或者在處理和/或存儲(chǔ)基片中使用的任何其它適當(dāng)?shù)脑O(shè)施中或者其上適當(dāng)?shù)乜臻g定 位。例如，參考圖17，示出傳送器900和基片站910的概略示意。該傳送器包括如上所述的 轉(zhuǎn)軸組件600和臂800?；?10可以是用于支撐、存儲(chǔ)和/或處理基片的任何適當(dāng)?shù)?站諸如、例如基片對(duì)準(zhǔn)器。在該實(shí)例中，傳送器可以例如被如此安裝，使得轉(zhuǎn)軸600'的中 心線(例如當(dāng)在轉(zhuǎn)軸和定子之間的氣隙是基本均勻的時(shí))并不與基片站910的基片坐靠平 面911垂直。這樣，位于臂800的端部操縱裝置830上的基片S可以不與基片坐靠平面911 平行。傳送器900的電機(jī)的繞組可以如上所述地被通電以在X-Y平面中以角度α ‘傾斜 轉(zhuǎn)軸從而當(dāng)基片被置于基片站910上時(shí)基片S基本與基片坐靠平面911平行。如可以理解 地，轉(zhuǎn)軸組件600還可以在X和/或Y方向上平移以相對(duì)于基片站910精調(diào)端部操縱裝置 和在端部操縱裝置上攜帶的基片S的定向和/或位置。如還可以理解地，可以通過(guò)在基片 將被平移的方向上傾斜轉(zhuǎn)軸并且在例如Z方向上移動(dòng)基片以補(bǔ)償當(dāng)放置基片時(shí)轉(zhuǎn)軸的傾 斜而實(shí)現(xiàn)基片沿著X和/或Y方向的平移。在精調(diào)端部操縱裝置的定向和/或位置時(shí)，端 部操縱裝置可以被整平或者使其基本與基片坐靠表面或者平面平行和/或可以在例如X-Y 平面中調(diào)節(jié)端部操縱裝置的位置而不用旋轉(zhuǎn)、延伸或者縮進(jìn)機(jī)器人臂。通過(guò)控制轉(zhuǎn)軸組件 600的中心線而精調(diào)端部操縱裝置位置還可以被利用來(lái)補(bǔ)償在臂800中的下垂或者用于任 何其它適當(dāng)?shù)哪康摹＿€注意圖17所示的基片站910可以結(jié)合基本類似于在上面關(guān)于圖15-17描述的 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)從而被附接到例如對(duì)準(zhǔn)器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸的基片坐靠表面可以如在這 里描述地那樣傾斜和/或平移。如在這里描述的示例性實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)部分包括，例如包括X、Y、Z、Rx, Ry、Rzl和 Rz2的七個(gè)自由度。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，Rzl和Rz2分別與軸211和212的旋轉(zhuǎn)相關(guān) 聯(lián)。X、Y、Rx和Ry與轉(zhuǎn)軸600的位置和/或傾斜(即偏移轉(zhuǎn)子208R、209R的位置)相關(guān) 聯(lián)。Z與載架205 (和臂800)沿著Z方向的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)。注意在一個(gè)實(shí)施例中，存在由兩 個(gè)電機(jī)208、209提供的六個(gè)自由度，而第七個(gè)自由度是由Z驅(qū)動(dòng)單元220提供的。在例如 在圖11D-11F中所示的其它實(shí)施例中，七個(gè)自由度可以由兩個(gè)電機(jī)提供而第八個(gè)自由度由 Z驅(qū)動(dòng)單元提供。如上所指出地，示例性驅(qū)動(dòng)的自由度的數(shù)不限于七。在可替代實(shí)施例中，根據(jù)示例 性實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)部分可以具有大于或者小于七的自由度。例如，傳送器設(shè)備可以被安裝在 允許整個(gè)傳送器被沿著一、二或者三維方向平移的可移動(dòng)載架上。在其它實(shí)例中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 可以具有多于或者少于兩個(gè)的驅(qū)動(dòng)軸。在補(bǔ)償在傳送器和基片站之間的任何錯(cuò)位和/或基片傳送器的懸臂梁效應(yīng)引起 的任何偏轉(zhuǎn)的同時(shí)，在驅(qū)動(dòng)單元中的這些多個(gè)自由度可以允許精細(xì)地整平和定位基片。由 示例性實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)部分提供的磁性轉(zhuǎn)軸軸承還可以提供無(wú)潤(rùn)滑旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸，由此降低任何 顆粒被引入基片處理區(qū)域中的可能性。示例性實(shí)施例的磁性轉(zhuǎn)軸軸承還減少了可以由例如可以被用于潤(rùn)滑驅(qū)動(dòng)部分的轉(zhuǎn)軸的油脂或者其它潤(rùn)滑劑引起可能的除氣作用。如可以理解地，在這里描述的示例性實(shí)施例可以被分別地或者以任何適當(dāng)?shù)姆绞?相組合地利用來(lái)驅(qū)動(dòng)例如機(jī)器人傳送器或者其它設(shè)施包括但是不限于基片對(duì)準(zhǔn)器的電機(jī)。 如還可以理解地，雖然示例性實(shí)施例在這里是關(guān)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)描述的，但是示例性實(shí)施例能 夠被同等地應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)線性電機(jī)系統(tǒng)。應(yīng)該理解，前面的說(shuō)明僅僅示意出實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)計(jì)出各種可替 代形式和修改而不偏離實(shí)施例。據(jù)此，本實(shí)施例旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的、所 有的這種可替代形式、修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于基片傳送臂的驅(qū)動(dòng)部分，包括框架；在所述框架內(nèi)安裝的至少一個(gè)定子，所述定子包括第一電機(jī)部分和至少一個(gè)定子軸承 部分；和基本無(wú)接觸地由所述至少一個(gè)定子軸承部分以磁力方式支撐的共軸轉(zhuǎn)軸，其中所述共 軸轉(zhuǎn)軸的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸包括轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括第二電機(jī)部分和被配置為與所述至少一個(gè) 定子軸承部分相接口的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子軸承部分；其中所述第一電機(jī)部分被配置為與所述第二電機(jī)部分相接口以實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)軸圍繞預(yù) 定軸線的旋轉(zhuǎn)，并且所述至少一個(gè)定子軸承部分被配置為通過(guò)與所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子軸承部 分交互而至少實(shí)現(xiàn)被連接到所述共軸轉(zhuǎn)軸的基片傳送臂端部操縱裝置的整平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)部分，其中所述至少一個(gè)定子軸承部分被配置為與所述至少 一個(gè)轉(zhuǎn)子軸承部分相接口以至少改變預(yù)定旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于所述至少一個(gè)定子的中心線的 角度定向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)部分，其中所述框架位于外罩內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)部分被耦接到所 述框架并且被配置為在所述外罩內(nèi)線性地平移所述框架。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)部分，其中所述至少一個(gè)定子和轉(zhuǎn)子被相互隔離，其中所述 至少一個(gè)定子在第一環(huán)境中操作并且所述轉(zhuǎn)子在第二環(huán)境中操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)部分，進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)部分反饋系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)部分反饋系 統(tǒng)包括被配置為測(cè)量預(yù)定旋轉(zhuǎn)軸線的平面位置和預(yù)定旋轉(zhuǎn)軸線的角度定向的至少一個(gè)傳 感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)部分，其中所述共軸轉(zhuǎn)軸包括至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸，每一個(gè)驅(qū)動(dòng) 軸具有轉(zhuǎn)子，并且所述至少一個(gè)定子包括至少兩個(gè)定子，其中所述至少兩個(gè)定子中的每一 個(gè)被配置為與所述轉(zhuǎn)子中的相應(yīng)的一個(gè)相接口并且引起預(yù)定旋轉(zhuǎn)軸線的角度定向改變。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)部分，其中所述至少一個(gè)定子軸承部分被配置為與所述轉(zhuǎn)子 軸承部分相接口并且從所述至少一個(gè)定子的中心線沿著軸向偏移所述共軸轉(zhuǎn)軸的中心線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的驅(qū)動(dòng)部分，其中沿著軸向偏移所述共軸轉(zhuǎn)軸的中心線實(shí)現(xiàn)了所述 端部操縱裝置的平面位置調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)部分，其中所述至少一個(gè)定子包括兩個(gè)定子并且所述共軸轉(zhuǎn) 軸包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸具有相應(yīng)的轉(zhuǎn)子，其中所述兩個(gè)定子和所述相應(yīng)的轉(zhuǎn)子 為所述驅(qū)動(dòng)部分提供六個(gè)自由度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)部分，其中所述至少一個(gè)定子包括兩個(gè)定子并且所述共軸 轉(zhuǎn)軸包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸具有相應(yīng)的轉(zhuǎn)子，其中所述兩個(gè)定子和所述相應(yīng)的轉(zhuǎn) 子為所述驅(qū)動(dòng)單元提供七個(gè)自由度。
全文摘要
一種用于基片傳送臂的驅(qū)動(dòng)部分，包括框架，在框架內(nèi)安裝的至少一個(gè)定子，該定子包括第一電機(jī)部分和至少一個(gè)定子軸承部分，和，基本無(wú)接觸地由該至少一個(gè)定子軸承部分以磁力方式支撐的共軸轉(zhuǎn)軸，其中共軸轉(zhuǎn)軸的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸包括轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括第二電機(jī)部分和被配置為與該至少一個(gè)定子軸承部分相接口的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子軸承部分，其中該第一電機(jī)部分被配置為與該第二電機(jī)部分相接口以實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)軸圍繞預(yù)定軸線的旋轉(zhuǎn)，并且該至少一個(gè)定子軸承部分被配置為通過(guò)與該至少一個(gè)轉(zhuǎn)子軸承部分交互而至少實(shí)現(xiàn)被連接到共軸轉(zhuǎn)軸的基片傳送臂端部操縱裝置的整平。
文檔編號(hào)H02K7/09GK102106062SQ200880104622
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2008年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者J·T·穆拉, J·克里什納薩米, M·霍澤克, U·吉爾克里斯特 申請(qǐng)人:布魯克斯自動(dòng)化公司