專利名稱：鉸接臂傳送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景1.本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明一般地涉及材料傳送裝置。所傳送的材料可包括但并不限于半導(dǎo)體晶體如硅片和砷化鎵片、半導(dǎo)體封裝基片如高密度互連(High Density)、半導(dǎo)體制造過程中的圖象板如掩模或掩模原版以及大面積顯示板如主動(dòng)性矩陣液晶顯示板。
2.現(xiàn)有技術(shù)的說明制造半導(dǎo)體器件時(shí)，在多個(gè)工作站或工位之間傳送精細(xì)的硅片之類物品是一個(gè)獨(dú)特的搬動(dòng)問題。因?yàn)楣杵浅＞?xì)并有高度拋光的表面。粗暴地搬動(dòng)時(shí)，硅晶片會(huì)滑動(dòng)，導(dǎo)致表面磨損，或者如果發(fā)生碰撞，其邊緣會(huì)損壞。
在現(xiàn)有技術(shù)中有不少傳送硅晶片的裝置曾被說明過。例如美國(guó)專利3,823,836號(hào)曾公開一種裝置，其中包括一個(gè)設(shè)有多條突起邊沿以便夾持硅晶片的供料小車和一個(gè)設(shè)有真空吸盤的吸取裝置。真空吸盤與一可使吸盤升降的升降器連結(jié)。有一支與真空吸盤耦合的水平的傳送臂，被用來將硅晶片從供料小車傳送到所需的工作站。
美國(guó)專利3,370,595號(hào)曾公開一種晶片傳送用的裝置，該裝置有一可定方位的小車，用來將晶片傳送到工作站和從工作站傳送出來。晶片是借助一個(gè)具有定向空氣射流的晶片彈出器接收器臂通過一條空氣滑道進(jìn)入和離開晶片小車的。晶片彈出器接收器臂控制著對(duì)晶片的驅(qū)動(dòng)，使它從空氣滑道出來進(jìn)入小車內(nèi)或從小車出來進(jìn)入到空氣滑道上，以便使晶片移向工作站或從工作站移出。
美國(guó)專利4,062,463、3,874,525和4,028,159號(hào)也都公開過晶片傳送裝置，其中或用氣動(dòng)部件或用夾持機(jī)構(gòu)來搬動(dòng)晶片。
美國(guó)專利4,666,366和4,909,701號(hào)所公開的晶片傳送搬動(dòng)裝置具有一個(gè)鉸接臂組合件，它可以伸出和縮攏，作出“蛙式”的運(yùn)動(dòng)，以便將一物品如晶片在多個(gè)工位之間傳送。兩個(gè)鉸接臂可有效地耦合在一起，使得當(dāng)其中一個(gè)臂被電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)兩個(gè)鉸接臂可以伸出和縮攏作出“蛙式”或“蛙跳”式的運(yùn)動(dòng)。有一平臺(tái)與鉸接臂耦合在一起，要傳送的物品就放在其上。
美國(guó)專利4,951,601號(hào)所公開的晶片傳送搬動(dòng)裝置具有一個(gè)鉸接臂組合件，它包括一個(gè)同心軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。但這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需的旋轉(zhuǎn)密封件能夠污染真空室。在美國(guó)專利4,951,601號(hào)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)。內(nèi)軸98裝在滾筒111上，滾筒111是由裝在主動(dòng)輪115上的纜索113所轉(zhuǎn)動(dòng)的，而主動(dòng)輪115又由皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)。看上去主動(dòng)輪115似在真空室的孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)的，這就需要轉(zhuǎn)動(dòng)密封。空心的中軸96裝在滾筒101上，滾筒101是由裝在主動(dòng)輪100上的纜索103所轉(zhuǎn)動(dòng)的，而主動(dòng)輪100又由皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)。雖然不清楚哪一個(gè)部件是在真空中，但顯然有一些旋轉(zhuǎn)件必須在真空室的孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)，這樣就需轉(zhuǎn)動(dòng)密封。而本發(fā)明的裝置卻沒有這種轉(zhuǎn)動(dòng)密封。本發(fā)明的所有軸承都完全放在真空內(nèi)，所有旋轉(zhuǎn)部分也都完全放在真空內(nèi)。
本發(fā)明的概述本發(fā)明所提供的用于鉸接臂傳送裝置的同心軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該傳送裝置適宜用來在設(shè)在各個(gè)軸向和徑向平面上的多個(gè)工位之間傳送物品，例如硅晶片、照相機(jī)透鏡、晶體振蕩器之類。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)允許整個(gè)鉸接臂組合件在一個(gè)徑向平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)的裝置相同，這種旋轉(zhuǎn)是當(dāng)末端的操作機(jī)構(gòu)不在伸出的位置上時(shí)進(jìn)行的。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還允許平臺(tái)組合件在軸向上移動(dòng)。本發(fā)明的組合件適宜用于多種環(huán)境，包括在一真空室內(nèi)或其他受控環(huán)境下的操作。組合件可以安裝得能在真空室內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其中組合件和其支座之間設(shè)有真空密封。
附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1為按照本發(fā)明構(gòu)造的雙軸裝置連接到它所要驅(qū)動(dòng)的鉸接臂傳送裝置后的中心剖面圖，這個(gè)鉸接臂傳送裝置是美國(guó)專利5,1 80,276號(hào)所公開的那種型式，該專利是授予Hendrickson的，并已轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人；圖2為圖1的中心剖面圖的一部分的詳圖；圖3為圖2的中心剖面圖的一部分的詳圖；圖4為圖1的裝置的平面圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)的裝置的等角視圖；圖6為圖1的裝置的平面圖，只是已作修改以便驅(qū)動(dòng)另一種鉸接臂傳送裝置，那種鉸接臂傳送裝置是在Eastman和Davis的申請(qǐng)日為1992年12月28日、序號(hào)為997，773的一項(xiàng)同時(shí)進(jìn)行的申請(qǐng)中所公開的型式，并已轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人；
圖7為圖6的沿7-7線的中心剖面圖；圖8為與圖1相似的中心剖面圖，只是所示為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中采用了單個(gè)電動(dòng)機(jī)和兩個(gè)制動(dòng)器。
本發(fā)明的詳細(xì)說明參閱圖1到4，有一安裝凸緣1連結(jié)在真空室底壁2的開孔區(qū)域上，在該真空室內(nèi)支承著一個(gè)鉸接臂傳送裝置。安裝凸緣本身有一中心孔，有兩根同心的輸出軸延伸通過該中心孔。外軸用標(biāo)號(hào)4指出，內(nèi)軸用標(biāo)號(hào)5指出。在這兩根輸出軸在真空室內(nèi)的終端上有一導(dǎo)向軸承6把這兩根軸隔開并使它們相互支承著。這兩根軸都可獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。但在本發(fā)明的較優(yōu)實(shí)施例中，這兩根軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)只限于兩種情況，一種情況是兩者一同旋轉(zhuǎn)，另一種情況是兩者以相反的方向旋轉(zhuǎn)。前一種運(yùn)動(dòng)用來使鉸接臂傳送裝置旋轉(zhuǎn)，而后一種運(yùn)動(dòng)用來使鉸接臂傳送裝置伸出和縮攏。
內(nèi)軸比外軸長(zhǎng)，內(nèi)軸在真空室外面的終端的延伸超出外軸的相應(yīng)終端，并達(dá)到一個(gè)與外軸相當(dāng)?shù)淖畲笸鈴?。有一轉(zhuǎn)子7支承在外軸4的外表面上，并有一相應(yīng)的定子8在轉(zhuǎn)子7的外面被支承著。與此相似，有一轉(zhuǎn)子9支承在內(nèi)軸5的外表面上，并有一相應(yīng)的定子10在轉(zhuǎn)子9的外面被支承著。每一定子都是用來轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)軸的驅(qū)動(dòng)裝置的部件。如同后面將會(huì)顯示的，每一轉(zhuǎn)子都是在真空內(nèi)，而每一定子都是在真空外。
每一轉(zhuǎn)子定子對(duì)7、8和9、10都可構(gòu)成傳統(tǒng)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的部件，這種電動(dòng)機(jī)例如象美國(guó)11 779紐約龍肯科馬(Ronkonkoma)區(qū)13條街20號(hào)MFM技術(shù)公司所制造的M&K系列。
利用公知的伺服機(jī)構(gòu)技術(shù)，可將合適的信號(hào)施加到定子線圈上，使每一根軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
每一根軸在旋轉(zhuǎn)時(shí)的位置變化可用一與適當(dāng)碼盤或類似物結(jié)合的適當(dāng)感測(cè)機(jī)構(gòu)來檢測(cè)。例如，可使一個(gè)透明盤上的不透明部分的編碼模式在一光源和一光檢測(cè)器之間通過。也可用磁感測(cè)機(jī)構(gòu)來取代這種光感測(cè)機(jī)構(gòu)，其中磁盤上的磁化部的編碼模式可被磁性掃描。此外，感測(cè)機(jī)構(gòu)可以是機(jī)械式的，如同齒輪和開關(guān)的結(jié)合，也可以是聲學(xué)式的，使每根軸在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生某種編碼的喀嚦聲；甚至還可設(shè)計(jì)成靜電系統(tǒng)。為了說明起見，現(xiàn)在就一個(gè)光感測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行描述，但本發(fā)明的范圍并不因此而受到限制。
用夾板12將一塊盤11固定在外軸4的外終端上。使該盤的不透明部分的編碼模式在一發(fā)光二極管罩13和一讀出頭14之間通過，從那里發(fā)出的信號(hào)通過信號(hào)引線15被傳送到適當(dāng)?shù)耐獠侩娐飞稀０l(fā)光二極管罩13、讀出頭14、和信號(hào)引線15都支承在一個(gè)驅(qū)動(dòng)殼體16上，該殼體構(gòu)成真空密閉的管狀外套17的一個(gè)部件。轉(zhuǎn)子7固定在外軸4上，而定子8則用定子夾緊部件18固定在驅(qū)動(dòng)殼體16上，其所處位置使定子8能夠與轉(zhuǎn)子7互相作用；并有兩個(gè)軸承設(shè)在外軸4與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)殼體16之間，在該殼體上裝著驅(qū)動(dòng)裝置。與此相似，有一盤31用夾板22固定在內(nèi)軸5的外終端上。使該盤的不透明部分的編碼模式在一發(fā)光二極管罩33和一讀出頭34之間通過，從那里發(fā)出的信號(hào)通過信號(hào)引線35被傳送到適當(dāng)?shù)耐獠侩娐飞?。轉(zhuǎn)子9固定在內(nèi)軸5上，而定子10則用定子夾緊螺栓37固定在驅(qū)動(dòng)殼體36上，其位置須使定子10能夠與轉(zhuǎn)子9互相作用；并有兩上軸承38、39設(shè)在內(nèi)軸5和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)殼體36之間，在該殼體上裝著驅(qū)動(dòng)裝置。
驅(qū)動(dòng)殼體16、36具有特殊的外形，并且是真空密封的外套17的重要部件，可將裝置的抽成真空的區(qū)域與大氣區(qū)域隔開。兩個(gè)驅(qū)動(dòng)殼體具有相似的形狀并用一適配接頭40連接在一起。
可以通過支承在兩條直線滑道41和兩根傳動(dòng)螺桿42上的驅(qū)動(dòng)殼體的垂直運(yùn)動(dòng)來使兩軸進(jìn)行垂直運(yùn)動(dòng)。但除了這種傳動(dòng)螺桿與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)結(jié)合的方法外，也可使用線性電動(dòng)機(jī)(伺服的或步進(jìn)的)或音圈或螺線管。垂直方向可動(dòng)的驅(qū)動(dòng)殼體與安裝凸緣之間可用適當(dāng)?shù)牟y管43隔開，最外面的驅(qū)動(dòng)殼體的外終端可用封口螺釘44封閉。這樣，在波絲管、驅(qū)動(dòng)殼體和封口螺釘之內(nèi)的整個(gè)區(qū)域便可抽成真空，而在這真空區(qū)域內(nèi)只有各種軸承具有帶摩擦的運(yùn)動(dòng)。
每一驅(qū)動(dòng)殼體都有一個(gè)在相關(guān)的轉(zhuǎn)子和定子之間通過的部分，必須在轉(zhuǎn)子與驅(qū)動(dòng)殼體的這個(gè)部分之間留出足夠的間隙。
圖5示出一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的裝置。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過旋轉(zhuǎn)柱銷的旋轉(zhuǎn)賦予鉸接臂傳送裝置的。蛙腿的伸出和縮攏是由兩根伸出縮攏驅(qū)動(dòng)軸的相反旋轉(zhuǎn)來完成的。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)由于采用特殊構(gòu)造的同心軸，所需密封的數(shù)目和型式都可減少。從現(xiàn)有技術(shù)的裝置可見控制可以通過(1)一根軸的簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)和(2)兩根軸的相反旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行。在本發(fā)明的裝置中，(1)可在兩根同心軸一同旋轉(zhuǎn)時(shí)提供，而(2)可在兩根同心軸作相反旋轉(zhuǎn)時(shí)提供。在本裝置中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并不受基本機(jī)構(gòu)的限制，而是可以朝任何方向旋轉(zhuǎn)到任何所需的角度。
三種運(yùn)動(dòng)(垂直的、旋轉(zhuǎn)的及伸出/收攏)可同時(shí)進(jìn)行以便使端頭的操作機(jī)構(gòu)得到任何需要的運(yùn)動(dòng)軌跡。在另一方面，在某些用途上并不需要三種運(yùn)動(dòng)都起動(dòng)，所以在本發(fā)明的范圍內(nèi)也包括那些在上述三種運(yùn)動(dòng)中只有一、二種起動(dòng)的裝置。
現(xiàn)在參閱圖4并結(jié)合圖1-3，外軸4連接到鉸接臂傳送裝置的一個(gè)上臂51上，而內(nèi)軸5連接到另一個(gè)上臂52上，該傳送裝置如同上面提到的美國(guó)專利5,180,276號(hào)中所揭示的那樣。對(duì)于θ運(yùn)動(dòng)(即端部操作機(jī)構(gòu)53的旋轉(zhuǎn))，兩個(gè)轉(zhuǎn)子7、9在一個(gè)方向上同步旋轉(zhuǎn)。對(duì)于R運(yùn)動(dòng)(即端部操作機(jī)構(gòu)53的伸出和縮攏)，每一轉(zhuǎn)子7、9都以另一個(gè)轉(zhuǎn)子為鏡象，進(jìn)行角度相等但方向相反的旋轉(zhuǎn)。這些運(yùn)動(dòng)都由計(jì)算機(jī)應(yīng)用從兩個(gè)編碼器來的輸入來加以控制。
當(dāng)兩個(gè)轉(zhuǎn)子7、9在一個(gè)方向上同步旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸4、5也在那個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)。參閱圖4，如果軸4、5按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，那么上臂51、52也按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，并且圖4所示的裝置的其余部分也在那個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。反之，如果軸4、5按反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，那么圖4中的整個(gè)裝置都按反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。如果在另一方面，外軸4按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而內(nèi)軸5按反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，那么上臂51將按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)而上臂52將按反時(shí)針旋轉(zhuǎn)。結(jié)果圖4中的兩個(gè)操作機(jī)構(gòu)都會(huì)向下運(yùn)動(dòng)。反之，如果外軸4按反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而內(nèi)軸5按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，那么上臂51將按反時(shí)針旋轉(zhuǎn)而上臂52將按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。結(jié)果圖4中的兩個(gè)操作機(jī)構(gòu)都會(huì)向上運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)在參閱圖6和7，在外軸4上固定著一個(gè)固定塊54，其上面可旋轉(zhuǎn)地支承著一個(gè)鉸接臂傳送裝置的上從動(dòng)臂55，這個(gè)傳送裝置如同上面提到的正在同時(shí)進(jìn)行的序號(hào)為997，773的申請(qǐng)中所揭示的那樣。這種鉸接臂傳送裝置的上驅(qū)動(dòng)臂56固定在內(nèi)軸5上以便與它一起旋轉(zhuǎn)。在這種情況下進(jìn)行θ運(yùn)動(dòng)時(shí)兩根軸同步旋轉(zhuǎn)，而在進(jìn)行徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)外軸4保持固定，只有內(nèi)軸5旋轉(zhuǎn)。
如果在上面提到的美國(guó)專利4,666,366號(hào)和4,909,701號(hào)中所揭示的那種鉸接臂傳送裝置(如同圖5所示)是由兩根同心軸制成的，外軸用來使鉸接臂作θ運(yùn)動(dòng)中，而內(nèi)軸用來產(chǎn)生伸出/縮攏運(yùn)動(dòng)，那么就可能用一個(gè)電動(dòng)機(jī)(和編碼器)及兩個(gè)制動(dòng)器來轉(zhuǎn)動(dòng)這種合適的軸組合機(jī)構(gòu)，制動(dòng)器之一將把內(nèi)軸鎖在外軸上，而另一個(gè)則把外軸鎖在外套上。
如果把外軸鎖在外套上，而將肩部組合件裝在外(旋轉(zhuǎn))軸上，那么肩部將不能旋轉(zhuǎn)。用一連結(jié)在內(nèi)軸上的電動(dòng)機(jī)使內(nèi)軸旋轉(zhuǎn)便可產(chǎn)生伸出/縮攏運(yùn)動(dòng)，這一點(diǎn)在目前是用圖5所示那種鉸接臂傳送的伸出/縮攏電動(dòng)機(jī)來完成的。
反之，如果將內(nèi)軸鎖緊在外軸上，那么就不再能進(jìn)行伸出/縮攏運(yùn)動(dòng)。如果此時(shí)將外軸與外套間的制動(dòng)器松開，那么電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)軸時(shí)將同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)外軸，從而就可進(jìn)行θ運(yùn)動(dòng)。
如果在每一種運(yùn)動(dòng)終止時(shí)把兩個(gè)制動(dòng)器都鎖定，然后把合適的制動(dòng)器松開，那么當(dāng)編碼器發(fā)出的信號(hào)在計(jì)算機(jī)內(nèi)與制動(dòng)指令結(jié)合時(shí)，一個(gè)編碼器就能指出其中某一種參數(shù)的運(yùn)動(dòng)。如果需要更高的精確度，那么可用兩個(gè)編碼器，如圖1(11、31)所示。
依靠正確的設(shè)計(jì)和使用磁性材料和非磁性材料，有可能將包括制動(dòng)靴和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子在內(nèi)的所有運(yùn)動(dòng)部件都放到一個(gè)密封的圓筒形外套內(nèi)而將所有部件的磁性線圈都放到外套外的大氣中。這樣就可消除漏氣問題和電路引線，當(dāng)系統(tǒng)在真空內(nèi)具有主動(dòng)的電磁鐵時(shí)，這種電路引線會(huì)降低系統(tǒng)的效能。
這種機(jī)構(gòu)可與本申請(qǐng)的受讓人所制造的機(jī)器上典型的任一種伸出臂組合件一起工作，當(dāng)采用圖6和7所示的上面提到的臂并把它用在上面提到的、正在同時(shí)進(jìn)行的、序號(hào)為997，773的申請(qǐng)中所公開的那種鉸接臂傳送裝置上時(shí)，其特別優(yōu)點(diǎn)在于，在肩部只需一根驅(qū)動(dòng)軸，并且在旋轉(zhuǎn)軸的頂部可以不需齒輪傳動(dòng)裝置。
現(xiàn)在參閱圖8，有一安裝凸緣61連結(jié)在真空室底壁的開孔區(qū)域上，在該真空室內(nèi)支承著一個(gè)鉸接臂傳送裝置。該鉸接臂傳送裝置屬于圖4和5所示的那種形式。安裝凸緣本身有一中心孔，有兩根同心的輸出軸延伸通過該中心孔。外軸用標(biāo)號(hào)63指出，內(nèi)軸用標(biāo)號(hào)64指出。在這兩根輸出軸在真空室內(nèi)的終端上有一導(dǎo)向軸承65把這兩根軸隔開并使它們相互支承著。這兩根軸都可以獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。但在圖8的裝置中只有一根軸被一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，而另一根軸的旋轉(zhuǎn)是由兩個(gè)制動(dòng)器確定的，制動(dòng)器之一可使兩根軸一同旋轉(zhuǎn)，而另一只則可使另一根軸保持固定。前一種運(yùn)動(dòng)可用來轉(zhuǎn)動(dòng)鉸接臂傳送裝置，而后一種運(yùn)動(dòng)可用來使鉸接臂傳送裝置伸出和縮攏。
內(nèi)軸比外軸長(zhǎng)，內(nèi)軸在真空室外面的終端延伸到超出外軸的相應(yīng)終端。有一具有磁性材料盤67的制動(dòng)器66支承在外軸63的外表面上，該盤與另一個(gè)可滑動(dòng)地支承在由非磁性的真空密閉材料制成的外套69內(nèi)側(cè)的磁性材料盤68協(xié)同作用。有一磁性線圈70當(dāng)被供能激發(fā)時(shí)可將這兩盤67、68磁化，使它們互相壓緊在一起，從而象制動(dòng)器那樣阻止外軸63的旋轉(zhuǎn)。與此相似，有一具有磁性材料盤72的制動(dòng)器71支承在外軸63的外表面上，該盤與另一個(gè)可滑動(dòng)地支承在內(nèi)軸64上的磁性材料盤73協(xié)同作用。有一磁性線圈74當(dāng)被供能激發(fā)時(shí)可將這兩盤72、73磁化，使它們互相壓緊在一起，象一個(gè)制動(dòng)器或聯(lián)軸器那樣把兩根軸鎖在一起。有一電動(dòng)機(jī)75，其構(gòu)造與圖1中轉(zhuǎn)子9和定子10的構(gòu)造相似，用來轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)軸64。更具體點(diǎn)說，有一轉(zhuǎn)子76支承在內(nèi)軸64的外表面上，另有一相應(yīng)的定子77支承在轉(zhuǎn)子76的外面。定子77是轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)軸64的驅(qū)動(dòng)裝置的部件。轉(zhuǎn)子76是在真空內(nèi)而定子77是在真空外。
轉(zhuǎn)子定子對(duì)76、77可作為傳統(tǒng)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的部件，這種電動(dòng)機(jī)例如象美國(guó)11779紐約Ronkonkoma區(qū)13條街200號(hào)MFM技術(shù)公司所制造的M&K系列。
利用公知的伺服機(jī)構(gòu)技術(shù)，可將合適的信號(hào)施加到定子77的線圈上使內(nèi)軸64進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
有一盤78固定在內(nèi)軸64的外終端上。該盤有一不透明部分的編碼模式，該模式穿過一合適的編碼器79(例如可具有一個(gè)發(fā)光二極管罩和一個(gè)讀出頭)，從它那里發(fā)出的信號(hào)可通過一條信號(hào)引線傳送到外部電路)內(nèi)通過。軸63、64支承在位軸63、64之間的合適軸承65、80上及位于外軸63和外套69之間的合適軸承81、82上。
外套69具有特殊的外形，并且是將裝置的真空的區(qū)域與其在大氣中的區(qū)域隔開的壁的重要部件。
可以通過外套69的垂直運(yùn)動(dòng)來使兩軸進(jìn)行垂直運(yùn)動(dòng)，其方式如同以前結(jié)合圖1所說明的那樣。
外套69有一部分在轉(zhuǎn)子76和定子77之間通過，必須在轉(zhuǎn)子76和外套69之間留出足夠的間隙。
上面結(jié)合圖示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行了說明，但應(yīng)理解雖然采用了專門術(shù)語(yǔ)，這些術(shù)語(yǔ)只是概念性的和描述性的，并不能以此作為對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的范圍應(yīng)以下面的權(quán)利要求所列出的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.裝置，它具有一個(gè)設(shè)有一個(gè)孔眼和一個(gè)裝在所說孔眼上的帶蓋的管狀件的真空室，該管狀件包括一個(gè)第一驅(qū)動(dòng)殼體和一個(gè)第二驅(qū)動(dòng)殼體；一根用軸承裝在所說第一驅(qū)動(dòng)殼體上內(nèi)側(cè)的外軸；一根設(shè)在所說外軸內(nèi)并與它同心的內(nèi)軸，該內(nèi)軸同軸承裝在所說第二驅(qū)動(dòng)殼體上的內(nèi)側(cè)；一個(gè)裝在所說外軸上的第一轉(zhuǎn)子；一個(gè)裝在所說內(nèi)軸上的第二轉(zhuǎn)子；一個(gè)裝在所說第一驅(qū)動(dòng)殼體上并位于其外側(cè)的第一定子；一個(gè)裝在所說第二驅(qū)動(dòng)殼體上并位于其外側(cè)的第二定子；一個(gè)將所說外軸支承在所說內(nèi)軸上的導(dǎo)向軸承；及用來使每一個(gè)所說定子將一合適的電磁場(chǎng)施加到其相關(guān)的轉(zhuǎn)子上以便使它進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的部件。
2.用來傳送物品的裝置，其特征為它具有一個(gè)支座；一個(gè)支承在所說支座上從而可環(huán)繞第一軸線旋轉(zhuǎn)的第一上臂；一個(gè)支承在所說支座上從而可環(huán)繞第二軸線旋轉(zhuǎn)的第二上臂；用來使所說第二上臂被所說第一上臂旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的設(shè)施；第一對(duì)鉸接到所說第一和第二上臂的前臂；第二對(duì)鉸接到所說第一和第二上臂的前臂；每一個(gè)所說上臂的長(zhǎng)度都小于每一個(gè)前臂；樞支地耦合到所說第一對(duì)前臂上的第一夾持部件和樞支地耦合到所說第二對(duì)前臂上的第二夾持部件，所說第一對(duì)前臂間的接合可使所說第一夾持部件不再轉(zhuǎn)動(dòng)，所說第二對(duì)前臂間的接合可使所說第二夾持部件不再轉(zhuǎn)動(dòng)；以及能夠驅(qū)動(dòng)所說第一上臂使它旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度的驅(qū)動(dòng)部件，該角度的范圍為從大于120°起直到并包括180°，該驅(qū)動(dòng)設(shè)施還能使所說第一夾持部件在第一伸出位置和第一縮攏位置之間移動(dòng)，同時(shí)使所說第二夾持部件在第二伸出位置和第二縮攏位置之間移動(dòng)，所說驅(qū)動(dòng)部件包括下列部件；一個(gè)設(shè)有一個(gè)孔眼和一個(gè)裝在所說孔眼上的帶蓋的管狀件的真空室，該管狀件包括一個(gè)第一驅(qū)動(dòng)殼體和一個(gè)第二驅(qū)動(dòng)殼體；一根用軸承裝在所說第一驅(qū)動(dòng)殼體上內(nèi)側(cè)的外軸；一根設(shè)在所說外軸內(nèi)并與它同心的同軸，該內(nèi)軸用軸承裝在所說第二驅(qū)動(dòng)殼體上的內(nèi)側(cè)；一個(gè)裝在所說外軸上的第一轉(zhuǎn)子；一個(gè)裝在所說內(nèi)軸上的第二轉(zhuǎn)子；一個(gè)裝在所說第一驅(qū)動(dòng)殼體上外側(cè)的第一定子；一個(gè)裝在所說第二驅(qū)動(dòng)殼體上外側(cè)的第二定子；一個(gè)將所說外軸支承在所說內(nèi)軸上的導(dǎo)向軸承；及用來使每一個(gè)所說定子將一合適的電磁場(chǎng)施加到其相關(guān)的轉(zhuǎn)子以便使它進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的部件。
3.一個(gè)用來傳送物品的裝置，其特征為，該裝置具有一個(gè)支座一個(gè)支承在所說支座上而可環(huán)繞第一軸線旋轉(zhuǎn)的第一上臂；一個(gè)支承在所說支座上而可環(huán)繞第二軸線旋轉(zhuǎn)的第二上臂；包括第一前臂和第二前臂的一對(duì)前臂，所說一對(duì)前臂用連桿設(shè)施鉸接到所說第一和第二上臂上；所說連桿部件具有一個(gè)連桿，一根可旋轉(zhuǎn)地支承在所說連桿上的上軸，一根可旋轉(zhuǎn)地支承在所說連桿上的下軸，以及用來使一根軸在一個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)并使另一根軸在反對(duì)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)的部件；所說第一上臂固定在所說上軸上；所說第二上臂可旋轉(zhuǎn)地裝在所說下軸上；所說第一前臂固定在所說下軸上；所說第二前臂可旋轉(zhuǎn)地裝在所說上軸上；樞支地耦合到所說一對(duì)前臂上的夾持部件；能夠驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)所說上臂使它旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度的驅(qū)動(dòng)部件，該角度的范圍為從大于120°起直到并包括180°，該驅(qū)動(dòng)設(shè)施還能使所說夾持部件在一伸出位置和一縮攏位置之間移動(dòng)；所說驅(qū)動(dòng)部件包括下列部件一個(gè)設(shè)有一個(gè)孔眼和一個(gè)裝在所說孔眼上的帶蓋的管狀件的真空室，該管狀件包括一個(gè)第一驅(qū)動(dòng)殼體和一個(gè)第二驅(qū)動(dòng)殼體；一根用軸承裝在所說第一驅(qū)動(dòng)殼體內(nèi)側(cè)的外軸；一根設(shè)在所說外軸內(nèi)并與它同心的內(nèi)軸，該內(nèi)軸用軸承裝在所說第二驅(qū)動(dòng)殼體的內(nèi)側(cè)；一個(gè)裝在所說外軸上的第一轉(zhuǎn)子；一個(gè)裝在所說內(nèi)軸上的第二轉(zhuǎn)子；一個(gè)裝在所說第一驅(qū)動(dòng)殼體上外側(cè)的第一定子；一個(gè)裝在所說第二驅(qū)動(dòng)殼體上外側(cè)的第二定子；一個(gè)將所說外軸支承在所說內(nèi)軸上的導(dǎo)向軸承；及用來使每一個(gè)所說定子將一合適的電磁場(chǎng)施加到其相關(guān)的轉(zhuǎn)子上以便使它進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的設(shè)施。
4.用來使真空室內(nèi)的組合件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的裝置，其特征為，該裝置由下列部件組合而成一個(gè)由非磁性材料制成的真空密閉的管狀外套，所說外套有一縱軸線；一根可旋轉(zhuǎn)地沿著所說軸線裝在所說外套上內(nèi)側(cè)的第一軸，在所說第一軸上裝有一個(gè)第一磁性材料盤；一根可旋轉(zhuǎn)地環(huán)繞所說第一軸而裝在所說外套內(nèi)側(cè)的第二軸，所說第二軸為管狀并在其上外側(cè)裝有第二磁性材料盤；一個(gè)裝在所說外套的外側(cè)的第一線圈可在所說第一磁盤內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)；一個(gè)裝在所說外套的外側(cè)的第二線圈可在所說第二磁盤內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)；至少所說第一線圈可產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)所說第一軸的第一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)模式，所說第一磁盤被磁化成為一個(gè)可被所說第一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)模式轉(zhuǎn)動(dòng)的模式。
5.按照權(quán)利要求4的裝置，其特征為，所說第二線圈可產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)所說第二軸的第二旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)模式，所說第二磁盤被磁化成為一個(gè)可被所說第二旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)模式轉(zhuǎn)動(dòng)的模式。
6.按照權(quán)利要求4的裝置，其特征為，在所說第一軸上裝有第三磁性材料盤，而在所說第二軸上裝有第四磁性材料盤與所說第三磁盤鄰近，并在所說外套上的內(nèi)側(cè)裝有第五磁性材料盤與所說第二磁盤鄰近，所說第一線圈可產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)模式用來將所說第二磁盤和所說第五磁盤壓緊在一起以便起到制動(dòng)作用將所說第二軸聯(lián)結(jié)到所說第一軸，所說裝置還包括一個(gè)第三線圈裝在所說外套的外側(cè)，可在所說第三磁盤和第四磁盤內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)用來將所說第三磁盤和第四磁盤壓緊在一起以便起到制動(dòng)作用，將所說第二軸聯(lián)結(jié)到所說外套上。
7.按照權(quán)利要求4的裝置，其特征為，有一感測(cè)機(jī)構(gòu)支承在所說外套上的內(nèi)側(cè)并有一磁盤固定在所說第一軸上，所說磁盤具有一個(gè)編碼模式可使所說感測(cè)機(jī)構(gòu)起作用。
8.按照權(quán)利要求7的裝置，其特征為，有一第二感測(cè)機(jī)構(gòu)以承在所說外套上的內(nèi)側(cè)并有一個(gè)第二磁盤固定在所說第二軸上，所說磁盤具有一個(gè)編碼模式可使所說第二感測(cè)機(jī)構(gòu)起作用。
9.按照權(quán)利要求7的裝置，其特征為，有一發(fā)光二極管和一讀出頭支承在所說外套上的內(nèi)側(cè)并有一盤固定在所說第一軸上，所說盤有一不透明部分的編碼模式適于在所說發(fā)光二極管和所說讀出頭之間通過。
10.按照權(quán)利要求8的裝置，其特征為，有一第二發(fā)光二極管和一第二讀出頭支承在所說外套上的內(nèi)側(cè)，并且，有一第二盤固定在所說第二軸上，所說盤有一不透明部分的編碼模式適于在所說第二發(fā)光二極管和所說第二讀出頭之間通過。
11.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征為，所說電磁場(chǎng)是根據(jù)裝在一根或兩根所說軸上的一個(gè)或多個(gè)編碼器產(chǎn)生出來的。
全文摘要
一個(gè)用于鉸接臂傳送裝置的同心軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可將運(yùn)動(dòng)傳給在一真空室內(nèi)的組合件，其中將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳給在真空室內(nèi)的轉(zhuǎn)子是通過設(shè)在真空室外的定子所產(chǎn)生的磁場(chǎng)來完成的。
文檔編號(hào)H01L21/687GK1121331SQ94191774
公開日1996年4月24日 申請(qǐng)日期1994年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月16日
發(fā)明者C·霍夫邁斯特 申請(qǐng)人:布魯克斯自動(dòng)化公司