CN102106062A

CN102106062A - 带有磁性转轴轴承的机器人驱动

Info

Publication number: CN102106062A
Application number: CN2008801046221A
Authority: CN
Inventors: U·吉尔克里斯特; M·霍泽克; J·T·穆拉; J·克里什纳萨米
Original assignee: Brooks Automation Inc
Current assignee: Borucos automation USA Co.,Ltd.
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2008-06-28
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2028-06-28
Also published as: US9024488B2; CN102106062B; US20090243413A1; JP2011526068A; WO2009003196A1; US8283813B2; WO2009003196A8; KR20110013345A; KR101651559B1; JP6130987B2; US20130028700A1

Abstract

一种用于基片传送臂的驱动部分，包括框架，在框架内安装的至少一个定子，该定子包括第一电机部分和至少一个定子轴承部分，和，基本无接触地由该至少一个定子轴承部分以磁力方式支撑的共轴转轴，其中共轴转轴的每一个驱动轴包括转子，该转子包括第二电机部分和被配置为与该至少一个定子轴承部分相接口的至少一个转子轴承部分，其中该第一电机部分被配置为与该第二电机部分相接口以实现该转轴围绕预定轴线的旋转，并且该至少一个定子轴承部分被配置为通过与该至少一个转子轴承部分交互而至少实现被连接到共轴转轴的基片传送臂端部操纵装置的整平。

Description

带有磁性转轴轴承的机器人驱动

对相关申请的交叉引用

该申请要求于2007年日6月27提交的美国临时专利申请No.60/946,687的权益，其公开通过引用整体地结合于本文中。

技术领域

本实施例涉及机器人驱动(robot drive)并且更加具体地涉及带有磁性轴承的机器人驱动。

背景技术

传统的机器人驱动诸如、例如用于真空环境中的驱动，在真空或者其它受控环境中利用滚珠或者滚柱轴承来支撑机器人驱动的驱动轴。支撑驱动轴的轴承可以采用各种润滑剂以防止金属疲劳和轴承失效。特殊地配制的低蒸汽压力油脂通常被用于在真空或者受控环境中润滑机器人驱动轴承。

然而，使用油脂润滑机器人驱动轴承受到限制，因为油脂的润滑性质随着在机器人操作环境中的蒸汽压力和温度降低而降低。由于例如除气作用，油脂还是在真空或者其它受控环境中的、可能的污染源。此外，在传统的机器人驱动中使用的油脂可能分解并且能够从轴承移出，从而存在污染处理环境的风险，并且当碎屑从油脂移动到位置反馈编码器上时能够有可能引起电机反馈系统发生故障。

具有一种采用无接触轴承系统的机器人驱动系统将是有利的，并且因此避免使用油脂或者接触表面的其它润滑。还将有利的是，具有一种能够增强机动性而不增加为系统供以动力的电机数目的机器人驱动系统。

附图说明

结合附图在以下说明中解释了所公开实施例的前面的方面和其它特征，其中：

图1是结合根据一个示例性实施例的特征的基片(substrate)处理设备的概略平面视图；

图2示出结合示例性实施例的特征的示例性基片传送器；

图3是根据示例性实施例的基片传送器驱动部分的概略截面示意；

图4A和4B是根据示例性实施例的基片传送器驱动部分的概略截面示意；

图5是根据示例性实施例的基片传送器驱动部分的一个部分的概略截面视图；

图6A-6F是分别地根据不同示例性实施例的基片传送器驱动的一个部分的概略示意；

图6G示意根据示例性实施例施加的力的图表；

图7是根据示例性实施例的驱动部分的一个部分的概略示意；

图7A以图解方式示意在图7的驱动部分中施加的力；

图8是根据示例性实施例的传送器驱动部分的一个部分的概略示意；

图9是根据示例性实施例的基片传送器驱动部分的概略截面示意；

图10是根据示例性实施例的基片传送器驱动部分的一个部分的另一概略示意；

图11是根据示例性实施例的基片传送器驱动部分的一个部分的概略示意；

图11A是根据示例性实施例的基片传送器驱动部分的一个部分的又一概略示意；

图11B是根据示例性实施例的基片传送器驱动部分的一个部分的再一概略示意；

图11C是根据示例性实施例的基片传送器驱动部分的一个部分的另一概略示意；

图11D-11F概略地示意根据示例性实施例的基片传送器驱动部分的一些部分；

图12是根据示例性实施例的示例性驱动部分反馈系统的一个部分的概略示意；

图12A是根据示例性实施例的示例性驱动部分反馈系统的一个部分的另一概略示意；

图13是根据示例性实施例的示例性驱动部分反馈系统的一个部分的概略示意；

图14是图13的示例性驱动部分反馈系统的一个部分的概略示意；

图14A和14B是根据示例性实施例的示例性驱动部分反馈系统的一个部分的概略示意；

图15是根据示例性实施例在另一位置中示出的、图11的基片传送器驱动部分的概略示意；

图16是根据示例性实施例在又一位置中示出的、图11的基片传送器驱动部分的概略示意；并且

图17是根据示例性实施例的基片传送器的概略示意。

具体实施方式

图1示意结合示例性实施例的特征的基片处理设备100的透视图。虽然将参考在图中示出的实施例描述所公开的实施例，但是应该理解所公开的实施例能够被以很多可替代形式体现。另外，能够使用任何适当的尺寸、形状或者类型的元件或者材料。

示例性实施例可以增加机器人驱动的可靠性和清洁度以及真空性能，该机器人驱动可以被用于例如在任何适当的环境(包括但是不限于大气、真空或者受控环境)中传送基片、对准基片或者执行任何其它适当的功能。示例性实施例的机器人驱动可以包括绕组，该绕组被配置为以磁力方式支撑电机转轴并且操纵该转轴从而该转轴能够在例如水平平面中平移以及相对于例如竖直平面倾斜。注意对于水平和竖直平面的参考仅仅是为了方便起见并且转轴可以相对于任何适当的坐标系平移和倾斜，如将在下面描述地。虽然在下面详细描述的示例性实施例特别地参考具有关节臂和旋转驱动的传送或者定位设备，但是示例性实施例的特征能够被同等地应用于其它设施，包括但是不限于任何其它适当的传送或者定位系统，旋转基片的任何其它装置例如基片对准器以及带有旋转或者线性驱动的任何其它适当的机器。

图1示出的基片处理设备100是结合示例性实施例的特征的代表性基片处理工具。在该实例中，处理设备100被示为具有普通的成批处理工具配置。在可替代实施例中，该工具可以具有任何所期望布置，例如该工具可以被配置为执行基片的单一步骤处理。在其它可替代实施例中，该基片设备可以具有任何所期望类型例如分拣器、储料器、度量工具等。在设备100中处理的基片215可以是任何适当的基片，包括但是不限于液晶显示面板、半导体晶片例如200mm、300mm、450mm晶片或者任何其它所期望直径的基片，适用于由基片处理设备100处理的任何其它类型的基片、空白基片(blank substrate)或者具有类似于基片的特性例如特定尺寸或者具体质量的制品。

在该实施例中，设备100可以大体具有例如形成小型环境的前部分105和例如可以被配备为用作真空室的、邻接的大气可隔离部分110。在可替代实施例中，大气隔离部分可以容纳惰性气体(例如N₂)或者任何其它被隔离和/或控制的大气。

在示例性实施例中，前部分105可以大体具有例如一个或者多个基片保持盒体115和前端机器人120。前部分105还可以例如具有其它站或者部分例如位于其中的对准器162或者缓冲器。部分110可以具有一个或者多个处理模块125和真空机器人臂130。处理模块125可以具有任何类型，例如材料沉积、蚀刻、烘焙、抛光、离子注入清洁等。如可以实现地，相对于所期望参考系例如机器人参考系，每一个模块的位置可以被控制器170记录。而且，当基片在例如使用在基片上的基准(未示出)建立的所期望定向中时，一个或者多个模块可以处理(一个或者多个)基片215。在处理模块中(一个或者多个)基片的所期望定向也可以记录在控制器170中。真空部分110还可以具有被称作加载锁(load lock)的一个或者多个中间室。图1所示实施例具有两个加载锁，加载锁A 135和加载锁B 140。加载锁A和B作为接口而操作，允许基片在前部分105和真空部分110之间经过而不侵害在真空部分110中可能存在的任何真空的完整性。基片处理设备100通常包括控制基片处理设备100的操作的控制器170。在一个实施例中，控制器可以是如在其公开通过引用整体地结合于本文中的、于2005年7月11日提交的美国专利申请No.11/178,615中描述的集群控制体系的一个部分。在该实例中，控制器170具有处理器173和存储器178。除了以上指出的信息，存储器178可以包括具有关于实时基片偏心和错位探测和校正的技术的程序。存储器178可以进一步包括处理参数，例如处理模块的温度和/或压力，和该设备的部分105、110的其它部分或者站，正被处理的(一个或者多个)基片215的时间信息和关于基片的度量信息以及程序例如用于应用设备和基片的这个历书数据以确定实时基片偏心的算法。

在示例性实施例中，前端机器人120，还被称作ATM(大气)机器人，可以包括驱动部分150和一个或者多个臂155。至少一个臂155可以被安装到驱动部分150上。至少一个臂155可以被耦接到肘节160，肘节160接着被耦接到用于保持一个或者多个基片215的一个或者多个端部操纵装置(effector)165。端部操纵装置(一个或者多个)165可以被以可旋转方式耦接到肘节160。ATM机器人120可以适于将基片传送到在前部分105内的任何位置。例如，ATM机器人120可以在基片保持盒体115、加载锁A 135和加载锁B 140间传送基片。ATM机器人120还可以从对准器162来回地传送基片215。驱动部分150可以从控制器170接收命令并且作为响应引导ATM机器人120的径向、周向、上升、复合和其它运动。

在示例性实施例中，真空机器人臂130可以被安装于部分110的中央室175中(见图1)。控制器170可以操作以循环开口180、185并且协调用于在处理模块125、加载锁A 135和加载锁B 140间传送基片的真空机器人臂130的操作。真空机器人臂130可以包括驱动部分190和一个或者多个端部操纵装置195。在其它实施例中，ATM机器人120和真空机器人臂130可以是任何适当类型的传送设备，包括但是不限于SCARA式机器人、关节臂机器人、蛙腿(frog leg)式设备，或者双对称传送设备

虽然将在这里关于真空机器人诸如、例如图2的机器人800描述示例性实施例，但是应该理解，能够在于任何适当的环境包括但是不限于大气环境、受控大气环境和/或真空环境中操作的任何适当的传送或者其它处理设施(例如对准器等)中采用示例性实施例。还应该理解，结合示例性实施例的方面的传送能够具有任何适当的配置包括但是不限于机器人臂130的“蛙腿”配置、机器人120的SCARA臂配置、关节臂机器人或者双对称传送设备

在图2中示出示例性机器人传送器800。传送器可以包括具有上臂810、前臂820和至少一个端部操纵装置830的至少一个臂。端部操纵装置830可以被以可旋转方式耦接到前臂820并且前臂820可以被以可旋转方式耦接到上臂810。上臂810可以被以可旋转方式耦接到例如传送器设备的驱动部分840。仅仅为了示例性的目的，驱动部分840可以包括共轴驱动轴或者转轴(见图3)。在该实例中，如在图3中所示，共轴轴或者共轴转轴被示为具有两个驱动轴211、212，但是在可替代实施例中转轴可以具有比两个更多或者更少的驱动轴。在其它可替代实施例中，驱动轴可以是非共轴的或者被配置成例如并排布置。在另外的其它可替代实施例中，驱动轴可以具有任何适当的配置。在该实例中，共轴驱动轴的外部轴211可以被适当地耦接到上臂810并且内部轴212可以被适当地耦接到前臂820。在该实例中，端部操纵装置830可以被以“从动”配置操作，但是在可替代实施例中，可以在驱动单元中包括另外的驱动轴以操作端部操纵装置830。驱动部分840可以包括两个电机208、209，一个电机用于驱动外部轴并且另一个电机用于驱动内部轴。该两个电机208、209可以允许臂800进行运动从而该臂具有至少两个自由度(即，围绕例如Z轴旋转和在例如X-Y平面中延伸)

在操作中，通过对电机绕组通电从而旋转扭矩Rz被沿着相同方向(即，两个轴沿着相同方向旋转)施加到共轴转轴的内部轴和外部轴211、212这两者，臂800可以围绕Z轴旋转。通过例如向内部轴和外部轴212、211施加旋转扭矩Rz从而内部轴和外部轴212、211沿着相反方向旋转，该臂可以延伸或者缩进。如将在下面描述地，通过控制内部轴和外部轴的旋转中心T1，臂的位置可以被精调。根据示例性实施例，共轴转轴的内部轴和外部轴212、211和臂800可以由如将在下面描述的磁性轴承/电机支撑。

根据一个示例性实施例，位于例如机器人传送器800的驱动部分840中的磁性轴承支撑被施加到用于例如驱动如将在下面更加详细描述的机器人的臂连杆的驱动部分的一个或者多个驱动轴的轴向和径向力矩(moment)载荷。支撑驱动轴的一个或者多个磁性轴承可以是主动的(active)，例如磁性轴承可以配置有径向和轴向间隙控制，所述间隙控制可以允许驱动轴(并且因此传送器端部操纵装置)的受控运动从而传送器具有来自两个电机的、多于两个的自由度。例如，仅仅为了示例性的目的，驱动部分可以沿着例如X、Y和Z方向以及如将在下面更加详细描述的Rx，Ry、Rz1和Rz2方向提供六个或者七个自由度。在可替代实施例中，驱动部分可以提供比六个或者七个更多或者更少的自由度。如还将在下面更加详细描述地，这些多个自由度例如可以允许臂和被附接到机器人驱动的端部操纵装置的位置/定向(即，关于基片定心)的主动整平(leveling)和精调。

在一个示例性实施例中，参考图3，传送器的驱动部分840可以包括第一电机定子208S和转子208R(形成第一电机208)以及第二电机定子209S和转子209R(形成第二电机209)和两个共轴轴211、212。如可以理解地，在可替代实施例中，共轴轴可以具有多于或者少于两个的驱动轴。在该实例中，定子的中心线沿着图3所示的线CL定位。虽然驱动部分840被示为具有两个定子208S、209S，但是应该理解，驱动部分可以包括用于驱动多于或者少于两个的轴的、任何适当数目的定子。利用例如可以例如是处理室的、将室大气与外侧大气分离的外罩的边界的任何适当的边界210，定子208S、209S可以被从旋转组件或者转轴(即，轴、转子和被附接到轴的其它电机部件)隔离。例如，边界210可以允许转子208R、209R在真空中操作，而定子208S、209S在大气环境中操作。边界可以由用于例如真空环境中的任何适当的材料和由能够被置入磁场内而不引起磁通短路或者易于受到来自磁相互作用的涡流和加热影响的材料构造。边界还可以被耦接到适当的热传递装置(例如无源的或者有源的)以最小化驱动部分中的温度。在这个示例性实施例中，第一电机转子208R可以被耦接到外部驱动轴211，而第二电机转子209R可以被耦接到内部驱动轴212。如能够在图3中看到地，外部和内部驱动轴211、212是同心的或者共轴驱动轴，但是在可替代实施例中，驱动轴可以具有任何适当的配置，包括但是不限于并排的或者以其它方式非同心的配置。

根据一个示例性实施例，定子208S、209S和它们的相应的转子208R、209R可以形成被配置为以磁力方式支撑它们的相应的轴211、212(例如，在所示实施例中沿着径向和Z方向)并且至少控制它们的相应的轴211、212的旋转中心的自轴承电机/磁性转轴轴承。例如，电机208、209可以包括铁芯定子和具有永久磁体和铁背衬(backing)的转子。在可替代实施例中，定子可以包括用以与转子相互作用的任何适当的铁磁性材料。由于例如在定子208S、209S和转子208R、209R之间的被动磁性力(passive magnetic force)，沿着例如Z方向在转子208R、209R和定子208S、209S之间的相对位置可以被保持为是基本恒定的。在定子208S、209S和转子208R、209R之间的被动磁性力还可以稳定转子208R、209R围绕例如X和Y轴的Rx和Ry定向。电机绕组可以被配置为向它们的相应的转子208R、209R施加扭矩Rz1(对于轴211)、Rz2(对于轴212)以旋转轴211、212并且施加径向和/或切向力以控制转子沿着例如X和/或Y方向的旋转中心。如将在下面描述地，通过偏移两个转子208E、209R的X和/或Y位置，转轴能够被倾斜。

现在参考图4A和4B，根据示例性实施例示出可以在例如传送器机器人800的驱动部分840中采用的另一示例性共轴驱动。在这个示例性实施例中，共轴驱动1400的电机1410、1420相对于彼此径向而非如在图3中所示轴向地定位。例如，第一电机1410可以从第二电机1420径向向外定位。在可替代实施例中，可以以轴向配置(即在彼此之上)或者以任何其它适当的布置来布置电机1410、1420。在这个示例性实施例中，第一和第二电机1410、1420可以分别地包括可以基本类似于在以上关于图3描述的转子和定子的定子1410S、1420S和转子1410R、1420R。然而，转子1410R、1420R在这个示例性实施例中可以分别地位于由例如外罩1460形成的通道1451、1450内。包括但是不限于轴、滑轮和机器人臂部分的相应的旋转元件可以通过例如通道1451、1450的开口以任何适当的方式附接或者耦接到相应的转子。以基本类似于在上面关于图3描述的方式，由于例如被动磁性力，沿着例如Z方向在转子1410R、1420R和定子1410S、1420S之间的相对位置可以被保持为是基本恒定的。在可替代实施例中，主动磁性力(active magnetic force)可以提供定子和转子的相对定位。电机绕组也可以被配置为施加如上所述的扭矩Rz1′(对于转子1410R)、Rz2′(对于转子1420R)和径向和/或切向力以控制转子的X-Y平面位置的位置。在可替代实施例中，电机也可以被布置成控制以及倾斜转子。

现在参考图5，示出可以在例如传送器机器人800的驱动部分840中采用的自轴承电机1300的概略图表，从而示意用于控制转子1310R的示例性磁性力。仅仅为了示例性的目的在图5中示出单一转子/定子，并且应该理解，电机1300可以包括任何适当数目的转子/定子，所述转子/定子具有任何适当的配置，包括但是不限于在上面关于图3和4描述的配置或者并排配置。在图5的示例性实施例中，定子1310S可以基本类似于上述定子208S、209S。转子1310R也可以基本类似于上述转子208R、209R，其中转子由例如铁磁性材料构造并且可以包括永久磁体1310M和铁背衬1310B。在可替代实施例中，转子可以由任何适当的材料构造。在其它可替代实施例中，可以利用用以与定子相互作用的任何适当的铁磁性材料替代永久磁体。转子磁体1310M可以包括围绕转子周边安装的、具有交替极性的磁体阵列。转子的周边可以是转子的内部周边壁或者外部周边壁。在可替代实施例中，磁体1310M可以被嵌入转子内。在其它可替代实施例中，磁体1310M可以在转子上或者转子中位于任何适当的位置处。定子1310S包括当被通电时沿着径向和/或沿着轴向以旋转方式驱动转子1310R的、如将在下面更加详细描述的绕组组。在这个示例性实施例中，定子1310S可以由适用于与转子1310R相互作用的铁磁性材料构造，但是在可替代实施例中，定子1310S可以由任何适当的材料构造。在定子1310S和转子磁体1301M之间的相互作用可以产生以被动方式浮起转子1310R的、沿着箭头1350的方向的被动力。浮力可以是由弯曲的磁通线1320、1321引起的，磁通线1320、1321依次地可以由例如转子磁体1310M的边缘1360相对于定子1365的边缘偏移而得以产生。在可替代实施例中，可以以任何适当的方式产生浮力。被动浮力可以沿着转子1310R的轴向和倾斜方向产生稳定平衡状态。可以由于沿着例如箭头1355、1356的方向的磁通线1330而产生径向或者吸引力。这些吸引力可以形成不稳定状态从而绕组可以被通电以主动地沿着径向定心和/或定位转子1310R从而保持转子/旋转轴线的几何中心处于所期望位置

现在参考图6A-6G，根据不同实施例以三种不同的配置示出电机208的示例性概略示意。如可以理解地，电机209可以基本类似于电机208。定子208S可以包括绕组，所述绕组提供力(例如切向、径向或其任何组合)从而施加扭矩并且旋转转子208R以及提供径向定位力从而主动地控制转子208R的旋转中心C。在示例性实施例中，电机208可以被以绕组段布置，其中每一个段可以根据需要由例如控制器170利用任何适当数目的电相驱动以同时地产生独立可控的扭矩和轴承力。仅仅为了示例性的目的，每一个绕组组可以是三相无刷DC电机的段。在可替代实施例中，绕组段可以是任何适当的AC或者DC动力电机的一个部分。在其公开通过引用整体地结合于本文中的、于2007年6月27日提交的、题目为“REDUCED-COMPLEXITY SELF-BEARINGBRUSHLESS DC MOTOR(复杂度降低的自轴承无刷DC电机)”的、共同转让的美国专利申请系列号11/769,651中描述了这种电机配置的一个实例。

在图6A所示示例性实施例中，定子208S可以包括两对绕组组208SA、208SB，所述绕组组被定位成在绕组组之间形成任何所期望机械角度并且其间可以具有适当地相应电角移位(electrical angleshift)以与相应的轴转子208R相配合地形成自轴承电机。在所示实例中，仅仅为了示例的目的，转子208R可以具有永久磁体阵列，但是在可替代实施例中，转子208R可以不具有永久磁体而是由例如铁磁性材料形成或者具有替代永久磁体的被附接到转子208R的铁磁性材料。如能够在图6A中看到地，绕组组208SA、208SB可以彼此隔开约一百八十度定位。在可替代实施例中，机械角度可以是任何适当的角度并且仅仅为了示例性的目的在图6A中被示为大约一百八十度。还在示例性实施例中，在绕组组之间的电角可以根据期望的那样而被形成以产生用于旋转和/或定位转子(一个或者多个)208R被附接到此的转轴的径向或者切向力。绕组208SA、208SB和转子208R可以被配置和通电用于产生径向和/或切向力从而可以沿着例如线性路径或者任何其它所期望路径调节转子208R的旋转中心C。例如，通过改变由绕组208SA、208SB沿着例如Y方向产生的径向力RF的大小，转子208R可以被沿着Y轴移动。同样地，如将在下面更加详细描述地，例如通过改变由绕组208SA、208SB中的每一个产生的切向力TF，转子208R可以例如被沿着X方向移位。注意在这里仅仅为了示例性的目的描述了转子的旋转中心C的运动方向和力RF、TF的方向，并且转子在X-Y平面中的运动方向和力RF、TF的方向可以沿着任何适当的方向。如可以理解地，径向和切向力可以被彼此解耦从而可以同时地产生用于转子208R的定位和/或旋转的力。如还可以理解地，由绕组208SA、208SB产生的合力可以保持转子208R例如在X-Y平面中居于中心。在可替代实施例中，在这里描述的电机可以被以任何适当的方式换向(commutate)从而径向和/或切向力在X-Y平面中以任何适当的方向移位转子。

现在参考图6B，示出利用两个绕组组1515、1520的另一示例性实施例，其中每一个绕组组被相应地布置成例如两个绕组子组1525、1530和1535、1540。绕组组1515、1520可以被电流放大器1550驱动，电流放大器1550可以包括适用于驱动绕组组1515、1520的软件、硬件或者软件和硬件的组合。电流放大器1550还可以包括用于驱动绕组组的处理器、换向功能和电流回路功能。在一个实施例中，电流放大器1550可以被包括在任何适当的控制器诸如、例如控制器170中。在可替代实施例中，电流放大器1550可以位于任何适当的位置中。换向功能可以根据一组规定的函数确定每一个绕组组1515、1520的一个或者多个绕组1525、1530和1535、1540的电流，而电流回路功能可以提供用于如所确定的那样保持通过绕组的电流的反馈和驱动能力。处理器、换向功能和电流回路功能还可以包括用于从提供位置信息的一个或者多个传感器或者传感器系统接收反馈的电路。

图6B的相应地在每一个绕组组1515、1520中的两个绕组子组1525、1530和1535，1540被电耦合并且相对于彼此以大约九十度电角度移位。结果，当在一对绕组组中的两个绕组组之一产生纯切向力时，在该一对绕组组中的另一绕组组产生纯径向力，并且反之亦然。在该实施例中，绕组组1515具有两个部分1530和1525，并且绕组组1520具有两个部分1540和1535。在前面通过引用并入的、题目为“REDUCED-COMPLEXITY SELF-BEARING BRUSHLESS DC MOTOR(复杂度降低的自轴承无刷DC电机)”的美国专利申请系列号11/769,651中描述了利用例如洛伦兹(Lorentz)力的、关于用于图6B的实施例的分段绕组组1515、1520的所期望扭矩(T)与沿着x轴线的定心力(Fx)和沿着y轴线的定心力(Fy)的示例性关系。如可以理解地，虽然绕组子组1525、1530、1535、1540被示为偏移了大约九十度，但是应该理解，还可以利用大于或者小于大约九十度的其它偏移。

在图6C所示示例性实施例中，定子可以包括在转子208R的三个区段之上延伸的三个绕组组208SC、208SD、208SE。在该实例中，仅仅为了示例性的目的，绕组组彼此隔开大约一百二十度。在可替代实施例中，三个绕组组可以具有可以大于或者小于大约一百二十度的、任何适当的机械角度关系，从而利用由绕组组208SC、208SD、208SE产生的合力稳定地支撑转子208R(和轴211)。如以上指出地，绕组组208SC、208SD、208SE还可以在其间具有适当地相应电角度移位以与相应的轴转子208R相配合地形成自轴承电机。在所示实例中，转子208R可以基本类似于在上面关于图6A描述的转子。如可以理解地，在这个示例性实施例中，绕组208SC、208SD、208SE可以被配置和通电以产生径向、切向和/或轴向力从而转子208R的旋转中心C可以被移动到在例如X-Y平面中的任何一点并且不限于如上所述沿着单一轴线的线性运动。注意转子208S的旋转中心C的运动可以仅由在绕组208SC、208SD、208SE中的相应的一个和转子208R之间的气隙G限制。

在另一个示例性实施例中，如能够在图6D中看到地，定子208S可以包括在转子208R的四个区段之上延伸的四个绕组组208SF、208SG、208SH、208SI。在该实例中，绕组组208SF、208SG、208SH、208SI仅仅为了示例性的目的被示为以例如大约九十度的角度分离。在可替代实施例中，四个绕组组可以具有可以大于或者小于大约九十度的、任何适当的机械角度关系，从而利用由绕组组产生的合力稳定地支撑转子208R(和轴211)。如上所指出地，绕组组208SF、208SG、208SH、208SI还可以在其间具有适当地相应的电角度移位以与相应的轴转子208R相配合地形成自轴承电机。在所示实例中，转子208R可以基本类似于在上面关于图6A描述的转子。如上所指出地，绕组208SF、208SG、208SH、208SI可以被配置和通电以产生径向和/或切向力从而转子208R的旋转中心C可以被移动到在例如X-Y平面中的任何一点并且不限于沿着单一轴线的线性运动，其中转子208S的旋转中心C的运动可以仅由在绕组中的相应的一个和转子之间的气隙G限制。

如可以理解地，在图6A-6D中上述绕组段中的每一个可以包括用于产生用于操纵转子208R的力的、任何适当数目的电路。例如，如能够在图6E和6F中看到地，仅仅为了示例性的目的示出可以具有例如带有锯齿形配置的两个电路280、281的绕组的一个相。在图6E示出的示例性绕组配置中，对电路280、281通电从而在电路280中的电流大于电路281的电流，这产生了沿着例如箭头282的方向的合力并且反之亦然。如可以理解地，电路280、281可以具有如能够在图6F中看到的柱形结构从而旋转力282′也可以被施加到例如转子208R。在其公开通过引用整体地结合于本文中的美国专利公开2005/0264119中描述了包括多个电路绕组的电机的一个实例。

图6G示意另一示例性实施例，其中由电机绕组段产生的切向力TF1-TF4被改变以控制转子的运动。注意在图6G所示图表中，每一个“+”或者“-”符号代表具有一个单位大小的力，但是可以施加切向力以产生用于沿着径向定位转子的、适当的合成差动力(resultantdifferential force)。在图6G的图表中示出的符号代表力或者扭矩的方向而非数值。如可以理解地，通过改变由绕组组产生的合成差动切向力，相应的转子的径向定位可以得以实现从而如在这里描述地精细地定位端部操纵装置或者倾斜转轴。在其公开通过引用整体地结合于本文中的美国专利No.6,707,200中描述了利用用于定心目的的切向力的一个实例。

虽然在上面关于图6A-6G描述的电机208、209被示为带有两个、三个或者四个绕组组，但是应该理解，电机208、209可以具有任何适当数目的绕组组。还注意到虽然电机208、209在上面被描述为其中一组绕组可以提供转子的浮起、旋转、轴向定位和平面定位的自轴承电机，但是还应该理解，单独的或者不同的磁性轴承(例如专用于或者单独地或者与被动永久磁体相组合地提供某主动轴承的绕组)可以被与电机的转子和定子一起地或者隔开地设置从而以磁力方式支撑转子和它们的相应的轴，其中单独的磁性轴承被利用来控制例如转子的位置。在另外的其它可替代实施例中，可以以任何适当的方式例如利用任何适当的致动器而以可控方式支撑转子和轴。

现在参考图7、7A和8，示例性实施例的驱动部分例如传送器机器人800的驱动部分840还可以被配置为产生所期望大小的轴向和倾斜刚度，并且包括抗齿槽(anti-cogging)元件以最小化沿着多个轴的齿槽干扰，同时产生跨过气隙G的所期望大小的力(见图3)，包括用于如在这里描述地定位转子的平面定位力(例如径向力)。在一个实施例中，抗齿槽元件可以在电机的定子中体现或者作为它的一个部分而被并入。在其它实施例中，抗齿槽元件可以与定子分离。抗齿槽元件可以允许由每一个抗齿槽元件部件引起的齿槽力叠加从而沿着推进、间隙和轴向方向的总体齿槽干扰被最小化。在其公开通过引用整体地结合于本文中的、于2008年6月27日提交的代理人案号390P012912-US(PAR)、题目为“MOTOR STATOR WITH LIFT CAPABILITYAND REDUCED COGGING CHARACTERISTICS(带有提升能力和降低的齿槽特性的电机定子)”的美国专利申请中描述了包括抗齿槽元件的一种适当的电机。

用于图7所示旋转电机的示例性定子5100可以被配置用于所期望的被动轴向和倾斜刚度同时减轻或者最小化齿槽效应。定子5100可以包括从定子5100的第一表面5110向内延伸的两个或者更多凹部5105、5175(和5615、5685)。在示例性实施例中，凹部可以被配置为对于电机的被动轴向和倾斜刚度产生可以忽略的效果。每一个凹部可以包括从第一表面到凹部的两个过渡区域。例如，凹部5105可以在第一表面5110和凹部5105之间分别地包括第一和第二过渡区域5115、5120。可以根据需要配置过渡区域，在于前面通过引用并入的题目为“MOTOR STATOR WITH LIFT CAPABILITY AND REDUCED COGGINGCHARACTERISTICS(带有提升能力和降低的齿槽特性的电机定子)”的美国专利申请中描述了适当的实例，以作用于转子永久磁体5150、5180上并且在转子上产生抗齿槽力以最小化转子齿槽。类似地，凹部5175可以在第一表面5110和凹部5175之间分别地包括第一和第二过渡区域5127、5137。类似于第一凹部的过渡区域，第二凹部(或者定子的抗齿槽部分)的过渡区域5127、5137可以被适当地成形为产生在转子上产生抗齿槽效应的、作用于转子永久磁体5190、5195上的相应的抗齿槽力。如可以理解地，凹部5615、5685也可以具有基本类似于关于凹部5105、5175描述的那些的适当的过渡区域。定子凹部的过渡区域可以操作用于产生最小化沿着轴向(例如垂直于图7中的定子平面的Z方向)和切向方向的齿槽的抗齿槽力。图7A示出作用于转子上的、由相应的过渡区域产生的力5410、5415的图解示意，并且累积力5420示意凹部的过渡区域的抗齿槽效应(例如轴向)。在所示示例性实施例中，凹部5105、5175(为了示例性的目的被示为彼此邻近，但是在可替代实施例中它们可以是不相邻的)可以被定位成相互配合以进一步最小化沿着轴向和切向这两个方向的组合齿槽。

在图7所示的示例性实施例中，少至两个绕组组5685、5690可以被用于驱动所公开的实施例。绕组组5685、5690可以包括一个或者多个绕组。应该理解，被用于示例性实施例的方面的绕组组可以包括位于一个或者多个凹部中的一个或者多个绕组并且可以包括适于在所公开的实施例中使用的、任何类型的绕组。示例性实施例可以包括分段绕组，例如被划分成一个或者多个绕组子组并且在定子的选定凹部中分布的绕组组。根据所公开实施例，每一个绕组子组可以包括一个或者多个绕组并且可以被驱动以产生电机力。在一个或者多个实施例中，绕组组可以被布置成三相绕组组，然而，可以使用任何适当的绕组组布置。

如根据图7可以理解地，用以与定子5100一起操作的转子可以包括多个永久磁体，其中相邻磁体具有交替的极性。在可替代实施例中，转子可以由任何适当的铁磁性材料形成。为了示意性的目的示出磁体5150、5180、5190和5195。应该理解，可以在所示磁体间分散其它磁体。

示例性实施例还可以提供降低的径向齿槽力，该齿槽力是平行于在定子100及其相应的转子之间的间隙的齿槽力。仍然参考图7，如例如在于前面通过引用并入的题目为“MOTOR STATOR WITH LIFTCAPABILITY AND REDUCED COGGING CHARACTERISTICS(带有提升能力和降低的齿槽特性的电机定子)”的美国专利申请中描述地，在定子5100的表面5110上的凹部5105、5615可以被适当地定位从而由相应的凹部在转子上产生的力结合以减小径向齿槽力。

现在参考图8，根据所公开实施例示出其它示例性抗齿槽元件6800、6210、6215、6220的概略图表。抗齿槽元件6800、6210、6215、6220可以由包括但是不限于铁磁性材料的任何适当的材料构造。元件6800、6210、6215、6220的几何形状被如此布置，使得由元件部件引起的齿槽力的叠加沿着推进和间隙方向产生最小的总体齿槽干扰。

在图8中的抗齿槽元件6800的部件包括内部弧形段6805、外部弧形段6810、第一和第二过渡区域6815、6820、一连串线圈槽(coilslot)6825和跨角(span angle)6830。内部弧形段6805可以被布置成允许与例如永久磁体转子相互作用。在可替代实施例中，内部弧形段6805可以被配置为允许与任何适当地配置的转子相互作用。线圈槽6825可以封装被布置成例如三相绕组组的绕组组。在可替代实施例中，绕组组可以具有任何适当数目的相。诸如、例如使用正弦换向方案，绕组组可以被以任何适当的方式驱动。跨角6830可以被如此布置，使得在它的弧形段内，它容纳奇数个分数磁体间距(fractional magnet pitch)。在可替代实施例中，跨角可以被布置成容纳任何适当数目的磁体间距。

在图8所示的示例性实施例中，为了示例性的目的利用四个抗齿槽元件6800、6210、6215、6220。应该理解，可以使用任何数目的抗齿槽元件(例如多于或者少于四个)。在一个或者多个实施例中，抗齿槽元件6800、6210、6215、6220可以基本上彼此类似并且可以被隔开大约九十度的机械和电角度地定位。在其它实施例中，抗齿槽元件6800、6210、6215、6220可以被布置成隔开大约九十度的机械角度，其中相应的线圈槽6825、6230、6235、6240分别与虚(imaginary)360度分数槽间距相对准。在一些实施例中，仅仅线圈槽的子组可以填充有线圈。在可替代实施例中，抗齿槽元件可以具有任何适当的配置和/或相对于彼此的机械和电学定位。在于前面通过引用并入的题目为“MOTOR STATOR WITH LIFT CAPABILITY AND REDUCED COGGINGCHARACTERISTICS(带有提升能力和降低的齿槽特性的电机定子)”的美国专利申请中描述了抗齿槽元件的适当实例。

现在参考图9，在一个示例性实施例中，驱动部分例如传送器机器人800的驱动部分840可以包括位于外罩201内的Z驱动单元220、第一旋转电机208和第二旋转电机209。虽然Z驱动单元220和电机208、209在图中被示为位于外罩201内，但是应该理解，在可替代实施例中，Z驱动单元220和/或电机208、209的任何部分可以位于单独的外罩中。在另外的其它可替代实施例中，驱动单元可以具有任何适当的配置。

外罩201可以由任何适当的材料构造，所述材料包括但是不限于塑料、金属、陶瓷、合成物或其任何组合。Z驱动单元220可以包括导轨203、Z驱动电机206、滚珠丝杠机构207和载架205。导轨203可以是用于在外罩201内沿着Z方向以线性方式引导载架205的、由任何适当的材料制成的任何适当的导轨。导轨203可以在每一个端部处被适当地支撑到外罩。在可替代实施例中，导轨可以被支撑在沿着它的长度的多个位置中或者可以在外罩内悬伸。可以利用直线轴承204A、204B和滚珠丝杠构件207A在外罩内支撑载架。直线轴承204A、204B和滚珠丝杠构件207A可以以任何适当的方式诸如、例如利用机械或者化学紧固器、粘结剂或者利用焊接件而被附接到载架205。直线轴承204A、204B可以与线性导轨互相作用以允许载架沿着Z方向运动。滚珠丝杠构件207A可以与滚珠丝杠207互相作用以当电机206引起滚珠丝杠207旋转时沿着Z方向移动载架205。滚珠丝杠207可以在一端上利用允许滚珠丝杠构件自由地旋转的、任何适当的轴承207B支撑。滚珠丝杠的另一端可以以任何适当的方式被支撑并且被耦接到Z驱动电机206。在可替代实施例中，可以在外罩内支撑滚珠丝杠207并且以任何适当的方式使其旋转。Z驱动电机可以是任何适当的电机，包括但是不限于步进电机、伺服电机或者任何其它适当的AC或者DC电机。在可替代实施例中，驱动可以包括可以被以磁力方式、以气动方式、以液压方式或者电驱动的任何适当的线性致动器。在另外的其它可替代实施例中，线性致动器可以被以任何适当的方式驱动。如可以理解地，图9所示Z驱动单元220的配置是示例性的，并且Z驱动单元220可以具有任何适当的配置。

参考图10，示出驱动部分8000，例如传送器机器人800的驱动部分840的一个部分的另一示例性实施例。在这个示例性实施例中，可以使用任何适当数目的Z驱动单元。在一个示例性实施例中，任何适当的控制器诸如、例如控制器170可以同步化每一个Z驱动的运动。在可替代实施例中，Z驱动的运动可以被以任何适当的方式同步化。在一个实施例中，定子1310S可以被支撑在例如直线轴承204A′、204B′上，所述直线轴承被依次地连接到一对Z驱动单元206′、206″。Z驱动单元206′、206″可以基本上类似于上述Z驱动单元206。在可替代实施例中，Z驱动单元可以是任何适当的驱动机构。

现在参考图11，示出载架205的一个部分的示例性概略示意。注意到图11所示的载架205可以被如上关于图9和10所述的Z驱动单元(一个或者多个)支撑在外罩201内(见图9)。在可替代实施例中，载架可以被以任何适当的方式支撑在外罩201内。如可以理解地，机器人传送器诸如、例如传送器800的驱动部分840可以使用安装凸缘202而被耦接到任何适当的处理设施。为了防止由Z驱动单元(一个或者多个)例如Z驱动单元220产生的颗粒进入基片处理环境，可以在载架205和安装凸缘202之间设置密封400。例如，密封400的一端可以被附接到安装凸缘202而密封的另一端被附接到载架205。在该实例中，为了允许载架205的Z运动，密封400被示为波纹管密封，但是在可替代实施例中，该密封可以是由包括但是不限于金属、塑料、橡胶和布料的任何适当的材料制成的任何适当的密封。在其它可替代实施例中，密封400可以被省略或者利用任何适当的屏障替代以隔离跨过该屏障的大气，该屏障诸如、例如安装凸缘202、载架205或者外罩201的一个部分。

如能够在图11中看到地，载架可以包括第一定子208S、第二定子209S、编码器410A、410B、410C和共轴驱动轴211、212。外部驱动轴211可以包括编码器标尺(encoder scale)430A、止挡表面(stopsurface)420A和第一电机转子208R。内部驱动轴212可以包括编码器标尺430B、止挡表面420B和第二电机转子209R。如能够在图11中看到地，为了示例性目的，驱动轴2111、212(是电机转轴组件的一个部分)被示为沿着Z轴纵向地定向。定子208S、209S和转子208R和209R可以形成上述自轴承电机/磁性转轴轴承208、209。仅仅为了示例性的目的，定子208S被示为包括驱动部分208D和轴承部分208B和208B2，并且应该理解，在其它示例性实施例中，如上所述，定子可以具有如将在下面描述地提供旋转力、被动浮力和/或径向定位力的仅仅一个部分或者部分。在可替代实施例中，定子208S可以包括多于或者少于两个的轴承部分。定子驱动部分208D与转子驱动部分208RD相互作用，从而当定子驱动部分208D被通电时，合成磁性力引起转子驱动部分208RD围绕旋转中心或者轴线C1旋转，由此旋转外部轴211。以基本相同的方式，内部轴212被定子驱动部分209D和转子驱动部分209RD围绕轴线C2以可旋转方式驱动。可以在定子208S、209S中的每一个之上设置隔离屏障210A、210B从而如上关于图3所述地转子可以在一个环境中操作同时定子在另一个环境中操作。注意隔离屏障210A、210B可以基本类似于上述屏障210。

外部轴211的旋转中心C1可以由定子的轴承部分208B、208B2和转子的轴承部分208RB1和208RB2控制。在示例性实施例中，轴承部分可以被配置为提供例如主动径向轴承(例如沿着Rx和Ry)和被动提升(例如Rz)，被动径向轴承和主动提升或者被动径向轴承和被动提升。在这个示例性实施例中，轴承部分208B1、208B2这两者可以都是主动轴承，但是在可替代实施例中，轴承部分之一可以是被动轴承部分。如可以理解地，当主动径向轴承与被动提升定子组合时，转子在间距和角色上被稳定下来从而第二被动径向轴承可以被省略。在其它可替代实施例中，主动径向轴承、旋转部分和被动提升定子能够被组合成单一定子-转子布置。定子轴承部分208B1与转子轴承部分208RB1相互作用以例如控制气隙G1，而定子轴承部分208B2与转子轴承部分208RB2相互作用以例如控制气隙G2。注意在图11中，仅仅为了示例性的目的，仅仅示出轴的一半，从而关于图中所示的一半驱动部分，间隙G1和G2仅仅对应于沿着例如X方向的间隙。应该理解，如上所述，当旋转中心C1的位置变化时，在定子和转子之间的间隙可以围绕电机208的周边改变。

类似地，内部轴212的旋转中心C2可以以基本类似于在上面关于轴承部分208B1、208B2、208RB1和208RB2描述的方式由定子的轴承部分209B1、209B2和转子的轴承部分209RB1和209RB2控制。在这个示例性实施例中，轴承部分209B1、209B2这两者可以都是主动轴承，但是在可替代实施例中，轴承部分之一可以是被动轴承部分。如上所述，当主动径向轴承与被动提升定子组合时，转子在间距和角色上被稳定下来从而第二被动径向轴承可以被省略。在其它可替代实施例中，主动径向轴承、旋转部分和被动提升定子能够被组合成单一定子-转子布置。定子轴承部分209B1与转子轴承部分209RB1相互作用以例如控制气隙G3，而定子轴承部分209B2与转子轴承部分209RB2相互作用以例如控制气隙G4。如上所指出地，应该理解，当旋转中心C2的位置变化时，在定子和转子部分之间的间隙G3和G4可以围绕电机209的周边改变。传送设备控制器诸如、例如控制170或者任何其它适当的控制器可以被配置为从在围绕电机208、209的周边的各种点位处的传感器接收间隙测量信号从而绕组可以被通电以例如以任何适当的预定位置和/或空间定向定位轴211、212。

现在参考图11A，示出载架205的一个部分的另一示例性概略示意。注意载架205基本类似于在上面关于图11描述的载架从而相似的特征具有相似的标号。注意轴承部分可以以基本类似于在上面关于图11描述的方式提供转子控制。然而，在这个示例性实施例中，仅仅为了示例性的目的，轴承部分208B1和209B2被示为主动轴承，而轴承部分208B2′和209B1′被示为被动轴承部分。在这个示例性实施例中，被动轴承部分208B2′、208B1′可以以被动方式以任何适当的方式为转子提供径向稳定。然而，应该理解，在可替代实施例中，轴承部分可以具有任何适当的主动/被动轴承配置。例如轴承208B1和208B2′可以是主动轴承，而轴承209B1′和209B2是被动的(其中轴212被适当地支撑在轴211内从而两轴是同心的)。在其它实例中，轴承208B1和209B2可以是被动的，而轴承208B2′和209B1′是主动的。在该实例中，任何适当的控制器例如控制器170可以激励主动轴承部分208B1、209B2，从而轴211、212位于任何适当的预定位置处。在该实例中，被动轴承208B2′和209B1′可以为它们的相应的主动轴承用作支点从而例如通过控制间隙G1、G4的尺寸，轴211、212能够被以空间方式定向。

现在参考图11B，示出载架205的一个部分的另一示例性概略示意。注意该载架基本类似于在上面关于图11描述的载架，从而相似的特征具有相似的标号。然而，在这个示例性实施例中，磁性转轴轴承450、451是被分离的或者独立于旋转驱动208′、209′。注意轴承450、451可以基本类似于上述轴承部分208B1、208RB1、208B2、208RB2、209B1、209RB1、209B2、209RB2并且被配置为以基本类似于在上面关于图11描述的方式提供轴承和提升控制。在这个示例性实施例中，驱动208′可以包括被安装于载架205中的定子208S′和被附接到轴211的转子208R′。驱动209′可以包括被安装于载架中的定子209S′和被附接到轴212的转子209R′。磁性轴承450可以包括位于载架中的第一轴承构件450A和被附接到轴211的第二轴承构件450B。磁性轴承451可以包括位于载架中的第一轴承构件451A和被附接到轴212的第二轴承构件451B。虽然在图11B中示出仅仅两个磁性轴承450、451(在每一个轴211、212上一个)，但是应该理解，在可替代实施例中，任何适当数目的磁性轴承可以与轴211、212中的每一个相关联。在一个示例性实施例中，磁性轴承可以被竖直地分段(即段沿着竖直方向偏移)从而每一个轴承450、451沿着Rx、Ry轴线在轴211、212中的相应的一个之上提供单独的倾斜控制。在其它示例性实施例中，例如通过例如被设于轴211、212之间的适当的轴承，轴可以被以任何适当的方式相对于彼此受到约束，从而在轴承450、451稳定或者控制作为一个单元的共轴轴211、212的径向位置和倾斜(例如Rx、Ry)时，轴211、212保持是同心的。

现在参考图11C，示出载架205的一个部分的示例性概略示意。注意该载架基本类似于在上面关于图11描述的载架从而相似的特征具有相似的标号。然而，在这个示例性实施例中，磁性转轴轴承/定子208″、209″被示为具有被配置为提供旋转力、浮力、轴向力和/或平面X-Y(即径向)定位力(例如定子和被动轴承在整体驱动构件中被相互集成)的一个部分或者部分。磁性转轴轴承/定子可以被配置为以基本类似于在上面关于图11描述的方式提供轴承和提升控制。在一个示例性实施例中，磁性转轴轴承/定子208″、209″可以被配置成用于产生用于操作驱动部分的不同驱动力的成套的置入绕组。在可替代实施例中，绕组可以是可以被换向从而产生在这里描述的驱动力的非置入绕组。在这个示例性实施例中，在定子208S″、209S″和它们的相应的转子208R″、209R″之间的相互作用可以以基本类似于在上面关于图5描述的方式分别产生磁通场1330、1320和1330′、1320′以及相应的被动和吸引力。电机208″可以被如上所述地配置以控制间隙G5，而电机209″可以被如上所述地配置以控制间隙G6。如上所述，通过改变间隙G5和G6，转轴600可以被倾斜和/或在位置方面位于例如X-Y平面内，从而实现例如被耦接到转轴的机器人臂并且因此在机器人臂上携带的基片的精细定位。在一个示例性实施例中，磁性轴承/定子可以被竖直地分段(即段沿着竖直方向偏移)从而每一个轴承208″、209″沿着Rx、Ry轴线在轴211、212中的相应的一个之上提供单独倾斜控制。在其它示例性实施例中，例如通过例如被设于轴211、212之间的适当的轴承，轴可以被以任何适当的方式相对于彼此受到约束，从而在轴承208″、209″作为一个单元稳定或者控制共轴轴211、212的径向位置和倾斜(例如Rx、Ry)时，轴211、212保持是同心的。

现在参考图11D-11F，根据示例性实施例示出另一示例性电机配置。例如电机1000、1010和它们的、可以类似于控制器170的控制器1050，可以被如此配置，使得电角度被用于驱动一组公共换向函数(commutation function)从而产生三维力，包括围绕驱动轴211、212的旋转轴线的推进力、沿着z方向的推进力和用于倾斜、旋转和定位转轴1070的沿着X和/或Y方向的引导力。换言之，通过利用电角度偏移来调节电角度，可以使用一组公共换向方程在电机中产生至少一、二和三维力。在其公开通过引用整体地结合于本文中的于2007年6月27日提交的并且题目为“COMMUTATION OF AN ELECTROMAGNETICPROPULSION AND GUIDANCE SYSTEM(电磁推进和引导系统的换向)”的共同转让的美国专利申请No.11/769,688中描述了这种驱动配置的实例。

在这个示例性实施例中，驱动单元1099的两个电机1000、1010提供例如至少七个自由度。例如当经由例如在轴211、212之间的适当的轴承而保持轴211、212相对于彼此共轴时，该两个电机可以提供七个自由度。在另一个实例中，当并未相对于彼此地约束轴211、212时(即，轴能够沿着所有的轴线相对于彼此移动)，由两个电机提供的自由度可以例如是十二个自由度。驱动单元1099可以基本类似于在上面关于图11描述的驱动单元，除非另外指出。图11D示出一种驱动单元，其中电机1000、1010中的每一个被配置为为了传送器的操作而沿着四个维度(即X、Y、Z和相应的轴的旋转)提供力。如可以理解地，电机还可以沿着Rx、Ry和Rz轴线产生力矩，所述力矩是由定子绕组的不同段产生的力所引起的。例如，在一个示例性实施例中，电机的绕组可以被以基本类似于上述的方式竖直地分段。示出了用于轴211、212的推进系统，该推进系统提供使用例如洛伦兹力而围绕Z轴的推进(即，外部轴211的旋转Rz1和内部轴212的旋转Rz2)，使用例如洛伦兹力而沿着Z轴的提升，和当例如轴如上所述地被保持彼此同心时使用例如洛伦兹和麦克斯韦力的、沿着X和Y轴的间隙控制(即，在X-Y平面中的平面运动以及围绕X和Y轴线的旋转Rx和Ry)。当并未相对于彼此地约束轴时，可以利用例如由例如沿着每一个定子的周边的竖直偏移绕组段产生的、沿着Rz轴的不同的提升力对于轴211、212中的每一个独立地产生倾斜(Rx，Ry)力矩。在可替代实施例中，推进系统可以以任何适当的方式沿着Rx、Ry、Rz1、Rz2、Z、X、Y轴线/平面推进轴211、212。

在图11D示出的示例性实施例中，电机1000、1010可以相应地包括位于例如载架205中的绕组组1000A、1000B和1010A、1010B。如能够关于在图11F中的绕组1000A看到地，绕组组1000A、1000B和1010A、1010B中的每一个可以包括各个绕组1065。在可替代实施例中，绕组组和/或各个绕组可以具有任何适当的配置，诸如例如在前面通过引用并入的美国专利公开2005/0264119中描述的锯齿形或者梯形绕组配置。绕组组1000A、1000B和1010A、1010B可以被放大器1051驱动，放大器1051可以是控制器1050的一个部分。在可替代实施例中，放大器1051可以与控制器1050分离。放大器1051可以是任何适当的放大器，诸如例如能够分别地或者成组地驱动绕组组1000A、1000B和1010A、1010B的各个绕组1065的每一个的多通道放大器。绕组组1000A和1010A可以具有相同定向并且可以被分别定向成距绕组组1000B和1010B例如大约九十度。在可替代实施例中，绕组组可以具有用于利用由绕组组产生的合力而稳定地支撑转子(和轴)的、可以大于或者小于大约九十度的任何适当的机械角度关系。如上所指出地，绕组组还可以在其间具有适当地相应的电角度移位以与相应的轴转子相配合地形成自轴承电机。

在图11D示出的示例性实施例中，驱动单元1099的轴211、212中的每一个分别包括磁体转子1000P、1010P。在所示实例中，仅仅为了示例性的目的，磁性转子1000P、1010P可以具有永久磁体阵列，但是在可替代实施例中，转子1000P、1010P可以不具有永久磁体并且可以由例如铁磁性材料形成。转子1000P、1010P中的每一个可以被布置成磁体的阵列并且可以围绕它们的相应的轴211、212的周边延伸。在一个示例性实施例中，如能够在图11E中看到地，转子1000P、1010P的磁体的阵列可以被如此布置，使得交替的北极1101和南极1102面向绕组组1000A、1000B、1010A、1010B。在其它示例性实施例中，转子1000P、1010P可以具有任何适当的配置，包括但是不限于在前面通过引用并入的、于2007年6月27日提交的并且题目为“COMMUTATION OF AN ELECTROMAGNETIC PROPULSION AND GUIDANCESYSTEM(电磁推进和引导系统的换向)”的美国专利申请No.11/769,688中描述的那些。在可替代实施例中，绕组组和磁体压板可以具有用于如在这里描述地驱动转轴组件和轴的任何适当的配置。

任何适当的传感器系统诸如、例如在下面关于图12-15B描述的那些可以被提供来感测位置，例如各个轴211、212和/或转轴组件1070的x、y、z、Rx、Ry和Rz坐标。在可替代实施例中，在每一个绕组组包括多个电路的情况下，在转子和定子之间的相对运动可以经由例如不同电路电压产生能够经由例如在一个相中和/或在垂直于磁体阵列的方向的电压的总和提供相对于磁体阵列在任何方向的位置信息的反电动势。在其它可替代实施例中，可以利用其它适当的传感器系统。

在一个示例性实施例中，如上所述，转轴组件1070在X和/或Y方向上的平面运动、转轴组件1070的倾斜Rx、Ry、轴211、212中的每一个的旋转Rz1、Rz2和转轴组件1070沿着Z轴的运动可以通过使用一组公共换向方程利用电角度偏移调节电角度而得到控制。在可替代实施例中，可以以任何适当的方式控制驱动单元部件的运动。注意在这个示例性实施例中，两个电机1000、1010为驱动系统1099提供例如七个自由度。如可以理解地，驱动单元1099还可以包括如上关于图9所述的Z驱动单元。

再次参考图11还有图12，可以通过例如任何适当的编码器例如编码器410A、410B和它们的相应的编码器标尺430A、430B跟踪外部轴和内部轴211、212的旋转位置。在可替代实施例中，在转子和定子之间的相对运动可以产生如上所述能够提供位置信息的反电动势。在这个示例性实施例中，编码器410A、410B被配置成具有发射器412和读出头411的光学编码器。在可替代实施例中，编码器可以被配置成任何适当的编码器，包括但是不限于光学、反射式、电容式、磁性和电感式编码器。编码器标尺430A、430B可以是被配置为允许编码器跟踪它们的相应的轴的旋转位置的任何适当的标尺。在一个示例性实施例中，如能够在图11中看到地，编码器410A可以被安装在载架205上并且被布置成与可以在外部轴211上安装的标尺430A互相作用。编码器410B可以被安装在载架205上并且被布置成与可以在内部轴212上安装的标尺430B互相作用。在可替代实施例中，标尺可以位于载架上而编码器位于驱动轴中的相应的一个上。在其它可替代实施例中，编码器和编码器标尺可以具有任何适当的配置。由编码器410A、410B输出的位置信号可以由例如控制器170利用以关于被耦接到轴中的相应的一个的臂连杆的位置和/或为电机换向提供反馈。

如能够最好地在图12中看到地，在一个示例性实施例中，示例性编码器发射器412和读出头411可以被耦接到可以被插入载架中的编码器框架或者模块500。编码器框架可以由任何适当的材料构造，包括被配置用于在真空环境中使用的材料。编码器框架500可以被如此配置，使得发射器412和读出头411可以能够在箭头A和B的方向上移动以允许相对于编码器标尺430A调节编码器。任何适当的密封510E、510C可以被设于发射器412和读出头411与编码器框架500之间以防止任何颗粒进入基片处理环境。适当的密封510A、510B还可以被设于编码器框架500和载架205之间以防止颗粒进入基片处理环境。注意编码器410B可以基本类似于编码器410A。在可替代实施例中，编码器框架500可以被如此配置，使得编码器发射器和读出头被保持在与基片处理环境分离的环境中并且通过光学观察端口利用以减少能够释气到例如真空处理环境中的材料的量。在其它可替代实施例中，能够利用任何适当的反馈装置，包括但是不限于霍尔(Hall)效应传感器、电感式传感器和解析器。

现在参考图12A，根据另一示例性实施例示出另一示例性编码器配置。在这个示例性实施例中，载架205′可以具有用于接受传感器插件或者模块550A、550B的凹部或者开口530A、530B。凹部530A、530B可以具有允许传感器部件411’、412’感测编码器标尺430A的观察端口560A、560B。模块550A、550B可以具有任何适当的形状和/或配置。例如，模块550A、550B可以被如此配置，使得在将模块550A、550B插入它们的相应的凹部530A、530B中时，传感器411’、412’彼此间和与编码器标尺对准。在可替代实施例中，该模块可以是在凹部内可调节的从而传感器可以与相应的编码器标尺相对准。如可以理解地，虽然模块550A、550B在图12A中被示为单独的模块，但是在可替代实施例中，模块550A、550B可以具有整体构造(例如一件式)。在这个示例性实施例中，模块550A可以包括位于模块550A中的编码器读出头411′，从而当模块550A被插入载架205′中时，读出头411′与观察端口560A相对准。在这个示例性实施例中，读出头411′在模块550A和载架205′之间形成密封570A以防止任何大气泄漏或者污染物进出基片处理区域。在可替代实施例中，可以以任何适当的方式在读出头和载架之间形成密封。在其它可替代实施例中，与读出头411′分离的″窗口″或者光学透明材料可以覆盖并且密封观察端口560A。模块550B可以包括位于模块550B中的编码器发射器412′，从而当模块550B被插入载架205′中时，发射器412′与观察端口560B相对准。在这个示例性实施例中，发射器412′在模块550A和载架205′之间形成密封570B以防止进出基片处理区域的任何大气泄漏。在可替代实施例中，可以以任何适当的方式在读出头和载架之间形成密封。在其它可替代实施例中，与发射器412′分离的“窗口”或者光学透明材料可以覆盖并且密封观察端口560B。如可以理解地，模块550A、550B可以被适当地连接到控制器例如控制器170，从而提供关于轴定向、平面位置和旋转位置的反馈。注意在图中所示的示例性模块550A、550b的配置仅仅是为了示例性的目的，并且模块550A、550B可以具有任何适当的配置和/或包括任何适当类型的传感器，包括但是不限于电感式和电容式传感器。

编码器410A、410B、550A、550B还可以被配置为测量例如在电机208、209的定子和转子之间的一个或者多个间隙G1-G4。例如标尺430A可以被配置为允许编码器测量气隙。在可替代实施例中，编码器可以被配置为以任何适当的方式测量气隙。在其它可替代实施例中，另外的编码器或者其它反馈装置可以位于例如轴211、212的附近以测量一个或者多个间隙G1-G4。

现在参考图13，示出用于关于例如驱动轴211探测例如旋转位置、轴向位置、X-Y平面位置和/或间隙的另一示例性传感器配置1100。在这个示例性实施例中，传感器配置1100被配置成非侵入式传感器从而例如在例如将真空环境从大气环境隔离的屏障210中无需任何光学观察端口或者馈通。

图13的传感器配置1100可以利用磁路原理来确定例如从铁磁性目标1110(可以被固定到例如转子或者驱动轴)到换能器(transducer)或者读出头框架的距离。如将在下面更加详细描述地，铁磁性目标可以具有任何适当的轮廓(例如对于旋转驱动是弯曲的或者对于线性驱动是平坦的)并且具有在其中嵌入的任何适当的构形(一种或者多种)。在这个示例性实施例中，换能器或者读出头1120包括例如铁磁性元件1122、永久磁体1123、磁性传感器1124A-1124D和安装基片1125。永久磁体1123可以具有任何适当的形状诸如、例如在图13中示出的柱形形状。永久磁体1123的磁极可以被如此定向，使得它们与安装基片平行，然而，在可替代实施例中，磁极可以被以任何适当的方式定向。磁性传感器1124A-1124D可以是任何适当的磁性传感器，包括但是不限于霍尔效应传感器、簧片开关和磁阻器。

铁磁性元件1122可以具有任何适当的形状诸如、例如在图13中示出的杯形。铁磁性元件1122可以相对于永久磁体1123如此定位，使得该杯形形状是与永久磁体1123同心的。在可替代实施例中，铁磁性元件1122可以与永久磁体1123具有任何适当的位置关系。永久磁体1123可以以任何适当的方式诸如、例如通过磁性吸引、机械紧固器和/或粘结剂而被耦接到铁磁性元件1122的中心。永久磁体1123和铁磁性元件的配置可以是这样的，使得当沿着特定路径以均匀密度形成磁通时，磁路得以产生。在图13所示的示例性实施例中，磁通密度可以沿着圆1127是均匀的。

在该实例中，四个磁性传感器1124A-1124D被沿着由圆1127示意的均匀磁通路径放置从而它们的输出是基本相同的。应该理解，在可替代实施例中，可以沿着均匀磁通路径放置任何适当数目的磁性传感器。磁性传感器的输出可以被转发(route)到用于处理传感器输出信号的、任何适当的调节电路1126以优化输出信号1128的质量。如可以理解地，增加在读出头1120中的磁性传感器的数目可以增加读出头1120的抗扰度。在可替代实施例中，磁性传感器可以相对于磁通密度线以交替定向而被成对地布置。该对传感器能够每一个均提供可以改进从读出头位置转发到将读出信号的任何适当的装置的信号的抗扰度的差分(differential)输出。在其它可替代实施例中，可以以任何适当的方式布置磁性传感器。

在操作中，在读出头1120前面放置铁磁性目标1110可以改变由磁性传感器1124A-1124D感测到的磁通密度矢量，由此修改磁性传感器1124A-1124D的输出信号1128。如可以理解地，在铁磁性目标1110和读出头1120之间的距离或者间隙1130影响输出信号1128的数值。还如可以理解地，永久磁体1123和铁磁性元件1122的形状可以被优化以最大化读出头1120的操作范围(例如，距离1130)。

图13的示例性实施例的传感器配置可以如能够在图14中看到地以非侵入方式通过屏障210而能够感测在例如转子1200R和定子1200S之间的间隙。图14示出在上面关于图13描述的传感器配置的一个部分的概略示意。在这个示例性实施例中，铁磁性目标可以是转子背衬1210，但是在可替代实施例中，该目标可以是任何适当的铁磁性目标。读出头1120可以与转子背衬1210互相作用从而磁通线从读出头1120通过屏障210到达转子背衬1210并且返回传感器1124。传感器信号可以被发送到例如任何适当的电子设备，例如用于读出信号和确定间隙1130尺寸的控制器170。

现在参考图14A和14B，根据示例性实施例示意出另一示例性传感器反馈系统。如能够在图14A中看到地，该传感器系统包括铁磁性目标1340和三个传感器1350-1370。在可替代实施例中，该反馈系统可以包括多于或少于三个传感器。在这个示例性实施例中，铁磁性目标可以是转子背衬，但是在可替代实施例中，该目标可以是任何适当的铁磁性目标。如能够最好地在图14B中看到地，铁磁性目标1340在该实例中被配置成可以在例如仅仅为了示例性的目的在上面关于图4A和4B描述的电机中利用的转子1300R。转子背衬1340可以具有嵌入转子背衬1340的表面1390中的几个构形。在该实例中，绝对轨道构形(absolute track profile)1330和增量轨道构形1310被嵌入或者以其它方式形成于背衬1340中。绝对和增量轨道构形1330、1310可以包括用于适当地跟踪转子1300R的位置的、任何适当的构形(例如平台(land)和凹槽、凹部等)。在可替代实施例中，转子1300R可以具有任何适当的构形配置。在可替代实施例中，构形可以被独立于转子1300R地设置并且位于在驱动部分内的任何适当的位置处。还注意到，虽然铁磁性目标被描述成转子背衬，但是应该理解铁磁性目标可以与转子分离。例如，铁磁性目标可以被附接到在例如在这里描述的示例性实施例的驱动轴上的、任何适当的位置。

传感器1350-1370可以基本相互类似和类似于上述读出头1120。在可替代实施例中，传感器1350-1370可以是任何适当的传感器。在这个示例性实施例中，传感器1350-1370可以相对于转子1300R如此定位，使得每一个传感器提供不同的传感器读数。例如，传感器1350可以与绝对轨道构形1330相对准以形成绝对位置传感器。传感器1360可以被对准以与转子背衬1340的非构形表面1320相接口以形成间隙传感器。传感器1370可以与增量轨道构形1310相对准以形成增量位置传感器。在可替代实施例中，传感器可以被与相应的磁性目标一起地配置以提供任何适当的定位信息。在其公开通过引用整体地结合于本文中的、于2008年6月27日提交的代理人案号390P012911-US(PAR)、题目为“POSITION FEEDBACK FOR SELF BEARING MOTOR(用于自轴承电机的位置反馈)”的美国专利申请系列号12/163,984中描述了用于与示例性实施例的驱动部分一起使用的其它适当的反馈系统。

如可以理解地，载架205也可以包括任何适当的传感器诸如、例如用于感测载架205沿着Z方向的位置的、图11所示的传感器410C。传感器410C可以基本类似于传感器410A、410B。在可替代实施例中，传感器410C可以是具有任何适当的配置的、任何适当的传感器，包括但是不限于在这里描述的那些传感器。

回过来参考图11，如可以理解地，当电机208、209的绕组未被通电时，例如当传送器设备(例如传送器800)被断电或者以其它方式失去动力时，电机/磁性转轴轴承208、209可能不支撑轴211、212。载架205和/或轴211、212可以被如此配置，使得当绕组未被通电时，轴211、212被以任何适当的方式支撑。如能够在图11中看到地，在一个示例性实施例中，载架205可以包括支撑表面421A并且外部轴211可以包括被以任何适当的方式耦接到该轴的支撑构件421B。在可替代实施例中，支撑构件421B可以与轴211具有整体构造。当绕组208B、208B2被断电时，外部轴211可以被降低从而支撑构件412B停靠在支撑表面421A上。如可以理解地，支撑表面421A和支撑构件421B的形状和/或配置可以是用于当绕组208B、208B2未被通电时稳定地支撑轴211的任何适当的形状和/或配置。

轴211也可以具有支撑表面420A并且内部轴212可以具有支撑构件420B。在该实例中，内部轴212的支撑构件420B被示为与轴212具有整体构造，但是在可替代实施例中，支撑构件420B可以是被以任何适当的方式耦接到轴212的单独构件。当绕组209B1、209B2被断电时，内部轴可以被降低从而内部轴的支撑构件420B与外部轴211的支撑表面420A相互作用以支撑内部轴211。支撑表面420A和支撑构件420B的形状和/或配置可以是用于当绕组209B1、209B2未被通电时稳定地支撑轴212的任何适当的形状和/或配置。

注意在图11中示出的支撑表面和支撑构件仅仅是为了示例性的目的并且当传送器在断电状态中时，轴211、212可以被以任何适当的方式支撑。例如在可替代实施例中，可以利用任何适当的支撑体包括但是不限于球轴承、滚柱轴承和/或适当的轴衬支撑所述的轴。在其它可替代实施例中，永久磁体可以邻近于外部轴和内部轴211、212地位于载架中。载架的永久磁体可以与位于轴211、212上的相应的永久磁体互相作用从而当传送器被断电时轴211、212受到支撑。注意在利用永久磁体来支撑轴211、212的情况下，绕组208B1、208B2、209B1、209B2可以具有足以克服由永久磁体产生的磁性力的动力从而能够如在这里描述地定位轴的旋转中心。

现在参考图15-17，将描述示例性实施例的示例性操作。如上所述，轴211、212可以被以任何适当的方式耦接到传送器设备的臂连杆。

如能够最好地在图15中看到地，控制器(例如控制器170)可以被配置为对定子208S和209S的电机绕组通电以产生径向和/或切向力从而转子208R、209R以角度α沿着Z轴歪斜，这引起轴211、212的纵向中心线C1、C2相对于例如如在图15中示出的载架205和/或定子208S、209S的中心线Z1倾斜(即，转轴600围绕X和/或Y轴旋转)。如能够在图15中看到地，仅仅为了示例性的目的，气隙G1-G4朝向载架205的底部205B增加并且应该理解，根据相对于X-Y平面的倾斜方向，气隙可以增加或者降低。控制器可以被配置为对定子208S、209S的绕组通电从而当臂延伸或者缩进时保持气隙G1-G4和倾斜角度α。在可替代实施例中，绕组可以被通电以在臂延伸或者缩进之后倾斜转轴600。在另外的其它可替代实施例中，转轴600可以在臂的操作期间在任何时间点倾斜。如可以理解地，倾斜可以是在任何适当的方向上例如在X方向上的倾斜Rx、在Y方向上的倾斜Ry或者在X和Y这两个方向上的倾斜。倾斜角度α可以仅仅由例如在定子208S、209S和转子208R、209R之间的气隙G1-G4的尺寸限制。

如能够在图16中看到地，绕组还可以被通电从而转轴600在X-Y平面中平移从而轴211、212(即转轴600)的中心线保持与Z轴线平行。在图16所示实例中，轴211、212的纵向中心线或者旋转中心从例如载架205的中心线Z1或者在驱动系统内的任何其它适当的位置离开距离D。图16所示的气隙G1-G4被示意成是基本相等的，但是如上所指出地，应该理解，根据在定子/转子的周边上的哪一个点上测量气隙，气隙将是不同的。注意转轴在X-Y平面中行进的距离D(例如X-Y平移)可以仅仅由气隙G1-G4的尺寸限制。

转轴组件600和被耦接到此的臂800的X-Y平移和/或倾斜可以被利用来精调臂800的位置从而位于端部操纵装置830上的基片S在例如基片处理室、加载锁、对准器、基片盒体或者在处理和/或存储基片中使用的任何其它适当的设施中或者其上适当地空间定位。例如，参考图17，示出传送器900和基片站910的概略示意。该传送器包括如上所述的转轴组件600和臂800。基片站910可以是用于支撑、存储和/或处理基片的任何适当的站诸如、例如基片对准器。在该实例中，传送器可以例如被如此安装，使得转轴600′的中心线(例如当在转轴和定子之间的气隙是基本均匀的时)并不与基片站910的基片坐靠平面911垂直。这样，位于臂800的端部操纵装置830上的基片S可以不与基片坐靠平面911平行。传送器900的电机的绕组可以如上所述地被通电以在X-Y平面中以角度α′倾斜转轴从而当基片被置于基片站910上时基片S基本与基片坐靠平面911平行。如可以理解地，转轴组件600还可以在X和/或Y方向上平移以相对于基片站910精调端部操纵装置和在端部操纵装置上携带的基片S的定向和/或位置。如还可以理解地，可以通过在基片将被平移的方向上倾斜转轴并且在例如Z方向上移动基片以补偿当放置基片时转轴的倾斜而实现基片沿着X和/或Y方向的平移。在精调端部操纵装置的定向和/或位置时，端部操纵装置可以被整平或者使其基本与基片坐靠表面或者平面平行和/或可以在例如X-Y平面中调节端部操纵装置的位置而不用旋转、延伸或者缩进机器人臂。通过控制转轴组件600的中心线而精调端部操纵装置位置还可以被利用来补偿在臂800中的下垂或者用于任何其它适当的目的。

还注意图17所示的基片站910可以结合基本类似于在上面关于图15-17描述的驱动系统的驱动系统从而被附接到例如对准器电机的驱动轴的基片坐靠表面可以如在这里描述地那样倾斜和/或平移。

如在这里描述的示例性实施例的驱动部分包括，例如包括X、Y、Z、Rx、Ry、Rz1和Rz2的七个自由度。在一个示例性实施例中，Rz1和Rz2分别与轴211和212的旋转相关联。X、Y、Rx和Ry与转轴600的位置和/或倾斜(即偏移转子208R、209R的位置)相关联。Z与载架205(和臂800)沿着Z方向的运动相关联。注意在一个实施例中，存在由两个电机208、209提供的六个自由度，而第七个自由度是由Z驱动单元220提供的。在例如在图11D-11F中所示的其它实施例中，七个自由度可以由两个电机提供而第八个自由度由Z驱动单元提供。

如上所指出地，示例性驱动的自由度的数不限于七。在可替代实施例中，根据示例性实施例的驱动部分可以具有大于或者小于七的自由度。例如，传送器设备可以被安装在允许整个传送器被沿着一、二或者三维方向平移的可移动载架上。在其它实例中，驱动系统可以具有多于或者少于两个的驱动轴。

在补偿在传送器和基片站之间的任何错位和/或基片传送器的悬臂梁效应引起的任何偏转的同时，在驱动单元中的这些多个自由度可以允许精细地整平和定位基片。由示例性实施例的驱动部分提供的磁性转轴轴承还可以提供无润滑旋转转轴，由此降低任何颗粒被引入基片处理区域中的可能性。示例性实施例的磁性转轴轴承还减少了可以由例如可以被用于润滑驱动部分的转轴的油脂或者其它润滑剂引起可能的除气作用。

如可以理解地，在这里描述的示例性实施例可以被分别地或者以任何适当的方式相组合地利用来驱动例如机器人传送器或者其它设施包括但是不限于基片对准器的电机。如还可以理解地，虽然示例性实施例在这里是关于旋转电机描述的，但是示例性实施例能够被同等地应用于驱动线性电机系统。

应该理解，前面的说明仅仅示意出实施例。本领域技术人员能够设计出各种可替代形式和修改而不偏离实施例。据此，本实施例旨在涵盖落入所附权利要求的范围内的、所有的这种可替代形式、修改和变化。

Claims

1.一种用于基片传送臂的驱动部分，包括：

框架；

在所述框架内安装的至少一个定子，所述定子包括第一电机部分和至少一个定子轴承部分；和

基本无接触地由所述至少一个定子轴承部分以磁力方式支撑的共轴转轴，其中所述共轴转轴的每一个驱动轴包括转子，所述转子包括第二电机部分和被配置为与所述至少一个定子轴承部分相接口的至少一个转子轴承部分；

其中所述第一电机部分被配置为与所述第二电机部分相接口以实现所述转轴围绕预定轴线的旋转，并且所述至少一个定子轴承部分被配置为通过与所述至少一个转子轴承部分交互而至少实现被连接到所述共轴转轴的基片传送臂端部操纵装置的整平。

2.根据权利要求1的驱动部分，其中所述至少一个定子轴承部分被配置为与所述至少一个转子轴承部分相接口以至少改变预定旋转轴线相对于所述至少一个定子的中心线的角度定向。

3.根据权利要求1的驱动部分，其中所述框架位于外罩内，所述驱动部分被耦接到所述框架并且被配置为在所述外罩内线性地平移所述框架。

4.根据权利要求1的驱动部分，其中所述至少一个定子和转子被相互隔离，其中所述至少一个定子在第一环境中操作并且所述转子在第二环境中操作。

5.根据权利要求1的驱动部分，进一步包括驱动部分反馈系统，所述驱动部分反馈系统包括被配置为测量预定旋转轴线的平面位置和预定旋转轴线的角度定向的至少一个传感器。

6.根据权利要求1的驱动部分，其中所述共轴转轴包括至少两个驱动轴，每一个驱动轴具有转子，并且所述至少一个定子包括至少两个定子，其中所述至少两个定子中的每一个被配置为与所述转子中的相应的一个相接口并且引起预定旋转轴线的角度定向改变。

7.根据权利要求1的驱动部分，其中所述至少一个定子轴承部分被配置为与所述转子轴承部分相接口并且从所述至少一个定子的中心线沿着轴向偏移所述共轴转轴的中心线。

8.根据权利要求7的驱动部分，其中沿着轴向偏移所述共轴转轴的中心线实现了所述端部操纵装置的平面位置调节。

9.根据权利要求1的驱动部分，其中所述至少一个定子包括两个定子并且所述共轴转轴包括两个驱动轴，每一个驱动轴具有相应的转子，其中所述两个定子和所述相应的转子为所述驱动部分提供六个自由度。

10.根据权利要求1的驱动部分，其中所述至少一个定子包括两个定子并且所述共轴转轴包括两个驱动轴，每一个驱动轴具有相应的转子，其中所述两个定子和所述相应的转子为所述驱动单元提供七个自由度。