电磁推进与导向系统的换向技术方案

一种电机换向方法，该方法包括计算调节电角度，并在常用换向方程组中利用调节电角度，以使该常用换向方程组能够在电机中产生一维和二维力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文描述的实施例涉及一种特别用于磁悬浮材料运送平台的电磁推进与导向驱 动换向的方法和系统。
技术介绍
图1示出一种传统基片加工装置的示意平面图。如图所示，图1中装置的加工模 块绕加工装置的运送室径向放置。可为传统的两轴或三轴运动装置的运送装置(例如机器 人)位于运送室中心以在加工模块之间运送基片。如可知的，加工装置的生产量受运送装 置的处理率的限制。此外，传统机器人需要许多活动部件，包括接头、臂、电机、编码器等。传 统机器人通常具有有限数目的自由度，为机器人提供动力和控制通常需要打开运送室的封 装。所公开实施例克服了现有技术的这些及其他问题。
技术实现思路
公开的实施例涉及一种电机换向方法，该方法包括计算调节电角度，并在常用换 向方程组中采用该调节电角度，以使该常用换向方程组能够在电机中产生一维和二维力。在另一实施例中，电机换向方法包括计算调节电角度，并将该调节电角度输入换 向方程，使电机绕组换向以在电机中在至少一个维度上产生力，其中，确定调节电角度，以 使在电机中在该至少一个维度的其中仅一个维度上产生力的换向方程和在电机中同时在 该至少一个维度的两个维度上产生力的换向方程通用。在另一实施例中，用于电机换向的装置包括计算调节电角度的电路，及用于在常 用换向方程组中采用该调节电角度以使该常用换向方程组能够在电机中产生一维和二维 力的放大器。在又一实施例中，电机具有通过控制器换向的绕组，其中控制器包括用于计算调 节电角度的电路，及用于在常用换向方程组中采用该调节电角度以使该常用换向方程组能 够在电机中产生一维和二维力的放大器。在进一步的实施例中，基片加工装置具有用于电机换向的控制器，该控制器包括 用于计算调节电角度的电路，及用于在常用换向方程组中采用该调节电角度以使该常用换 向方程组能够在电机中产生一维和二维力的放大器。附图说明在下文中结合附图解释本专利技术的上述各方面及其他特征，其中图1为现有技术基片加工装置的示意平面图；图2A为包含所公开实施例特征的基片加工装置的示意平面图；图2B为基片加工装置的控制器的示意图；图3为一种适于实现所公开实施例的代表性电机配置的横截面示意透视图；图4示出另一种适于实现所公开实施例的电机配置；图5示出示例Y型配置的绕组组(winding set)的示意图；图6示出一种示例Δ型配置的绕组组的示意7A-7D示出作用于促动器(forcer)与压板之间的力矢量，其在χ方向上提供由 洛伦兹力引起的推进，及在y方向上提供由洛伦兹力和麦克斯韦力引起的导向；图8示出图7A-7D的实施例的求解过程；图9A-9D示出作用于促动器与压板之间的力矢量，其在χ方向上提供由洛伦兹力 引起的推进，及在y方向上提供由麦克斯韦力引起的导向；图10示出图9A-9D的实施例的求解过程；图11A-11D示出作用于压板的力矢量，其在χ方向提供由洛伦兹力引起的推进及 在y方向上提供由洛伦兹力引起的导向；图12示出图11A-11D的实施例的求解过程；图13A为一种线性推进系统的透视示意图，该系统的电机具有依照另一示例实施 例的配置；图13B1-13B2为依照不同示例实施例的相应磁体阵列的示意图；图13C示出供与所公开实施例配合使用的各个绕组的交替布置。图13D1-13D2为依照不同示例实施例的相应绕组布置示意图；图14示出三维电机配置实施例的绕组组的取向，其中，a代表力Fa的方向，b代表 力Fb的方向。图15示出用于执行换向，以利用洛伦兹力在χ方向产生推进作用和在ζ方向产生 提升，及利用洛伦兹力和麦克斯韦力在y方向产生导向分量的求解过程图示。图16示出用于执行换向，以利用洛伦兹力在χ和ζ方向产生推进分量，及利用麦 克斯韦力在y方向产生导向分量的求解过程图示。图17示出用于执行换向，以全都利用洛伦兹力在χ和ζ方向产生推进分量，在y 方向产生导向分量的求解过程图示。图18A-18D示出应用于不同自由度的开环稳定法的各种力图。图19为可应用于所公开实施例的电机换向的一般方框图。以及图20A-20D为根据另一实施例的电机的其他横截面示意图，示出作用于促动器与 压板之间的产生推进和导向力的各个力矢量。具体实施例方式图2A为适于实现本文公开实施例的示例基片加工装置10的示意平面图。尽管当 前公开的实施例参考基片加工描述，但应了解的是，所公开实施例可有多种替代形式，包括 以磁方式运送物体的任何系统。此外，可采用任意合适尺寸、形状、或类型的元件或材料。所公开实施例涉及一种用于磁悬浮材料运送平台的推进与导向系统。电机力 (motor force)方程和电机换向方程，包括基于指定推进和导向力的电机控制参数的计算 表达式，可被提供用于二维和三维电机配置。所公开实施例包括利用电角度偏移(offset)调节用于驱动常用换向方程组的电 角度，以使同一电机换向方程组可被用于至少产生在X方向的一维推进力、包括X方向的推 进力和y方向的导向力的二维力、及包括χ和ζ方向的推进力及y方向的导向力的三维力。换言之，通过用电角度偏移调节电角度，采用常用换向方程组，可在电机中至少产 生一维、二维及三维力。特别地，电机力方程、电机换向方程及电机控制参数计算被提供用于二维电机配 置以在X方向通过洛伦兹力产生推进，及通过洛伦兹力和麦克斯韦力在y方向产生导向。另 一实施例包括电机力方程、电机换向方程及电机控制参数计算，以为二维电机配置在X方 向通过洛伦兹力产生推进，及通过麦克斯韦力在y方向产生导向。再一实施例包括电机力 方程、电机换向方程及电机控制参数计算，以为二维电机配置主要利用洛伦兹力在χ方向 产生推进和在y方向产生导向。类似地，对于三维电机配置，电机力方程、电机换向方程及电机控制参数计算被提 供以在χ和Z方向通过洛伦兹力分别产生推进和提升，及在y方向通过洛伦兹力和麦克斯 韦力产生导向。附加的实施例包括用于三维电机配置的电机力方程、电机换向方程及电机 控制参数计算以在χ和ζ方向通过洛伦兹力分别产生推进和提升，及在y方向通过麦克斯 韦力产生导向作用。又一实施例包括用于三维电机配置的电机力方程、电机换向方程及电 机控制参数计算以在χ、ζ及y方向都通过洛伦兹力分别产生推 进、提升和导向。进一步的实施例包括电机力方程、电机换向方程及电机控制参数计算，以用于具 有开环稳定的相位换向，开环稳定包括开环横摇稳定(rollstabilization)、具有离散力的 开环纵摇稳定(pitch stabilization)及具有分布力的开环纵摇稳定。再回至图2A，基片加工装置10可包括多个加载端口 12、环境前端模块(EFEM) 14、 加载锁16、运送室18、一个或多个加工模块20，及控制器200。EFEM 14可包括能够将基片从加载端口 12运送至加载锁16的基片运送装置(未 显示)。加载端口 12能够支持多个基片存储盒(canister)，例如传统的FOUP存储盒及任 何其他合适的基片存储装置。EFEM 14通过加载锁16与运送室18对接。EFEM 14可进一 步包括基片对准能力、分批处理能力、基片及载体识别能力或其他能力。在替代实施例中， 加载锁16可与加载端口 12直接对接，如在加载锁具有分批处理能力，或在加载锁具有将晶 片从FOUP直接运送至该锁的能力的情况下那样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机换向方法，包括：计算调节电角度；及在常用换向方程组中利用调节电角度，以使该常用换向方程组能够在电机中产生一维和二维力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-6-27 11/769688一种电机换向方法，包括计算调节电角度；及在常用换向方程组中利用调节电角度，以使该常用换向方程组能够在电机中产生一维和二维力。2.权利要求1的方法，其中，调节电角度是根据电机压板的一个或多个所测位置坐标 及一个或多个方向上所需的电机力确定的。3.权利要求1的方法，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：M霍泽克，JT穆拉，C霍夫梅斯特，
申请(专利权)人：布鲁克斯自动化公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]