本申请是国际申请日为2017年3月21日、国家申请号为201780001408.2、发明名称为“具有隔离的光学编码器的机器人驱动器”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
示例性和非限制性实施例大体上涉及位置感测，更具体地涉及具有光学编码器的机器人驱动位置传感器。
背景技术
通过引用以其整体并入本文的美国专利公No.2009/0243413A1和No.2015/0303764A1，公开了非光学编码器读取头与编码器盘之间的屏障。
发明内容
以下发明内容仅仅是示例性的。发明内容不旨在限制权利要求的范围。
根据一个方面，提供了一种装置的示例实施例，包括：框架，其中框架被配置为附接到电动机组件邻近孔的壳体，该孔延伸通过壳体；光学传感器，被连接到框架，其中光学传感器包括相机；以及环境分隔屏障，被配置为在孔处连接到壳体，其中环境分隔屏障是至少部分透明的并且相对于相机而定位，以允许相机通过环境分隔屏障和孔来察看壳体内部的图像。
根据另一方面，一种示例方法包括：提供读取头，该读取头包括框架和连接到框架的相机；将读取头连接到电动机组件的壳体，其中读取头的框架被连接到邻近孔的壳体，该孔延伸通过壳体；以及将环境分隔屏障定位在孔处，以将壳体内部的第一环境区域与第二环境区域分隔，相机位于该第二环境区域中，其中环境分隔屏障是至少部分透明的并且相对于相机而定位，以允许相机通过环境分隔屏障和孔来察看外壳内部的图像。
根据另一方面，一种示例方法包括：由读取头的光发射器照射位于电动机组件的壳体内部的参考构件，其中读取头至少部分地位于壳体的外部；由读取头的相机来察看参考构件的图像，其中相机至少部分地位于壳体的外部，其中图像由相机通过壳体中的孔并且通过位于孔处的透明的环境分隔屏障来察看，其中透明的环境分隔屏障将壳体内部的第一环境密封以免受第二环境，传感器位于该第二环境中，并且其中相机位于第一环境的外部，并且透明的环境分隔屏障允许相机在相机处于第一环境的外部的同时察看来自壳体内部的图像。
附图说明
在下面结合附图进行的描述中说明了前述各方面和其他特征，其中：
图1是衬底处理装置的示意图；
图2是图示了图1所示的装置的部件中的一些部件的示图；
图3是图示了图1至图2所示的部件中的一些部件的示意图；
图3A是图示了图1至图2所示的部件的另一示例实施例的示图；
图4是图示了图3所示的部件中的一些部件的示意图；
图4A是图示了图4所示的读取头的一个示例的示意图；
图4B是图示了多个图4所示的读取头的一个示例的示意图；
图5是图示了图3至图4所示的传感器中的连接布置的一个示例类型的示图；
图6是图示了图3至图4所示的传感器与壳体的连接的一个示例类型的示图；
图7是类似于图4的示出了另一示例实施例的示图；
图8是类似于图4的示出了另一示例实施例的示图；
图9是类似于图4的示出了另一示例实施例的示图；
图10是类似于图4的示出了另一示例实施例的示图；
图11是类似于图4的示出了另一示例实施例的示图；
图12是类似于图4的示出了另一示例实施例的示图；
图13是类似于图4的示出了另一示例实施例的示图；
图14是类似于图4的示出了另一示例实施例的示图；以及
图15是类似于图4的示出了另一示例实施例的示图。
具体实施方式
参考图1，示出了具有衬底运输装置12的一个示例衬底处理装置10的示意性俯视图。尽管将参考附图中所示的实施例来描述本发明，但是应当理解，本发明可以以许多形式的替代性实施例来实施。另外，可以使用任何适当的尺寸、形状或类型的材料或元件。
除衬底运输装置12之外，衬底处理装置10包括被连接到真空室15的多个衬底处理室14和衬底盒升降机16。运输装置12至少部分地位于室15中并且适于在室14与升降机16之间和/或中间运输诸如半导体晶片或平板显示器的平面衬底。在备选实施例中，运输装置12可以用在任何适当类型的衬底处理装置中。
常规的真空环境机器人机械手通常包括驱动单元以及如上所讨论的由驱动单元驱动的一个或多个臂，该驱动单元容纳机器人机械手的所有有源部件，例如致动器和传感器。(一个或多个)臂通常是被动机构，即，它们不包括诸如致动器和传感器的任何有源部件。这主要是由于真空环境中排气、配电和除热的困难。
另外参考图2，衬底运输装置12(或真空兼容的机器人系统)包括驱动器18和臂20。驱动器18具有两个旋转轴线。臂20被耦接到驱动器18。在这一示例实施例中，臂20包括第一连杆22、第二连杆24和末端执行器26。第一连杆22被直接附接到驱动器18的第一旋转轴线。第二连杆24通过第一旋转关节28而耦接到第一连杆22。末端执行器26通过第二旋转关节30而耦接到第二连杆24。在所示的实施例中，臂20具有形成在驱动器18和关节28、30处的三个旋转轴线90、92、94。在这一实施例中，第二连杆24通过皮带/带驱动器而被驱动，该皮带/带驱动器可以包括第一滑轮、第一皮带/带和第二滑轮，第一滑轮被附接到驱动器18的第二旋转轴线，第二滑轮被附接到臂20的第二连杆24。末端执行器26被约束为通过另一皮带/带布置而指向相对于驱动器18的近似径向方向，该另一皮带/带布置可以包括第三滑轮、第二皮带/带和第四滑轮，第三滑轮可枢转地耦接到第一连杆22，第四滑轮被附接到末端执行器26。在各种不同的示例实施例中，任何合适的驱动器、致动器、传感器或以其他方式可以提供：如本文所讨论的特征；通过引用以其整体内容全部并入本文的美国专利No.9,202,733和美国专利No.8,716,909的任何组合和/或公开的特征。
虽然相对于真空机器人来对衬底运输装置12进行描述，但是可以提供具有如所公开的特征的任何合适的衬底运输装置、大气压等。衬底运输装置12具有控制器54、驱动单元18和臂20，并且被配置为运输衬底S。控制器54可以具有至少一个处理器32、至少一个存储器34和软件或计算机代码36，该软件或计算机代码36被配置为控制驱动器18并且处理来自传感器的输入。臂20被示出为SCARA类型的臂并且由驱动单元18驱动，但是在备选实施例中，可以提供任何合适的臂。虽然相对于两个连杆臂来对衬底运输装置12进行描述，但是可以提供任何合适数目的连杆。此外，可以提供任何合适数目的臂。此外，可以在任何合适的臂上提供旋转和/或线性轴线的任何组合。
驱动器18形成机器人电动机组件。在这一示例中，机器人电动机组件包括定子和转子，该定子和转子被配置为驱动连接到第一连杆22的主轴和第一连杆中的滑轮中的一个滑轮。另参考图3，驱动器18包括壳体38，壳体38将驱动器18内部和腔室15内部的环境区域40与驱动器和腔室外部的环境区域42分隔。位置编码器参考构件或盘被连接到驱动器18的转子或主轴中的每一个。图3示出了一个这样的示例，其中位置编码器参考构件盘44被示出为附接到主轴/转子46。电动机组件38的壳体具有通过其中的孔48。孔48与位置编码器参考构件盘44对准。被附接到壳体38的是位置读取头50。位置读取头50位于通过壳体38的孔48处，以便当转子/主轴46旋转时，随着盘44的旋转读取头50感测位置编码器参考构件盘44的定位或位置。来自读取头50的输出被提供给控制器54。图3A中示出了另一示例，其示意性地示出了诸如美国专利申请公开No.2014/0077637中的图1所描绘的示例机器人之类的机器人的直接驱动模块，示出了主轴46a、电动机47的定子和转子、直接驱动模块壳体38a、编码器轨道或参考构件44a、轴承49和编码器传感器60a。
另外参考图4，在这一实施例中，位置读取头50通常包括框架56、光发射器58、光学传感器60、环境分隔屏障62和电子电路59。在一种类型的示例实施例中，传感器60是被布置为用于察看至少一个图像的阵列的多个光学传感器，并且光发射器58包括多个光发射器。在图4A中通过读取头50'示出了一个这种示例。在另一备选方案中，如图4B所示，装置可以包括具有不同光发射器和光学传感器配置的多个读取头50”、50”'，但是都被附接到壳体38，以读取相同的参考构件44。
另外参考图5，在这一示例实施例中，第一连接件64被提供在传感器60与框架56之间，并且第二连接件66被提供在分隔屏障62与框架56之间。然而，如图6所示，传感器60和分隔屏障62可以与传感器框架是整体组件，具有与壳体38的单一类型的连接件68。连接件64、66、68可以是固定不动的或可调整的。在图4所示的示例中，连接件64是固定不动的，连接件66是弹性可偏转的连接件，而连接件68是可调整的。
在这一示例实施例中，环境分隔屏障62是透明窗口，并且光学传感器60是相机。提供保持器70，以保持透明窗口62。保持器70通过连接件66而被连接到框架56。保持器70通过连接件66而在孔48的方向上被偏置，以将透明窗口62压成抵着密封件72。因此，密封件72和窗口62将孔48密封起来，从而在孔48处形成两个环境区域40、42之间的光学透明屏障。因为屏障62是光学透明的，所以相机60仍然能够察看来自参考构件44的图像。因为包括相机60、光发射器58和电子电路59的读取头50的部件均在环境区域40的外部，所以没有在区域40内部从这些部件排气的风险。因为包括相机60、光发射器58和电子电路59的读取头50的部件均在环境区域40的外部，所以对读取头50或其部件的特别设计或包围不是必要的。
利用如本文所述的特征，位置编码器可以被合并到机器人直接驱动模块中，诸如被合并到驱动器18或被组装以形成驱动器18的多个驱动模块中的一个驱动模块中。诸如在盘44上的位置编码器轨道可以被耦接到直接驱动模块的从动部分46，并且位置读取头可以被提供在直接驱动模块的壳体38的外部，例如，如附图中所示的示例实施例中所示的那样。
在一个示例性实施例中，如图4中所示意性描绘的，直接驱动模块的壳体38可以以如下的孔(槽)48为特征，该孔(槽)48被定位以使得该孔(槽)48从直接驱动模块的壳体的外部提供位置编码器轨道的光学路径(视野)。孔48可以以如下的分隔屏障62为特征，该分隔屏障62用于将直接驱动模块的壳体内部的真空或其他非大气环境与直接驱动模块的壳体外部的环境分隔。分隔屏障62可以由基本上透明的材料(例如，诸如玻璃或亚克力(acrylic))制成。分隔屏障62可以例如使用例如O形环或粘接关节或者以任何其他适当的方式而被密封到直接驱动模块的壳体。
参考构件44上的编码器轨道可以包括可以用于感测编码器轨道的位置的特征。作为一个示例，特征可以形成增量轨道，并且在一些情况下，增量轨道可以由绝对轨道补充。作为另一示例，特征可以形成可以使用图像处理技术来解码的图案。
如图4所示，读取头50可以被提供在直接驱动模块的外部，使得读取头50可以通过直接驱动模块的壳体中的孔来感测编码器轨道的位置。读取头可以以基本上固定的方式而附接到直接驱动模块的壳体，或者读取头可以以可动的方式而耦接到直接驱动模块的壳体，以允许读取头相对于编码器轨道的调整。该调整可以包括读取头与编码器轨道之间的距离以及读取头相对于编码器轨道的取向(例如，俯仰、翻滚和偏航)。备选地，读取头可以以任何适当的方式而被保持在孔的附近。
仍然参考图4，读取头可以包括外壳56和光学系统(包括传感器60)。读取头还可以包括诸如电子器件的其他部件，以控制读取头、处理数据并且支持通信。
光学系统可以被配置为检测编码器轨道相对于读取头的位置。作为一个示例，光学系统可以包括一个或多个光发射器、一个或多个光接收器和其他光学部件，诸如透镜、反射镜和掩模。(一个或多个)光发射器和(一个或多个)接收器可以被布置为检测编码器轨道上的特征。例如，(一个或多个)接收器可以基于由(一个或多个)发射器产生的光的反射来检测特征。
作为另一示例，光学系统可以包括一个或多个光源、一个或多个数字相机和其他光学部件，诸如透镜、反射镜和掩模。(一个或多个)光源可以被布置为在(一个或多个)数字相机的视场中提供对编码器轨道的照明。(一个或多个)数字相机可以被布置为周期性地拍摄编码器轨道的图片(图像)。图片可以由编码器读取头处理和/或在编码器读取头的外部(例如，诸如在控制器54处)处理，以确定编码器轨道相对于编码器读取头的位置。
在另一示例实施例中，如图7示意性所示，直接驱动模块的壳体38可以以如下的孔(槽)48为特征，该孔(槽)48被定位以使得该孔(槽)48从直接驱动模块的壳体的外部提供位置编码器轨道44的光学路径(视野)。读取头50a可以被提供在直接驱动模块的外部上，使得该读取头50a可以通过直接驱动模块的壳体中的孔来感测编码器轨道44的位置。
编码器轨道44可以包括可以用于感测编码器轨道的位置的特征。作为一个示例，特征可以形成增量轨道，并且在一些情况下，增量轨道可以由绝对轨迹补充。作为另一示例，特征可以形成可以使用图像处理技术来解码的图案。
读取头50a可以包括外壳56a、窗口62和包括58、60的光学系统。读取头50a还可以包括诸如电子器件的其他部件，以控制读取头、处理数据和支持通信。
如图7所描绘的，窗口62可以位于读取头的外壳中，以提供光学系统58、60与编码器轨道44之间通过直接驱动模块的壳体38中的孔48的光学路径(视野)。窗口62可以由基本上透明的材料(诸如玻璃或亚克力)制成。
光学系统可以被配置为检测编码器轨道44相对于读取头的位置。作为一个示例，光学系统可以包括一个或多个光发射器、一个或多个光接收器和其他光学部件，诸如透镜、反射镜和掩模。(一个或多个)光发射器和(一个或多个)接收器可以被布置为检测编码器轨道上的特征。例如，(一个或多个)接收器可以基于由(一个或多个)发射器产生的光的反射来检测特征。(一个或多个)光源可以被布置为在(一个或多个)数字相机的视场中提供对编码器轨道的照明。(一个或多个)数字相机60可以被布置为周期性地拍摄编码器轨道的图片(图像)。图片可以由编码器读取头来处理，以确定编码器轨道相对于编码器读取头的位置。
读取头50a可以被附接到直接驱动模块的壳体38，使得读取头的窗口62相对于直接驱动模块的壳体38在直接驱动模块的孔48周围被密封，从而将直接驱动模块的壳体内部的真空或其他非大气环境与直接驱动模块外部的环境分隔。因此，读取头50a的外壳内部的部件不会暴露于直接驱动模块的壳体内部的真空或其他非大气环境。
如图7所图示，可以以基本上固定的方式将读取头附接到直接驱动模块的壳体，并且可以使用O形环或任何其他适当的密封件来将窗口62密封到直接驱动模块的壳体38。密封配置的附加示例在图8、图9(在与读取头的安装方向正交的方向上被压缩的密封件)和图10(沿着读取头的安装方向被压缩的O形环)中示意性地描绘出。图8示出了具有孔48b的壳体38b、以及读取头50b，读取头50b具有框架56b、密封件72b、窗口62b以及包括光发射器58和传感器60的光学部件。图9示出了具有孔48c的壳体38c、以及读取头50c，读取头50c具有框架56c、密封件72b、窗口62b以及包括光发射器58和传感器60的光学部件。图10示出了具有孔48b的壳体38b、以及读取头50d，读取头50d具有框架56c、密封件72d、窗口62d以及包括光发射器58和传感器60的光学部件。窗口62还可以被成形为：为密封件提供足够的空间，并且同时允许传感器的部件与编码器轨道的期望近的接近，如图11所示。图11示出了具有孔48b的壳体38b、以及读取头50e，读取头50e具有框架56c、密封件72d、窗口62e以及包括光发射器58和传感器60的光学部件。
应当注意，在图7至图11的所有示例配置中，窗口62相对于传感器的外壳56可以仅仅是机械紧固的，而不一定是密封的，并且密封发生在窗口62与直接驱动模块的壳体38之间。应当注意，在图7至图11的示例中，窗口62可以不一定是单独的部件。窗口62可以便利地由读取头的光学系统的部件(诸如，透镜)形成或者由任何其他适当的部件形成。
备选地，读取头可以以可动的方式而耦接到直接驱动模块的壳体，以允许相对于编码器轨道来调整传感器。调整可以包括读取头与编码器轨道之间的距离以及读取头相对于编码器轨道的取向(例如，俯仰、翻滚和偏航)。传感器的窗口可以通过O形环、波纹管、弯曲部(flexure)或在维持密封的同时向传感器提供充分运动的任何其他适当的密封件而被密封到直接驱动模块的壳体。
在又一示例实施例中，如图12中所示意性描绘的，直接驱动模块的壳体可以以如下的孔(槽)为特征，该孔(槽)被定位以使得该孔(槽)从直接驱动模块的壳体的外部提供位置编码器轨道的光学路径(视野)。读取头可以被提供在直接驱动模块的外部上，使得该读取头可以通过直接驱动模块的壳体中的孔来感测编码器轨道的位置。图12示出了具有孔48的壳体38、以及读取头50f，读取头50f具有框架56f、密封件72、窗口62f、密封件72f以及包括光发射器58和传感器60的光学部件。
编码器轨道可以包括可以用于感测编码器轨道的位置的特征。作为一个示例，特征可以形成增量轨道，并且在一些情况下，增量轨道可以由绝对轨道补充。作为另一示例，特征可以形成可以使用图像处理技术来解码的图案。
读取头可以包括外壳、窗口和光学系统。读取头还可以包括诸如电子器件的其他部件，以控制读取头、处理数据并支持通信。
如图12所描绘的，窗口可以位于读取头的外壳中，以提供光学系统与编码器轨道之间通过直接驱动模块的壳体中的孔的光路(视野)。窗口可以由基本上透明的材料(诸如，玻璃或亚克力)制成。窗口可以例如使用O形环或粘接关节而被密封到传感器的外壳。
光学系统可以被配置为检测编码器轨道相对于读取头的位置。作为一个示例，光学系统可以包括一个或多个光发射器、一个或多个光接收器和其他光学部件，诸如透镜、反射镜和掩模。(一个或多个)光发射器和(一个或多个)接收器可以被布置为检测编码器轨道上的特征。例如，(一个或多个)接收器可以基于由(一个或多个)发射器产生的光的反射来检测特征。
作为另一示例，光学系统可以包括一个或多个光源、一个或多个数字相机和其他光学部件，诸如透镜、反射镜和掩模。(一个或多个)光源可以被布置为在数字相机的视场中提供对编码器轨道的照明。(一个或多个)数字相机可以被布置为周期性地拍摄编码器轨道的图片(图像)。图片可以由编码器读取头来处理，以确定编码器轨道相对于编码器读取头的位置。
读取头可以被附接到直接驱动模块的壳体，使得传感器的外壳相对于直接驱动模块的壳体在直接驱动模块的孔周围并且在读取头的窗口周围被密封，从而将直接驱动模块的壳体内部的真空或其他非大气环境与直接驱动模块外部的环境分隔，并且此外将读取头的外壳内部的部件与直接驱动模块的壳体内部的真空或其他非大气环境分隔。这防止了读取头的外壳内部的部件暴露于直接驱动模块的壳体内部的真空或其他非大气环境。
如图12所示，读取头可以以基本上固定的方式而附接到直接驱动模块的壳体，并且传感器的外壳可以使用O形环或任何其他适当的密封件而被密封到直接驱动模块的壳体。图14至图15示意性地描绘了附加示例实施例，其中窗口被密封到读取头的外壳并且读取头的外壳又被密封到直接驱动模块的壳体。图14示出了具有孔48h的壳体38h、以及读取头50h，读取头50h具有框架56h、密封件72h1、72h2、窗口62h以及包括光发射器58和传感器60的光学部件。图15示出了具有孔48h的壳体38h、以及读取头50i，读取头50i具有框架56i、密封件72h1、72h2、窗口62h以及包括光发射器58和传感器60的光学部件。
应当注意，在图12的示例中，窗口可以不一定是单独的部件。窗口可以便利地由传感器的光学系统的部件(诸如，透镜)形成或者由任何其他适当的部件形成。
备选地，读取头可以以可动的方式耦接到直接驱动模块的壳体，以允许读取头相对于编码器轨道的调整。该调整可以包括读取头与编码器轨道之间的距离以及读取头相对于编码器轨道的取向(例如，俯仰、翻滚和偏航)。读取头的外壳可以通过O形环、波纹管、弯曲部或在维持密封的同时向读取头提供充分运动的任何其他适当的密封件而被密封到直接驱动模块的壳体。
在又一示例实施例中，如图13中所示意性描绘的，直接驱动模块的壳体可以以如下的孔(槽)为特征，该孔(槽)被定位以使得该孔(槽)从直接驱动模块的壳体的外部提供位置编码器轨道的光学路径(视野)。图13示出了具有孔48g的壳体38g、以及读取头50g，读取头50g具有框架构件56g1、56g2、密封件72g1、72g2、窗口62g以及包括光发射器58和传感器60的光学部件。传感器可以被提供在直接驱动模块的外部上，使得该传感器可以通过直接驱动模块的壳体中的孔来感测编码器轨道的位置。
编码器轨道可以包括可以用于感测编码器轨道的位置的特征。作为一个示例，特征可以形成增量轨道，并且在一些情况下，增量轨道可以由绝对轨道补充。作为另一示例，特征可以形成可以使用图像处理技术来解码的图案。
读取头可以包括第一外壳、窗口和光学系统。传感器还可以包括诸如电子器件的其他部件，以控制读取头、处理数据并且支持通信。
如图13所描绘的，窗口可以位于读取头的第一外壳中，以提供光学系统与编码器轨道之间通过直接驱动模块的壳体中的孔的光学路径(视野)。窗口可以被机械地紧固到读取头的第一外壳并且被密封到第二外壳(图13中的窗口密封件)，这两个外壳均不是直接驱动模块的壳体。然后，第二外壳可以密封到直接驱动模块的壳体(图13中的外壳密封件)。这允许从不旨在用作大气与非大气环境之间的屏障的读取头壳体确实被利用。
窗口可以由基本上透明的材料(诸如玻璃或亚克力)制成。备选地，如关于图6至图12的示例所解释的，窗口可以便利地由读取头的光学系统的部件(诸如透镜)、旨在影响光的另一光学元件或任何其他适当的部件形成。
窗口可以例如使用O形环或粘接关节而被密封到读取头的第一外壳。如果需要，可以通过向窗口添加特征(诸如法兰)来实现密封。备选地，可以通过使用市场上可获得的读取头上可用的特征来实现密封。
光学系统可以被配置为检测编码器轨道相对于读取头的位置。作为一个示例，光学系统可以包括一个或多个光发射器、一个或多个光接收器和其他光学部件，诸如透镜、反射镜和掩模。(一个或多个)光发射器和(一个或多个)接收器可以被布置为检测编码器轨道上的特征。例如，(一个或多个)接收器可以基于由(一个或多个)发射器产生的光的反射来检测特征。
作为另一示例，光学系统可以包括一个或多个光源、一个或多个数字相机和其他光学部件，诸如透镜、反射镜和掩模。(一个或多个)光源可以被布置为在(一个或多个)数字相机的视场中提供对编码器轨道的照明。(一个或多个)数字相机可以被布置为周期性地拍摄编码器轨道的图片(图像)。图片可以由编码器读取头来处理，以确定编码器轨道相对于编码器读取头的位置。
读取头可以被附接到直接驱动模块的壳体，使得第二外壳相对于直接驱动模块的壳体被密封。然后第二外壳被密封到读取头的窗口，从而将直接驱动模块的壳体内部的真空或其他非大气环境与直接驱动模块外部的环境分隔，并且此外将第二外壳内部的部件与直接驱动模块的壳体内部的真空或其他非大气环境分隔。这防止了第二外壳内部的部件暴露于直接驱动模块的壳体内部的真空或其他非大气环境。
备选地，第二外壳可以以可动的方式耦接到直接驱动模块的壳体，以允许读取头相对于编码器轨道的调整。该调整可以包括读取头与编码器轨道之间的距离以及读取头相对于编码器轨道的取向(例如，俯仰、翻滚和偏航)。第二外壳可以通过O形环、波纹管、弯曲部或在维持密封的同时向读取头提供充分运动的任何其他适当的密封件而被密封到直接驱动模块的壳体。
尽管上述示例实施例示出了在径向上面向内的读取头，但是读取头可以被布置为在径向上面向外，例如指向盘的内部柱形表面，或者被布置为在轴向上面向上或面向下，例如指向盘的平坦面之一。
本文描述的特征可以用于提供具有光学编码器的驱动布置(诸如机器人驱动布置)，其中光学编码器的盘处于一个环境(诸如真空环境)中，并且光学编码器的读取头的部件(包括光学编码器的光学系统和控制电子器件)处于另一环境(诸如大气环境)中，并且在盘与读取头的部件之间存在基本上透明的屏障。
尽管示例实施例示出了在径向上面向内的读取头，但是传感器可以被布置为以对着盘的内部柱形表面的方式在径向上面向外，或者以对着盘的平坦面之一的方式在轴向上面向(上或下)。这种布置可以被扩展到线性应用，包括例如在美国专利公开No.2015/0214086A1、No.2016/0229296A1和No.2017/0036358A1中描述的示例线性机器人，这些申请以整体内容通过引用并入本文。
示例装置包括：框架，其中框架被配置为附接到电动机组件邻近孔的壳体，该孔延伸通过壳体；位置传感器，被连接到框架，其中位置传感器包括相机；以及环境分隔屏障，被配置为在孔处连接到壳体，其中环境分隔屏障是至少部分透明的并且相对于相机而定位，以允许相机通过环境分隔屏障和孔来察看壳体内部的图像。环境分隔屏障可以在孔处被直接连接到壳体，或者可以诸如经由装置的框架而被间接地连接到壳体，但是环境分隔屏障形成通过壳体的孔的环境外壳的至少一部分，同时还提供光学路径。
该装置可以包括密封件，该密封件被配置为直接位于环境隔离屏障与电动机组件的壳体之间。该装置可以包括第一密封件，该第一密封件直接连接在环境分隔屏障与框架之间。该装置可以包括第二密封件，该第二密封件被配置为直接位于框架与电动机组件的壳体之间。该装置可以包括密封件和屏障保持器，屏障保持器被配置为将环境分隔屏障压成抵着密封件，其中屏障保持器被配置为由框架压向孔。该装置可以包括屏障保持器与框架之间的连接件，该连接件是弹性的，以允许屏障保持器相对于框架移动，并且其中当框架被连接到壳体时，连接件朝向孔来偏置屏障保持器。环境分隔屏障可以包括直接接触框架的透明窗口，并且该透明窗口被配置为当框架被连接到壳体时由框架压向孔。该装置可以包括壳体、至少一个密封件和壳体内部的转子，该转子具有被配置为由相机成像的位置参考构件，其中框架利用至少一个密封件和环境分隔屏障而连接到壳体，来密封孔，以将壳体内部的第一环境区域与壳体外部的第二环境区域分隔。框架可以不被暴露于外壳内部的第一环境区域。
示例方法可以包括：提供读取头，该读取头包括框架和被连接到框架的相机；将读取头连接到电动机组件的壳体，其中读取头的框架被连接到邻近孔的壳体，该孔延伸通过壳体；以及将环境分隔屏障定位在孔处，以将壳体内部的第一环境区域与第二环境区域分隔，相机位于该第二环境区域中，其中环境分隔屏障是至少部分透明的并且相对于相机而定位，以允许相机通过环境分隔屏障和孔来察看外壳内部的图像。
该方法可以包括：将密封件定位为直接处于环境分隔屏障与电动机组件的壳体之间。该方法可以包括：将第一密封件直接连接在环境分隔屏障与框架之间。该方法可以包括：将第二密封件直接定位在框架与电动机组件的壳体之间。该方法可以包括：屏障保持器抵着密封件来偏置环境分隔屏障，其中屏障保持器由框架压向孔。该方法可以包括：提供屏障保持器与框架之间的连接件，该连接件是弹性的，以允许屏障保持件相对于框架移动，并且当框架被连接到壳体时，连接件朝向孔来偏置屏障保持器。环境分隔屏障可以包括透明窗口，该透明窗口直接接触框架，并且当框架被连接到壳体时该透明窗口由框架压向孔。该方法可以包括壳体内部的转子和被配置为由相机成像的位置参考构件，其中框架利用至少一个密封件和环境分隔屏障而连接到壳体，以密封孔，从而将壳体内部的第一环境区域与壳体外部的第二环境区域分隔。框架可以不被暴露于壳体内部的第一环境区域。
示例方法可以包括：由传感器的光发射器照射位于电动机组件的壳体内部的参考构件，其中传感器位于壳体的外部；由传感器的相机察看参考构件的图像，其中相机位于壳体的外部，其中图像由相机通过壳体中的孔并且通过位于孔处的透明的环境分隔屏障来察看，其中透明的环境分隔屏障将壳体内部的第一环境密封以免受第二环境，传感器位于该第二环境中，并且其中相机位于第一环境的外部，并且透明的环境分隔屏障允许相机在相机处于第一环境外部的同时察看来自壳体内部的图像。
图4的示例图示了直接驱动模块的壳体中的视口。图7至图11的示例图示了直接处于窗口与直接驱动模块的壳体之间的密封件。图12和图14至图15的示例图示了窗口与读取头的外壳之间的密封件以及读取头的外壳与直接驱动模块的壳体之间的另一密封件。图13的示例图示了两个外壳。
可以提供一种装置的示例实施例，包括：框架，其中框架被配置为附接到电动机组件邻近孔的壳体，该孔延伸通过壳体；至少一个光发射器，被连接到框架；光学传感器阵列，被连接到框架；以及环境分隔屏障，被配置为在孔处连接到壳体，其中环境分隔屏障是至少部分透明的并且相对于光学传感器阵列而定位，以允许光学传感器阵列通过环境分隔屏障和孔来察看壳体内部的图像。
可以提供一种示例方法，该方法包括：提供读取头，该读取头包括框架、连接到框架的至少一个光发射器和连接到框架的光学传感器阵列；将读取头连接到电动机组件的壳体，其中读取头的框架被连接到邻近孔的壳体，该孔延伸通过壳体；以及将环境分隔屏障定位在孔处，以将壳体内部的第一环境区域与光学传感器阵列所位于的第二环境区域分隔，其中环境分隔屏障是至少部分透明的并且相对于光学传感器阵列而定位，以允许光学传感器阵列通过环境分隔屏障和孔来察看壳体内部的图像。
可以提供一种示例方法，该方法包括：由读取头的至少一个光发射器照射位于电动机组件的壳体内部的参考构件，其中读取头至少部分地位于壳体的外部；由读取头的光学传感器阵列来察看参考构件的至少一个图像，其中光学传感器阵列至少部分地位于壳体的外部，其中至少一个图像由光学传感器阵列通过壳体中的孔并且通过位于孔处的透明的环境分隔屏障来察看，其中透明的环境分隔屏障将壳体内部的第一环境密封以免受光学传感器阵列所位于的第二环境，并且其中光学传感器阵列位于第一环境的外部，并且透明的环境分隔屏障允许光学传感器阵列在相机处于第一环境的外部的同时察看来自壳体内部的至少一个图像。
应当理解，前文描述仅是说明性的。本领域技术人员可以设计出各种备选方案和修改。例如，各种从属权利要求中所记载的特征可以以任何适当的(一个或多个)组合而彼此组合。另外，可以将来自上述不同实施例的特征选择性地组合成新的实施例。因此，描述旨在涵盖落在所附权利要求的范围内的所有的这样的备选方案、修改和变化。
机译： 带隔离光学编码器的机器人驱动器
机译： 带隔离光学编码器的机器人驱动器
机译： 配备隔离光学编码器的机器人驱动器
