制动系统的制作方法

本说明书整体涉及安全制动系统，该安全制动系统例如与空气轴承或其他移动机构一起使用。

背景技术：

自动测试设备(ate)是指用于测试装置(诸如半导体、电子电路和印刷电路板组件)的自动化(通常计算机驱动的)系统。ate通常包括重量可以吨计的大型部件。此类部件的例子有测试头、操纵器、手柄和晶片探测器。在测试期间，这些部件可能需要从一个位点移动到另一个位点。最复杂的相互运动是测试头，因为测试头被移动到与手柄或晶片探测器对准。操纵器通常使用昂贵且限制自由度的轨道轴承组来提供这种接合。

技术实现要素：

一种示例性方法可包括：对于由空气轴承支撑的部件，检测部件相对于预定义位点的移动速度，其中空气轴承产生空气流以相对于地平面抬升部件；以及至少部分地基于所检测到的速度来控制由空气轴承支撑的装置的运动自由度。该示例性方法可包括以下特征中的任意一个或多个(单独地或组合地)。

该示例性方法可包括：确定部件的移动速度大于阈值；以及确定部件在与预定义位点相关联的地理区域内。控制空气轴承可包括：减少进入到空气轴承中的空气流以便通过移除空气轴承所提供的一些支撑并允许制动表面接触支撑地板来降低部件的移动速度。该示例性方法还可包括限制空气流减少的速率。

该示例性方法可包括：确定部件的移动速度小于阈值；以及确定部件在与预定义位点相关联的地理区域内。控制空气轴承可包括保持空气轴承的空气流以便保持部件的移动速度。

该示例性方法可包括：确定部件的移动速度大于阈值；以及确定部件在与预定义位点相关联的地理区域内。控制空气轴承可包括：调节空气轴承的空气流以便通过允许制动表面接触支撑表面来降低部件的移动速度。

该示例性方法可包括：检测部件相对于预定义位点的位置；以及还基于该位置来控制空气轴承。可相对于具有位置标记的衬垫来检测位置。位置标记可包括同心形状，所述同心形状的节距随着与中心的距离的增大而减小。可以光学方式检测位置标记。可使用射频检测来检测位置，其中发送器位于部件处并且接收器位于位点处，或者其中接收器位于部件处并且发送器位于位点处。可使用超声来检测位置。可使用栓绳和电位计来检测位置，其中栓绳连接到部件并且被配置为与部件一起移动。栓绳的长度对应于电位计测得的电阻，并且所述位置基于栓绳的长度。可使用全球定位系统或其他适当的位置定位方法来检测位置。

一种示例性系统可包括：部件；支撑部件的空气轴承，其中空气轴承被配置为产生空气流以相对于地平面抬升部件；检测器，该检测器用于检测空气轴承上的部件的移动速度；以及控制器，该控制器输出信号以至少部分地基于所检测到的速度来控制空气轴承。该示例性系统可包括以下特征中的任意一个或多个(单独地或组合地)。

控制器可被配置为执行包括以下各者的操作：确定部件的移动速度大于阈值；以及确定部件在与预定义位点相关联的地理区域内；其中控制空气轴承包括减少空气轴承的空气流以便降低部件的移动速度。控制空气轴承可包括限制空气流减少的速率。

控制器可被配置为执行包括以下各者的操作：确定部件的移动速度小于阈值；以及确定部件在与预定义位点相关联的地理区域内，其中控制空气轴承包括保持空气轴承的空气流以便保持部件的移动速度。

控制器可被配置为执行包括以下各者的操作：确定部件的移动速度大于阈值；以及确定部件在与预定义位点相关联的地理区域内；其中控制空气轴承包括减少空气轴承的空气流以便降低部件的移动速度。

控制器可被配置为执行包括以下各者的操作：检测部件相对于预定义位点的位置；以及还基于该位置来控制空气轴承。可相对于具有位置标记的衬垫来检测位置。位置标记可包括同心形状，所述同心形状的节距随着与中心的距离的增大而减小。检测器可包括以光学方式检测位置标记的光学检测器。检测器可包括使用射频检测来检测位置的射频检测器，其中发送器位于部件处并且接收器位于位点处，或者其中接收器位于部件处并且发送器位于位点处。检测器可包括超声检测器。检测器可包括栓绳和电位计，其中栓绳连接到部件并且被配置为与部件一起移动。并且其中栓绳的长度对应于电位计测得的电阻，所述位置基于栓绳的长度。检测器可包括全球定位系统。

本说明书(包括此发明内容部分)中所描述的特征中的任何两个或更多个可组合在一起以形成本文未具体描述的具体实施。

本文所述的测试系统和技术、或其部分可被实现为计算机程序产品或由计算机程序产品控制，该计算机程序产品包括存储于一个或多个非暂态机器可读存储介质上的指令，并且所述指令可在一个或多个处理装置上执行以控制(例如，协调)本文所描述的操作。本文所述的测试系统和技术、或其部分可被实现为设备、方法或电子系统，所述设备、方法或电子系统可包括一个或多个处理装置以及存储用于实现各种操作的可执行指令的存储器。

附图和以下具体实施方式陈述了一个或多个具体实施的详细信息。通过具体实施和附图以及通过权利要求书，其他特征和优点将显而易见。

附图说明

图1为示例性自动测试设备(ate)的框图，该示例性自动测试设备实施空气轴承以及用于该空气轴承的基于衬垫的制动系统。

图2为用在空气轴承制动系统中的示例性衬垫的前视图。

图3为示例性ate的框图，该示例性ate实施空气轴承以及用于该空气轴承的基于射频(rf)的制动系统。

图4为示例性ate的框图，该示例性ate实施空气轴承以及用于该空气轴承的基于栓绳的制动系统。

图5为与图4的示例性ate类似的示例性ate的顶视图。

不同图中的类似附图标记指示类似元件。

具体实施方式

制造商可以在各个制造阶段测试装置。制造商出于经济上的刺激而要在制造工艺中尽可能早地检测并丢弃有缺陷部件。因此，许多制造商在将晶片切割成晶粒之前在晶片级处测试集成电路。在封装之前标记缺陷电路并通常将其丢弃，从而节省封装缺陷晶粒的成本。作为最后的检查，许多制造商在运输之前测试每件成品。这种过程测试封装件中的零件，这些零件已经在裸片上添加了额外费用。因此，具有精确的测试结果减少了对丢弃有价值零件的需要。

为了测试大量部件，制造商通常使用ate(或“测试器”)。响应于测试程序集(tps)中的指令，一些ate自动生成要施加到受测装置(dut)的输入信号并且监测输出信号。ate将输出信号与预期响应进行比较，以确定dut是否有缺陷。ate通常包括计算机系统和测试仪器或具有对应功能性的单个装置。在一些情况下，测试仪器向dut提供电力。

一些类型的ate包括测试头，该测试头可包括所有或部分的测试器功能。在一些情况下，也可将计算机系统功能结合到测试头中。在一些ate中，测试头配接到探测器或手柄以便在dut上执行测试程序。通常使用操纵器或其他装置来移动并定位测试头。通常，组合的操纵器和测试头相当重，例如在数百磅或甚至数千磅的数量级。因此，将组合的操纵器和测试头从一个位点移动到另一个位点可能有难度。出于下文所述的目的，假设操纵器保持测试头，并且因此组合的操纵器和测试头被简称为“操纵器”。

为了促进操纵器的移动，可使用空气轴承。在一些例子中，空气轴承是朝着地平面产生空气流以相对于地平面抬升部件的装置。参见图1所示的测试系统100，空气轴承101可安装到操纵器103的面朝地平面104的底部。从空气轴承产生的在箭头113的方向上的空气流迫使操纵器举升离开地平面，从而使操纵器更容易地通过施加水平力(沿着箭头114大致平行于地平面)而移动。在一些情况下，空气轴承将操纵器举升一至五毫米；然而，所实现的举升量随空气流产生的力而改变。

在一些情况下，通过使用水平力而移动操纵器可产生一定量的动量，该动量可使所述移动难以在必要时停止。例如，在施加更多的力时，操纵器的速度增大，从而使其难以停止。考虑到操纵器及其所承载的测试头的尺寸和重量，这可能是一种安全危害。此外，这可导致其他测试部件(诸如探测器或手柄105)受损。例如，如果操纵器以不适当的高速度接触探测器或手柄105，探测器或手柄和/或测试头和/或操纵器可能受损。

因此，可将安全特征结合到空气轴承移动系统中以限制操纵器在通常情况下或者在测试场区的某些区域中可移动的速度。在一些具体实施中，出于安全原因，移动系统可拦截或停止操纵器。在一个示例性具体实施中，在制动系统中使用衬垫108以限制操纵器的移动速度。图2示出了此类衬垫200的一个例子；然而，也可使用具有其他构型的衬垫。在该例子中，衬垫覆盖测试地板202的至少一部分或需要用来限制由空气轴承支撑的操纵器的移动速度的任何其他区域。

如图2所示，衬垫200包括位置标记206(或者简称为“标记”)，所述位置标记可被检测器机构检测，该检测器机构与控制机构(两者都在下文描述)结合地控制空气轴承的操作。如图2所示，在该例子中，标记的节距相对于中心210而改变，就像它们的布置一样。在该例子中，节距随着远离中心210而进一步减小。在该例子中，中心210可大致定位在测试区域的中心处，而衬垫200的边缘211靠近包含测试区域的房间的墙或其他限定特征定位。在其他例子中，衬垫可放置在测试地板的任何适当的位点处。

在一个示例性具体实施中，检测器110(其可为或可不为控制机构112的一部分)检测衬垫上标记206的节距以及操纵器的移动速度。检测器和控制机构可定位在操纵器上、测试头上、或这两者上。指示节距和速度的信号从检测器发送到控制机构。控制机构使用那些信号来控制空气轴承的操作。例如，如果移动速度低于阈值，则控制机构保持满空气流，例如，由空气轴承产生的空气量(以及因此，力的量)与空气轴承下方标记的节距无关。因此，在该例子中，如果操纵器在由高节距标记212限定的地理位点内或者在由低节距标记213限定的地理位点内(例如，靠近衬垫的中心)，则保持空气流。在该语境下，“高”和“低”是相对值，并不意在具有任何具体的数值含义。在该例子中，空气流被保持，并且空气轴承在测试地板上移动所需的水平力的量没有变化或基本上没有变化。其基本原理在于，操纵器的移动速度在安全范围内，并且因此操纵器可以相同的速度继续其当前路线，而不考虑操纵器在测试地板上的位点。

然而，如果移动速度达到或高于第一阈值，并且操纵器在特定地理位点中(例如，空气轴承下方标记的节距低于第二阈值)，则控制机构改变空气轴承产生的空气量(以及因此改变举升力的量)。例如，在区域217中，如果速度超过第一阈值，则空气产生的力小于在区域218中产生的力。控制机构可通过控制用于产生空气流的一个或多个孔的尺寸，或者通过改变引入到空气轴承中的空气的量或压力，来限制空气流。在一个示例性具体实施中，减少引入到空气轴承中的空气量(以及因此减小空气轴承产生的力的量)，这将使得较难以经由水平力移动操纵器或者使得较容易完全停止操纵器(因为空气轴承较靠近地平面)。其基本原理在于，操纵器的移动速度在安全范围之外，并且因此操纵器可能需要被减速或停止。

在一些具体实施中，如图2所示，标记的节距包括同心形状(例如，圆圈)，所述同心形状的节距随着与中心的距离的增大而减小。在一些具体实施中，标记可不包括同心形状，并且形状可不为圆形，而是某种形式的四边形或多边形。一般来讲，标记可以任何适当的构型和/或形状布置以实现所需程度的速度控制并且实现要在其中控制速度的所需区域。控制机构可同样是可编程的以基于标记或任何其他适当的检测机构实现所需程度的速度控制并且实现要在其中控制速度的所需区域。

在一些具体实施中，可以光学方式检测标记。例如，检测器110可为光学检测器，该光学检测器使用例如光学传感器、光传感器或任何其他适当的光学检测机构来检测标记及其节距。在一些具体实施中，可使用其他机构来检测标记及其节距。例如，在一些具体实施中，检测器110可为或包括热传感器，标记可相对于其环境被加热，并且检测器可使用热检测来检测标记。在一些具体实施中，检测器110可为电检测器，标记可包含少量电荷，并且检测器110可检测该电荷。可使用任何适当的检测器系统来检测标记及其节距。如上所述，检测器110将一个或多个检测信号发送到控制机构112。

在一些具体实施中，可使用超声来检测操纵器的位置。例如，检测器110可为超声换能器，该超声换能器可定位在操纵器处并且可用于检测操纵器在封闭位点内(例如，相对于某一结构，诸如探测器或手柄、或边界诸如墙)的位置。这可在设置或不设置衬垫的情况下完成。当换能器检测到操纵器处于多个指定位点中的一个位点时(例如，当操纵器从指定的中心位点移动时)，假定操纵器的速度高于阈值，换能器可发出信号来指示控制机构限制空气轴承的空气流以达到上述效果。同样，在该例子中，如果移动速度低于阈值，则控制机构可保持空气流，例如，由空气轴承产生的空气量(以及因此，力的量)与测试头106的位点无关。

在一些具体实施中，检测器110可为和/或包括全球定位系统(gps)检测器，并且操纵器的位置可使用gps来检测。这可在设置或不设置衬垫的情况下完成。在一个例子中，可将gps收发器定位在操纵器处，并且该gps收发器可用于检测操纵器在封闭位点内的位置。当gps收发器检测到操纵器处于多个指定位点中的一个位点时(例如，当操纵器从指定的中心位点移动时)，假定操纵器的速度高于阈值，gps收发器可发出信号来指示控制机构限制空气轴承的空气流以达到上述效果。同样，在该例子中，如果移动速度低于阈值，则控制机构可保持空气流，例如，由空气轴承产生的空气量(以及因此，力的量)与测试头的位点无关。

在一些具体实施中，可使用射频检测来检测操纵器的位置，如图3所示。这可在设置或不设置衬垫的情况下完成。例如，可将发送器301定位在操纵器处，并且可将一个或多个接收器302定位在中心区域朝外的允许相对畅通的操纵器移动的地方。在接收器遇到来自发送器的信号，指示测试头速度已超过阈值并且测试头位于指定位置时，接收器可与控制机构通信以控制空气轴承减少空气流的量从而达到上文所述的效果。

在一些具体实施中，可将接收器305定位在操纵器处，并且可将一个或多个发送器306定位在中心区域朝外的允许相对畅通的操纵器移动的地方。在接收器遇到来自发送器的信号，指示测试头速度已超过阈值并且测试头位于指定位置时，接收器可与控制机构通信以控制空气轴承减少空气流的量从而达到上文所述的效果。与上个例子一样，在该例子中，如果移动速度低于阈值，则控制机构可保持空气流，例如，由空气轴承产生的空气量(以及因此，力的量)与测试头的位点无关。

参见图4，在一些具体实施中，可使用栓绳401和电位计402来检测操纵器的位置。在一些具体实施中，可使用两个电位计来关联操纵器的位点。在图4的例子中，栓绳(每个电位计一条)可连接到操纵器并且可被配置为与操纵器一起移动。在一个例子中，电位计402可定位在操纵器处，并且对应的栓绳可锚固到测试地板上的固定点(如图所示)。在另一个例子中，电位计402可锚固到测试地板上的某个点，并且对应的栓绳可连接到操纵器(未示出)。图5示出了图4的结构的顶视图，其中示出了所述两个电位计在操纵器上的示例性位置。

在任何情况下，栓绳的长度对应于电位计测得的电阻，使得所述位置基于栓绳的长度。因此，通过使用计算机或其他适当的处理装置，有可能使用电位计来确定电阻、使用电阻来确定栓绳的长度、并且使用两条栓绳的长度来确定操纵器的位点。因此，当计算机检测到操纵器处于多个指定位点中的一个位点时(例如，当操纵器从指定的中心位点移动时)，假定操纵器的速度高于阈值，计算机可发出信号来指示控制机构限制空气轴承的空气流以达到上述效果。同样，在该例子中，如果移动速度低于阈值，则控制机构可保持空气流，例如，由空气轴承产生的空气量(以及因此，力的量)与测试头的位点无关。

在一些具体实施中，在本文所述的任意例子中，限定的移动区域可以是相对于设备的指定零件(诸如探测器或手柄)。即，操纵器越靠近探测器或手柄(其位点已知)，如果速度高于某个阈值，则空气轴承中的空气流和/或压力就越受到限制。

在一些具体实施中，在本文所述的任意例子中，空气轴承中空气流的量可仅基于操纵器在预定义区域中的位点来减少。即，即使速度低于阈值，但如果操纵器靠近该区域的边缘(例如，位于衬垫的密节距中)，则可减少空气轴承中空气流的量以便降低操纵器的移动速度或停止操纵器的移动。

在一些具体实施中，操纵器的移动经由可编程规则来控制，所述可编程规则可由控制机构至少部分地基于来自检测器的检测信号来执行，从而实施上述控制操作。在一些具体实施中，所述规则可以是不对称的。例如，一个规则可指示操纵器仅可以某个(例如，相对较低的)速度接近探测器或手柄，而另一个规则可指示操纵器可以任何适当(例如，相对较高的)速度移动远离探测器或手柄，而这可被一个或多个其他规则基于安全考虑而约束。

可使用任何适当的规则来管控使用空气轴承的测试围封件的移动操作。

任意上述制动机构，或者其特征，可视情况组合和/或一起使用。

使用空气轴承的其中一个好处是，它促进了操纵器在测试地板上的旋转。即，在一些具体实施(例如，不基于栓绳的具体实施)中，操纵器不栓系到将妨碍其旋转的任何特定点。因此，可更容易地定位操纵器。

尽管上文所述的例子在测试设备的背景下提供，但本文所述的概念(例如，根据本文所述的任意例子的空气轴承的使用以及其控制)不限于该测试背景，并且可用在任何适当的背景下以使任何适当的设备跨任何适当的表面移动。

虽然本说明书描述了与“测试”和“测试系统”相关的示例性具体实施，但本文所述的装置和方法可用在任何适当的系统中，并且不限于测试系统，也不限于本文所述的示例性测试系统。

示例性控制机构和/或检测器可使用硬件或硬件和软件的组合来实施。例如，类似本文所述测试系统的测试系统可包括位于各种点处的各种控制器和/或处理装置。中央计算机可协调在各种控制器或处理装置当中的操作。中央计算机、控制器和处理装置可执行各种软件例程来实现对控制机构的控制和协调。

空气轴承可(例如，由控制机构)至少部分地通过使用一个或多个计算机程序产品来控制，所述计算机程序产品例如为一个或多个信息载体(诸如一个或多个非暂态机器可读介质)中有形地体现的一个或多个计算机程序，以用于由一个或多个数据处理设备执行或控制一个或多个数据处理设备的运行，所述数据处理设备例如为可编程处理器、计算机、多台计算机和/或可编程逻辑部件。

计算机程序可采用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言，并且其可被以任何形式配置，包括作为独立程序或作为模块、部件、子程序或适用于计算环境中的其他单元。计算机程序可被配置在一台计算机上或者在一个站点处或分布在多个站点并且通过网络互连的多台计算机上执行。

与实施本文所述的控制机构和制动中的全部或部分相关联的动作可由一个或多个可编程处理器执行，所述处理器执行一个或多个计算机程序来完成本文所述的功能。本文所述的控制机构和空气制动中的全部或部分可使用专用逻辑电路(例如，fpga(现场可编程门阵列)和/或asic(专用集成电路))来实施。

适用于计算机程序执行的处理器包括(举例来说)通用和专用微处理器两者，以及任何种类数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储区或随机存取存储区或这二者接收指令和数据。计算机(包括服务器)的元件包括用于执行指令的一个或多个处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储区装置。通常，计算机还将包括(或者操作性地耦接以从其接收数据或向其传输数据或进行这两者)一个或多个机器可读存储介质，诸如用于存储数据的大容量pcb，例如，磁盘、磁光盘或光盘。适于实施计算机程序指令和数据的机器可读存储介质包括所有形式的非易失性存储区，包括(以举例的方式)半导体存储区装置，如，eprom、eeprom和快闪存储区装置；磁盘，如内部硬盘或可移除盘；磁光盘；以及cd-rom和dvd-rom盘。

如本文所用的任何“电连接”可暗指直接的物理连接，或包括中间部件但仍允许电信号(包括无线信号)在所连接的部件之间流动的连接。除非另有说明，否则无论是否用“电”来修饰术语“连接”，本文中所提到的任何涉及电路的“连接”均为电连接，而不一定是直接的物理连接。

本文所述的不同具体实施的元件可组合在一起以形成未在上面具体阐明的其他实施例。多个元件可被排除在本文所述的结构之外而不对其操作产生不利影响。此外，各单独元件可组合为一个或多个独立元件来执行本文所述的功能。