测量设备以及轴流式电机作为测量设备的定位装置的用图
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测量设备，特别是全站仪、跟踪器或扫描仪，该测量设备至少包括:光电距离测量装置，该光电距离测量装置具有测量光束路径;底座，该底座用于放置所述测量设备;支承件，该支承件安装在所述底座上，使得所述支承件能绕着竖直轴线旋转，以进行所述测量光束路径的方位角对准;光束引导单元，该光束引导单元安装在所述支承件中，使得所述光束引导单元能绕着俯仰轴线旋转，以进行所述测量光束路径的仰角对准；角度测量系统，该角度测量系统用于测量轴向位置；以及能被激励的定位装置，该定位装置驱动所述光束引导单元或所述支承件。本发明因此总体上本身与诸如经玮仪、扫描仪和跟踪器的测量设备相关。
【背景技术】
[0002]在许多测量设备中，例如，需要通过对准整合光束路径的部件或者通过聚焦于目标物来修改定向光学测量辐射。在这种情况下，必须精确地执行此修改，并且在动态应用的情况下，还必须足够快地执行此修改，结果，例如，要移动的大堆东西是不利的。另外，原理上适宜用于该领域的测量设备需要驱动的鲁棒性和低功耗。
[0003]工业或测地学测量设备通常具有被加装并且驱动的竖直轴和俯仰轴。这种测量设备的示例是还与集成的自动目标获取和目标跟踪装置一起用于多样测量任务的全站仪、经玮仪或准距仪，其中，数据采集和单纯检查二者都适于诸如(例如)结构监测。例如，其它测量设备是诸如激光跟踪器、激光扫描仪或轮廓仪(profiler)的系统，这些系统在扫描方法期间将表面的地貌记录为三维点云。
[0004]在迄今使用的解决方案中，经常出于这些目的而使用表现出部件驱动的伺服电机。带有下游传动机构的伺服电机复杂、价格高，维修方面的花费非常高并且容易磨损。额外地，电机和传动机构的组合不能够连接进行精确和缓慢的精密瞄准或定位所需的高轴速度，因为一般来讲，电机或传动机构可用的速度范围并不足够大。
[0005]对于最小的位移距离，另一方面，可使用诸如(例如)静电梳的替代驱动元件。例如，US 7，999，921和EP I 314 960公开了测地学测量设备，在这些测地学测量设备中，使用压电元件将辐射源在测量设备的外壳内移动。然而，可用移动范围因压电元件的变形而受限。特别地，作为环形驱动的连续不受限移动(像例如进行旋转所需的那样)不能通过压电致动器或静电设备来实现。压电驱动是基于摩擦接合的原理，因此往往会磨损。偶尔，由于该原理，还会产生噪声。此外，压电驱动也不适于高速。如果测量光束以振动方式移动，则对于扫描对象而言经常是有利的。由于磨损，这个应用并不是持续可行的。
[0006]异步驱动可以是在持续、不间歇的均匀移动中经常使用的解决方案，但不可用于测量仪器中的定位任务，因为异步电机的静态调节几乎是不可能的。
[0007]同步电机适于用于测量设备的径向构造，但由于该构造而导致具有齿槽转矩。用未通电绕组，转子的磁体因此相对于定子叠层对准，从而导致轴线移动远离预定位置。必须通过永久调节或通电将这些驱动件保持就位。对于诸如全站仪的测量设备，为了能够将望远镜与目标对准，必须进行精确缓慢的移动。由于有齿槽转矩，这种均匀移动只是难于实现。经常期望转子的空闲内径尽可能地大，以使用该空间来引导光束和/或电缆穿过它。然而，在这种类型的电机中，外径也由于其功能而大大增加，从而导致电机的尺寸会十分大。另外，由于容差，径向构造的同步电机产生径向的静态力，该静态力在精确滑动轴承中是不容许的。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种改进的测量设备，该测量设备带有避免了上述缺点的定位装置。
[0009]这个目的是通过如下技术方案I和15来实现的。可从如下技术方案2至14进一步开发本发明的特征。
[0010]1.一种测量设备(I)，特别是全站仪、跟踪器或扫描仪，该测量设备至少包括:
[0011].光电距离测量装置，该光电距离测量装置具有测量光束路径；
[0012].底座(10)，该底座用于放置所述测量设备(I);
[0013].支承件(13)，该支承件安装在所述底座(10)上，使得所述支承件能绕着竖直轴线(V)旋转，以进行所述测量光束路径的方位角对准；
[0014].光束引导单元(11)，该光束引导单元安装在所述支承件(13)中，使得所述光束引导单元能绕着俯仰轴线(H)旋转，以进行所述测量光束路径的仰角对准；
[0015].角度测量系统，该角度测量系统用于测量轴向位置;以及
[0016].能被激励的定位装置，该定位装置驱动所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)，
[0017]其特征在于，
[0018]所述定位装置具有多个线圈(21)，所述线圈(21)以位置固定方式布置成绕着所述俯仰轴线(H)和/或所述竖直轴线(V)的环的形式，所述线圈的卷绕轴线与所述俯仰轴线(H)或所述竖直轴线(V)轴向平行，并且所述线圈(21)能被激励装置激励，使得所述线圈与在转子盘(23)上周向邻接、磁极交替并且相对于所述线圈(21)轴向布置的多个转子磁体(24)相互作用，以确保以下功能:
[0019].对所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)施加转矩；
[0020].允许对所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)进行徒手操纵;并且
[0021].妨碍对所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)的操纵。
[0022]2、根据技术方案I所述的测量设备(I)，其特征在于，所述转子磁体(24)用周向以分段交替方式被磁化的不可分剩磁体来实施。
[0023]3、根据技术方案I或2所述的测量设备(I)，其特征在于，
[0024]所述线圈(21)布置在电路板(20)的一面，特别地，其中，
[0025].导流元件(25)布置在所述电路板(20)的另一面，特别地，层合到所述另一面，或者
[0026].导流元件(25)和所述电路板(20)是复合板的部件，其中，所述复合板用金属和陶瓷和/或塑料的材料组合来实施固定于所述支承件(13)或所述底座(10)的承载结构。
[0027]4、根据前述技术方案中任一项所述的测量设备(I)，其特征在于，
[0028]转子和/或定子具有轴向中心开口。
[0029]5、根据前述技术方案中任一项所述的测量设备(I)，其特征在于，
[0030]所述线圈(21)通过嵌在所述电路板(20)上的导体迹线或通过所述电路板(20)的上面或里面的电导体来实施。
[0031 ] 6、根据技术方案3至5中任一项所述的测量设备(I)，其特征在于，
[0032]所述导流元件(25)以均匀平面方式构造，使得在定子和转子之间不存在齿槽转矩，尤其在没有电流流过所述线圈(21)时。
[0033]7、根据前述技术方案中任一项所述的测量设备(I)，其特征在于，
[0034]所述转子盘(23)以旋转固定方式连接到轴(91)，所述轴(91)以旋转固定方式连接到所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)。
[0035]8、根据技术方案7所述的测量设备(I)，其特征在于，
[0036]通过使用能通过选择性激励所述线圈(21)实现的轴向力，所述轴(91)的轴承的轴承预加载能受到预定的影响。
[0037]9、根据前述技术方案中任一项所述的测量设备(I)，其特征在于，
[0038]在各种情况下，所述转子盘(23)的两侧被位置固定单元和具有布置成环形式的线圈的单元轴向环绕，特别地，其中，所述位置固定单元和所述具有布置成环形式的线圈的单元中的一者是所述电路板(20)，并且其中，所述转子磁体(24)位于与所述线圈(21)相对。
[0039]10、根据前述技术方案中任一项所述的测量设备(I)，其特征在于，
[0040]所述定位装置具有用于在所述转子制动期间再生能量的操作模式。
[0041]11、根据前述技术方案中任一项所述的测量设备(I)，其特征在于，
[0042]为了对所述轴(91)施加转矩，借助