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_3

文档序号:9928642阅读:来源:国知局
实施方式。测量设备具有竖直轴线V和俯仰轴线H。该图还示出测量设备的光束引导单元11、支承件13和底座10。根据本发明的定位装置优选地设置在支承件13中,但另选地,还可布置在光束引导单元11中。
[0080]图2用正视图示出经玮仪,其中,轴承和驱动件的相关位置被剖切。光束引导单元11包括望远镜12和距离测量装置,并且以旋转固定方式连接于轴91。轴91具有通过滚珠90进行安装的锥形孔。另一个锥形孔被嵌入在支承件13的覆盖件15中,使得通过将滚珠90夹持在这两个锥形孔中,轴91径向且轴向地安装在支承件中。在图示示例中,主要通过预加载磁体22实现为此而必需的预加载。在轴流式电机(20、21、23、24)进行操作期间出现的轴向力也可另外被积极使用,以影响轴承预加载的轴承力。因此,例如,可以选择性减弱或加强轴承预加载。电路板20以固定方式连接于覆盖件15,或者另选地,连接于支承件13。在各种情况下都通过电缆经由电导体连接到电路板20的线圈21布置在电路板20上成冠的形状。线圈21被缠绕成使得它们的卷绕轴线相对于俯仰轴线H是轴向平行设置的。预加载磁体22吸引转子盘23,即便定位装置没有在操作。转子磁体24周向布置在转子盘23的外侧,转子盘23以旋转固定方式连接于轴91。例如,所述转子磁体24可以是标准化的永磁体,而且可以是定制部件或者是被对应分段进行磁化的均质剩余磁化环体。这些磁体同样布置成冠的形式,使得它们的位置与线圈轴向相对。转子磁体24沿着转子盘外周的磁极交替地是“北”和“南”。例如,负责激励线圈21的控制和评价单元还可被集成在电路板20的里面或上面或者位于测量设备内的不同位置。
[0081 ]在另一面,轴91以滑动轴承方式安装在传统V轴承92中,其中,编码盘41布置在支承件13的这个部分中的轴91上,编码盘41结合透射光角度传感器40—起形成角度测量系统。
[0082]测量设备I因此至少具有:光电距离测量装置,其具有测量光束路径;底座10,其用于放置测量设备I;支承件13,其安装在底座10上,使得支承件13能绕着竖直轴线V旋转,以进行光学光束路径的方位角对准;光束引导单元11,其安装在支承件13中,使得光束引导单元11能绕着俯仰轴线H旋转,以进行测量光束路径的仰角(elevat1n)对准;角度测量系统,其用于测量轴向位置;能被激励的定位装置,其驱动光束引导单元11或支承件13,其中,所述定位装置具有多个线圈21,所述多个线圈21以位置固定方式布置成绕着俯仰轴线H和/或竖直轴线V的环的形式,线圈21的卷绕轴线与俯仰轴线H或竖直轴线V轴向平行,并且线圈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:
[0083].对光束引导单元11或支承件13施加转矩;
[0084].允许对光束引导单元11或支承件13进行徒手操纵;以及
[0085].妨碍对光束引导单元11或支承件13的操纵。
[0086]徒手操纵这里意指:操纵性至少未被锁定,使得用户可用正常肌肉力量致使部件发生常规扭转。激励装置应被理解为是例如闭环控制器、开环控制器、或评价单元或与激励相关的其它电子部件。
[0087]转子磁体24可用标准磁体、专用磁体来实施或者可用周向以分段交替方式被磁化的不可分剩磁体来实施。在由均质材料组成的此剩磁体中,通过极化或磁极来整合磁体。
[0088]线圈21布置在电路板20的一面,特别地,其中,导流元件25布置在电路板20的另一面,特别地,层合到所述另一面上,或者导流元件25和电路板20是复合板的部件,其中,复合板用金属和陶瓷和/或塑料的材料组合实施固定于支承件13或底座10的承载结构。
[0089]转子和/定子具有轴向中心开口。转子是定位装置的能旋转的部分,定子是定位装置的位置被固定的部分。
[0090]除了铜线圈之外,线圈21还可通过直接嵌在电路板20上的导体迹线或通过直接在非导电载体的上面或里面的电导体来实施。电路板20接纳其它电子部件,特别地,用于除了定位装置外的目的的其它导体迹线。
[0091]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线圈21时。
[0092]转子盘23以旋转固定方式连接到轴91,轴91以旋转固定方式连接到光束引导单元11或支承件13。
[0093]通过使用能通过选择性激励线圈21实现的轴向力,轴91的轴承的轴承预加载能受到预定的影响。
[0094]在各种情况下,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,其中,转子磁体24的位置与线圈21相对。
[0095]在定位装置制动期间,能量可再生。这里,在制动能量再生模式下,利用光束引导部件的剩余移动,以能够使光束引导部件与定位装置一起作为发电器或发电机来操作。对于使用可充电电池进行操作的测量设备而言,尤为有利。
[0096]为了对光束引导单元11施加转矩,借助激励装置激励线圈21,使得所得到的旋转电磁场对设置有转子磁体24的转子盘23施加周向磁力。
[0097]为了允许徒手操纵光束引导单元11或支承件13,线圈21变成未激励状态,使得
[0098]?转子磁体24和线圈21之间的相互作用被消除,因此转子盘23相对于定子的操纵性摆脱了磁力,或者
[0099].线圈21以调节方式被激励,使得当检测到用手在光束引导单元11或支承件13上施加了转矩时,特别地,如果超过了阈值力矩,则允许光束引导单元11或支承件发生从滑动联接的意义上说的扭转,其中,通过激励线圈21,定向触觉力反馈能被引导为与所述扭转相反。
[0100]为了限制光束引导单元11或支承件13的操纵性,借助激励装置激励线圈21,使得所得到的位置固定的电磁场将阻碍旋转的周向磁力施加到配备有转子磁体24的转子盘23上。
[0101]通过对应的有益措施,定位装置还可另选地布置在光束引导单元11中。
[0102]图3示出另一个示例性实施方式的局部放大图。转子盘23以旋转固定方式连接到轴91并且具有周向布置成圆形形状的转子磁体24。位置固定在支承件13中的电路板20的位置与背面的导流元件25相对。导流元件25具有信号发送器42和信号编码器44,信号发送器42和信号编码器44结合反射器43和编码盘41 一起形成角度测量系统。
[0103]图4示出作为测量设备中的定位单元的轴流式电机的双面构造。由于该双面构造,可以实现非常高的转矩。借助承载结构26连接到支承件13的电路板20具有朝向外侧的导流元件25和在内侧上的线圈21,线圈21布置成绕着俯仰轴线H的环的形状。在线圈21的环之间布置带有转子磁体24的转子盘23,转子磁体24同样在周向布置成环的形状。转子盘23刚性连接到承载光束引导单元11的轴91。例如,可通过滚柱轴承将轴91径向安装在支承件13中。可通过将转子“磁性卡在”双面轴流式机器中进行轴向安装。基于布置在转子盘23上的编码标记27来实现角度测量系统,所述编码标记被布置在电路板20中的一个上的偏转角度传感器45连续扫描。
[0104]图5a至图5c示出转子的各种变型,具体地,示出配备有转子磁体24的转子盘23的各种变型。图5a示出带有标准磁体24的转子盘23,交替磁极布置在转子盘23上成环形状。图5b示出集成在转子盘23中的定制磁体,图5c示出由均质材料制成的不可分剩磁体,在之前的制造步骤中磁极被装入不可分剩磁体中。
[0105]图6a和图6b示出定子上的线圈21的变型。图6a示出布置在电路板20上成环形状的线圈21,线圈21用例如铜线绕组创建。线圈绕组的轴线平行于旋转轴线(俯仰轴线、竖直轴线)并且垂直于印刷电路板20。图6b示出具有集成线圈21的电路板20。这些集成线圈21可以是例如“被打印的”或浇铸的。
[0106]图7示出根据本发明的测量设备中使用的双面构造的、安装好的轴流式机器,图8用分解图示出相关图。电路板20和导流元件25(也被称为短接板)被安装在承载结构26中。另选地,承载结构26可还通过作为不可分组件的电路板20和导流元件
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