具有用于测量射束的暖空气流屏蔽件的激光跟踪仪制造技术

本发明专利技术涉及一种坐标测量机，特别是激光跟踪仪，用于确定实施为后向反射器或至少具有后向反射器的目标的位置。坐标测量机至少包括：限定纵轴线的基部；能相对基部回旋的支撑件；射束导向单元，用于发射测量辐射并接收在目标处反射的至少一些测量辐射。根据本发明专利技术，坐标测量机具有热影响减少部件，其被实施成使得由于热影响减少部件：主动防止或减少了热发射，热发射影响位于坐标测量机的附近区域中的所发射的测量辐射的附近区域自由射束路径并且是因坐标测量机的内部部件发热而引起的；和/或在由这样的热发射产生的暖空气因热而上升期间，阻碍或防止了暖空气通过附近区域自由射束路径，特别是将暖空气引导在附近区域自由射束路径周围。

With a laser tracker for the warm air flow measuring beam shield

The invention relates to a coordinate measuring machine, especially a laser tracker is used to determine the implementation of retroreflectors or at least with the position of the target retroreflector. The coordinate measuring machine includes at least a base defining a longitudinal axis, a support capable of rotating relative to the base, and a beam steering unit for transmitting the measured radiation and receiving at least some of the measured radiation reflected at the target. According to the invention, a coordinate measuring machine with reduced heat affected parts, which are implemented so that due to thermal effect: active components is reduced to prevent or reduce the heat emission, the emitted radiation measurement area near the heat emission effect in the coordinate measuring machine in the region near the free beam path and is caused by internal heating parts coordinate measuring machine; and / or in the period of warm air produced by such heat emission due to heat up, hinder or prevent the warm air through the region near the free beam path, especially the warm air is guided around the area near the free beam path.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种坐标测量机，特别是激光跟踪仪，用于确定实施为后向反射器或至少具有后向反射器的目标的位置，特别是用于连续跟踪所述目标，所述坐标测量机至少包括：限定竖直轴线的基部；射束导向单元，所述射束导向单元用于从测量辐射出射光圈发射测量辐射并且用于接收在所述目标处反射的至少一些测量辐射，其中：所述射束导向单元能相对于所述基部围绕所述竖直轴线和倾斜轴线回旋，更特别地能以马达驱动的方式回旋；并且测量轴线由所述测量辐射的发射方向限定；距离测量单元，所述距离测量单元用于借助所述测量辐射精确地测量距所述目标的距离；角度测量装置，所述角度测量装置用于确定所述射束导向单元相对于所述基部的对准；以及目标获取单元所述目标获取单元用于确定由所述后向反射器反射的辐射在所述目标获取单元的传感器上的碰撞点并且用于产生输出信号，所述输出信号用于控制精细瞄准装置，特别是目标跟踪装置。
技术介绍
多种用于测量目标点的方法和仪器自古以来就是已知的。在此，从测量仪器到目标点的距离和角度被记录为空间标准数据，并且特别地，除了可能存在的参考点，还获取测量仪器的地点。激光跟踪仪、经纬仪、视距仪和全站仪代表了这样的测量仪器的已知实施例，其中最后的实施例还被称为电子视距仪或计算机视距仪。这样的仪器包括电感角度及距离测量功能，这使得能够确定距选定目标的方向和距离。在此，角度或距离变量被建立在仪器的内部参考系统中，并且仍可能需要连接到外部参考系统以确定绝对位置。一般而言，特别在工业测量的背景之下，实施为连续跟踪目标点以及确定该点的坐标位置的测量装置可以被纳入术语“激光跟踪仪”下。在此，目标点可以由后向反射单元(例如三棱镜或三角角锥反射器)代表，使用测量装置的定向光学测量射束、特别是使用激光束来观测所述后向反射单元。激光束被平行地反射回测量装置，反射束被装置的获取单元获取。在此，例如借助用于测量角度的传感器(这些传感器被分配给系统的偏转镜或瞄准单元)而建立射束的发射或接收方向。而且，例如借助相位差测量的飞行时间或者借助斐索原理，在获取射束时建立从测量装置到目标点的距离。而且，一般在跟踪仪系统中的精细瞄准或跟踪传感器处建立被接收的测量射束与零位置的偏移量。可以借助该可测量的偏移量来确定后向反射器的中心与激光束在反射器上的入射点之间的位置差，并且可以根据该偏差来校正或修正激光束的对准，这样在精细瞄准传感器上的偏移量得以减少，特别地设定为“零”，因此射束被对准在反射器中心的方向上。通过修正激光束对准，可以存在目标点的连续目标跟踪，并且可以连续地确定目标点相对于测量仪器的距离和位置。在此，可以借助能由马达移动并设置用于偏转激光束的偏转镜的对准的改变、和/或通过使具有射束导向激光光学器件的瞄准单元回旋来实现修正。根据现有技术的激光跟踪仪可另外构造有一个或多个光学图像获取单元和图像处理单元，该图像获取单元具有二维光敏阵列(例如CCD或CID，或基于CMOS阵列的相机)或者具有像素阵列传感器。这样的相机—与用于被反射的测量辐射的接收光学器件比较，一般具有宽的视野角—可以例如被附接并设置为提供目标搜索装置和/或6自由度确定装置(后者与例如感测测量辅助的使用结合)。通过借助图像获取单元和图像处理单元来获取以及评估来自具有标记的所谓辅助测量仪器的图像(标记关于彼此的相对地点是已知的)，可以推断布置在辅助测量仪器处的对象的空间取向。与目标点(例如由激光束观测的辅助测量仪器处的后向反射器)的确定的空间位置一起，最终还可以精确地确定对象在空间中在绝对意义上和/或相对于激光跟踪仪的的位置和取向。例如在US5,973,788中描述了这样的坐标测量机，其具有激光跟踪仪和用于确定对象在空间中的位置和取向的图像获取单元，所述图像获取单元布置有光点和反射器。这样的辅助测量仪器可以是所谓的感测工具，所述感测工具及其接触点被定位在目标对象的一点上。感测工具具有标记(例如光点)和反射器，所述反射器代表感测工具处的目标点并且可以由跟踪仪的激光束观测，其中精确地已知标记和反射器相对于感测工具的接触点的位置。按照本领域技术人员已知的方式，辅助测量仪器也可以是例如手持扫描器，其配备用于点测量、非接触式表面测量，其中准确地已知用于距离测量的扫描器测量射束相对于布置在扫描器上的光点和反射器的方向和位置。通过举例的方式，在EP0553266中描述了这样的扫描器。为了测量距离，根据现有技术的激光跟踪仪具有至少一个测距仪，其中后者可以例如实施为干涉仪和/或绝对测距仪(例如基于飞行时间或相位差测量结果或斐索原理)。WO2007/079600A1公开了通用的基于激光的坐标测量机，其中距离测量装置的光出射和光接收光学器件、测量相机和全景相机被布置在能关于至少两个轴线旋转的共同元件上，并且其中附接至射束导向单元外侧的激光模块的激光束借助光学波导管被联接到距离测量装置中。在持续改进的技术高度发达的精度电位非常高的测量系统的范围内，用于校正大气产生的干扰的策略变得比以往更加重要。这些大气产生的干扰产生在大的时间尺度范围内：在测地背景下被称为“折射”并由观察周围环境中的折射率梯度引起的系统偏差最终合并成随机偏差，至少在其结果方面，随机偏差由光学湍流引起或者相当于光学湍流的效果。经折射校正的光学方向和角度测量还有经折射校正的光学距离测量在高精度测量领域的许多任务区域的范围内是必需的。通过举例的方式，不仅在工业测量(例如工业质量控制或组装工艺，例如航空或汽车工业)的范围内，而且在测地测量的领域内、在结构和民用工程项目的领域内、在对准问题的背景下、例如在粒子加速器的情况下、或者针对大型移动机器的空间控制，这些任务区域包含测量应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进的坐标测量机，特别是一种激光跟踪仪，其中由仪器引起的排热影响对基于定向测量辐射的发射和接收的测量结果至少具有更小的影响，或者在可能的情况下没有影响。该目的由如下特征的实施达成：热影响减少部件，所述热影响减少部件被实施并布置在所述坐标测量机上，以使得由于所述热影响减少部件：防止或减少热发射，所述热发射影响位于所述坐标测量机的附近区域中的所发射的测量辐射的附近区域自由射束路径并且是因所述坐标测量机的内部部件发热而引起的，所述热发射特别是直接位于所述坐标测量机的壳体部件处的热发射；和/或在由这样的热发射产生的暖空气因热而上升期间，阻碍或防止所述暖空气通过所述附近区域自由射束路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坐标测量机，特别是激光跟踪仪(10)，用于确定实施为后向反射器(90)或至少具有后向反射器(51)的目标的位置，特别是用于连续跟踪所述目标，所述坐标测量机至少包括：●限定竖直轴线的基部(40)；●射束导向单元，所述射束导向单元用于从测量辐射出射光圈(23)发射测量辐射(17，21)并且用于接收在所述目标处反射的至少一些测量辐射(17，21)，其中：□所述射束导向单元能相对于所述基部(40)围绕所述竖直轴线和倾斜轴线(31)回旋，更特别地能以马达驱动的方式回旋；并且□测量轴线由所述测量辐射(17，21)的发射方向限定；●距离测量单元，所述距离测量单元用于借助所述测量辐射(17，21)精确地测量距所述目标的距离；●角度测量装置，所述角度测量装置用于确定所述射束导向单元相对于所述基部(40)的对准；以及●目标获取单元(60)，所述目标获取单元用于确定由所述后向反射器反射的辐射在所述目标获取单元(60)的传感器上的碰撞点并且用于产生输出信号，所述输出信号用于控制精细瞄准装置，特别是目标跟踪装置，其特征在于，热影响减少部件(41'a，42，43，43'，44，45，47，48，49，71，72，73，74)，所述热影响减少部件被实施并布置在所述坐标测量机(1)上，以使得由于所述热影响减少部件：●防止或减少热发射，所述热发射影响位于所述坐标测量机(1)的附近区域中的所发射的测量辐射(17，21)的附近区域自由射束路径并且是因所述坐标测量机的内部部件发热而引起的，所述热发射特别是直接位于所述坐标测量机的壳体部件处的热发射；和/或●在由这样的热发射产生的暖空气因热而上升期间，阻碍或防止所述暖空气通过所述附近区域自由射束路径，特别是将所述暖空气引导在所述附近区域自由射束路径周围。...

【技术特征摘要】
2014.10.10 EP 14188461.91.一种坐标测量机，特别是激光跟踪仪(10)，用于确定实施为后向反射器(90)
或至少具有后向反射器(51)的目标的位置，特别是用于连续跟踪所述目标，所述坐
标测量机至少包括：
●限定竖直轴线的基部(40)；
●射束导向单元，所述射束导向单元用于从测量辐射出射光圈(23)发射测量
辐射(17，21)并且用于接收在所述目标处反射的至少一些测量辐射(17，21)，其中：
□所述射束导向单元能相对于所述基部(40)围绕所述竖直轴线和倾斜轴线
(31)回旋，更特别地能以马达驱动的方式回旋；并且
□测量轴线由所述测量辐射(17，21)的发射方向限定；
●距离测量单元，所述距离测量单元用于借助所述测量辐射(17，21)精确地
测量距所述目标的距离；
●角度测量装置，所述角度测量装置用于确定所述射束导向单元相对于所述基
部(40)的对准；以及
●目标获取单元(60)，所述目标获取单元用于确定由所述后向反射器反射的辐
射在所述目标获取单元(60)的传感器上的碰撞点并且用于产生输出信号，所述输出
信号用于控制精细瞄准装置，特别是目标跟踪装置，
其特征在于，
热影响减少部件(41'a，42，43，43'，44，45，47，48，49，71，72，73，74)，
所述热影响减少部件被实施并布置在所述坐标测量机(1)上，以使得由于所述热影
响减少部件：
●防止或减少热发射，所述热发射影响位于所述坐标测量机(1)的附近区域中
的所发射的测量辐射(17，21)的附近区域自由射束路径并且是因所述坐标测量机的内
部部件发热而引起的，所述热发射特别是直接位于所述坐标测量机的壳体部件处的热
发射；和/或
●在由这样的热发射产生的暖空气因热而上升期间，阻碍或防止所述暖空气通
过所述附近区域自由射束路径，特别是将所述暖空气引导在所述附近区域自由射束路
径周围。
2.根据权利要求1所述的坐标测量机，
其特征在于，
●支撑件(30)，所述支撑件能相对于所述基部(40)围绕所述竖直轴线特别以
马达驱动的方式回旋并且限定所述倾斜轴线(31)，并且
●所述射束导向单元实施为具有望远镜单元的瞄准单元(20)，所述瞄准单元能
相对于所述支撑件(30)围绕所述倾斜轴线(31)以马达驱动的方式回旋并且实施为
发射所述测量辐射(17，21)并接收在所述目标处反射的至少一些测量辐射(17，21)。
3.根据权利要求1或2所述的坐标测量机，
其特征在于，
所述热影响减少部件(42，43，43'，44，45，47，48，49)围绕所述测量辐射
出射光圈(23)下游的所述附近区域自由射束路径的至少一部分，和/或所述热影响
减少部件实施为邻近所述测量辐射出射光圈(23)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的坐标测量机，
其特征在于，
所述热影响减少部件(42，43，43'，47，48，49)包括具有低导热率的热屏蔽
材料，特别是聚合物。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的坐标测量机，
其特征在于，
所述热影响减少部件(42，47，48，49)...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·伯克姆，S·富克斯，T·鲁斯，M·库普弗，
申请(专利权)人：莱卡地球系统公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH