具有球点轴承的测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种具有球点轴承的测量装置(1)。在该测量装置(1)中具有：用于定位测量装置(1)的基部(2)和具有用于测量目标的光束路径的俯仰部件(4)，该俯仰部件(4)借助以自定心方式被夹持在两个空腔(10，11)中的转动体(9)能够被径向和轴向地安装在偏转部件(3)中并且能够相对于偏转部件(3)旋转，该偏转部件(3)能够相对于基部(2)移动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量装置。
技术介绍
在很多测量装置中，定向的光学测量辐射例如需要通过对准集成光束路径的部件，或者通过聚焦到目标上来进行对准。在这种情况下，这样的修正必须精确执行，并且在动态应用的情形中还必须足够快地执行，因此，例如，需要移动的大的质量块是不利的。此外，测量装置的现场适用性从根本上需要驱动和轴承的稳健性以及低能量消耗。工业或测地学的测量装置主要具有竖直轴和倾斜轴，这些轴被安装和驱动。这样的测量装置的示例是全站仪、经纬仪或准距仪，它们也可以与集成的自动目标获取和目标跟踪单元一起被用于使测量任务多样化，其中，不管是获取数据还是单独检查，例如施工现场监控，都被考虑。其它的测量装置例如是扫描仪系统，诸如激光跟踪仪、激光扫描仪或者断面仪，其在扫描方法中将表面的拓扑图记录为三维点云。轴的精度特征主要在于轴承。轴承必须尺寸准确、尺寸稳定以及抗冲击或者防冲击。为了在非常小的角度间隔内高精度地执行定位行为，还需要极其低的摩擦，其中特别地与从附着到滑动的转变过程中的摩擦力相关。在先前的解决方法中，滚动轴承和/或滑动轴承经常用于安装目的。但是，特别地还因为通常至少一个轴承必须设置用于轴向安装，并且一个轴承必须设置用于径向安装，这些轴承需要相对大量的结构空间。由于这些情况而造成结构和制造成本增加，并且因此费用较高。由于缺乏紧密性，更多的质量被移动。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种工业或测地学的测量装置，该测量装置具有用于其转动部件的轴承，转动部件自发地补偿与磨损有关的轴承间隙，并且因此确保几何稳定性。另一目的在于提供一种工业或测地学的测量装置，该测量装置具有数量和/或复杂性减小的轴承部件，或者具有减小的结构尺寸。另一目的在于提供一种工业或测地学的测量装置，该测量装置具有抵抗冲击损害的保护机构，从而减少冲击事件中轴承损害发生的可能性。根据本专利技术的测量装置，特别是全站仪、跟踪仪或者扫描仪，该测量装置具有：至少一个光学测量光束路径；用于定位测量装置的基部；偏转部件，该偏转部件在基部上被安装成能够绕竖直轴旋转，用于光束路径的方位对准；以及俯仰部件，该俯仰部件在偏转部件中被安装成能够绕倾斜轴旋转，用于光束路径的高度对准。根据本专利技术，测量装置被设计成使得其利用球点轴承来安装其部件。根据本专利技术，通过球点轴承来安装测地学测量装置的至少一个待被旋转的部件。该部件例如借助对准或者对准的改变改进了用于测量的光束路径。球点轴承的特征在于，借助转动体(尤其是球体)或者也可以例如借助卵形体、双锥体(具有彼此远离的顶点)、截去顶端的双锥体，或者上述提及各种体的组合，来相对于定子安装转子，其中三种参与部件保持彼此稳定地对准，做法是转子和定子具有特别形成的用于转动体的定心座(centeringseat)。该定心座是空腔，以自动定心和稳定的方式环绕转动体。空腔可以是例如环面、锥形、圆锥形，球形，或者非球形。转动体仅沉入到相应的空腔，或者仍然突出于相应的空腔，在这种情况下，足以使得转子在转动体上滑动并且转动体在定子上滑动，而无需转子和定子接触。作为替代，转动体可以例如通过夹紧、粘合或者焊接被固定到转子或定子上，或者可以被嵌入其中，使得滑动仅发生在相应的其它侧。因此，转动体的突出端是旋转对称的突出部，特别是半球体、半卵形体、锥体、截锥体，或者非球面体。作为替代，该突出部还可以同时并入到部件中，例如通过切割加工，借此转动体变为转子或定子的一部分，其中需要考虑关于磨损的材料硬度。为了稳定配合，松动的转动体被夹持在定子与转子之间，例如，通过轴向作用的弹簧元件或磁体或电磁体，它们确保转子与定子的结合。尽管术语为“球点轴承”，转动体与转子或定子的空腔之间并不存在点接触，而是至少三点接触(例如空腔是三面角锥)，并且优选是至少部分的线性接触(空腔是旋转对称的)或者甚至是面接触，例如可通过转动体在空腔中的有针对性的压印来完成。取而代之的是，术语“球点轴承”指的是通过转动体(优选是球体)建立的轴承的枢转点。根据本专利技术，基于在相对小的结构空间中的仅仅单个元件，球点轴承还执行轴向和径向安装。球体夹持在转动部件(转子)的空腔与静止部件(定子)的空腔之间，其中转动部件与静止部件相互对置，并且空腔的中心轴在球体中同轴延伸或交叉。在任意情况下需要用于超声波电机(超声波电机驱动轴线，其特别是行波电机)的接触压力的弹簧元件可特别地用于预夹紧或夹紧。当使用轴向磁通电机(轴向磁通机)时作为副作用存在的轴向力也可以用于该目的。如果空腔实施为圆锥体，那么例如球体在两侧具有环形接触线。该部件相互转动地沿着这些接触线滑动。由于球体的这种接触直径很小，因空腔与转动体的材料之间的附着摩擦和滑动摩擦所引起的阻力矩显著小于普通轴承。因此，在转动过程中仅引起最小的阻力，即使在预夹紧力高的情况中。这导致较低的功率损失并且因此电池运行时间较长。根据摩擦学观点，球点轴承因此表示滑动轴承。因此，球点轴承的承载能力优于具有相同结构空间的滚柱轴承。由于移动质量小，测量装置可被设计为高度动态的，使得也可以实现扫描动作所需的高的速度。因此，根据本专利技术的测量装置还可实施为目标跟踪系统、激光跟踪器、扫描仪，或者断面仪。此外，由于球点轴承的简单结构和根据本专利技术的测地学的测量装置的设计，可以是不需维护的操作或维护减小的装置操作。球轴承，例如，由硬化钢、陶瓷、或者其它坚硬材料制成，这些材料制造费用相对低并且此外具有高精度，对球点轴承是有用的。相应部件中的圆锥形空腔可以有选择地由定心孔形成，或者甚至可以是定心孔自身(无需进一步的加工步骤)，其在任何情况下，在车削和/或研磨过程中部件两个端部的夹持是需要的。在车床和/或磨床上被机加工的所有部件表面都是同心的，或者高精度地垂直于空腔的轴线，因为加工工艺的轴线刚好与该轴线相同。在冲击的情况下，测量装置内部的超精密结构和部件受到故障的威胁。因此，球点轴承例如经由磁力或弹簧力被轴向预夹紧，从而保护该结构不受径向冲击。在径向冲击的情形下，转子至少可以临时“解除锁定”并且因此“吸收”冲击，其中转动体离开其定心的预定轴承座。因此，转子可以抵抗预夹紧力弹回一轴向距离，这是因为转动体沿着两个圆锥形空腔的至少一个空腔的侧面滚动。但是，要防止转动体完全离开空腔，因为转子的脱松距离由止动块在径向上限定。球点轴承还抗轴向冲击。轴承的球体材料被选择为比轴承座的材料更坚硬。因此，轴承座的变形可以在任何情形中发生，只要球体将其周面压制到轴承座本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量装置(1)，该测量装置尤其是全站仪、跟踪仪或扫描仪，该测量装置至少具有：‑光学测量光束路径，‑基部(2)，该基部用于定位所述测量装置，‑偏转部件(3)，该偏转部件以能绕竖直轴线(5)旋转的方式安装在所述基部上，用于所述光束路径的方位对准，以及‑俯仰部件(4)，该俯仰部件以能绕倾斜轴线(6)旋转的方式安装在所述偏转部件中，用于所述光束路径的高度对准，其特征在于，设有转动体(9)，尤其是球体，该转动体以自定心方式被夹持在下述部件之间，即：‑所述偏转部件中的空腔(10)，以及‑所述俯仰部件的轴(22)的一端处的空腔(11)，使得所述俯仰部件借助被夹持在这些空腔中的所述转动体在所述端部处以能旋转的方式在径向和轴向上在所述偏转部件中滑动安装。

【技术特征摘要】
2014.10.10 EP 14188460.11.一种测量装置(1)，该测量装置尤其是全站仪、跟踪仪或扫描仪，该测量装
置至少具有：
-光学测量光束路径，
-基部(2)，该基部用于定位所述测量装置，
-偏转部件(3)，该偏转部件以能绕竖直轴线(5)旋转的方式安装在所述基部
上，用于所述光束路径的方位对准，以及
-俯仰部件(4)，该俯仰部件以能绕倾斜轴线(6)旋转的方式安装在所述偏转
部件中，用于所述光束路径的高度对准，
其特征在于，设有转动体(9)，尤其是球体，该转动体以自定心方式被夹持在下
述部件之间，即：
-所述偏转部件中的空腔(10)，以及
-所述俯仰部件的轴(22)的一端处的空腔(11)，
使得所述俯仰部件借助被夹持在这些空腔中的所述转动体在所述端部处以能旋
转的方式在径向和轴向上在所述偏转部件中滑动安装。
2.根据权利要求1所述的测量装置(1)，
其特征在于，所述俯仰部件的所述轴(22)的另一端通过径向浮动轴承(19)，
尤其是传统的V形轴承来安装，或者尤其针对颠倒的操作，通过转动体(43)，尤其
是球体来安装，该球体以自定心方式被夹持在下述部件之间，即：
-所述偏转部件中的空腔(42)，以及
-所述俯仰部件的所述轴(22)的一端处的空腔(41)。
3.根据权利要求1或2所述的测量装置(1)，
其特征在于，所述偏转部件(3)中的所述空腔(10，42)具有至少一个通道(37)。
4.一种测量装置(1)，该测量装置尤其是全站仪、跟踪仪或扫描仪，该测量装
置至少具有：
-光学测量光束路径，
-基部(2)，该基部用于定位所述测量装置，
-偏转部件(3)，该偏转部件以能绕竖直轴线(5)旋转的方式安装在所述基部

\t上，用于所述光束路径的方位对准，以及
-俯仰部件(4)，该俯仰部件以能绕倾斜轴线(6)旋转的方式安装在所述偏转
部件中，用于所述光束路径的高度对准，
其特征在于，转动体(24)，尤其是球体，以自定心方式被夹持在所述基部中的
空腔(26)和所述偏转部件中的空腔(25)之间，使得所述偏转部件借助被夹持在所
述空腔中的所述转动体以能旋转的方式在径向和轴向上在所述基部上滑动安装。
5.根据权利要求1至3中任一项和/或权利要求4所述的测量装置(1)，
其特征在于，至少一个空腔(10，11，25，26，41，42)具有加宽侧面，所述转
动体(9，24，43)在过载情况下沿着该加宽侧面滑动而离开其定心位置，并在负载
减轻情况下滑回至其定心位置。
6.根据权利要求1至3中任一项和/或根据权利要求4或5所述的测量装置(1)，
其特征在于，所述转动体(9，24)通过至少3个接触点，尤其是至少部分地以
线性或者平面的方式抵靠在所述空腔(10，11；25，26；41，42)中。
7.根据权利要求1至3中任一项和/或根据权利要求4至6中任一项所述的测量
装置(1)，
其特征在于，所述空腔(10，11；25，26；41，42)是彼此相对的圆锥形孔，其
中圆锥缩窄部彼此背离。
8.根据权利要求1至3中任一项和/或根据权利要求4至7中任一项所述的测量
装置(1)，
其特征在于，所述转动体(9，24，43)借助至少一个磁体(12，27)和/或借助
至少一个机械弹簧(15，45)被夹持。
9.根据权利要求1至3中任一项和/或根据权利要求4至8中任一项所述的测量
装置(1)，
其特征在于，定心孔用作空腔(10，11；25，26；41，42)，该定心孔在任何情
况下对于在车床和/或磨床上机加工相应部件(2，7，8，22，44)都是必需的。
10...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·马勒，S·佩特科夫，B·肖勒，
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