具有固定/松配轴承装置的基于激光的坐标测量装置制造方法及图纸

基于激光的测量装置，用于测量远距离目标(85)的位置，特别是以用于检测能够在空间中移动的测量辅助设备(80)的位置和取向的激光跟踪器(1)的形式，基于激光的测量装置具有：限定直立轴(9)的基部(40)；可相对于基部(40)围绕直立轴(9)旋转的支承部(20)；望远镜单元(10)，其可相对于支承部(20)围绕倾斜轴(8)旋转，并具有用于发送激光束(36)的装置；用于将望远镜单元(10)承载在支承部(20)上的第一轴承装置(60)；及用于将支承部(20)承载在基部(40)上的第二轴承装置(70)，其特征在于，第一轴承装置(60)采用固定/松配轴承装置的形式，第一轴承装置具有：轴(63)，其纵轴与倾斜轴(8)同轴地延伸；固定轴承(61)；以及松配轴承(62)，和/或第二轴承装置(70)采用固定/松配轴承装置的形式，第二轴承装置具有：轴(73)，其纵轴与直立轴(9)同轴地延伸；固定轴承(71)以及松配轴承(72)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有固定/松配轴承装置的基于激光的坐标测量装置本专利技术涉及用于测量目标物体上的坐标的特别是被设置为激光跟踪器的基于激光的坐标测量装置，所述坐标测量装置包括用于可旋转望远镜单元的轴和/或用于可旋转支承部的轴的至少一个固定/松配(loose)轴承装置，并且涉及用于这种坐标测量装置的固定/松配轴承装置的使用。在介绍中所提及的类型的坐标测量装置包括:限定直立轴的基部、支承部以及望远镜单元，该望远镜单元用于发射测量射束并且用于接收在目标处反射的该测量辐射的至少一部分。该望远镜单元的取向借助于电动机按两个轴(直立轴或垂直轴、倾斜轴)来执行。该支承部可以相对于基部围绕直立轴按机动方式回转，并且该望远镜单元可以相对于支承部围绕倾斜轴按机动方式回转。测量轴根据测量辐射的发射方向来限定。该望远镜单元配备有光电机械组件，并且围绕倾斜轴借助于轴可旋转地安装在支承部上的一个或两个轴承位置处，该支承部同样可选地配备有光电机械组件。W02007/079600A1公开了这样一种具有激光跟踪器的基于激光的坐标测量装置，即，其具有可以针对至少两个轴旋转的望远镜单元，并且其中设置有距离测量装置的光发射与光接收光学器件、测量照相机以及取景照相机。该望远镜单元围绕倾斜轴可旋转地安装在支承部件上，而该支承部件围绕直立轴可旋转地安装在固定基部上。在介绍中提及类型的坐标测量装置中(从现有技术获知)，沿倾斜轴和/或直立轴将轴相应地安装固定在两侧。如果像通常一样将不同材料用于轴、轴承或支承部，则轴承的夹紧则作为工作温度范围的函数而变化。由倾斜轴的轴承的夹紧而产生的力的流动经由支承部的支架传导至倾斜轴。滞后效果不利地影响坐标测量装置的准确度。在这种情况下，轴的例如因轴承空气而造成的径向位移导致准确度损失。因此，本专利技术的一目的是，提供一种用于在介绍中所提及类型的坐标测量装置的承载概念，即，与现有技术相比，其改进了测量的准确度。根据本专利技术，该目的通过如权利要求1所述的、具有固定/松配轴承装置的基于激光的测量装置，并且通过如权利要求15所述的、基于激光的测量装置中的固定/松配轴承装置的用法来实现。本专利技术的有利构造可以相应地在所附权利要求中找到。根据本专利技术，一种基于激光的坐标测量装置，该基于激光的坐标测量装置包括沿倾斜轴和/或沿直立轴的、借助于固定/松配轴承安装的轴。优选的是，在这种情况下，所述坐标测量装置的可围绕直立轴旋转的支承部具有借助于固定/松配轴承安装在基部中的轴。而且，所述坐标测量装置的可围绕倾斜轴旋转的望远镜单元优选地具有借助于固定/松配轴承安装在所述支承部中的轴。具体来说，根据本专利技术的该固定/松配轴承相对于现有技术的优点如下:.在所述固定轴承处不发生轴向和径向活动；.所述轴的例如热致膨胀是非临界的；.轴向位置在轴向载荷下准确地限定，以及.所述轴的运行非常精确。根据本专利技术，在所述轴的所述固定/松配轴承中，沿两个方向吸收所述轴向力是通过单个轴承或轴承组(所谓的固定轴承)来承担的。除了轴向力以外，所述固定轴承还吸收径向力，并将这些力传导至所述支承部的相邻组件。这样，消除了纯固定轴承的缺点，而不会发生准确度损失，例如，因摇晃而造成的准确度损失。根据本专利技术，所述轴承(或轴承组)的夹紧仅发生在一侧上。由此，最小化了因热效应而造成的轴向误差以及由此产生的准确度损失。而且，所述轴的热致膨胀是非临界的并且不影响所述轴承的夹紧。所述轴承的夹紧因此在整个工作温度范围期间保持恒定。夹紧的轴承在最小的可能程度上触碰到连接部件，使得滞后效应被减到最小。整个轴系统具有高刚性。所述固定轴承包括一个或更多个滚珠轴承,具体地,滚动轴承。优选地,两个滚动轴承被成对安装。这例如可以借助于由具有相同公差范围的两个成对滚珠轴承组成的双轴承来实现。该双轴承的夹紧发生在一侧上。该构造在所谓的O式排布结构中通过内环上的轴向预应力或者在所谓的X式排布结构的情况下通过外环上的预应力来实现。利用外环或内环的宽度，可以通过预先的处理来限定期望的预应力。另选地，所述滚动轴承还可以包括两个单独的滚动轴承。该组合体通过O式排布结构中的内环或X式排布结构中的外环的轴向预应力来实现。所述外环或内环可以利用中间环和弹簧组合体来夹紧。预应力可以利用弹簧组合体可变地调节。根据本专利技术，所述松配轴承仅旨在吸收径向力，分布在所述松配轴承与所述固定轴承之间的径向载荷。所述松配轴承不吸收任何轴向力，并且可沿轴向移动。另选地，还有可能使用相对于所述支承部不移动并准许所述轴轴向移动的松配轴承。运行路径以圆筒设置，以使所述轴可以轴向位移。两个运行表面都具有高硬度质量。所述松配轴承优选地包括具有滚珠隔离圈的滚珠轴承，其具体可包括彼此稍微偏移的多行滚珠，以使每一个滚珠形成其本身的运行路径。这对于避免磨损来说特别有利，并且在运行路径受到冲击损害的情况下防止几个或全部滚珠在有问题的运行路径上运行。松配轴承的夹紧程度借助于连接部件的处理来实现。滚动主体具有比内和外运行表面稍大的尺寸。通过组装滚动主体、轴以及法兰，将所述轴承夹紧。由此，所述夹紧按确保该滚珠主体的最佳滚动的这种方式来选择。在特别优选的实施方式中，第一固定/松配轴承分布在所述支承部的两个支架之间，使得所述轴安装在所述望远镜单元的具有固定轴承的一侧和具有松配轴承的另一侧。因为由于坐标测量装置的非常高的准确度要求而不能容许轴承空气，所以所述松配轴承和所述固定轴承都被优选地预加应力，所述松配轴承被径向地预加应力，并且所述固定轴承既轴向地又径向地预加应力。所述滚动轴承优选地不直接被设置或夹紧在铝支架的相邻组件中，而是被设置或夹紧在钢制的连接部件中。因此可以在整个工作温度范围维持所述轴承与法兰之间的期望配合。所述钢制的连接部件牢固地连接至铝制组件。将因热效应而造成的轴向误差以及由此产生的准确度损失减到最小。如果所述固定轴承被设置成用于吸收在所述测量装置的任何取向上超出因所述测量装置的固有重量而造成的力的轴向力，则根据本专利技术的轴承还允许所述坐标测量装置按相对于垂直的倾斜度安装，而不发生所述轴的摇摆。甚至所述支承部相对于所述基部悬垂的倒置安装也是可能的。作为滚动轴承，还可以使用所谓的混合轴承，其中，滚动主体由陶瓷而不是钢制成。该解决方案的主要优点是，依靠更高准确度等级的更高可能准确度。由此，不可再现的误差(例如，摇摆误差或滞后误差)被减到最小。这对所述坐标测量装置的准确度具有直接影响。而且，陶瓷具有比钢低的摩擦系数，为此，根据工作模式，可以延长这种轴承的使用期限。而且，混合轴承在紧急状态下具有更好的工作特性。优选地，还设置了马达，其具体容纳在包含所述滚动轴承的所述支架中，并且其旨在驱动具有固定轴承的一侧的所述轴。具体地，直接驱动马达(就是说，没有中间传动的马达，例如，压电马达)可以被有利地用于此，以便能够避免因传动的作用而造成的误差。而且优选地，提供了用于确定所述望远镜单元相对于所述基部的取向的角测量功能，具体地，提供了角编码器，其容纳在包含所述松配轴承的所述支架中，并且旨在确定所述轴的绝对或相对位置。为了节省重量，所述轴可以优选地设置为中空的轴。而且，这使得有可能将供应线馈送到所述轴内部的所述望远镜单元中。具体地，这些是用于向所述望远镜单元的组件供电的线缆或用于将光束引入所述望远镜单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于激光的测量装置，该基于激光的测量装置用于测量远距离的目标(85)的位置，特别被构造成用于获得能够在空间中移动的测量辅助设备(80)的位置和/或取向的激光跟踪器(1)，该基于激光的测量装置包括：·基部(40)，其限定直立轴(9)，·支承部(20)，其能够相对于所述基部(40)围绕所述直立轴(9)旋转，·望远镜单元(10)，其能够相对于所述支承部(20)围绕倾斜轴(8)旋转，并且具有用于发射激光束(36)的装置，·第一轴承装置(60)，其具有轴(63)，所述轴(63)的纵轴与所述倾斜轴(8)同轴地延伸，所述第一轴承装置用于将所述望远镜单元(10)安装在所述支承部(20)上，以及·第二轴承装置(70)，其具有轴(73)，所述轴(73)的纵轴与所述直立轴(9)同轴地延伸，所述第二轴承装置用于将所述支承部(20)安装在所述基部(40)上，其特征在于，所述第一轴承装置和/或所述第二轴承装置(60、70)被构造为包括固定轴承(61、71)和松配轴承(62、72)的固定/松配轴承装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.20 EP 11194643.01.一种基于激光的测量装置，该基于激光的测量装置用于测量远距离的目标(85)的位置，特别被构造成用于获得能够在空间中移动的测量辅助设备(80)的位置和/或取向的激光跟踪器(I)，该基于激光的测量装置包括: ?基部(40)，其限定直立轴(9)， ?支承部(20)，其能够相对于所述基部(40)围绕所述直立轴(9)旋转， ?望远镜单元(10)，其能够相对于所述支承部(20)围绕倾斜轴(8)旋转，并且具有用于发射激光束(36)的装置， ?第一轴承装置(60)，其具有轴(63)，所述轴(63)的纵轴与所述倾斜轴(8)同轴地延伸，所述第一轴承装置用于将所述望远镜单元(10)安装在所述支承部(20)上，以及 ?第二轴承装置(70)，其具有轴(73)，所述轴(73)的纵轴与所述直立轴(9)同轴地延伸，所述第二轴承装置用于将所述支承部(20)安装在所述基部(40)上， 其特征在于， 所述第一轴承装置和/或所述第二轴承装置(60、70)被构造为包括固定轴承出1、71)和松配轴承出2、72)的固定/松配轴承装置。2.根据权利要求1所述的基于激光的测量装置，其中，至少所述第一轴承装置(60)被构造为固定/松配轴承， 其特征在于， ?所述支承部(20)包括第一支架(26)和第二支架(27)，所述支架(26、27)在所述倾斜轴(8)的水平位置围绕所述望远镜单元(10)接合在两侧上；并且 ?所述固定轴承(61)和所述松配轴承(62)沿所述倾斜轴(8)设置在所述望远镜单元(10)的不同侧上，所述固定轴承(61)设置在所述第一支架(26)中，并且所述松配轴承(62)设置在所述第二支架(27)中。3.根据权利要求2所述的基于激光的测量装置， 其特征在于， ?用于获取所述望远镜单元(10)相对于所述支承部(20)的旋转角的装置，特别包括设置在所述第二支架(27)中的用于获取所述轴(63)相对于所述支承部(20)的旋转角的角获取单元(66)，和/或 ?用于所述望远镜单元(10)相对于所述支承部(20)的机动旋转的驱动装置。4.根据权利要求3所述的基于激光的测量装置， 其特征在于， 所述驱动装置包括马达(65)，所述马达被构造成驱动所述轴(63)旋转以使所述望远镜单元(10)围绕所述倾斜轴(8)旋转，特别地，所述马达?被设置在所述第一支架(26)中，和/或?是直接驱动马达。5.根据权利要求2至4中任一项所述的基于激光的测量装置， 其特征在于， 所述轴(63)包括: ?用于光学距离测量装置的射束路径的开口(69)，所述开口特别地沿测量轴延伸，所述测量轴由所述激光束(36)的发射方向限定和/或与所述倾斜轴(8)正交地延伸，或者?第一部件(63a)和第二部件(63b)， ?所述第一部件(63a)安装在所述固定轴承(61)上，并且在所述望远镜单元(10)的面向所述固定轴承(61)的一侧被牢固地安装到所述望远镜单元(10)上；并且 ?所述第二部件(63b)安装在所述松配轴承(62)上，并且在所述望远镜单元(10)的面向所述松配轴承(62)的一侧被牢固地安装在所述望远镜单元(10)上。6.根据前述权利要求中任一项所述的基于激光的测量装置，其中，至少所述第二轴承装置(70)被构造为固定/松配轴承装置， 其特征在于， ?用于获取所述支承部(20)相对于所述基部(40)的旋转角的装置，特别包括用于获取所述轴(73)相对于所述基部(40)的旋转角的角获取单元，和/或 ?用于所述基部(20)相对于所述支承部(40)的机动旋转的驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·法斯，V·马克西莫维奇，
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