光學(xué)測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)測量系統(tǒng)，例如，用于測地學(xué)領(lǐng)域中的角度測量的光學(xué)測量系統(tǒng)、經(jīng)瑋儀、全站儀等。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于測地學(xué)領(lǐng)域中的角度測量，經(jīng)常使用光學(xué)測量系統(tǒng)。這些測量系統(tǒng)的區(qū)別在于角度測量可以以非常高的精度來進(jìn)行。為了獲得所要求的精度，測量系統(tǒng)本身必須被高精確度地制造。這種類型的光學(xué)測量系統(tǒng)，例如，經(jīng)瑋儀、全站儀等，通常至少包括可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)的測量望遠(yuǎn)鏡和殼體。通常地，測量望遠(yuǎn)鏡在測量望遠(yuǎn)鏡的相對(duì)兩側(cè)通過軸安裝在殼體內(nèi)。如果該軸為單一部件且在兩端安裝在殼體中，則測量望遠(yuǎn)鏡的測量軸線關(guān)于該軸偏心設(shè)置，以此方式使得旋轉(zhuǎn)該軸使測量望遠(yuǎn)鏡的位置和方向移動(dòng)。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)測量望遠(yuǎn)鏡的位置和方向的同時(shí)移動(dòng)對(duì)測量過程和測量精度有不利影響?？商孢x地，測量望遠(yuǎn)鏡照慣例通過設(shè)置在測量望遠(yuǎn)鏡的相對(duì)側(cè)的軸頸支撐軸安裝在殼體中，以此方式使得當(dāng)軸頸支撐軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，測量望遠(yuǎn)鏡的測量軸線僅方向被移動(dòng)，而位置不被移動(dòng)。然而，生產(chǎn)和調(diào)節(jié)通過兩個(gè)軸頸支撐軸安裝的測量望遠(yuǎn)鏡是昂貴的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此，本發(fā)明的目的是提出一種克服上述的在殼體中安裝測量望遠(yuǎn)鏡的缺點(diǎn)的光學(xué)測量系統(tǒng)。
[0004]在本發(fā)明的實(shí)施方式中，一種光學(xué)測量系統(tǒng)包括:底座；第一殼體，所述第一殼體能夠圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于所述底座旋轉(zhuǎn)；以及第二殼體，所述第二殼體能夠圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于所述第一殼體旋轉(zhuǎn)；所述第一旋轉(zhuǎn)軸線和所述第二旋轉(zhuǎn)軸線彼此垂直、特別是彼此正交定向；所述第二殼體容納測量望遠(yuǎn)鏡，所述測量望遠(yuǎn)鏡的測量軸線垂直于所述第二旋轉(zhuǎn)軸線、特別是正交于所述第二旋轉(zhuǎn)軸線定向；所述測量系統(tǒng)還包括:固定至所述第二殼體且伸入所述第一殼體中的內(nèi)部滾子軸承支架；固定至所述第一殼體的外部滾子軸承支架；第一滾子軸承和第二滾子軸承，所述第一滾子軸承和所述第二滾子軸承的內(nèi)環(huán)彼此隔開、圍繞所述第二旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)稱地固定至所述內(nèi)部滾子軸承支架，所述滾子軸承的外環(huán)固定至所述外部滾子軸承支架，所述第一滾子軸承和所述第二滾子軸承以O(shè)形布置偏置；固定至所述內(nèi)部滾子軸承支架的驅(qū)動(dòng)盤；具有電動(dòng)機(jī)軸的電動(dòng)機(jī)；所述電動(dòng)機(jī)被附接至所述第一殼體，以此方式使得所述電動(dòng)機(jī)軸或固定至所述電動(dòng)機(jī)軸的輪子位于所述驅(qū)動(dòng)盤上，且通過垂直于所述第二旋轉(zhuǎn)軸線、特別是正交于所述第二旋轉(zhuǎn)軸線定向的彈性力被壓在所述盤上，所述電動(dòng)機(jī)軸或所述輪子以摩擦配合的方式聯(lián)接至所述驅(qū)動(dòng)盤，并且，除所述第一滾子軸承和所述第二滾子軸承以外，沒有提供用來將所述第二殼體相對(duì)于所述第一殼體安裝的其他軸承、特別是滾珠軸承。
[0005]結(jié)果，容納測量望遠(yuǎn)鏡的第二殼體僅僅在一側(cè)被安裝在第一殼體中，并且，除第一滾子軸承和第二滾子軸承以外，測量系統(tǒng)沒有其他的用于將第二殼體相對(duì)于第一殼體安裝的軸承。當(dāng)?shù)诙んw相對(duì)于第一殼體圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，測量望遠(yuǎn)鏡的測量軸線可僅僅移動(dòng)方向，而不移動(dòng)位置，這可以進(jìn)行簡單、精確的角度測量。作為第一滾子軸承和第二滾子軸承以O(shè)形布置偏置的結(jié)果，內(nèi)部滾子軸承支架穩(wěn)定地且以可旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置在外部滾子軸承支架中，這確保了在第一殼體相對(duì)于第二殼體旋轉(zhuǎn)期間所需的精度。此外，第二殼體單側(cè)安裝在第一殼體中的制造比例如通過單件式軸或兩個(gè)軸頸支撐軸的雙側(cè)安裝更簡單且更有利。驅(qū)動(dòng)盤被固定至內(nèi)部滾子軸承支架，且以摩擦配合的方式，特別是不以剛性配合(positive fit)的方式被聯(lián)接至電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)軸或聯(lián)接至固定至電動(dòng)機(jī)軸的輪子，以便以可控的方式相對(duì)于外部滾子軸承支架移動(dòng)內(nèi)部滾子軸承支架的定向，從而相對(duì)于第一殼體移動(dòng)第二殼體的定向。
[0006]第一殼體可以以同樣的方式安裝在底座中，可以將內(nèi)部滾子軸承支架固定至第一殼體，將外部滾子軸承支架固定至底座，或者可以將內(nèi)部滾子軸承支架固定至底座，將外部滾子軸承支架固定至第一殼體，并且所有其他組件關(guān)于滾子軸承支架的布置進(jìn)行類似地設(shè)置，以此方式使得第一殼體同樣地相對(duì)于底座以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝，且通過摩擦輪驅(qū)動(dòng)器是能夠調(diào)節(jié)的。
[0007]在示例性實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)盤可由塑料材料特別是PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)或由陶瓷材料構(gòu)成，并且具有涂有橡膠的表面。此外，驅(qū)動(dòng)盤可包括塑料材料特別是PET或橡膠材料的輪箍，所述電動(dòng)機(jī)軸或所述輪子被壓在所述輪箍上。因此，可以在驅(qū)動(dòng)盤和電動(dòng)機(jī)軸之間設(shè)定所需要的摩擦。因此，輪箍直接與電動(dòng)機(jī)軸或固定至電動(dòng)機(jī)軸的輪子接觸。輪箍和驅(qū)動(dòng)盤可以是整體的。
[0008]在示例性實(shí)施方式中，電動(dòng)機(jī)軸或輪子由金屬構(gòu)成。
[0009]在示例性實(shí)施方式中，電動(dòng)機(jī)軸基本上平行于第二旋轉(zhuǎn)軸線定向。在該設(shè)置中，電動(dòng)機(jī)軸或輪子和驅(qū)動(dòng)盤之間的區(qū)域大(通過該區(qū)域來傳送摩擦力)，這導(dǎo)致在電動(dòng)機(jī)軸或輪子和驅(qū)動(dòng)盤之間形成特別良好的摩擦配合。
[0010]在示例性實(shí)施方式中，電動(dòng)機(jī)被附接至第一殼體，以此方式使得電動(dòng)機(jī)軸圍繞至少一個(gè)樞軸線是能夠自由樞轉(zhuǎn)的，所述至少一個(gè)樞軸線垂直于所述第二旋轉(zhuǎn)軸線，特別是正交于所述第二旋轉(zhuǎn)軸線定向。結(jié)果，電動(dòng)機(jī)軸或輪子可以最佳地相對(duì)于驅(qū)動(dòng)盤定向。特別地，可以提供電動(dòng)機(jī)能夠自由樞轉(zhuǎn)所圍繞的兩個(gè)樞軸線，兩個(gè)樞軸線和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線彼此垂直，特別是基本上彼此正交而定向。
[0011]此外，阻尼元件可設(shè)置在摩擦輪驅(qū)動(dòng)器的組件內(nèi)或組件上，組件特別是電動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)的懸架，以便減緩摩擦輪驅(qū)動(dòng)器的振動(dòng)和振蕩。
[0012]在示例性實(shí)施方式中，正如在第二旋轉(zhuǎn)軸線的方向上所看到的，第一滾子軸承和第二滾子軸承設(shè)置在第二殼體和驅(qū)動(dòng)盤之間。結(jié)果，內(nèi)部滾子軸承支架相對(duì)于外部滾子軸承支架穩(wěn)定地且以可旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置。
[0013]在示例性實(shí)施方式中，光學(xué)測量系統(tǒng)還包括用于測量第二殼體圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于第一殼體的旋轉(zhuǎn)位置的角度測量系統(tǒng)。結(jié)果，第二殼體相對(duì)于第一殼體的旋轉(zhuǎn)位置，換句話說，第二殼體圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于第一殼體的方向可被測量。
[0014]在其他示例性實(shí)施方式中，角度測量系統(tǒng)包括被固定至內(nèi)部滾子軸承支架的編碼器盤、和感測所述編碼器盤且被固定至外部滾子軸承支架的傳感器。
[0015]在其他示例性實(shí)施方式中，正如在第二旋轉(zhuǎn)軸線的方向上所看到的，編碼器盤設(shè)置在驅(qū)動(dòng)盤和第一滾子軸承之間。由于編碼器盤在對(duì)內(nèi)部滾子軸承支架的傾斜尤其有抵抗作用的位置處被固定至內(nèi)部滾子軸承支架，換句話說，編碼器盤具有特別穩(wěn)定的定向，故這種配置可以高精度地確定第二殼體圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于第一殼體的旋轉(zhuǎn)位置。
[0016]在其他示例性實(shí)施方式中，編碼器盤可包括玻璃、陶瓷或塑料材料。結(jié)果，編碼器盤可以是相當(dāng)輕的，且例如抗溫度波動(dòng)。
[0017]在其他示例性實(shí)施方式中，光學(xué)測量系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)角度測量系統(tǒng)的測量信號(hào)來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。結(jié)果，可實(shí)現(xiàn)控制電路，例如，該控制電路保持第二殼體圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于第一殼體的旋轉(zhuǎn)位置在穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)位置中，或以預(yù)定的量調(diào)整第二殼體的旋轉(zhuǎn)位置。以此方式，控制系統(tǒng)可充當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0018]在示例性實(shí)施方式中，第一滾子軸承和第二滾子軸承各自形成為滾珠軸承等。
[0019]在示例性實(shí)施方式中，在第一滾子軸承和第二滾子軸承中，滾子體的直徑與滾子軸承的兩個(gè)滾子體之間的最大距離之間的比值小于0.15，特別是小于0.07。結(jié)果，確保了第一滾子軸承和第二滾子軸承中的每一個(gè)滾子軸承的內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的高的穩(wěn)定性，增加了安裝內(nèi)部滾子軸承支架的穩(wěn)定性和精確度。
[0020]此外，外部滾子軸承支架和滾子軸承的外環(huán)可被粘合在一起，和/或內(nèi)部滾子軸承支架和滾子軸承的內(nèi)環(huán)可被粘合在一起，以便消除機(jī)械運(yùn)動(dòng)。
[0021]在示例性實(shí)施方式中，第二旋轉(zhuǎn)軸線穿過光束，所述光束在測