CN101959642B - 确定表面感测装置的方位的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于确定表面感测装置(SSD)(4)的方位的方法应用一设备，所述设备包括支撑件(7)以及用于感测工件的表面的SSD(4)，所述支撑件可附接至机器(诸如坐标测量设备(26))的可移动臂。所述支撑件(7)包括可围绕第一旋转轴线(1A，2A)旋转的第一构件(1，2)；所述SSD(4)被可释放地连接至所述第一构件(1，2)以便与其一起旋转。所述方法包括以下步骤：断开SSD(4)与所述支撑件(7)的连接，所述SSD沿第一方位与所述支撑件(7)连接；相对于SSD(4)和所述支撑件(7)的其中一个旋转另一个；沿第二方位重新连接SSD(4)与所述支撑件(7)。进一步描述了用于确定表面感测装置(SSD)(4)的方位的设备。

Description

确定表面感测装置的方位的方法及设备
技术领域
本发明涉及表面感测装置，其用于位置确定设备中，所述位置确定设备诸如坐标测量机器（CMM）、扫描仪、机床或检查/测量机器人。 
背景技术
这种位置确定设备（例如见US-A-3,727,119，其描述了CMM）被用于测量工件，并且通常包括臂，所述臂可以相对于支撑工件的台沿着三个方向x、y、z移动。通过机器上的传感器测量所述臂沿方向x，y和z的每一个的运动，并且设置在臂上的探针产生表示待测量工件表面与臂之间的关系的信号。因此可以确定表面的位置。 
在替换设备中，例如在一些类型的机床中，台沿x和y移动并且臂沿z移动。 
已知提供固定至坐标测量机器的扫描探针设备，如美国专利公开No.US2006/0010701所描述的。这种扫描探针设备包括探针头以及具有触针的探针组件，所述探针头可以相对于固定结构围绕两个彼此垂直的轴线旋转。在使用期间，所述头被安装在机器的臂上，其中一个轴线与臂的轴线对准。与头的旋转轴线的每一个关联的传感器确定探针组件的轴线相对于机器的臂轴线的方位。 
已知探针头的另一个例子是瑞尼斯豪PH9。PH9是两轴线电动探针头，其通过两个串联的转子确定探针的方位。转子的每一个可以占据围绕其旋转轴线等间距设置的多个运动静止位置中的其中一个。EP0392660涉及这种探针头的一种手动操作型式，其用于不具有电脑控制的机器上。 
为了执行不同类型的测量操作，经常期望在扫描操作期间或扫描操作之间用一种探针组件更换另一种探针组件。这可以通过从两轴线探针头移除运动学安装的探针并且用另一种具有运动支座的探针代替它而实现。在EP0523906中描述了一种用于更换探针更加可重复的方法，其中探针头包括支撑件以及携带探针的转子组件，所述转子组件被可移除地安装至所述支撑件。转子是可移除的，使得可以实现用一个探针更换另一个探针。转子还是可转位的以便提供探针相对于支撑件的旋转。 
当应用安装在探针头上的探针执行扫描操作时，机器和/或探针头使得触针尖端按照来自机器控制器的指示在工件表面上移动，以便收集关于工件表面的数据。通过由机器的测量传感器和探针头提供的信号，以及通过对表面感测装置的尺寸的了解，可以对触针尖端的位置进行预测，因此对表面的位置进行预测。典型的工件可以例如是汽车发动机组，其具有以各种角度布置的许多孔。期望获得来自工件整个表面的信息；因此触针必须能够到达所有的表面。 
许多探针，例如那些具有球形触针的探针(诸如接触触发探针)，是多方向的；这意味着它们能够沿许多方向感测工件。然而，一些探针是单方向的，诸如光学探针和表面抛光探针；这意味着它们仅仅能够沿一个方向感测工件，从而限制了它们可以到达的表面的数目。 
由于工件的变化形状，以及探针头运动的物理尺寸和限制，触针尖端有时不能到达工件的表面。因此，不能获得关于表面轮廓的信息。 
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种应用设备确定表面感测装置的方位的方法，所述设备包括支撑件和表面感测装置，所述支撑件可附接至机器的可移动臂，所述支撑件包括可围绕第一旋转轴线旋转的第一构件，所述表面感测装置用于感测工件的表面，所述表面感测装置被可释放地直接或间接地连接至所述第一构件以便与其一起旋转，其特征在于：所述方法包括以下步骤： 
断开所述表面感测装置与所述支撑件的连接，所述表面感测装置沿第一方位与所述支撑件连接； 
相对于所述表面感测装置和所述支撑件的其中一个旋转所述表面感测装置和所述支撑件的另一个； 
沿第二方位重新连接所述表面感测装置与所述支撑件。 
优选地，所述断开表面感测装置与支撑件的连接的步骤包括将表面感测装置保持在一支架中。 
更优选地，机器的可移动臂将所述表面感测装置移动到所述支架中。 
通过第一电机便利地致动支撑件的第一构件围绕第一旋转轴线的旋转。 
优选地，表面感测装置和支撑件的其中一个相对于另一个的旋转是围绕所述第一轴线并且通过第一电机实施的。 
替换地，表面感测装置和支撑件的其中一个相对于另一个的旋转可以便利地通过支架上的旋转器实施。 
有利地，所述重新连接支撑件和表面感测装置的步骤包括移动机器的可移动臂，使得支撑件与表面感测装置连接。 
方便地，所述方法进一步包括测量工件的表面的步骤。 
更便利地，测量工件的表面包括扫描工件的表面。 
当所述表面感测装置沿着有限数目的方向感测时(诸如单方向探针)，所述方法是特别有利的。 
优选地，表面感测装置是表面抛光探针。 
根据本发明的第二方面，提供了一种用于确定表面感测装置的方位的设备，其包括： 
支撑件，其可被附接至机器的可移动臂； 
所述支撑件包括可以围绕第一旋转轴线旋转的第一构件； 
表面感测装置，其用于感测工件的表面； 
所述表面感测装置被可释放地直接或间接地连接至所述第一构件以便与其一起旋转； 
其特征在于，所述表面感测装置可以沿至少两个相对旋转方位与所述第一构件连接。 
有利地，所述表面感测装置可以相对于所述支撑件从第一旋转方位脱离，并且可以相对于支撑件沿第二旋转方位重新连接。 
便利地，在表面感测装置与支撑件两者上设置电气插头，用于相对于支撑件沿表面感测装置的至少两个旋转方位将电信号从表面感测装置传递至支撑件。 
有利地，所述电气插头包括位于表面感测装置与支撑件的至少一个上的由电接触材料制成的同心环；更有利地，电气插头还包括位于表面感测装置与支撑件的另一个上的由电接触材料制成的管脚。 
所述电接触材料有利地包括镀金基片。这种基片例如可以是紫铜或黄铜。 
便利地，支撑件的第一构件围绕第一旋转轴线的旋转由第一电机致动。 
有利地，支撑件另外包括第二构件，其可以关于第二旋转轴线相对于第一构件旋转，其中所述第二旋转轴线横向于所述第一旋转轴线。 
有利地，所述设备另外包括用于保持表面感测装置的支架。更有利地，所述支架在表面感测装置与支撑件脱离时保持它。 
优选地，所述支架包括帮助表面感测装置与支撑件脱离的保持装置。所述保持装置例如可以是唇形部，其与表面感测装置上的槽协作。 
便利地，所述表面感测装置通过附接部件可释放地附接至支撑件，所述附接部件包括位于支撑件和表面感测装置的其中一个上的至少一个磁体以及位于支撑件和表面感测装置的另一个上的至少一个磁性材料。 
优选地，所述表面感测装置具有大致纵向的轴线。在一些实施例中，表面感测装置沿着与其大致纵向轴线横交或偏离的方向感测表面。在其它实施例中，所述表面感测装置例如可以平行于其大致纵向轴线进行感测。 
所述表面感测装置可以是接触探针或者非接触探针。非接触探针例如包括光学探针、电容探针以及电感探针。 
便利地，所述表面感测装置包括探针本体、触针和触针尖端。 
有利地，所述表面感测装置包括表面抛光探针。替换地，所述表面感测装置例如可以包括激光点探针或激光线探针。 
附图说明
下面将参照附图并借助例子描述本发明的优选实施例，其中： 
图1显示了附接至铰接探针头的表面感测装置的等角视图； 
图2显示了一剖视图，其通过位于由图1中轴线1A和2A限定的平面中的装置； 
图3显示了探针更换端口的下侧视图以及安装在铰接探针头上的表面感测装置的侧视图； 
图4显示了一横截面视图，其通过支撑件与表面感测装置的附接部分； 
图5a显示了所述附接部件以及设置在表面感测装置上的电连接部分的平面视图； 
图5b显示了所述附接部件以及设置在支撑件上的电连接部分的平面视图； 
图6a显示了一横截面视图，其通过本发明的一个替换实施例的表面感 测装置和探针更换端口； 
图6b显示了图6a中所示的探针更换端口的平面视图； 
图7显示了表面抛光探针的内部工作的示意性视图； 
图8a、8b、8c和8d显示了表面抛光探针的触针尖端和触针面的方位的四个实施例； 
图9显示了一个替换表面抛光探针的内部工作的示意性视图； 
图10显示了图9所示替换表面抛光探针的平面横截面视图；以及 
图11显示了具有弯曲触针的表面抛光探针的示意性视图，与图9中的直触针一样。 
具体实施方式
参照图1，由三个彼此正交的轴线1A、2A和3A限定坐标定位机器中的坐标系统，藉此在使用期间，轴线1A大致是竖直的，轴线3A大致是水平的。如果把轴线1A在纸平面当作0度定向，在纸平面中从所述0度位置运动至90度位置可以通过围绕轴线2A逆时针方向旋转进行。 
图1以三维显示了安装在支撑件7上的表面感测装置4。在使用期间，支撑件7，即铰接探针头，被附接至坐标定位机器的可移动臂以便与其一起运动。支撑件包括可以围绕轴线1A旋转的第一外壳件1以及可以围绕轴线2A旋转的第二外壳件2。所述第一外壳件可以在一端附接至机器的可移动臂并且在另一端附接至第二外壳件2的近端。第二外壳件2在其远端具有附接部分202。表面感测装置(在这里是表面抛光探针4)与第二外壳件2的所述附接部分202相连以便与之一起旋转。所述表面感测装置4沿着横向于轴线2A并与之相交的轴线4A延伸。表面抛光探针4包括探针本体9、触针8以及触针尖端5。 
图2显示了一个剖视图，其在由图1的轴线1A和2A限定的平面中通过支撑件7以及表面感测装置4。适于与位置确定设备26(例如CMM的臂)附接的第一外壳件1容纳电机M1以便实施第一轴20围绕第一轴线1A的角位移。与第一轴20附接的是第二外壳件2，第二外壳件2容纳电机M2，电机M2实施第二轴22围绕第二轴线2A的角位移。与第二轴22附接以便与之一起旋转的是表面感测装置4，诸如表面感测探针。 
图3显示了探针更换端口70的下侧视图以及安装在之前描述的铰接探 针头7上的表面感测探针4的正视图，所述探针更换端口70围绕其探针接纳端口的周边具有一唇形部71。 
图4显示了一个横截面视图，其通过支撑件的附接部分202与探针本体9。支撑件7的附接部分202设有由磁性材料102(诸如铁磁性材料)制成的环。所述磁性材料104被布置为与设置在探针本体9上的磁体101协作；磁体101和磁性材料102将表面感测装置附接至支撑件7的第二构件2的附接部分200。从图中可以看出，支撑件和表面感测装置的连接表面具有削边106以便在机器的臂与支撑件7及探针本体9接合时帮助对准。 
替换地，用于将表面感测装置附接至支撑件的附接部件可以例如是锁定凸轮接头。 
图5a显示了附件部件以及设置在表面感测装置上的电连接部件的平面视图。该图显示了探针本体9的连接表面的圆形横截面。六个磁体101围绕连接表面的圆周间隔开，用于与支撑件7的附接部分202上的磁性材料接合。同样设置在探针9的连接表面上的弹簧加载的电连接器管脚108围绕圆形连接表面的中心以螺旋形式布置，以便与支撑件的附接部分202上的电连接部相连。通常，管脚座比与其接触的电气插头大(在这里是图5b所显示的其中一个同心环111)。如果沿着从探针本体9的接触表面的中心径向延伸的直线布置管脚，则管脚的尺寸将限制同心环在支撑件接触表面上的径向压紧。通过以螺旋形式布置管脚，如图5a所示，支撑件上的同心环可以比它们沿径向直线布置更紧密地压紧在一起。其它非螺旋布置也可以获得这个优点。 
管脚108是弹簧加载的，从而它们与设置在支撑件上的插头进行电接触，而不会影响表面感测装置相对于支撑件的位置。 
图5b显示了附接部件与设置在支撑件上的电连接部件的平面视图。 
由电连接材料制成的同心环111被布置在附接部分202的连接表面上。由诸如铁磁性材料的磁性材料102制成的环围绕附接部分202的连接表面的圆周设置以便与探针本体9上的磁体101相连。 
电连接的布置允许表面感测装置4与支撑件的附接部分202以任何旋转方位相连。 
为了改变触针尖端5相对于支撑件7的方位(见图1)，执行多个步骤。参照图3和图4描述根据本发明的方法的优选实施例。 
首先，通过围绕第二旋转轴线(2A)旋转，表面感测探针4的纵轴线 4A与支撑件7的第一外壳件1的旋转轴线1A对准。所述装置然后通过与支撑件附接的机器的可移动臂(未显示)移动到探针更换端口70中。所述探针更换端口70能够保持表面感测装置；它配有唇形部71，当表面感测装置移动到探针更换端口70中时，所述唇形部71与表面感测装置4上的槽104接合。与槽104协作的唇形部71保持表面感测装置4静止，同时机器的可移动臂抵抗着将表面感测装置4与支撑件7附接在一起的磁力，将支撑件7推离表面感测装置4。因此支撑件7和表面感测装置4脱离。 
在所述方法的接下来的步骤中，电机M1使得支撑件7的第一轴20相对于静止的表面感测装置4围绕第一轴线1A旋转。当第二外壳件2被附接至第一轴20时，使得这两者围绕第一轴线1A相对于静止的表面感测装置4旋转。 
可以应用已经设置在支撑件7中的诸如编码器等定位测量装置测量支撑件7围绕第一轴线1A相对于表面感测装置4的运动。 
一旦支撑件7已经相对于表面感测装置4旋转期望的量，则机器的可移动臂使支撑件朝着探针更换端口70向后移动并且与表面感测装置4接触。设置在表面感测装置4上的磁体与支撑件7上的磁性材料再接合，从而表面感测装置4相对于支撑件4的方位被固定。 
一旦重新连接支撑件7与表面感测装置4，则通过机器的可移动臂将整个装置远离探针更换端口70驱动。然后，在表面感测装置被用来测量工件的表面之前，可以应用支撑件7的第一和第二电机M1和M2将表面感测装置4移动到期望的方位。 
遵循本发明的方法，可以相对于支撑件7关于探针4A的纵轴线以不同的角度确定触针尖端5的方位，从而使得表面感测探针4到达多种表面。 
图6a显示了一个横截面视图，其通过本发明一个替换实施例的表面感测装置4以及探针更换端口70；图6b显示了图6a所示探针更换端口70的平面视图。在该替换实施例中，表面感测装置4可以通过电动辊子112以及设置在探针更换端口70上的其它辊子114在探针更换端口(或支架)70中旋转；这里，代替相对于表面感测装置4旋转支撑件，相对于支撑件旋转表面感测装置4。在该实施例中，例如应用分别设置在静止支架和可移动表面感测装置4上的比例尺和游标间接地测量表面感测装置4的旋转。在这种情况下，位于端口中或者与端口分离的观察相机可以被用来估计支撑件相对于 表面感测装置旋转的角度，或者可以通过替换的编码装置估计旋转的角度，例如，附接至其中一个替换支撑辊子的编码器可以监测所获得的旋转角度。 
表面感测装置4可以例如是接触探针，或者非接触探针。接触探针包括例如之前提及的表面抛光探针。非接触探针包括例如光学探针、电容探针和电感探针。 
特别地，本发明可用于诸如光学探针和表面抛光探针等单轴线探针。这是因为尤其对于这些类型的探针，改变表面感测装置和支撑件的相对方位的能力显著增加了探针能够接近的表面的数目。如参照本发明所描述的，改变表面感测装置与支撑件的相对方位对于激光线探针也是特别有用的，因为可以关于表面感测装置的纵轴线4A有效地旋转激光线。 
图7显示了表面抛光探针的示意性视图。探针本体9中的激光100朝着镜子150引导光束200。光束200通过孔110和透镜120进入光束分离器130。光束200穿过光束分离器130并到达镜子150上，光束被反射离开镜子并返回光束分离器130，在那里它被朝着光敏二极管(PSD)140引导。镜子150与杠杆160的近端连接，杠杆杆160在支点210上平衡。杠杆160在其远端连接至触针杆190的一端，触针杆190在其另一端连接至触针尖端5。滑块180沿着尖端的任一侧静止。触针尖端5优选是金刚石尖端，因为它需要耐磨损以便在沿着表面被拖曳时不会折断。 
图9显示了替换的表面抛光探针的示意性图表。由外壳185容纳的触针8可以沿着线500与探针头脱离。杠杆161通过两个交叉的板簧155相对于触针的外壳185固定。当触针尖端5与工件的表面接触时，触针尖端5将被推回到触针的外壳中。该运动使得杠杆161围绕枢转点(交叉的弹簧在所述枢转点相遇)旋转，进而使得镜子移动。可以拧紧螺钉175，以便向另一个弹簧165施加压力，所述另一个弹簧165朝着工件推动触针尖端5。所述触针尖端5通常从滑块180的边缘向上突出达100微米。毗邻杠杆161设置螺钉195以便调节触针尖端5从滑块180的边缘突出的量。 
图10显示了图9所示替换的表面抛光探针的平面横截面视图。杠杆161具有两个部分，邻近镜子150设置的第一部分161C以及邻近触针尖端5设置的第二部分161D。第二部分161D在形状上是三角形的以便使得杠杆以及因此触针尖端5的横向移动最小，所述触针尖端5通过滑块180中的孔162从触针突出。 
当表面感测装置沿着工件的表面移动时，滑块180遵循表面的粗糙轮廓(表面波纹)，同时金刚石尖端5遵循表面的细部表面纹理。当金刚石尖端5通过工件的表面移动时，杠杆160的位置改变，并且镜子150的位置也改变。当镜子移动时，朝着它被引导的激光束以不同角度被反射，结果PSD上的激光点移动，如图7所示。以这种方式，可以测量工件表面的轮廓。在图7和9中，当金刚石尖端5在工件表面205上移动时其运动以及杠杆、镜子和光束的合成运动由箭头5a、160a、160b、150a和200a显示。镜子和PSD之间的光束的偏移路径由线201显示。 
在一个优选实施例中，滑块相对于探针的触针固定，并且探针的触针是硬的。当沿着表面拖曳表面感测装置时，硬的触针以及固定的滑块允许利用大致恒定的扭矩朝着所述表面推动表面感测装置。 
在一个替换实施例中，所述触针可以是可偏转的，并且滑块是可移动的；在这种情况下，触针的偏转可以被转换以便确定滑块与工件表面的接触。 
图8a、8b、8c和8d显示了表面感测装置(表面抛光探针)的触针尖端5和触针面300的方位的四个实施例。所述触针尖端5与滑块180垂直，并且与触针面300垂直。触针面300以及因此触针尖端5可以被设置成与探针的纵向旋转轴线4A成一角度(如图8a所示)以便在移动到大的孔中时帮助触针尖端5。如图8b所示，可以将触针面300替换地设置成与探针的纵向旋转轴线4A成90度以便在工件下面进行检查；在这种情况下，触针尖端5与探针的纵向旋转轴线平行。在第三实施例中，如图8c所示，触针面300可以设置成与探针的纵向旋转轴线4A平行。在这种情况下，触针尖端5与探针的纵向旋转轴线垂直，从而改善了小的钻孔的内表面的可接近性。 
在如图8d所示的第四实施例中，触针以非90度角度弯曲。触针尖端5沿着与探针纵轴线4A横交的方向指向。当感测工件的表面时，触针尖端5必须沿着与表面301垂直的方向指向。由于对铰接探针头的运动以及铰接探针头的尺寸的某些限制，所以不可能利用图8c所示的直触针实现描述的垂直感测布置。图8d的弯曲触针允许触针尖端被定位成使得探针头避开表面，因此允许触针尖端5从垂直位置接近更大数目的表面。 
图11显示了具有弯曲触针的表面抛光探针的示意性视图。它在许多方面与图9所示的触针类似，其中类似的附图标记表示类似的部件。由外壳185容纳的触针501可以沿着线500与探针头脱离。杠杆装置被设置在触针的弯 曲部分，同时光路布置被设置在触针的平直部分。镜子以一角度被设置在两部分的界面处，以便以与直触针类似的方法将光束返回至光束分离器。这意味着弯曲触针可以使用与直触针所使用的相同的光学器件以及因此相同的探针座。 
总之，为了方便接近工件表面，触针面300和触针尖端5可以相对于探针的纵轴线以任何角度设置。 
如果例如探针尖端与表面感测装置的纵轴线对准，则探针相对于当围绕表面感测装置的纵轴线旋转时的接近没有优势。因此，为了获得通过围绕其纵轴线旋转表面感测装置而提高工件表面可接近性这一优势，探针尖端必须横向于所述纵轴线或与所述纵轴线偏离。 

Claims (23)

1.一种应用设备确定表面感测装置的方位的方法，所述设备包括一支撑件和一表面感测装置，所述支撑件能附接至一机器的可移动臂，所述支撑件包括可围绕第一旋转轴线旋转的第一构件，所述表面感测装置用于感测工件的表面，所述表面感测装置被可释放地直接或间接地连接至所述第一构件以便与其一起旋转，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
断开所述表面感测装置与所述支撑件的第一构件的连接，所述表面感测装置沿第一方位与所述支撑件连接；
相对于所述表面感测装置旋转所述支撑件的所述第一构件；以及
沿第二方位重新连接所述表面感测装置与所述支撑件的所述第一构件。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括将所述表面感测装置保持在一支架中的步骤。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述机器的可移动臂将所述表面感测装置移动到所述支架中。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述支撑件的第一构件相对于所述表面感测装置的旋转是围绕所述第一旋转轴线的。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述支撑件的第一构件相对于所述表面感测装置的旋转是通过一第一电机实施的。
6.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述重新连接表面感测装置与所述支撑件的第一构件的步骤包括移动所述机器的可移动臂，使得所述支撑件的第一构件与所述表面感测装置连接。
7.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括测量一工件的表面的步骤。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，测量工件的表面包括扫描工件的表面。
9.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述表面感测装置是表面抛光探针。
10.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其应用一个设备执行，所述设备包括可附接至机器的可移动臂的支撑件以及用于感测工件的表面的表面感测装置，所述支撑件包括可围绕第一旋转轴线旋转的第一构件以及可围绕第二旋转轴线旋转的第二构件，其中所述第二构件附接至所述第一构件，并且所述第二旋转轴线与所述第一旋转轴线横交，所述表面感测装置被可释放地直接或间接地连接至所述第一构件以便与之一起旋转。
11.一种用于确定表面感测装置的方位的设备，其包括：
支撑件，所述支撑件能附接至机器的可移动臂；
所述支撑件包括能围绕第一旋转轴线旋转的第一构件，以及能围绕第二旋转轴线旋转的第二构件，其中所述第二构件被附接至所述第一构件，并且所述第二旋转轴线与所述第一旋转轴线横交；以及
表面感测装置，其用于感测工件的表面，所述表面感测装置被可释放地直接或间接地连接至所述第一构件以便与之一起旋转；
其特征在于，所述表面感测装置能沿至少两个相对旋转方位与所述第一构件可释放地连接，并且因此能相对于所述支撑件从第一旋转方位脱离，并且能相对于支撑件沿第二旋转方位重新连接。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，在表面感测装置与支撑件两者上设置电气插头，用于相对于支撑件沿表面感测装置的至少两个相对旋转方位将电信号从表面感测装置传递至支撑件。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述电气插头包括位于表面感测装置与支撑件的至少一个上的由电接触材料制成的同心环。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述电气插头包括位于表面感测装置与支撑件的另一个上的由电接触材料制成的管脚。
15.如权利要求12-14中任意一项所述的设备，其特征在于，所述电气插头包括镀金基片。
16.如权利要求11-14中任意一项所述的设备，其特征在于，所述支撑件的第一构件围绕所述第一旋转轴线的旋转由第一电机致动。
17.如权利要求11-14中任意一项所述的设备，其特征在于，所述设备另外包括用于保持所述表面感测装置的支架。
18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述支架在所述表面感测装置与支撑件脱离时保持表面感测装置。
19.如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述支架包括帮助所述表面感测装置与所述支撑件脱离的保持装置。
20.如权利要求11-14中任意一项所述的设备，其特征在于，所述表面感测装置通过附接部件可释放地附接至所述支撑件，所述附接部件包括位于支撑件和表面感测装置的其中一个上的至少一个磁体以及位于支撑件和表面感测装置的另一个上的至少一个磁性材料。
21.如权利要求11-14中任意一项所述的设备，其特征在于，所述表面感测装置具有大致纵向的轴线，并且所述表面感测装置沿着与所述大致纵向的轴线横交或偏离的方向感测一表面。
22.如权利要求11-14中任意一项所述的设备，其特征在于，所述表面感测装置包括探针本体、触针和触针尖端。
23.如权利要求11-14中任意一项所述的设备，其特征在于，所述表面感测装置包括表面抛光探针。
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