CN105716647A - 测量设备以及轴流式电机作为测量设备的定位装置的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及测量设备以及轴流式电机作为测量设备的定位装置的用途。测量设备至少具有光电距离测量装置、底座、支承件、光束引导单元、角度测量系统以及能被激励的定位装置，其中，定位装置具有多个线圈，线圈以位置固定方式布置成绕着俯仰轴线和/或竖直轴线的环的形式，线圈的卷绕轴线与俯仰轴线或竖直轴线轴向平行，并且线圈能被激励装置激励，使得线圈与在转子盘上周向邻接、磁极交替并且相对于所述线圈轴向布置的多个转子磁体相互作用，以确保以下功能：对光束引导单元或支承件施加转矩；允许对光束引导单元或支承件进行徒手操纵；以及妨碍对光束引导单元或支承件的操纵。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量设备，特别是全站仪、跟踪器或扫描仪，该测量设备至少包括：光电距离测量装置，该光电距离测量装置具有测量光束路径；底座，该底座用于放置所述测量设备；支承件，该支承件安装在所述底座上，使得所述支承件能绕着竖直轴线旋转，以进行所述测量光束路径的方位角对准；光束引导单元，该光束引导单元安装在所述支承件中，使得所述光束引导单元能绕着俯仰轴线旋转，以进行所述测量光束路径的仰角对准；角度测量系统，该角度测量系统用于测量轴向位置；以及能被激励的定位装置，该定位装置驱动所述光束引导单元或所述支承件。本发明因此总体上本身与诸如经纬仪、扫描仪和跟踪器的测量设备相关。
背景技术
在许多测量设备中，例如，需要通过对准整合光束路径的部件或者通过聚焦于目标物来修改定向光学测量辐射。在这种情况下，必须精确地执行此修改，并且在动态应用的情况下，还必须足够快地执行此修改，结果，例如，要移动的大堆东西是不利的。另外，原理上适宜用于该领域的测量设备需要驱动的鲁棒性和低功耗。
工业或测地学测量设备通常具有被加装并且驱动的竖直轴和俯仰轴。这种测量设备的示例是还与集成的自动目标获取和目标跟踪装置一起用于多样测量任务的全站仪、经纬仪或准距仪，其中，数据采集和单纯检查二者都适于诸如(例如)结构监测。例如，其它测量设备是诸如激光跟踪器、激光扫描仪或轮廓仪(profiler)的系统，这些系统在扫描方法期间将表面的地貌记录为三维点云。
在迄今使用的解决方案中，经常出于这些目的而使用表现出部件驱动的伺服电机。带有下游传动机构的伺服电机复杂、价格高，维修方面的花费非常高并且容易磨损。额外地，电机和传动机构的组合不能够连接进行精确和缓慢的精密瞄准或定位所需的高轴速度，因为一般来讲，电机或传动机构可用的速度范围并不足够大。
对于最小的位移距离，另一方面，可使用诸如(例如)静电梳的替代驱动元件。例如，US7,999,921和EP1314960公开了测地学测量设备，在这些测地学测量设备中，使用压电元件将辐射源在测量设备的外壳内移动。然而，可用移动范围因压电元件的变形而受限。特别地，作为环形驱动的连续不受限移动(像例如进行旋转所需的那样)不能通过压电致动器或静电设备来实现。压电驱动是基于摩擦接合的原理，因此往往会磨损。偶尔，由于该原理，还会产生噪声。此外，压电驱动也不适于高速。如果测量光束以振动方式移动，则对于扫描对象而言经常是有利的。由于磨损，这个应用并不是持续可行的。
异步驱动可以是在持续、不间歇的均匀移动中经常使用的解决方案，但不可用于测量仪器中的定位任务，因为异步电机的静态调节几乎是不可能的。
同步电机适于用于测量设备的径向构造，但由于该构造而导致具有齿槽转矩。用未通电绕组，转子的磁体因此相对于定子叠层对准，从而导致轴线移动远离预定位置。必须通过永久调节或通电将这些驱动件保持就位。对于诸如全站仪的测量设备，为了能够将望远镜与目标对准，必须进行精确缓慢的移动。由于有齿槽转矩，这种均匀移动只是难于实现。经常期望转子的空闲内径尽可能地大，以使用该空间来引导光束和/或电缆穿过它。然而，在这种类型的电机中，外径也由于其功能而大大增加，从而导致电机的尺寸会十分大。另外，由于容差，径向构造的同步电机产生径向的静态力，该静态力在精确滑动轴承中是不容许的。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的测量设备，该测量设备带有避免了上述缺点的定位装置。
这个目的是通过如下技术方案1和15来实现的。可从如下技术方案2至14进一步开发本发明的特征。
1.一种测量设备(1)，特别是全站仪、跟踪器或扫描仪，该测量设备至少包括：
·光电距离测量装置，该光电距离测量装置具有测量光束路径；
·底座(10)，该底座用于放置所述测量设备(1)；
·支承件(13)，该支承件安装在所述底座(10)上，使得所述支承件能绕着竖直轴线(V)旋转，以进行所述测量光束路径的方位角对准；
·光束引导单元(11)，该光束引导单元安装在所述支承件(13)中，使得所述光束引导单元能绕着俯仰轴线(H)旋转，以进行所述测量光束路径的仰角对准；
·角度测量系统，该角度测量系统用于测量轴向位置；以及
·能被激励的定位装置，该定位装置驱动所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)，
其特征在于，
所述定位装置具有多个线圈(21)，所述线圈(21)以位置固定方式布置成绕着所述俯仰轴线(H)和/或所述竖直轴线(V)的环的形式，所述线圈的卷绕轴线与所述俯仰轴线(H)或所述竖直轴线(V)轴向平行，并且所述线圈(21)能被激励装置激励，使得所述线圈与在转子盘(23)上周向邻接、磁极交替并且相对于所述线圈(21)轴向布置的多个转子磁体(24)相互作用，以确保以下功能：
·对所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)施加转矩；
·允许对所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)进行徒手操纵；并且
·妨碍对所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)的操纵。
2、根据技术方案1所述的测量设备(1)，其特征在于，所述转子磁体(24)用周向以分段交替方式被磁化的不可分剩磁体来实施。
3、根据技术方案1或2所述的测量设备(1)，其特征在于，
所述线圈(21)布置在电路板(20)的一面，特别地，其中，
·导流元件(25)布置在所述电路板(20)的另一面，特别地，层合到所述另一面，或者
·导流元件(25)和所述电路板(20)是复合板的部件，其中，所述复合板用金属和陶瓷和/或塑料的材料组合来实施固定于所述支承件(13)或所述底座(10)的承载结构。
4、根据前述技术方案中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
转子和/或定子具有轴向中心开口。
5、根据前述技术方案中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
所述线圈(21)通过嵌在所述电路板(20)上的导体迹线或通过所述电路板(20)的上面或里面的电导体来实施。
6、根据技术方案3至5中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
所述导流元件(25)以均匀平面方式构造，使得在定子和转子之间不存在齿槽转矩，尤其在没有电流流过所述线圈(21)时。
7、根据前述技术方案中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
所述转子盘(23)以旋转固定方式连接到轴(91)，所述轴(91)以旋转固定方式连接到所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)。
8、根据技术方案7所述的测量设备(1)，其特征在于，
通过使用能通过选择性激励所述线圈(21)实现的轴向力，所述轴(91)的轴承的轴承预加载能受到预定的影响。
9、根据前述技术方案中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
在各种情况下，所述转子盘(23)的两侧被位置固定单元和具有布置成环形式的线圈的单元轴向环绕，特别地，其中，所述位置固定单元和所述具有布置成环形式的线圈的单元中的一者是所述电路板(20)，并且其中，所述转子磁体(24)位于与所述线圈(21)相对。
10、根据前述技术方案中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
所述定位装置具有用于在所述转子制动期间再生能量的操作模式。
11、根据前述技术方案中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
为了对所述轴(91)施加转矩，借助激励装置激励所述线圈(21)，使得所得到的旋转电磁场对设置有转子磁体(24)的所述转子盘(23)施加周向磁力。
12、根据前述技术方案中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
为了允许徒手操纵所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)，
·所述线圈(21)变成未激励状态，使得所述转子磁体(24)和所述线圈(21)之间的相互作用被消除，因此所述转子盘(23)相对于所述定子的操纵性摆脱了磁力，或者
·所述线圈(21)以调节方式被激励，使得当检测到用手在所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)上施加了转矩时，特别地，如果超过了阈值力矩，则允许所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)发生从滑动联接的意义上说的扭转，特别地，其中，通过激励所述线圈(21)，定向触觉力反馈能被导向为与所述扭转相反。
13、根据前述技术方案中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
为了限制所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)的操纵性，借助激励装置激励所述线圈(21)，使得所得到的位置固定的电磁场将阻碍旋转的周向磁力施加到配备有所述转子磁体(24)的所述转子盘(23)上。
14、根据前述技术方案中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，所述定位装置布置在所述光束引导单元(11)中、所述支承件(13)中或所述底座(10)中。
15、一种轴流式电机作为测量设备(1)中能被激励的定位装置的用途，该测量设备(1)特别是全站仪、跟踪器和扫描仪，所述测量设备(1)至少包括：光电距离测量装置，该光电距离测量装置具有测量光束路径；底座(10)，该底座用于放置所述测量设备(1)；支承件(13)，该支承件安装在所述底座(10)上，使得所述支承件能绕着竖直轴线(V)旋转，以进行所述测量光束路径的方位角对准；光束引导单元(11)，该光束引导单元安装在所述支承件(13)中，使得所述光束引导单元能绕着俯仰轴线(H)旋转，以进行所述测量光束路径的仰角对准；以及角度测量系统，该角度测量系统用于测量轴向位置，其中，所述定位装置
-能被激励，并且
-驱动所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)，并且
-具有多个线圈(21)，所述线圈(21)以位置固定方式布置成绕着所述俯仰轴线(H)和/或所述竖直轴线(V)的环的形式，所述线圈的卷绕轴线与所述俯仰轴线(H)或所述竖直轴线(V)轴向平行，并且
所述线圈(21)能被激励装置激励，使得所述线圈与在转子盘(23)上周向邻接、磁极交替并且相对于所述线圈(21)轴向布置的多个转子磁体(24)相互作用，以确保以下功能：
·对所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)施加转矩；
·允许对所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)进行徒手操纵；并且
·妨碍对所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)的操纵。
本发明是基于将测量装置构造成，使得可以使用轴流式电机作为定位装置并且可省去诸如联接件或传动机构的额外力传动元件。轴流式电机是能使用控制和评价单元驱动的，使得轴流式电机的驱动力能自由构造。具体地，为此可使用诸如电压、频率和/或相位差控制的已知驱动技术。
根据本发明，使用轴流式电机作为定位装置，这允许用作用于移动和定位测量设备的光束引导单元的可扩展轴定位系统。可以通过定位装置的相应安装来实现测量设备绕着俯仰轴线和绕着竖直轴线的移动，以例如通过对准或改变对准来修改用于测量的光束路径。
一种轴流式电机由磁性相互作用的转子和定子组成。转子具有周向固定到转子盘的多个永磁体，定子具有与永磁体轴向相对的多个线圈。此关联(转子：永磁体，定子：线圈)并不是绝对必要的，但从技术上比对应的反关联更合适。这是因为必须用电缆将线圈连接到控制和评价单元，用所述控制和评价单元，线圈被电激励，使得使永磁体在所得到的线圈电磁场的作用下旋转。
上述类型的轴流式驱动可用相当少的部件实现并且以有成本效益的方式用自动化程度大的制造技术来制造。特别地，将线圈浇铸到电路板的里面或上面以形成螺旋状导体迹线是能够得到非常平坦构造的合理制造方法。这同样隐含着在印刷电路板中装入了分立式导体并且用多层方法进行印刷。
由于以非接触方式发生力传动，因此定位装置的摩擦和噪声非常低。结果，定位装置具有非常高的原动力并且还具有实现低速和高速的能力。线圈优选地被构造成内部不含铁芯，这是在任何位置没有齿槽转矩的原因。确切地，为了提高效率，使线圈经受均匀导流，从而不允许有齿槽位置。
对于制动操作，因为这些制动操作在测量设备的振动操作期间常规地出现，所述以驱动件甚至可充当发电器和再生能量，这样造成尤其在电池操作期间测量设备有移动性。
尽管力传送(由于它是电磁的)是非接触的，也可以用根据本发明的定位装置实现滑动联接，原本得知滑动联接源自相互抵着摩擦的部件。另外，通过线圈的对应驱动，产生抵抗力矩，但允许定子和转子扭转。结果，在用手扭转光束引导单元的情况下得到触觉反馈或力反馈。控制和评价单元还可闭环地调节线圈，使得识别到通常用于手动操作或轴线处的常规扭转的转矩，随后对所述手动操作进行阻挡、承受或使之变得困难。允许扭转的一个标准(如果扭转就力而言受到适度影响)将是检测到阈值力矩被超过。
还可通过能被影响并且在轴流式电机操作期间产生的磁性轴向力，借助轴承预加载(加载/去除来自轴承的负载)中的操纵变化来得到定位装置的上述触觉行为。
如果定位装置具有双面构造，原理上源自积极驱动的轴向力可被设置大小。因此，可以例如以定向方式设置无轴向力行为，而且可以设置为了预加载(例如)轴承而保持受限定的轴向力。
根据本发明的定位装置此外可被构造用于测量设备，使得当选择大内径时，外径仍然保持相对小。可利用这个优点来实现：可考虑定位装置内的相对大腔体，以使用其它组件，而不需要在外部增大外壳。本发明的关键优点还在于，定位装置可被确定尺寸，从而就其长度而言相对灵活，特别地，可被确定尺寸，从而非常窄。
根据其它实施方式，轴流式电机能与滚珠轴承结合。这个结合证实是特别有利的，因为类似副作用出现的轴流式电机的轴向磁力至少部分有助于预加载此滚珠点轴承。滚珠点轴承在这里的区别在于：通过用滚珠将转子相对于定子安装实，其中，这三个参与部件保持居中并且稳定地相互对准，因为转子和定子具有专门为了滚珠形成的居中底座。这个底座是以自定心和稳定方式容纳滚珠的腔体。该腔体可以是例如环面、减缩的、锥形、球面或非球面。在这种情况下，滚珠只是下沉到相应腔体中或者仍然突出到相应腔体外部从而足以使转子在滚珠上滑动并且使滚珠在定子上滑动，而转子和定子没有接触。
还可以构造根据本发明的测量设备，使得定位装置可用于其轴线的其它轴线。
附图说明
以下，将参照附图中示意性示出的具体示例性实施方式单纯例证性地更详细地描述根据本发明的设备，其中，还将提到本发明的其它优点。具体地：
图1示出根据本发明的测量设备；
图2用局部放大图示出带有轴承和定位装置的根据本发明的测量设备；
图3用局部放大图示出根据本发明的测量设备的第一示例性实施方式的轴承和定位装置；
图4用局部放大图示出根据本发明的测量设备的第二示例性实施方式的轴承和定位装置；
图5a、图5b、图5c示出配备有磁体的转子；
图6a、图6b示出配备有线圈的电路板；
图7用横向剖面图示出根据本发明的定位装置的组件；
图8用分解图示出根据本发明的定位装置。
具体实施方式
图1示出作为经纬仪的根据本发明的测量设备1的示例性实施方式。测量设备具有竖直轴线V和俯仰轴线H。该图还示出测量设备的光束引导单元11、支承件13和底座10。根据本发明的定位装置优选地设置在支承件13中，但另选地，还可布置在光束引导单元11中。
图2用正视图示出经纬仪，其中，轴承和驱动件的相关位置被剖切。光束引导单元11包括望远镜12和距离测量装置，并且以旋转固定方式连接于轴91。轴91具有通过滚珠90进行安装的锥形孔。另一个锥形孔被嵌入在支承件13的覆盖件15中，使得通过将滚珠90夹持在这两个锥形孔中，轴91径向且轴向地安装在支承件中。在图示示例中，主要通过预加载磁体22实现为此而必需的预加载。在轴流式电机(20、21、23、24)进行操作期间出现的轴向力也可另外被积极使用，以影响轴承预加载的轴承力。因此，例如，可以选择性减弱或加强轴承预加载。电路板20以固定方式连接于覆盖件15，或者另选地，连接于支承件13。在各种情况下都通过电缆经由电导体连接到电路板20的线圈21布置在电路板20上成冠的形状。线圈21被缠绕成使得它们的卷绕轴线相对于俯仰轴线H是轴向平行设置的。预加载磁体22吸引转子盘23，即便定位装置没有在操作。转子磁体24周向布置在转子盘23的外侧，转子盘23以旋转固定方式连接于轴91。例如，所述转子磁体24可以是标准化的永磁体，而且可以是定制部件或者是被对应分段进行磁化的均质剩余磁化环体。这些磁体同样布置成冠的形式，使得它们的位置与线圈轴向相对。转子磁体24沿着转子盘外周的磁极交替地是“北”和“南”。例如，负责激励线圈21的控制和评价单元还可被集成在电路板20的里面或上面或者位于测量设备内的不同位置。
在另一面，轴91以滑动轴承方式安装在传统V轴承92中，其中，编码盘41布置在支承件13的这个部分中的轴91上，编码盘41结合透射光角度传感器40一起形成角度测量系统。
测量设备1因此至少具有：光电距离测量装置，其具有测量光束路径；底座10，其用于放置测量设备1；支承件13，其安装在底座10上，使得支承件13能绕着竖直轴线V旋转，以进行光学光束路径的方位角对准；光束引导单元11，其安装在支承件13中，使得光束引导单元11能绕着俯仰轴线H旋转，以进行测量光束路径的仰角(elevation)对准；角度测量系统，其用于测量轴向位置；能被激励的定位装置，其驱动光束引导单元11或支承件13，其中，所述定位装置具有多个线圈21，所述多个线圈21以位置固定方式布置成绕着俯仰轴线H和/或竖直轴线V的环的形式，线圈21的卷绕轴线与俯仰轴线H或竖直轴线V轴向平行，并且线圈21能被激励装置激励，使得所述线圈与在转子盘23上周向邻接、磁极交替并且相对于线圈21轴向布置的多个转子磁体24相互作用，以确保以下功能：
·对光束引导单元11或支承件13施加转矩；
·允许对光束引导单元11或支承件13进行徒手操纵；以及
·妨碍对光束引导单元11或支承件13的操纵。
徒手操纵这里意指：操纵性至少未被锁定，使得用户可用正常肌肉力量致使部件发生常规扭转。激励装置应被理解为是例如闭环控制器、开环控制器、或评价单元或与激励相关的其它电子部件。
转子磁体24可用标准磁体、专用磁体来实施或者可用周向以分段交替方式被磁化的不可分剩磁体来实施。在由均质材料组成的此剩磁体中，通过极化或磁极来整合磁体。
线圈21布置在电路板20的一面，特别地，其中，导流元件25布置在电路板20的另一面，特别地，层合到所述另一面上，或者导流元件25和电路板20是复合板的部件，其中，复合板用金属和陶瓷和/或塑料的材料组合实施固定于支承件13或底座10的承载结构。
转子和/定子具有轴向中心开口。转子是定位装置的能旋转的部分，定子是定位装置的位置被固定的部分。
除了铜线圈之外，线圈21还可通过直接嵌在电路板20上的导体迹线或通过直接在非导电载体的上面或里面的电导体来实施。电路板20接纳其它电子部件，特别地，用于除了定位装置外的目的的其它导体迹线。
导流元件25以均匀平面方式构造，使得在定子和转子之间不存在齿槽转矩，尤其在没有电流流过线圈21时。
转子盘23以旋转固定方式连接到轴91，轴91以旋转固定方式连接到光束引导单元11或支承件13。
通过使用能通过选择性激励线圈21实现的轴向力，轴91的轴承的轴承预加载能受到预定的影响。
在各种情况下，转子盘23的两侧被位置固定单元和具有布置成环形式的线圈的单元轴向环绕，其中，转子磁体24的位置与线圈21相对。
在定位装置制动期间，能量可再生。这里，在制动能量再生模式下，利用光束引导部件的剩余移动，以能够使光束引导部件与定位装置一起作为发电器或发电机来操作。对于使用可充电电池进行操作的测量设备而言，尤为有利。
为了对光束引导单元11施加转矩，借助激励装置激励线圈21，使得所得到的旋转电磁场对设置有转子磁体24的转子盘23施加周向磁力。
为了允许徒手操纵光束引导单元11或支承件13，线圈21变成未激励状态，使得
·转子磁体24和线圈21之间的相互作用被消除，因此转子盘23相对于定子的操纵性摆脱了磁力，或者
·线圈21以调节方式被激励，使得当检测到用手在光束引导单元11或支承件13上施加了转矩时，特别地，如果超过了阈值力矩，则允许光束引导单元11或支承件发生从滑动联接的意义上说的扭转，其中，通过激励线圈21，定向触觉力反馈能被引导为与所述扭转相反。
为了限制光束引导单元11或支承件13的操纵性，借助激励装置激励线圈21，使得所得到的位置固定的电磁场将阻碍旋转的周向磁力施加到配备有转子磁体24的转子盘23上。
通过对应的有益措施，定位装置还可另选地布置在光束引导单元11中。
图3示出另一个示例性实施方式的局部放大图。转子盘23以旋转固定方式连接到轴91并且具有周向布置成圆形形状的转子磁体24。位置固定在支承件13中的电路板20的位置与背面的导流元件25相对。导流元件25具有信号发送器42和信号编码器44，信号发送器42和信号编码器44结合反射器43和编码盘41一起形成角度测量系统。
图4示出作为测量设备中的定位单元的轴流式电机的双面构造。由于该双面构造，可以实现非常高的转矩。借助承载结构26连接到支承件13的电路板20具有朝向外侧的导流元件25和在内侧上的线圈21，线圈21布置成绕着俯仰轴线H的环的形状。在线圈21的环之间布置带有转子磁体24的转子盘23，转子磁体24同样在周向布置成环的形状。转子盘23刚性连接到承载光束引导单元11的轴91。例如，可通过滚柱轴承将轴91径向安装在支承件13中。可通过将转子“磁性卡在”双面轴流式机器中进行轴向安装。基于布置在转子盘23上的编码标记27来实现角度测量系统，所述编码标记被布置在电路板20中的一个上的偏转角度传感器45连续扫描。
图5a至图5c示出转子的各种变型，具体地，示出配备有转子磁体24的转子盘23的各种变型。图5a示出带有标准磁体24的转子盘23，交替磁极布置在转子盘23上成环形状。图5b示出集成在转子盘23中的定制磁体，图5c示出由均质材料制成的不可分剩磁体，在之前的制造步骤中磁极被装入不可分剩磁体中。
图6a和图6b示出定子上的线圈21的变型。图6a示出布置在电路板20上成环形状的线圈21，线圈21用例如铜线绕组创建。线圈绕组的轴线平行于旋转轴线(俯仰轴线、竖直轴线)并且垂直于印刷电路板20。图6b示出具有集成线圈21的电路板20。这些集成线圈21可以是例如“被打印的”或浇铸的。
图7示出根据本发明的测量设备中使用的双面构造的、安装好的轴流式机器，图8用分解图示出相关图。电路板20和导流元件25(也被称为短接板)被安装在承载结构26中。另选地，承载结构26可还通过作为不可分组件的电路板20和导流元件25来实现，通过布置成复合形式(特别地，层合形式)的金属、陶瓷和/或塑料的对应的不同功能层得到该不可分组件。这个多层复合物进一步节省了安装空间。
电路板20承载线圈21。转子盘23连同其周向布置的转子磁体24位于线圈冠之间并且能在此处自由移动。待定位的轴或待驱动的元件应该被附接在转子盘23的内孔处或凸缘处。
应理解，之前示出和说明的附图只示意性示出可能的示例性实施方式。特别要注意，这些明确示出和说明的示例可无一例外地、二者相互分开地或以任何所需的相互组合地被使用，这些示例还能与现有技术的对应设备和方法结合。
Claims (15)
1.一种测量设备(1)，特别是全站仪、跟踪器或扫描仪，该测量设备至少包括：
·光电距离测量装置，该光电距离测量装置具有测量光束路径；
·底座(10)，该底座用于放置所述测量设备(1)；
·支承件(13)，该支承件安装在所述底座(10)上，使得所述支承件能绕着竖直轴线(V)旋转，以进行所述测量光束路径的方位角对准；
·光束引导单元(11)，该光束引导单元安装在所述支承件(13)中，使得所述光束引导单元能绕着俯仰轴线(H)旋转，以进行所述测量光束路径的仰角对准；
·角度测量系统，该角度测量系统用于测量轴向位置；以及
·能被激励的定位装置，该定位装置驱动所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)，
其特征在于，
所述定位装置具有多个线圈(21)，所述线圈(21)以位置固定方式布置成绕着所述俯仰轴线(H)和/或所述竖直轴线(V)的环的形式，所述线圈的卷绕轴线与所述俯仰轴线(H)或所述竖直轴线(V)轴向平行，并且所述线圈(21)能被激励装置激励，使得所述线圈与在转子盘(23)上周向邻接、磁极交替并且相对于所述线圈(21)轴向布置的多个转子磁体(24)相互作用，以确保以下功能：
·对所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)施加转矩；
·允许对所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)进行徒手操纵；并且
·妨碍对所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)的操纵。
2.根据权利要求1所述的测量设备(1)，其特征在于，所述转子磁体(24)用周向以分段交替方式被磁化的不可分剩磁体来实施。
3.根据权利要求1或2所述的测量设备(1)，其特征在于，
所述线圈(21)布置在电路板(20)的一面，特别地，其中，
·导流元件(25)布置在所述电路板(20)的另一面，特别地，层合到所述另一面，或者
·导流元件(25)和所述电路板(20)是复合板的部件，其中，所述复合板用金属和陶瓷和/或塑料的材料组合来实施固定于所述支承件(13)或所述底座(10)的承载结构。
4.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
转子和/或定子具有轴向中心开口。
5.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
所述线圈(21)通过嵌在所述电路板(20)上的导体迹线或通过所述电路板(20)的上面或里面的电导体来实施。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
所述导流元件(25)以均匀平面方式构造，使得在定子和转子之间不存在齿槽转矩，尤其在没有电流流过所述线圈(21)时。
7.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
所述转子盘(23)以旋转固定方式连接到轴(91)，所述轴(91)以旋转固定方式连接到所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)。
8.根据权利要求7所述的测量设备(1)，其特征在于，
通过使用能通过选择性激励所述线圈(21)实现的轴向力，所述轴(91)的轴承的轴承预加载能受到预定的影响。
9.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
在各种情况下，所述转子盘(23)的两侧被位置固定单元和具有布置成环形式的线圈的单元轴向环绕，特别地，其中，所述位置固定单元和所述具有布置成环形式的线圈的单元中的一者是所述电路板(20)，并且其中，所述转子磁体(24)处于与所述线圈(21)相对。
10.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
所述定位装置具有用于在所述转子制动期间再生能量的操作模式。
11.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
为了对所述轴(91)施加转矩，借助激励装置激励所述线圈(21)，使得所得到的旋转电磁场对设置有转子磁体(24)的所述转子盘(23)施加周向磁力。
12.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
为了允许徒手操纵所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)，
·所述线圈(21)变成未激励状态，使得所述转子磁体(24)和所述线圈(21)之间的相互作用被消除，因此所述转子盘(23)相对于所述定子的操纵性摆脱了磁力，或者
·所述线圈(21)以调节方式被激励，使得当检测到用手在所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)上施加了转矩时，特别地，如果超过了阈值力矩，则允许所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)发生从滑动联接的意义上说的扭转，特别地，其中，通过激励所述线圈(21)，定向触觉力反馈能被导向为与所述扭转相反。
13.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，
为了限制所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)的操纵性，借助激励装置激励所述线圈(21)，使得所得到的位置固定的电磁场将阻碍旋转的周向磁力施加到配备有所述转子磁体(24)的所述转子盘(23)上。
14.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备(1)，其特征在于，所述定位装置布置在所述光束引导单元(11)中、所述支承件(13)中或所述底座(10)中。
15.一种轴流式电机作为测量设备(1)中能被激励的定位装置的用途，该测量设备(1)特别是全站仪、跟踪器和扫描仪，所述测量设备(1)至少包括：光电距离测量装置，该光电距离测量装置具有测量光束路径；底座(10)，该底座用于放置所述测量设备(1)；支承件(13)，该支承件安装在所述底座(10)上，使得所述支承件能绕着竖直轴线(V)旋转，以进行所述测量光束路径的方位角对准；光束引导单元(11)，该光束引导单元安装在所述支承件(13)中，使得所述光束引导单元能绕着俯仰轴线(H)旋转，以进行所述测量光束路径的仰角对准；以及角度测量系统，该角度测量系统用于测量轴向位置，其中，所述定位装置
-能被激励，并且
-驱动所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)，并且
-具有多个线圈(21)，所述线圈(21)以位置固定方式布置成绕着所述俯仰轴线(H)和/或所述竖直轴线(V)的环的形式，所述线圈的卷绕轴线与所述俯仰轴线(H)或所述竖直轴线(V)轴向平行，并且
所述线圈(21)能被激励装置激励，使得所述线圈与在转子盘(23)上周向邻接、磁极交替并且相对于所述线圈(21)轴向布置的多个转子磁体(24)相互作用，以确保以下功能：
·对所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)施加转矩；
·允许对所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)进行徒手操纵；并且
·妨碍对所述光束引导单元(11)或所述支承件(13)的操纵。
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