專利名稱：計(jì)量儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種計(jì)量儀器。特別地，本發(fā)明涉及ー種包括馬達(dá)的計(jì)量儀器。
背景技術(shù)：
計(jì)量儀器可以是位置確定設(shè)備(諸如坐標(biāo)測量機(jī)器、機(jī)床或者任何探針致動器)，或者可以安裝至這種位置確定設(shè)備上。計(jì)量儀器可以包括鉸接接頭。位置確定設(shè)備(例如請見描述CMM的例子US-A-3，727，119)可以用來測量エ件，并且通常包括可以沿三個(gè)方向x、y、z相對于工作臺移動的臂，エ件支撐在所述工作臺上。通過機(jī)器上的傳感器測量臂沿方向x、y、z的每個(gè)方向的運(yùn)動，并且設(shè)置在臂上的探針組件產(chǎn)生表示待測量エ件表面與臂之間的關(guān)系的信號。エ件表面的位置因此得以確定。在替代機(jī)器中，例如一些類型的機(jī)床中，工作臺沿X和 移動并且臂沿z移動。計(jì)量儀器可以包括探針裝置。探針裝置例如可以是探針致動器或探針頭、探針自身、或者包括探針致動器或探針頭和探針的探針組件。分度探針致動器或者頭和連續(xù)探針致動器或者頭是已知的并且分別在W02006/079794和W02001/57473中被描述。已知包括至少ー個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線的計(jì)量儀器。這種計(jì)量儀器的第一構(gòu)件可以相對于計(jì)量儀器的第二構(gòu)件關(guān)于至少ー個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線運(yùn)動。為了實(shí)現(xiàn)計(jì)量儀器所獲得的測量的精確和精度，旋轉(zhuǎn)軸線的位置應(yīng)當(dāng)是固定的和已知的。實(shí)際上，作用在計(jì)量儀器上或計(jì)量儀器中的カ能夠造成軸線遠(yuǎn)離其原始位置運(yùn)動；這個(gè)運(yùn)動可以已知為例如跑離和晃動。軸線的這種運(yùn)動造成由計(jì)量儀器獲得的測量的不精確，因?yàn)橛?jì)量儀器不知道所有時(shí)刻軸線的精確位置，因此不知道與軸線附接的測量探針的精確位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面描述了ー種馬達(dá)。所述馬達(dá)可以是無框架馬達(dá)。本發(fā)明的第二方面提供了ー種計(jì)量儀器，包括本體以及能圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于本體旋轉(zhuǎn)的第一構(gòu)件，所述第一軸線由第一軸承限定；第一馬達(dá)，用于致動所述第一構(gòu)件圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述本體的旋轉(zhuǎn)，所述第一馬達(dá)包括無框架馬達(dá)；其中表面感測裝置能附接至所述第一構(gòu)件，使得表面感測裝置能相對于所述本體與第一構(gòu)件一起運(yùn)動；以及其中所述第一馬達(dá)被布置成當(dāng)它致動第一構(gòu)件相對于本體的旋轉(zhuǎn)時(shí)，基本上沒有徑向力作用在第一軸承上，使得第一軸線的位置保持大致固定。通過大致消除軸承上的徑向力，第一旋轉(zhuǎn)軸線的位置可以更加精確地得知。由于在軸承上沒有徑向拉力，也減少或甚至避免了通常遭遇的跑離和晃動問題。這能夠允許計(jì)量儀器精確地確定物體的位置，而無需特別剛性的軸承或者廣泛的誤差映射。
優(yōu)選地，第一馬達(dá)被布置成當(dāng)它致動第一構(gòu)件相對于本體的旋轉(zhuǎn)時(shí)，大致沒有軸向力作用在第一軸承上。沒有軸向カ使得可以使用剛性較低的軸承。無框架馬達(dá)可以是沒有其自身軸承組的馬達(dá)。無框架馬達(dá)可以應(yīng)用它所固定的軸線的軸承旋轉(zhuǎn)。第一馬達(dá)可以是軸向布置馬達(dá)。馬達(dá)可以是無鐵芯馬達(dá)。無鐵芯馬達(dá)可以是具有轉(zhuǎn)子和定子的馬達(dá)，其中轉(zhuǎn)子和定子的至少ー個(gè)是基本上沒有鐵的。因?yàn)榛旧蠜]有鐵，所以轉(zhuǎn)子或定子是非磁性的，這意味著它不能被吸引到磁體。當(dāng)馬達(dá)包括磁體部和線圈部時(shí)，線圈部大致沒有鐵或者是非磁性的。無鐵芯馬達(dá)因此可以包括大致沒有磁性材料的線圈。
本發(fā)明的第三方面描述了ー種計(jì)量儀器，它具有無鐵芯馬達(dá)，特別是無框架無鐵芯馬達(dá)。所述無鐵芯馬達(dá)可以提供計(jì)量儀器的部件的運(yùn)動。計(jì)量儀器可以包括第一旋轉(zhuǎn)軸線。無鐵芯馬達(dá)可以致動圍繞所述第一旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動。所述第一旋轉(zhuǎn)軸線可以是連續(xù)旋轉(zhuǎn)軸線。在使用時(shí)，例如對于安裝在坐標(biāo)定位設(shè)備上的計(jì)量儀器，無鐵芯馬達(dá)可以提供由計(jì)量儀器支撐的裝置相對于坐標(biāo)定位設(shè)備的運(yùn)動。所述運(yùn)動可以特別是圍繞ー個(gè)或多個(gè)軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。當(dāng)計(jì)量儀器是坐標(biāo)定位設(shè)備時(shí)，無鐵芯馬達(dá)提供由計(jì)量儀器支撐的裝置相對于固定表面的運(yùn)動。本發(fā)明的第四方面提供了ー種計(jì)量儀器，包括本體以及能圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于本體旋轉(zhuǎn)的第一構(gòu)件，所述第一軸線由第一軸承限定；第一馬達(dá)，用于致動所述第一構(gòu)件圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述本體的旋轉(zhuǎn)；其中表面感測裝置能附接至所述第一構(gòu)件，使得表面感測裝置能相對于所述本體與第一構(gòu)件一起運(yùn)動；以及其中所述第一馬達(dá)包括無框架無鐵芯馬達(dá)。計(jì)量儀器可以包括用于將本體附接至機(jī)器的移動臂的附接部件。本發(fā)明的第五方面提供了ー種計(jì)量儀器，包括用于將本體附接至機(jī)器的移動臂的附接部件；以及本體，其具有能圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述附接部件旋轉(zhuǎn)的第一構(gòu)件，其中所述旋轉(zhuǎn)由第一馬達(dá)致動，所述本體能附接至表面感測裝置，使得表面感測裝置能相對于所述附接部件與所述本體一起運(yùn)動。其中，第一馬達(dá)包括無框架無鐵芯馬達(dá)。本體可以是支撐件。本發(fā)明的第六方面提供了ー種計(jì)量儀器，其具有無框架軸向布置的馬達(dá)。本發(fā)明的第七方面提供了ー種計(jì)量儀器，包括本體以及能圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于本體旋轉(zhuǎn)的第一構(gòu)件，所述第一軸線由第一軸承限定；第一馬達(dá)，用于致動所述第一構(gòu)件圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述本體的旋轉(zhuǎn)；其中表面感測裝置能附接至所述第一構(gòu)件，使得表面感測裝置能相對于所述本體與第一構(gòu)件一起運(yùn)動；以及
其中所述第一馬達(dá)包括無框架軸向馬達(dá)。本發(fā)明的第八方面提供了一種計(jì)量儀器，包括用于將本體附接至機(jī)器的移動臂的附接部件；以及本體，其具有能圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述附接部件旋轉(zhuǎn)的第一構(gòu)件，其中所述旋轉(zhuǎn)由第一馬達(dá)致動，所述本體能附接至表面感測裝置，使得表面感測裝置能相對于所述附接部件與所述本體一起運(yùn)動。其中，第一馬達(dá)包括無框架軸向布置馬達(dá)。本體可以是支撐件。第一旋轉(zhuǎn)軸線可以是連續(xù)旋轉(zhuǎn)計(jì)量軸線。計(jì)量儀器因此可以定位在關(guān)于第一軸線特別近的點(diǎn)處。例如與分度旋轉(zhuǎn)軸線相比，所述點(diǎn)可以無限接近，在分度旋轉(zhuǎn)軸線中 ，軸線所處的點(diǎn)是彼此分離開的離散點(diǎn)。計(jì)量儀器中的第一馬達(dá)的位置可以被修正；因此計(jì)量儀器可以是伺服計(jì)量儀器。計(jì)量儀器中馬達(dá)的位置可以由制動器控制。計(jì)量儀器可以包括探針裝置，諸如探針致動器或探針頭、探針自身、或者包括探針致動器或頭和探針的探針組件。所述探針裝置可以包括連續(xù)探針致動器或頭。探針裝置可以包括分度探針致動器或頭。探針致動器或頭可以是伺服探針致動器或頭，其中馬達(dá)在探針致動器或頭中的位置由伺服系統(tǒng)控制。馬達(dá)在探針致動器或頭中的位置可以由制動器控制。計(jì)量儀器可以進(jìn)一步包括可圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線相對于第一構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的第二構(gòu)件。所述旋轉(zhuǎn)可以由第二馬達(dá)致動。第二旋轉(zhuǎn)軸線可以橫向于第一旋轉(zhuǎn)軸線。第二旋轉(zhuǎn)軸線可以與第一旋轉(zhuǎn)軸線偏離。第二馬達(dá)可以包括無框架無鐵芯馬達(dá)。第二馬達(dá)可以包括無框架軸向馬達(dá)。替換地，第二馬達(dá)可以是已知的馬達(dá)，諸如包容式或無框架鐵芯馬達(dá)，或者包容式無鐵芯馬達(dá)。計(jì)量儀器可以包括至少一個(gè)另外的構(gòu)件，其可以圍繞另一旋轉(zhuǎn)軸線相對于第一和第二構(gòu)件的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)。所述旋轉(zhuǎn)可以由至少一個(gè)另外的馬達(dá)致動。所述另一旋轉(zhuǎn)軸線可以橫向于或者偏離第一和第二旋轉(zhuǎn)軸線的至少一個(gè)。所述至少一個(gè)另外的馬達(dá)可以包括無框架無鐵芯馬達(dá)。替換地，所述至少一個(gè)另外的馬達(dá)可以是已知馬達(dá)，諸如包容式或者無框架鐵芯馬達(dá)，或者包容式無鐵芯馬達(dá)。表面感測裝置可以附接至第一構(gòu)件以便與其一起旋轉(zhuǎn)。所述附接可以是直接的或不直接的。當(dāng)附接是直接時(shí)，表面感測裝置可以經(jīng)由例如第二或另外的構(gòu)件附接至第一構(gòu)件。表面感測裝置可以附接至第二構(gòu)件以便與其一起旋轉(zhuǎn)。表面感測裝置可以附接至所述至少一個(gè)另外的構(gòu)件以便與其一起旋轉(zhuǎn)。表面感測裝置可以是探針，例如測量探針、接觸觸發(fā)式探針、攝影探針、表面拋光探針或者不同類型探針的組合。測量探針也可以已知為掃描探針。至少一個(gè)馬達(dá)可以是直接驅(qū)動馬達(dá)。至少一個(gè)馬達(dá)可以是不直接驅(qū)動馬達(dá)。第一馬達(dá)可以是軸向馬達(dá)或者徑向馬達(dá)。優(yōu)選地，所述第一馬達(dá)是軸向馬達(dá)。軸向馬達(dá)包括磁體和沿著馬達(dá)的軸線間隔布置的線圈，而徑向馬達(dá)包括磁體和沿著馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸線徑向地間隔開的線圈。第一馬達(dá)可以提供圍繞第一軸線的部分旋轉(zhuǎn)。換言之，馬達(dá)能夠致動第一構(gòu)件圍繞第一軸線相對于計(jì)量儀器的本體旋轉(zhuǎn)小于360度。優(yōu)選地，第一馬達(dá)提供圍繞第一軸線的完全旋轉(zhuǎn)。換言之，馬達(dá)能夠致動第一構(gòu)件圍繞第一軸線相對于計(jì)量儀器的本體旋轉(zhuǎn)通過360度。第一馬達(dá)能夠提供圍繞第一軸線多于一圈的的運(yùn)動。換言之，馬達(dá)能夠致動第一構(gòu)件圍繞第一軸線相對于計(jì)量儀器的本體旋轉(zhuǎn)通過大于360度。第一馬達(dá)可以提供圍繞第一軸線的無限個(gè)整圈旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。第一馬達(dá)可以是無刷馬達(dá)。替換地，第一馬達(dá)可以是有刷馬達(dá)。第一馬達(dá)可以包括第一磁體。第一馬達(dá)可以進(jìn)一步包括至少一個(gè)金屬線圈。第一磁體和至少一個(gè)金屬線圈可以安裝成使得它們相對于彼此運(yùn)動。使電流通過所述至少一個(gè)金屬線圈可能造成至少一個(gè)金屬線圈與第一磁體的相對旋轉(zhuǎn)。磁體和至少一個(gè)金屬線圈的其中一個(gè)可以附接至第一構(gòu)件。這種附接可以是直接的或者經(jīng)由中間構(gòu)件。旋轉(zhuǎn)與第一構(gòu)件附接的磁體和至少一個(gè)金屬線圈的其中一個(gè)可以在使用中造成第一構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)。第一馬達(dá)可以進(jìn)一步包括磁性材料。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解磁性材料指的是對磁體吸引的材料。第一磁體和磁性材料可以相對于彼此固定以便形成磁體組件。第一磁體和磁性材料可以彼此間隔開，這種間隔可以通過隔離件實(shí)現(xiàn)。所述隔離件可以相對于第 一磁體以及磁性材料固定并且可以形成磁體組件的一部分。所述至少一個(gè)金屬線圈可以設(shè)置在磁體組件的間隔開的第一磁體和磁性材料之間。磁體組件和至少一個(gè)金屬線圈可以相對地移動。第一馬達(dá)可以包括多個(gè)磁體,例如第一磁體和第二磁體。第一磁體和第二磁體可以相對于彼此固定以便形成磁體組件。第一磁體和第二磁體可以相對于彼此間隔開，這種間隔可以通過隔離件實(shí)現(xiàn)。隔離件可以相對于第一和第二磁體固定并且可以形成磁體組件的一部分。所述至少一個(gè)金屬線圈可以設(shè)置在磁體組件的間隔開的第一磁體和第二磁體之間。設(shè)計(jì)所述第一和第二磁體的形狀和尺寸以便它們彼此互補(bǔ)。在使用期間，至少一個(gè)金屬線圈可以相對于計(jì)量儀器的殼體固定并且可以通過使電流穿過至少一個(gè)金屬線圈而使磁體組件相對于至少一個(gè)金屬線圈旋轉(zhuǎn)。替換地，在使用期間，磁體組件可以固定至計(jì)量儀器的殼體并且通過使電流穿過至少一個(gè)金屬線圈而使至少一個(gè)金屬線圈相對于磁體組件旋轉(zhuǎn)。換言之，磁體組件和至少一個(gè)金屬線圈的其中一個(gè)可以形成馬達(dá)的定子，而磁體組件和至少一個(gè)金屬線圈的另一個(gè)可以形成馬達(dá)的轉(zhuǎn)子。第一磁體和磁性材料可以相對于彼此移動。至少一個(gè)金屬線圈可以固定至磁性材料。這樣，磁體可以相對于磁性材料和至少一個(gè)金屬線圈移動，反之亦然。第一磁體和磁性材料可以彼此間隔開，這種間隔可以例如通過某種軸承執(zhí)行，或者通過隔離件和軸承的組合執(zhí)行。隔離件可以相對于第一磁體和磁性材料的至少其中一個(gè)固定，并且可以相對于第一磁體和磁性材料的另一個(gè)移動。軸承可以設(shè)置在隔離件與第一磁體和磁性材料的至少其中一個(gè)之間。計(jì)量儀器可以包括軸承，它使得第一構(gòu)件圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于主體旋轉(zhuǎn)。用于馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)的軸承可以是用于使第一構(gòu)件相對于本體旋轉(zhuǎn)的軸承，即，第一軸線的軸承。在使用期間，金屬材料和至少一個(gè)金屬線圈可以相對于計(jì)量儀器的殼體固定，并且通過使電流穿過所述至少一個(gè)金屬線圈而使第一磁體相對于至少一個(gè)金屬線圈旋轉(zhuǎn)。替換地，在使用期間，第一磁體可以固定至計(jì)量儀器的殼體，并且通過使電流穿過所述至少一個(gè)金屬線圈而使至少一個(gè)金屬線圈和磁性材料相對于第一磁體旋轉(zhuǎn)。換言之，第一磁體和至少一個(gè)金屬線圈中的其中一個(gè)可以形成馬達(dá)的定子，并且第一磁體和至少一個(gè)金屬線圈的另一個(gè)可以形成馬達(dá)的轉(zhuǎn)子。磁性材料可以包括磁性材料制成的板件，設(shè)計(jì)其形狀和尺寸使得其與第一磁體互補(bǔ)。第一馬達(dá)的第一磁體可以包括多個(gè)磁體。所述多個(gè)磁體可以布置成環(huán)形。第二磁體可以包括多個(gè)磁體。而且，所述多個(gè)磁體可以布置成環(huán)形。磁體環(huán)可以布置成使得北極和南極圍繞環(huán)形交替地布置。所述環(huán)形例如可以是不完整環(huán)(例如，馬達(dá)的弧形、分段環(huán))或者完整環(huán)形。環(huán)形的任何段可以緊密相鄰或者間隔開。在與至少一個(gè)金屬線圈遠(yuǎn)離的磁體側(cè)上，第一磁體和第二磁體的至少其中一個(gè)可以設(shè)有磁性材料或者背板。所述磁性材料或者背板可以被設(shè)計(jì)形狀和尺寸以便與它所設(shè)置的磁體互補(bǔ)。所述至少一個(gè)金屬線圈可以包括多個(gè)線圈。所述多個(gè)線圈可以設(shè)置成環(huán)形。這種環(huán)形可以例如是不完整環(huán)(例如，馬達(dá)的弧形、分段環(huán))或者完整環(huán)形。環(huán)形的任何段可以緊 密相鄰或者間隔開。至少一個(gè)金屬線圈可以被設(shè)計(jì)形狀和尺寸以便與形成第一和第二磁體的至少一個(gè)的多個(gè)磁體中的至少一個(gè)的形狀和尺寸互補(bǔ)?？梢栽O(shè)計(jì)多個(gè)金屬線圈的形狀和尺寸以便與形成第一和第二磁體的至少一個(gè)的多個(gè)磁體中的多個(gè)的形狀和尺寸互補(bǔ)。優(yōu)選地，設(shè)計(jì)所有線圈的形狀和尺寸以便與形成第一和第二磁體的至少一個(gè)的多個(gè)磁體中的每個(gè)的形狀和尺寸互補(bǔ)。線圈和磁體的相對數(shù)目以及所述線圈和磁體的尺寸可以被選擇以便優(yōu)化馬達(dá)的效率并且減少馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩脈動。例如，磁體或者磁體環(huán)可以小于至少一個(gè)金屬線圈或金屬線圈環(huán)，從而環(huán)形的中心線是重合的，但是磁體不會像線圈那樣從它們的中心線徑向向內(nèi)或向外延伸那么遠(yuǎn)。替換地，例如，磁體和線圈可以具有相等尺寸。本發(fā)明的第九方面提供了一種計(jì)量儀器，包括本體和在馬達(dá)的控制下相對于本體可以移動的第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件能附接至表面感測裝置，馬達(dá)包括與第一構(gòu)件相連的轉(zhuǎn)子以及與本體相連的定子，轉(zhuǎn)子和定子的其中一個(gè)包括用于建立磁場的磁體組件，所述磁場沿著與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線大致平行的方向永久地作用在定子或轉(zhuǎn)子的另一個(gè)上，并且定子和轉(zhuǎn)子的另一個(gè)上的至少一個(gè)線圈在輸送電流時(shí)產(chǎn)生磁場，該磁場與由磁體組件建立的磁場協(xié)作以便造成轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子和定子沿軸向方向間隔開。磁體組件可以包括至少一對磁體，所述一對磁體沿著軸向方向間隔開，所述至少一個(gè)線圈安裝成在磁體之間相對運(yùn)動。磁體組件可以包括多個(gè)磁體對，每對磁體沿著軸向方向間隔開并對準(zhǔn)，所述磁體對的一個(gè)磁體的北極面對磁體對的另一個(gè)磁體的南極。磁體組件可以包括多個(gè)線圈，每個(gè)線圈在輸送電流時(shí)產(chǎn)生沿著大致平行于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線的軸向方向通過線圈的磁場。本發(fā)明的第十方面提供了一種計(jì)量儀器，其包括本體和能在短軸型馬達(dá)的控制下相對于本體運(yùn)動的第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件能附接至表面感測裝置。本發(fā)明的第十一方面提供了一種計(jì)量儀器，其包括本體以及能圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于本體旋轉(zhuǎn)的第一構(gòu)件，所述第一軸線由第一軸承限定；用于致動所述第一構(gòu)件圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述本體旋轉(zhuǎn)的第一馬達(dá)，所述第一馬達(dá)包括用于產(chǎn)生磁場的至少一個(gè)磁體，所述磁場主要沿著軸向方向作用在至少一個(gè)線圈上；其中一表面感測裝置能附接至所述第一構(gòu)件，使得表面感測裝置能相對于所述本體與第一構(gòu)件一起運(yùn)動。與第一馬達(dá)有關(guān)的描述可以適用于所提供的第二馬達(dá)和其它馬達(dá)的至少一個(gè)。


下面將參照附圖并借助例子描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖I顯示了坐標(biāo)測量機(jī)器(CMM)，其具有安裝在其上的探針裝置；圖2顯示了通過圖I所示的鉸接探針頭的橫截面；圖3顯示了通過馬達(dá)的橫截面，所述馬達(dá)具有如使用在圖2所示探針頭中的鐵
-I-H
心;圖4顯示了通過探針裝置的橫截面，所述探針裝置具有無框架無鐵芯馬達(dá)；圖5a顯示了通過軸向無鐵芯馬達(dá)的截面；圖5b顯示了圖5a所示軸向無鐵芯馬達(dá)的分解視圖；圖6顯示了通過另一軸向無鐵芯馬達(dá)的截面；圖7顯示了通過無框架軸向布置馬達(dá)的截面；以及圖8是通過馬達(dá)的截面，顯示了典型的由磁體組件建立的磁場。
具體實(shí)施例方式圖I顯示了坐標(biāo)測量機(jī)器(CMM)IO，其包括工作臺12和主軸14，零件16安裝在工作臺12上，主軸14可以相對于工作臺12沿X、Y和Z方向運(yùn)動。鉸接探針頭18安裝在主軸14上并且提供圍繞至少兩個(gè)軸線Al和A2的旋轉(zhuǎn)。探針20被安裝在鉸接探針頭18上。探針20因此能沿著X、Y、Z通過CMMlO移動，并且能圍繞Al和A2軸線通過鉸接探針頭18轉(zhuǎn)動。馬達(dá)設(shè)置在CMMlO和鉸接探針頭18中，以便驅(qū)動探針20到期望的位置/方位，并且這些被控制器/計(jì)算機(jī)22/23控制，所述控制器/計(jì)算機(jī)發(fā)送驅(qū)動信號到CMMlO以及鉸接探針頭18.CMMlO和鉸接探針頭18的位置通過傳感器(未顯示)確定，并且將位置反饋回控制器/計(jì)算機(jī)22/23。圖2顯示了通過圖I所示鉸接探針頭18的橫截面。鉸接探針頭18分別包括第一和第二殼體構(gòu)件1、2。第一殼體構(gòu)件I適于附接至位置確定裝置(諸如圖I所示CMM的主軸14)，并且容納用于實(shí)施第一軸SI圍繞第一軸線Al角位移的馬達(dá)Ml。第二殼體構(gòu)件2附接至第一軸SI，其容納用于實(shí)施第二軸S2圍繞第二軸線A2角位移的馬達(dá)M2。表面感測裝置20 (諸如表面感測探針)附接至第二軸S2，用于與其一起旋轉(zhuǎn)。軸SI、S2的每一個(gè)關(guān)于相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸線Al、A2可以定位成無限接近或者特別接近，因此鉸接探針頭已知為連續(xù)探針頭。這與分度探針頭不同，在分度探針頭中，可獲得表面感測探針相對于探針頭所安裝的CMM的離散數(shù)目的運(yùn)動學(xué)確定方位。表面感測探針20包括探針本體9、觸針8以及用于接觸工件的觸針尖端5。圖示表面感測探針是接觸式感測探針。這種接觸式感測探針包括觸摸觸發(fā)式探針和掃描探針。在典型的掃描操作中，將表面感測探針驅(qū)動通過工件的表面以便測量工件表面上的點(diǎn)。其它類型的探針可以與鉸接探針頭18 —起使用，包括非接觸式探針，諸如光學(xué)、電容和電感式感測探針。通過電接頭將電力從控制器(圖I中所示22)供應(yīng)至旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動機(jī)構(gòu)M1、M2，給控制器22編程以便控制表面感測裝置20在期望的一系列移動中移動通過工件(圖I中所示16)的表面。探針頭18中的傳感器將表示驅(qū)動機(jī)構(gòu)圍繞其相應(yīng)軸線的角位置的信號發(fā)送回控制器中的伺服控制環(huán)路。這些信號與來自探針頭安裝于其上的機(jī)器的測量裝置的信號一起使得能夠精確控制表面感測裝置20和工件表面的相對位置。因此參照圖2描述的鉸接探針頭18是連續(xù)伺服探針頭。圖3顯示了通過馬達(dá)30的橫截面，馬達(dá)30具有如圖2所示探針頭中使用的鐵芯。馬達(dá)具有由鐵芯32形成的轉(zhuǎn)子，鐵芯32具有圍繞它緊密卷繞的銅線(未示出)。轉(zhuǎn)子附接至馬達(dá)的主軸34。形成圍繞鐵芯32的框架的磁體36和38的環(huán)附接至馬達(dá)的殼體40。電 線在其每端連接至電源。當(dāng)向電線供應(yīng)電流時(shí)，鐵芯變得有磁性并且排斥/吸引固定至馬達(dá)30的殼體40的磁體36、38，造成轉(zhuǎn)子以及依次造成主軸34旋轉(zhuǎn)。在計(jì)量應(yīng)用中，知道主軸的精確位置一因此知道支撐在主軸上并且可以與主軸一起運(yùn)動的探針的精確位置是特別重要的，馬達(dá)需要剛性軸承42、44。剛性軸承旨在防止轉(zhuǎn)子朝著附接至殼體的磁體被拉動并因此拉動主軸遠(yuǎn)離其旋轉(zhuǎn)軸線。將軸承設(shè)計(jì)得在跑離和晃動方面是精確的，即防止軸承的軸線橫向偏移或傾斜是非常困難的，因此是昂貴的。而且，需要抵抗馬達(dá)轉(zhuǎn)子和定子之間的磁力以便提供軸線的運(yùn)動使得任務(wù)更加困難。作為剛性軸承的替換，可以制作探針尖端的實(shí)際位置與如果主軸沒有被磁力移動探針尖端應(yīng)當(dāng)所處的位置之間的差別圖表。已知這叫做誤差圖表。誤差可被添加至系統(tǒng)認(rèn)為探針尖端所處的位置以發(fā)現(xiàn)探針的實(shí)際位置。然而，這些圖表制備起來耗時(shí)，目前它不會消除測量中的所有誤差。圖4顯示了通過探針裝置的橫截面，所述探針裝置具有無框架無鐵芯馬達(dá)。在該實(shí)施例中，馬達(dá)的類型為通常稱為短軸型的馬達(dá)。探針102顯示為具有觸針104，其用于與待測量部件接觸。探針102附接至探針頭106，探針頭106進(jìn)而附接至坐標(biāo)測量機(jī)器的主軸108。傳統(tǒng)上，在使用時(shí)，CMM的主軸108將沿三個(gè)正交軸線的任何一個(gè)移動，直到觸針104接觸部件。主軸108相對于三個(gè)軸線的位置可以與來自探針頭和探針自身的位置數(shù)據(jù)一起使用以確定部件的尺寸。除了主軸108的三條運(yùn)動軸線之外，附接至主軸108并且位于主軸108與探針102之間的探針頭106具有腕部構(gòu)造，該構(gòu)造為測量設(shè)備增加了兩條旋轉(zhuǎn)運(yùn)動軸線A3和A4，所述旋轉(zhuǎn)軸線彼此垂直。馬達(dá)M3和M4為沿兩條軸線的旋轉(zhuǎn)提供轉(zhuǎn)矩?？梢酝ㄟ^移動主軸108和探針頭106、只移動主軸或者只移動探針頭而由探針獲得對樣品的測量。探針頭106的鉸接允許探針102具有比單獨(dú)主軸的運(yùn)動更復(fù)雜的運(yùn)動。例如,通過沿著圍繞孔的螺旋路徑移動觸針104，探針頭的運(yùn)動使得探針能夠沿著孔的長度測量孔的圓度。可以通過觸針104的已知旋轉(zhuǎn)位置和三個(gè)CMM軸線讀數(shù)而計(jì)算觸針104的位置。探針的這種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動需要在探針頭中的精確且可重復(fù)的軸承運(yùn)動。在本實(shí)施例中，探針102被安裝至保持在水平主軸116上的托架114。主軸116在與頭106的下部殼體112相連的每端具有軸承組件。下部殼體112在也具有兩個(gè)軸承組件的頭106的上部殼體110中連接至豎直主軸118。水平主軸116可以相對于下部殼體112旋轉(zhuǎn)。通過使用具有部分120和128以及122和129的兩個(gè)軸承組件實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。球120和122形式的陽軸承(例如通過粘合)固定至主軸116的端部。每個(gè)球被容納在支座128和129形式的陰部件中，每個(gè)支座128和129中具有陽部件接收孔，使得主軸唯一可能的運(yùn)動是旋轉(zhuǎn)“A4”。類似的下部殼體112借助豎直主軸118可旋轉(zhuǎn)地安裝。兩個(gè)軸承組件被顯示包括兩個(gè)球124和126形式的陽部件，該陽部件容納在支座130和132形式的兩個(gè)陰部件中，支座130和132中具有孔，一起提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動“A3”。球120、122、124和126能夠通過已知技術(shù)以非常高的精度制造，即，小于O. 16微
米的整體圓度公差。這種精確球度提供了探針的精確的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。球可以由陶瓷、紅寶石或鋼制造。 每個(gè)主軸116和118分別具有固定支座(B卩，129和310)以及可移動支座(即，128和132)。所述固定支座被保持成與其安裝支架具有固定關(guān)系，而所述可移動支座可以沿著相關(guān)旋轉(zhuǎn)軸線的方向彈性地移動。顯示了動力和信號路徑a、b、c、d和e。路徑a為馬達(dá)M4提供動力，用于圍繞軸線A4旋轉(zhuǎn)主軸116 (以及因此旋轉(zhuǎn)探針102)。路徑b為馬達(dá)M3提供動力，用于圍繞軸線A3旋轉(zhuǎn)主軸118 (以及因此旋轉(zhuǎn)下部殼體112和探針102)。主軸116和118的旋轉(zhuǎn)位置能夠分別通過旋轉(zhuǎn)編碼器186和188確定。路徑e和c被提供用于編碼器的信號。路徑a、d和e具有旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器190，其兩個(gè)半部可以滑動接觸(例如通過使用滑環(huán))或者可以為非接觸類型(例如，電容、電感、紅外線、光學(xué)或者射頻鏈接)。旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器允許下部殼體112相對于上部殼體110連續(xù)旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)M3和M4可以是無框架無鐵芯馬達(dá)，如下面參照圖5更詳細(xì)描述的。這里所顯示的附圖是以圖示方位被描述的，將要理解，可以以任何其它方位使用設(shè)備，諸如在機(jī)器的水平臂上，或者其它方位臂上。圖5a顯示了通過軸向無鐵芯馬達(dá)140的截面，馬達(dá)140包括兩個(gè)背板150和158、兩個(gè)磁體環(huán)152、156、用于將磁體環(huán)隔離開的隔離件160以及金屬線圈環(huán)154。馬達(dá)包括兩個(gè)沿著探針頭的主軸116(見圖4)被隔離件160隔離開的磁體環(huán)152、156。隔離件必須足夠剛性以便將磁體環(huán)間隔開；它可以例如由金屬或者聚合物制造。磁體環(huán)具有面對馬達(dá)中心的內(nèi)表面1521和1581，以及面對馬達(dá)外側(cè)的外表面1520和1580。磁體環(huán)的外表面1520和1580被安裝至鋼制背板。實(shí)際上，任何含鐵材料均適于用作背板。兩個(gè)磁體環(huán)152、156、背板150、158和隔離件組成磁體組件。在磁體環(huán)152和156之間，銅線線圈環(huán)懸掛成使得磁體和線圈可相對地移動。在這種情況下，線圈環(huán)被保持成相對于本體(在該實(shí)施例中是上部或下部殼體110、112)靜止以便形成定子，并且磁體組件被固定至第一構(gòu)件(在該實(shí)施例中是主軸118或116)，該第一構(gòu)件可以相對于本體旋轉(zhuǎn)以便形成轉(zhuǎn)子。銅線線圈被緊固至板件，板件可以連接至馬達(dá)使用于其中的探針的殼體。板件可以由非磁性材料制造，諸如塑料或者基于纖維的材料。銅線線圈在兩個(gè)位置連接至電源。對于普通電磁鐵，電流流動的方向確定了磁體組件移動的方向。當(dāng)電流被供給線圈時(shí)，線圈變得有磁性。線圈中的電流相對于馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)被修正以便提供來自馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)使得磁體組件旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁體組件的隔離件所固定的主軸116也旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得探針相對于探針頭安裝于其上的機(jī)器進(jìn)行運(yùn)動。圖5a的馬達(dá)是無刷的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解馬達(dá)例如在以下情況下工作，如果環(huán)形中的磁體圍繞所述環(huán)彼此間隔開，如果環(huán)形是不完整的，以及如果所述環(huán)由一個(gè)磁體制造，該磁體已經(jīng)被磁化以便具有交替的北極和南極。圖5a的馬達(dá)是軸向馬達(dá)裝置。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解馬達(dá)可以布置為徑向馬達(dá)。這種徑向馬達(dá)例如具有磁性鐵芯、鋼制外殼以及位于兩者之間的線圈。在本申請中使用無鐵芯馬達(dá)具有以下優(yōu)勢在馬達(dá)的轉(zhuǎn)子與定子之間具有最小的 或者沒有軸向或徑向拉力。因此，轉(zhuǎn)子和定子不需要在它們之間具有剛性軸承以便防止它們被拉到一起并阻止馬達(dá)轉(zhuǎn)動?？梢詫τ跓o鐵芯馬達(dá)使用更便宜的并且剛性較小的軸承。通過使用無框架馬達(dá)，可以使用計(jì)量軸線自身的軸承，而不是必須將有框架馬達(dá)的軸承連接至計(jì)量軸線的軸承。圖5a和5b所示馬達(dá)的效率與鐵芯馬達(dá)的效率相比是相當(dāng)?shù)?。特別地，磁體和背板的布置產(chǎn)生強(qiáng)磁場，線圈環(huán)定位在該強(qiáng)磁場內(nèi)。圖5b顯示了圖5a所示的軸向無鐵芯馬達(dá)140的分解視圖。零件的編號與圖5a的一致?？梢钥闯?，磁體152、156被布置成使得磁體的南極和北極圍繞每個(gè)環(huán)交替。從圖8可以清楚地看到，每個(gè)極沿著軸向與另一個(gè)環(huán)上的相應(yīng)的對極對準(zhǔn)。通過這種方式，磁場沿著與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線A大致平行的方向(如磁通線所示)主要作用在線圈154上。當(dāng)然，在磁體152或156的相對磁極毗鄰的區(qū)域中，磁場可以沿著不與旋轉(zhuǎn)軸線平行的方向作用。然而，沿周向作用的磁場的比例是非常小的。板150、158由可磁化材料制成，并且設(shè)計(jì)磁場的形狀以便減小延伸超過這些板150,158的磁場的大小。這就減小了磁場對馬達(dá)外部的計(jì)量儀器的任何部件的影響。在該實(shí)施例中，磁體152、156被顯示為與背板150、158附接的離散的磁體。然而，應(yīng)當(dāng)理解，磁體也可以通過與背板150、158附接的連續(xù)材料環(huán)形成，材料環(huán)被適當(dāng)?shù)貥O化以便提供交替的北極和南極。在圖7中，也顯示了隔離環(huán)160。還可以看見每個(gè)單獨(dú)的線圈154a。線圈被設(shè)計(jì)尺寸和形狀以便與磁體的尺寸和形狀匹配，每個(gè)線圈配合在磁體152、156的相對極的占用空間內(nèi)(當(dāng)沿軸向觀察時(shí))。這就提高了馬達(dá)的效率并改善了馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩波動。還選擇線圈和磁體的相對數(shù)目以便優(yōu)化馬達(dá)的效率和轉(zhuǎn)矩波動。圖6顯示了通過另一軸向無鐵芯馬達(dá)142的截面。馬達(dá)包括第一和第二背板150、158、一個(gè)磁體環(huán)152、用于將磁體環(huán)和第一背板150與第二背板158間隔開的隔離件160、以及金屬線圈環(huán)154。與圖5a相比，沒有第二磁體環(huán)。代替的是兩個(gè)背板和一個(gè)磁體環(huán)形成磁體組件。對于圖5a的馬達(dá)，磁體組件形成轉(zhuǎn)子，而線圈組件形成定子。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員清楚磁體組件可以替換地形成定子，而線圈組件可以附接至軸線的軸，從而形成馬達(dá)的轉(zhuǎn)子。圖5a的馬達(dá)的兩個(gè)磁體環(huán)具有以下優(yōu)勢提供更好的磁場，因?yàn)榕c圖3所示馬達(dá)相比，由磁場產(chǎn)生的作用在轉(zhuǎn)子上的徑向力是小的。因此，馬達(dá)的軸線不太可能從其原始位置發(fā)生位移。與圖3所示的馬達(dá)相比，該馬達(dá)的另一個(gè)優(yōu)勢在于所述馬達(dá)對于所占據(jù)的空間的體積能夠產(chǎn)生大的轉(zhuǎn)矩。特別地，不需要磁體的外框架圍繞線圈的內(nèi)部鐵芯(圖3中的轉(zhuǎn)子)形成(例如圖3中的定子)，鐵芯154和/或磁體152、156能夠定位得靠近馬達(dá)的外圓周以便最大化對于所施加的力所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子。至少其中一個(gè)馬達(dá)可以是無框架軸向布置的馬達(dá)，諸如圖7所示馬達(dá)。圖7顯示了通過無框架軸向布置馬達(dá)144的截面。馬達(dá)144包括第一和第二背板150和158、一個(gè)磁體環(huán)152、用于將磁體環(huán)和第一背板150與第二背板158間隔開的隔離件160、以及金屬線圈環(huán)154。與圖6的馬達(dá)對比，馬達(dá)144的金屬線圈環(huán)154固定至第二背板158。在圖7的馬達(dá)中，馬達(dá)144、第一背板150、磁體環(huán)152以及隔尚件160可以相對于第二背板158和線圈環(huán)154在軸承170上移動。因此，第一背板150、磁體環(huán)152和隔離 件160形成馬達(dá)的轉(zhuǎn)子，并且第二背板158和線圈環(huán)154形成馬達(dá)的定子。轉(zhuǎn)子和定子幾何形狀的相對尺寸應(yīng)當(dāng)被選擇以便最大化馬達(dá)的效率。線圈環(huán)可以具有至少與磁體環(huán)的半徑相等的半徑。優(yōu)選地，馬達(dá)的線圈環(huán)應(yīng)當(dāng)具有比磁體環(huán)的半徑更大的半徑。軸承170是馬達(dá)裝配于其上的計(jì)量儀器的軸線的軸承。馬達(dá)是無框架的，因此它不設(shè)有其自身軸承，而是使用它裝配于其上的軸線的軸承。圖7所示馬達(dá)是軸向布置的馬達(dá)，S卩轉(zhuǎn)子和定子沿著旋轉(zhuǎn)軸線間隔開，而不是圍繞旋轉(zhuǎn)軸線徑向間隔開。在圖7所示馬達(dá)中，在線圈環(huán)154的線圈內(nèi)部沒有鐵，而是線圈固定至第二背板158，因此在馬達(dá)144的轉(zhuǎn)子和定子之間具有某種程度的吸引力，并且因此在馬達(dá)上具有某種軸向拉力。馬達(dá)所固定的計(jì)量儀器的軸線的軸承因此應(yīng)當(dāng)足夠堅(jiān)硬以抵抗該軸向拉力。因?yàn)轳R達(dá)的軸向布置，所以在轉(zhuǎn)子與定子之間僅存在軸向拉力；應(yīng)當(dāng)沒有徑向拉力。在圖7所示馬達(dá)中，大致沒有徑向力作用在軸承上，使得計(jì)量儀器的軸線的位置在馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時(shí)保持大致固定。因?yàn)橛?jì)量儀器的軸線的位置保持大致固定，所以能顯著避免鐵芯馬達(dá)通常所遭遇的跑離和晃動的問題。
權(quán)利要求
1.ー種計(jì)量儀器，包括 本體以及能圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于本體旋轉(zhuǎn)的第一構(gòu)件，所述第一軸線由第一軸承限定； 第一馬達(dá)，用于致動所述第一構(gòu)件圍繞所述第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述本體的旋轉(zhuǎn)； 其中一表面感測裝置能附接至所述第一構(gòu)件，使得所述表面感測裝置能相對于所述本體與第一構(gòu)件一起運(yùn)動；以及 其中所述第一馬達(dá)包括第一磁體和至少ー個(gè)金屬線圈，所述第一磁體和至少ー個(gè)金屬線圈沿著所述第一軸線間隔開并且安裝成使得所述第一磁體和所述至少ー個(gè)金屬線圈能相對于彼此移動。
2.ー種計(jì)量儀器，其中所述馬達(dá)包括第二磁體，所述第二磁體沿著所述第一軸線與所述第一磁體通過一隔離件間隔開，并且在所述第一磁體和所述第二磁體之間設(shè)置至少ー個(gè) 金屬線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)量儀器，包括通過所述隔離件沿著所述第一軸線間隔開的兩個(gè)磁體環(huán)，并且在所述磁體環(huán)之間，懸掛一線圈環(huán)使得所述磁體和所述線圈能相對地移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的計(jì)量儀器，其中，每個(gè)磁體環(huán)包括交替的北極和南扱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的計(jì)量儀器，其中，其中一個(gè)環(huán)的磁體的北極面對另ー個(gè)環(huán)的磁體的南極并且與其軸向?qū)?zhǔn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任意一項(xiàng)所述的計(jì)量儀器,其中，所述第一和第二磁體產(chǎn)生橫穿所述線圈的磁場，所述磁場主要沿著與所述第一軸線平行的方向作用。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的計(jì)量儀器，其中，所述第一磁體和所述第二磁體相對于彼此固定以便形成磁體組件，所述磁體組件和至少ー個(gè)金屬線圈的其中ー個(gè)形成馬達(dá)的定子，所述磁體組件和至少ー個(gè)金屬線圈的另ー個(gè)形成馬達(dá)的轉(zhuǎn)子。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計(jì)量儀器，其中，所述第一馬達(dá)還包括可磁化材料，所述可磁化材料沿著第一軸線通過ー隔離件與所述第一磁體間隔開，所述至少ー個(gè)金屬線圈被設(shè)置在所述第一磁體和所述可磁化材料之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計(jì)量儀器，其中，所述可磁化材料是板件，所述第一磁體和所述板件相對于彼此固定以便形成磁體組件，并且所述磁體組件和所述至少ー個(gè)金屬線圈的其中ー個(gè)形成所述馬達(dá)的定子，所述磁體組件和所述至少ー個(gè)金屬線圈的另ー個(gè)形成馬達(dá)的轉(zhuǎn)子。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的計(jì)量儀器，其中，所述至少ー個(gè)金屬線圈固定至所述可磁化材料，使得所述第一磁體能相對于所述金屬線圈和所述可磁化材料移動。
11.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的計(jì)量儀器，其中，所述第一磁體和至少ー個(gè)金屬線圈的其中一個(gè)能附接至所述第一構(gòu)件。
12.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的計(jì)量儀器，其中，所述第一馬達(dá)被布置成使得當(dāng)它致動所述第一構(gòu)件相對于所述本體的旋轉(zhuǎn)時(shí)，基本上沒有徑向力作用在所述第一軸承上，使得所述第一軸線的位置保持大致固定。
13.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的計(jì)量儀器，其中，所述第一馬達(dá)是無框架馬達(dá)。
14.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的計(jì)量儀器，其中，所述第一馬達(dá)是無鐵芯馬達(dá)。
15.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的計(jì)量儀器，其中，所述第一旋轉(zhuǎn)軸線是連續(xù)旋轉(zhuǎn)計(jì)量軸線。
16.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的計(jì)量儀器，其中，所述計(jì)量儀器的第一馬達(dá)的位置被修正。
17.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的計(jì)量儀器，其中，所述第一馬達(dá)是直接驅(qū)動馬達(dá)。
18.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的計(jì)量儀器，包括探針裝置。
19.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的計(jì)量儀器，進(jìn)ー步包括能圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述第一構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的第二構(gòu)件，所述旋轉(zhuǎn)由第二馬達(dá)致動。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的計(jì)量儀器，其中，所述第二旋轉(zhuǎn)軸線是以下情況的至少其中之一橫向于所述第一旋轉(zhuǎn)軸線以及偏離所述第一旋轉(zhuǎn)軸線。
21.根據(jù)權(quán)利要求19-20任意一項(xiàng)所述的計(jì)量儀器，其中，所述第二馬達(dá)包括無鐵芯馬達(dá)。
22.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的計(jì)量儀器，其中，能附接至所述第一構(gòu)件的所述表面感測裝置是探針。
23.—種計(jì)量儀器，包括本體和能在馬達(dá)的控制下相對于所述本體運(yùn)動的第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件能附接至一表面感測裝置，所述馬達(dá)包括與所述第一構(gòu)件連接的轉(zhuǎn)子和與所述本體連接的定子，所述轉(zhuǎn)子和定子的其中ー個(gè)包括磁體組件，用于建立磁場，所述磁場主要沿著與所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線大致平行的方向作用在所述定子或轉(zhuǎn)子的另ー個(gè)上，在所述定子和轉(zhuǎn)子的另ー個(gè)上的至少ー個(gè)線圈在輸送電流時(shí)產(chǎn)生磁場，所述磁場與由磁體組件建立的磁場協(xié)作，以便造成轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子和所述定子沿著軸向方向間隔開。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的計(jì)量儀器，其中，所述磁體組件包括至少ー對磁體，所述ー對磁體沿著所述軸向方向間隔開，所述至少一個(gè)線圈被安裝成用于所述磁體之間的相對運(yùn)動。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的計(jì)量儀器，其中，所述磁體組件包括多對磁體，每對磁體沿著軸向方向間隔開并對準(zhǔn)，所述ー對磁體的一個(gè)磁體的北極面對所述ー對磁體的另ー個(gè)磁體的南極。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的計(jì)量儀器，包括多個(gè)線圈，每個(gè)線圈在輸送電流時(shí)產(chǎn)生沿著軸向方向通過線圈的磁場。
27.ー種計(jì)量儀器，包括本體和在短軸型馬達(dá)的控制下相對于所述本體運(yùn)動的第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件能附接至一表面感測裝置。
28.—種計(jì)量儀器，包括 本體以及能圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于本體旋轉(zhuǎn)的第一構(gòu)件，所述第一軸線由第一軸承限定； 第一馬達(dá)，用于致動所述第一構(gòu)件圍繞所述第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述本體的旋轉(zhuǎn)，所述第一馬達(dá)包括用于產(chǎn)生磁場的至少ー個(gè)磁體，所述磁場主要沿軸向方向作用在至少ー個(gè)線圈上； 其中一表面感測裝置能附接至所述第一構(gòu)件，使得所述表面感測裝置能相對于所述本體與第一構(gòu)件一起運(yùn)動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種計(jì)量儀器，包括本體(110，112)以及能圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線A3、A4相對于本體旋轉(zhuǎn)的第一構(gòu)件(118，116)，所述第一軸線由第一軸承(120，128；122，129；124，130；126，132)限定；以及用于致動所述第一構(gòu)件圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述本體旋轉(zhuǎn)的第一馬達(dá)M3、M4。表面感測裝置(102)能附接至所述第一構(gòu)件，使得表面感測裝置能相對于所述本體與第一構(gòu)件一起運(yùn)動。所述第一馬達(dá)可以包括第一磁體(152，158)和至少一個(gè)金屬線圈(154)，所述第一磁體(152，158)和至少一個(gè)金屬線圈(154)沿著第一軸線間隔開并且安裝成使得所述第一磁體和至少一個(gè)金屬線圈能相對于彼此移動。
文檔編號H02K1/27GK102859316SQ201180020880
公開日2013年1月2日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者戴維·羅伯茨·麥克默特里, 史蒂文·保羅·亨特, 雨果·喬治·戴瑞克 申請人:瑞尼斯豪公司