[發明專利]機器軸線系統、旋轉/樞轉單元及傳輸電能和信息的方法

有效

• 申請號: 201910140584.5
• 申請日: 2019-02-21
• 公開（公告）號: CN110299656B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: T.沃萊茨;J.蓋格
• 申請（專利權）人: 卡爾蔡司工業測量技術有限公司
• 主分類號: H01R39/64
• 分類號: H01R39/64;H01R39/12;G01B21/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邱軍;王蕊瑞

本發明涉及一種機器軸線系統(80)，該機器軸線系統具有：軸(84)，該軸可圍繞旋轉軸線(R)旋轉；以及內部旋轉傳輸組件(100)和外部旋轉傳輸組件(98)，這兩個組件各自包括內部元件(106，116)和外部元件(102，114)，這些元件是相對于彼此可旋轉的并且被設計用于相互作用以傳輸信息和/或電能；其中，相應的旋轉傳輸組件(100，98)的內部元件和外部元件(102，114)之一聯接至該軸(84)上；并且其中，該外部旋轉傳輸組件(98)的直徑大于該內部旋轉傳輸組件(100)的直徑。本發明還涉及一種旋轉/樞轉單元(16)以及一種通過這樣的機器軸線系統(80)來傳輸電能和信息的方法。

相關申請的交叉引用

本申請要求2018年3月21日提交的德國專利申請102018204322.1的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及一種機器軸線系統、一種旋轉/樞轉單元、以及一種用于通過機器軸線系統來傳輸電能和信息的方法。本發明具體涉及將多個旋轉傳輸組件安排在機器軸線系統中和/或旋轉/樞轉單元中。在這種情況下，該機器軸線系統和/或該旋轉/樞轉單元可以優選地用于坐標測量機器中。

背景技術

坐標測量機器通常以已知的方式用于以觸覺或非接觸的方式檢測物體表面的坐標。為此，例如觸覺測量探針或非接觸式掃描光學傳感器形式的傳感器單元相對于待測量物體移動，以例如沿著預定移動路徑來檢測物體的表面上的多個測量點。測量信息可以采用所謂的3D點云或3D坐標云的形式、并且通常用于確定物體的特性，例如其尺寸精度。

在坐標測量機器中、而且還在具有可致動軸線的許多其他機器(同樣被本發明涵蓋)中，通常使用了所謂的旋轉/樞轉單元，該單元包括機器軸線系統，該機器軸線系統具有旋轉軸、尤其是旋轉輸出軸或驅動軸。通過該軸，聯接至其上的單元可以以期望的方式旋轉。例如，該機器軸線系統可以提供旋轉/樞轉單元的旋轉軸線、并且通過其軸而使聯接至其上的樞軸軸線旋轉。

在這樣的機器軸線系統的情況下，通常必須將信息和/或電能(例如，處于電負載或功率輸出的形式)傳輸至聯接至該軸上且尤其與該軸一起旋轉的單元。為此已知的是使用所謂的線纜卷繞器或卷繞彈簧，在這種情況下，聯接至軸上的一部分線纜根據軸的旋轉從通常固定的滾筒上解繞和纏繞到其上。該解決方案的缺點是最大旋轉角度受限于線纜的長度、安裝空間要求相對高、線纜內的線路數量有限、以及可獲得的線路截面有限。

作為替代方案所考慮的是所謂的旋轉傳輸組件，這些組件總體上有可能在旋轉軸線與相對于其固定的軸線、或固定區域之間實現能量、信號、和/或信息的電傳輸或光學傳輸。特別地，旋轉傳輸組件典型地提供以下優點：使得軸能夠相對于機器軸線系統的靜止區域無盡旋轉。無盡旋轉可以被理解為是指自由或不受限制的旋轉、可以達到360°的倍數。

旋轉傳輸組件可以采取滑環組件的形式(尤其是機械的和/或基于接觸的滑環的形式)，例如在DE 10 2014 118 359 A1中所描述的。在這種情況下，總體上環形的旋轉元件可以包括導電部分或軌道，這些導電部分或軌道與該組件的另一個總體上靜止的元件的接觸元件處于導電接觸。

還存在光學旋轉傳輸器(通常還被稱為光學滑環、或更確切地稱為光纖旋轉傳輸器)。在這種情況下，通常通過相對于彼此可旋轉的元件使光導和光耦合器移動經過彼此，并且由此耦合進信號。例如，該光導可以描出圓形路徑，并且光耦合器可以沿著該圓形路徑的內側通過圓形運動來行進。可以在DE 102 56 634 A1中找到關于此的實例，其中，相對于彼此可旋轉的元件中的一個被部分地被接納在另一個對應元件中，和/或其中，相對于彼此可旋轉的元件通常具有不同的直徑。本發明尤其涉及這些或相當類型的光學旋轉傳輸器。

發明內容

根據本發明，可以類似地使用已知類型的、被設計用于進行電容或感應式信號和/或能量傳輸的旋轉傳輸組件。