专利名称：度量设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种度量设备，该度量设备包括至少一个摩擦轴承，更具体地说，本发明涉及这样一种度量设备，该度量设备呈现用于坐标定位设备的铰接探头的形式，该铰接探头包括用于减轻由所述摩擦轴承承载的载荷的至少一个磁体。
背景技术：
在许多不同的度量应用中，都需要精确地控制两个结构的相对运动。例如，公知的是利用铰接探头将测量探针安装至坐标测量机器(CMM)的主轴上，所述铰接探头能够使所述测量探针相对于所述主轴围绕两个旋转轴线旋转。以前已经提出了铰接探头，该铰接探头包括用于限定具有所需精度水平的旋转轴线的各种不同类型的轴承。例如，在W02008/001069中描述了在铰接探头中使用高精度空气轴承。尽管这种空气轴承装置能够提供必须的精度，但是需要将这种轴承的各个部件制成紧密公差，由此导致这种轴承相对较大且昂贵。以前在EP1307710中还描述了用于在铰接探头中使用的更便宜、更紧凑的摩擦轴承装置的各种示例。然而，本发明的发明人已经发现，使用这种摩擦轴承能够获得的性能可能是不可接受的，特别是在高载荷下。

发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种度量设备，该度量设备包括通过轴承装置可旋转地连接至第二结构的第一结构，该轴承装置包括至少第一摩擦轴承，所述第一摩擦轴承包括在所述第一结构相对于所述第二结构的旋转期间滑动接触的部件，其特征在于，所述设备包括减轻所述第一摩擦轴承上的载荷的至少一个磁体。因而，本发明提供了一种度量设备，其中，通过包括一个或更多个磁体来减轻由连接两个结构的第一摩擦轴承承载的机械载荷。换言之，磁性(非接触)力与所述第一摩擦轴承平行地提供，以承载在所述第一结构和第二结构之间传输的载荷中的至少一些载荷。这样，由所述第一摩擦轴承承载的载荷相对于在没有所述至少一个磁体的情况下承载的载荷得以减少。由定义可知，摩擦轴承包括在彼此物理接触的同时滑动的部件。已经发现，根据本发明，使用至少一个磁体减轻由这种摩擦轴承承载的载荷具有许多优点。首先，已经发现，本发明克服了在需要对两个结构的相对运动进行非常精确的控制的度量应用中试图使用摩擦轴承时存在的问题。具体地说，本发明的发明人已经发现，在这种度量设备中通过摩擦轴承传输相对较高载荷会引起有害的度量误差。例如，当通过摩擦轴承传递高载荷时，在轴承部件之间发生顺畅滑动运动之前必须克服初始或起始的摩擦量(“静摩擦”)。已经发现，这种作用降低了精确控制通过摩擦轴承相连的结构的相对运动的能力，由此在通过轴承联接的两个结构的相对运动中引入了动态和静态不确定性。已经发现，根据本发明减轻第一摩擦轴承的一些机械载荷将减轻这些运动控制问题，由此提高利用度量设备能够获得的测量精度。
在本发明的度量设备中产生的减小的摩擦还减小了第一摩擦轴承的接触部件随着时间而产生的机械磨损量。因而相对于其中没有这种磁体的轴承组件增加了本发明的轴承组件的度量寿命，并且/或者可以减小提供具有一定操作寿命的轴承所需的材料的硬度。另外，将克服的摩擦较低，这减小了使第一结构和第二结构相对于彼此旋转所需的功。如果所述设备包括用于驱动这种旋转的电马达，则该马达的尺寸和功耗还可以降低。降低这种马达的功耗还将减少由该马达产生的热量，由此降低了任何热引起的度量效应(例如由于热膨胀)。可以利用磁性吸引或排斥来减轻所述第一摩擦轴承上的载荷。有利地，所述至少一个磁体包括减轻所述第一摩擦轴承上的载荷的以排斥排列布置的多个磁体。例如，所述至少一个磁体可以包括一个或更多个第一磁体和一个或更多个第二磁体。所述一个或更多个第一磁体可以固定于所述第一结构或者设置为所述第一结构的一部分。所述一个或更多个第二磁体可以固定于所述第二结构或设置为所述第二结构的一部分。所述第一和第二磁体可以被布置成排斥彼此，由此减轻所述第一摩擦轴承上的载荷。换言之，所述第一和第二磁体的相同极可以相对地放置以产生所需的磁性排斥力。除了磁性排斥之外，所述至少一个磁体还可以通过磁性吸引来减轻所述第一摩擦轴承上的载荷。例如，一个或更多个磁体可以固定于所述第一结构和所述第二结构中的至少一个或形成为所述第一结构和所述第二结构中的至少一个的一部分。所述一个或更多个磁体可以被吸引向磁性材料(例如钢)或者另一个磁体的相反极。所述一个或更多个磁体于是可以被布置成在所述第一结构和第二结构之间施加减轻所述第一摩擦轴承上的载荷的磁性吸引力。所述度量设备的所述至少一个磁体可以包括至少一个电磁体。有利地,所述至少一个磁体包括至少一个永磁体。由于永磁体不需要电源，因此永磁体是优选的。优选地，所述磁体包括稀土磁体。有利地，所述第一摩擦轴承的与另一个部件滑动接触的部件中的一个部件包括球体。方便地，所述第一摩擦轴承的另外一个部件包括一个或更多个轴承表面。有利地，所述第一摩擦轴承的部件包括与所述一个或更多个轴承表面滑动接触的球体。所述第一结构或所述第二结构可以包括所述球体，并且所述第一结构或所述第二结构中的另一个可以包括所述一个或更多个轴承表面。所述一个或更多个轴承表面例如可以包括多个轴承表面，所述多个轴承表面跨乘在所述球体的表面上并确保该球体中心保持在相对于轴承表面基本不变的位置。这样，所述轴承表面和球体精确地限定枢转点。所述第一结构因而可相对于所述第二结构围绕所述球体中心旋转。联接所述第一和第二结构的轴承装置可以采取枢转接头的形式，该枢转接头允许所述第一和第二结构围绕由所述第一摩擦轴承限定的枢转点自由相对旋转或枢转。有利地，所述轴承装置允许所述第一结构相对于所述第二结构围绕第一轴线旋转。换言之，所述第一结构相对于所述第二结构的运动(在使用中)可以由轴承组件限制以完全围绕所述第一轴线旋转。有利地，所述轴承装置可以包括一个或更多个另外的轴承。所述一个或更多个另外的轴承可以与所述第一摩擦轴承相组合地限定所述第一轴线，所述第一结构能够相对于所述第二结构围绕所述第一轴线旋转。优选地，所述第一摩擦轴承和所述一个或更多个另外的轴承位于该第一轴线上。所述一个或更多个另外的轴承可以包括一个或更多个任意类型的轴承。优选地，所述一个或更多个另外的轴承包括第二摩擦轴承。有利地，所述轴承组件的所有轴承都是摩擦轴承。利用摩擦轴承来抑制所述第一和第二结构之间的运动可以精确地限定旋转轴线。所述轴承组件例如可以在运动学上抑制所述第一和第二结构之间的五个自由度的运动，并且仅允许所述第一结构相对于所述第二结构围绕所述第一轴线旋转。对本领域技术人员来说，各种摩擦轴承设计都是已知的。例如，参照在EP1307710中描述的各种摩擦轴承，通过参照将该申请的内容结合于此。有利地，所述第一和第二摩擦轴承均包括与一个或更多个互补轴承表面接触的球体。所述第一和第二摩擦轴承的球体可以具有相同直径，或者可以具有不同直径(例如如果不同的摩擦轴承被布置成承载不同的载荷的话)。有利地，所述第一结构包括与第二组轴承表面间隔开的第一组轴承表面。方便地，所述第二结构包括具有第一球体和第二球体的轴，所述第一球体和所述第二球体沿着所述轴的纵向轴线间隔开。在这种布置中，所述第一摩擦轴承可以由所述第一球体和所述第一组轴承表面提供，所述第二摩擦轴承可以由所述第二球体和所述第二组轴承表面提供。还可以提供偏压或预定载荷以确保在每个球体及其各自的轴承表面之间保持接触。所述第二结构可以包括沿着所述第一轴线的方向从所述第二结构的轴延伸(例如超过所述轴承组件)的心轴。所述心轴可以承载另外的设备，诸如另外的旋转接头和/或测量探针等。上述装置的第一组轴承表面可以设置在第一接触平面中，而第二组轴承表面可以设置在第二接触平面中。所述第一和第二接触平面可以是基本平行的。所述第一和/或第二接触平面可以是基本正交于所述轴的纵向轴线的。所述第一和第二摩擦轴承中的至少一个可以在与所述轴的纵向轴线平行的方向上从其接触平面中可回弹地移位出来；例如，所述轴承可以具有在EP1307710中所描述类型的结构。这样，所述第一和第二摩擦轴承限定了所述第一和第二结构的相对旋转基本围绕所述轴的纵向轴线发生。所述轴承组件因而限定了上述第一旋转轴线。有利地，所述第一轴线在所述度量设备被使用时对准基本竖直方向。换言之，所述第一轴线优选基本上平行于重力作用的竖直方向。在这种示例中，如果所述第一结构被固定至一物体(例如CMM的主轴)，则所述第一摩擦轴承优选承载由于所述第二结构的重量以及由该第二结构承载的任何东西引起的载荷(通过所述至少一个磁体的作用而被减轻)。在这种示例中，所述至少一个磁体因而被看为减少了所述第一摩擦轴承上的由于克服重力保持所述第二结构而产生的载荷。应注意的是，尽管所述至少一个磁体减轻了由所述第一摩擦轴承承载的载荷，但其并没有完全避开由所述第一摩擦轴承承载的载荷。优选地，经由所述第一摩擦轴承传输的载荷保持足够用于确保所述第一摩擦轴承的滑动接触的部件限定所需的所述第一和所述第二结构之间的相对运动。再次应该注意的是，本发明的应用并不限于任何具体的摩擦轴承结构。减轻摩擦轴承上的载荷的构思可以应用于任何摩擦轴承结构。有利地，该设备包括至少一个机械止动件。所述第一摩擦轴承的滑动接触的部件被方便地布置成在受到机械震动时分离。优选地，所述第一摩擦轴承的滑动接触的部件在这种分离期间被允许的位移量受到所述至少一个机械止动件的限制。所述第一结构和/或所述第二结构可以包括所述至少一个机械止动件。
优选地，所述至少一个机械止动件被布置成防止所述第一摩擦轴承的在正常使用中滑动接触的部件在它们由于机械震动而分离时不会冲击所述设备的任何其他表面。换言之，所述一个或更多个机械止动件优选防止所述第一摩擦轴承的限定旋转运动的部件由于机械震动或某些类型的意外冲击而被损坏。这使得所述设备在经受机械震动之后可以继续运转，而无需更换所述第一摩擦轴承的部件，甚至无需对所述度量设备进行重新校准。所述设备能够承受的机械震动量显然取决于这种设备的确切结构，但是已经发现，与其中这种冲击力必须通过摩擦轴承的滑动接触的表面承载的设备相比，所述第一摩擦轴承的部件以这种方式分离的能力极大地增加了所述度量设备的弹性。有利地，所述第一摩擦轴承的所述部件被布置成在由于机械震动分离之后再次接合(即再次建立滑动接触)。有利地，由所述第一摩擦轴承承载的净载荷(由所述至少一个磁体的作用而减少的载荷)用来将所述第一摩擦轴承的部件偏压回到滑动接触。如果设置机械止动件，则这也可以用来确保在分离过程中发生的所述第一摩擦轴承的部件之间的相对位移足够小，使得该偏压导致所述部件再次接合。为了有助于这种再次接合，如果采用磁性排斥布置来减轻所述第一摩擦轴承上的载荷则是优选的。使用磁性排斥是优选的，因为其确保了所述至少一个磁体不会“粘滞”至另一个磁体或磁性表面，由此防止再次接合。所述度量设备可以手动地致动或机动化。所述设备有利地包括用于使所述第一结构相对于所述第二结构移动(例如旋转)的至少一个马达。所述度量设备还可以包括用于测量所述第一结构相对于所述第二结构的旋转的装置。例如，所述设备优选包括用于测量所述第一结构相对于所述第二结构的旋转的至少一个旋转编码器。还可以设置位置控制器来控制所述第一结构相对于所述第二结构的运动。所述位置控制器因而可以利用至少一个编码器的反馈来控制至少一个马达。这种位置控制器可以布置成提供所述第一结构和所述第二结构的期望的相对运动。这种控制通过由于包含所述至少一个磁体而使得经过所述至少一个摩擦轴承传递的载荷减少而得以改进。以上描述的度量设备可以使用在许多不同的度量应用中。例如，用于非笛卡尔坐标定位设备(例如六足)的枢转接头可以包括本发明的度量设备。诸如机械臂或铰接探头之类的铰接度量设备也可以包括本发明的度量设备。优选地，本发明的度量设备形成了其中使用该度量设备的设备的度量或测量环的一部分。例如，所述设备的用来测量物体上的位置的部件可以包括所述度量设备。有利地，本发明的度量设备设置为铰接探头的一部分。这种铰接探头优选包括用于附装至坐标定位设备的主轴的基座。该铰接探头还可以方便地包括用于测量探针的支撑件。该铰接探头因而可以包括允许所述支撑件相对于所述基座围绕一个或更多个旋转轴线旋转的一个或更多个铰接接头。优选地，所述铰接探头包括允许所述支撑件相对于所述基座围绕两个相互正交的旋转轴线旋转的两个铰接接头。有利地，所述铰接接头中的至少一个包括如以上描述的度量设备。有利地，所述铰接探头包括将所述基座连接至所述支撑件的至少第一和第二铰接腕部或接头，由此允许所述支撑件相对于所述基座围绕至少第一和第二旋转轴线旋转。优选地，所述第一铰接接头包括以上描述的本发明的度量设备。例如，所述度量设备的第一结构可以形成所述基座的一部分或附装至所述基座。所述第二结构于是可以包括所述支撑件或可选地借助于另外的铰接接头连接至所述支撑件。所述度量设备的所述轴承组件因而可以限定所述基座和所述支撑件之间的第一旋转轴线。有利地，所述第一旋转运动轴线基本竖直，使得由所述轴承组件的第一摩擦轴承承载的载荷(该载荷由所述至少一个磁体减轻)由所述第二结构、相关支撑件及附装至该支撑件的任何测量探针的重量产生。上述铰接探头可以手动致动和/或机动化。所述探头可以包括分度探头，该分度探头允许所述测量探针相对于平台采取多个名义可重复的分度方位。换言之，所述探头可以允许对所述测量探针进行分度，并保持在多个名义位置。方便地，所述测量探针通过所谓的连续或主动探头连接至所述平台。所述连续探头方便地允许所述测量探针在预定的角度范围内自由旋转或放置到任意方位。优选地，优选地，该连续探头包括用于所述测量探针的方位的至少一个编码器。所述测量探针的方位在测量过程中可以被保持住或被锁定，或者所述测量探针可以在测量过程中被重新定向(例如被扫描或移动)。所述铰接探头可以承载任何类型的测量探针。所述测量探针可以是接触探针(例如，具有工件接触触针)。另选地，所述测量探针可以是非接触(例如、光学式、电容式、电感式等)探针。所述测量探针和铰接探头可以包括能够被可释放地附装至彼此的分离单元。另选地，所述测量探针可以与所述支撑件一起集成在铰接探头内。根据本发明的第二方面，提供了一种度量设备，该度量设备包括至少第一摩擦轴承，其中所述设备包括用于减轻由所述第一摩擦轴承承载的载荷的至少一个磁体。本领域技术人员将意识到，术语摩擦轴承涉及其中在部件之间具有滑动接触的轴承。术语摩擦轴承不包括其中没有这种滑动接触的空气轴承、辊子轴承等。所述设备还可以包括以上描述的优选特征中的任何特征。根据本发明的第三方面，提供了一种度量设备，该度量设备包括至少第一摩擦轴承，其中所述设备包括用于减轻由所述第一摩擦轴承承载的载荷的非接触力产生装置。该非接触力产生装置可以例如包括一个或更多个磁体、静电装置等。所述设备还可以包括以上描述的优选特征中的任何特征。根据本发明的第四方面，提供了一种度量设备，该度量设备包括通过轴承装置可旋转地连接至第二结构的第一结构，该轴承装置包括至少第一摩擦轴承，该第一摩擦轴承包括在所述第一结构相对于所述第二结构旋转期间滑动接触的部件，其特征在于，所述设备包括至少一个机械止动件，其中所述第一摩擦轴承的滑动接触的部件被布置成在受到机械震动时分离，其中在这种分离期间允许的位移量由所述至少一个机械止动件限制。有利地，所述设备包括减轻所述第一摩擦轴承上的载荷的至少一个磁体。所述设备还可以包括以上描述的优选特征中的任何特征。


现在将参照附图仅通过示例的方式描述本发明，在附图中图1示出了包括铰接探头的坐标定位机器；图2示出了用于铰接接头的现有技术的摩擦轴承；图3示出了根据本发明的用于铰接接头的摩擦轴承，其中通过磁体排斥减小载荷；图4示出了根据本发明的用于铰接接头的摩擦轴承，其中通过磁体吸引减小载荷；以及
图5示出了根据本发明的用于铰接接头的另一个摩擦轴承，其中通过磁体排斥减小载荷。
具体实施例方式参照图1，示出了采取坐标测量机器(CMM) 2的形式的坐标定位设备。CMM2包括基座或工作台4，物体(例如工件)可以放置在该基座或工作台4上；以及托台6，该托台6可相对于基座4沿着X方向和y方向移动。托台6包括主轴8,该主轴8可相对于托台6沿着z方向移动。在CMM2的每个轴线上都设置有位置编码器，以用来测量主轴在X方向、y方向和z方向上的位置。主轴位置的测量因而在所谓的机器坐标(x、y、z)系统中进行。主轴8承载机动化的铰接探头10。该铰接探头10包括附装至主轴8的基座部分和承载具有可偏转触针14的测量探针12的探针支撑件。测量探针12可以是接触触发探针(也称为开关探针)，其中只要触针被偏转就发出触发(或开关)信号。另选地，该测量探针12可以是扫描探针，该扫描探针输出从中性或休止位置远离的触针14的偏转量的(例如在局部或探针坐标系统中的)测量。铰接探头10允许测量探针12相对于主轴围绕正交轴线A和B旋转。还提供了控制器16，该控制器16用来控制CMM和铰接探头10的操作。参照图2，示意性示出了铰接探头的铰接接头。该铰接接头包括将第一(例如基座)结构20联接至第二结构22的轴承组件。第一结构20包括壳体，该壳体包括下板24和上板26。下板24包括第一组轴承表面28，上板26包括第二组轴承表面30。第二结构22包括轴32，该轴32具有位于其下端处的第一球体34和位于其上端处的第二球体36。纵向轴线与轴32的纵向轴线重合的心轴38穿过第一球体34并保持用于测量探针(未示出)的支撑件42。第一结构20通过轴承组件联接至第二结构22，该轴承组件包括第一摩擦轴承和第二摩擦轴承。第一摩擦轴承包括与第一组轴承表面28滑动接触的第一球体34。第二摩擦轴承包括与第二组轴承表面30滑动接触的第二球体36。上板26被弹性偏压以借助于第二摩擦轴承在轴32上施加向下的或预定载荷的力。该轴承组件的摩擦轴承因而精确地限定了第一轴线40,第二结构22能够相对于第一结构20围绕该第一轴线40旋转。编码器盘或标尺44附装至轴32，并且编码器读取头46附装至第一结构20。这种编码器装置允许待被测量的第一结构和第二结构相对旋转。所述接头被机动化，并包括分别位于轴32和第一结构20上的互补马达元件48和50，以驱动第一结构和第二结构的相对旋转。可以看出，由第一摩擦轴承承载的载荷来自于第二结构22的重量加上施加至轴32的预定载荷力。尽管第一球体34的尺寸可以大于第二球体36的尺寸以便使得能够承载更大载荷，本发明的发明人已经发现，当试图使用该第一摩擦轴承承载该载荷时仍会出现问题。具体地说，已经发现，初始摩擦或起始摩擦在从静止开始的初始运动期间或者在需要以低速进行旋转时可能导致第一摩擦轴承粘滞。这种摩擦作用是不可预测的，并且使得第一结构和第二结构的旋转运动难以精确控制。具体地说，这种作用增加了由控制器执行的运动控制反馈环的复杂性，即从编码器读取旋转信息然后施加适当的马达控制信号以便实现指令旋转运动的控制环需要考虑到这种摩擦作用。还已经发现，这些摩擦作用减小了能够测量到的并且能够在低速下控制的第一结构和第二结构的旋转方位的总体精度，由此降低了使用包括这种铰接探头的机器获得的测量精度水平。
参照图3，示出了根据本发明的铰接接头。除了参照图2描述的各种部件之外，该接头还包括附装至第一结构20的第一组磁体52和附装至第二结构的轴32的第二组磁体54。第一组磁体和第二组磁体在轴32的纵向方向上彼此间隔开，并且具有彼此面对的相同磁极(在该示例中为北极)。因而在这两组磁体52和54之间建立磁性排斥力，该磁性排斥力承载了否则将通过第一摩擦轴承传输的机械载荷中的一些机械载荷。换言之，磁体52、54减轻了在第一摩擦轴承的第一球体34和第一组轴承表面28之间传递的载荷。利用这两组轴承52和54来减小由第一摩擦轴承承载的载荷减轻了上面提到的运动控制问题，而且不必诉求于另选类型的轴承。而且，第一摩擦轴承(在该示例中与第二摩擦轴承相组合)仍然用来精确地限定由该轴承组件提供的旋转轴线。换言之，利用非接触的、磁性力来减轻载荷并不会降低由该轴承组件限定的旋转精度。所述铰接接头还可以包括一个或更多个止动件，用来防止轴承组件的度量表面被机械震动或干扰损坏。具体地说，可以邻近轴32的上端设置上止动件56，并且可以邻近轴32的下端设置下止动件58。如上所述，上板26被弹性偏压成与轴32接合，因而轴32可以相对于第一结构移动。止动件56和58用于限制轴32相对于第一结构20的运动，由此确保在消除震动力之后轴总是返回到其以前的位置。止动件56和58还优选地定位成限制轴运动，从而球体或轴承表面被损坏。参照图4，示出了图3的结构的另选结构。取代参照图3描述的在该设备中提供磁性排斥作用，图4的装置包括附装至第二结构的轴32的上端的第一组磁体60和附装至第一结构20的上板26的第二组磁体62。这两组磁体60和62被布置成吸引彼此，这也具有减小通过第一摩擦轴承传输的载荷的作用。可以再次设置止动件64和66以限制轴32的运动并保护摩擦轴承的度量表面。参照图5，示出了图3的结构的另一个替换结构。在该示例中，第一组磁体82通过可锁定螺纹连接86附装至轴32的上端。第二组磁体84附装至第一结构20。与图3的装置一样，第一和第二组磁体82和84被布置成排斥彼此，由此减小通过第二摩擦轴承传输的载荷。可锁定螺纹连接86允许调节第一组磁体82沿着轴32的轴线的位置。这使得可以改变第一和第二组磁体82和84之间的间隙88，由此允许调节借助于所述磁体传输的力(由此调节通过第二摩擦轴承传递的载荷的比例)。应该记住，以上描述的实施方式仅仅是本发明的示例。尽管示出了采取用于铰接探头的旋转接头形式的度量设备，但本领域技术人员将认识到，该设备可以在许多另选的度量应用中使用。例如，该设备可以在机器人、铰接臂等中使用。以上示例还示出了包括一对摩擦轴承的轴承组件，该对摩擦轴承限定两个结构围绕单个旋转轴线的旋转运动。该本发明还可以被用来减小由呈现枢转接头形式的摩擦轴承承载的载荷，该枢转接头例如可以用在非笛卡尔(例如，六足)结构等中。本领域技术人员将立即认识到本发明的广泛应用。
权利要求
1.一种度量设备，该度量设备包括通过轴承装置可旋转地连接至第二结构的第一结构，该轴承装置包括至少第一摩擦轴承，所述第一摩擦轴承包括在所述第一结构相对于所述第二结构的旋转期间滑动接触的部件，其特征在于，所述设备包括减轻所述第一摩擦轴承上的载荷的至少一个磁体。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个磁体包括减轻所述第一摩擦轴承上的载荷的以排斥排列布置的多个磁体。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个磁体通过磁性吸引减轻所述第一摩擦轴承上的载荷。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述至少一个磁体包括至少一个永磁体。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述第一摩擦轴承包括与一个或更多个轴承表面滑动接触的球体，所述第一结构是可相对于所述第二结构围绕该球体的中心旋转的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述轴承装置允许所述第一结构相对于所述第二结构围绕第一轴线旋转。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述轴承装置包括一个或更多个另外的轴承，所述第一摩擦轴承和所述一个或更多个另外的轴承位于所述第一轴线上。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述一个或更多个另外的轴承包括第二摩擦轴承。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述第一结构包括与第二组轴承表面间隔开的第一组轴承表面，并且所述第二结构包括轴，该轴具有沿着其纵向轴线间隔开的第一球体和第二球体，其中所述第一摩擦轴承由所述第一球体和所述第一组轴承表面提供，所述第二摩擦轴承由所述第二球体和所述第二组轴承表面提供。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备，其中在使用中所述第一轴线对准基本竖直方向。
11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，该设备包括至少一个机械止动件，其中所述第一摩擦轴承的滑动接触的部件被布置成在受到机械震动时分离，在这种分离期间允许的位移量受到所述至少一个机械止动件的限制。
12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，该设备包括用于使所述第一结构相对于所述第二结构移动的至少一个马达、用于测量所述第一结构相对于所述第二结构的旋转的至少一个旋转编码器以及利用来自所述至少一个编码器的反馈控制所述至少一个马达的位置控制器。
13.一种铰接探头，该铰接探头包括用于附装至坐标定位设备的主轴的基座和用于测量探针的支撑件，其中至少第一和第二铰接接头将所述基座和所述支撑件相连，由此允许所述支撑件相对于所述基座围绕至少第一和第二旋转轴线旋转，其中所述第一铰接接头包括根据前述权利要求中任一项所述的度量设备。
14.一种度量设备，该度量设备包括至少第一摩擦轴承，其中该设备包括用于减轻由该第一摩擦轴承承载的载荷的至少一个磁体。
15.一种度量设备，该度量设备包括至少第一摩擦轴承，其中该设备包括用于减轻由该第一摩擦轴承承载的载荷的非接触力产生装置。
16.一种度量设备，该度量设备包括通过轴承装置可旋转地连接至第二结构的第一结构，该轴承装置包括至少第一摩擦轴承，该第一摩擦轴承包括在所述第一结构相对于所述第二结构旋转期间滑动接触的部件，其特征在于，所述设备包括至少一个机械止动件，其中所述第一摩擦轴承的滑动接触的部件被布置成在受到机械震动时分离，其中在这种分离期间允许的位移量由所述至少一个机械止动件限制。
全文摘要
描述了一种度量设备，该度量设备包括通过轴承装置可旋转地连接至第二结构(22)的第一结构(20)。该轴承装置包括至少第一摩擦轴承，所述第一摩擦轴承包括在所述第一结构(20)相对于所述第二结构(22)的旋转期间滑动接触的部件(28，34，30，36)。所述设备包括减轻所述第一摩擦轴承上的载荷的至少一个磁体(52，54；60，62)。可以使用以吸引或排斥排列设置的多个磁体。该度量设备可以包括用于坐标定位设备(2)的铰接探头(12)。
文档编号G01B21/04GK103003658SQ201180035200
公开日2013年3月27日 申请日期2011年7月20日 优先权日2010年7月21日
发明者戴维·罗伯茨·麦克默特里, 史蒂文·保罗·亨特 申请人:瑞尼斯豪公司