[发明专利]机器轴线系统、旋转/枢转单元及传输电能和信息的方法

说明书

本发明涉及一种机器轴线系统(80)，该机器轴线系统具有：轴(84)，该轴可围绕旋转轴线(R)旋转；以及内部旋转传输组件(100)和外部旋转传输组件(98)，这两个组件各自包括内部元件(106，116)和外部元件(102，114)，这些元件是相对于彼此可旋转的并且被设计用于相互作用以传输信息和/或电能；其中，相应的旋转传输组件(100，98)的内部元件和外部元件(102，114)之一联接至该轴(84)上；并且其中，该外部旋转传输组件(98)的直径大于该内部旋转传输组件(100)的直径。本发明还涉及一种旋转/枢转单元(16)以及一种通过这样的机器轴线系统(80)来传输电能和信息的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月21日提交的德国专利申请102018204322.1的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种机器轴线系统、一种旋转/枢转单元、以及一种用于通过机器轴线系统来传输电能和信息的方法。本发明具体涉及将多个旋转传输组件安排在机器轴线系统中和/或旋转/枢转单元中。在这种情况下，该机器轴线系统和/或该旋转/枢转单元可以优选地用于坐标测量机器中。

背景技术

坐标测量机器通常以已知的方式用于以触觉或非接触的方式检测物体表面的坐标。为此，例如触觉测量探针或非接触式扫描光学传感器形式的传感器单元相对于待测量物体移动，以例如沿着预定移动路径来检测物体的表面上的多个测量点。测量信息可以采用所谓的3D点云或3D坐标云的形式、并且通常用于确定物体的特性，例如其尺寸精度。

在坐标测量机器中、而且还在具有可致动轴线的许多其他机器(同样被本发明涵盖)中，通常使用了所谓的旋转/枢转单元，该单元包括机器轴线系统，该机器轴线系统具有旋转轴、尤其是旋转输出轴或驱动轴。通过该轴，联接至其上的单元可以以期望的方式旋转。例如，该机器轴线系统可以提供旋转/枢转单元的旋转轴线、并且通过其轴而使联接至其上的枢轴轴线旋转。

在这样的机器轴线系统的情况下，通常必须将信息和/或电能(例如，处于电负载或功率输出的形式)传输至联接至该轴上且尤其与该轴一起旋转的单元。为此已知的是使用所谓的线缆卷绕器或卷绕弹簧，在这种情况下，联接至轴上的一部分线缆根据轴的旋转从通常固定的滚筒上解绕和缠绕到其上。该解决方案的缺点是最大旋转角度受限于线缆的长度、安装空间要求相对高、线缆内的线路数量有限、以及可获得的线路截面有限。

作为替代方案所考虑的是所谓的旋转传输组件，这些组件总体上有可能在旋转轴线与相对于其固定的轴线、或固定区域之间实现能量、信号、和/或信息的电传输或光学传输。特别地，旋转传输组件典型地提供以下优点：使得轴能够相对于机器轴线系统的静止区域无尽旋转。无尽旋转可以被理解为是指自由或不受限制的旋转、可以达到360°的倍数。

旋转传输组件可以采取滑环组件的形式(尤其是机械的和/或基于接触的滑环的形式)，例如在DE 10 2014 118 359 A1中所描述的。在这种情况下，总体上环形的旋转元件可以包括导电部分或轨道，这些导电部分或轨道与该组件的另一个总体上静止的元件的接触元件处于导电接触。

还存在光学旋转传输器(通常还被称为光学滑环、或更确切地称为光纤旋转传输器)。在这种情况下，通常通过相对于彼此可旋转的元件使光导和光耦合器移动经过彼此，并且由此耦合进信号。例如，该光导可以描出圆形路径，并且光耦合器可以沿着该圆形路径的内侧通过圆形运动来行进。可以在DE 102 56 634 A1中找到关于此的实例，其中，相对于彼此可旋转的元件中的一个被部分地被接纳在另一个对应元件中，和/或其中，相对于彼此可旋转的元件通常具有不同的直径。本发明尤其涉及这些或相当类型的光学旋转传输器。

发明内容

根据本发明，可以类似地使用已知类型的、被设计用于进行电容或感应式信号和/或能量传输的旋转传输组件。