專利名稱：定位裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種定位裝置、特別是光學儀器的定位裝置，以及裝有這 類定位裝置的光學儀器、特別是船巨儀。
背景技術：
在許多情況下，定位裝置的用途是以受控的和精確的方式調節一待定 位部件的位置.這類定位裝置的示例包括在光學儀器中用來沿透鏡光軸移 動透鏡或透鏡系統、以便例如在物體成像時聚焦該圖像的聚焦裝置或調焦 裝置。
這類定位裝置是>^知的，示例例如參見JP 62-255907、 DE691 17 435 T2、 JP 3-288108A、 JP 8-184742A、 JP 08-194148A、 JP 7-151947、 US 2002/0106205A1、 JP 2002214506A、 US 2002/0106205、 WO 95/22778A、 DD247493、 JP 61-231516A、 JP 62-255907、 DE 691 17 435T2 、 JP 3-294813A、 US 2002/0106205A1和JP 2000098210A。這些定位裝置中至 少某些定位裝置使用的部件數量較大，
把定位裝置用于光學儀器如照相機和顯微鏡中的聚焦裝置時，如果要 快速聚焦，則定位必須精確且無游隙。如果定位裝置用于由用戶搮作的裝 置中，則定位裝置進行定位時的噪聲應很小，
聚焦裝置不僅用于照相機和顯微鏡中，而且還用于測量儀器、特別是 所謂的^i巨儀中，^巨儀包括角度測量裝置和距離測量裝置，也經常稱為 速測儀或全站儀。這些一JO巨儀包括用于瞄準需要確定其距離或位置的目標 的望遠鏡。
這類^!J巨儀的望遠鏡特別裝有物鏡，物鏡包括通常固定連接在聚焦透
鏡管上的聚焦透鏡或聚焦透鏡組，該聚焦透鏡管可在一導管內沿軸向即沿 望遠鏡的光軸方向自由移動。圍繞該導管設有一帶槽管，該導管固定連接 在裝置的殼體上或為殼體的一部分，該帶槽管可圍繞光軸自由轉動并且具 有一凹槽，該凹槽沿光軸的長度方向具有一節距。觀測者用手操作透鏡驅 動器，為此圍繞光軸轉動該帶槽管，使得聚焦透鏡管的一與凹槽接合的突 起沿導管中由凹槽限定的曲線而運動。聚焦透鏡管的一用于阻止聚焦透鏡 管轉動的機構將帶槽管的轉動轉換成聚焦透鏡管的軸向運動。該方案復雜， 占用望遠鏡中的很多空間，并且無法使結構模塊化。由于調節聚焦透鏡管 需要較大轉矩，因此該方案幾乎不適合于馬達驅動。
發明內容
本發明的第一目的是提供一種工作噪聲小的定位裝置。
本發明的第二目的是提供一種定位裝置，該定位裝置可容易地以無間 隙且無游隙的方式將馬達的轉動轉換成待定位部件的直線運動。
此外，本發明的第三目的是提供一種可容易地、無游隙地精確引導待 定位部件的定位裝置.
按照本發明的第一方面，提供了一種定位裝置，該定位裝置包括框 架；具有驅動軸的馬達；具有第一端和第二端并且可相對于該框架轉動的 心軸；將所述驅動軸彈性地連接到所述心軸的所述第一端、4吏得當馬達的 驅動軸轉動時心軸也轉動的聯軸節；以及將心軸的第二端和馬達中的至少 一個彈性地支承在框架上的支承組件，
在按照本發明的第一方面的定位裝置中，經由聯軸節受馬達驅動的心 軸用于移動一待驅動的體部。該體部可以是定位裝置將要定位的部件，或 者連接于待定位部件。為此，心軸可包括用于與待驅動的體部的互補接合 結構相接合的外部接合結構。該接合結構例如可包括一突起、 一肋條、一 銷、 一凹座、 一凹槽或一螺紋中的至少一個。該互補接合結構適于與該接 合結構相接合，從而將心軸的轉動轉變成體部的運動。
馬達可為任何類型的馬達、特別是電動馬達。為了簡單、精確地定位， 。
為了減小噪聲、特別是振動，支承組件彈性地支承心軸的第二端和馬 達中的至少一個，同時聯軸節彈性地連接馬達的驅動軸和心軸。這一布置 特別由于振動衰減和/或定位裝置各部件在振動方面的部分去耦(合)而減 小噪聲，所述去耦可減小聲音振動沿這些部件的傳播并且減小結構中可能 的共振。
為了能夠非常精確地定位待定位部件，聯軸節可彈性地連接馬達的驅 動軸和心軸的第一端，使得驅動軸的轉動無游隙地傳遞到心軸的第一端。 這可通過使用聯軸節的適當設計、特別是適當地選擇所使用的材料來實現。 優選地，該聯軸節還在第一端處支承心軸.
由于使用了彈性地連接馬達的驅動軸與心軸的聯軸節并且使用了將心 軸的第二端和馬達中的至少 一個彈性地支承在框架上的支承組件，因此按 照本發明的第 一方面的定位裝置在通過馬達轉動心軸時只產生很小或很低 的噪聲。
為了實現定位裝置的低噪聲運行，支承組件可具有振動衰減性能。優 選地，聲頻范圍內的振動被衰減。
如果支承組件包括一支承框架的心軸的第二端的彈性軸承組件，則可 獲得定位裝置的筒單結構。 一般可使用任何彈性軸承組件。但是，為了獲 得簡單的模塊化結構，優選地，該彈性軸承組件包括一安裝在框架上的軸
承和i殳置在心軸的第二端與軸承之間或軸承與框架之間的至少一個彈性元 件。優選地，在第一種情況下心軸的第二端與軸承以及在第二種情況下軸 承與框架不接觸，而是通過該至少一個彈性元件隔開。因此，可獲得心軸 的第二端與軸承或軸承與框架之間的部分去耦。
一般來說，彈性元件可具有任何合適的形狀，并且相對于框架、軸承 和心軸的第二端可處于任何合適的位置。優選地，彈性元件的至少一個區 段沿心軸的軸向被夾緊。特別是，彈性元件可夾緊在心軸第二端的一端面 與軸承之間或軸承與框架之間。這一布置可將心軸相對于框架安裝在一基 本固定的位置上，同時實現振動衰減和/或心軸與框架在軸向振動方面的至
少部分去耦。
為了限制心軸的徑向運動，優選地彈性元件的至少一個區段沿心軸的 徑向被夾緊。特別是，彈性元件的該區段可夾緊在心軸的第二端與軸承之 間或軸承與框架之間。
彈性元件可用任何合適的彈性材料制成。但是為了很好地降低噪聲， 彈性元件優選地用彈性體材料制成。作為彈性體材料特別可使用合適的彈 性體或熱塑性彈性體。例如可使用合成橡膠。
為了很好地降低噪聲，彈性元件優選地使聲頻范圍內的振動衰減。這 可通過適當地選擇彈性體材料和彈性元件的適當形狀來實現。
通常只須使用 一個彈性元件。但是為了實現定位裝置良好的工作性能， 優選地相對于心軸對稱地布置兩個或多個彈性元件。
彈性元件可為o形圍。o形圏的中心可與心軸的縱向軸線同心，使得 o形圏對稱于心軸布置。o形圏^t于定位裝置的裝配。
特別是，如果只使用一個彈性元件，則該彈性元件可呈杯形。彈性元 件可特別地形成為可接納心軸第二端的至少一部分或軸承。這類彈性元件 特別^t于定位裝置的裝配。
作為另一替代方案，彈性元件也可為塊件。優選地使用對稱于心軸布 置的至少兩個塊件，從而對稱地支承心軸。
如果在定位裝置中使用多于一個彈性元件，則可使用彈性元件的任何 組合、特別是上述三種類型彈性元件的任何組合。
為了減小摩擦損耗并且降#*|應的噪聲，該軸承優選為滾動軸承。
一般來說，可使用相對于馬達驅動軸的轉動剛性地聯接該驅動軸和心 軸的任何聯軸節來彈性地連接心軸的第一端和馬達驅動軸。為了簡單地在 驅動軸與心軸第一端之間實現彈性連接，該聯軸節優選地包括至少一個彈 性傳動件。特別是，該彈性傳動件的材料特性和形狀可選擇成可很好地降 低噪聲。為了一方面獲得良好的穩定性，另一方面很好地降低噪聲，該彈 性傳動件可用聚合物材料制成。
為了無游隙地將馬達驅動軸的轉動傳遞給心軸，該聯軸節優選地相對
于驅動軸的轉動剛性地聯:接該驅動軸和心軸，并且聯軸節與心軸連接成心
軸可相對于驅動軸的轉動軸線傾斜。
如果心軸在第一端在與心軸的轉動軸線正交的方向上包括一凹槽、該
凹槽的側壁至少局部地向外張開，并且當聯軸節包括連接于彈性傳動件并 且與該凹槽無游隙地接合的銷或邊緣之一時，則獲得特別簡單的設計。結 合使用其側壁至少局部地向外張開的凹槽以及連接于彈性傳動件上的銷或 邊緣，使得心軸在兩個轉動方向都可無游隙地轉動，特別是在心軸被心軸 第二端處的支承組件的彈性元件朝向馬達偏壓時。如果其側壁至少局部地 向外張開的凹槽為一V形凹槽，則可在心軸上特別簡單地制成該凹槽。
為了獲得聯軸節的簡單結構，聯軸節優選地包括剛性地連接于驅動軸 的第一連接部和包括彈性傳動件并連接于心軸的第二連接部。
為了實現聯軸節的特別簡單的裝配，優選地笫二連接部通過形配合或 互鎖連接而連接于第一連接部。由于形配合連接優選為可松開的連接，因 此這種連接特別便于維修。形配合或互鎖連接只相對于驅動軸的轉動提供 剛性連接，對沿心軸的縱向軸線的平動而言不必是剛性連接。特別是，可 將第一連接部和第二連接部形成為它們可沿心軸的縱向軸線插接在一起。 此時，無需專用工具就可容易地裝配。
優選地，第一連接部在其面對心軸的端部處包括一方形插座。該方形 插座可用于接納彈性傳動件。方形插座不僅使得笫一連接部的制作簡單， 而且容許將驅動軸的轉動基本無游隙地傳遞給心軸。
第二連接部特別可包括一銷，在該銷的每一端上都設有一彈性o形圍 或彈性盤。該彈性o形團或彈性盤可特別用作上述彈性傳動件。第二連接 部的這一設計使得特別可使用也可用于其它目的的部件，從而可降^^定位 裝置的成本。
優選地，o形圏或彈性盤和支承組件的彈性元件使得驅動軸與心軸被
朝向對方偏壓。特別是，偏壓力可基本上沿心軸的軸線，使得銷或邊緣即 使在有轉矩施加在驅動軸上時也保持與凹槽的壁相接觸。這樣，心軸被牢 固地夾持在支承組件與馬達之間。
按照本發明的第二方面，提供了一種定位裝置，該定位裝置包括被
定位件；具有外部接合結構的可轉動心軸；體部，該體部可沿心軸移動， 并且具有與心軸的接合結構相接合的互補接合結構，以在體部被阻止由心
軸轉動時將心軸的轉動轉變成體部的平動；用于阻止體部由心軸轉動的固 定元件；以及彈性連接件，該彈性連接件相對于心軸向體部施加一轉矩， 并且將體部的運動傳遞給被定位件。
按照本發明的第二方面的定位裝置可包括按照本發明的第一方面的定 位裝置的任何特征，特別是上述特征。相反地，按照本發明的第一方面的 定位裝置還可包括被定位件；體部，該體部可沿心軸移動，并具有與心 軸的接合結構相接合的互補接合結構，以在體部被阻止由心軸轉動時將心 軸的轉動轉變成體部的平動；用于阻止體部由心軸轉動的固定元件；以及 彈性連接件，該彈性連接件施加一轉矩以使體部相對于心軸傾斜，并將體 部的運動傳遞給,皮定位件。
在按照本發明的第二方面的定位裝置中，在固定元件阻止體部由心軸 轉動時，借助于心軸的接合結構和體部的與心軸接合結構相癡^的互補接 合結構可將心軸的轉動轉變成體部的直線運動。彈性連接件具有兩個作用 首先，借助于彈性連接件變形產生的彈力施加一轉矩以4吏體部相對于心軸、 特別是圍繞一與心軸大致正交的軸線傾斜。體部相對于心軸的這一傾斜導 致接合結構與互補接合結構相對于彼此發生相應的傾斜，從而在兩個轉動 方向心軸的轉動都無間隙和無游隙地轉變成體部、從而被定位件的直線運 動。施加在體部上的轉矩由彈性連接件的至少一部分的彈性性能產生。
其次，彈性連接件用于將體部的運動傳遞給被定位件，這大大簡化了 定位裝置的設計。
按照本發明的第二方面的定位裝置可容易地將由馬達驅動的心軸的轉 動無間隙和無游隙地傳遞給平動以;故定位的體部。特別是該定位裝置占用 的空間不大，因此特別適用于顯孩史鏡、照相機和測量儀器中，
心軸的外部接合結構和體部的互補接合結構用于在通過固定元件阻止 體部由心軸轉動時將心軸的轉動轉變成體部的平動。 一般來說，可使用適
于該轉變的任何類型的接合結構和互補接合結構。
優選地，互補接合結構形成并布置為，在轉矩使得體部相對于心軸傾 斜時，互補接合結構的一部分在沿心軸的第一方向上與接合結構相接合， 互補接合結構的另一部分在與第一方向相反的第二方向上與掩^結構相接 合。因此，對于兩個方向上的運動都可避免接合結構與互補接合結構之間 有間隙。
優選地，心軸的接合結構包括至少一個繞心軸纏繞的凹槽。繞心軸纏 繞的凹槽的節距可以是恒定的或變化的。特別是，掩^結構可包括形成于 心軸上的外螺紋。這種心軸可以高精度# 容易地制作，并且裝配方便。
特別在這些情況下，體部的互補接合結構可包括至少 一個突起或肋條。 該突起或肋條形成和/或布置為與心軸的接合結構的凹槽或螺紋相接合。將 突起或肋條用作互補接合結構在心軸轉動、而用固定元件阻止體部轉動時 可減小接合結構與互補接合結構之間的摩擦.
為了實現游隙特別小的操作，體部的互補掩^結構優選地包括相對于 心軸的徑向相對設置的至少兩個突起或兩個肋條.該突起或肋條布置成， 當轉矩使得體部相對于心軸傾斜時，該突起或肋條中的一個在沿心軸的第 一方向上與接合結構如凹槽或螺紋相接合，第二突起或肋條在與第一方向 相反的第二方向上與接合結構如凹槽或螺紋相備^。因此，對于兩個方向 上的運動都可避免接合結構與互補接合結構之間有間隙。 一般來說，該突 起或肋條可在與心軸的縱向平行的方向上相互間隔開，使得該突起或肋條 都可與接合結構相接合.
在另一實施例中，體部的互補接合結構包括至少一個螺紋。優選地，
該螺紋為體部中一帶螺紋的穿孔，從而體部沿心軸的方向通過心軸被精確
引導。互補接合結構的螺紋可與心軸的接合結構接合，特別是，如果心軸
設有螺紋，則互補接合結構的螺紋可與心軸的接合結構的螺紋接合。螺紋
相對于彼此的傾斜造成螺紋的牙側之間沿心軸的兩個方向接觸，從而可避 免體部與心軸之間沿心軸的縱向出現間隙或游隙。
特別在此情況下，當心軸的接合結構包括外螺紋時，體部的互補接合
結構可包括至少兩個平行的肋條或凹槽。該肋條或凹槽特別可呈直線形。 此時，由于肋條或凹槽無需設置在穿孔中，因此體部可夾到心軸上，這使 得定位裝置的裝配非常簡單。
可選地，心軸的接合結構可包括心軸外表面上的至少一個突起或至少 一個肋條。此時互補接合結構可例如為體部的螺紋穿孔中的螺紋。
優選地，心軸的接合結構可包括相對于心軸的徑向相對設置的至少兩 個突起。該突起特別可在心軸的方向上相互間隔開。互補接合結構可特別 包括螺紋或平行的肋條或凹槽。此時，突起可在互補接合結構的沿心軸朝 向相反方向的面上與互補接合結構相接合，從而心軸的轉動可無間隙和/ 或無游隙地轉變成體部的運動。
一般來說，接合結構和/或互補接合結構可包括上述特征之一或其組合。
彈性連接件可以各種方式施加轉矩以使體部傾斜。在一個實施例中， 彈性連接件的至少一個區段靠置在被定位件上以在體部上施加傾斜轉矩。 這樣，定位裝置的結構特別簡單.特別是，力可同時作用在被定位件上。 該力可用于朝一引導被定位件的引導件偏壓該被定位件，從而可進一步避 免間隙或游隙的生成。
一般來說，彈性連接件施加一轉矩以使體部相對于心軸圍繞一傾斜于 或優選地正交于心軸的縱向的軸線傾斜。優選地，該彈性連接件連接在體 部和被定位件上，并且圍繞一與心軸平行的軸線施加該轉矩。該附加轉矩 可用于沿相應方向推動被定位件.因此，彈性連接件可同時圍繞不同的軸 線施加轉矩，即轉矩包括在與心軸的縱向正交的方向上和在與心軸的縱向 平行的方向上的分量。
彈性連接件可以任何合適的方式將體部的運動傳遞給被定位件。優選 地，被定位件包括彈性連接件與之接合的凹槽，該凹槽優選地具有向外張
開的側壁。特別是，該凹槽可呈v形。使用凹槽將體部和連接于體部的彈
性連接件的運動傳遞給被定位件特別便于定位裝置的裝配。此外，由于凹 槽具有向外張開的側壁，因此在相反的方向上都可實現無游隙和無間隙的 運動傳遞。
為了施加轉矩并同時將體部的運動傳遞給4皮定位件，彈性連接件優選
地包括一 L形臂，該L形臂的自由端與所述凹槽接合。可結合形成L形臂
斜的轉矩。
彈性連接件可用夾緊到體部上的適當地彎曲的彈簧鋼制成。該實施例 的優點是可選擇彈簧鋼以在變動的環境條件下、例如溫度變化很大時也能 長時間保持其彈性性能。
當彈性連接件與體部一體地形成時結構特別簡單。特別是，體部的至 少一部分和彈性連接件可用合適的聚合物材料通過壓制或注射成型而形 成。
體部中螺紋形式的互補接合結構可以不同的方式設置。體部可具有一 孔，該孔中設有體部的螺紋。特別是，可在孔的表面上切割出螺紋，這在 體部用聚合物制成時是纟艮容易的。
可選地，體部可包括一塊件和一設置于該塊件中并具有用于接納心軸 的內螺紋的套筒。特別是，套筒可用能夠抵抗心軸的接合結構引起的磨損 和/或在與心軸的接合結構接合時只產生低摩擦的材料制成。特別是，可使 用由合適的金屬制成的套筒。這樣，可獲得非常牢固的設計，
為了減小心軸的接合結構與體部的互補接合結構之間的摩擦，體部中
的螺紋可包括由一無螺紋區段隔開的兩個螺紋區段，同時可將體部穩定地 安裝在心軸上。
優選地，設有一引導件以用于沿與心軸平行的方向引導被定位件，該 引導件特別引導體部。此時，無需彈性連接件引導被定位件，從而結構簡 化，并且對被定位件的引導非常精確，因此被定位件的運動非常精確。該 引導件特別地可為上述第一引導件。
一般來說，可使用一單獨的元件作為固定元件。但優選地引導件阻止 體部圍繞心軸轉動。因此，該引導件也就是用于阻止體部由心軸轉動的固 定元件。因此，引導件提供兩種不同的功能，這簡化了定位裝置的結構。
為了確保精確地引導被定位件，優選地引導件包括一桿，被定位件包 括一接納該桿的孔。這樣，對被定位件的引導只留下一個自由度的被定位 件的平動，即直線運動。
為了確保體部在兩個轉動方向上都被阻止由心軸轉動，體部優選地包 括一用于接納引導件的凹座。
按照本發明的第三方面，提供了一種定位裝置，該定位裝置包括被 定位件；用于沿第一引導軸線引導被定位件的第一區段的第一引導件；具 有平行于第一引導軸線延伸的引導面并用于引導被定位件的第二區段的第 二引導件；以及朝向第二引導件的引導面偏壓被定位件的第二區段的磁體 裝置。
第一引導件可將被定位件的平動限制成沿第一引導軸線的平動，但一 般不限制被定位件的其它運動。第二引導件與朝向第二引導件的引導面偏 壓被定位件的第二區段的磁體裝置的結合確保以很小游隙或間隙或者無游 隙或間隙地進一步限制被定位件的運動自由度，使得沿第二引導件的引導 面精確地引導被定位件。特別是，如果磁體裝置的偏壓力足夠大，則可在 定位裝置相對于重力的多個取向、優選地在任何取向上獲得被定位件沿引 導面的精確引導.這對于包括一帶定位裝置的望遠鏡單元、且該望遠鏡單 元可以任何角度圍繞一水平軸線轉動的測量儀器來說特別重要.
按照本發明的笫三方面的定位裝置可包括按照本發明笫一方面的定位 裝置和/或按照本發明第二方面的定位裝置的任何特征。相反地，按照本發 明的第一方面的定位裝置還可包括被定位件；用于沿第一引導軸線引導 被定位件的第一區段的第一引導件；具有平行于第一引導軸線延伸的引導 面并用于引導被定位件的第二區段的第二引導件；以及朝向第二引導件的 引導面偏壓被定位件的第二區段的磁體裝置，
按照本發明的第一方面的定位裝置還可包括被定位件；體部，該體 部可沿心軸移動，并且具有與心軸的接合結構相接合的互補接合結構，以 在體部被阻止由心軸轉動時將心軸的轉動轉變成體部的平動；用于阻止體 部由心軸轉動的固定元件；施加一轉矩以使體部相對于心軸傾斜、并將體 部的運動傳遞給被定位件的彈性連接件；用于沿第一引導軸線引導被定位
件的第一區段的第一引導件；具有平行于第一引導軸線延伸的引導面并用
于引導被定位件的第二區段的第二引導件；以及朝向第二引導件的引導面
偏壓被定位件的第二區段的磁體裝置。按照本發明的第二方面的定位裝置
還可包括用于沿第一引導軸線引導被定位件的第一區段的第一引導件； 具有與第一引導軸線平行的引導面并用于引導被定位件的第二區段的第二
引導件；以及朝向第二引導件的引導面偏壓被定位件的第二區段的磁體裝置。
一般來說，包括至少一個磁體的磁體裝置朝向第二引導件的引導面偏 壓被定位件的第二區段就足夠了 。為了能夠避免被定位件相對于第一引導 件產生間隙或游隙，該磁體裝置優選地生成一傾斜于引導面的法線的偏壓 力。
優選地，第一引導件把被定位件的運動限制成沿第一引導軸線的運動 和圍繞第一引導軸線的樞轉運動，特別是，第一引導件因此可包括一引導 桿。從而可獲得平穩而精確的引導。
此外，被定位件可包括一接納引導桿的引導孔。這樣，笫一引導件把 被定位件的運動限制成沿第一引導軸線的平動和只有另外一個自由度即圍 繞第一引導軸線的樞轉運動，從而通過與第二引導件和磁體裝置的結合實 現被定位件的精確引導。
為了減小被定位件的第二區段和引導面之間的摩擦，定位裝置優選地 還包括一安f^被定位件的第二區段上并且包括一在引導面上滾動的外部 部件的滾動軸承。
磁體裝置包括一與合適的相應銜鐵元件一起生成偏壓力的磁體。在一 個實施例中，該磁體裝置包括一固定在被定位件上的磁體。這使得可使用 小磁體，該小磁體使重量減輕，并且減小由磁體生成的、可能干擾定位裝 置的其它部件的磁場的范圍。
特別在這種情況下，優選地， 一軟磁或鐵磁銜鐵元件安裝在第二引導 件上，磁體裝置與該銜鐵元件相互作用并將第二區段拉向引導面.該實施 例的銜鐵元件和第二引導件可使用不同的材料，從而使得它們各自的性能 最佳。
可選地，第二引導件用軟磁或鐵磁材料制成，磁體裝置與作為銜鐵元 件的第二引導件相互作用并將第二區段拉向引導面。該實施例的優點是定
位裝置所需的部件數量較少。
作為固定在被定位件上的磁體的替代或補充，磁體裝置可包括一相對 于第二引導件固定安裝的縱向延伸的磁體，被定位件可包括一軟磁或鐵磁 區段。該鐵磁區段可相對于磁體裝置布置成在磁體裝置和軟磁或鐵磁區段 即被定位件之間生成的力把第二區段拉向引導面。如果難于或無法M體 安裝在被定位件上，則該實施例是優選的。
為了將被定位件的笫二區段拉向引導面，同時沿正交于或傾斜于第一 引導軸線的方向偏壓被定位件，磁體裝置優選地生成一傾斜于連接被定位 件的第一區段和第二區段的直線的力。
按照本發明的定位裝置可用于任何場合，但優選地用于包括一待定位 的透鏡的光學裝置。此時，在按照本發明的第二和/或第三方面的定位裝置 及其相應優選的和特殊的實施例中，被定位件為一透鏡保持器。此時，相 應光學裝置的結構可大大簡化。
按照本發明的另一方面，提供了一種光學儀器，其包括按上i^利要 求中任一項所述的定位裝置。該光學儀器特別可為一測量儀器，例如水平 儀、經綷儀或優選地^J巨儀，
此時，光學儀器優選地包括至少一個連接于定位裝置的透鏡。這可使 得透鏡的定位非常精確和/或低噪聲和/或無游隙和/或無間隙。
優選地，該光學儀器可包括物鏡和聚焦透鏡，該聚焦透鏡相對于物鏡 布置為形成一對物體進行成像的光學系統，該光學系統連接于定位裝置， 從而可對通過該光學系統成像的物體進行聚焦。因此，相應的光學儀器可 用馬達、特別是電動馬達聚焦。此外，如果使用合適的自動聚焦傳感器和 電子器件，則容易進行自動聚焦。
該光學儀器可為望遠鏡、特別是用在測量儀器中的望遠鏡。
可選地，該光學儀器可為照相機、特別是用在測量儀器如圖像^L]E巨儀 中的照相機。
該光學儀器特別還可包括可圍繞一垂直軸線轉動的照準儀、安裝在該 照準儀上并可圍繞一與該垂直軸線基本上正交的傾斜軸線傾斜的望遠鏡或 照相機。這種光學儀器特別可為測量儀器，如水平儀、經煒儀或^!J巨儀。
下面參照附圖通過示例性實施例詳細說明本發明，在附圖中 圖1為視距儀的示意性的、局部剖開的正視圖； 圖2為圖1的^巨儀的望遠鏡單元的示意性側視剖面圖； 圖3為圖1的^IJ巨儀的簡化框圖4為對圖1的視距儀的聚焦透鏡進行定位的定位裝置的局部剖開的 示意圖5為圖4的定位裝置的透鏡保持器的立體圖6為圖4的定位裝置的螺紋管的示意性立體圖7為按照本發明的優選實施例的船巨儀的簡化框圖8為按照本發明的示例性優選實施例、用于移動圖7的^巨儀的聚
焦透鏡的定位裝置的立體圖9為圖8裝置中的螺紋心軸第二端的局部剖開的立體圖，所述第二
端被支承在框架中；
圖IO為圖8所示裝置的用于螺紋心軸第一端的彈性聯軸節和馬達的分
解立體圖11為其上裝有圖10的彈性聯軸節的馬達和螺紋心軸第一端的立體
圖12為其上裝有聯軸節的馬達和螺紋心軸在工作狀態中的剖面圖； 圖13為圖8的定位裝置中由螺紋心軸驅動并由第一引導件引導的體部 和彈性連接件的放大側視圖14為圖13所示組件中由第一引導件引導的體部和裝在體部上的彈
性連接件的立體圖15為圖13的布置的放大剖面圖，兩個放大細部示出螺紋心軸的螺 紋和由所述心軸驅動的體部的內螺紋的牙側的相對位置；
圖16為具有縮短的螺紋套筒的體部的立體圖17為體部和彈性連接件的立體圖，該體部包括具有兩個間隔開的螺 紋區段的螺紋套筒；
圖18為具有一體形成的彈性連接件的體部的立體圖19為具有一體形成的彈性連接件和縮短的螺紋套筒的體部的立體
圖20為按照另一實施例、具有一體形成的彈性連接件的體部的正視
圖21為圖8裝置的第一和第二引導件以及透鏡保持器的局部視圖，所
述透鏡保持器由這兩個引導件引導；
圖22為按照本發明的另一優選實施例的定位裝置中螺紋心軸和彈性
地支承該螺紋心軸的支承組件的示意性剖面圖23為按照本發明的又一優選實施例的定位裝置的被彈性地支承的
馬達的示意圖24為螺紋心軸和由心軸驅動的體部的局部剖開的示意性立體圖，該 體部具有作為互補接合結構的銷，該心軸和體部為按照本發明的又一示例
性實施例的定位裝置的部件；
圖25為圖24中布置的局部剖開的示意性側視圖26為螺紋心軸和由心軸驅動的體部的局部剖開的示意性立體圖，該 體部具有作為互補接合結構的銷，該心軸和體部為按照本發明的又一示例
性實施例的定位裝置的部件；
圖27為圖26中布置的局部剖開的示意性側視圖28為具有兩個作為接合結構的銷的心軸和由心軸驅動的體部的局 部剖開的示意性立體圖，該體部具有作為互補接合結構的內螺紋，該心軸 和體部為按照本發明的又一示例性實施例的定位裝置的部件；以及
圖29為圖28中布置的局部剖開的示意性側視圖。
具體實施例方式
圖1-3所示的視距儀一一也稱為全站儀一一在大地測量學中可作測 量之用。在這種測量操作中，確定目標在水平面和垂直面中的角位以及所 述目標與浮見距儀之間的距離，然后用該角位和距離確定目標的位置數據或 坐標。原則上可把視場中的物體或物體的區段用作目標，但在許多情況下 也使用人造目標，例如測量員在預定位置放置的待測量的反射鏡。可使用 所i^A造目標標明地面上的預定點如界石，并通過船巨儀確定它們的位置。 但是，不僅可以測量目標的位置，而且還可以在視場中找出并且然后標明 坐標或位置已知的點。為此，通過使用視距儀，可把目標放置在由坐標給 出的位置上，然后安裝上固定的標志。
為了方便快速地確定目標的角位和目標離視距儀的距離以及為了檢測 目標，在該示例中^巨儀包括六個光學裝置。它們是 一用于觀察目標的 望逸鏡；兩個用于確定利用望遠鏡所觀察到的目標的水平角和垂直角的測 角裝置； 一用于確定利用望遠鏡所觀察到的目標與^巨儀之間的距離的測 距裝置； 一用于例如在測量中由一個人把預定目標從一個位置移動到另一 個位置時跟蹤該目標的跟蹤裝置一一也稱為跟蹤器；以及一便于使測量員 i殳置的Ail目標與^巨儀精確對齊的定線輔助裝置一一也稱為"跟蹤燈"' (還具有)另外兩個裝置 一用于確定視距似目對于水平面的斜度的斜度 傳感器或斜度儀，以及一光學鉛錘，該光學鉛錘用來相對于地面或地面上 的給定點對視距儀進行定向和/或定位。
圖l-3用示意性的和簡化的圖示示出^Li返儀的結構。
一照準儀3設置在一由圖中未示出的臺座支承的三腳架1上。當船巨 儀正確裝配時，照準儀3可圍繞一與地面垂直的垂直心軸或垂直軸線2轉 動。照準儀3承載有一包括一殼體6和一永久內置的望遠鏡的望遠鏡單元 5,所述望遠鏡單元5可圍繞一與垂直軸線2正交的傾斜軸線4轉動。照準 儀3和望遠鏡單元5可分別圍繞垂直軸線或心軸2和傾斜軸線4轉動任何 希望的角度，即甚至超過360。。可通過設置在照準儀3上的手柄7搬運 視距儀。
除了在望遠鏡聚焦時， 巨儀的部件的任何動作、測量值的檢測和某 些前述光學裝置如定線輔助裝置的致動都用電子方法進行。圖3示出一方 框圖，其中示意性地示出視距儀的各個功能方框，包括方框間的相互連接。 虛線表示部件和裝置布置在其中的物理單元。
控制單元的中心元件為一設置在照準儀3中并與各個部件和裝置相連 接的裝置控制電腦8。
一設置于照準儀3中并向電源單元10供電的電池9用于經由該電源單 元10向視距儀、特別是裝置控制電腦8供電。電源單元10向照準4義3和 望遠鏡單元5中的所有部件和裝置以及與^U目連接的任意模塊提供所需的 工作電壓。為簡明起見，未示出連線。如在照準儀3中所示，各個部件可 通過單獨的連線連接到裝置控制電腦8和電源單元10。但是，也可以如望 遠鏡單元5那樣將各部件連接到一包含所有數據線和供電線路的中央母線 11。
在傾斜軸線4上設置有與中央母線11相連接的滑環12,經由該滑環， 望遠鏡單元5中的電氣部件或電子部件可被供電并且可與照準儀3中的部 件交換數據。
垂直軸線2上的滑環12，使得可經由一未示出的插頭使用外接電源以 及與外部裝置交換數據。
為了控制或操縱^J巨儀，^J巨儀設有一可拆卸的控制面板13以及角度 編碼器形式的操作元件14和15，其操作鈕設置在照準儀3上。
控制面板13用于操作員與視距儀之間的通信，其設有一用于輸入的鍵 盤16、 一輸出數據的顯示器17例如LCD、以及一連接于顯示器17和鍵 盤16的電腦18。控制面板13經由一可松開的連接裝置19與裝置控制電 腦8和電源單元10相連接。由于控制面板13是可拆卸的，因此它可自身 帶有電池，以確保拆除控制面板13時電腦18繼續工作。電腦18經由連接 裝置19與裝置控制電腦8相連接，并且可利用其程序和數據存儲器運行許
多本身已知的大地測量應用程序。
操作元件14和15經由一接口 20與裝置控制電腦8相連接。該接口 20用于輸入分別與操作元件14和15的轉動位置相對應的M值。
一與裝置控制電腦8相連接并具有一天線22的無線電模塊21用于與 遠程裝置如遠程控制裝置交換數據。例如，視距儀可受位于測量的目標點 的遠程控制裝置或遙控站的遙控，但附圖中未示出該遠程控制裝置或遙控 站。
視距儀的各部件和裝置除了下文所述若干例外都設置在照準儀3和望 遠鏡單元5中。
除裝置控制電腦8之外，與裝置控制電腦8相連接的所有部件也都位 于照準儀3中或照準儀上。這些部件包括斜度傳感器或斜度儀23、光學鉛 錘24、帶天線22的無線電模塊21、以及包括接口的用于水平和垂直調節 的操作元件14和15。
位于望遠鏡單元5中的裝置有測距裝置25、跟蹤裝置26和定線輔助 裝置27。可選地需要的控制或評估裝置通過設置于照準4義3中的裝置控制 電腦8換^供。為此，所述裝置經由母線11和滑環12與裝置控制電腦8相 連接。所述裝置可單獨開啟，并且在需要時可通過裝置控制電腦8進行測 量讀數的輪詢或檢查。用于這一目的的部件未詳細示出，因為其操作對于 本領域技術人員是已知的，
受照準儀3中的控制電路30和31控制的驅動裝置28和29分別用于 圍繞垂直軸線2轉動包括望遠鏡單元5的照準儀3和圍繞傾斜軸線4轉動 望遠鏡單元5。可用測角裝置測得的角度來控制驅動裝置28和29,
為了測量圍繞垂直軸線2的轉角或水平角，使用一與垂直軸線2同心 的水平角刻度盤32和一裝在照準儀3上的傳感頭33，通過該傳感頭可檢 測照準儀3、從而望遠鏡單元5相對于水平角刻度盤32的角位。
為了測量圍繞傾斜軸線4的轉角即垂直角， 一垂直角刻度盤34相應地 與傾斜軸線4同軸地裝在傾斜軸線上，通過一裝在照準儀3上的垂直角傳 感頭35檢測所述垂直角刻度盤34的角位。驅動裝置28和29以已知的方式分別與測角裝置即水平角刻度盤32 和傳感頭33或者垂直角刻度盤34和傳感頭35配合，使得照準儀3與望遠 鏡單元5 —起能夠以可測量的方式圍繞垂直軸線2轉動，望遠鏡單元5能 夠以可測量的方式圍繞傾斜軸線4轉動，從而轉動到希望的水平和垂直角 位。特別通過裝置控制電腦8實現該目的，裝置控制電腦接收到來自傳感 頭33和35的信號，并根據所述信號控制水平驅動裝置29的控制電路30 和垂直驅動裝置28的控制電路31。可用三種方式提供照準儀3要圍繞垂 直軸線2轉動的角度和望遠鏡單元5要圍繞傾斜軸線4轉動的角度。第一， 在照準儀上設置有角度編碼器形式的用于分別在水平面和垂直面中轉動的 操作元件14和15，它們經由接口 20與裝置控制電腦8相連接，M應角 度輸入裝置控制電腦8。可選地，裝置控制電腦8根據從視距儀的其它部 件得到的數據確定要設定的角度，從而分別控制所述控制電路30和31。 第三種可能方式是通過控制面板13輸入角度或使用遙控站通過無線電模 塊21用無線電傳來的角度。
下面詳細說明上文提及的各個裝置。
設置在照準儀3中的光學鉛錘24用來對地面上一點上方的視距儀進行 對中或定位。它包括一沿垂直方向指向下方的小望遠鏡。小望遠鏡的光軸 基本上與垂直軸線2同軸。因此，可使用光學鉛錘24對地面上一點例如界 石上方的視距儀進行對中或定位。作為替代方案，也可使用沿垂直方向向 下發出一光束的光學鉛錘，所述光束與垂直軸線2基本上同軸。
同樣設置在照準儀3中的斜度傳感器或斜度儀23測量照準儀3、從而 視距儀在兩個互相正交的方向上的斜度，從而可檢查相對于地面垂直軸線 2是否垂直以及傾斜軸線4是否水平。
其它裝置設置在望遠鏡單元5中，這在圖1的正視圖和圖2的側視剖 面圖中示出。
首先，望遠鏡單元5的殼體6容納一用于觀察目標的望遠鏡。該望遠 鏡包括 一物鏡36;設置于光路上物鏡36后面的一聚焦透鏡系統37，該 聚焦透鏡系統在下文只稱作聚焦透鏡，但可包括多于一個透鏡； 一倒像棱
鏡38;以及一十字準線39，物鏡36、聚焦透鏡37和倒像棱鏡38在十字 準線上形成一圖像，從目鏡40可看到該圖像。沿光軸移動聚焦透鏡37(如 圖2中雙箭頭所示)可把圖像聚焦在十字準線39上。望遠鏡的光軸與物鏡 36的光軸同軸地延伸。
在望遠鏡的光路上還設置有一棱鏡41、 一分色鏡42和一包括一分光 層44的分光棱鏡43，它們對可見光是透明的，因此不影響望遠鏡的功能 即成像。
測距裝置25通過把調制輻射發射到目標并接收由目標反射回來的輻 射來測量目標與^M義之間的距離。測距裝置25然后確定所發射的調制光 輻射與接收到的光輻射之間的相位差，并使用該輻射的速度從該相位差得 出視距儀與目標之間的距離。在測距裝置的另一實施例中，發射脈沖式光 輻射，確定一脈沖從測距裝置到目標和從目標返回測距裝置的飛行時間， 并且根據所述飛行時間使用輻射速度得出距離。可在測距裝置25的相應的 評估電子器件中或使用裝置控制電腦8從該相位差或飛行時間得出該距 離。
在該示例中，測距裝置25由望遠鏡的部件和另一些部件構成。圖2 中未明確示出的一紅外光光源如一激光二極管發射預定波長范圍內的脈沖 式紅外輻射。所發射的紅外輻射經發射/接收光學裝置45聚焦后射向棱鏡 41的表面，該棱鏡可反射由紅外光光源發射的光，該光從該棱^^射到分 色鏡42，該分色鏡可反射從測距裝置25的紅外光光源發出的紅外光，從 而使紅外光轉向到物鏡36上，紅外光光源和發射/接收光學裝置45布置并 形成為，使得紅外光光源發出的光束沿測距裝置25的光路聚焦在離物鏡 36的為物鏡36的聚焦寬度(focal width)的距離上，從而物鏡36發出一 近似平行的光束，所述光束然后照射到一目標如反射鏡(例如三垂面反射 鏡)上或一自然目標如一房子的墻壁上。反射光束沿同一路徑從目標經由 物鏡36、分色鏡42和棱鏡41返回到發射/接收光學裝置45，該發射/接收 光學裝置把該光束聚焦到測距裝置25的一檢測該輻射的接收元件(圖2 中未示出)上。然后從一脈沖在發射和接收之間的飛行時間得出到目標的距離，該飛行時間利用相應的電子電路得出。由于光束沿物鏡36的光軸發 射，因此在該光軸上確定到通過望遠鏡觀察的目標的距離。
望遠鏡單元5中的另一裝置為跟蹤裝置或跟蹤器26，該跟蹤器26用 于自動瞄準位于目標點的反射鏡，并且在該反射鏡被從一點移動到另 一點 時跟蹤該反射鏡。跟蹤器26包括一發射窄光束的發射器；物鏡36，光束
在發射方向以及從目標反射后在接收方向穿過該物鏡；接收光學裝置；一
接收器46，該接收器檢測從目標反射回來并由接收光學裝置聚焦在其上的 光束的位置；以及一引導望遠鏡單元5和照準儀3、使得從目標反射回來 的光束的位置在接收器上保持不變的閉路控制裝置。
更確切地說，跟蹤器26的發射器包括一用于發射光輻射、優選為紅外 輻射的輻射源47如激光二極管以及包括第一準直光學裝置48和棱鏡41 的發射器光學裝置，來自輻射源47并通過第一準直光學裝置48準直的光 束在棱鏡41的斜面上沿物鏡36的光軸方向反射.接收光學裝置由分光棱 鏡43和第二準直光學裝置49構成。最后，接收器46包括多個對發射器發 出的輻射敏感的檢測元件。接收器46例如可使用象P艮二極管或照相機電 路。
跟蹤器26的發射器把由輻射源47發出、通過第一準直光學裝置48 目標。
光束由目標、例如三垂面反射鏡或反射lt^射回^巨儀，然后重新從 物鏡36射入望遠鏡單元5。在其達到目標并返回的路徑上，起先狹窄的光 束在距目標足夠遠的距離處變得如此之寬，使得返回的光束充滿物鏡36 的整個直徑，從而光束中沒有入射到棱鏡41中而是從棱鏡41向第一準直 光學裝置48反射的那些部分照射到分色鏡42上。由發射器發射的光束的 波長和分色鏡42選擇成使得光束在沒有大量反射的情況下穿過分色鏡42， 從而所述分色鏡實際上對所述光束沒有影響。穿過分色鏡42的光束然后射 入接收光學裝置。該光束首先射入分光棱鏡43。其分光層44選擇性地反 射由發射器發射的輻射的波長，使得它把射入分光棱鏡43的光束偏轉到第
二準直光學裝置49的方向上，但容許可見光通過。第二準直光學裝置49 把來自發射器、已從目標反射回來的所述光束聚焦到跟蹤器26的接收器 46上。如果目標在接收器46上的圖像位置偏離預定位置例如中心位置， 則跟蹤器把與該偏離的數量和方向有關的信號提供給裝置控制電腦8(圖1 中未示出)，該裝置控制電腦控制驅動裝置28和29，從而轉動望遠鏡單 元5—一在需要時與照準儀3 —起，使得接收器46上的圖像重新位于預定 位置上，該預定位置在該示例中為中心位置。
望遠鏡單元5中的另一裝置為定線輔助裝置27。定線輔助裝置27特 別用于佳反射鏡形式的可動目標與物鏡36的光軸對齊。定線輔助裝置27 包括兩個發光二極管50、 一鏡面邊緣51和一物鏡49，。由該兩個發光二極 管50—一它們在圖2中前后并排設置，因此不能分別示出，并且其中一個 發光二極管發射綠光，另一個發射紅光一一發出的光在鏡面邊緣51處重新 結合在一起。這樣，物鏡49，把一光線照射到^i巨儀的目標點上，光線的一 側發綠光，另一側發紅光。如果一個人處于目標點的位置并且向視距儀的 方向觀察，該人借助于從一種顏色突然變成另 一種顏色就可確定他處于物 鏡36、從而望遠鏡的光軸上。使用這一裝置，還可把數據調制到從發光二 極管50之一發出的優選在紅外范圍內工作的光束上，并把所述數據傳送給 目標點。
重要的光學系統即望遠鏡、測距裝置25和跟蹤器26都在同一光軸上 工作，因為它們都使用物鏡36。
利用望遠鏡精確地瞄準目標、從而與物鏡36的光軸對齊是測距裝置正 確工作或跟蹤器開始工作的先決條件。但是，只有目標在望遠鏡中表現為 清晰的圖像時精確地瞄準才是可能的，因此聚焦顯得特別重要，
為此，按照圖4-6所示的現有技術，聚焦透鏡系統或聚焦透鏡37的 位置沿其光軸和物鏡36的光軸可調節。圖4以按照圖2的局部剖視圖示出 望遠鏡單元5中的聚焦透鏡37及其定位裝置的致動，其對應于現有技術。 驅動裝置包括具有內部螺旋形凹槽53的一帶凹槽管52，所述帶凹槽管 在望遠鏡單元5的殼體6中設置成可圍繞光軸轉動；以及一透鏡保持器54，
該透鏡保持器受引導而可作直線運動，并且包括一在帶凹槽管52的凹槽 53中受引導的接合件55。帶凹槽管52與一聚焦鈕56剛性連接，通過該聚 焦鈕可4吏得帶凹槽管52圍繞其自身的軸線轉動。聚焦透鏡37在透鏡保持 器54中的一座中裝配成其光軸與帶凹槽管52的轉動軸線、從而與物鏡36 的光軸基本上同軸。透鏡保持器54在固定設置在望遠鏡單元5的殼體6 中的兩個引導面57上平行于望遠鏡的光軸受引導，在圖4的剖視圖中只能 看到其中的后引導面。
圖5示出完整的透鏡保持器54。在容納聚焦透鏡37的圓柱部上，透 鏡保持器54包括形成在第一臂上的連接件55和水平第二臂上的引導件58 和58，，第二臂與圓柱部的軸線平行，并且在所述圓柱部上，引導件58和 58，接觸引導面57。從圖4可清楚看到，連接件55在管52的凹槽53中運 動。圖6示出完整的帶凹槽管，其包括用虛線表示的圍繞光軸呈螺旋形、 與引導面57平行地延伸的凹槽53。
聚焦如下進行操作員轉動望遠鏡單元5后端處的聚焦鈕56時，帶凹 槽管52也轉動，從而在凹槽53中運動的連接件55使得透鏡保持器54、 從而聚焦透鏡37沿望遠鏡的光軸移動，因為引導面57防止透鏡保持器54 轉動。
聚焦透鏡37的這一定位方案在望遠鏡中占用很大空間，并且難以模塊 化。由于調節帶凹槽管52需要較大轉矩，因此該方案幾乎不適合于馬達驅 動。
為提高工作速度，特別要求聚焦透鏡37的運動無游隙。 根據本發明的優選實施例的視JE巨儀與圖1-3所示視距儀的不同之處 在于聚焦透鏡或聚焦透鏡系統的定位。所述調節由馬達驅動并且實際上無 游隙。為此，聚焦透鏡的定位裝置用一也稱為伺服聚焦裝置的根據本發明 優選的示例性實施例的定位裝置取代。與前面一樣，在下文使用術語"聚 焦透鏡"表示單個透鏡或一透鏡系統。
聚焦透鏡37的保持器和驅動裝置，其次在于一改進的裝置控制電腦8，。此
外，用經由接口 20，與裝置控制電腦8，相連接的一操作元件59來控制聚焦 (參見圖7)。該接口 20，與接口 20的不同之處僅在于它還能檢測操作元 件59的位置并將該位置輸出到裝置控制電腦8，。該視距儀的所有其它部件 與上述視距儀相比較沒有改變，因此它們使用相同的標號，并且關于所述 部件的說明也適用于此。
圖8示出根據本發明的優選實施例的定位裝置的立體圖，該定位裝置 用于沿虛線所示的聚焦透鏡37的光軸或物鏡36的光軸移動聚焦透鏡37 或調節聚焦透鏡37的位置。該定位裝置可作為一模塊單元裝在望遠鏡單元 5的殼體6中，或者一一在另一實施例中一一可直接形成在殼體6中。
該定位裝置包括一包括馬達的驅動部、 一將轉動轉變成平動的部分和 一引導部，所有這些部分都具有共同的部件。這些部分本身代表本發明的 優選實施例。
該定位裝置具有一框架60,該框架固定連接在望遠鏡單元5的殼體6 上，并且定位裝置的固定部件固定于其上或^:置于其上。簡略說來，該定 位裝置包括一馬達61、確切地說一電動馬達，該馬達經由一聯軸節62轉 動作為一軸的螺紋心軸63,所述螺紋心軸63的轉動由一體部64轉變成直 線運動，螺紋心軸63延伸穿過體部64，并且該體部64不能圍繞螺紋心軸 63的縱向軸線轉動，所述體部64包括一與螺紋心軸63的螺紋70接合的 內螺紋89。心軸63上的螺紋70和體部的內螺紋89分別代表心軸63和體 部64的接合結構和互補接合結構，它們接合以將心軸的轉動轉變成不能轉 動的體部64的直線運動。該直線運動經由一裝在體部64上的彈性連接件 65傳遞給透鏡保持器66形式的待定位部件，透鏡保持器66上固定有聚焦 透鏡37。通過對透鏡保持器66的特別引導，只沿其光軸調節聚焦透鏡37 的位置，其中，用第一引導件67和第二引導件68在與光軸平行的方向上 引導透鏡保持器66，螺紋心軸63的縱向軸線也與光軸平行。
驅動部包括包括一驅動軸69的馬達61;具有螺距恒定的外螺紋70 形式的接合結構的心軸63;聯軸節62，該聯軸節彈性地連接螺紋心軸63 的第一端71與馬達61或其驅動軸69、 ^使二者無法相對轉動；以及一將心
軸彈性支承在框架60上的支承組件。該支承組件包括一軸承72和兩個彈 性元件。軸承72通過兩個彈性O形圏74和75形式的彈性元件保持在框 架60中的一軸承座73上，并且接納螺紋心軸63的第二端76。
螺紋心軸63的第一端71經由聯軸節62彈性支承在馬達61的驅動軸 69上，其第二端76用軸承72和彈性元件或O形圏74和75彈性支承，使 得馬達61與螺紋心軸63之間或螺紋心軸63與框架60之間不會不受限制 地傳遞軸向和/或徑向振動。
如圖9所詳細示出的，軸承72為具有圓柱形外殼的傳統的滾動軸承， 所述軸承安裝在螺紋心軸63的第二端76上。
軸承座73的橫截面呈圓形，其包括一橫向于螺紋心軸63的心軸軸線 指向的接觸面77以及一周向肩部78，從而形成具有較小直徑的第一圓柱 部79和具有較大直徑的第二圓柱部80。第一圓柱部79的直徑選擇成稍大 于軸承72的外徑，從而軸承72可在第一圓柱部內沿徑向和軸向移動。彈 性O形圏74夾緊在軸承72的前面與接觸面77之間，使得它朝向馬達61 偏壓螺紋心軸63。 O形圍74在心軸73的軸向上限制軸承72、從而支承在 軸承上的心軸63相對于軸承座73的振動，優選地使該振動衰減.O形團 74可寸吏用例如C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG Dichtungstechnik， D-25421 Pinneberg， Germany銷售的肖氏A硬度為70的硅酮生橡膠 (VMQ) O形團.
夾緊在軸承座73中的第二圓柱部80的內壁與軸承72的周向表面之間 的第二0形圏7S用于在徑向上彈性地支承螺紋心軸63。根據軸承72的外 徑把第二圓柱部79的內徑和O形團75橫截面的直徑選擇成使得軸承72 稍微壓縮O形圏75。 O形圏75可使用例如C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG Dichtungstechnik, D-25421 Pinneberg, Germany銷售的肖氏A ^Jt為 50的硅酮生橡膠(VMQ) O形圏。
O形圏74和75的材料選擇成 一方面，在螺紋心軸的軸向上不出現 會防止透鏡保持器66沿螺紋心軸63的縱向軸線方向的精確調節的游隙； 另一方面，在馬達運行期間、特別是短期運轉期間，在框架60與螺紋心軸
63之間不會無限制地傳遞特別是聲頻范圍內的振動。
在另一實施例中，還可用彈性材料制成的塊件取代O形圏，此時，有 利地把構成本發明意義上的彈性元件的塊件沿徑向對稱地布置在滾動軸承 環的圓周和前面上。
圖10為聯軸節62的驅動側部分和馬達61的分解立體圖。設置在馬達 61的驅動軸69與螺紋心軸63之間的該聯軸節可衰減振動、無游隙和不打 滑地在馬達61與螺紋心軸63之間傳遞轉動。
第一連接部81在其底部具有一用于接納馬達61的驅動軸69的端部的 開口，該開口被弄平以防止打滑。在所述底部上設置有基本上與該底部垂 直或與驅動軸69平^f于并形成一方形插座的四個彈性突舌82。所述第一連 接部81例如可用塑料制成。第一連接部81用玻璃纖維強化塑料注射成形 而成，在該示例中,該塑料為例如由Bayer AG， Leverkusen， Germany 提供的稱為Makrolon PC-GF 25的按重量計包括20%的玻璃纖維的玻璃 纖維強化聚碳酸酯。
由一銷84和裝在該銷的相對端上的兩個彈性O形團或彈性盤85構成 的第二連接部83插入所述方形插座中。0形圍85用作彈性傳動件。O形 圏85的直徑選擇成在裝配狀態下，笫二連接部83形狀鎖合和無游隙地 配合在第一連接部81的方形插座中，使得驅動軸69與心軸63相對于轉動 剛性地連接在一起，并且驅動軸69的轉動可無游隙地傳遞給螺紋心軸63。 盡管在該示例中銷84為金屬銷，O形閨85用塑料制成，但在另 一實施例 中也可用合適的塑料把第二連接部制造成為一個構件。O形閨85可使用例 如C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG Dichtimgstechnik^ D-25421 Pinneberg， Germany銷售的肖氏A硬度為70的丙烯腈丁二烯生橡膠 (NBR) O形圏。
如圖11和12所示，螺紋心軸63在其驅動側端部或第一端71處具有 一用于與第二連接部83相連接、具有向外張開的側壁的凹槽86——在該 示例中為一 V形凹槽，所述凹槽86沿軸向切開并橫向地延伸越過螺紋心 軸63的橫截面。圖12為馬達61的一部分、聯軸節62和螺紋心軸63的第
一端71的剖面圖。第一連接部81裝在馬達61的驅動軸69的弄平的端部 上。第二連接部83無游隙和形狀鎖合地配合在第一連接部81的方形插座 中，其中第二連接部83的銷84與螺紋心軸63的V形凹槽86接合，從而 馬達61的在兩個轉動方向上的轉動都可無游隙地傳遞到螺紋心軸63上。 由于第二連接部83與螺紋心軸63的第一端71上的V形凹槽86結合可補 償驅動軸69相對于螺紋心軸63的傾斜，因此沒有來自馬達61或馬達驅動 軸69的徑向振動傳遞到螺紋心軸63上或者僅有嚴重衰減的徑向振動傳遞 到螺紋心軸63上。
軸承72、從而螺紋心軸63在其第二端76處的彈性支承與在驅動側的 第一端71處的活動支承之間的相互作用使得可以低噪聲、并且在轉動方向 無游隙地驅動螺紋心軸63。優選地將材料選擇成，使得脈沖式轉動即持續 時間4艮短或轉動角度小的轉動不會造成過大的噪聲。
噪聲下降可能是由于下列影響中的至少一個，但這些影響常常一^JC 生。 一方面，使用彈性常數與驅動軸69和螺紋心軸63的彈性常數明顯不 同的彈性元件導致螺紋心軸63兩端處的軸向和/或徑向振動一定程度上的 去耦，該去耦會阻礙振動的傳播或銳共振的發生.另一方面，彈性元件即 O形圏74、 75和O形團85各有其自身的振動衰減作用。這不僅阻礙振動 的傳播，而且還使所述振動衰減。
為了操縱馬達61(參見圖7)，設置有經由接口 20，與裝置控制電腦8， 相連接的角度編碼器形式的操作元件59和用于聚焦驅動器的一控制單元 87，該控制單元可由裝置控制電腦8，控制，該控制單元設置在望遠鏡單元 5中并用于控制馬達61。馬達61優選為步進馬達。為了調節焦距，操作員 操縱祠服聚焦裝置或定位裝置的操作元件59,該操作元件的位置經由接口 20，輸入裝置控制電腦8，。然后，裝置控制電腦8，^目應指令經由母線11 傳給控制單元87，控制單元87然后按照操作元件59上的設定確定馬達61 的位置。此時，馬達61的步進數可存儲在控制單元87或裝置控制電腦8， 中。也可用本文未示出的傳感器來確定聚焦透鏡37的起始和/或終止位置、 從而確定馬達61的起始和終止位置。這種傳感器是7>知的，因此在附圖中
省略。這些傳感器例如可為檢測透鏡保持器66或在所述位置中連接于透鏡 保持器上的部件的位置的擋光板。在另一實施例中，可用轉動電位計代替 角度編碼器。
在圖13和14中部分地示出將心軸的轉動轉變成體部的直線運動的定 位裝置的一部分。該定位裝置包括螺紋心軸63;具有一孔88和一作為 互補接合結構的內螺紋89的體部64，該內螺紋89與接合結構一一在該示 例中為延伸穿過孔88的螺紋心軸63的外螺紋70—一相接合；裝在體部64 上的彈性連接件65;作為待定位部件的透鏡保持器66;以及相對于框架 60固定并在其上引導透鏡保持器66的第一直線引導件67.在該示例中， 第一引導件67為與螺紋心軸63平行的圓柱形引導桿，該引導桿的縱向對 稱軸線為第一引導軸線。
圖8和20所示的透鏡保持器66呈細長形，在其第一區段或端部90—— 在該圖中為頂端一一處包括一圓柱部，所述圓柱部具有一橫向于透鏡保持 器66的縱向延伸并用于接納引導桿67的引導孔91，從而透鏡保持器66 可沿引導桿67的方向、從而沿螺紋心軸63的軸線作直線運動，而且在僅 考慮第一引導件67時，透鏡保持器66還可圍繞該引導桿樞轉。因此，引 導桿67的周向表面形成第一引導件67的引導面92。
透鏡保持器66還具有一用于接納聚焦透鏡37的座93，該座相對于引 導孔91布置成引導孔91的縱向軸線與裝在透鏡保持器66中的聚焦透鏡 37的光軸平行。
然后是透鏡保持器66的其上設置有滾動軸承95的第二區段或端部94 (參見圖21)。
在透鏡保持器66的第一端處的圓柱部中，在面對螺紋心軸63的一側 形成有一側壁向外張開的凹槽96——在該示例中為一V形凹槽，所述凹槽 橫向于引導孔91的縱向軸線、從而橫向于第一引導件67的引導方向延伸。
體部64與安裝于其上的彈性連接件65 —起用于將螺紋心軸63的轉動 傳遞給透鏡保持器66。
體部64在一塊件97中包括一突出到所述塊件之外的螺紋套筒98,其
內螺紋89形成與心軸63的接合結構即螺紋心軸63的外螺紋相接合的互補 接合結構。塊件97可用合適的塑料如用短玻璃纖維強化的聚碳酸酯制成。
為此，特別可使用Makrolon PC-GF 30---種由Bayer AG， Leverkusen，
Germany提供的按重量計包括30%的玻璃纖維的聚碳酸酯。但是也可使用 優選地4艮硬的其它塑料。因此，特別可使用工業塑料如聚酰胺、聚醚乙烯 酮、聚醚醚酮、聚氧化乙烯或液晶聚合物。
螺紋套筒98在制成后滑入塊件97中，或者優選地在通過注射成型形 成體部時將其模制在該塊件中。體部64在其圖中的下側還具有一形狀與第 一引導件67即引導桿的形狀一致的圓弧形凹座99.該凹座99形成為在第 一引導件67上引導體部64， j吏得所述引導具有轉動鎖定效果，從而在轉 動螺紋心軸63時防止體部64 —起轉動。
在體部64的兩側設有用于接納彈性連接件65的凹槽100，所述凹槽 相對于凹座99布置成在體部64安裝好時與一通過螺紋心軸63和引導桿 67的平面平行。
彈性連接件65具有一 U形部101，利用其將該彈性連接件卡扣或配合 到體部64上，所述U形部的兩個臂在體部64的凹槽100內延伸。一L形 臂102以約80。到卯。的角度與所述U形部鄰接，該臂的與U形部101 相連接的支腿基本上沿第一引導件67或螺紋心軸63的方向延伸，該臂的 構成自由端的第二臂橫向于第一引導件67或基本平行于透鏡保持器66中 的V形凹槽96延伸。用彈簧鋼制成的彈性連接件65的尺寸設計成，在嵌 入狀態下，L形彈性臂102通過其在自由端的支J^入透鏡保持器66的V 形凹槽96中。這樣，彈性臂102特別在一不通過體部64的內螺紋89的軸 線的平面中變形。
體部64的這一設計具有若千效果。 一方面， 一轉矩施加在體部64、 從而螺紋套筒98或其中的內螺紋89上，該轉矩使得體部相對于螺紋心軸 63傾斜一小角度。圖15以簡化剖面圖示出螺紋套筒98和螺紋心軸63相 互傾斜一小角度時螺紋套筒98的內螺紋89相對于螺紋心軸63的外螺紋 70的位置。為了清楚起見，在該圖中夸大了該小角度的大小。螺紋套筒98、
從而體部64在螺紋心軸63上的所述傾斜消除了螺紋的游隙，因為螺紋心 軸63的外螺紋70的外螺紋牙側以無游隙方式接觸螺紋套筒98的內螺紋 89的螺紋牙側。其結果是，不管螺紋心軸63的轉動方向或體部64的位移 方向如何，螺紋心軸63的外螺紋與體部64的內螺紋的相同牙側總是互相 接觸，從而實現沿聚焦透鏡37的光軸的無間隙和無游隙驅動。
此外，通過彈性連接件65的L形臂102的與連接件65的U形部101 連接的支腿的對準將體部64的運動傳遞給透鏡保持器66。該驅動由于形 狀鎖合與力鎖合的結合也沒有間隙和游隙，此夕卜，透鏡保持器66被推靠在 第一引導件67上，從而也防止游隙的出現。特別是，通it^目應地選擇彈性 連接件65的材料、尺寸以及螺紋心軸63相對于第一引導件67的布置，可 將連接件65的自由端作用在V形凹槽96上的彈力選擇成即使螺紋心軸 63的轉動方向反向，體部64與阻止體部64隨心軸63轉動的第一引導件 67之間也不存在會損害第 一 引導件67的轉動鎖定作用的游隙。
由于彈性連接件65不是對稱地、而是在一相對于心軸軸線橫向偏移的 平面中接合V形凹槽96，因此還有一轉矩作用在透鏡保持器66上使其圍 繞一基本與心軸63正交的軸線轉動，所迷轉矩使得透鏡保持器66朝第二 引導件68樞轉。
圖16示出其中螺紋套筒103縮短的體部64的另一實施例。這導致螺 紋套筒103的內螺紋與螺紋心軸63的外螺紋之間的摩擦減小，從而調節只 需要較小的轉矩。
圖17示出根據另一實施例的體部，其中螺紋套筒104包括由一無螺紋 區段106隔開的兩個間隔開的螺紋區段105。這一體部的優點是，盡管螺 紋套筒104的總長度有利于在螺紋心軸63上提供很好的引導，但互相接合 的螺紋的圏數減少，這使得螺紋心軸63的外螺紋團數與螺紋套筒104的內 螺紋圏數之間的摩擦大大減小。
圖18示出根據另一實施例的體部107，其與體部64的不同之處在于 彈性連接件是一體形成的。塊件97，此時包括成一體的L形臂形式的彈性 連接件108，該L形臂以與連接件65的臂102類似的方式形成。二者形成 一個單一部件，如果使用合適的塑料，則該單一部件可有利地通過沖壓、 特別是通過鑄造或注射成形制造。此時，優選地使用在預期的工作溫度下
不會或很少蠕變或流動的塑料，從而連接件108的彈性性能即使在長久變 形后也不會降低到明顯影響其功能的程度。為此，優選地使用玻璃化溫度 高的塑料、特別是半結晶塑料。此外可使用纖維強化塑料如玻璃纖維強化
圖19示出體部的另一實施例，該體部與圖18中的體部一樣包括具有 成一體的彈性連接件108的塊件，但在該實施例中螺紋套筒103的長度縮 短。
在圖20以正視圖示出的另一實施例中，體部64，與圖13、 14、 16和 17中實施例的體部的不同之處在于，體部64，在凹槽所在的那一側具有一 突出部114，所述突出部114從體部64的與臂102鄰接的一側伸出，臂102 位于突出部114的后面。該實施例中的該突出部在裝配連接件65期間防止 臂102從體部64上滑脫。
該定位裝置的引導部用于引導透鏡保持器66(參見圖21)，該引導部 包括第一引導件67、第二引導件68、其上裝有滾動軸承95的作為待定位 部件的透鏡保持器66以及具有附裝在透鏡保持器66上的磁體109的磁體 裝置。
如上所述，透鏡保持器66的具有引導孔91的第一端即頂端90在第一 引導件67上被引導。透鏡保持器66的第二端94在第二引導件68上被引 導。該目的通過滾動軸承95實現，該滾動軸承設置在透鏡保持器66的第 二端，并且其轉動軸線沿基本與引導孔91的縱向軸線正交的方向延伸。
此外，在透鏡保持器66的形成座93的區段中設置有磁體109，該磁 體的雙極與透鏡保持器66的縱向軸線、即與滾動軸承95的轉動軸線形成 一大約30。的角。
第二引導件68與第一引導件67平行地設置在框架60上。該第二引導 件具有與第一引導軸線或第一引導件67平行的引導面111。引導面111的 法線大致與一通過第一引導件67的縱向軸線和聚焦透鏡37的光軸O (參
見圖21)并且在透鏡保持器66沿第一引導件67的方向的可能移動路徑上 延伸的平面正交。如圖21所示，當沿第一引導件67引導透鏡保持器66 時，滾動軸承95及其圓柱形外殼可因此在引導面lll上滾動。
在第二引導件68上，在其縱向即與第一引導件67平行的方向上安裝 有用軟磁材料、例如鐵磁材料、優選為鐵制成的銜鐵板110。銜鐵板110 的法線N與引導面111形成一大約30。的角p并與磁體109的雙極方向成 一直線。視其設計和用處而定，銜鐵板110可至少在第二引導件68實際用 于引導的整個長度上延伸。
螺紋心軸63、第一引導件67和第二引導件68或其引導面111相對于 透鏡保持器66布置成它們與裝在透鏡保持器66中的聚焦透鏡37的光軸平 行。
通過裝在鄰近銜鐵板110的透鏡保持器66上的磁體109與銜鐵板110 之間產生的磁力在透鏡保持器66與銜鐵板110、從而與第二引導件68之 間形成力鎖合連接。為了防止銜鐵板110與磁體109之間額外的摩擦，在 所述兩個部件之間設有一例如約0.5 mm寬的小氣隙112 (參見圖21)。
在形式為具有圓形橫截面的引導桿的第一引導件67上引導透鏡保持 器66允許透鏡保持器66的運動有兩個自由度: 一方面是沿第一引導件67、 從而沿聚焦透鏡37或物鏡36的光軸的直線運動，另一方面是圍繞第一引 導件67的縱向軸線的樞轉運動，但是，該樞轉運動會使得聚焦透鏡37的 光軸與物鏡36的光軸不在同一直線上。
通過第二引導件68、磁體109和銜鐵板110消除該自由度。由于磁體 109相對于透鏡保持器66的縱向軸線的上述布置和銜鐵板110的取向，磁 體109與銜鐵板110之間的磁力與引導面111、從而與一通過螺紋心軸63 和第一引導件67的平面大致成30。角。其結果是生成一力或轉矩，該力 或轉矩把透鏡保持器66的帶有滾動軸承95的第二端94拉向第二引導件 68的引導面111。這導致(透鏡保持器的)第二端無游隙地在第二引導件 68或其引導面111上受引導。此外，定位裝置可與望遠鏡單元5—起轉動 任何希望的角度、特別是180°而引導仍無游隙。
同時，透鏡保持器66利用其引導孔91被拉到第一引導件67上，從而 透鏡保持器66與引導套筒91中的第一引導件即引導桿67之間避免了游隙 的存在。因此可避免聚焦透鏡37的光軸相對于螺紋心軸63的縱向軸線或 物鏡36的光軸的傾斜一一該傾斜會導致圖像局部未聚焦。
使用被拉向第二引導件68、從而與該第二引導件接觸的滾動軸承95 大大減小了透鏡保持器66的第二端與第二引導件68的引導面之間的摩擦。
在另一實施例中，第二引導件68本身可為一磁體。此時鐵磁銜鐵元件 可設置在透鏡保持器66上或由透鏡保持器構成。
磁體109也可使用電磁體，其優點之一是可通過改變磁通來改變磁力。
此外，角(J)也可改變，可以取30°之外的在0。與卯°之間的任何值。 磁體109然后優選地在透鏡保持器66上裝配成其雙極與銜鐵板110的法線 大致對齊。
在另一實施例中，銜鐵元件110用一尺寸與銜鐵元件110相同的縱向 延伸的磁體代替，而磁體109用一形狀與磁體109相同的45^磁銜鐵元件代 替。
可選地，透鏡保持器的各個部分可用鐵磁材料如鐵制成。
在圖22所示的定位裝置的另一實施例中，O形團74和75不是i殳置在 軸承座73與軸承72之間，而是設置在螺紋心軸63與該軸承中的一座之間， 該座然后可剛性地裝在框架的軸承座73中。
此外，作為彈性聯軸節62的替代方案，或者此外，可把馬達61彈性 地裝在框架60上，為此，例如可在馬達61上的安裝裝置與框架60之間i殳 置一彈性元件113 (參見圖23)。
體部64的互補接合結構不必是螺紋。圖24和25中示意性示出的體部 64"的可選實施例與上述體部64的實施例之一的不同之處在于，它包括由 裝在體部64"中的銷115構成并沿徑向延伸進用于接納螺紋心軸63的體 部64"的穿孔116內的兩個突起作為互補接合結構。該銷115在沿心軸63 的方向上相互間隔開，并且沿相反的徑向伸入穿孔116中。體部64"傾斜 的效果與將內螺紋用作互補接合結構的情況相同，在沿心軸63的每個方向 上，銷115中的一個與心軸63的螺紋凹槽的與^目對的肋條或壁的區段相 接觸，從而在兩個方向上的運動都無游隙。
在圖26和27所示的另一實施例中，作為互補接合結構的突起銷117 在穿孔116中在與心軸63相切的方向上伸入穿孔116中與心軸63的螺紋 接合。這些銷117也沿心軸63的方向相互間隔開，并且設置在相對于心軸 63的縱向軸線的相反的徑向位置處。
在又一實施例中，可用一形成于體部中的相應的肋條取代銷117。
此外，心軸63的接合結構不必是螺紋。如圖28和29所示，心軸63， 可包括沿相反的徑向從心軸63，伸出并且沿心軸63，相互間隔開的銷118形 式的兩個突起。銷118設有與體部64的內螺^t目接合的頂端。銷118可壓 配合在心軸63，的相應孔中。
在另 一實施例中，視距儀中的目鏡用 一攝IM^的視頻傳感器部件代替， 整個攝#4^由物鏡36、聚焦透鏡37和視頻傳感器部件構成。
本發明的定位裝置也可用于^J巨儀一一或更一般地，光學儀器一一之 外的其它目的，其中透鏡保持器66可用另一待定位的元件代替。
但是，本領域技術人員顯而易見地可在不偏離所附權利要求的范圍的 情況下進行改變和變型。
權利要求
1.一種定位裝置，包括框架(60)；具有驅動軸的馬達(61)；具有第一端(71)和第二端(76)并且可相對于該框架(60)轉動的心軸(63；63’)；聯軸節(62)，該聯軸節將所述驅動軸彈性地連接到所述心軸(63；63’)的所述第一端(71)，使得當馬達(61)的驅動軸轉動時心軸(63；63’)也轉動；以及將心軸(63；63’)的第二端(76)和馬達(61)中的至少一個彈性地支承在框架(60)上的支承組件(72，74，75；113)。
2. 按權利要求1所述的定位裝置，其特征在于，支承組件(72， 74， 75; 113 )具有振動衰減性能。
3. 按權利要求1或2所述的定位裝置，其特征在于，支承組件(72， 74， 75)包括在框架(60)中支承心軸(63; 63，)的第二端(76)的彈性 軸承組件(72， 74， 75)。
4. 按權利要求3所述的定位裝置，其特征在于，彈性軸承組件(72， 74， 75)包括安裝在框架(60)上的軸承(72)和至少一個設置在心軸(63; 63，)的第二端(76)與軸承(72)之間或軸承(72)與框架(60)之間的 彈性元件(74， 75)。
5. 按權利要求4所述的定位裝置，其特征在于，彈性元件(74)的 至少一部分沿心軸(63; 63，)的軸向,皮夾緊。
6. 按權利要求4或5所述的定位裝置，其特征在于，彈性元件(75) 的至少一部分沿心軸(63; 63，)的徑向被夾緊。
7. 按權利要求4-6中任一項所述的定位裝置，其特征在于，彈性 元件(74, 75; 113)用彈性體材料制成。
8. 按權利要求4-7中任一項所述的定位裝置，其特征在于，所述 定位裝置包括兩個或多個相對于心軸(63; 63，)對稱地設置的彈性元件(74， 75)。
9. 按權利要求4-8中任一項所述的定位裝置，其特征在于，彈性 元件(74， 75; 113)為下列元件之一O形圏、塊件和杯形件。
10. 按權利要求4-9中任一項所述的定位裝置，其特征在于，軸承 (72)為滾動軸承。
11. 按上述權利要求中任一項所述的定位裝置，其特征在于，聯軸節 (62)包括至少一個彈性傳動件(85)。
12. 按上述權利要求中任一項所述的定位裝置，其特征在于，聯軸節 (62)相對于驅動軸(69)的轉動剛性地連接驅動軸(69)和心軸(63;63，)；聯軸節(62)與心軸(63; 63，)連接成心軸(63; 63，)可相對于 驅動軸(69)的轉動軸線傾斜。
13. 按權利要求11或按權利要求11和12所述的定位裝置，其特征 在于，心軸(63; 63，)在第一端(71)在與心軸(63; 63，)的轉動軸線 正交的方向上包括一凹槽(86);該凹槽(86)的側壁至少局部地向外張 開；聯軸節(62)包括連接于彈性傳動件(85)并且與凹槽(86)無游隙 地接合的銷(84)或邊緣中的一個。
14. 按權利要求11和權利要求12或13或按權利要求11所述的定位 裝置，其特征在于，聯軸節(62)包括剛性地連接于驅動軸(69)的第一 連接部(81)和包括彈性傳動件(85)并連接于心軸(63; 63，)的第二連 接部(83)。
15. 按權利要求14所述的定位裝置，其特征在于，第二連接部(83) 通過形配合或互鎖連接而連接于第一連接部(81)。
16. 按權利要求14或15所述的定位裝置，其特征在于，第一連接部 (81)在其面對心軸(63; 63，)的端部處包括一方形插座。
17. 按權利要求14-16中任一項所述的定位裝置，其特征在于，第 二連接部(83 )包括一銷(84),在該銷的每一端上都設有彈性O形圏(85) 或彈性盤(85)。
18. 按上述權利要求中任一項所述的定位裝置，其特征在于，支承組 件(72， 74， 75)的O形圏(74, 75)或彈性盤(74, 75)和/或彈性傳動 件(85)使得驅動軸(69)和心軸(63; 63，)被朝向對方偏壓。
19. 按上述權利要求中任一項所述的定位裝置，其特征在于，心軸 (63; 63，)具有外部接合結構(70; 118),并且所述定位裝置還包括被定位件(66);體部(64; 64，； 64"; 107)，該體部可沿心軸(63; 63，)移動，并 且具有與心軸(63; 63，)的接合結構(70; 118)相接合的互補接合結構 (89; 115; 117)，以在體部(64; 64，; 64"; 107)被阻止由心軸(63; 63，)轉動時將心軸(63; 63，)的轉動轉變成體部(64; 64，； 64"; 107) 的平動；用于阻止體部(64; 64，； 64"; 107)由心軸(63; 63，)轉動的固定 元件(67);以及彈性連接件(65; 108)，該彈性連接件施加一轉矩以使體部(64; 64，； 64"; 107)相對于心軸(63; 63，)傾斜，并且將體部(64; 64，; 64"; 107) 的運動傳遞給^L定位件(66).
20. 按權利要求1-19中任一項所述的定位裝置，其特征在于，所述 定位裝置還包括被定位件(66);用于沿第一引導軸線引導被定位件(66)的第一區段(90)的第一引 導件(67);具有平行于第一引導軸線延伸的引導面(111)并用于引導被定位件 (66)的第二區段(94)的第二引導件(68);以及朝向第二引導件(68)的引導面(111)偏壓-皮定位件(66)的第二區 段(94)的磁體裝置(109 )，
21. 按權利要求1-19中任一項所述的定位裝置，其特征在于，心軸 (63; 63，)具有外部接合結構(70; 118)，并且所述定位裝置還包括被定位件(66); 體部(64; 64，； 64"; 107)，該體部可沿心軸(63; 63，)移動，并 且具有與心軸(63; 63，)的接合結構(70; 118)相接合的互補接合結構 (89; 115; 117)，以在體部(64; 64，; 64"; 107)被阻止由心軸(63; 63，)轉動時將心軸(63; 63，)的轉動轉變成體部(64; 64，； 64"; 107) 的平動；用于阻止體部(64; 64，； 64，，； 107)由心軸(63; 63，)轉動的固定 元件(67);彈性連接件(65; 108)，該彈性連接件施加一轉矩以使體部(64; 64，； 64"; 107)相對于心軸(63; 63，)傾斜,并且將體部(64; 64，; 64"; 107) 的運動傳遞給4皮定位件(66);用千沿第一引導軸線引導被定位件(66)的第一區段(90)的第一引 導件(67);具有平行于第一引導軸線延伸的引導面(111)并用于引導被定位件 (66)的第二區段(94)的第二引導件(68);以及朝向第二引導件(68)的引導面(111)偏壓4皮定位件(66)的第二區 段(94)的磁體裝置(109)。
22. —種定位裝置，包括 被定位件(66);具有外部^^結構(70; 118)的可轉動心軸(63; 63，)；體部(64; 64，； 64"; 107)，該體部可沿心軸(63; 63，)移動，并且具有與心軸(63; 63，)的接合結構(70; 118)相接合的互補接合結構 (89; 115; 117)，以在體部(64; 64，; 64"; 107)被阻止由心軸(63;63，)轉動時將心軸(63; 63，)的轉動轉變成體部(64; 64，； 64"; 107)的平動；用于阻止體部(64; 64，； 64"; 107)由心軸(63; 63，)轉動的固定 元件；以及彈性連接件(65; 108)，該彈性連接件施加一轉矩以使體部(64; 64，； 64"; 107)相對于心軸(63; 63，)傾斜，并且將體部(64; 64，; 64"; 107) 的運動傳遞給^:定位件(66)。
23. 按權利要求19、 21和22中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 心軸(63; 63，)的所述接合結構(70)包括至少一個繞心軸(63; 63，) 纏繞的凹槽(70)。
24. 按權利要求19和21 - 23中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 所述接合結構(70)包括形成于心軸(63; 63，)上的外螺紋。
25. 按權利要求19和21 -24中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 所述體部(64; 64，; 64"; 107)的所述互補接合結構(89; 115; 117)包 括至少一個突起(115; 117)或肋條。
26. 按權利要求19和21 - 25中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 所述體部(64; 64，; 64"; 107)的所述互補接合結構(89; 115; 117)包 括相對于心軸(63; 63，)的徑向相對設置的至少兩個突起(115; 117)或 兩個肋條。
27. 按權利要求19和21 - 26中任一項所述的定位裝置,其特征在于， 所述體部(64; 64，； 64"; 107)的所述互補備^結構(89; 115; 117)包 括至少一個螺紋(89)。
28. 按權利要求19和21 -27中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 所述體部(64; 64，; 64"; 107)的所述互補接合結構(89; 115; 117)包 括至少兩個平行的肋條或凹槽。
29. 按權利要求19和21 -28中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 心軸(63; 63，)的所述柃^結構(118)包括心軸(63; 63，)外表面上的 至少一個突起(118)或至少一個肋條。
30. 按權利要求19和21 -29中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 心軸(63; 63，)的接合結構(70; 118)包括相對于心軸(63; 63，)的徑 向相對設置的至少兩個突起(118)或肋條。
31. 按權利要求19和21 - 30中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 彈性連接件(65; 108)的至少一個區段靠置在被定位件(66)上，以在體 部(64; 64，; 64"; 107)上施加傾斜轉矩。
32. 按權利要求19和21-31所述的定位裝置，其特征在于，彈性連 接件(65; 108)連接于體部(64; 64，； 64"; 107)和被定位件(66)， 并且圍繞一與心軸(63; 63，)平行的軸線施加轉矩。
33. 按權利要求19和21 - 32中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 被定位件(66)包括彈性連接件(65; 108)與之接合的凹槽(96)，該凹 槽(96)優選地具有向外張開的側壁。
34. 按權利要求19和21 - 33中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 彈性連接件(65; 108)包括一L形臂(102; 108),該L形臂的自由端 與所述凹槽接合。
35. 按權利要求19和21 -34中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 彈性連接件(65; 108)與體部(64; 64，; 64"; 107) 一體地形成。
36. 按權利要求19和21 - 35中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 體部(64; 64，; 64"; 107)具有一孔(88)，該孔中設有體部(64; 64，; 64"; 107)的螺紋(89; 105)。
37. 按權利要求19和21 - 36中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 體部(64; 64，; 64"; 107)包括一塊件(97; 97，)和一設置于該塊件(97; 97，)中并具有用于接納心軸(63; 63，)的內螺紋(89; 105)的套筒(98; 103; 104)。
38. 按權利要求19和21 -37中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 體部(64; 64，； 64"; 107)中的螺紋(105)包括由一無螺紋區段(106) 隔開的兩個螺紋區段。
39. 按權利要求19和21 - 38中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 設有用于沿平行于心軸(63; 63，)的方向引導被定位件(66 )的引導件(67)， 該引導件(67)特別引導體部(64; 64，； 64"; 107)。
40. 按權利要求39所述的定位裝置，其特征在于，所述引導件(67) 阻止體部(64; 64，; 64"; 107)圍繞心軸(63; 63，)轉動。
41. 按權利要求39或40所述的定位裝置，其特征在于，所述引導件 (67)包括一桿，被定位件(66)包括一接納該桿的孔(91)。
42. 按權利要求40或41所述的定位裝置，其特征在于，體部(64; 64，; 64"; 107)包括一用于接納引導件(67)的凹座(99)。
43. 按權利要求19和21 -42中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 所述定位裝置還包括用于沿第一引導軸線引導被定位件(66)的第一區段(90)的第一引 導件(67);具有平行于第一引導軸線延伸的引導面(111)并用于引導被定位件 (66)的第二區段(94)的第二引導件(68);以及朝向第二引導件(68)的引導面(111)偏壓被定位件(66)的第二區 段(94 )的磁體裝置(109)。
44. 一種定位裝置，包括 被定位件(66);用于沿第一引導軸線引導被定位件(66)的第一區段(卯)的笫一引 導件(67);具有平行于第一引導軸線延伸的引導面(111)并用于引導被定位件 (66)的第二區段(94)的第二引導件(68);以及朝向第二引導件(68)的引導面(lll)偏壓,皮定位件(66)的第二區 段(94)的磁體裝置(109)。
45. 按權利要求20、 21、 43和44中任一項所述的定位裝置，其特征 在于，磁體裝置(109)生成一傾斜于引導面(111)的法線的偏壓力。
46. 按權利要求20、 21和43 - 45中任一項所述的定位裝置，其特征 在于，第一引導件(67) :te^皮定位件(66)的運動限制為沿第一引導軸線 的運動和圍繞第一引導軸線的樞轉運動。
47. 按權利要求20、 21和43-46中任一項所述的定位裝置，其特征 在于，第一引導件(67)包括一引導桿。
48. 按權利要求20、 21和43 - 47中任一項所述的定位裝置，其特征 在于，被定位件(66)包括一接納引導桿的引導孔(91)。
49. 按權利要求20、 21和43 - 48中任一項所述的定位裝置，其特征 在于，所述定位裝置還包括一安裝在被定位件(66)的第二區段(94)上 并且包括一在引導面(111)上滾動的外部部件的滾動軸承(95)。
50. 按權利要求20、 21和43-49中任一項所述的定位裝置，其特征 在于，磁體裝置(109)包括一固定在被定位件(66)上的磁體(109)。
51. 按權利要求20、 21和43-50中任一項所述的定位裝置，其特征 在于， 一軟磁或鐵磁銜鐵元件(110 )安^fe第二引導件(68)上，磁體裝 置(109)與該銜鐵元件(110)相互作用并將第二區段(94)拉向引導面(111)。
52. 按權利要求20、 21和43 - 50中任一項所述的定位裝置，其特征 在于，第二引導件用軟磁或鐵磁材料制成，磁體裝置與作為銜鐵元件的第 二引導件相互作用并將第二區段拉向引導面。
53. 按權利要求20、 21和43-52中任一項所述的定位裝置，其特征 在于，磁體裝置包括一相對于第二引導件固定安裝的縱向延伸的磁體，被 定位件包括一軟磁或鐵磁區段。
54. 按權利要求20、 21和43-53中任一項所述的定位裝置，其特征 在于，磁體裝置(109)生成一傾斜于連接被定位件(66)的第一區段(90) 和第二區段(94)的直線的力。
55. 按權利要求20、 21和43-54中任一項所述的定位裝置，其特征 在于，被定位件(66)為一透鏡保持器。
56. 光學儀器、特別是測量儀器，包括按上述權利要求中任一項所述 的定位裝置。
57. 按權利要求56所述的光學儀器，其特征在于，所述光學儀器包 括至少一個連接于定位裝置的透鏡(37)。
58. 按權利要求56或57所述的光學儀器，其特征在于，所述光學儀 器包括物鏡(36 )和聚焦透鏡(37),該聚焦透鏡(37)相對于物鏡(37) 布置為形成一對物體進行成像的光學系統，該光學系統連接于定位裝置， 從而可對通過該光學系統成像的物體進行聚焦。
59. 按權利要求56-58中任一項所述的光學儀器，其特征在于，所 述光學儀器為望遠鏡、特別是用在測量儀器中的望遠鏡。
60. 按權利要求56-58中任一項所述的光學儀器，其特征在于，所 述光學儀器為照相機、特別是用在測量儀器中的照相機。
61. 按權利要求59和60中任一項所述的光學儀器，其特征在于，所 述光學儀器包括可圍繞一垂直軸線轉動的照準儀、安裝在該照準儀上并可 圍繞一與該垂直軸線基本上正交的傾斜軸線傾斜的望遠鏡或照相機。
全文摘要
一種定位裝置，包括框架(60)；具有驅動軸的馬達(61)；具有第一端(71)和第二端(76)并且可相對于該框架(60)轉動的心軸(63)；將所述驅動軸彈性地連接到所述心軸(63)的所述第一端(71)、使得當馬達(61)的驅動軸轉動時心軸(63)也轉動的聯軸節(62)；以及將心軸(63)的第二端(76)和馬達(61)中的至少一個彈性地支承在框架(60)上的支承組件(72，74，75)。
文檔編號G01C15/00GK101099101SQ200580046518
公開日2008年1月2日 申請日期2005年1月12日 優先權日2005年1月12日
發明者M·諾瓦克, S·拉伯斯 申請人:特里伯耶拿有限公司
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