精確快速且節能的壓電超聲電動(dòng)機在全站儀中的應用
加入技術(shù)交流群
在地球地理測繪中，全站儀是最經(jīng)常使用的角度和經(jīng)緯度檢測儀器設備。Leica Geosystems公司是一家總部設在Ostschweiz市的高精度檢測儀器生產(chǎn)廠(chǎng)商，在德國的慕尼黑、柏林、Karlsruhe和Düsseldorf等地都設有自己的銷(xiāo)售代理商。這是一家擁有200多年地理測繪儀器生產(chǎn)經(jīng)驗的企業(yè)，時(shí)至今日還通過(guò)不斷地推出創(chuàng )新性的新產(chǎn)品而名揚四海。例如，自高精度的WILD T3型精密經(jīng)緯儀投放市場(chǎng)75年之后，其精度和可靠性仍然非常令人信服。這家瑞士公司以其最新的全站儀Leica TS30（圖1）向世人證明：他們的產(chǎn)品在地理測繪的精確性和可靠性方面又提升到了一個(gè)新的水平。
圖1 新型的地理測繪全站儀Leica TS30：代表更精確、高可靠性角度和距離檢測的最新水平。
在確立這一最新水平的過(guò)程中，其使用的驅動(dòng)技術(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用
新型Leica TS30型全站儀使用Leica精密棱鏡（GPH1P）時(shí)的角度檢測精度為0.5"（按ISO 17123-3標準），距離檢測精度為0.6mm＋1ppm（按ISO 17123-4標準），對任意自然地形地貌的檢測精度為2mm＋2ppm。除了檢測精度之外，新型全站儀精確的定位精度和極短的檢測時(shí)間也是用戶(hù)選擇這種地理測繪儀的一個(gè)重要指標。新型Leica TS30以其很高的回轉運動(dòng)加速度和速度，以及儀器和鏡頭精確的運動(dòng)方式而征服了用戶(hù)；而且也實(shí)現了準確的角度和距離檢測與最佳的自動(dòng)化相結合。全世界的地理測繪工程師們都對此贊嘆不已，而傳統的驅動(dòng)技術(shù)裝備是無(wú)法實(shí)現這一技術(shù)進(jìn)步的。
全站儀中能夠安裝驅動(dòng)電動(dòng)機的空間非常有限（圖2），但是全站儀的回轉速度至少要達到180/s，這一回轉速度是傳統全站儀回轉速度的4倍。只有采用新的驅動(dòng)技術(shù)，才能保障很高的回轉加速度和極短的定位時(shí)間。這里需要的是能夠滿(mǎn)足定位精度和可靠性要求、滿(mǎn)足野外環(huán)境氣候高要求，以及代表未來(lái)技術(shù)水平的替代解決方案。
圖2 從全站儀的剖視圖中可以清楚地看到：全站儀旋轉機構的安裝空間非常有限
壓電超聲電動(dòng)機產(chǎn)生的旋轉運動(dòng)
全站儀光學(xué)儀器的水平旋轉和垂直旋轉運動(dòng)，采用的都是壓電超聲驅動(dòng)原理的驅動(dòng)技術(shù)。這一技術(shù)使得人們實(shí)現了前所未有的高旋轉速度（超過(guò)了180/s）和高加速度（可達360/s2）。這種驅動(dòng)是具有制動(dòng)能力的驅動(dòng)，也就是說(shuō)，在沒(méi)有電流的情況下會(huì )產(chǎn)生很大的制動(dòng)力。另外，在旋轉時(shí)它幾乎是沒(méi)有聲音的，其工作環(huán)境的溫度在-20～50℃，并且免維護。在全站儀中使用的這種壓電超聲電動(dòng)機（牌號為Kastentext）是由Karlsruhe市的Physik Instrumente公司研發(fā)并生產(chǎn)的。這家企業(yè)在微米級和納米級定位技術(shù)領(lǐng)域中已經(jīng)有30多年的從業(yè)經(jīng)驗了，也是當今世界上技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)之一。圖3為使用壓電超聲電極的生物分選裝置和微電子顯微鏡，由于其非常小的安裝空間，使它們能夠方便地集成到現有的儀器設備之中。 紅外熱像儀相關(guān)文章:紅外熱像儀原理 經(jīng)緯儀相關(guān)文章:經(jīng)緯儀原理 熱像儀相關(guān)文章:熱像儀原理
評論