X射线衍射系统和方法

1.一种用于针对不同部件进行X射线衍射测量的组合式X射线衍射系统，所述X射线衍射系统包括：
底座；
多个组合式X射线光头，所述光头用于以可拆卸方式连接到所述底座；
普通的传动组件，所述组件连接到所述底座并在X射线衍射测量操作期间用于在弓形轨道上移动连接到所述底座上的光头；以及
适配器，所述适配器位于所述底座与所述X射线光头之间用于将所述光头连接到所述底座上或从所述底座上拆除所述光头，以允许操作人员选择将要用于特定的X射线衍射测量操作的光头。
2.如权利要求1所述的组合式X射线衍射系统，其特征在于，所述适配器包括与所述底座以及每个光头相连接的部分，同时所述部分具有预定的密接配置，所述底座与适配器部分是以可移动的方式在其一中容纳另一个的。
3.如权利要求1所述的组合式X射线衍射系统，其特征在于，所述适配器包括所述传动组件的输出转轴部分以及完全相同的轴孔，所述轴孔与每个光头相连并被配置成用来容纳插入其中的所述转轴部分。
4.如权利要求1所述的组合式X射线衍射系统，其特征在于，所述光头包括彼此间相互不同的预定运行特征以允许所述光头被选择性地连接到所述底座上，而被选中的光头可针对将要进行的特定的测量操作来使测量性能达到最佳。
5.如权利要求4所述的组合式X射线衍射系统，其特征在于，所述运行特征包括X射线光头功率、X射线波长、以及X射线光束形状。
6.如权利要求4所述的组合式X射线衍射系统，其特征在于，所述光头各自具有控制模块，所述底座具有与该底座相连接的控制器；以及
用于将所述模块与所述控制器相互连接的链接器，所述链接器可将所述光头的预定运行特征发送到所述控制器。
7.如权利要求1所述的组合式X射线衍射系统，其特征在于，所述多个X射线光头包括具有不同尺寸的光头以允许较小的光头用于需要接近被限制的空间这样的情形中。
8.如权利要求1所述的组合式X射线衍射系统，其特征在于，所述传动组件包括具有防齿隙游移装置的齿轮装置，所述齿轮装置用于在X射线衍射测量操作期间在所述弓形轨道上精确地移动所述光头。
9.如权利要求1所述的组合式X射线衍射系统，其特征在于，所述传动组件包括马达、由马达运行来驱动的传动转轴以及输出转轴，而所述适配器包括所述输出转轴的适配器末端部分、与每个光头相连接并用于将所述转轴末端部分容纳于其中的适配器轴孔；以及传动转轴齿轮和输出转轴齿轮，它们相互配合将动力从所述传动转轴传到所述输出转轴，这样，通过所述适配器并使用所述齿轮之一可在所述弓形轨道上移动所连接的光头，所述齿轮是拼合的并包括这样的齿轮部分，所述齿轮部分相对于彼此以转动方式被偏置从而使所述传动转轴齿轮和输出转轴齿轮的齿之间的间隙达到最小。
10.如权利要求1所述的组合式X射线衍射系统，其特征在于，所述光头包括X射线检测器、X射线发射器，以及
用于在至少两个位置之间移动所述检测器的检测器调节组件，所述至少两个位置与两个不同的X射线衍射测量技术相关联。
11.如权利要求1所述的组合式X射线衍射系统，其特征在于，所述多个组合式X射线光头包括微型光头，所述微型光头包括大约1.25英寸或更小的管罩以适合于受限制的空间。
12.如权利要求1所述的组合式X射线衍射系统，其特征在于，所述多个组合式X射线光头包括其管罩尺寸最小以便于尽可能接近受限空间的微型光头、X射线检测器、以及具有用于处理来自所述检测器的信号的电路的挠性基片，所述挠性基片被所述管罩覆盖，并使所述管罩基本上符合所述基片以使所述管罩的尺寸保持在最小值。
13.一种X射线衍射装置，它包括：
底座；
多个用于产生X射线的组合式伸长型X射线光头，所述光头以可拆卸方式连接到所述底座；
用于将X射线对准部件的光头的发射器，所述部件是将要进行X射线衍射测量的部件；
所述光头的检测器，用来检测所述发生衍射的X射线；以及
包括移动构件和传动装置的检测器调节组件，所述检测器安装到所述移动构件上，所述传动装置允许所述检测器被移动到不同的位置以适合于同所述X射线光头一起使用不同的X射线衍射测量技术。
14.如权利要求13所述的X射线衍射装置，其特征在于，所述X射线光头包括纵轴，而所述检测器调节组件允许所述检测器在两个位置之间移动，所述检测器在所述X射线光头轴的无论哪一侧横向地留有一定的间隔，这便是所述两个位置之一，所述检测器沿所述的轴排成一行便是所述两个位置中的另一个位置。
15.如权利要求13所述的X射线衍射装置，其特征在于，所述移动构件是旋转的移动构件，用于在所述不同的位置之间旋转。
16.如权利要求13所述的X射线衍射装置，其特征在于，所述检测器调节组件的传动装置是人工传动装置。
17.如权利要求16所述的X射线衍射装置，其特征在于，所述人工传动装置包括弹簧预载柱塞以及位于不同位置处的小孔，所述每个小孔都与所述检测器的不同位置之一相对应，当所述检测器对准所述小孔时所述柱塞被偏置到所述小孔中。

X射线衍射系统和方法 \n技术领域\n[0001] 本发明涉及通过使用X射线衍射技术来测量部件材料的强度相关特性的系统和方法，尤其涉及针对各种尺寸和配置的部件使用这种技术的系统和方法。 [0002] 发明背景 \n[0003] 在像金属或陶瓷材料这样的晶体基片中，使用X射线衍射技术来测量残余应力是公知的。一般说来，使用X射线衍射的含义就是使材料经受X射线的辐射，结果会检测到X射线衍射峰，该衍射峰可被解释为对强度相关特性的测量，即该部件材料的应力、残留奥氏体、硬度等，从而显示出该材料的疲劳程度。 \n[0004] 更具体地讲，本发明涉及使用悬臂式X射线测角器光头的光束裸露型X射线衍射装置，该光头具有纤维光学检测器且该检测器面向该光头的前端。相反，有些X射线衍射系统属于闭环类，意思是X射线光头位于环形支架上某一位置，检测器通常放置在该环形支架上X射线光头的对面，即检测器位于该环形支架上穿过光头位置的那条直径的另一端，而待测部件材料则插放在X射线光头和检测器之间。在这样的系统中，部件尺寸受限于X射线光头与检测器的这种方位排布，并且通常必须从待测部件上拿走取样管。使用光束裸露的方法，就不必使取样管从待测部件上分离出来，因为X射线光头与检测器已合并成一个整体。然而，目前光束裸露型X射线装置仍然具有下述的缺点。 \n[0005] 问题之一便是现在还没有这样的光束裸露型X射线装置，它能够对大量不同部件和/或不同材料或具有不同特性的材料进行上述诸多种类的测量，其中不同的特性可以是关于晶体结构等。通常，测角器光头或X射线管光头的尺寸与其运行功率有关。功率电平越高，为便于散热，X射线管的直径就越大。选择测角器光头的功率以产生足够的X射线流，以用于针对特定材料或材料特性的X射线衍射过程。 \n[0006] 使用用于测量的且直径较大的X射线光头所产生的问题在于，对于某些像导管这样的部件，期望测量的往往是该部件内部的材料。根据X射线衍射装置的光头的直径尺寸与该导管的内部直径的相对尺寸，在物理上或许就不可能使X射线光头适合伸到导管中并进行适当的测量。此外，有时部件表面是受限制的区域，比如在动叶片的根部航空转盘的圆角上可找到彼此面对面靠得很近的受限区域，在这种情形中，将会很难把X射线衍射装置设置成可以精确地把X射线对准想要测量的表面区域，并且当较大的X射线光头本身必须被操纵时该装置的结构通常是不实用的。因为目前光束裸露型X射线衍射部件所具有的X射线光头是特别制造成适合一种或多种待测材料的，所以为测量范围更广的具有不同材料或材料特性和/或具有不同配置的不同部件，通常必然需要许多不同尺寸和类型的X射线衍射部件，因此增加了设备成本。由此，需要这样的一种X射线衍射系统和方法，就不同类型的部件和部件几何形状而言，该系统和方法允许有更大的灵活性，并可以对不同类型的部件和部件几何形状进行精确的X射线衍射测量。 \n[0007] 使用该装置所产生的另一个问题在于所需的测量精度以及由此所产生的与在测量操作期间绕轴旋转或使管筒旋转的系统传动装置相关的问题。在X射线测量操作期间，通常管筒绕轴旋转以改变X射线发射器或准直器的位置以便通过采样技术获得更精确的测量，这与那种将管筒和准直器相对于待测部件固定住的执法正相反，其中X射线是从准直器中发出并朝着待测部件的。如上所述，管筒通常是悬臂式的并且通过马达传动沿着固定的弓形齿轨来回地绕轴旋转，该马达传动包括与管筒一起绕轴旋转的小齿轮。在另一个实施例中，马达绕齿轨旋转，而齿轨固定到管筒。在上述情形中，马达也是目前X射线衍射部件的悬臂式结构中的一部分。因此，目前的X射线衍射部件具有很重的悬臂重量，尤其那些具有较大X射线管筒的部件。因为所使用的X射线衍射技术依赖于区分在检测到的X射线衍射峰以及花纹中微小的差别，所以要求X射线光头精确地旋转于枢轴上。目前的传动装置会产生误差的原因有很多，比如传动带会伸缩的问题和/或齿隙游移问题等，齿隙游移是由于啮合的齿轮之间的间隙而发生在该啮合的齿轮之间的问题，像上述的齿轨和小齿轮装置就会产生齿隙游移问题。因此，需要这样的一种传动装置，它能使X射线光头精确地移动，从 而可以进行有效且精确的测量。 \n[0008] 各种部件尺寸和配置向标准X射线衍射测量技术提出了另一个问题，那就是，较\n2\n佳的测量技术d、v、sineψ不能够用来测量所有的部件配置。当使用该技术时，放置多个传感器使得它们保持在一个平面上，该平面与光头本身的角旋转所在平面相平行。因为X射线发射器、部件以及传感器之间有这样的几何关系，该技术是用来测量部件的强度相关特性的最精确方式。然而，该技术需要足够的空间以使光头来回地摆动而同时传感器并不\n2\n碰到待测部件本身。因此，便有这样的情形，其中必须使用一种被称为d、v、sineχ的测量\n2\n方法。当使用该技术时，传感器所处的位置是从d、v、sineψ配置为起点绕发射器的纵轴移动90度而来，使得该传感器大致对准或平行于该X射线管的纵轴。然后，在X射线衍射测量期间，光头像通常那样旋转。这种传感器配置允许用户在狭窄的地方进行测量，比如在\n2\n叶片的根部之间。然而，使用d、v、sineχ技术需要牺牲测量精度。目前，为了从一种技术改变成另一种技术，人们必须改变X射线衍射装置。因此，会需要一种能根据其使用的测量技术而灵活变化的X射线衍射装置。 \n发明内容\n[0009] 根据本发明的一个方面，提供了一种具有X射线光头或测角器光头的X射线衍射装置，这些光头是组合式的以允许它们彼此间相互替换从而使该装置达到最优化。这样，通过使用相同的X射线衍射装置底座配以不同的组合式光头，就可以对范围更广的部件尺寸及配置以及不同部件测量或测量特性进行测量而不需要不同的X射线衍射部件，这些光头都是根据将要进行测量的部件的操作要求来选择的。例如，如果待测部件包括像管道内表面这样的测量区域，这些区域很难或不可能通过使用标准的尺寸较大的X射线管来接近，则可使用较小的X射线光头来替代较大的光头并以可拆卸的方式连接到该装置，以用来进行X射线衍射测量。如果因待测部件材料和/或几何形状的原因而最好使用高功率X射线光头，则可将较大的X射线光头安装到该装置上以替换原来较小的光头。很明显，本发明不要求每个不同的光头各自带有不同的X射线衍射部件，那样会增大所承担的房屋使用面积及成本，相反，本发明允许单个底座部 件与不同的组合式X射线光头配合使用，从而允许这些光头彼此间可相互替换以使该装置的性能达到最优化。可以把可编程模块与每个光头关联起来以向底座部件控制器发送信息，该信息涉及特定光头的尺寸及其它操作、性能特性，这些可编程模块包括连接到该部件的X射线检测器系统，以使该部件能正常运行而不需要在每次更换光头时输入这些信息。 \n[0010] 每个组合式光头都具有X射线管、发射器/检测器部件、以及用于将光头连接到装置底座的转接器部分，尤其还具有联动转接器部分。光头转接器部分可以是通过底座转轴连接到底座转接器部分的轴孔，该转轴由传动齿轮组和马达来驱动以使X射线光头如本文进一步描述的那样移动。轴孔最好是圆锥形的，且转轴具有用于紧密连接到X射线光头轴孔中的圆锥形末端。为了完全将转轴固定到轴孔中，转轴可包括键槽而光头转接器可具有配对键，该键用来以可解除锁定的方式锁入该键槽以防止在转轴与以可拆卸方式连接到该转轴上的X射线光头之间会有相对地旋转。或者，键和键槽可以在转轴和轴孔上互换位置。 [0011] 每个X射线管光头都具有从管筒中悬挂出的发射器或准直器，该发射器或准直器通常垂直于该管筒纵轴以便将X射线往下对准待测部件。提供一个弓形支架，检测器位于该支架的某个末端，发射器准直器位于该弓形支架的中间，这便是这些发射器/检测器组件在目前的X射线管中的典型配置。因此，底座部件或马达的运行使输出转轴转接器旋转，输出转轴转接器转而使X射线管旋转，该X射线管通过它的轴孔转接器部分以可拆卸方式连接到部件转轴转接器。因此，光头转接器部分的旋转以及连接于其上的管筒的旋转使所载的准直器面向该管筒的前端从而沿预定的精确轨道移动，如此，X射线从X射线管光头中以不同的角度出射，对准到待测部件的某一区域。尽管X射线光头组件是从底座部件中向前伸出悬臂的，但是包括马达传动装置和输出转轴的传动装置都放置在底座部件中以使组合式X射线光头的悬臂重量达到最小，从而提高了光头移动的精度，作为对比，现有技术的X射线光头更重一些，它们的枢轴转动传动装置与光头结合在一起，像之前描述过的那样以悬臂方式向外延伸。 \n[0012] 在本发明的另一个方面，提供了一种包括防齿隙游移装置的改进型传动组件，从而在传动马达运行的作用下光头可以精确地移动。这种精确移动使更精确的X射线衍射测量得以实现。防齿隙游移装置最好使用连接到传动齿轮系的 拼合齿轮，并且更具体地讲，最好使用底座传动部件的转接器转轴组件。该齿轮从轴向可分开成这样的齿轮部分，其相应的齿相对于彼此对立地偏置。这样，拼合齿轮的齿面牢牢地咬合着马达传动轴齿轮的齿面，从而使两齿面间的任何松动的间隔和间隙基本上达到最小。或者，可在马达传动转轴上提供拼合齿轮，用于与输出转轴组件上的齿轮相啮合。 \n[0013] 与之前描述的现有技术的齿轨和小齿轮传动系统不同，拼合齿轮避免了齿隙游移，在现有技术的传动系统中，当X射线光头沿齿轨到达其前进的末端即齿轨的两个末端之一时，马达会改变方向从而发生了齿隙游移。齿轨和小齿轮系统在使用X射线光头进行的测量中引入了误差，该误差是由当马达改变方向时齿轮间的间隙导致的。作为对比，本发明的拼合齿轮使其齿面与马达的齿面牢牢地咬合，甚至是当马达改变方向并沿某个方向朝向其弓形的前进轨道末端的时候。因此，这种防齿隙游移装置避免了在现有技术的传动系统中由于齿轮齿之间的间隙而导致的误差。 \n[0014] 如上所述，这种X射线衍射装置的X射线光头的积木性使各种尺寸和/或配置的X射线光头用在同一个底座部件上。为了这个目标，该光头的尺寸范围可从比如直径大约四英寸的相对较大的光头，直到很小的光头或微型光头，其直径尺寸的量级大约在1.25英寸到3/8英寸。管筒上的观察窗通常被钎接到例如像不锈钢这样的管筒材料上并与准直器对准，这允许从管筒中产生的X射线通过。然而，在微型管筒中使用中间的铜焊材料所带来的问题在于，它增加了熔化的可能性，进而增加了污染管筒、从管筒中产生泄漏的可能性。因此，与微型管筒X射线光头一起使用的观察窗最好是通过电子束焊接到管筒材料上，以避免使用中间的铜焊材料。 \n[0015] 另一种适合于微型管筒的改装是挠性电路板的使用，该电路板接收来自检测器的信号并将该信号用于其处理过程。挠性电路板可符合微型管筒X射线光头的曲面，从而避免了该光头的直径显著增大。通常，对于现有技术较大的X射线管，检测器是通过光纤光学的缆线连接到处理器部件的，处理器部件被安装成面向X射线光头的背面或在X射线光头的上面，从而妨碍了那些较难测量的部件所需要的对光头的操纵。因此，在到达待测部件上难以接近的目标表面方面，在微型管筒上使用挠性电路板可维持其增强的适应性，该待测部件是要 用X射线衍射来进行测量的。 \n[0016] 在本发明的组合式X射线衍射装置所使用的组合式X射线光头组中有其它一些较大的光头，其另一个可实现的优势特征是能够使发射器/传感器组件相对于X射线光头移\n2 2\n动，如此，两个主要的精密技术d、v、sineψ和d、v、sine χ在需要使用时都是可用的。\n尽管本文中较佳的系统所提供的X射线光头的积木性允许不同的发射器/传感器配置被固定到不同的管筒上，依据要使用的那一种测量技术，这些管筒可很容易地被替换，但是，从便利性的观点看，最好在特定的管筒上移动发射器/传感器组件，以避免像上文所描述的不得不替换管筒。 \n[0017] 通常，发生器/传感器子组件包括一个弓形支架，传感器如上文的那样安装到该\n2\n支架上。当这些传感器的定位参数为d、v、sineψ时，无论在管筒纵轴的哪一侧，它们都与该管筒纵轴有所偏移，因此当对难以测量的部件表面形状进行测量时，这些传感器可用作\n2\n管筒移动的障碍。因此，通过允许移动传感器弓形支架使其定位参数变为d、v、sineχ，此时传感器沿管筒轴排成一行，X射线光头可以被更好的放置，因为弓形支架现在处于其入侵程度最小的定位中，虽然这会让人想到该精密技术在用于X射线衍射时还不够精确。 [0018] 在一种形式中，提供人工传动装置，该装置允许操作人员人工调节传感器的位置，使其在上述诸多配置之间。人工传动装置可以是被偏置到两个小孔之一中的插销，该小孔与期望的传感器配置相对应。该插销包括把手拉环以允许用户将插销从小孔中拉出，使得与其偏置状态相反，从而将传感器移动到另外的配置。将插销对准另外的小孔，松开拉环并将插销偏置到所对准的小孔以便将传感器固定在所选的配置中。因此，拉环人工传动装置可以有效、迅速地对传感器配置作出调节，从而使在大量不同的部件配置中使用较大的X射线光头时可以更灵活。 \n附图说明\n[0019] 图1是根据本发明的一个X射线衍射系统的透视图，该图示出了具有准直器和传感器的X射线光头，用于对固定在其下面的部件进行X射线衍射测量； \n[0020] 图2是图1所示的X射线衍射部件的分解透视图，该图示出了在马达底座 部件和组合式X射线光头之间的适配器，该适配器包括马达部件的输出适配器转轴部分； [0021] 图3-5是尺寸不同的组合式X射线光头的立面图，每个光头包括完全相同的用于与传动部件的输出转轴适配器部分配对的后插口适配器部分， \n[0022] 图6是图5的微型X射线光头的透视图，该图示出了该光头的固定传感器排列以及用于处理来自传感器的信号的挠性电路板； \n[0023] 图7是图6的X射线光头部分截面的侧视图，该图示出了光头的管筒内壁结构以及用虚线表示的目标阳极； \n[0024] 图8是沿图7的8-8线取来的前视图，该图示出了该管筒的入水口和出水口冷却端口； \n[0025] 图9是沿图7的9-9线取来的底面平面图，该图示出了在管筒底部形成的观察窗，该观察窗用于引导X射线穿过该窗； \n[0026] 图10是沿图1的10-10线取来的传动组件的平面图，该图示出了输出适配器转轴末端部分的马达和截头圆锥体的配置； \n[0027] 图11是沿图10的11-11线取来的传动组件的前视图，该图示出了用虚线表示的马达传动转轴以及与输出转轴相连接的防齿隙游移齿轮组件； \n[0028] 图12是沿图10的12-12线取来的横截面图，该图示出了马达传动转轴上的小齿轮，该小齿轮与防齿隙游移齿轮相啮合，防齿隙游移齿轮包括在输出转轴组件上的偏置型拼合齿轮； \n[0029] 图13是沿图12的13-13线取来的齿轮组件的正视图，该图示出了用于迫使拼合齿轮以一定角度彼此相对的偏置装置； \n[0030] 图14是拼合齿轮的横截面图，通过在每个拼合齿轮的各自的支柱之间连接上弹簧来使拼合齿轮相对于彼此被组装以及被偏置。 \n[0031] 图15是拼合齿轮构件的前视图，该图示出了该构件的表面之一上的狭缝和支柱； [0032] 图16是图15的拼合齿轮构件的侧视图； \n[0033] 图17是拼合齿轮构件中另外那个齿轮的前视图，示出了该构件表面上的支柱； [0034] 图18是图17的拼合齿轮构件的侧视图； \n[0035] 图19是在拼合齿轮构件的各个齿轮齿上偏置行为的效果示意图，该图示出了齿轮齿占据了在小齿轮上相邻齿轮齿之间的空隙； \n[0036] 图20是示出了使用本发明的组合式X射线光头装置进行X射线衍射测量的步骤的流程图； \n[0037] 图21是微型X射线光头的透视图，该图示出了用于该光头的可选的水歧管，并且\n2\n使传感器固定在参数为d、v、sineχ的定位中； \n[0038] 图22是包括检测器移动组件的管筒较大的X射线光头的侧视图，该图以实线示出\n2 2\n了传感器的定位参数d、v、sineψ，以虚线示出了传感器的定位参数d、v、sineχ； [0039] 图23是图22的光头和检测器移动组件的前视图，该图示出了人工拉环传动装置，该拉环用于以可松开的方式将旋转的移动构件固定到它的支架构件上； \n[0040] 图24是图22和23的光头和检测器移动组件的不完整底面平面图； [0041] 图25是与图24相似的底面平面图，该图示出了检测器被移动到d、v、sine2 χ方位上从而与X射线管轴排成一行； \n[0042] 图26是沿图24的26-26线取来的部分截面放大的侧视图，该图示出了拉环传动装置的弹簧装载柱塞构件，而后一起被在移动与支架构件中的对准小孔所容纳； [0043] 图27是沿图23的27-27线取来的部分截面的底部平面图，该图示出了支架构件\n2\n上的另一个小孔，当检测器被移动到d、v、sineχ方位时该小孔用于容纳柱塞； [0044] 图28是另一个组合式X射线光头组件的侧视图，该组件用于对小而浅的通透小孔中的表面进行X射线衍射测量；以及 \n[0045] 图29是图28的X射线光头组件的前视图，该图示出了用于X射线检测器的横向调节支架。 \n具体实施方式\n[0046] 先参照图1，在一个典型的实施例中描述了一个根据本发明的X射线衍射装置10，该装置10的结构包括组合式X射线测角器光头12，该光头12以可 拆卸的方式连接到底座部件14以便对各自部件进行X射线衍射测量，比如图示的齿轮16，它被下面的固定设备\n17严格地固定住。X射线光头可在多个不同的线性方向上移动，比如图示的垂直Z轴方向和横向Y轴方向。除了绕不同的枢轴旋转移动光头12或旋转移动光头以外，X轴也可以在前后方向上移动。普通的传动组件18(图10-12)移动X射线管光头组件12以及发射器或准直器20，在精确的轨道22中的发射器或准直器20从管罩12a中悬垂出来并位于管罩的前端，这样，当管筒在其精确的轨道22中前后摆动时X射线以多种不同的角度对准部件16上的区域，从而提供了若干不同的数据点，测量信息便可以从这些数据点中收集。底座部件\n14的支架台19可支撑连同固定设备17在一起的部件16以及传动组件18。 \n[0047] 为了允许不同的X射线发射管光头或光头组件(参考图3-5和28)被互换到底座部件14以被普通的传动组件18所驱动，如图2所示关于光头12，在每个光头与底座部件\n14之间提供适配器24。在较佳的图示形状中，适配器24包括与底座部件18相连接的输出转轴末端部分26以及与每个X射线光头相连接的插口部件28。明白地，适配器部分26和\n28可以在光头和底座部件上互换，尽管最好还是让转轴部分26位于支架14上，可使得组合式X射线光头组不具有用于其适配器部分28的小突出的部分。 \n[0048] 输出转轴适配器部分26和插口适配器部分28可具有圆锥形或截头圆锥体的配置，使得它们可以用锥形面彼此密合在一起，从而在使用适配器24的过程中能轻松地对准。通过操作传动组件18来产生输出转轴适配器部分26的旋转，从而在其精确的轨道22上移动管筒光头12。为了这个目的，在适配器24中，通过在适配器转轴26上形成沿轴向延伸出键突出物30，可提供键与键槽连接，当角度对准时，该突出物30正适合插口28中形成的轴向凹陷物31。这样，输出转轴适配器部分26以不可旋转的方式被容纳在插口28内以便将扭矩从传动组件18传递到管筒光头12，如此光头在其弓形轨道22中随马达运转而摆动。 \n[0049] 组合式X射线发生器光头组件的规定允许不同的光头被调整成适合于要进行X射线衍射测量的不同部件或材料的要求。现在预想可提供具有不同尺寸和配置的X射线光头，如图3-5以及图28所示，图3是较大的X射线光头12， 图4是中等的X射线光头32，图5是微型的光头34。同样，可提供特别专用的X射线光头200(图28)，该光头可以对非常特别的部件几何形状进行X射线衍射测量，这在下文中会更加全面地进行讨论。因此，本装置10允许单个底座部件14与若干不同的X射线光头一起使用，比如图示的光头组12、\n32、34和200。在本示例中，X射线光头12可用于需要较高功率的情形中，较高的功率产生X射线以对特殊部件材料进行材料，而较小的光头32和34可用于功率并非关键因素且需要接近困难的部件几何形状的情形中。特别地，使用微管筒34时，它可进入狭窄的空间中，比如要对其内表面进行X射线测量的管状部件的内表面。光头组件200特别用于对小的通透孔进行测量，这种孔相对较浅，可在航空转盘204中找到图示的螺栓孔202。 [0050] 除了尺寸以外，在其它若干方面也可以调节组合式光头。例如，X射线的波长也可被调节以适合于待测材料，这样是为了更好地匹配该材料的晶格结构。为了做到这一点，位于每个管筒光头的前部高压端的目标阳极36的材料是可以改变的。示例性的阳极材料可以包括铜、钴、钨、银、钼、锰、铁或钛。通过在各种X射线光头上提供不同的准直器20，可以调节光束形状以适合于待测的零件。例如，对于那些具有期望被测量到的长而窄的狭缝或孔的表面的零件，准直器20可被配置成产生较窄的X射线光束以避免测量误差。 [0051] 除了准直器以外，每个X射线光头还载有X射线检测器组件37，它包括X射线检测器或传感器38和40，38和40通常通过弓形X射线支架42被安装在准直器20的任一侧。\nX射线光头可使这些检测器38的位置相对于准直器20沿支架42或在随光头不同而尺寸也不同的支架42上变化，使得它们与光头所产生的X射线以及材料的响应相匹配，该材料便是使用该X射线光头进行X射线衍射测量的材料。支架42本身可以移动以用于不同的测量技术或调节不同的衍射角，比如下文中会进行描述的组件光头200中的衍射角。很明显，诸如X射线光头12、32、34和200这样的组合式X射线光头使装置10具有更大的调节灵活性，以适合于将要进行X射线操作的特定需求而不需要使用若干不同的X射线衍射部件。 [0052] 较佳的组合式X射线光头装置10的另一个特征是使用了电子控制系统，该系统包括与每个X射线光头12、32、34和200相连接的可编程模块43、与 底座部件14相连接的控制器44、以及电子链接部件46，46可将模块43连接到控制器44，同时所选的光头之一以可拆卸方式连接到部件14。如图2所示，电子链接部件46可包括与模块43相连的缆线48，该缆线48在其自由端具有插头适配器50，用于插入固定在底座部件14上的插口适配器52。\n在一个方面中，数据流向控制器44是不可以的，除非光头通过适配器24适当地连接到底座部件。为了这个目的，电子触点53a和53b可被安排在适配器部分26和28，当该部分适当地配对在一起时，26、28分别在电子通信中。这样，该触点也构成控制系统的电子连接部件\n46的一部分。如图20所示的流程图，如果成功地完成安装使得触点53a、53b处于电子通信中，则当插销适配器50被插入插口适配器52中时，控制器44识别出已经发生的那个适当安装并自动配置该系统以允许测量操作在光头已选定的情况下正常地进行。 [0053] 模块43可包括可编程存储器，所以可以用与特定X射线光头有关的信息来为模块\n43预编程，模块43与该光头一起被携带。例如，X射线光头可以被特别调节成适合测量特定类型的材料或材料特性，通过产生合适的X射线流量以及合适的X射线波长即可，该合适的X射线流量和波长是对待测部件进行衍射测量所必需的。因此，当X射线光头安装成功，控制器44会使信息或系统配置数据被发送到那里，比如与底座部件14相连的特定的X射线光头有关的信息、准直器20的大小、光头阳极36的材料类型、X射线管光头本身的尺寸、以及光头的额定功率。例如，关于前文中所讨论的三个尺寸不同的X射线光头12、32和34，每个光头具有与其尺寸相关的不同额定功率。因此，较大的X射线光头12的直径大约四英寸而额定功率为3000瓦，中等的X射线光头32的直径大约1.5英寸而额定功率为300瓦，微型X射线光头34的直径大约1.25英寸到3/8英寸而额定功率为200瓦或更小。此外，比如当有一些尺寸相同但目标阳极36不同的光头时，对特定尺寸的X射线管光头的功率要求是可以改变的。在每种情形中，通过在可编程模块42和控制器44之间的电适配器46，与底座部件14相连的特定的组合式X射线光头的额定功率被提供给控制系统。一旦这种信息被收到，控制器44根据光头的额定功率调节电源以启动X射线光头的运行。 [0054] 在X射线光头之间其它可以作为数据信息被发送到控制器44的变量包括 X射线光头的焦距以及X射线检测器系统37的诸多细节，比如检测器类型或检测器的数目、检测器宽度和检测器所提供的分辨率。此外，如果X射线光头使用固定的检测器配置，则与之相连的模块42可以被编程以表明将要由控制系统所使用的测量技术，这是由预定的固定的检测器配置所规定的。 \n[0055] 本文所揭示的较小的或微型管状X射线光头34可包括为其提供的可选的冷却系统。参照图6，典型的用于已知的X射线光头的冷却系统包括用来使诸如水或甘油基的液体等冷却液体流入流出的冷却管线56、58，冷却液体通过安装在光头前端或自由端62上的液体歧管60进入管罩54，歧管60的安装是由连接到自由端62的盖子构件63来完成的。如图所示关于微型光头34，冷却管线56和58向上延伸，然后沿管罩54的顶部向部件14延伸。就其深入到诸如管状部件内部这样的受限空间中的能力而言，这种配置显著地增加了管罩54的尺寸或直径。因此，针对微型光头34也描述了可选的冷却系统，其中冷却管线56和58没有沿管罩54的外部往回延伸，反而继续向前从X射线光头34穿过在管罩盖子63上形成的冷却管线端口63a和63b。这样，冷却管线56和58没有增加管罩54的有效直径，从而允许它深入到管状部件的内部而不会遭遇到当冷却管线56和58沿管罩外部时来自冷却管线56和58的冲突，该管状部件的内直径可能仅比微型管罩54的直径大一点。 [0056] 针对微型管筒34的另一个改装尤其在于挠性电路板64的使用，该电路板64包括印在其上并用于处理从检测器38和40中接收到的信号的电路66，检测器38、40分别位于准直器20的各一侧。在现有的X射线光头中，检测器所包括的缆线通常从检测器向上延伸到用于处理X射线信号的控制部件，该缆线限制了这些光头的可移动性以及它们可接近受限空间的能力。另一方面，这里使用了挠性印刷电路板64的同时，由于电路板64可被固定到管状外罩54的外表面上并面向它的末端62，同时还与检测器38和40非常接近而且基本上与其所覆盖的外罩54符合，所以只需要提供在检测器38和40之间延伸的长度非常短的纤维光学缆线68以及电路板64即可。这样，管罩54的有效直径只象征性地增加了薄印刷电路板64的厚度，随之而来的优点便是除去了现有系统中由于大而长的缆线从检测器38和40向上延伸到固定在X射线光头上方的处理部件而引起的障碍突起物。因此，使用了这种包括电路66并用于处理X 射线检测器信号的挠性电路板64之后，检测器缆线长度达到最小因为它只延伸到管罩54的外表面，其延伸距离即检测器38和40之间的距离，而检测器38和40分别安装在完整的弓形支架41的任一端上，电路板64固定在管罩54上。如图\n6所示，电路板64的构成材料要有足够的可弯曲性，以使它可以环绕管罩54的外部曲面，这样，当电路板被固定到管罩上时电路板可以与管罩直接接合。 \n[0057] 如图9所示，微型管筒光头34包括面向前端62的底部凹陷69，该凹陷69具有与准直器20对准的观察窗70，准直器20允许管筒34a中所产生的X射线的通过并通过目标阳极36引导X射线穿过准直器，但使管罩54内部保持真空。通常，这些观察窗通过中间的铜焊材料被钎接到管罩的材料上。但是，微型管罩54的内部体积很小且还要求高度真空，所以使用铜焊材料会有问题，比如铜焊材料的熔化会污染管罩54的内部，X射线流从管罩\n54中泄漏等问题。因此，较佳的微型管罩54所使用的观察窗是由像铍这样的材料通过电子束焊接将其连接到管罩54的不锈钢材料上的，所以没有使用中间的铜焊材料。在这点上，这种包括被电子束焊接上的观察窗70的微型X射线管光头34并不具有铜焊材料，因此避免了在现有X射线光头中使用铜焊观察窗所引起的污染和泄漏问题。 \n[0058] 下面参看图28和29，所示的光头组件200特别适合于对通透孔的内表面进行X射线衍射测量，这种通透孔比如可以是航空盘204中的扣件通透孔202。通过载重支持架206，X射线管200a的定位配置可以与之前描述的管筒12a、32a、34a不同。在这一点上，X射线管200a可以按y方向横向延伸，尤其是垂直于之前描述的X射线管12a、32a、34a的方向。 [0059] 载重支持架206可具有通常为U形的配置，开口向下面向部件，该部件是将要使用X射线管200a对其进行X射线衍射测量的部件，一起提供的还有一个上方支架，它通常在待测部件的上方并偏到一侧。更具体地讲，载重支持架206包括后垂直延伸部分208，该部分\n208包括面向其底部的插口适配器部分28。面对垂直部分208的上端，有一个向前延伸部分210，该部分210包括支持X射线管200a的挂钩212，X射线管200a在后方支持部分的前面并且在上方部分210的下面。 \n[0060] 通过调节槽214和相连的引导扣件，支架部分208、210和挂钩212包括在两者之间的可调支架，槽214和引导扣件允许管筒光头200a在z轴方向垂直地被调节以及在x方向前后地被调节。此外，光头组件207包括向上延伸的法兰盘218，法兰盘218具有从动件\n220，从动件220以可调节的方式被固定在挂钩212的弓形引导槽222中以便在复合的x和z轴角方向中按弓形调节光头207。作为载重支持架206所提供的可调节性的体现，准直器\n20的位置可被调节，以允许从其中发射出的X射线光束的角度相对于待测部件204而变化，特别地通透孔202使其轴202a在x轴方向延伸。这样，相对于通透孔202的配置和尺寸，可实现管筒200a和准直器20的最佳定位。 \n[0061] 相似地，探测器组件37可以以可调节的方式被载重支持架206支撑着，并且特别地是通过向前、向下延伸物224来实现的。如图所示，延伸物224与检测器组件37一起从上方支持部分210的前端向下凸出，检测器组件37包括弓形支架42，支架42以可调节的方式被固定在槽形滑动托架226上，从而将检测器放置在待测部件204的一侧，与管筒200a和准直器20放置的那一侧正相反。如图28和29所示，滑动托架226可允许检测器组件37的x、y、z方向的调节。这样，被固定到弓形支架42上的检测器38和40可调节其位置使之达到最佳，以检测来自通透孔202的内表面的衍射的X射线。此外，如图28所示，滑动托架\n226可允许该支架在轨道228中被调节角度。 \n[0062] 如前文所述，用于在X射线衍射测量操作期间使X射线光头在其弓形轨道22上摆动的传动组件18被集成到底座部件14中，而没有被集成到X射线光头组件中，并且传动部件18像现有X射线衍射系统那样从底座部件14中与光头一起向前悬垂。这样，与现有系统不同，无论就其速度还是就其精度而言，传动组件18的重量都不影响X射线衍射测量操作。如图所示，这种X射线光头传动组件18包括通过托架74被安装到底座部件14的马达\n72。马达72包括驱动转轴76，该转轴76将旋转动力发送到输出转轴组件77，组件77包括末端适配器部分26。如图12所示，在所示的且较佳的形式中，传动组件18包括螺纹齿轮传送传动装置78。传动转轴76横向延伸并且特别地垂直于输出转轴组件77，而螺纹齿轮传动装置78包括传动转轴76上的传动齿轮80以及输出转轴组件77上的传动齿轮82。在此处较佳的螺纹齿轮传动装置78中，传动齿 轮可以是螺纹传动齿轮80而传动齿轮可以是螺纹轮子82，这些齿轮80和82都各自包括螺旋状的齿轮齿80a和82a，以便彼此间啮合相互驱动。 \n[0063] 如图10-19所示，为使由齿隙游移所引起的测量误差达到最小，提供带有防齿隙游移装置84的上述螺纹齿轮78。更具体地是，螺纹轮子82是轴向拼合的，所以有两个环形齿轮部分86和88，通过至少一个且最好两个弹簧90和92，两部分86、88相对于彼此有角度地且可旋转地被偏置，这样，基本上所有时间甚至是当马达72反转时，齿轮齿82a也确实与齿轮齿80a正向接触，马达72的反转会出现在测量操作期间当X射线光头到达其弓形轨道22的末端的时候。如图14所示，通过在齿轮部分86的内部直径上形成的键槽96以及在转轴组件77的主转轴部分94上形成的轴向突出物98，齿轮部分86被键入输出转轴组件\n77的主转轴部分94以使其被固定从而便于其间的旋转。齿轮部分86包括弓形引导槽100和102(图15)，它们延伸穿过环形体104。一对有支架的凸起物或杆106和108从齿轮体\n104的表面104a轴向延伸。引导槽100和102形成于齿轮体104的径向相反的两个位置，彼此间隔大约180度。凸起物106和108也形成于齿轮体104的径向相反的两个位置，彼此间隔大约180度，而槽孔100、102与凸起物106和108分别间隔90度。 \n[0064] 齿轮部分88被安装在转轴部分94以便于自由旋转。如图14和16所示，齿轮部分86包括从表面104b轴向延伸的中心部分110，并且110包括槽缺口96。齿轮部分88也包括一对位于齿轮体116径向相反的两个位置处的有支架的凸起物或杆112和114，112和\n114表面116a沿轴向延伸。如图18所示，齿轮体116也包括中心部分118，118从齿轮体\n116的反面116b沿轴向延伸。如图14所示，改变中心部分118的内直径的大小以使其大小与中心部分110的外直径大约相同或比110的外直径稍大一点，所以当齿轮部件86和88组装在一起时，中心118可绕中心110旋转。组装后，偏置的齿轮部分86和88一起合作以构成用于传动组件18的防齿隙游移装置84。为了防齿隙游移装置84的组装，齿轮部分86和88互相沿轴向前进，使得各齿轮体表面104b和116a被接合在一起，其中杆112和114对准并插入引导槽100和102，而中心118套在中心110外面。如图11和13所示，随着杆\n112和114插入槽孔100和102，然后弹簧90和92被连接上，所以它们在齿轮部分86的杆\n106、108之一以及 齿轮部分88的杆112、114之一之间延伸。 \n[0065] 因此，如图19所示，较佳的和所示的防齿隙游移装置84包括螺纹轮齿轮82，它从轴向分成两个环形齿轮部分86、88，86、88有角度地或旋转地被预装载或相对于彼此被偏置，使得保持拼合齿轮82的轮齿82a与齿轮80的轮齿80a之间的确切的接触。换句话说，偏置齿轮部分86和88允许形成于其上的各自的传动齿86a和88a在马达72运行期间基本上总是与轮齿80a的传动表面接合，从而避免了由相互啮合的轮齿之间的空隙所引起的测量误差，这种情况可以在之前描述的用在光束裸露的X射线衍射系统中的现有齿轨和小齿轮传动系统中发现。弹簧90和92向拼合齿轮82的轮齿86a和88a提供偏置力，拼合齿轮82是放置在齿轮80的相邻轮齿80a之间的，所以在其间有角度偏移，该偏移允许它们与轮齿80a保持不变的传动接合，这样，在马达运行包括反转期间轮齿部分86a、88a之一与一个轮齿80a相接合而另一个共同运转的轮齿部分86a、88a则与下一个邻近的轮齿80a接合，尽管改变单个轮齿部分86a和88a的尺寸是为了在啮合时在邻近的轮齿80a之间提供间隔。 \n[0066] 参考图19，向拼合齿轮82提供的偏置力使轮齿86a及其传动表面300牢牢地与左轮齿80a及其端面传动表面302接合，而另一个共同运转的轮齿部分88a及其传动表面304牢牢地与右轮齿80a及其端面传动表面306接合。轮齿部分86a的表面308是在其传动表面300的对面并与右轮齿80a的传动表面306保持一定间隔。相似的是，轮齿部分88a的表面310在其传动表面304的对面并与左轮齿80a的传动表面302保持一定间隔。然而，如上所述，预载的拼合齿轮82能够占据这个在齿轮80的邻近轮齿之间用一个轮齿部分或另一个来留间隔的间隙，以此保持与它的持续传动接触。因此，在这里使用了防齿隙游移装置84，通常会在轮齿之间发现的间隙就被偏置的轮齿部分86a和88a占据。因此，较佳的传动组件18被包括在底座14中并带有防齿隙游移装置84，这使得关于光头和准直器20相对于待测部件16的位置的精确信息可以被知道。 \n[0067] 参看图16和18，轮齿部分86a和88a在轴向可以是相反的锥形或具有相反的特定断面形状，使得在组装时它们相互配合构成凹面120以适合于复合轮齿82a，该复合轮齿\n82a由共同运转的轮齿部分86a和88a形成。齿轮表面的凹形剖面120使其更好地符合螺纹齿轮80的轮齿剖面。这样，在啮合的齿轮 80和82的轮齿80a和82a之间有更好的接触表面，以充分利用螺纹齿轮传动78的承重能力。 \n[0068] 微型管筒34可使其检测器38和40如图6所示分别固定在管筒轴34b的任一侧或交替地，这样它们如图21所示沿管轴34b排成一行以提高管筒34在受限空间中的可移动性。显然，另外的X射线光头12和32也可以具有两个版本，所以使用特定的X射线管光头尺寸可进行两种测量技术。如上所述，当传感器38和40沿轴向排成一行，所使用的测量\n2\n技术d、v、sineχ减小了测量精度。 \n[0069] 现在参照图22-26，示出了检测器调节器或移动组件122，它允许用户在两个位置\n2\n之间移动纤维光学检测器38和40，那两个位置与期望被使用的测量技术d、v、sineψ或\n2\nd、v、sineχ相对应。检测器调节组件122提供了显著的灵活性，通过允许无论哪种测量技术是根据所采取的测量操作的需要来选用的而不需要像之前所要求的那样去改变X射线光头或利用不同的X射线衍射部件。因此，如果精度并不关键而且对于难以接近的空间的可接近能力更为重要，则探测器调节组件122可用来移动探测器38和40，使得如图25所\n2\n示它们沿管轴12a排成一行，这时所使用的是d、v、sineχ测量技术。在另一方面，当精度比光头的可移动性更重要时，探测器38和40可被移动到如图23和24所示的位置，它们分\n2\n别在管轴任一侧横向地被隔开，从图25的位置旋转大致90度以实现d、v、sineψ测量技术。 \n[0070] 因此，检测器调节组件122避免了针对两种测量技术分别提供不同的X射线光头的需要。尽管用微型光头34可以实现该组件，但是已经发现，为获得光头34减小尺寸后所导致的最大益处，最好提供它的两个版本，如图6和21所示，检测器弓形支架41固定到或管罩54上或与管罩54形成一体。 \n[0071] 检测器调节组件122可包括人工传动装置，比如形如拉环组件124，该组件124允许操作人员人工调节检测器组件37的位置。具体地讲，组件122包括形如转盘126的移动构件，该转盘126使检测器支架42固定到其上。转盘126可以被固定在相对于其上方圆盘支架构件128的两个不同位置中的一个选定的位置处，该两个位置与此处所讨论的两个X射线衍射测量技术相对应。为了这个目的，圆盘支架构件128包括一对小孔130和132，这\n2 2\n对小孔相隔90度 并分别与d、v、sineψ和d、v、sineχ测量技术相对应。 [0072] 转盘构件126携带拉环组件124的柱塞构件134。柱塞构件134被弹性地装入形成于圆盘构件126中的通透孔136中。通透孔136可与小孔130和132中的任一个对准以按期望的方式固定检测器系统37的位置。参看图26，通透孔136具有径向延伸的带缘内壁部分138，138大约延伸到底部孔。柱塞构件134具有径向扩大轴环端140，140的直径比圆盘支架构件128中的小孔130和132的直径要大。从柱塞轴环部分140向上延伸的是柱塞构件134的上方插销部分142，其尺寸符合小孔130和132。弹簧144在朝上的方向上偏置插销部分142，并当与之对准时插入小孔130和132之一。弹簧144包括绕柱塞构件134延伸的簧线，簧线末端固定在内壁部分138和轴环部分140。柱塞构件134向下延伸穿过由内壁部分138构成的孔，并将拉环146固定在它的较低的末端。 \n[0073] 如图23、24和27所示，插销部分142被偏置到小孔130中，使得检测器38和40被\n2\n分别放置在管轴的两侧并使用d、v、sineψ测量技术来进行X射线衍射测量操作。为了转换检测器系统37的配置，操作人员通过拉环146向下拉动柱塞构件124，使得插销部分142逆着弹簧144所提供的偏置力从小孔130中缩回，这时弹簧簧线在内壁部分138和柱塞轴环部分140之间被压缩。然后，操作人员旋转圆盘构件126，方向按照图27中的箭头所指的方向148，直到柱塞构件134对准小孔132。这时，操作人员松开拉环146，由弹簧144提供的偏置力迫使插销部分142进入支架构件128的小孔132，以将探测器系统的位置固定到\n2\nd、v、sineχ方向，同时检测器38和40沿X射线光头的管轴排成一行。 \n[0074] 详细地讲，每个X射线光头12、32和34都安装在载重支持架150上，150从X射线光头罩向后面延伸到其后端处的悬垂法兰盘支架部分152。后方法兰盘支架部分152包括插口适配器部分28，针对每个光头和它的载重支持架150，插口适配器部分28都被配置的完全一样，这其中包括针对光头200和它的之前描述过的载重支持架150。每个载重支持架\n150包括向前延伸的悬垂支持部分154，154在其上携带光头12、32和34，使得它们各自的纵轴12b、32b和34b通常沿x轴方向前后延伸，偏离插口轴28a并在其上方留有间隔。这样，普通传动组件18的运转使光头12、32和34以及它们的准直器20横向穿过或 掠过弓形轨道22，弓形轨道22以每个光头的插口适配器28的偏斜轴28a为中心。类似地，插口轴\n28a通常会偏离光头组件200的管筒200a，使得传动组件18的运转引起它的准直器20横穿弓形轨道22。同时，每次转轴适配器部分26和插口适配器部分28之一被连接到底座部件14时，它们会配合将每个光头对准到相同的预定位置中。因此，当光头12、32、34和200中任一个以可拆卸的方式连接到底座部件14时，转轴适配器轴26a会与插口轴28a对准，以在这里一致且可重复地放置组合式X射线光头。 \n[0075] 继续参看图3-5，用于较小光头32和34的载重支持架150就其向前的悬臂部分\n154而言可以是完全相同的，而用于较大的X射线光头12的载重支持架150则可以被修改以便为较重的光头12提供更有力的支持。如图1-3所示，向前延伸部分154可具有支架配置，该支架配置包括从底面向上延伸环绕该较大的X射线光头12后背部分之一的弓形侧面部分156和158，使得底面和侧面提供对光头12的支持。如图3所示，角撑板160可在载重支持架150的后端部分与悬垂法兰盘部分152之间提供加固。作为对比，尺寸较小重量较轻的光头32和34基本上避免了对其载重支持架150提供强力支持的需要。如图所示，中等尺寸的光头32被载在载物部分154的前端部分162。如图5所示，重量极轻的微型光头\n34允许它被固定成符合载物部分154，所以其后端164以基本上面对面的关系被固定到载重支持架150的前端166。微型光头34的对准支架也提高了其可移动性，因为向前的支持部分154基本上和微型光头的管状外罩54具有相同的直径。 \n[0076] 下面参看图2、10和12，可以看到螺纹齿轮传动78被装在环形外壳168中。外壳\n168包括前、后内表面部分170和172，它们分别被扩孔以便容纳像球形轴承174和176这样的高精度轴承。使用从前内壁部分170向前突出的锥形适配器部分26，转轴组件77通过轴承174和176被用作旋转的轴颈。也可提供绕转轴组件77的轴衬177，特别地为主转轴部分94提供轴承支持。径向放大的前、后法兰盘178和180配合紧紧地抓住转轴组件77，用于分别与轴承174和176一起旋转。如图12所示，后法兰盘180可形成于后盖构件182上，针对输出转轴组件，后盖构件182被锁在主转轴94的后端。马达外壳168可被固定到其后端的y轴载物部分184或与184集成到一起，y轴载物部分184 通过楔形榫头被安装到z轴载物部分186，186可沿底座部件支架19的垂直架子188垂直地上下滑动。 [0077] 尽管已示出并描述了本发明的诸多特定实施例，但是应该理解，对于本领域的技术人员而言，可以进行大量的变化和修改，而本发明旨在覆盖所有那些落在本发明的精神和范围在内的变化和修改。