專利名稱：坐標(biāo)測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，并且特別地涉及便攜式關(guān)節(jié)坐標(biāo)臂測(cè)量機(jī)，其具有用于保持和存放關(guān)節(jié)臂的探針端的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在零件的制造或生產(chǎn)(例如加工)的各個(gè)階段期間，在需要快速且精確地檢驗(yàn)零件的尺寸的零件制造或生產(chǎn)過程中廣泛地使用便攜式關(guān)節(jié)臂坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(AACMMs)。與已知靜止的或固定的、高成本并且相對(duì)難以使用的測(cè)量裝置相比，便攜式AACMMs表現(xiàn)出巨大的改進(jìn)，特別是，在用于執(zhí)行相對(duì)復(fù)雜的零件的尺寸測(cè)量方面所花費(fèi)的時(shí)間的量。通常，便攜式AACMM的使用者沿待被測(cè)量的零件或物體的表面簡(jiǎn)單地引導(dǎo)探針。隨后記錄測(cè)量數(shù)據(jù)并且向使用者提供該數(shù)據(jù)。在一些情況下，以可視化的形式向使用者提供數(shù)據(jù)，例如，計(jì)算機(jī)屏幕上的三維(3-D)形式。在其它情況下，以數(shù)字的形式向使用者提供數(shù)據(jù)，例如，當(dāng)測(cè)量孔的直徑時(shí)，文本“Diameter = I. 0034”顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No. 5，402，582 ( ‘582)中公開了現(xiàn)有技術(shù)的便攜式關(guān)節(jié)臂CMM的示例，其被整體結(jié)合在此，作為參考。該‘582專利公開了 3-D測(cè)量系統(tǒng)，其由手動(dòng)操作的關(guān)節(jié)臂CMM構(gòu)成，該手動(dòng)操作的關(guān)節(jié)臂CMM在一端具有支承基部并且在另一端具有測(cè)量探針。共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No. 5，611，147(‘147)公開了類似的關(guān)節(jié)臂CMM，該專利被整體結(jié)合在此，作為參考。在‘147專利中，關(guān)節(jié)臂CMM包括許多特征，這些特征包括在探針端的附加旋轉(zhuǎn)軸線，由此為臂提供了 2-2-2或2-2-3軸線配置(后一情況為七軸線臂)。通常，允許臂的探針端圍繞兩條或三條軸線自由地旋轉(zhuǎn)，以避免在使用期間損壞探針，但是，例如在裝運(yùn)或者存放期間必須小心。通常，在裝運(yùn)期間可以使用例如具有鉤環(huán)緊固件的條帶，來使探針端靠著鄰近的臂區(qū)段保持。應(yīng)當(dāng)理解，盡管為了裝運(yùn)目的條帶是方便的，但在操作過程中不期望使用條帶，因?yàn)閾u晃的條帶端部可能妨礙臂或探針的使用。因此，盡管現(xiàn)有的AACMMs適合于它們預(yù)定的目的，但是仍需要改進(jìn)，特別是，在裝運(yùn)或者不使用關(guān)節(jié)臂時(shí)在探針的固定方面的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于測(cè)量空間中的物體的坐標(biāo)的便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(AACMM)。AACMM包括可人工定位的關(guān)節(jié)臂，所述臂具有相對(duì)的第一端和第二端，所述臂包括多個(gè)連接的臂區(qū)段，所述多個(gè)連接的臂區(qū)段包括鄰近所述第一端的臂區(qū)段，每個(gè)臂區(qū)段包括用于產(chǎn)生位置信號(hào)的至少一個(gè)位置轉(zhuǎn)換器。附接于AACMM的第一端的測(cè)量裝置。被構(gòu)造用于接收來自所述轉(zhuǎn)換器的位置信號(hào)并且提供與所述測(cè)量裝置的位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)的電路。探針端，探針端設(shè)置在所述測(cè)量裝置和所述第一端之間，所述探針端旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于所述第一端并且能夠在第一位置和第二位置之間移動(dòng)。磁性構(gòu)件，當(dāng)處于所述第二位置時(shí)，所述磁性構(gòu)件將所述探針端聯(lián)接于鄰近所述第一端的所述臂區(qū)段。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于測(cè)量空間中的物體的坐標(biāo)的AACMM。該AACMM包括基部。提供具有相對(duì)的第一端和第二端的人工定位的關(guān)節(jié)臂。第二端旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于基部，該臂包括多個(gè)連接的臂區(qū)段，該多個(gè)連接的臂區(qū)段包括鄰近第一端的臂區(qū)段，每個(gè)臂區(qū)段包括用于產(chǎn)生位置信號(hào)的至少一個(gè)位置轉(zhuǎn)換器。測(cè)量裝置附接于AACMM的第一端。電子電路被構(gòu)造用于接收來自轉(zhuǎn)換器的位置信號(hào)并且提供與測(cè)量裝置的位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。探針端設(shè)置在測(cè)量裝置和第一端之間，探針端旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于第一端，探針端具有第一構(gòu)件，探針端能夠在第一位置和第二位置之間移動(dòng)。磁性構(gòu)件可操作地聯(lián)接于鄰近第一端的臂區(qū)段，當(dāng)探針端處于第二位置時(shí)，磁性構(gòu)件定位成與第一構(gòu)件配合，以將探針端磁力地聯(lián)接于鄰近第一端的臂區(qū)段。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了用于測(cè)量空間中的物體的坐標(biāo)的另一 AACMM。AACMM包括具有相對(duì)的第一端和第二端的人工定位的關(guān)節(jié)臂。臂的第二端旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于基部，該臂包括多個(gè)連接的臂區(qū)段，該多個(gè)連接的臂區(qū)段包括鄰近第一端的臂區(qū)段，每個(gè)臂區(qū)段包括用于產(chǎn)生位置信號(hào)的至少一個(gè)位置轉(zhuǎn)換器。測(cè)量裝置附接于AACMM的第一端。電子電路被構(gòu)造用于接收來自轉(zhuǎn)換器的位置信號(hào)并且提供與測(cè)量裝置的位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。具有第一開口的支架定尺寸成容納鄰近第一端的臂區(qū)段，該支架可移除地聯(lián)接于鄰近第一端部的臂區(qū)段。磁性構(gòu)件可操作地聯(lián)接于支架。探針端聯(lián)接成能夠圍繞至少兩條軸線旋轉(zhuǎn)至第一端，探針端可以在操作位置和存放位置之間移動(dòng)。第一含鐵構(gòu)件可操作地聯(lián)接于探針端。從下面結(jié)合附圖的說明中，這些以及其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更加明顯。


在說明書后面的權(quán)利要求中特別指出且清楚地要求了被視作本發(fā)明的主題。從下列結(jié)合附圖的詳細(xì)說明中，本發(fā)明的前述和其它特征以及優(yōu)點(diǎn)較明顯，其中圖1，包括圖IA和1B，是便攜式關(guān)節(jié)臂坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(AACMM)的立體圖，其內(nèi)具有本發(fā)明的各個(gè)方面的實(shí)施方式；圖2，包括圖2A-2D —起，是根據(jù)實(shí)施方式的用作圖I的AACMM的一部分的電子設(shè)備的框圖；圖3，包括圖3A和3B—起，是根據(jù)實(shí)施方式的描述圖2的電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的詳細(xì)特征的框圖；圖4是圖I的AACMM的探針端的放大立體圖；圖5是圖4的AACMM的探針端的立體圖；圖6是圖5的探針端的俯視圖；圖7是與圖4的AACMM —起使用的探針端保持器的俯視圖；圖8是圖7的探針端保持器的立體圖的示意；以及圖9是聯(lián)接到探針端保持器的探針端的局部剖視俯視圖。詳細(xì)的說明將參照附圖以示例的方式解釋本發(fā)明的實(shí)施方式連同優(yōu)點(diǎn)和特征。
具體實(shí)施例方式AACMMs的操作者對(duì)AACMM的探針端和探針端頭特別小心，以避免損壞或改變AACMM的檢驗(yàn)。本發(fā)明的實(shí)施方式包括如下優(yōu)點(diǎn)結(jié)合保持裝置，該保持裝置將AACMM的探針端緊固于臂區(qū)段，使得探針端在不使用時(shí)、在設(shè)備之間被移動(dòng)時(shí)或者在裝運(yùn)期間不能自由地移動(dòng)。本發(fā)明的實(shí)施方式還包括如下優(yōu)點(diǎn)允許利用保持裝置快速且容易地緊固探針端，該保持裝置不妨礙AACMM的操作。圖IA和IB以立體圖示意了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的便攜式關(guān)節(jié)臂坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(AACMM) 100，關(guān)節(jié)臂是坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的一種類型。如圖IA和IB中所示，示例性AACMM100可包括六或七軸線關(guān)節(jié)聯(lián)接的測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置具有測(cè)量探針外殼102，該測(cè)量探針外殼102在一端聯(lián)接于AACMM 100的臂部104。臂部104包括第一臂區(qū)段106，該第一臂區(qū)段106通過第一組軸承盒110(例如，兩個(gè)軸承盒)聯(lián)接于第二臂區(qū)段108。第二組軸 承盒112(例如，兩個(gè)軸承盒)將第二臂區(qū)段108聯(lián)接于測(cè)量探針外殼102。第三組軸承盒114 (例如，三個(gè)軸承盒)將第一臂區(qū)段106聯(lián)接于定位在AACMM 100的臂部104的另一端處的基部116。每一組軸承盒110、112、114提供了關(guān)節(jié)式運(yùn)動(dòng)的多條軸線。而且，測(cè)量探針外殼102可包括AACMM 100的第七軸線部的軸(例如，包括編碼器系統(tǒng)的盒，該編碼器系統(tǒng)判定測(cè)量裝置，例如，探針118在AACMM 100的第七軸線上的運(yùn)動(dòng))。在AACMM 100的使用中，基部116通常固定于工作表面。在每個(gè)軸承盒組110、112、114內(nèi)的每個(gè)軸承盒通常包含編碼器系統(tǒng)(例如，光學(xué)角度編碼器系統(tǒng))。編碼器系統(tǒng)(例如，轉(zhuǎn)換器)提供相應(yīng)臂區(qū)段106、108的位置的表示并且相對(duì)應(yīng)的軸承盒組110、112、114 一起提供探針118相對(duì)于基部116的位置的表示(并且，因此，由AACMM 100測(cè)量的物體在某一參考坐標(biāo)系內(nèi)，例如，局部或整體坐標(biāo)系內(nèi)的位置)。臂區(qū)段106、108可由適合的剛性材料制成，例如，但是不限于碳復(fù)合材料。具有六或七軸線的關(guān)節(jié)式運(yùn)動(dòng)(即，自由度)的便攜式AACMM 100提供了如下優(yōu)點(diǎn)允許操作者將探針118定位在關(guān)于基部116的360°區(qū)域內(nèi)的期望位置，同時(shí)提供操作者易于處理的臂部104。然而，應(yīng)當(dāng)理解，臂部104具有兩個(gè)臂區(qū)段106、108的圖示是為了示例的目的，所要求的本發(fā)明不應(yīng)限于此。AACMM 100可具有由軸承盒聯(lián)接在一起的任意數(shù)量的臂區(qū)段(并且，因此，多于或者少于六或七軸線關(guān)節(jié)式運(yùn)動(dòng)或自由度)。探針118可拆卸地安裝于測(cè)量探針外殼102，測(cè)量探針外殼102連接于軸承盒組112。柄126可通過例如快速連接接口相對(duì)于測(cè)量探針外殼102可移除。柄126可由其它設(shè)備代替(例如，激光線探針，條形碼讀出器)，由此提供如下優(yōu)點(diǎn)允許操作者利用同一AACMM 100，使用不同的測(cè)量裝置。在示例性實(shí)施方式中，探針外殼102容納可移除的探針118，該可移除的探針118是接觸式測(cè)量裝置并且可具有物理地接觸待測(cè)量的物體的不同端頭118，包括，但是不限于球式、觸敏式、彎曲式及延伸式探針。在其它實(shí)施方式中，例如由激光線探針(LLP)的非接觸式設(shè)備執(zhí)行測(cè)量。在實(shí)施方式中，使用快速連接接口由LLP取代柄126。其它類型的測(cè)量裝置可取代可移除的柄126，以提供附加的功能。這種測(cè)量裝置的示例包括但不限于例如，一或更多個(gè)照明燈、溫度傳感器、熱掃描儀、條形碼掃描儀、投影儀、涂料噴射器、攝影機(jī)(camera)等等。如圖IA和IB中所示，AACMM 100包括可移除的柄126，其提供如下優(yōu)點(diǎn)允許改變附件或功能而不用將測(cè)量探針外殼102從軸承盒組112上移除。如下面關(guān)于圖2詳細(xì)討論的，可移除的柄126還可以包括電連接器，該電連接器允許柄126與位于探針端的相對(duì)應(yīng)的電子設(shè)備進(jìn)行電功率和數(shù)據(jù)的交換。在各種實(shí)施方式中，每個(gè)組的軸承盒110、112、114允許AACMM100的臂部104圍繞多條旋轉(zhuǎn)軸線運(yùn)動(dòng)。如所提及的，每個(gè)軸承盒組110、112、114包括對(duì)應(yīng)的編碼器系統(tǒng)，例如，諸如光學(xué)角度編碼器之類，該對(duì)應(yīng)的編碼器系統(tǒng)均與例如臂區(qū)段106、108的對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸線共軸布置。光學(xué)編碼器系統(tǒng)檢測(cè)例如臂區(qū)段106、108中的每一個(gè)的圍繞對(duì)應(yīng)的軸線的旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動(dòng))或者橫向(鉸接)運(yùn)動(dòng)并且將信號(hào)傳輸至AACMM100內(nèi)的電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，如下文中較詳細(xì)地描述的。每個(gè)單獨(dú)的原始編碼器計(jì)數(shù)作為信號(hào)被單獨(dú)地發(fā)送至電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，在電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，其被進(jìn)一步處理成為測(cè)量數(shù)據(jù)。如共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No. 5，402,582( ‘582)中所公開的，不需要與AACMM 100本身分開的位置計(jì)算器(例如，串行盒(serial box))?；?16可包括附接裝置或安裝裝置120。安裝裝置120允許AACMM 100可移除地安裝于期望的位置，例如，檢驗(yàn)臺(tái)、加工中心、壁或地面。在一個(gè)實(shí)施方式中，基部116包括柄部122，在AACMM 100被移動(dòng)時(shí)，該柄部122為操作者提供用于保持基部116的方便位置。在一個(gè)實(shí)施方式中，基部116還包括可移除的蓋部124，該蓋部124向下折疊以露出用戶接口，例如，顯示屏。根據(jù)實(shí)施方式，便攜式AACMM 100的基部116包括或容納電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，該電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括兩個(gè)主要部件基部處理系統(tǒng)，該基部處理系統(tǒng)處理來自AACMM 100內(nèi)的各個(gè)編碼器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)以及表示其它臂參數(shù)的數(shù)據(jù)，以支持三維(3-D)位置計(jì)算；以及用戶接口處理系統(tǒng)，該用戶接口處理系統(tǒng)包括機(jī)載操作系統(tǒng)、觸摸屏顯示器以及駐留應(yīng)用軟件，該駐留應(yīng)用軟件在無需連接到外部計(jì)算機(jī)的情況下允許在AACMM100內(nèi)實(shí)現(xiàn)相對(duì)完整的計(jì)量功能?；?16中的電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可與編碼器系統(tǒng)、傳感器以及離開基部116定位的其它外圍硬件(例如，能夠安裝至AACMM 100上的可移除柄126的LLP)通信。支持這些外圍硬件設(shè)備的電子設(shè)備或特征可定位在位于便攜式AACMM 100內(nèi)的軸承盒組110、112、114中的每一個(gè)內(nèi)。圖2是根據(jù)實(shí)施方式的用在AACMM 100中的電子設(shè)備的框圖。圖2中所示的實(shí)施方式包括電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)210，該電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)210包括用于實(shí)現(xiàn)基部處理系統(tǒng)的基部處理器板204、用戶接口板202、用于提供功率的基部功率板206、藍(lán)牙模塊232和基部?jī)A斜板208。用戶接口板202包括用于執(zhí)行應(yīng)用軟件以執(zhí)行用戶接口、顯示和此處描述的其它功能的計(jì)算機(jī)處理器。如圖2中所示，電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)210經(jīng)由一或者更多條臂總線218與前述的多個(gè)編碼器系統(tǒng)通信。在圖2中所描述的實(shí)施方式中，每個(gè)編碼器系統(tǒng)產(chǎn)生編碼器數(shù)據(jù)并且包括編碼器臂總線接口 214、編碼器數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 216、編碼器讀頭接口 234和溫度傳感器212。諸如應(yīng)變傳感器的其它設(shè)備可附接于臂總線218。圖2中還示出了與臂總線218通信的探針端電子設(shè)備230。探針端電子設(shè)備230包括探針端DSP 228、溫度傳感器212、經(jīng)由實(shí)施方式中的快速連接接口與柄126或LLP 242連接的柄/LLP接口總線240、以及探針接口 226?？焖龠B接接口允許通過柄126訪問數(shù)據(jù)總線、控制線和由LLP 242使用的電源總線以及其它附件。在實(shí)施方式中，探針端電子設(shè)備、230定位在AACMM 100上的測(cè)量探針外殼102中。在實(shí)施方式中，柄126可從快速連接接口移除并且可由激光線探針(LLP) 242執(zhí)行測(cè)量，該激光線探針(LLP)242經(jīng)由柄/LLP接口總線240與AACMM 100的探針端電子設(shè)備230通信。在實(shí)施方式中，電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)210定位在AACMM 100的基部116中，探針端電子設(shè)備230定位在AACMM 100的測(cè)量探針外殼102中，并且編碼器系統(tǒng)定位在軸承盒對(duì)110、112、114中。探針接口 226可通過任何適合的通信協(xié)議與探針端DSP 228連接，該通信協(xié)議包括來自Maxim Integrated Products Inc.
(馬克西姆集成產(chǎn)品有限公司)的商業(yè)上可獲得的產(chǎn)品，其具體為商標(biāo)I-wire的通信協(xié)議236。圖3是描述根據(jù)實(shí)施方式的AACMM 100的電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)210的詳細(xì)特征的框圖。在實(shí)施方式中，電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)210定位在AACMM 100的基部116中并且包括基部處理器板204、用戶接口板202、基部電源板206、藍(lán)牙模塊232和基部?jī)A斜模塊208。在圖3所示的實(shí)施方式中，基部處理器板204包括此處所圖示的各種功能塊。例如，基部處理器功能302被用于支持來自AACMM 100的測(cè)量數(shù)據(jù)的收集并且經(jīng)由臂總線218和總線控制模塊功能308接收原始臂數(shù)據(jù)(例如，編碼器系統(tǒng)數(shù)據(jù))。存儲(chǔ)器功能304存儲(chǔ)程序和靜態(tài)臂配置數(shù)據(jù)。基部處理器板204還包括用于與諸如LLP242之類的任何外部硬件設(shè)備或附件通信的外部硬件選項(xiàng)端口功能310。實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)和日志306、電池組接口(IF) 316以及診斷端口 318也包括在圖3中所描述的基部處理器板204的實(shí)施方式中的功能中?；刻幚砥靼?04還管理與外部(主機(jī))和內(nèi)部(顯示處理器202)設(shè)備通信的所有有線和無線數(shù)據(jù)?；刻幚砥靼?04具有經(jīng)由以太功能(Ethernet function) 320 (例如，使用時(shí)鐘同步標(biāo)準(zhǔn)，諸如美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE) 1588)與以太網(wǎng)(Ethernetnetwork),經(jīng)由局域網(wǎng)功能(LAN function) 322與無線局域網(wǎng)(WLAN)以及經(jīng)由并行-串行通信(PSC)功能314與藍(lán)牙模塊232通信的能力?；刻幚砥靼?04還包括到通用串行總線(USB)設(shè)備312的連接?；刻幚砥靼?04傳輸并且收集原始測(cè)量數(shù)據(jù)(例如，編碼器系統(tǒng)計(jì)數(shù)、溫度讀數(shù))，以便在無需任何預(yù)處理的情況下處理成測(cè)量數(shù)據(jù)，例如前述‘582專利的串行盒中所公開的?；刻幚砥?04將處理的數(shù)據(jù)經(jīng)由RS485接口(IF) 326發(fā)送至用戶接口板202上的顯示處理器328。在實(shí)施方式中，基部處理器204還將原始測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送至外部計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3中的用戶接口板202，通過基部處理器接收的角度和位置數(shù)據(jù)由在顯示處理器328上執(zhí)行的應(yīng)用程序來使用，以提供AACMM 100內(nèi)的獨(dú)立計(jì)量系統(tǒng)。可以在顯示處理器328上執(zhí)行應(yīng)用程序以支持例如，但不限于，如下功能特征的測(cè)量、引導(dǎo)和訓(xùn)練繪圖、遠(yuǎn)程診斷、溫度校正、各個(gè)操作特征的控制、到各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連接、測(cè)量物體的顯示。連同顯示處理器328和液晶顯示器(IXD) 338 (例如，觸摸屏LCD)用戶接口一起，用戶接口板202包括幾個(gè)接口選項(xiàng)，該幾個(gè)接口選項(xiàng)包括安全數(shù)字(SD)卡接口 330、存儲(chǔ)器332、USB主機(jī)接口 334、診斷端口 336、攝影機(jī)端口 340、音頻/視頻接口 342、撥號(hào)/單元調(diào)制解調(diào)器344和全球定位系統(tǒng)(GPS)端口 346。 圖3中所示的電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)210還包括具有用于記錄環(huán)境數(shù)據(jù)的環(huán)境記錄器362的基部電源板206。該基部電源板206還利用交流/直流(AC/DC)轉(zhuǎn)換器358和電池充電器控制器360向電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)210提供功率?；侩娫窗?06使用內(nèi)置集成電路(I2C)串行單端總線354以及經(jīng)由DMA串行外圍接口(DSPI) 356與基部處理器板204通信?；侩娫窗?06經(jīng)由在基部電源板206中實(shí)現(xiàn)的輸入/輸出(I/O)擴(kuò)展功能364連接于傾斜傳感器和射頻識(shí)別(RFID)模塊208。盡管示出為分開的部件，但在其它實(shí)施方式中，所有部件或者部件的子集可以物理地定位在不同的位置處和/或可以是與圖3中所示不同的方式組合的功能。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，基部處理器板204和用戶接口板202組合成一個(gè)物理板?，F(xiàn)在參照?qǐng)D4，示出了具有保持系統(tǒng)402的AACMM 100的實(shí)施方式。AACMM 100包括多個(gè)臂區(qū)段106、108，該臂區(qū)段106、108安裝用于利用多個(gè)自由度旋轉(zhuǎn)，如上所述。聯(lián)接于第二臂區(qū)段108的端部的是探針端408，該探針端408具有外殼或本體410、柄126和端頭部分414。端頭部分414包括附接裝置，例如，諸如螺紋之類，該附接裝置允許聯(lián)接用于在操作過程中接觸物體的可拆卸的探針端頭118 (圖1A)。探針端408通過軸承盒組112聯(lián)接于第二臂區(qū)段108，該軸承盒組112允許探針 端408圍繞兩條軸線418、422旋轉(zhuǎn)。在示例性實(shí)施方式中，軸承盒組112布置成使探針端408的運(yùn)動(dòng)的限制最小化。應(yīng)當(dāng)理解，所期望的是，使探針端408在使用過程中相對(duì)自由地運(yùn)動(dòng)，以避免在測(cè)量物體時(shí)引起操作者失誤。應(yīng)當(dāng)理解，由于探針端408可自由地移動(dòng)，所以在使用期間或者當(dāng)定位在擁擠的區(qū)域中時(shí)，可增加探針端408和探針端頭118與不期望的物體的無意接觸的機(jī)會(huì)。依據(jù)無意接觸的性質(zhì)，可損壞探針端408或探針端頭118或者影響檢驗(yàn)。為了降低該風(fēng)險(xiǎn)，保持系統(tǒng)402提供了容易地、快速地且可移除地將探針端408聯(lián)接于附接到臂區(qū)段108的保持支架424的手段。其提供了如下優(yōu)點(diǎn)以如下方式將探針118和探針端緊固于存放位置該方式允許臂區(qū)段圍繞基部116自由地旋轉(zhuǎn)，而探針118或探針端不接觸任何基部116表面。其又提供了如下優(yōu)點(diǎn)防止了損壞探針端頭118以及對(duì)于涂料、LCD顯示器、電源按鈕以及基部組件的其它特征的外觀的損壞。在示例性實(shí)施方式中，保持系統(tǒng)402包括在本體410上的構(gòu)件426A，如圖5_6中所示的。構(gòu)件426A可由吸引磁體的任何材料制成，例包括如，諸如鋼之類的含鐵金屬。在一個(gè)實(shí)施方式中，構(gòu)件426A可由如下材料制成鐵、鎳、鈷、鋁-鎳-鈷合金、鈦-鈷-鎳-鋁合金、錳復(fù)合物以及稀土合金，但是不限于這些。在示例性實(shí)施方式中，構(gòu)件426A是具有圓頂帽和用于附接本體410上的面板428的螺紋軸的構(gòu)件的頭部。在一個(gè)實(shí)施方式中，探針端408包括在本體410的相對(duì)兩側(cè)上的兩個(gè)構(gòu)件426A、426B (圖6)。在一個(gè)實(shí)施方式中，構(gòu)件426A、426B是基本相同的。在不例性實(shí)施方式中，構(gòu)件426A在一端處具有彎曲的外表面427并且在相對(duì)端處具有螺紋部429。彎曲的表面427具有延伸超過面板428的表面的或者延伸在面板428的表面外側(cè)的至少一部分。應(yīng)當(dāng)注意，使用兩個(gè)構(gòu)件426A、426B提供了如下優(yōu)點(diǎn)允許操作者將探測(cè)器端部408與在兩個(gè)不同方向上定位的柄126聯(lián)接。保持支架424可移除地聯(lián)接于第二臂區(qū)段108 (圖4)。在示例性實(shí)施方式中，保持支架424包括聯(lián)接于第二本體構(gòu)件432的第一本體構(gòu)件430。第一本體構(gòu)件430包括定尺寸成接收緊固件436(圖9)，例如，諸如螺栓之類的開口 434。開口 434與在第二本體構(gòu)件432中的開口 438配合，開口 438容納對(duì)應(yīng)的緊固件440，例如，諸如俘獲螺母之類。在一個(gè)實(shí)施方式中，第一本體構(gòu)件430具有基本上均勻的壁部，其限定內(nèi)表面442和凹進(jìn)的區(qū)域444。類似地，第二本體構(gòu)件432具有基本上均勻的壁部，其限定內(nèi)表面446和內(nèi)部部分448。第二本體構(gòu)件432還包括在與第一本體構(gòu)件430的相對(duì)的一側(cè)上的突起部分450。開口 452形成在由壁部458限定的突起部分450中。開口 452包括鄰近外表面456的唇部454和壁部458。唇部454限定在外表面456中的開口 460。如在下文中將詳細(xì)地討論的，在一個(gè)實(shí)施方式中，唇部454的厚度和開口 460的直徑定尺寸成容納構(gòu)件426A、426B的彎曲的外表面。開口 452定尺寸成容納磁性構(gòu)件462。開口 460小于開口 452的直徑，使得磁性構(gòu)件被俘獲在開口 452內(nèi)。在示例性實(shí)施方式中，磁體由釹鐵硼材料制成并且以粘接方式結(jié)合在開口 452內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解，磁性構(gòu)件462的前表面464與外表面456偏離唇部454的厚度。第一本體構(gòu)件430和第二本體構(gòu)件432通過注入模制工藝制造。磁性構(gòu)件462在保持支架424中而不是本體410中的定位提供了如下優(yōu)點(diǎn)降低了磁性構(gòu)件462拾取通常靠近待被測(cè)量的零件的加工表面的金屬顆粒的機(jī)會(huì)。構(gòu)件426A、426B的圓頂帽部定位在由磁性構(gòu)件462周圍的唇部454限定的開口內(nèi)，使得其不能夠側(cè)向 點(diǎn)在不用必須直著拉動(dòng)離開磁性構(gòu)件462的情況下，松開或釋放磁性保持。該運(yùn)動(dòng)避免了使操作者克服磁性構(gòu)件462的保持強(qiáng)度，而克服磁性構(gòu)件462的保持強(qiáng)度將趨向于拉動(dòng)臂104離開靜止位置。類似地，當(dāng)附接探針端時(shí)，將構(gòu)件426A、426B旋轉(zhuǎn)至磁性構(gòu)件462上的過程可以顛倒，因?yàn)椴考谴判缘芈?lián)接，所以允許平穩(wěn)接合。應(yīng)當(dāng)理解，盡管本發(fā)明的實(shí)施方式示意了磁性構(gòu)件462聯(lián)接于第二臂區(qū)段108并且構(gòu)件426A、426B聯(lián)接于本體410,但要求保護(hù)的發(fā)明不應(yīng)限于此。在一個(gè)實(shí)施方式中，磁性構(gòu)件462聯(lián)接于本體410而構(gòu)件426A、426B聯(lián)接于第二臂區(qū)段108。第一本體構(gòu)件430的內(nèi)表面442、446和第二本體構(gòu)件432限定了開口 466，該開口 466定尺寸成接收第二臂區(qū)段108。將保持支架424形成為兩個(gè)半體提供了如下優(yōu)點(diǎn)保持支架424可以被重復(fù)地移除和安裝在第二臂區(qū)段108上,而不用必須拆卸AACMM 100。此外，通過松開緊固件440，保持支架424可容易地且快速地重新定位在第二臂區(qū)段406上期望的位置處。應(yīng)當(dāng)理解，盡管此處實(shí)施方式描述了磁性構(gòu)件通過保持支架424聯(lián)接到第二臂區(qū)段108，但要求保護(hù)的發(fā)明應(yīng)當(dāng)不限于此。在一個(gè)實(shí)施方式中，磁性構(gòu)件462可形成為第二臂區(qū)段108的一體構(gòu)件或者模制于第二臂區(qū)段108中。在另一實(shí)施方式中，磁性構(gòu)件462通過粘結(jié)劑聯(lián)接于第二臂區(qū)段108。在操作期間，或者在準(zhǔn)備裝運(yùn)或移動(dòng)AACMM 100時(shí)，操作者可能期望緊固探針端408。操作者將探針端408圍繞一條或更多條軸線418、420、422旋轉(zhuǎn)，如從操作或第一位置至存放或第二位置，在該存放或第二位置，端頭部分414指向軸承盒110并且柄126朝向AACMM 100的前側(cè)(即，顯示器側(cè))或后側(cè)延伸。當(dāng)探針端408旋轉(zhuǎn)至存放位置時(shí)，磁性構(gòu)件462將吸引且接合構(gòu)件426A、426B。在一個(gè)實(shí)施方式中，彎曲的表面427接觸壁部458并且彎曲的表面427的一部分定位在開口 460內(nèi)，以將探針端408牢固地保持于保持支架424。為了釋放探針端408，操作者使用柄126來獲得機(jī)械優(yōu)點(diǎn)并且旋轉(zhuǎn)探針端408，從而使得彎曲的表面427移動(dòng)離開前表面464，允許磁體與構(gòu)件426A、426B脫離，使得操作者可自由地使用探針端408進(jìn)行物體的測(cè)量。盡管已經(jīng)結(jié)合僅有限數(shù)量的實(shí)施方式詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)容易理解，本發(fā)明不限于這些公開的實(shí)施方式。而是，本發(fā)明可被改型成結(jié)合至今未描述的任何數(shù)量的變型、替代、替換或等同配置，但是它們相當(dāng)于本發(fā)明的精神和范圍。此外，盡管已經(jīng) 描述了本發(fā)明的多種實(shí)施方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的方面可僅包括描述的實(shí)施方式中的一些。因此，本發(fā)明不應(yīng)被視作由前述說明來限定，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量空間中的物體的坐標(biāo)的便攜式關(guān)節(jié)臂坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(AACMM)，包括可人工定位的關(guān)節(jié)臂，所述可人工定 位的關(guān)節(jié)臂具有相對(duì)的第一端和第二端，所述臂包括多個(gè)連接的臂區(qū)段，所述多個(gè)連接的臂區(qū)段包括鄰近所述第一端的臂區(qū)段，每個(gè)臂區(qū)段包括用于產(chǎn)生位置信號(hào)的至少一個(gè)位置轉(zhuǎn)換器；附接于所述AACMM的第一端的測(cè)量裝置；電子電路，所述電子電路接收來自所述轉(zhuǎn)換器的所述位置信號(hào)并且提供與所述測(cè)量裝置的位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；探針端，所述探針端設(shè)置在所述測(cè)量裝置和所述第一端之間，所述探針端旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于所述第一端并且能夠在第一位置和第二位置之間移動(dòng)；以及磁性構(gòu)件，當(dāng)處于所述第二位置時(shí)，所述磁性構(gòu)件將所述探針端聯(lián)接于鄰近所述第一端的所述臂區(qū)段。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的AACMM，其中，當(dāng)處于所述第二位置時(shí)，所述探針端基本上平行于鄰近所述第一端的所述臂區(qū)段。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的AACMM，還包括布置在所述探針端的第一側(cè)上的第一構(gòu)件；其中，所述磁性構(gòu)件可操作地聯(lián)接于所述至少一個(gè)臂；以及其中，當(dāng)處于所述第二位置時(shí)，所述第一構(gòu)件磁力地聯(lián)接于所述磁性構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的AACMM，其中，所述探針端還包括處于第二側(cè)上的第二構(gòu)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的AACMM，其中，所述第一構(gòu)件包括頭部部分以及緊固件部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的AACMM，還包括聯(lián)接于鄰近所述第一端的所述臂區(qū)段的支架；其中，所述磁性構(gòu)件聯(lián)接于所述支架的端部；以及其中，所述支架包括聯(lián)接于第二框架構(gòu)件的第一框架構(gòu)件，所述第一框架構(gòu)件和所述第二框架構(gòu)件限定開口，所述開口定尺寸成接收鄰近所述第一端的所述臂區(qū)段。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的AACMM，其中，所述支架可移除地聯(lián)接于鄰近所述第一端的所述臂區(qū)段。
8.一種用于測(cè)量空間中的物體的坐標(biāo)的便攜式關(guān)節(jié)臂坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(AACMM)，包括基部;可人工定位的關(guān)節(jié)臂，所述可人工定位的關(guān)節(jié)臂具有相對(duì)的第一端和第二端，所述第二端旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于所述基部，所述臂包括多個(gè)連接的臂區(qū)段，所述多個(gè)連接的臂區(qū)段包括鄰近所述第一端處的臂區(qū)段，每個(gè)臂區(qū)段包括用于產(chǎn)生位置信號(hào)的至少一個(gè)位置轉(zhuǎn)換器；附接于所述AACMM的第一端的測(cè)量裝置；電子電路，所述電子電路接收來自所述轉(zhuǎn)換器的所述位置信號(hào)并且提供與所述測(cè)量裝置的位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；探針端，所述探針端設(shè)置在所述測(cè)量裝置和所述第一端之間，所述探針端旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于所述第一端，所述探針端具有第一構(gòu)件，所述探針端能夠在第一位置和第二位置之間移動(dòng)；以及磁性構(gòu)件，所述磁性構(gòu)件可操作地聯(lián)接于鄰近所述第一端的所述臂區(qū)段，所述磁性構(gòu)件定位成與所述第一構(gòu)件協(xié)作，用于當(dāng)所述探針端處于所述第二位置時(shí)將所述探針端磁力地聯(lián)接于鄰近所述第一端的所述臂區(qū)段。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的AACMM，還包括聯(lián)接在所述磁性構(gòu)件和鄰近所述第一端的所述臂區(qū)段之間的支架，所述支架在其內(nèi)具有開口，其中，所述磁性構(gòu)件設(shè)置在所述開口中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的AACMM，其中，所述磁性構(gòu)件具有第一表面；所述支架具有第二表面，所述開口設(shè)置在所述第二表面上；以及所述磁性構(gòu)件定位在所述開口內(nèi)，使得所述第一表面與所述第二表面偏置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的AACMM，其中，當(dāng)所述探針端處于所述第二位置時(shí)，所述第一構(gòu)件的一部分定位在所述開口內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的AACMM，其中，所述支架包括通過至少一個(gè)緊固件聯(lián)接于第二部分的第一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的AACMM，其中，所述支架可移除地安裝在鄰近所述第一端的所述臂區(qū)段上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的AACMM，其中，所述探針端還包括定位在與所述第一構(gòu)件相對(duì)的一側(cè)上的第二構(gòu)件。
15.一種用于測(cè)量空間中的物體的坐標(biāo)的便攜式關(guān)節(jié)臂坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(AACMM)，包括可人工定位的關(guān)節(jié)臂，所述可人工定位的關(guān)節(jié)臂具有相對(duì)的第一端和第二端，所述第二端旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于所述基部，所述臂包括多個(gè)連接的臂區(qū)段，所述多個(gè)連接的臂區(qū)段包括鄰近所述第一端處的臂區(qū)段，每個(gè)臂區(qū)段包括用于產(chǎn)生位置信號(hào)的至少一個(gè)位置轉(zhuǎn)換器；附接于所述AACMM的第一端的測(cè)量裝置；電子電路，所述電子電路接收來自所述轉(zhuǎn)換器的所述位置信號(hào)并且提供與所述測(cè)量裝置的位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；支架，所述支架具有第一開口，所述第一開口定尺寸成接收鄰近所述第一端的所述臂區(qū)段，所述支架可移除地聯(lián)接于鄰近所述第一端的所述臂區(qū)段；磁性構(gòu)件，所述磁性構(gòu)件可操作地聯(lián)接于所述支架；探針端，所述探針端聯(lián)接成相對(duì)于所述第一端旋轉(zhuǎn)，所述探針端能夠在所述第一位置和所述第二位置之間移動(dòng)；以及第一含鐵構(gòu)件，所述第一含鐵構(gòu)件可操作地聯(lián)接于所述探針端。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的AACMM，其中，當(dāng)所述探針端處于所述第二位置時(shí)，所述磁性構(gòu)件和所述第一含鐵構(gòu)件協(xié)作，以將所述探針端聯(lián)接于鄰近所述第一端的所述臂區(qū)段。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的AACMM,其中,所述支架包括設(shè)置在所述第一開口和外表面之間的第二開口，所述第二開口具有鄰近所述外表面設(shè)置的唇部。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的AACMM，其中，所述磁性構(gòu)件設(shè)置在鄰近所述唇部的所述第二開口內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的AACMM，其中，所述第一含鐵構(gòu)件包括彎曲的表面，當(dāng)所述探針端處于所述第二位置時(shí)，所述彎曲的表面與所述唇部接觸。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的AACMM，其中，所述第一含鐵構(gòu)件包括與所述彎曲的表面相對(duì)的螺紋部分。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的AACMM，還包括第二含鐵構(gòu)件，所述第二含鐵構(gòu)件聯(lián)接于所述探針端的與所述第一含鐵構(gòu)件相對(duì)的一側(cè)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的AACMM，其中，所述支架包括通過緊固件聯(lián)接的第一構(gòu)件和第二構(gòu)件。
全文摘要
提供了一種便攜式坐標(biāo)測(cè)量裝置。該坐標(biāo)測(cè)量裝置包括至少一個(gè)臂。支架聯(lián)接于在一個(gè)端部處包括磁性構(gòu)件的臂。探針旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于臂的一個(gè)端部，探針包括在第一側(cè)的第一含鐵構(gòu)件，探針能夠在第一位置和第二位置之間移動(dòng)，其中，當(dāng)探針處于第二位置時(shí)，該含鐵構(gòu)件鄰近磁體。
文檔編號(hào)G01B21/04GK102639959SQ201180004737
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者克拉克·H·布里格斯, 馬克·M·巴爾伯 申請(qǐng)人:法羅技術(shù)股份有限公司