改良的铰接臂制造技术

一种铰接臂坐标测量机器，包括多个传动元件，多个至少将两个传动元件相连接的连接元件，位于远端的坐标获取元件和位于近端的底座。至少两个连接元件中的每一个包括至少一个编码器，至少两个编码器被包含在一体式外罩中。

【技术实现步骤摘要】
改良的铰接臂相关申请的交叉引用本申请要求全部于2010年3月26日提交的美国专利申请号12/748,169、12/748,243、12/748,278、12/748,206以及12/748,267的优先权，这些申请要求于2009年11月6日根据35U.S.C.§119(e)提交的美国临时专利申请号61/259,105的优先权，以上所有专利申请的全部内容通过引用结合在本申请中。专利技术背景
本专利技术涉及一种铰接臂以及坐标测量，特别是坐标测量机器。
技术介绍
直线运动测量系统，也被称为坐标测量机器（coordinatemeasuringmachines，CMM）和铰接臂测量机器，被用于生成高度精确的几何信息。一般来说，这些仪器捕获一个物体的结构特征，用于质量控制，电子渲染和/或复制。用于坐标数据获取的现有装置的一个例子是便携坐标测量机器（portablecoordinatemeasuringmachine，PCMM），其为在设备的测量范围之内能取得非常精确的测量的便携设备。这些设备通常包括安装在臂的一端的探针，该铰接臂包括多个由关节连接起来的传动元件。与该探针相对的臂的一侧通常连接到可动的底座。一般来说，该些关节被分解为多个单一转动自由度，其中每一个自由度分别使用专用转动传感器来测量。在一次测量中，操作者手动移动该铰接臂的探针至测量范围内的多个点。在每个点上，每个关节的位置都必须在一个给定瞬间及时被确定。因此，每个传感器输出根据关节在其自由度内的运动而改变的电子信号。一般来讲，该探针也产生信号。这些位置信号和探针信号通过该铰接臂传输至记录器/分析器。接下来这些位置信号被用来确定在测量范围之内的探针位置。例如参照美国专利号5,829,148和7,174,651，并以引用的方式将其全部内容包含于此。通常对于这样的具有高度精确性、高可靠性和耐久性，真正易于使用且性价比高的机器是有需求的。如下披露提供了至少其中一部分特性的改良。
技术实现思路
一个实施例中，铰接臂CMM包括多个传动元件，多个将至少两个传动元件相连接的连接元件，在远端的坐标获取元件和在近端的底座。至少两个这些连接元件能包括至少一个编码器，且至少两个该编码器能被置于一个一体式外罩中。另一个实施例中，铰接臂CMM包括铰接臂和气弹簧平衡。该铰接臂可以包括多个铰接臂元件，在远端的坐标获取元件和在近端的底座。气弹簧平衡可以在相邻铰接臂元件之间的转动点支撑该铰接臂。进一步地，气弹簧平衡可以在相对于底座更接近转动点的一点，连接于更靠近底座的铰接臂元件。再一个实施例中，铰接臂CMM包括铰接臂和气弹簧平衡。该铰接臂可以包括多个铰接臂元件，在远端的坐标获取元件和在近端的底座。气弹簧平衡可以在相邻铰接臂元件之间的转动点支撑该铰接臂。进一步地，在转动点的转动可以使得两个相邻的铰接臂元件之一处于大体上水平的位置，当气弹簧平衡也处于大体上水平的位置。另一个实施例中，铰接臂CMM包括铰接臂和手柄。该铰接臂可以包括多个铰接臂元件，在远端的坐标获取元件和在近端的底座。手柄可以包括电子设备，且能可移除的连接于坐标获取元件。附图说明结合用于说明本专利技术实施例的附图，本专利技术的进一步目的、特征和优点将从以下详细说明中变得显而易见。附图分别为：图1是铰接臂的立体图；图1A是图1中铰接臂的分解图；图2是图1中铰接臂中传动元件的立体图，该传动元件具有相关的连接元件；图2A是图2中传动部件去掉盖部的立体图；图2B是图2A中传动部件的放大立体图；图2C是图2中连接元件的放大剖面图；图2D是图2B中传动元件的放大剖面图；图2E是图2中传动元件和连接元件的部分分解侧视图；图3是图1中铰接臂的平衡系统的立体图；图3A是图3中平衡系统的分解图；图3B是图3中平衡系统在第一位置时的侧视图；图3C是图3中平衡系统在第二位置时的侧视图；图4是图1中铰接臂的手柄的立体图；图5是图1中铰接臂的底座和功能套件的立体图；图6是编码器的说明性实施例的俯视图；图7是与铰接臂相关联的校准软件的实施例中的屏幕截图；图7A是铰接臂与计算机无线连通的立体图；图8是操作铰接臂的方法流程图。具体实施方式图1和图1A显示了根据本专利技术便携坐标测量机器（PCMM）1的一个实施例。在所示实施例中，便携坐标测量机器1包括底座10，多个刚性传动元件20，坐标获取元件50和多个连接元件30-36，这些连接元件构成“关节组件”并将刚性传动元件20相互连接。连接元件30-36，传动元件20和转轴（下面将详述）被配置为传递一个或一个以上的转动和/或角度自由度。通过各种元件30-36和20，便携坐标测量机器1能呈现各种空间方位从而允许坐标获取元件50在三维空间精密定位和定向。刚性传动元件20和坐标获取元件50的位置可以使用手动、自动、半自动和/或任何其他调整方式来进行调整。一个实施例中，便携坐标测量机器1通过各种连接元件30-36，提供了7个运动转轴。但是，可以理解对于可被使用的运动轴的数量不作严格的限定，较少或附加的运动轴可能被包含在便携坐标测量机器1的设计中。如图1所示的实施例便携坐标测量机器1中，基于其相关联运动元件操作，连接元件30-36能被分成两个功能分组，也就是说：1）连接元件30、32、34和36，其与特定且不同传动元件相关的转动运动相关联（在下文中称为“转动关节”）；2）连接元件31、33和35，其允许两个相邻元件之间或坐标获取元件50和与其相邻的元件之间形成相对角变化（在下文中称为“转轴关节”或“转轴”）。虽然所示实施例包括定位有4个转动关节和3个转轴关节从而产生7个运动轴，但是可以预期的是在其他实施例中，为了实现便携坐标测量机器1中不同的运动特征，转动关节和转轴关节的数量和位置可以是各种各样的。例如，具有6个运动轴的大体上类似的设备可以仅仅缺少在坐标获取元件50和与其相邻的传动元件20之间的转动关节30。其他实施例中，转动关节和转轴关节可以结合和/或以不同组合来使用。如现有技术所知（参见例如美国专利号5,829,148，并通过引用的方式将其内容包含于此）和图2D所描述，传动元件20可以包括一对双重同轴管结构，其具有内空心轴20a和外空心轴套20b，通过安装于临近该元件的第一端的第一轴承和位于该元件相对的另一端的第二轴承，内空心轴20a可同轴转动的安装于外空心轴套20b内，所述第一轴承或第二轴承可位于双轴外罩100内。这些传动元件20用于将运动从传动元件的一端传递至传动元件的另一端。该些传动元件20依次与连接元件30-36相连接从而形成关节组件。转轴关节部分地由以下组合形成：由传动元件一端延伸出的轭部28（参见图1A），穿过连接元件31、33、35延伸的转动轴，和绕该转动轴转动形成转轴或转轴关节的连接元件31、33、35其本身。如图2C所示，每个转轴关节或转动关节具有编码器37形式的专用运动传感器。有利的，转轴关节和转动关节传感器两者都至少部分的，且优选全部的设置于双轴外罩100之内，该双轴外罩100且分别设置在各连接元件30-36之内。各个实施例中，坐标获取元件50包括接触敏感元件55（以硬质探针形态绘于图1中），用来与被选物体接触并在探针接触的基础上生成坐标数据。在所举的实施例中，坐标获取元件50还包括非接触式扫描探测组件，其不需要与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坐标测量设备，包括：铰接臂，具有第一端和第二端，其间具有多个连接臂段，每个臂段定义至少一个转动轴，邻近所述铰接臂远端的轴承定义最后的转动轴；和激光扫描仪组件，配置连接于所述铰接臂远端，其中所述铰接臂持续生成触发器信号，所述触发器信号被所述激光扫描仪接收并指示测量所述铰接臂位置的时间。

【技术特征摘要】
2009.11.06 US 61/259,105;2010.03.26 US 12/748,2781.一种坐标测量机器，包括：铰接臂，具有第一端和第二端，其间具有多个连接臂段，每个臂段定义至少一个转动轴，邻近所述铰接臂远端的轴承定义最后的转动轴；和激光扫描仪组件，配置连接于所述铰接臂远端，其中所述铰接臂持续生成触发器信号，所述触发器信号被所述激光扫描仪接收并指示测量所述铰接臂位置的时间，其中与扫描仪图像的时间对应的臂位置通过基于触发器信号相关的时间以及扫描仪图像的时间的两个臂位置之间插补算出。2.根据权利要求1所述的坐标测量机器，其中铰接臂测量频率高于扫描仪测量频率。3.根据权利要求1-2中任一项所述的坐标测量机器，其中所述触发器信号由信号发生器产生，该信...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·费拉里，彼得·钱普，劳伦特·德福奇，琼保罗·德莱莫斯，蒂博·迪波塔尔，琼吕克·法梅雄，杰里·格伦特，洪冬梅，海因茨·利普纳尔，丹尼·鲁，伊利·沙马斯，克努特·西尔克斯，霍加尔·泰特，
申请(专利权)人：六边形度量衡股份公司，
类型：发明
国别省市：