[发明专利]可重构关节臂式坐标测量机

说明书

技术领域

本发明涉及关节臂式坐标测量机，尤其是涉及一种可重构关节臂式坐标测 量机。

背景技术

关节臂式(柔性臂)坐标测量机是一种新型的多自由度非笛卡尔坐标系测 量系统。它仿照人的腰关节、肩关节、肘关节和腕关节的结构，将一系列杆件 通过可旋转的关节连接起来，以角度测量基准取代长度测量基准，具有机械结 构简单、体积小、重量轻、测量范围大、灵活方便、造价较低及可以将测量机 移到现场进行测量等优点。关节臂式坐标测量机以其独特的优点，广泛应用于 产品质量检测、反求工程数据采集、大尺寸工件装配定位等领域。

目前国内外市场上的关节臂式坐标测量机主要由FARO和HEXAGON两家 公司生产，都以整机集成式机型(用户不可拆装)出现。由于整机集成式机型 在出厂前由生产厂家进行整机装配、调试和精度标定，因此可以保证良好的重 复测量精度和稳定性。但同时也存在如下不足：

(1)测量任务的适应性较差。整机集成式关节臂式坐标测量机具有固定的 自由度数与测量空间，对应一定的适用范围。当用户需要完成多种不同尺度的 测量任务，或测量任务面对复杂的测量环境时，可能需要多款不同型号的测量 机分步参与测量，或使用较多自由度数、大臂长的测量机。带来的问题是：

①使用多款不同型号的测量机将大大提高测量成本，而且多款机型的使用 会使测量过程、测量数据处理更显复杂；

②多自由度数、大臂长测量机可以提高测量机的可测范围，但当被测零件 的尺寸相对测量机较小时，则不但浪费测量范围，更重要的是损失了测量精度。 因为关节臂式坐标测量机的测量误差是随自由度数和测量臂长的增加而逐级放 大的。在满足测量任务所需自由度与测量空间的前提下，为了保证测量精度应 该尽量缩短测量臂长度，减少测量机的自由度数。

(2)不能实现个性化需求测量机定制。对节臂式坐标测量机的生产商而言， 其生产的测量机型号、类型有限，用户只能在厂家所提供的系列中选择相对符 合自身测量需求的测量机。对有特殊测量需求的客户，可能无法提供合 适的产品，或需要较长的时间、较高的价格进行定制。

(3)部件的可重用性、共享性较差，产品升级成本大。对于整机集成机型， 当其上部分部件发生故障时，其余部件可能仍可以正常工作，但由于其集成结 构所限，无法对正常工作的部件进行重用。此外，由于整机集成机型所限，客 户与客户之间不发进行部件共享。另外，若客户需要对测量机进行升级时，不 能实现需升级部件的更新，而需要整机改造，升级成本大。

发明内容

针对现有整机集成式关节臂式坐标测量机存在的不足，本发明的目的是提 供一种可重构关节臂式坐标测量机，根据具体的测量需求，动态选择模块化的 部件，重构即满足测量要求，且精度最佳的测量机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可重构关节臂式坐标测量机，包括基座、三个回转关节、三个摆动关 节、基座测量臂、二个非基座测量臂、测头装置和控制计算机；基座与基座测 量臂的一端通过磁力接口连接，基座测量臂的另一端与第一回转关节通过第一 锁紧环连接，第一回转关节的另一端与第一摆动关节的一端通过第二锁紧环连 接，第一摆动关节的另一端与第一非基座测量臂的一端通过第三锁紧环连接， 第一非基座测量臂的另一端与第二回转关节的一端通过第四锁紧环连接，第二 回转关节的另一端与第二摆动关节一端通过第五锁紧环连接，第二摆动关节的 另一端与第二非基座测量臂的一端通过第六锁紧环连接，第二非基座测量臂的 另一端与第三回转关节的一端通过第七锁紧环连接，第三回转关节的另一端与 第三摆动关节的一端通过第八锁紧环连接，第三摆动关节的另一端与测头装置 的一端通过第九锁紧环连接。

所述的磁力开关，其径向磁化圆柱形永磁体安装在圆柱形铁轭中心的通孔 中，铁轭被隔磁片隔为对称的两半，永磁体通过磁力开关按钮、磁力开关轴能 在通孔中发生旋转，铁轭外围有铜衬套包围；磁力开关装在基座上端面的磁力 凹口内，磁力凹口内装铁块的基座测量臂磁力凸口相配合。