[发明专利]改良的铰接臂

说明书

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。

发明背景

技术领域

本发明涉及一种铰接臂以及坐标测量，特别是坐标测量机器。

背景技术

直线运动测量系统，也被称为坐标测量机器（coordinate measuring machines，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（portable coordinate measuring machine，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。

发明内容

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

结合用于说明本发明实施例的附图，本发明的进一步目的、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；