[发明专利]具有双层臂的坐标测量机

说明书

背景技术

本公开内容涉及一种坐标测量机，并且更具体地涉及一种便携式关节坐标测量机的臂。

已经发现便携式关节臂坐标测量机(AACMM)广泛用于零件的制造或生产，其中在零件的制造(例如，机械加工)或生产的各个阶段期间需要快速且准确地校验零件的尺寸。便携式AACMM代表相对于已知的静止或固定的、成本集约化的且相对难以使用的测量设施的巨大改进，尤其是在对相对复杂的零件进行尺寸测量所花费的时间量方面。通常，便携式AACMM的使用者仅沿着待测量的零件或物体的表面引导探头。然后，测量数据被记录并提供给使用者。在某些情况下，在计算机屏幕上以视觉形式，例如三维(3-D)形式将数据提供给用户。替选地，可以以数字形式将数据提供给用户，例如当测量孔的直径时，在计算机屏幕上显示文本“直径＝”。

AACMM的臂部分会因温度改变而易于产生扭转。臂节的一部分的扭转可导致耦合的编码器旋转，由此产生角度误差并降低机器的准确度。这种扭转可能是例如由臂节的外部区域上的图案化的复合材料导致的，该外部区域具有非均匀的图案。一般来说，不能通过测量温度来去除这种扭转效应，尤其是因为温度传感器通常位于臂节的内部中。需要一种方法以使臂节的扭转最小化。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，提供了一种便携式关节臂坐标测量机(AACMM)，其包括具有相对的第一和第二末端的能手动定位的关节臂。该臂包括多个连接的臂节。每个臂节均具有纵向轴线。每个臂节包括基本管状的芯、围绕芯的长度的至少一部分的外部套筒、以及用于产生位置信号的至少一个位置传感器。外部套筒是圆柱管，其具有在第一末端处的第一部分以及从第一部分向相对的末端延伸的第二部分。第一部分被耦接到芯的末端。第一部分短于第二部分，并且第二部分被配置成相对于芯运动。便携式AACMM还包括附接到第一末端的测量设备。电子电路接收来自至少一个传感器的位置信号并且提供对应于测量设备的位置的数据。

根据本发明的另一个实施方式，提供了一种便携式AACMM，其包括具有相对的第一和第二末端的能手动定位的关节臂。该臂包括多个连接的臂节。每个臂节具有纵向轴线，并且包括被外部材料围绕的芯以及用于产生位置信号的至少一个位置传感器。该外部材料包括多根第一纤维，所述多根第一纤维被布置成与多根第二纤维正交。相对于臂节的纵向轴线来定向多根第一纤维和多根第二纤维。AACMM还包括电子电路以及附接到该AACMM的第一末端的测量设备。该电子电路接收来自至少一个位置传感器的位置信号并且提供对应于测量设备的位置的数据。

根据本发明的另一个实施方式，提供了一种用于形成便携式AACMM的臂节的方法，该方法包括由第一材料形成具有纵向轴线的基本中空的圆柱形芯。该第一材料包括被布置成与多根第二纤维正交的多根第一纤维。由第二材料形成管状套筒。该第二材料包括被布置成与多根第四纤维正交的多根第三纤维。多根第三纤维和多根第四纤维处于相对于轴线的期望取向。将芯插入套筒并将该套筒的第一末端紧固到芯的第一末端。

附图说明

现在参考附图，示出了示例性实施方式，这些示例性实施方式不应被理解为关于本公开内容的整个范围是限制性的，并且其中在若干图中以同样的方式对元件进行编号。

图1包括图1A和1B，其是其中具有本发明的各个方面的实施方式的便携式关节臂坐标测量机(AACMM)的透视图；

图2总共包括图2A-2D，其是根据本发明的一个实施方式的用作图1的AACMM的一部分的电子装置的框图；

图3总共包括图3A和3B，其是根据本发明的一个实施方式的描述图2的电子数据处理系统的详细特征的框图；

图4是根据本发明的一个实施方式的臂节的末端的透视图；

图5是根据本发明的一个实施方式的臂节的一部分的顶视图；

图6是根据本发明的一个实施方式的臂节的一部分的透视图；

图7是根据本发明的一个实施方式的臂节的一部分的透视图；以及

图8是根据本发明的一个实施方式的臂节的一部分的透视图。

具体实施方式