專(zhuān)利名稱(chēng)：具有多個(gè)鉸接軸線(xiàn)的鉸接臂三維測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有多個(gè)鉸接軸線(xiàn)的鉸接臂三維測(cè)量裝置。
技術(shù)背景有很多專(zhuān)利文件說(shuō)明了具有多個(gè)鉸接軸線(xiàn)的鉸接臂三維測(cè)量裝置。最近的 測(cè)量裝置通常具有多至六個(gè)鉸接軸線(xiàn)。一般而言，鉸接臂三維測(cè)量裝置通常包括整合在所述臂中的角編碼器以單 獨(dú)測(cè)量每個(gè)鉸接軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)角度。作為示例，可參照以下文件US-A-5 402 582、 US-A-5 611 147、 US-A-5 794 356、 US-A-5 829 148和US-A-5 926 782。這樣一些鉸接臂三維測(cè)量裝置需要極度精確，且無(wú)論什么時(shí)候在其中一個(gè) 臂上進(jìn)行作用時(shí)，它通常需要再校準(zhǔn)整個(gè)測(cè)量裝置。最近人們進(jìn)行了大量的努力來(lái)試圖改進(jìn)這類(lèi)三維測(cè)量裝置，以簡(jiǎn)化它們的 電連接方法和使每個(gè)鉸接臂的重量最小從而以在操作員操作時(shí)達(dá)到較好的舒 適性。因此，例如，與常規(guī)測(cè)量裝置的鉸接臂關(guān)聯(lián)的角編碼器需要大量的電線(xiàn)來(lái) 提供每個(gè)編碼器和內(nèi)插卡之間的連接，并然后提供內(nèi)插卡和計(jì)數(shù)器之間、并最 終提供計(jì)數(shù)器和總通信裝置之間連接?，F(xiàn)在由于本領(lǐng)域的最新進(jìn)展，可用一張 小卡來(lái)同時(shí)執(zhí)行內(nèi)插、計(jì)數(shù)和連接功能，同時(shí)利用每個(gè)角編碼器5跟電線(xiàn)的總 線(xiàn)電纜。還越來(lái)越需要能夠根據(jù)測(cè)量的物件類(lèi)型、并根據(jù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)所述物件所處 的空間來(lái)調(diào)節(jié)鉸接臂三維測(cè)量裝置的幾何形狀。在這方面，本領(lǐng)域的專(zhuān)家在探 索調(diào)節(jié)三維測(cè)量裝置的一個(gè)或多個(gè)鉸接臂的長(zhǎng)度的可能性。使用較短臂或較長(zhǎng) 臂的能力使操作員能夠選擇最適合測(cè)量空間體積和要求的測(cè)量精確度的臂的 長(zhǎng)度，通過(guò)優(yōu)化長(zhǎng)度和精確度之間的折衷，給出測(cè)量的部分的誤差通常對(duì)小尺
寸來(lái)說(shuō)較緊且對(duì)大尺寸來(lái)說(shuō)較松。用另一個(gè)不同長(zhǎng)度的臂替換一個(gè)臂的問(wèn)題在鉸接操作自動(dòng)機(jī)械的領(lǐng)域已得到了解決。因此，文件US-A-4 984 959描述了一種鉸接操作自動(dòng)機(jī)械，具有容納通過(guò)傾斜傳動(dòng)件互連的旋轉(zhuǎn)軸的臂。每個(gè)臂由設(shè)置在與傾斜傳動(dòng)件關(guān)聯(lián)的兩臂段之間的中空管組成，通過(guò)螺栓連接在一起的鄰接凸緣連接，由此提供與所述內(nèi)部軸旋轉(zhuǎn)式機(jī)械聯(lián)接。實(shí)際上也作了用于拆卸的準(zhǔn)備使一個(gè)中空管能夠被另一不同長(zhǎng)度的中空管替換，但強(qiáng)調(diào)了這是在工廠(chǎng)進(jìn)行的，且此后必需對(duì)該三維測(cè)量裝置進(jìn)行常規(guī)再校準(zhǔn)。在任何情況下，涉及的聯(lián)接件與其中鉸接臂包 含角編碼器的測(cè)量裝置的聯(lián)接件相當(dāng)不同，使得該講授不能轉(zhuǎn)用到上述類(lèi)型的鉸接臂三維測(cè)量裝置。申請(qǐng)人已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種鉸接臂三維測(cè)量裝置，具有分段的臂，各段通過(guò)螺 栓聯(lián)接彼此組裝。臂的這種實(shí)施方式能夠拆卸，由此使一段能夠用不同長(zhǎng)度的 另一段來(lái)替換，但是僅能在工廠(chǎng)中進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)理解，然后通常需要進(jìn)行整個(gè)三 維測(cè)量裝置的常規(guī)再校準(zhǔn)。因此，進(jìn)行拆卸可能還保留有由于長(zhǎng)度和拆卸的操 作難度、再組裝和常規(guī)再校準(zhǔn)產(chǎn)生的嚴(yán)重缺點(diǎn)，這些操作必須在工廠(chǎng)中進(jìn)行。申請(qǐng)人還開(kāi)發(fā)了另一種鉸接臂三維測(cè)量裝置，其中臂通過(guò)以120°設(shè)置并配合在相應(yīng)V形凹槽的三個(gè)銷(xiāo)的系統(tǒng)機(jī)械組裝，由此產(chǎn)生具有六個(gè)接觸點(diǎn)的均衡構(gòu)造以避免再校準(zhǔn)整個(gè)裝置的需要。但是，已發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)對(duì)夾持力的變化非常敏感，由于接觸點(diǎn)或多或少的程度上由于銷(xiāo)而變平，因此導(dǎo)致定位剛度不足，且導(dǎo)致幾何不正。此外，已發(fā)現(xiàn)在使用裝置時(shí)臂沒(méi)有足夠的剛度，無(wú)疑是接觸區(qū)域脆弱的結(jié)果，由此導(dǎo)致很難彌補(bǔ)的不精確性。因此存在對(duì)這樣結(jié)構(gòu)的鉸接臂三維測(cè)量裝置的需要提供使用時(shí)更大的靈 活性并具有最小的約束，且同時(shí)優(yōu)化所要求的精確度和測(cè)量空間的體積之間的匹配。發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明設(shè)法設(shè)計(jì)一種不存在上述缺點(diǎn)的鉸接臂三維測(cè)量裝置，且該裝 置能夠以最小的限制快速進(jìn)行組裝和拆卸，且不需要將測(cè)量裝置返回到工廠(chǎng)或 車(chē)間。
本發(fā)明的另一目的是設(shè)計(jì)一種尤其適于裝箱運(yùn)輸?shù)你q接臂三維測(cè)量裝置， 具有不受運(yùn)輸(即使在沖擊的情況下)影響的可靠性。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)一種鉸接臂三維測(cè)量裝置來(lái)解決上述問(wèn)題，該裝置具有 多個(gè)鉸接軸線(xiàn)并具有整合在所述臂中的多個(gè)角編碼器，所述角編碼器用于分別 測(cè)量圍繞每個(gè)所述鉸接軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)角度。其中裝置的至少一個(gè)臂包括插入在兩 臂段之間的中空管，兩臂段之一接納測(cè)量圍繞所述臂的縱向軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)角度的 角編碼器，所述中空管在其每端具有相應(yīng)的鄰接結(jié)構(gòu)，該鄰接結(jié)構(gòu)與相鄰臂段 端部的鄰接結(jié)構(gòu)互補(bǔ)以確保臂在軸線(xiàn)上的對(duì)準(zhǔn)，所述對(duì)準(zhǔn)是精確、穩(wěn)定且可重 復(fù)的，且獨(dú)立于毗鄰端彼此抵靠的夾持狀態(tài)，由可拆下的夾持裝置在所述毗鄰 端提供的所述中空管和所述臂段之間的聯(lián)接使中空管能夠在現(xiàn)場(chǎng)用不同長(zhǎng)度 的另一中空管替換，而不需要再校準(zhǔn)整個(gè)裝置。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，能夠使操作員快速地且可重復(fù)地執(zhí)行組裝操作，并在測(cè)試 現(xiàn)場(chǎng)就地進(jìn)行。此外，使用時(shí)提供短中空管和長(zhǎng)中空管可取得最有利靈活性， 使操作員能夠考慮給定機(jī)器測(cè)量的空間的體積，同時(shí)保留測(cè)量裝置的原始精確 度。此外，機(jī)器可以拆卸狀態(tài)以盡可能緊湊的布置在運(yùn)輸中提供高度可靠性的 箱子中運(yùn)輸。尤其是，應(yīng)當(dāng)觀(guān)察到拆卸狀態(tài)的運(yùn)輸在沖擊情況下也能保留裝置 的可靠性，裝在箱子中的中空管確保操作員不需要進(jìn)行裝置的整體再校準(zhǔn)。較佳的是，每個(gè)中空管在一端具有第一類(lèi)型的鄰接結(jié)構(gòu)，且在其相對(duì)端具 有與第一類(lèi)型互補(bǔ)的第二類(lèi)型的鄰接結(jié)構(gòu)。這種設(shè)置既能夠?qū)崿F(xiàn)使用時(shí)的高度靈活性又能避免錯(cuò)誤地安裝中空管。有利的是，互補(bǔ)鄰接結(jié)構(gòu)是具有帶圓形接觸環(huán)的陰和陽(yáng)凸緣的類(lèi)型，且它 們包括角度指示裝置。尤其是角度指示裝置包括由一凸緣承載的軸向指狀物和 形成在另一凸緣上的軸向孔。根據(jù)另一特定實(shí)施例，可拆下的夾持裝置由裝在鄰接互補(bǔ)凸緣上的鉸接環(huán) 管構(gòu)成。在一變體中，它自然能夠通過(guò)將面向凸緣螺栓連接在一起而提供的可 拆下式機(jī)械連接，但這種操作是更耗時(shí)的，且它們還需要更大的細(xì)心和精度， 使得實(shí)際上它較佳地使用鉸接環(huán)管。然后較佳的是，每個(gè)鉸接環(huán)管具有用于與鄰接互補(bǔ)凸緣的圓錐外表面接觸 的面向圓錐小平面。尤其是，每個(gè)陰和陽(yáng)凸緣都的裝備有蓋杯，其外徑基本上
對(duì)應(yīng)于鉸接環(huán)管的直徑。使每個(gè)中空管在內(nèi)部裝有連接于相關(guān)通信總線(xiàn)的識(shí)別電子卡也是有利的。 這可避免中空管安裝錯(cuò)誤。還較佳的是，陰和陽(yáng)凸緣還裝有用于在所述凸緣通過(guò)可拆下的夾持裝置聯(lián) 接在一起時(shí)自動(dòng)提供電子聯(lián)接的互補(bǔ)連接件。然后有利的是，互補(bǔ)連接件包括多個(gè)匹配接觸片。尤其是每個(gè)凸緣設(shè)有限 制為五個(gè)接觸片的組件。然后較佳的是每個(gè)連接組件包括一個(gè)能夠提供識(shí)別使 用的中空管的類(lèi)型的信號(hào)附加接觸片。本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)在根據(jù)涉及特定實(shí)施例的以下說(shuō)明和附圖會(huì)更清 楚地顯現(xiàn)出來(lái)。


參照附圖，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明制造的鉸接臂三維測(cè)量裝置的立體圖，具有包括中空管 的兩個(gè)臂；圖2是類(lèi)似于圖1的視圖，示出了各個(gè)臂且它們的部件分開(kāi)，以清楚地示出存在的兩個(gè)中空管和相關(guān)的可分離的夾持裝置，特別是以鉸接環(huán)管形成實(shí)現(xiàn)的裝置；圖3和4是上述鉸接環(huán)管之一的立體圖，分別示出在夾持前的位置和夾持 后的位置；圖5是兩個(gè)互補(bǔ)鄰接結(jié)構(gòu)的局部立體圖，示出了通過(guò)鉸接環(huán)管實(shí)現(xiàn)的機(jī)械 聯(lián)接，以及由具有相配接觸片的互補(bǔ)連接件提供的電聯(lián)接；以及圖6是在打開(kāi)狀態(tài)時(shí)兩互補(bǔ)鄰接結(jié)構(gòu)之間連結(jié)的立體圖，更清楚地示出了 所包含的機(jī)械和電聯(lián)接構(gòu)件。
具體實(shí)施方式
以下參照?qǐng)Dl至6更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的鉸接臂三維測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)。 圖1示出了標(biāo)號(hào)為1的鉸接臂三維測(cè)量裝置，在該實(shí)例中是六軸線(xiàn)型。具 體地說(shuō)，測(cè)量裝置1包括圓柱形基座3.0壓在頂上的支承臺(tái)2，圓柱形基座3.0
與第一旋轉(zhuǎn)臂3關(guān)聯(lián)。接著第一旋轉(zhuǎn)臂3的是兩個(gè)鉸接臂4和5、以及安裝在 叉形鉸接支承件6端部的測(cè)量傳感器7。第一臂3包括能夠圍繞中心軸線(xiàn)XI轉(zhuǎn)動(dòng)的以鉸接端3.2終止的軸線(xiàn)XI的 管狀本體3.1。鉸接端3.2承載形成接著的臂4的一部分的樞轉(zhuǎn)叉4.3，該叉可 圍繞標(biāo)以X2的軸線(xiàn)樞轉(zhuǎn)。臂4連接到樞轉(zhuǎn)叉4.3并包括具有鉸接端4.2的管 狀本體4.1，鉸接端4.2這里是叉的形式，且適于圍繞標(biāo)以X3的臂4的中心軸 線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。叉4.2又裝有形成接著的臂5的一部分的鉸接端5.3。鉸接端5.3可圍 繞臂4的叉4.2的標(biāo)以X4的軸線(xiàn)樞轉(zhuǎn)。與鉸接端5.3相關(guān)的最后的臂5又具 有管狀本體5.1和鉸接端5.2，該端能夠圍繞標(biāo)以X5的所述臂的中心軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)。 最后，鉸接端5.2裝有以測(cè)量傳感器7終止的終止叉6。終止叉6和相關(guān)的測(cè) 量傳感器7安裝成圍繞臂5的鉸接端5.2的標(biāo)以X6的軸線(xiàn)樞轉(zhuǎn)。因此，可以看出，存在六個(gè)鉸接軸線(xiàn)，標(biāo)以X1、 X2、 X3、 X4、 X5和X6。 因此它也標(biāo)以六軸線(xiàn)測(cè)量臂。但是本發(fā)明并不以任何方式限制該軸線(xiàn)的具體數(shù) 量線(xiàn)，且它同樣可能提供具有七個(gè)軸線(xiàn)或甚至更多的機(jī)器。通過(guò)整合在移動(dòng)臂的相應(yīng)部分中的相關(guān)角編碼器單獨(dú)測(cè)量圍繞六軸線(xiàn)的每 個(gè)的旋轉(zhuǎn)角度，這些編碼器在此標(biāo)以C1、 C2、 C3、 C4、 C5和C6，與相應(yīng)的 軸線(xiàn)X1、 X2、 X3、 X4、 X5和X6關(guān)聯(lián)。一般而言，上述測(cè)量裝置1的結(jié)構(gòu)完全符合鉸接臂三維測(cè)量裝置的先前常 規(guī)實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征方面，裝置1的臂4， 5中的至少一個(gè)包括設(shè)置在兩 臂段之間的中空管，其中之一接納測(cè)量所述臂圍繞縱向軸線(xiàn)X3、 X5的旋轉(zhuǎn)角 度的角編碼器。此外，在其每端，所述中空管具有一種鄰接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與相 鄰臂段端部的鄰接結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，以確保獨(dú)立于相關(guān)的彼此抵靠的鄰接端的夾持狀 態(tài)而精確、穩(wěn)定且可重復(fù)地在臂的軸線(xiàn)上對(duì)準(zhǔn)，在所述鄰接端通過(guò)標(biāo)以10的 可分離夾持裝置提供所述中空管和所述臂段之間的聯(lián)接，使得能夠在現(xiàn)場(chǎng)用另 一不同長(zhǎng)度的中空管替換原來(lái)的中空管而不必總體再校準(zhǔn)該裝置。具體地說(shuō)，裝置的每個(gè)臂4和5均設(shè)有中空管，因此能夠在使用時(shí)最好地 利用這種可拆卸性提供的靈活性。但是，也可在預(yù)期的應(yīng)用允許時(shí)僅在所述兩 個(gè)比之一臂上提供單個(gè)中空管。 因此，根據(jù)本發(fā)明的特征，臂4的管狀本體4.1包括設(shè)置在兩臂段之間的中空管4.11，兩臂段中一個(gè)接納測(cè)量圍繞縱向軸線(xiàn)X3旋轉(zhuǎn)角的角編碼器C3。 具體地說(shuō)，臂段4.10形成叉4.3的整體部分，而另一臂段包括剛性地固定到叉 4.2且包含角編碼器C2的部分4.13、和能夠相對(duì)于部分4.13圍繞軸線(xiàn)X3轉(zhuǎn) 動(dòng)的互補(bǔ)部分4.12，所述互補(bǔ)部分4.12聯(lián)接到中空管4.11。中空管4.11與一 端的臂段4.10之間，以及與另一端的4.12， 4.13之間的聯(lián)接通過(guò)標(biāo)以IO的可 分離夾持裝置設(shè)置在鄰接端，夾持裝置具體制成鉸接環(huán)管的形式，下文中將參 照?qǐng)D3和4更詳細(xì)地描述。 -同樣，臂5的管狀本體5.1包括設(shè)置在兩臂段之間的中空管5.11，其中一 個(gè)接納測(cè)量圍繞所述臂的縱向軸線(xiàn)X5旋轉(zhuǎn)角的角編碼器C5。具體地說(shuō)，中 空管5.11插入在剛性地固定到臂5的鉸接端5.3的段5.10和連接到容納角編 碼器C5的部分5.13的部分5.12之間，并能夠相對(duì)于它們圍繞軸線(xiàn)X5旋轉(zhuǎn)。 這里同樣，中空管5.11和所述兩臂段之間的聯(lián)接通過(guò)可分離夾持裝置10設(shè)置 在鄰接端，夾持裝置在這里體現(xiàn)為與臂4的中空管4.11所使用的那些相同的 鉸接環(huán)管的形式。如圖2所示，當(dāng)松開(kāi)鉸接環(huán)管時(shí)，測(cè)量裝置的臂4和5采用緊湊的分開(kāi)部 件的形式，因此方便裝載在運(yùn)輸箱中。更重要的是，中空管4.11和5.11可僅根據(jù)中空管的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)從多個(gè)可用中 空管中選擇。操作員根據(jù)要進(jìn)行的工作的類(lèi)型，并因此根據(jù)所述測(cè)量空間的類(lèi) 型進(jìn)行該長(zhǎng)度選擇。應(yīng)當(dāng)立即理解，這種結(jié)構(gòu)具有使用靈活性的顯著優(yōu)點(diǎn)，且 可能在實(shí)際測(cè)量地點(diǎn)，由操作員迅速松開(kāi)所述兩鉸接環(huán)管以卸下現(xiàn)有的中空管 并用更好地適于所述測(cè)量類(lèi)型的不同長(zhǎng)度的另一中空管替換它。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械 聯(lián)接，以及如下文解釋的電聯(lián)接也是同樣，操作員只要將鉸接環(huán)管放回到位就 行了，而不需要進(jìn)行整個(gè)測(cè)量裝置的再校準(zhǔn)。通過(guò)用于互補(bǔ)鄰接結(jié)構(gòu)的特定設(shè) 置，所有這些都成為可能能夠確保獨(dú)立于彼此抵靠的相應(yīng)鄰接端的夾持狀態(tài) 的臂的軸線(xiàn)上的精確和穩(wěn)定的對(duì)準(zhǔn)。圖3和4示出了用于提供中空管和臂段鄰接端之間的機(jī)械聯(lián)接，并因此還 提供了電聯(lián)接的鉸接環(huán)管10。具體地說(shuō)，每個(gè)鉸接環(huán)管IO包括由部件12鉸接在一起的兩個(gè)部件，每個(gè) 具有用于安裝在鄰接構(gòu)件上的兩個(gè)上置半環(huán)11。鉸接杠桿13使環(huán)管10能夠打開(kāi)或關(guān)閉。杠桿13以鉸接方式連接到彎曲鏈接件15，彎曲鏈接件15本身 在標(biāo)號(hào)16處以永久方式連接到環(huán)管的部件之一上。相同杠桿13在標(biāo)號(hào)14處 以可分開(kāi)方式鏈接到環(huán)管IO的另一部件上以便能夠打開(kāi)環(huán)管。每個(gè)完整環(huán)11 具有若干夾持舌狀物17，這里是四個(gè)，具有設(shè)置成稍微圓錐的面向內(nèi)部的小 平面18。這些圓錐小平面18與互補(bǔ)的鄰接凸緣的圓錐外表面接觸。還應(yīng)當(dāng)發(fā) 現(xiàn)有用于在環(huán)管關(guān)閉位置接納杠桿13的凹座19，如圖4所示。接著是兩鄰接端的結(jié)構(gòu)的更詳細(xì)說(shuō)明， 一個(gè)形成中空管的一部分，另一個(gè) 形成相關(guān)臂段的一部分。在這些圖中，僅示出了中空管4.11的一端和關(guān)聯(lián)的 臂段的部分4.12的一端，應(yīng)當(dāng)理解不僅在中空管4.11的一端，也在與臂5關(guān) 聯(lián)的另一中空管5.11會(huì)發(fā)現(xiàn)相同的設(shè)置。在這方面，會(huì)發(fā)現(xiàn)，對(duì)每個(gè)中空管4.11或5.11在一端提供第一類(lèi)型的鄰接 結(jié)構(gòu)，而在其相對(duì)的另一端提供與第一類(lèi)型互補(bǔ)的第二類(lèi)型的鄰接結(jié)構(gòu)是有利 的。盡管該設(shè)計(jì)并不是至關(guān)重要，但它能夠避免中空管的定位誤差，這樣的誤 差若不避免則會(huì)導(dǎo)致鄰接構(gòu)造和/或關(guān)聯(lián)連接件出錯(cuò)。如圖5和6所示，互補(bǔ)鄰接構(gòu)造是陽(yáng)和陰凸緣型。具體地說(shuō)，陰凸緣20.11 設(shè)置在中空管4.U上，且陽(yáng)凸緣20.12設(shè)置在臂段的部分14.2上，當(dāng)然也能 提供相反的布置。陰凸緣20.11包括連接到圓柱形部分22.11并然后連接到新圓形環(huán)23.11的 圓形外部支承環(huán)21.11。在陽(yáng)凸緣20.12上，有用于抵靠凸緣20.11的環(huán)21.11 支承接觸的圓形環(huán)21.12，且然后圓柱形陽(yáng)部分22.12終止于環(huán)23.12。當(dāng)兩鄰 接端沿著臂的共同軸線(xiàn)(這里是軸線(xiàn)X3)朝向彼此移動(dòng)時(shí)，使得面向的環(huán)21.11 和21.22抵靠彼此支承，而同時(shí)通過(guò)相互配合的圓柱形表面22.11和22.12對(duì) 準(zhǔn)臂的軸線(xiàn)X3。環(huán)23.11和23.12相鄰，但它們不是支承接觸。還提供有角指示(indexing)裝置，具體由一凸緣(這里是陽(yáng)凸緣20.12) 承載的軸向指狀物26.12、和另一凸緣(這里是陰凸緣20.11)上形成的軸向孔 26.11組成?？赏ㄟ^(guò)擴(kuò)大軸向孔26.11的尺寸來(lái)提供小量間隙以避免安裝和拆 卸時(shí)由于角度指針的卡住的危險(xiǎn)。如下文中解釋的那樣，在重新安裝上新的中 空管4.11之后，只要圍繞臂的軸線(xiàn)(具體是軸線(xiàn)X3)作轉(zhuǎn)動(dòng)這樣簡(jiǎn)單的再校 準(zhǔn)就足夠了。如圖5中更清楚地看到的那樣，陽(yáng)凸緣20.11和陰凸緣20.12具有與所述鉸 接環(huán)管IO的面向圓錐小平面18接觸的圓錐外表面25.11， 25.12。能夠容易地 理解，夾持鉸接環(huán)管10用于實(shí)現(xiàn)與臂的軸線(xiàn)X3上非常精確對(duì)齊關(guān)聯(lián)的支承 環(huán)21.11和21.12之間的完美接觸。還應(yīng)當(dāng)觀(guān)察到，在陰凸緣20.11和陽(yáng)凸緣 20.12上存在蓋杯31.11和31.12，杯的外徑基本上對(duì)應(yīng)于鉸接環(huán)管10的直徑。 如從圖5中可見(jiàn)的那樣，在聯(lián)接位置，環(huán)管閉合時(shí)，在鄰接區(qū)域僅存在很小量 的額外厚度，且沒(méi)有外部污染劑滲透并能夠影響電連接元件的危險(xiǎn)，如下文描 述的那樣。陰凸緣20.11和陽(yáng)凸緣20.12還裝有當(dāng)所述凸緣通過(guò)可分離夾持裝置10機(jī) 械聯(lián)接在一起時(shí)自動(dòng)提供電聯(lián)接的互補(bǔ)連接件。具體地說(shuō)，互補(bǔ)連接件包括多個(gè)匹配接觸片。因此，對(duì)于陽(yáng)凸緣20.12，可 以看到板27.12，承載裝有柔性接觸片29.12的兩個(gè)連接件塊28.12。在另一鄰 接端，可以看到裝有平坦連接件28.11的板27.11，連接件28.11提供用于與匹 配的柔性接觸片29.12協(xié)配的平坦接觸片29.11。這里，每個(gè)凸緣20.11， 20.12設(shè)有限制于五個(gè)接觸片29.11， 29.12的組件， 該組件用于提供在此由導(dǎo)線(xiàn)35.11, 35.12組成的相關(guān)的通信總線(xiàn)的連接。具體 地說(shuō)，使用的總線(xiàn)由五根導(dǎo)線(xiàn)(當(dāng)然僅是示例)組成，兩根是電源線(xiàn)、兩根傳 輸數(shù)據(jù)、且一個(gè)傳輸事件。對(duì)每個(gè)連接組件提供用于識(shí)別使用的中空管的類(lèi)型 的信號(hào)的另外的接觸片也是有利的。因此，關(guān)聯(lián)的六根導(dǎo)線(xiàn)在沒(méi)有機(jī)械鍵入裝 置時(shí)，提供操作員可立即覺(jué)察到的關(guān)于使用的中空管的類(lèi)型，尤其是關(guān)于其長(zhǎng) 度的精確指示。該附加信息用于避免中空管的錯(cuò)誤安裝，使得這種錯(cuò)誤安裝能 夠通過(guò)與該裝置關(guān)聯(lián)的控制計(jì)算機(jī)發(fā)出的訊息立即向操作員發(fā)出信號(hào)。對(duì)每個(gè)中空管提供內(nèi)部地安裝并連接到相關(guān)通信總線(xiàn)的電子識(shí)別卡，從而 能夠確保正確的中空管已放置到位來(lái)獲得所要求的臂長(zhǎng)也是有利的。因此，在 圖5中，可以看出中空管4.11的板27.11承載的組件，該組件包括連接到各平 坦接觸板29.11的連接件32.11、連接到連接件32.11的電子卡33.11、安裝到 電子卡33.11另一端的連接件34.11、和從所述連接件延伸的通信總線(xiàn)的六根 導(dǎo)線(xiàn)35.11。
最后，應(yīng)當(dāng)觀(guān)察到有與用于將板27.11緊固到關(guān)聯(lián)凸緣上的機(jī)械裝置關(guān)聯(lián)
的通道30.11。
在中空管的每次改變之后，且在重新開(kāi)始操作之前，不需要再校準(zhǔn)整個(gè)裝 置，因?yàn)檠b置的其余部分已經(jīng)在工廠(chǎng)對(duì)中空管的新長(zhǎng)度進(jìn)行了校準(zhǔn)。因此操作 員需要執(zhí)行的僅有的校準(zhǔn)操作是與所述臂的編碼器關(guān)聯(lián)的校準(zhǔn)。這種校準(zhǔn)易于
執(zhí)行且事實(shí)上時(shí)間花費(fèi)很少。將傳感器7放入一提供的圓錐孔，并然后使臂圍 繞孔轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)調(diào)節(jié)編碼器的偏差以得到盡可能恒定的三維的位置這就足夠 了。這等于不需使用任何特定工具而快速進(jìn)行的純計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)，且當(dāng)然它可在 測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。
因此這提供了模塊式設(shè)計(jì)的三維測(cè)量裝置，能夠快速且可重復(fù)地安裝或拆 下。操作員可在測(cè)試地點(diǎn)本身替換中空管而不需要進(jìn)行裝置的任何整體再校 準(zhǔn)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)互補(bǔ)鄰接結(jié)構(gòu)得到臂的軸線(xiàn)上精確、穩(wěn)定且最重要可重復(fù)的對(duì)準(zhǔn)。 當(dāng)多個(gè)中空管長(zhǎng)度可用時(shí)，尤其是較短長(zhǎng)度和較長(zhǎng)長(zhǎng)度，本發(fā)明的測(cè)量裝置提 供所要求的測(cè)量精確度和測(cè)量空間的體積之間的最好匹配。
除了長(zhǎng)度是模塊化之外，本發(fā)明的測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)還提供了關(guān)于運(yùn)輸該裝 置的顯著優(yōu)點(diǎn)。可拆卸使這種裝置能夠裝載在小的運(yùn)輸箱中，且對(duì)箱子發(fā)生沖 擊不會(huì)對(duì)拆卸狀態(tài)的機(jī)器產(chǎn)生影響。在本文中，應(yīng)當(dāng)發(fā)現(xiàn)拆卸狀態(tài)中的運(yùn)輸不 會(huì)導(dǎo)致在箱子跌落情況下校準(zhǔn)的任何損失，因?yàn)榇鎯?chǔ)在箱中的中空管是無(wú)法活 動(dòng)的部件，因此不會(huì)受到任何影響。
最后，這種模塊化設(shè)計(jì)還提供了關(guān)于維護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)，它能夠更換可能損 壞的分組件而保留測(cè)量裝置的其余部件。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，而是相反覆蓋使用再現(xiàn)以上指出的重要特征 的同等裝置。
權(quán)利要求
1.一種具有多個(gè)鉸接軸線(xiàn)的鉸接臂三維測(cè)量裝置，具有整合在所述臂中的多個(gè)角編碼器，所述角編碼器用于分別測(cè)量圍繞每個(gè)所述鉸接軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)角度，其特征在于，所述裝置(1)的至少一個(gè)臂(4，5)包括插入在兩臂段之間的中空管(4.11，5.11)，兩臂段(4.13，5.13)之一接納測(cè)量圍繞所述臂的縱向軸線(xiàn)(X3，X5)的旋轉(zhuǎn)角度的角編碼器(C3，C5)，所述中空管在其每端具有相應(yīng)的鄰接結(jié)構(gòu)，該鄰接結(jié)構(gòu)與相鄰臂段端部的鄰接結(jié)構(gòu)互補(bǔ)以確保在所述臂的軸線(xiàn)上的對(duì)準(zhǔn)，所述對(duì)準(zhǔn)是精確、穩(wěn)定且可重復(fù)的，且獨(dú)立于所述毗鄰端彼此抵靠的夾持狀態(tài)，由可拆下的夾持裝置(10)在所述毗鄰端提供的所述中空管和所述臂段之間的聯(lián)接，使所述中空管能夠在現(xiàn)場(chǎng)用不同長(zhǎng)度的另一中空管替換，而不需要再校準(zhǔn)整個(gè)裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，每個(gè)中空管(4.11， 5.11)在一 端具有第一類(lèi)型的鄰接結(jié)構(gòu)，且在其相對(duì)端具有與所述第一類(lèi)型互補(bǔ)的第二類(lèi)型的鄰接結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述互補(bǔ)鄰接結(jié)構(gòu)是具有 帶圓形接觸環(huán)(21.11， 21.12)的陰和陽(yáng)凸緣(20.11， 20.12)的類(lèi)型，且它們 包括角度指示裝置(26.11， 26.12)。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述角度指示裝置包括由一凸 緣承載的軸向指狀物(26.12)和形成在另一凸緣上的軸向孔(26.11)。
5. 如權(quán)利要求1和3所述的裝置，其特征在于，所述可拆下的夾持裝置由 裝在所述鄰接互補(bǔ)凸緣(20.11， 20.12)上的鉸接環(huán)管(10)構(gòu)成。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，每個(gè)鉸接環(huán)管(10)具有用于 與所述鄰接互補(bǔ)凸緣(20.11， 20.12)的圓錐外表面(25.11， 25.12)接觸的面 向圓錐小平面(18)。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述陰和陽(yáng)凸緣(20.11， 20.12) 的每一個(gè)裝備有蓋杯(31.11， 31.12)，所述蓋杯的外徑基本上對(duì)應(yīng)于鉸接環(huán) 管(10)的直徑。
8. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，每個(gè)中空管(4.11， 5.11)在內(nèi)部裝有連接于相關(guān)通信總線(xiàn)(35.11)的識(shí)別電子卡(33.11)。
9. 如權(quán)利要求3至8中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述陰和陽(yáng)凸緣 (20.11， 20.12)還裝有用于在所述凸緣通過(guò)所述可拆下的夾持裝置(10)機(jī)械地聯(lián)接在一起時(shí)自動(dòng)提供電子聯(lián)接的互補(bǔ)連接件(29.11， 29.12)。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述互補(bǔ)連接件包括多個(gè)匹配 接觸片(29.11， 29.12) d
11. 如權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于，每個(gè)凸緣(20.11， 20.12)設(shè) 有限制為五個(gè)接觸片(29.11， 29.12)的組件。
12. 如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，每個(gè)連接組件包括能夠提供 識(shí)別使用的中空管(4.11， 5.11)的類(lèi)型的信號(hào)附加接觸片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉸接臂三維測(cè)量裝置，具有多個(gè)鉸接軸線(xiàn)并具有整合在所述臂中的多個(gè)角編碼器，所述角編碼器用于分別測(cè)量圍繞每個(gè)所述鉸接軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)角度。根據(jù)本發(fā)明，裝置(1)的至少一個(gè)臂(4，5)包括插入在兩臂段之間的中空管(4.11，5.11)，兩臂段之一接納測(cè)量圍繞所述臂的縱向軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)角度的角編碼器，所述中空管在其每端具有相應(yīng)的鄰接結(jié)構(gòu)，該鄰接結(jié)構(gòu)與相鄰臂段端部的鄰接結(jié)構(gòu)互補(bǔ)以確保臂在軸線(xiàn)上的對(duì)準(zhǔn)，所述對(duì)準(zhǔn)是精確、穩(wěn)定且可重復(fù)的，且獨(dú)立于毗鄰端彼此抵靠的夾持狀況，由可拆下的夾持裝置(10)在所述毗鄰端提供的所述中空管和所述臂段之間的聯(lián)接使中空管能夠在現(xiàn)場(chǎng)用不同長(zhǎng)度的另一中空管替換，而不需要再校準(zhǔn)整個(gè)裝置。
文檔編號(hào)G01B7/008GK101163939SQ200680013382
公開(kāi)日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月20日
發(fā)明者R·格蘭杰 申請(qǐng)人:羅莫公司