用于CMM的锁定配重制造技术

一种关节臂式CMM包括：多个传动构件；将至少两个传动构件相互连接的多个铰接构件；位于远端处的坐标获取构件；以及位于近端处的基座。关节臂式CMM还包括：(1)用于限制至少一个传动构件在至少一个旋转方向上的运动的棘轮锁定机构；以及(2)当至少一个传动构件上施加生载荷时允许所述至少一个传动构件的限制旋转的离合机构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于CMM的锁定配重相关申请的交叉引用本申请要求于2012年I月20日提交的美国专利申请N0.13/355，394的权益，该文献的全文被援弓I纳入本文。
本专利技术涉及关节臂和坐标测量，更具体地说涉及坐标测量机。
技术介绍
也被称为坐标测量机(CMM)和关节臂测量机的线性测量系统被用于产生高度精确的几何信息。通常，这些仪器捕捉目标的结构特性以便用在质量控制、电子演示和/或复制。被用于坐标数据获取的传统设备的一个例子是便携式坐标测量机(PCMM)，该便携式坐标测量机是能够在装置的测量范围内进行高度精确的测量的便携式装置。这样的装置通常包括安装在臂的端部上的探针，所述臂包括通过接头连接在一起的多个传动构件。臂的与探针相反的端部通常被联接至可动基座。通常，接头被分解为多个单旋转自由度，每个单旋转自由度采用专用的旋转换能器来测量。在测量过程中，臂的探针被操作者手动地移动至测量范围内的不同点。在每个点处，每个接头的位置必须在给定时刻被及时地确定。因此，每个传感器都输出以下电信号，该电信号根据接头的按所述自由度的移动而变化。通常，探针也产生信号。这些位置信号和探针信号通过所述臂被传送到记录仪/分析仪。位置信号随后被用于确定在测量范围内探针的位置。例如参见美国专利N0.5,829, 148和N0.7，174，651，它们的全部内容被援引纳入本文。在某些情况下，CMM的使用者可能想要使臂处于固定位置一段时间。固定位置的一个例子就是CMM的休止位置。在这样的情况下，所述臂应保持在其固定位置，从而它没有落下并造成该臂或者其砸落的表面受损。另外，该臂应在有大的力作用时或在臂受到冲击时移动离开其固定位置，以避免该臂因所述大的力或冲击而受损。总体上，需要一种具有高度的精确性和稳定性、高可靠性和耐用性、相当容易使用且低成本以及具有其它品质的设备。本文的公开内容提供了至少其中一些品质的改善。
技术实现思路
在一个实施方式中，关节式臂CMM包括多个传动构件、将至少两个传动构件相互连接的多个铰接构件、位于远端的坐标获取构件和位于近端的基座。铰接构件中的至少两个可以包括至少一个编码器，所述至少两个编码器可以都封装在单个整体外壳中。在另一个实施方式中，关节臂式CMM包括关节臂和气体弹簧配重。关节臂可以包括多个关节臂构件、位于远端处的坐标获取构件和位于近端处的基座。气体弹簧配重可以在相邻的关节臂构件之间的旋转点支撑该臂。另外，气体弹簧配重可以在比靠近基座更靠近该旋转点的点处连接至更靠近该基座的关节臂构件。在又一个实施方式中，关节臂式CMM包括关节臂和气体弹簧配重。该关节臂可以包括多个关节臂构件、位于远端处的坐标获取构件和位于近端处的基座。该气体弹簧配重可以在两个相邻的关节臂构件之间的旋转点处支撑该臂。而且，在气体弹簧配重被置于基本水平的位置时，在旋转点处的旋转能将两个相邻的关节臂构件中的一个关节臂构件也置于基本水平的位置。在又一个实施方式中，关节臂式CMM包括关节臂和手柄。该关节臂可包括多个关节臂构件、位于远端处的坐标获取构件和位于近端处的基座。手柄可包括电子装置并且可移除地连接至该坐标获取构件。在另一个实施方式中，关节臂式CMM可以利用棘轮锁定构件被锁定就位。该棘轮锁定构件可被用来在CMM处于固定位置时阻止关节臂在至少一个方向上运动。锁定释放组件可允许在该臂受到高转矩载荷时使该臂从锁定位置释放。棘轮锁定构件可以通过利用致动器而被接合或分离。致动器可以是带有铰链的手柄、滑块、带有输入控制单元(无线或有线)的机电式致动器或者被构造成允许使用者接合和/或分离该棘轮锁定构件的任何其它>j-U ρ?α装直。在一个实施方式中，关节臂式CMM包括多个传动构件和将传动构件中至少两个相互连接的多个铰接构件。关节臂式CMM还包括位于臂的远端处的坐标获取构件和位于近端处的下支撑组件。另外，关节臂式CMM包括安装在其中一个传动构件周围的可释放的锁定系统。该锁定系统影响传动构件中的至少一个的旋转。该锁定系统包括托架构件，该托架构件具有枢轴并且被构造成支持至少一个传动构件在至少一个方向上的旋转。托架构件也具有被构造为用来接 纳一个或多个滚珠的凹窝。锁定系统还具有以可旋转的方式安装到托架构件的擒纵毂。擒纵毂具有一个或多个凹窝以接纳一个或多个滚珠。这些滚珠能够可逆地布置在该托架构件和擒纵毂两者的凹窝内，以使托架构件相对于擒纵毂旋转地固定。锁定系统还包括弹性构件，该弹性构件将托架构件朝向擒纵毂偏压以将所述滚珠偏压到托架构件和擒纵毂两者的凹窝中而禁止托架构件相对于擒纵毂旋转。当施加足以克服弹性构件的转矩时，可以使这些滚珠从托架构件和/或擒纵毂的凹窝释放以允许托架构件和擒纵毂之间的相对旋转。另外，锁定系统包括棘轮，该棘轮旋转地固定于擒纵毂。锁定系统还包括棘轮锁定构件，该棘轮锁定构件被构造成以齿合关系可逆地接合棘轮上的齿。锁定构件被偏压至与棘轮的齿接合。锁定系统包括释放构件，该释放构件能根据释放构件的位置而阻止或允许锁定构件和棘轮之间的接合。当该锁定构件与棘轮接合时，其中一个或多个所述传动构件的旋转被禁止，除非向该传动构件施加足以克服弹性构件的力。在另一个实施方式中，关节臂式CMM包括一个或多个关节臂构件、位于远端处的坐标获取构件以及位于近端处的下支撑组件。关节臂式CMM还包括安装在关节臂式CMM的周围的臂支撑构件。该臂支撑构件包括具有周向齿的齿轮和被构造为可逆地接合该齿轮的周向齿以阻止齿轮在至少一个旋转方向上相对于接合构件旋转的接合构件。臂支撑构件还包括能在第一位置和第二位置之间移动的释放构件，其中该释放构件在处于第一位置时阻止接合构件和齿轮之间的接合并且在处于第二位置时不阻止所述可逆接合。结果，臂支撑构件在锁定释放构件处于第二位置时阻碍所述一个或多个关节臂构件的旋转，但在释放构件处于第一位置时不阻碍所述一个或多个关节臂构件的旋转。在另一实施方式中，关节臂式CMM包括多个传动构件、将至少两个传动构件相互连接的多个铰接构件、位于CMM的远端处的坐标获取构件和位于近端和的下支撑构件。CMM还包括安装在CMM的周围的可释放的锁定系统，该可释放的锁定系统在旋转期间支撑其中一个或多个传动构件。该可释放的锁定系统包括托架支撑构件、擒纵毂和弹性构件。托架支撑构件包括枢轴和一个或多个表面接合特征并且被构造成在旋转期间支撑至少一个传动构件。擒纵毂以可旋转的方式安装到托架支撑构件并且被构造成旋转地固定至下支撑组件的一部分上。该擒纵毂包括一个或多个表面接合特征，所述表面接合特征被构造成可逆地接合托架支撑构件的所述一个或多个表面接合特征。弹性构件被构造成将托架支撑构件朝向擒纵毂偏压，从而托架支撑构件的所述一个或多个表面接合特征接合擒纵毂的一个或多个表面接合特征，以便相对于擒纵毂旋转地固定托架支撑构件。当提供足以克服弹性构件的转矩时，可以使该托架支撑构件的表面接合特征从擒纵毂的表面接合特征释放。两组接合特征的相互分离允许托架支撑构件和擒纵毂之间的相对旋转。在另一个实施方式中，关节臂式CMM包括关节臂和臂支撑构件。关节臂包括一个或多个关节臂构件、位于远端处的坐标获取构件和位于近端处的下支撑组件。臂支撑构件安装在关节臂式CMM的周围并且在旋转期间支撑一个或多个关节臂构件。臂支撑构件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种关节臂式CMM，该关节臂式CMM包括：关节臂，该关节臂包括一个或多个关节臂构件、位于远端处的坐标获取构件和位于近端处的下支撑组件；以及臂支撑构件，该臂支撑构件安装在该关节臂式CMM的周围以在旋转期间支撑一个或多个关节臂构件，该臂支撑构件包括棘轮机构和致动器，其中，所述致动器被构造成接受输入以使所述棘轮机构在接合状态和分离状态之间转变，所述棘轮机构被构造成在该棘轮机构处于接合状态时阻碍所述一个或多个关节臂构件旋转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.20 US 13/355,3941.一种关节臂式CMM，该关节臂式CMM包括: 关节臂，该关节臂包括一个或多个关节臂构件、位于远端处的坐标获取构件和位于近端处的下支撑组件；以及 臂支撑构件，该臂支撑构件安装在该关节臂式CMM的周围以在旋转期间支撑一个或多个关节臂构件，该臂支撑构件包括棘轮机构和致动器， 其中，所述致动器被构造成接受输入以使所述棘轮机构在接合状态和分离状态之间转变，所述棘轮机构被构造成在该棘轮机构处于接合状态时阻碍所述一个或多个关节臂构件旋转。2.根据权利要求1所述的关节臂式CMM，其中，所述棘轮机构包括: 具有周向齿的齿轮； 接合构件，该接合构件被构造成可逆地接合所述齿轮的周向齿以阻止该齿轮相对于锁定构件在至少第一旋转方向上旋转；以及 释放构件，该释放构件能在第一位置和第二位置之间移动，其中该释放构件在处于第一位置时阻止所述锁定构件和所述齿轮之间的可逆接合并且在处于第二位置时不阻止所述可逆接合，从而所述臂支撑构件在所述锁定释放构件处于第二位置时阻碍所述一个或多个关节臂构件旋转，但在所述锁定释放构件处于第一位置时不阻碍所述一个或多个关节臂构件旋转。3.根据权利要求1或2所 述的关节臂式CMM，其中，所述致动器包括机电式致动器。4.根据权利要求1至3中任一项所述的关节臂式CMM，其中，该关节臂式CMM还包括与所述致动器通讯的输入控制单元。5.根据权利要求4所述的关节臂式CMM，其中，所述输入控制单元与所述机电式致动器进行无线电气通讯。6.根据权利要求4或5所述的关节臂式CMM，其中，所述输入控制单元被布置在所述关节臂的远端附近。7.根据权利要求4至6中任一项所述的关节臂式CMM，其中，所述输入控制单元包括以下之中的一个或多个:开关；按钮；电容输入装置。8.根据权利要求2至7中任一项所述的关节臂式CMM，其中，所述释放构件还包括第一端、第二端和弹性构件，其中: 所述第一端被构造成在所述释放构件处于第一位置时接合所述接合构件， 所述第二端被构造成与致动器接合，并且 所述弹性构件位于所述释放构件的所述第一端和所述第二端之间，该弹性构件被构造成在所述释放构件朝向所述齿轮移动时吸收所述第一端和所述第二端之间的力。9.根据权利要求8所述的关节臂式CMM，其中，所述弹性构件包括弹簧。10.根据权利要求2至8中任一项所述的关节臂式CMM，其中，所述齿轮旋转固定至擒纵毂。11.根据权利要求10所述的关节臂式CMM，其中，所述齿轮和所述擒纵毂是一体部件。12.根据权利要求1至11中任一项所述的关节臂式CMM，其中，该关节臂式CMM还包括指示器，其中该指示器指示所述棘轮机构是接合的还是分离的。13.根据权利要求2至12中任一项所述的关节臂式CMM，其中，所述接合构件和所述释放构件是一体部件。14.根据权利要求1至13中任一项所述的关节臂式CMM，其中，所述臂支撑构件还包括用于检测该臂支撑构件的弯曲的传感器。15.根据权利要求14所述的关节臂式CMM，其中，该关节臂式CMM还包括与所述传感器电气通讯的报警器，所述报警器被构造成在所述臂支撑构件承受弯曲时向使用者发出警报。16.根据权利要求14或15所述的关节臂式CMM，其中，该关节臂式CMM还包括机电式致动器，该机电式致动器经由机械传动链被连接至所述棘轮锁定机构，所述机电式致动器也与所述传感器电气通讯，从而所述机电式致动器能根据来自所述传感器的信号而与所述棘轮锁定机构接合或分离。17.根据权利要求1至16中任一项所述的关节臂式CMM，其中，所述致动器包括与所述下支撑组件协作的擒纵机构，其中该擒纵机构能在所述锁定机构处于接合状态或分离状态时向该关节臂式CMM的使用者提供触感指示、声音指示和视觉指示中的至少一种。18.一种关节臂式CMM，该关节臂式CMM包括: 关节臂，该关节臂包括多个传动构件、将至少两个传动构件相互连接的多个铰接构件、位于远端处的坐标获取构件和位于近端处的下支撑组件；以及 可释放的锁定系统，该可释放的锁定系统安装在所述传动构件中的一个或多个的周围以影响这一个或多个传动构件的旋转，该可释放的锁定系统包括: 托架构件，该托架构件包括枢轴并且被构造成支撑至少一个传动构件的旋转，该托架构件还包括被构造成用于接收一个或多个滚珠的一个或多个凹窝； 擒纵毂，该擒纵毂以可旋转的方式安装到所述托架构件并且包括被构造成接收一个或多个滚珠的一个或多个凹窝； 布置在所述托架构件和所述擒纵毂之间的一个或多个滚珠，其中所述滚珠能被可逆地布置在所述托架构件和所述擒纵毂两者的凹窝内以便相对于所述擒纵毂旋转固定所述托架构件； 弹性构件，该弹性构件朝向所述擒纵毂偏压所述托架构件以将所述一个或多个滚珠偏压到所述托架构件和所述擒纵毂两者的凹窝中以相对于所述擒纵毂旋转固定所述托架构件，从而在提供足以克服所述弹性构件的转矩时，所述一个或多个滚珠也能从所述凹窝释放并且允许所述托架构件和所述擒纵毂之间的相对旋转； 棘轮，该棘轮旋转固定至所述擒纵毂并且包括多个齿； 棘轮锁定构件，该棘轮锁定构件被构造成以齿合关系可逆地接合所述棘轮的齿并且被偏压向与所述齿接合；以及 锁定释放构件，该锁定释放构件能在第一位置和第二位置之间移动，其中该锁定释放构件在第一位置中防止所述棘轮锁定构件和所述棘轮之间的接合并且在第二位置中不防止所述接合，使得在该锁定释放构件处于第一位置时该齿合关系影响所述一个或多个传动构件，但当在所述第二位置时不影响所述一个或多个传动构件，而且还使得当提供足以克服所述弹性构件的转矩时该齿合关系不影响所述一个或多个传动构件。19.一种关节臂式CMM，该关节臂式CMM包括: 关节臂，该关节臂包括一个或多个关节臂构件、位于远端处的坐标获取构件和位于近端处的下支撑组件；以及 臂支撑构件，该臂支撑构件安装在该关节臂式CMM的周围以在旋转期间支撑所述一个或多个关节臂构件，该臂支撑构件包括: 具有周向齿的齿轮； 接合构件，该接合构件被构造成可逆地接合所述齿轮的周向齿以阻止所述齿轮相对于所述接合构件在至少第一旋转方向上旋转；以及 释放构件，该释放构件能在第一位置和第二位置之间移动，其中该释放构件在处于第一位置时阻止所述接合构件和所述齿轮之间的可逆接合并且在处于第二位置时不阻止所述接合构件和所述齿轮之间的可逆接合，使得所述臂支撑构件在所述锁定释放构件处于第二位置时阻碍所述一个或多个关节臂构件的旋转，但在所述锁定释放构件处于第一位置时不阻碍所述一个或多个关节臂构件的旋转。20.根据权利要求19所述的关节臂式CMM，其中，所述臂支撑构件还包括致动器，其中该致动器被构造成接受输入以使所述释放构件在第一位置和第二位置之间运动。21.根据权利要求20所述的关节臂式CMM，其中，所述致动器包括机电式致动器。22.根据权利要求19至21中任一项所述的关节臂式CMM，其中，所述关节臂式CMM还包括与所述机电式致动器通讯的输入控制单元。23.根据权利要 求22所述的关节臂式CMM，其中，所述输入控制单元与所述机电式致动器进行无线电气通讯。24.根据权利要求22或23所述的关节臂式CMM，其中，所述输入控制单元被布置在所述关节臂的远端附近。25.根据权利要求22至24中任一项所述的关节臂式CMM，其中，所述输入控制单元包括以下之中的一个或多个:开关；按钮；和电容输入装...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·迪波塔尔，保罗·法拉利，JL·法梅雄，W·英格利斯，
申请(专利权)人：赫克斯冈技术中心，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH