用于测量机器的具有多个传感器的铰接头制造技术

一种铰接传感器头包括三个不同的传感器模块。传感器模块中的第一传感器模块被携带在延伸柄上，该延伸柄以可枢转方式被从铰接腕安装。携带传感器模块中的第二传感器模块和第三传感器模块的外壳被可释放地紧固到延伸柄。第二传感器模块和第三传感器模块被外壳携带成相对于第一传感器模块的取向处于固定角度取向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量机器的具有多个传感器的铰接头
本专利技术涉及坐标测量机器的铰接传感器头和传感器测量系统。
技术介绍
铰接传感器头用于改变传感器（特别是探头）的取向，以便访问在工件或其他测试对象上的不同形式和取向的特征。虽然坐标测量机器通常包括多个轴线以使得探头或其他形式的传感器相对于处于测量的测试对象进行相对运动，但铰接传感器头通常提供一个或更多个旋转轴线，这能够快速且高效地调整探头或其他类型传感器的取向以便适应测试对象上的不同特征及其取向。通常需要具有不同大小、敏感度或数据获取类型的不同构造的探头和其他传感器以便更精确地或更全面地测量具有不同类型和表面设置的测试对象。这样，铰接传感器头通常适于使用可互换的探头或其他传感器。除了可以手动更换探头或其他传感器之外，自动更换系统也可以在对接站内存储替代性探头或其他传感器并且当需要时传感器头能够从其测量位置移出到对接站以及从对接站移走以便更换探头或传感器。然而，即使是自动更换系统也会消耗宝贵的测量时间，这不仅是因为更换探头或其他传感器所需的机械动作，而且还因为如下过程中的一个或多个：为了在公共参考系内继续进行测量操作而重新定位、重新定向和重新校准替换的探头或其他传感器。时间消耗和测量连续性的问题在更换不同类型传感器期间特别成问题。
技术实现思路
本专利技术在其优选实施例中的一个或更多个中通过一种铰接传感器头设想了一种更通用的、高效的且准确的测量机器，该铰接传感器头被设置成携带处于固定的相对取向的一系列不同类型的传感器。例如，铰接传感器头能够被设置成携带接触式探头并且一同携带深度感测激光器和视觉传感器，其具有相对彼此处于公共角度取向且与接触式探头的测量轴线处于预定角度关系的测量轴线。本专利技术的一种实施例是基于一种铰接传感器头，其具有被携带在延伸柄上的第一传感器模块，该延伸柄以可枢转方式被从铰接腕安装。携带第二传感器模块和第三传感器模块的外壳被紧固到延伸柄。第二传感器模块和第三传感器模块被外壳携带成相对于第一传感器模块的取向处于固定角度取向。优选地，第一传感器模块、第二传感器模块和第三传感器模块被设置成以不同方式收集关于测试对象的信息。例如，第一传感器模块可以是接触式探头的一部分，该接触式探头从触针相对于测试对象的相对物理位移来收集信息，第二传感器模块可以是深度感测激光器的一部分，该深度感测激光器从来自测试对象的激光束反射来收集信息，并且第三传感器模块可以是视觉传感器的一部分，该视觉传感器从获取于测试对象的相机图像来收集信息。视觉传感器优选地包括同轴光源。优选地，三个传感器模块中的每个均具有参考测量位置，该参考测量位置通过铰接传感器头的位移而相对于其他传感器模块的参考测量位置被校准。因此，在测试对象上的同一位置能够通过铰接传感器头的经校准的位移由三个传感器模块中的每个测量。在此方面，三个传感器模块中的每个均包括测量轴线，并且第二传感器模块和第三传感器模块的测量轴线优选地共用与第一传感器模块的测量轴线呈预定角度关系的公共固定角度取向。更优选地，所有三个传感器模块的测量轴线平行地延伸。为了提供进一步灵活性以便以不同方式测量不同的测试对象，第一传感器模块优选地能够与其他的传感器模块互换。例如，第一联接件能够设置在第一传感器模块和延伸柄之间，从而允许独立于外壳内携带的第二和第三传感器模块而用替代性传感器模块更换第一传感器模块，该外壳被单独地附接到延伸柄。第一联接件的一个构件能够被安装在柄的自由端上，并且配合联接构件能够被安装在第一传感器模块上以及安装在意图被独立地联接到柄的每个替代性传感器模块上。通过使用可移除夹持件或其他可释放紧固装置将外壳附接到延伸柄的中间部分，第二传感器模块和第三传感器模块能够被共同地附接到或脱离于柄，所述其他可释放紧固装置包括沿着延伸柄定位或者位于延伸柄和外壳之间的联接件。一旦外壳被拆卸，则能够仅由第一传感器模块来进行测量，或者携带一个或更多个不同传感器模块的可类似地附接的替代性外壳能够被夹持或以其他方式被可释放地紧固到延伸柄的中间部分以便进行额外测量。外壳内的类似联接件能够被设置成允许独立于第一传感器模块和第三传感器模块而由可类似地联接的替代性传感器模块来更换第二传感器模块。能够提供对接站来保存用于更换第一和第二传感器模块的替代性传感器模块以及携带替代性第二或者第三传感器模块的替代性外壳。本专利技术的作为使用铰接传感器头测量测试对象的方法的实施例包括使用三个传感器模块中的第一个测量测试对象上的给定点，三个传感器模块中的每个均具参考测量位置，该参考测量位置通过铰接传感器头的位移而相对于其他传感器模块的参考测量位置被校准。铰接传感器头移位达第一传感器模块和三个传感器模块中的第二个的参考测量位置之间被校准的位移量。可以在铰接传感器头的经移位的位置处使用第二传感器模块测量测试对象上的给定点。铰接传感器头能够进一步移位达第二传感器模块和三个传感器模块中的第三个的参考测量位置之间被校准的位移量。可以在铰接传感器头的经进一步移位的位置处使用第三传感器模块测量测试对象上的给定点。优选地，通过铰接传感器头的平移来实现铰接传感器头的经校准的位移。该测量方法还优选地包括将三个传感器模块中的第一个可释放地联接到铰接传感器头的延伸柄并且将携带第二和第三传感器模块的外壳可释放地联接到延伸柄。为了进行额外测量，能够通过使第一传感器模块从延伸柄脱离并且使用保持在延伸柄上的第一传感器模块联接件的一部分将不同的传感器模块联接到延伸柄，而使用该不同的传感器模块来更换第一传感器模块。类似地，能够通过使携带第二和第三传感器模块的外壳从延伸柄脱离并且使用保持在延伸柄上的外壳联接件的一部分将携带至少一个不同传感器模块的不同的外壳联接到延伸柄，而使用该不同的外壳来更换该外壳。第三传感器模块能够是视觉传感器，其具有可变工作距离透镜和可调同轴光源，用于在不同工作距离处照明测试对象。这样，该测量方法能够包括与调整透镜的工作距离一起地调整同轴光源以便在透镜的被调整的工作距离处照明测试对象。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的铰接传感器头的透视图。图2是图1的铰接传感器头的正视图。图3是图1的铰接传感器头的侧视图。图4是绕枢轴线处于完全枢转位置的图1的铰接传感器头的另一透视图。图5是被采集成图像的图1的铰接传感器头的基本正透视图。图6是同一铰接传感器头的另一透视图。图7是类似的铰接传感器头的侧视图，其特征在于具有沿着延伸柄的联接件，用于将携带传感器模块的外壳可释放地附接到延伸柄。图8是类似的铰接传感器头的侧视图，其特征在于具有位于延伸柄和外壳之间的联接件，用于将携带传感器模块的外壳可释放地附接到延伸柄。图9是能够被携带在外壳内的一种类型的视觉传感器的侧视图，包括示出了可变焦距透镜的断裂剖面。具体实施方式如附图中所示的铰接传感器头10的特定实施例包括第一传感器模块12，其是被携带在延伸柄14上的接触式探头触针的形式。可被从坐标测量机器的测量轴线支撑的铰接腕16将延伸柄14的一端连接到枢轴线18。所示铰接腕16优选地包括机动组件以用于使柄14绕枢轴线18枢转通过有限范围的角度行程，如图1和图4示出的柄14的不同取向之间所示。可提供铰接腕的第二机动组件以用于使柄14绕竖直轴线旋转，该竖直轴线与处于图1-3中所示的铰接位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铰接传感器头，包括：被携带在延伸柄上的第一传感器模块，该延伸柄以可枢转方式被从铰接腕安装；携带第二传感器模块和第三传感器模块的被紧固到所述延伸柄的外壳；并且所述第二传感器模块和第三传感器模块被所述外壳携带成相对于所述第一传感器模块的取向处于固定角度取向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.09 US 62/3857541.一种铰接传感器头，包括：被携带在延伸柄上的第一传感器模块，该延伸柄以可枢转方式被从铰接腕安装；携带第二传感器模块和第三传感器模块的被紧固到所述延伸柄的外壳；并且所述第二传感器模块和第三传感器模块被所述外壳携带成相对于所述第一传感器模块的取向处于固定角度取向。2.根据权利要求1所述的铰接传感器头，其中，所述第一传感器模块、第二传感器模块和第三传感器模块被设置成以不同方式收集关于测试对象的信息。3.根据权利要求2所述的铰接传感器头，其中，所述第一传感器模块是接触式探头的一部分，所述接触式探头从触针相对于测试对象的相对物理位移来收集信息，所述第二传感器模块是深度感测激光器的一部分，所述深度感测激光器从来自所述测试对象的激光束反射来收集信息，并且所述第三传感器模块是视觉传感器的一部分，所述视觉传感器从获取于所述测试对象的相机图像来收集信息。4.根据权利要求3所述的铰接传感器头，其中，所述视觉传感器包括同轴光源。5.根据权利要求1所述的铰接传感器头，其中，所述三个传感器模块中的每个均具有参考测量位置，该参考测量位置通过所述铰接传感器头的位移而相对于其他传感器模块的参考测量位置被校准。6.根据权利要求1所述的铰接传感器头，其中，所述三个传感器模块中的每个均包括测量轴线，并且所述第二传感器模块和所述第三传感器模块的测量轴线共用与所述第一传感器模块的测量轴线呈预定角度关系的公共固定角度取向。7.根据权利要求6所述的铰接传感器头，其中，所有三个传感器模块的测量轴线平行地延伸。8.根据权利要求1所述的铰接传感器头，其中，所述第二传感器模块和所述第三传感器模块通过使用在所述外壳和所述延伸柄之间的可释放紧固装置而能够共同地附接和脱离于所述延伸柄的中间部分。9.根据权利要求8所述的铰接传感器头，进一步包括第一联接件，以用于将所述第一传感器模块可释放地连接到所述延伸柄，使得能够独立于所述第二传感器模块和所述第三传感器模块而用可类似地联接的替代性传感器模块来更换所述第一传感器模块。10.根据权利要求9所述的铰接传感器头，进一步包括第二联接件，以用于将所述第二传感器模块可释放地连接到所述外壳，使得所述第二传感器模块能够与可类似地联接的替代性传感器模块互换。11.根据权利要求9所述的铰接传感器头，其中，所述可释放紧固装置包括第二联接件，以用于将携带所述第二传感器模块和所述第三传感器模块的所述外壳可释放地连接到所述延伸柄的所述中间部分，使得在不使所述第一传感器模块从所述延伸柄断开的情况下所述外壳能够与可类似地联接的替代性外壳互换。12.根据权利要求1所述的铰接传感器头，其中，所述延伸柄包括一段长度，具有沿着所述延伸柄的所述长度的第一部分的第一可释放联接件，以用于将所述第一传感器模块可释放地连接到所述延伸柄，并具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：ET波利多尔，KI希汉，JC拉普拉卡，
申请(专利权)人：优质视觉技术国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US