专利名称：智能可重复臂安装系统的制作方法
智能可重复臂安装系统对相关申请的交叉引用本申请要求2010年I月20日提交的临时申请第61/296，555号的权益，其全部内容通过引用合并于此。
背景技术：
本公开内容涉及一种坐标测量机，更具体地，涉及一种具有可重复基部安装件的便携式铰接臂坐标测量机，该可重复基部安装件具有电子基部安装件标识系统。便携式铰接臂坐标测量机(AACMM)在零件的制造或生产中已得到广泛应用，其中需要在零件的制造或生产(例如加工)的各种阶段期间迅速且准确地验证零件的尺度。特别是在执行相对复杂零件的尺度测量所花费的时间量方面，便携式AACMM相对于已知的静止 或固定的、成本密集的且相对难以使用的测量设备表现出巨大的改进。通常，便携式AACMM的用户简单地沿着待测量的零件或物体的表面导引探头。然后记录并向用户提供测量数据。在一些情况下，在计算机屏幕上以视觉形式(例如三维(3D)形式)向用户提供数据。在其它情况下，以数值形式向用户提供数据，例如当测量孔的直径时，在计算机屏幕上显示文字“直径=1.0034”。在通过整体引用合并于此的第5，402，582号共同转让美国专利(‘582)中公开了现有技术的便携式铰接臂CMM的例子。‘582专利公开了一种包括手动操作的铰接臂CMM的3D测量系统，该CMM在一端具有支撑基部而在另一端具有测量探头。通过整体引用合并于此的第5，611，147号共同转让美国专利(‘147)中公开了类似的铰接臂CMM。在‘147专利中，铰接臂CMM包括多个特征(这些特征包括探头端部的附加旋转轴)、由此提供具有二-二 - 二或二 -二-三轴构造的臂(后一种情况为七轴臂)。需要的是一种能够以可重复方式快速地安装和拆卸的AACMM。

发明内容
—些示例性实施例包括一种便携式铰接臂坐标测量机,该便携式铰接臂坐标测量机包括具有相对的第一端和第二端的可人工定位的铰接臂部分，该臂部分包括多个相连接的臂段，每个臂段包括用于产生位置信号的至少一个位置传感器；测量装置，测量装置附接至该铰接臂坐标测量机的第一端；电子电路，电子电路用于接收来自位置传感器的位置信号并且用于提供与测量装置的位置相对应的数据；基部，基部耦接至第二端；上安装件部分，上安装件部分设置在基部上；下安装件部分，下安装件部分固定至安装结构并且被配置成可重复地连接至上安装件部分；以及电子标识系统，电子标识系统被配置成将标识下安装件部分的标识符信息发送至电子电路。另一些示例性实施例包括一种便携式铰接臂坐标测量机，该便携式铰接臂坐标测量机包括具有相对的第一端和第二端的可人工定位的铰接臂部分，该臂部分包括多个相连接的臂段，每个臂段包括用于产生位置信号的至少一个位置传感器；测量装置，测量装置附接至该铰接臂坐标测量机的第一端；电子电路，电子电路用于接收来自位置传感器的位置信号并且用于提供与测量装置的位置相对应的数据；基部，基部耦接至第二端；上安装件部分，上安装件部分设置在基部上；以及下安装件部分，下安装件部分固定至安装结构并且被配置成可重复地连接至上安装件部分，其中，上安装件部分和下安装件部分是曲齿耦接件或伊尔特(Hirth)稱接件的部件。又一些示例性实施例包括一种操作便携式铰接臂坐标测量机的方法，包括以下步骤提供具有相对的第一端和第二端的可人工定位的铰接臂部分，该臂部分包括多个相连接的臂段，每个臂段包括用于产生位置信号的至少一个位置传感器；测量装置，测量装置附接至铰接臂坐标测量机的第一端；电子电路，电子电路用于接收来自位置传感器的位置信号并且用于提供与测量装置的位置相对应的数据；基部，基部耦接至第二端；以及上安装件部分，上安装件部分设置在基部上；提供第一下安装件部分，第一下安装件部分固定至第一安装结构并且被配置成可重复地连接至上安装件部分；将铰接臂坐标测量机连接至第一下安装件部分；以及将标识第一下安装件部分的第一标识符数据发送至电子电路。


现在参照附图示出了多个示例性实施例，这些示例性实施例不应当被解释为对于本公开内容的整个范围的限制，并且其中，在多个不同图中对元件同样地编号包括图IA和IB的图I是其中具有本发明的各个方面的实施例的便携式铰接臂坐标测量机(AACMM)的立体图；包括合起来看的图2A-2D的图2是被用作根据一个实施例的图I中的AACMM的一部分的电子器件的框图；包括合起来看的图3A和3B的图3是描述了根据一个实施例的图2中的电子数据处理系统的详细特征的框图；包括图4A和4B的图4分别是根据本发明的一方面的实施例的被用作用于将图I中的AACMM安装在特定区位的安装件的一部分的曲齿耦接件和伊尔特耦接件的立体图；图5是根据本发明的一方面的实施例的其中实施有安装件的图I中的AACMM的基部的一部分的横截面图；包括图6A和6B的图6分别是根据本发明的一方面的实施例的在未组装位置和已组装位置的安装件的局部剖视立体图；以及图7示出了根据示例性实施例的用于安装AACMM的方法的流程图。
具体实施例方式示例性实施例包括具有电子基部安装件标识系统的可重复基部安装件，该电子基部安装件标识系统将基部安装件序列号与一个或多个AACMM的先前测量历史相关联。该示例性基部安装件允许AACMM被移除并被可重复地替换而无需重新建立该一个或多个AACMM的参照系。图IA和IB立体地示出了根据本发明的各种实施例的便携式铰接臂坐标测量机(AACMM)IOO，其中铰接臂是一种类型的坐标测量机。如图IA和IB所示，示例性AACMM 100可以包括六轴或七轴铰接测量装置，该铰接测量装置具有耦接至AACMM 100的臂部分104的一端的测量探头壳102。臂部分104包括第一臂段106，第一组轴承盒110(例如，两个轴承盒)将第一臂段106耦接至第二臂段108。第二组轴承盒112 (例如，两个轴承盒)将第二臂段108耦接至测量探头壳102。第三组轴承盒114 (例如，三个轴承盒)将第一臂段106耦接至位于AACMM 100的臂部分104的另一端的基部116。每组轴承盒110、112、114都提供了铰接移动的多个轴。此外，测量探头壳102可以包括AACMM 100的第七轴部分的轴杆(例如，AACMM 100的第七轴上的包含确定测量装置(例如，探头118)的移动的编码器系统的盒)。在使用AACMM 100时，基部116通常固定至工作表面。每个轴承盒组110、112、114内的每个轴承盒通常包含编码器系统(例如,光学角度编码器系统)。编码器系统(即，传感器)提供各自臂段106、108和对应轴承盒组110、112、114的位置的指示，它们合起来提供探头118相对于基部116的位置(以及因此正被AACMM100测量的物体在某个参照系一例如局部或全局参照系中的位置)的指示。臂段106、108可以由适当刚性的材料制成，比如但不限于例如碳复合材料。具有铰接移动的六个或七个轴(即，自由度)的便携式AACMM 100提供了如下优点在提供可以由操作员容易地操纵的臂部分104的同时，允许操作员将探头118定位在绕着基部116的360°区域内的期望区位。然而，应当理解，具有两个臂段106、108的臂部分104的图示是为了示例的目的，所要 求保护的本发明应当不限于此。AACMM 100可以具有由轴承盒耦接在一起的任何数目的臂段(并因此具有铰接移动的多于或少于六个或七个的轴或自由度)。探头118可拆卸地安装至测量探头壳102，测量探头壳102连接至轴承盒组112。柄126可经由例如快速连接接口相对于测量探头壳102被移除。柄126可以被其它装置(例如，激光线探头、条形码阅读器)替换，由此提供允许操作员将不同测量装置与同一 AACMM100 一起使用的优点。在示例性实施例中，探头壳102容纳可移除的探头118，可移除的探头118是接触式测量装置并且可以具有与要测量的物体物理接触的不同尖端118，包括但不限于球型、触敏型、弯曲型和延伸型探头。在其它实施例中，测量是例如由诸如激光线探头(LLP)的非接触式装置执行的。在一个实施例中，使用快速连接接口来将柄126替换为LLP。其它类型的测量装置可以替换可移除的柄126以提供附加功能。这样的测量装置的例子包括但不限于例如一个或多个照明灯、温度传感器、热扫描器、条形码扫描器、投影仪、喷漆器、相机等。如图IA和IB所示，AACMM 100包括可移除的柄126，可移除的柄126提供了允许在不将测量探头壳102从轴承盒组112移除的情况下改变附件或功能的优点。如下面关于图2更详细地讨论的，可移除的柄126还可以包括允许与柄126交换电力和数据的电连接器以及对应的位于探头端中的电子器件。在各种实施例中，每组轴承盒110、112、114都允许AACMM 100的臂部分104绕着多个旋转轴移动。如所提到的，每个轴承盒组110、112、114都包括对应的编码器系统比如光学角度编码器，所述编码器系统每个都与例如臂段106、108的对应旋转轴同轴地布置。如在下面更详细地描述的，光学编码器系统检测例如臂段106、108中的每一个臂段绕着对应轴的旋转(转体(swivel))或横向(铰链)移动，并且将信号发送至AACMM100内的电子数据处理系统。每个单独的原始编码器计数作为信号被分别发送至电子数据处理系统，在此，它被进一步处理成测量数据。如共同转让的美国专利第5，402，582号(‘582)中所公开的，不需要与AACMM 100自身分开的位置计算器(例如，串行盒)。基部116可以包括附接装置或安装装置120。安装装置120允许AACMM 100可拆卸地安装至期望区位，例如检验台、加工中心、墙壁或地面。在一个实施例中，基部116包括柄部分122，柄部分122提供便于使操作员当AACMM 100正被移动时保持基部116的区位。在一个实施例中，基部116进一步包括向下折叠以使诸如显示屏的用户接口显露的可移动的盖部分124。如在本文中关于图4-6进一步描述的，基部116和安装装置可以进一步包括可重复基部安装件150，可重复基部安装件150被合并到基部116中并且具有电子基部安装件标识系统，电子基部安装件标识系统将臂序列号和先前测量历史与安装件150相关联。示例性基部安装件允许AACMM100相对更快速地被移除并被适当地替换，而无需每当AACMM 100从安装件150被移除然后在安装件150中被替换时建立测量的所有基线参数。根据一个实施例，便携式AACMM 100的基部116包含或容纳包括以下两个主要部件的电子数据处理系统对来自AACMM 100内的各种编码器系统的数据以及表示用以支持三维(3D)位置计算的其它臂参数的数据进行处理的基部处理系统；以及包括板上操作系统、触摸屏显示器和驻留应用软件的用户接口处理系统，该驻留应用软件允许在不需要连 接至外部计算机的情况下在AACMM 100内实施相对完整的计量功能。基部116中的电子数据处理系统可以与远离基部116的编码器系统、传感器和其它外围硬件(例如，可安装至AACMM 100上的可移除的柄126的LLP)通信。支持这些外围硬件装置或特征的电子器件可以处于位于便携式AACMM 100内的轴承盒组110、112、114中的每一组中。图2是根据一个实施例的AACMM 100中所使用的电子器件的框图。图2中所示的实施例包括电子数据处理系统210，电子数据处理系统210包括用于实施基部处理系统的基部处理器板204、用户接口板202、用于提供电力的基部电力板206、蓝牙模块232和基部倾斜板208。用户接口板202包括用于执行应用软件以执行此处描述的用户接口、显示和其它功能的计算机处理器。如图2中所示，电子数据处理系统210经由一个或多个臂总线218与前述的多个编码器系统通信。在图2中所描绘的实施例中，每个编码器系统生成编码器数据，并且包括编码器臂总线接口 214、编码器数字信号处理器(DSP) 216、编码器读取头接口 234和温度传感器212。诸如应变传感器的其它装置可以附接到臂总线218。图2中还示出了与臂总线218通信的探头端电子器件230。探头端电子器件230包括探头端DSP 228、温度传感器212、柄/LLP接口总线240和探头接口 226，在一个实施例中，柄/LLP接口总线240经由快速连接接口与柄126或LLP 242连接。快速连接接口允许通过柄126访问由LLP242和其它附件使用的数据总线、控制线和电力总线。在一个实施例中，探头端电子器件230位于AACMM 100上的测量探头壳102中。在一个实施例中，可以从快速连接接口移除柄126，并且可以由经由柄/LLP接口总线240与AACMM 100的探头端电子器件230通信的激光线探头(LLP)242来执行测量。在一个实施例中，电子数据处理系统210位于AACMM 100的基部116中，探头端电子器件239位于AACMM 100的测量探头壳102中，且编码器系统位于轴承盒组110、112、114中。探头接口 226可以通过任何适合的通信协议与探头端DSP 228连接,所述通信协议包括在商业上可从Maxim Integrated Products有限公司获得的、实施I-线⑧通信协议236的产品。图3是描述了根据一个实施例的AACMM 100的电子数据处理系统210的详细特征的框图。在一个实施例中，电子数据处理系统210位于AACMM 100的基部116中，并且包括基部处理器板204、用户接口板202、基部电力板206、蓝牙模块232和基部倾斜模块208。在图3中所示的实施例中，基部处理器板204包括其中所示的各种功能块。例如，基部处理器功能302被用来支持对来自AACMM 100的测量数据的收集，并且经由臂总线218和总线控制模块功能308接收原始臂数据(例如，编码器系统数据)。存储器功能304存储程序和静态臂配置数据。基部处理器板204还包括用于与任何外部硬件装置或附件比如LLP242通信的外部硬件选项端口功能310。实时时钟(RTC)和日志306、电池组接口(IF)316以及诊断端口 318也包含在图3中所描绘的基部处理器板204的一个实施例中的功能中。基部处理器板302还对与外部(主计算机)装置和内部(显示处理器202)装置的所有有线和无线数据通信进行管理。基部处理器板204具有如下能力经由以太网功能320(例如，使用时钟同步标准比如电气和电子工程师协会(IEEE)1588)与以太网通信、经由LAN功能322与无线局域网(WLAN)通信、以及经由并行-串行通信(PSC)功能314与蓝牙模块 232通信。基部处理器板204还包括与通用串行总线(USB)装置312的连接。比如前述‘582专利的串行盒中所公开的，基部处理器板204发送和收集原始测量数据(例如，编码器系统计数、温度读数)以便处理成测量数据而无需任何预处理。基部处理器204将经处理的数据经由RS485接口(IF)326发送至用户接口板202上的显示处理器328。在一个实施例中，基部处理器204还将原始测量数据发送至外部计算机。现在转向图3中的用户接口板202，在显示处理器328上执行的应用利用由基部处理器接收到的角度和位置数据来提供AACMM 100内的自主计量系统。可以在显示处理器328上执行应用以支持诸如但不限于特征的测量、指导和训练图形、远程诊断、温度校正、各种工作特征的控制、与各种网络的连接以及被测量的物体的显示的功能。连同显示处理器328和液晶显示器(IXD) 338 (例如，触摸屏IXD)用户接口一起，用户接口板202还包括若干接口选项，这些接口选项包括安全数字(SD)卡接口 330、存储器332、USB主机接口 334、诊断端口 336、相机端口 340、音频/视频接口 342、拨号/蜂窝调制解调器344和全球定位系统(GPS)端口 346。图3中所示的电子数据处理系统210还包括具有用于记录环境数据的环境记录器362的基部电力板206。基部电力板206还使用AC/DC转换器358和电池充电器控制360来向电子数据处理系统210提供电力。基部电力板206使用内部集成电路(I2C)串行单端总线354以及经由DMA串行外围接口(DSPI)356来与基部处理器板204通信。基部电力板206经由在基部电力板206中实施的输入/输出(I/O)扩展功能364连接至倾斜传感器和射频标识(RFID)模块208。尽管示出为多个单独的部件，但在其它实施例中，部件的全部或子集可以物理地位于不同的区位并且/或者可以是以与图3中所示的方式不同的方式相组合的功能。例如，在一个实施例中，基部处理器板204和用户接口板202被组合成一个物理板。参见图4-6，对本发明的实施例的便携式AACMM 100的改进的另一方面涉及具有电子基部安装件标识系统的可重复基部安装件150，该电子基部安装件标识系统将安装件序列号与一个或多个铰接臂CMM的先前测量历史相关联。可重复基部安装件150包括下安装件部分402和上安装件部分404。可重复基部安装件150可与基部116形成一体，且安装装置120可用来使上安装件部分404与下安装件部分402保持接触。这可以通过使用与2011年I月14日提交的美国专利申请第13/006490号中的图9中所示的方法类似的方法抵着下安装件部分402的螺纹向下旋紧安装装置120来实现，该美国专利申请的全部内容通过引用合并于此。在某些工作情况下，在加工或组装操作期间，便携式AACMM 100的操作员必须例行地将几乎整个便携式AACMM 100 (即，基部和臂部分)从它被固定至的工具、机器、固定物、仪器架、表面板或其它工作表面移除。然后，操作员必须重新安装便携式AACMM 100以进行后续测量。在当前的便携式CMM系统中，每当重新安装便携式AACMM 100时，都需要相对长的时间来适当地重新建立坐标系并且重新启动测量会话。例如，为了建立参照系，使用AACMM来测量至少三个但通常更多个点在工件或周围环境上的位置。如果AACMM 100被移动至多个区位，则由AACMM在每个所述区位测量公共点以建立公共参照系。用户访问应用软件，以将所测得的点的坐标转换成数学变换矩阵，当将AACMM从一个安装区位移动至另一个安装区位时需要所述数学变换矩阵。例如，这样的矩阵可以是将旋转动作和平移动作相组合的4X4矩阵。用于获得和使用变换矩阵的方法对于本领域普通技术人员来说是公 知的并且将不进一步讨论。利用变换矩阵，可使用软件来得到AACMM 100在新的安装位置处的姿态(x、y、z和三个取向角)。通常，执行上述步骤所花费的时间大大超过了测量时间。因而，本文中所描述的示例性实施例大大改进了使用AACMM 100的效率。本发明提供了可重复基部安装件150，可重复基部安装件150允许AACMM 100被移除并被可重复地替换，而不需要每当AACMM被移动就重新建立AACMM 100的姿态。本发明的一些实施例使用运动安装元件，所述运动安装元件可以包括例如球和棒的组合。本发明的其它实施例基于弹性平均(过约束)原理来抵抗大的力所造成的变形。这样的实施例包括如下可重复基部安装件150 :其能够适应于将AACMM 100的基部116和臂部分104固定至安装环400所需的相对极端的力，而不变形。例如，静态力可以是AACMM 100的重力的数量级。AACMM 100的安装件上的扭矩可以是最大弹性力乘以臂段106、108的长度的数量级。可重复基部安装件150的一个实施例利用了弹性平均(过约束)原理。图4A和4B中所示的弹性平均安装件400的例子包括曲齿环耦接件410 (图4A、6A、6B)和伊尔特环耦接件420 (图4B)，其也被称为V齿或福伊特(Voith)耦接件。曲齿环耦接件提供了相对大的支撑表面积并且还竖直地、径向地且同心地约束运动。曲齿环耦接件410和伊尔特环耦接件420的实施克服了此处所描述的相对极端的力的问题。如现有技术中已知的，曲齿环耦接件410具有精密面花键，所述精密面花键具有接触深度的弯曲的径向齿。曲齿环耦接件410被实施用于接合两个或更多个构件以形成单个操作单元。还如现有技术中已知的，伊尔特环耦接件420包括被铣削或磨削到零件的圆柱特征的端面中的径向槽。槽被逐一地制作到如下零件中该零件被倾斜了槽的底角并且从槽到槽地旋转直到锯齿完成为止。伊尔特环耦接件420被实施为将零件的两片连接在一起并且特征在于在每个零件半部的端面上啮合在一起的齿。除了实现耦接件400的可重复性的特征以外，基部安装系统150还包括键或销以确保单个安装取向。每个耦接件400具有下安装件部分402和上安装件部分404。下安装件部分402被合并到安装环中，可使用传统的方式将安装环附接至工具、机器、固定物、仪器架、表面板或其它工作表面。安装环可以例如集成到安装装置420中。下安装件部分402可以被分配唯一的序列号，当被安装在安装环上时，该唯一的序列号可被发送至AACMM100。该通信能够以无线方式、以磁方式或者经由电连接器实现。在一个实施例中，被包封的RF标识(RFID)标签440可以被安装在安装件组件的中心。在一个实施例中，RF标识标签440的序列号由收发器430读取。代替螺纹环(比如在图6A的下安装件部分402中所示的螺纹环)，提供相对更刚性的耦接件的一种可替选设计是中心拉拔(例如螺栓)附接件。这样的设计可以涉及将RFID标签移离下安装件部分402的中心并且将收发器430移离基部116的中心。在它们的位置，螺栓被旋拧到下安装件部分402与基部116之间，以将下安装件部分402和上安装件部分404牢固地保持在一起。与螺纹式设计相比，该可替选设计可以提供环的相对更均匀的边缘负荷，由此提·供相对更刚性的安装件。上安装件部分404附接至AACMM 100的基部116。基部116包括读取安装件的序列号的装置。在一个实施例中，RF收发器430可以安装在AACMM 100的基部116之内，且RF透明窗口允许RF能量从基部116传递到RFID标签440。可以围绕收发器430和RFID标签440提供屏蔽，以使得来自收发器430的RF辐射发射以及收发器430对RF辐射的敏
感度最小化。在本发明的实施例中，AACMM 100包含允许对于下安装件部分402的每个位置存储AACMM 100在全局参照系内的姿态(X，y, z和三个取向角)的硬件和软件。因此，在安装件上安装AACMM 100是相对快的。也就是说，该AACMM 100的先前设置信息(B卩，姿态)没有丢失，并且可以重新用来快速地重新建立该特定AACMM 100的基线坐标系。可创建并存储多个安装件与AACMM 100组合。多个下安装件部分402可被固定在工作区域内，且AACMM100从一个下安装件部分402被移动至另一个下安装件部分402。多个AACMM 100以及多个下安装件部分402可以存储唯一的设置信息，从而允许相对快速灵活的设备改变。图7示出了根据示例性实施例的用于安装AACMM 100的方法700的流程图。在步骤705，AACMM 100的收发器430读取被附接至下安装件部分402的RFID标签440的序列号。在步骤710，电子数据处理系统210确定对于在步骤705中读取的序列号来说AACMM100的姿态是否是已知的。如果序列号是已知的，则在步骤715中电子数据处理系统210从存储器304读取与AACMM 100的姿态相关联的六个数(三个位置和三个角度)。如果序列号是未知的，则在步骤720中操作员使用AACMM100来测量一群点，这些点被软件用来建立AACMM 100在期望(例如，全局)参照系内的姿态。通常，需要测量至少三个点。这些点可以涉及来自CAD模型的特征或者涉及工件上的特征。在一些情形中，相同的点可以由其它AACMM测量以将所述AACMM放置在公共参照系中。在步骤725中，电子数据处理系统210在存储器304中存储AACMM 100的姿态以及来自下安装件部分402的RFID标签440的序列号。参照图7描述的方法假设下安装件部分402自从上次确定了 AACMM 100的姿态以来未被移动。如果需要，可以在应用软件中考虑下安装件部分402已被移动的可能性。在上文的实施例中，例如可以包括RF标识标签和收发器的电子标识系统被用来向电子数据处理系统210自动地发送信息，以标识特定的下安装件部分402。例如，下安装件部分402可以由序列号标识。在另一个实施例中，操作员可以采取行动来标识下基部部分402。例如，应用软件可以提供使得操作员能够每当AACMM 100被移动时标识下安装件部分402的用户接口。通过该手段，操作员可标识特定的下安装件部分402，即使电子标识系统不可用。在此情形中，AACMM 100可以在各下安装件部分402之间移动并且由用户在软件中快速地标识。软件然后将能够访问所需的变换矩阵，由此免除了否则将需要的耗时的测量步骤。技术效果和益处包括存储和重新调用AACMM 100在被放置在下安装件部分402上时的姿态的能力，由此节省了将AACMM从一地方移动至另一地方时的设置时间。本领域技术人员将理解，本发明的各方面可以被实施为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可以采取完全硬件实施例的形式、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)的形式或者结合软件方面和硬件方面(在此全部通常可以称为“电路”、“模块”或“系统”)的实施例的形式。此外，本发明的各方面还可以采取以一个或多个包括计算机可读程序代码的计算机可读媒体实现的计算机程序产品的形式。可以采用一个或多个计算机可读媒体的任何组合。计算机可读媒体可以是计算机 可读信号媒体或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外线或半导体系统、设备或装置、或者前述的任何适当组合。计算机可读媒体的更具体的示例(非详尽的列表)可以包括以下各项具有一条或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPR0M或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(⑶-ROM)、光存储装置、磁存储装置或前述的任何适当组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形媒体，该有形媒体可以包含或存储供指令执行系统、设备或装置使用的或者与指令执行系统、设备或装置结合的程序。计算机可读信号媒体可以包括包含有计算机可读程序代码的传播数据信号，例如，在基带中或者作为载波的一部分。这样的传播信号可以采用各种形式，包括但不限于电磁、光学或其任何适当的组合。计算机可读信号媒体可以是任何计算机可读媒体，其不是计算机可读存储介质并且可以传递、传播或传输供指令执行系统、设备或装置使用的或者与指令执行系统、设备或装置结合的程序。可以使用任何适当的媒体来传送在计算机可读媒体上实现的程序代码，这些适当的媒体包括但不限于无线、有线、光纤线缆、RF等或前述的任何适当组合。用于实现本发明的各方面的操作的计算机程序代码能够以一种或多种编程语言的任何组合来编写，这些编程语目包括面向目标编程语目(诸如，Java、Smalltalk、C++、C#等)以及传统的过程化编程语言(诸如，“C”编程语言或者类似的编程语言)。程序代码可以完全在用户的计算机上运行、部分在用户的计算机上运行、作为独立的软件包运行、部分在用户的计算机上而部分在远程计算机上运行、或者完全在远程计算机或服务器上运行。在后者的情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接至用户的计算机，或者可以(例如，利用因特网服务提供方、通过因特网)连接至外部计算机。参照根据本发明的实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明的各方面。将理解的是，流程图和/或框图中的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以通过计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的或其它可编程数据处理设备的处理器以制造机器，以使得经由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或一个或多个框图的框中所指定的功能/动作的装置。这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读媒体中，其中该计算机可读媒体可以引导计算机、其它可编程数据处理设备或其它装置以特定方式运行，以使得存储在计算机可读媒体中的指令产生包括实现流程图和/或一个或多个框图的框中所指定的功能/动作的指令的制品。计算机程序指令还还可以加载到计算机、其它可编程数据处理设备或其它装置上，以使得在计算机、其它可编程设备或其它装置上执行一系列操作步骤从而产生计算机实现的处理，以使得在计算机或其它可编程设备上运行的指令提供用于实现流程图和/或一个或多个框图的框中所指定的功能/动作的处理。附图中的流程图和框图示出了根据本发明的各个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施的体系结构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个框都可以表示代码的模块、段或部分，其中代码包括用于实现所指定的逻辑功能的一条或多个可执行 指令。还应该注意，在一些可替选实施中，框中所提到的功能可以不按照图中所提到的顺序来发生。例如，根据所涉及的功能，实际上可以基本同时实现相继示出的两个框，或者有时可以按倒序实现框。还将注意的是，框图和/或流程图中的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以通过执行特定功能或动作的基于专用硬件的系统或者专用硬件与计算机指令的组合来实现。尽管已经参照示例实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下可以进行各种改变并且等效物可以替代本发明的要素。此外，在不背离本发明的基本范围的情况下可以进行许多修改以使具体情况或材料适于本发明的教导。因此，本发明不限于作为实施本发明所预期的最佳模式所公开的特定实施例，而是本发明将包括落入在所附权利要求的范围内的全部实施例。此外，术语第一、第二等的使用不表示任何顺序或重要性，而是术语第一、第二等用于将一个要素与另一个要素相区分。此夕卜，术语“一个”等的使用不表示对数目的限制，而是表示存在至少一个所提及的项目。
权利要求
1.一种便携式铰接臂坐标测量机(AACMM) (100)，包括 具有相对的第一端和第二端的可人工定位的铰接臂部分(104)，所述臂部分(104)包括多个相连接的臂段(106，108)，每个所述臂段包括用于产生位置信号的至少一个位置传感器(234)； 测量装置(118)，所述测量装置(118)附接至所述AACMM的所述第一端； 电子电路(204)； 基部(116 )，所述基部(116)耦接至所述第二端； 上安装件部分(404 )，所述上安装件部分(404 )设置在所述基部(116 )上； 下安装件部分(402)，所述下安装件部分(402)固定至安装结构并且被配置成以单个安装取向可重复地连接至所述上安装件部分(404);以及 电子标识系统，所述电子标识系统被配置成将标识所述下安装件部分(402)的标识符信息发送至所述电子电路(204)； 其中，所述电子电路(204 )被配置成接收来自所述位置传感器(234 )的所述位置信号、被配置成接收来自所述电子标识系统的所述标识符信息、并且被配置成计算所述测量装置(118)的位置。
2.根据权利要求I所述的AACMM，其中，所述上安装件部分和所述下安装件部分是曲齿耦接件(410)或伊尔特耦接件(420)的部件。
3.根据权利要求I所述的AACMM，其中，所述电子标识系统包括RF标识标签(440)。
4.根据权利要求I所述的AACMM，其中，所述电子标识系统包括收发器(430)。
5.一种操作便携式铰接臂坐标测量机(AACMM) (100)的方法，包括以下步骤 提供具有相对的第一端和第二端的可人工定位的铰接臂部分(104)，所述臂部分(104)包括多个相连接的臂段(106，108)，每个所述臂段包括用于产生位置信号的至少一个位置传感器(234)； 提供测量装置(118)，所述测量装置(118)附接至所述AACMM的所述第一端；电子电路(204);基部(116)，所述基部(116)耦接至所述第二端；以及上安装件部分(404)，所述上安装件部分(404 )设置在所述基部(116 )上； 提供第一下安装件部分(402)，所述第一下安装件部分(402)固定至第一安装结构并且被配置成以单个安装取向可重复地连接至所述上安装件部分(404)； 提供电子标识系统，所述电子标识系统被配置成将标识所述下安装件部分(402)的标识符信息发送至所述电子电路(204)； 将所述铰接臂坐标测量机(100)的所述上安装件部分(404)以单个安装取向连接至所述第一下安装件部分(402); 由所述电子标识系统将标识所述第一下安装件部分(402)的第一标识符数据发送至所述电子电路(204)； 由所述电子电路(204)接收来自所述位置传感器(234)的所述位置信号和所述第一标识符数据；以及 至少部分地基于所述位置信号和所述第一标识符数据来提供与所述测量装置(118 )的位置相对应的数据。
6.根据权利要求9所述的方法，其中，由所述电子标识系统将所述第一标识符数据发送至所述电子电路(204)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述电子标识系统包括收发器(430)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述电子标识系统包括RF标识标签(440)。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，至少部分地基于操作员动作来将所述第一标识符数据发送至所述电子电路(204 )。
14.根据权利要求9所述的方法，进一步包括以下步骤至少部分地基于所述位置信号以及所提供的所述与所述测量装置(118)的位置相对应的数据来计算第一三维坐标值。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括以下步骤将所述第一标识符数据与所述第一三维坐标值相关联。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括以下步骤 提供第二下安装件部分(402)，所述第二下安装件部分(402)固定至第二安装结构并且被配置成以单个安装取向可重复地连接至所述上安装件部分(404); 将所述铰接臂坐标测量机(100)连接至所述第二下安装件部分(402)；以及 将标识所述第二下安装件部分(402)的第二标识符数据发送至所述电子电路(204)。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括以下步骤将所述第一三维坐标和第二三维坐标变换到公共参照系中。
18.根据权利要求9所述的方法，其中，所述上安装件部分(404)和所述下安装件部分(402)是曲齿耦接件(410)或伊尔特耦接件(420)的部件。
19.根据权利要求I所述的AACMM，其中，安装装置(120)被配置成抵着所述下安装件部分(402)的螺纹旋紧以使所述下安装件部分(402)与所述上安装件部分(404)保持接触。
20.根据权利要求I所述的AACMM，其中，所述电子标识系统至少部分地基于接收到的所述标识符信息来确定所述AACMM (100)在全局参照系内的姿态，并且所述电子标识系统确定所述测量装置(I 18)在所述全局参照系内的位置。
21.根据权利要求I所述的AACMM，其中，所述姿态包括所述下安装件部分在所述全局参照系中的x、y、z坐标和三个取向角。
22.根据权利要求I所述的AACMM，其中，所述上安装件部分(404)和所述下安装件部分(402)使用运动安装元件。
23.根据权利要求I所述的AACMM，其中，所述上安装件部分(404)和所述下安装件部分(402)基于弹性平均原理。
24.根据权利要求I所述的AACMM，其中，由键或销来确保所述单个安装取向。
25.根据权利要求I所述的AACMM，其中，由中心拉拔附接件来使所述上安装件部分(404)和所述下安装件部分(402)保持接触。
26.根据权利要求I所述的AACMM，其中，所述电子电路(204)被配置成存储至少一个姿态。
27.根据权利要求I所述的AACMM，其中，所述AACMM被配置成被移动至多个下安装件部分(402 )，并且所述电子电路(204)被配置成存储所述多个下安装件部分(402)的多个姿态。
28.根据权利要求27所述的AACMM，其中，所述多个姿态中的每个姿态在全局参照系中。
29.根据权利要求I所述的AACMM，其中，所述电子电路包括处理器(302)。
30.根据权利要求I所述的AACMM，其中，所述电子电路包括存储器装置(304)。
31.根据权利要求I所述的AACMM，其中，所述至少一个位置传感器是角度编码器。
32.根据权利要求I所述的AACMM，其中，所述电子标识系统的至少一部分附接至所述下安装件部分(402)。
33.根据权利要求I所述的AACMM，其中，所述电子标识系统的至少一部分附接至所述上安装件部分(404)。
全文摘要
一些示例性实施例包括一种便携式铰接臂坐标测量机，该便携式铰接臂坐标测量机包括具有相对的第一端和第二端的可人工定位的铰接臂部分，该臂部分包括多个相连接的臂段，每个臂段包括用于产生位置信号的至少一个位置传感器；测量装置，测量装置附接至该铰接臂坐标测量机的第一端；电子电路，电子电路用于接收来自位置传感器的位置信号并且用于提供与测量装置的位置相对应的数据；基部，基部耦接至第二端；上安装件部分，上安装件部分设置在基部上；下安装件部分，下安装件部分固定至安装结构并且被配置成可重复地连接至上安装件部分；以及电子标识系统，电子标识系统被配置成将标识下安装件部分的标识符信息发送至电子电路。
文档编号G01B5/008GK102844642SQ201180005129
公开日2012年12月26日 申请日期2011年1月20日 优先权日2010年1月20日
发明者弗雷德里克·约翰·约克, 布兰特·拜莱, 克拉克·H·布里格斯, 大卫·M·丹尼尔森, 基思·G·麦克法兰, 赫伯特·戈登·西格斯 申请人:法罗技术股份有限公司