专利名称：一种可变杆长关节臂式坐标测量机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及关节臂式坐标测量机，尤其是涉及一种可变杆长关节臂式坐标测量机。
背景技术：
关节臂式坐标测量机是一种多自由度(一般有六或七个自由度)的非正交坐标系 测量机，它仿照人体手臂关节的结构，将一系列杆件通过关节串联形式连接起来，具有机械 结构简单、体积小、重量轻、测量范围大、灵活方便、可在现场或野外测量等特点。自上世纪 八十年代发明以来，国内外研究机构进行了较广泛的研究，推出了相关产品，并迅速在模具 设计(包括汽车、摩托车、塑料制品、家电产品、工艺品、玩具等相关产品的模具逆向设计)、 产品质量在线检测、设备维修、飞机装配、医疗等领域得到应用。当前关节臂式坐标测量机的测量臂的基座、转动关节、摆动关节、测量头都有比成 熟的设计，可以直接从市场购买或找专门的厂家加工，而当前测量机中所使用的测量臂大 多是固定长度的空心杆，这就造成实际测量过程中，当被测工件较小时，测量臂过长而导致 测量误差较大。并且实际工作中所需的测量空间往往大小不一，这就造成固定杆长的测量 机的工作适应性较差。本实用新型通过设计一种可变杆长的关节臂式坐标测量机，来实现 减小测量误差，提高测量机的工作适应性。在可伸缩测量臂的设计中，本实用新型通过设计 双固定螺钉单侧固定方法，使测量臂长度变化后仍具有较高的形位重复精度。
发明内容针对现有关节臂式坐标测量机存在的不足，本实用新型的目的是提供一种可变杆 长关节臂式坐标测量机，根据具体的测量需求，动态调整测量臂杆长，减小测量误差，提高 测量机的工作适应性。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是本实用新型包括基座、三个转动关节，三个摆动关节，基座测量臂，两个测量臂和 测头；基座与第一基座测量臂的一端连接，第一基座测量臂的另一端与第一转动关节一端 连接，第一转动关节的另一端与第一摆动关节的一端连接，第一摆动关节的另一端与第一 测量臂的一端连接，第一测量臂的另一端与第二转动关节的一端连接，第二转动关节的另 一端与第二摆动关节的一端连接，第二摆动关节的另一端与第二测量臂的一端连接，第二 测量臂的另一端与第三转动关节的一端连接，第三转动关节的另一端与第三摆动关节的一 端连接，第三摆动关节的另一端与测头连接；其特征在于所述的两个测量臂为结构相同 的可伸缩测量臂，两可伸缩测量臂均包括芯轴、固定螺钉、套筒和导向键；芯轴装在套筒中， 两者为间隙配合；套筒内壁上有一段导向槽，芯轴上装有导向键，通过导向键实现芯轴与套 筒的相对圆周固定；套筒上有两个螺纹孔，固定螺钉通过螺纹孔旋入套筒；芯轴上有一段v 型槽；旋紧固定螺钉，使其圆弧头顶紧芯轴的v型槽，实现套筒与芯轴的相对固定。所述的固定螺钉包括螺帽、顶杆、弹簧和螺杆；螺杆圆柱面呈阶梯两段，直径较小的一端径向开有一个圆柱孔，直径较大的一端加工有螺纹；顶杆、弹簧装在螺杆的径向圆柱 孔中；螺帽套在螺杆直径较小的一端，并通过顶杆压缩弹簧；螺帽与顶杆接触之处的圆周 上为一圈圆弧槽，而顶杆的相应的一端为半圆头，圆弧槽的半径与顶杆的圆头半径相等；圆 弧槽中还开有一个使顶杆能锁住螺帽的半球形深孔。本实用新型具有的有益效果是1、提高了测量机的工作适应性。2、通过调节测量臂杆长，减小测量空间大小，实现测量误差的减小，提高测量分辨 率，以达到最佳测量效率。3、在可伸缩测量臂的设计中，本实用新型通过设计双固定螺钉单侧固定的方法， 实现测量臂长度变化后仍具有较高的重复定位精度。

图1是可变杆长关节臂式坐标测量机示意图；图2是可伸缩测量臂部剖视图；图3是可伸缩测量臂A-A向部剖视图；图4是固定螺钉剖部视图；图5是固定螺钉A-A向部剖视图；图中1基座，2机座测量臂，3第一转动关节，4第一摆动关节，5第一可伸缩测量 臂，6第二转动关节，7第二摆动关节，8第三转动关节，9第三摆动关节，10测头，11套筒，12 固定螺钉，13芯轴，14导向键，15螺帽，16顶杆，17弹簧，18螺杆，19第二可伸缩测量臂。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本实用新型包括基座1、三个转动关节3、6、8，三个摆动关 节4、7、9，基座测量臂2，两个测量臂和测头10 ；基座1与第一基座测量臂2的一端连接，第 一基座测量臂2的另一端与第一转动关节3 —端连接，第一转动关节3的另一端与第一摆 动关节4的一端连接，第一摆动关节4的另一端与第一测量臂的一端连接，第一测量臂的另 一端与第二转动关节6的一端连接，第二转动关节6的另一端与第二摆动关节7的一端连 接，第二摆动关节7的另一端与第二测量臂的一端连接，第二测量臂的另一端与第三转动 关节6的一端连接，第三转动关节6的另一端与第三摆动关节9的一端连接，第三摆动关节 9的另一端与测头10连接；其特征在于所述的两个测量臂为结构相同的可伸缩测量臂5、 19，两可伸缩测量臂5、19均包括芯轴11、固定螺钉12、套筒13和导向键14 ；芯轴11装在 套筒13中，两者为间隙配合；套筒13内壁上有一段导向槽，芯轴11上装有导向键14，通过 导向键14实现芯轴11与套筒13的相对圆周固定；套筒13上有两个螺纹孔，固定螺钉12 通过螺纹孔旋入套筒13 ；芯轴11上有一段v型槽；旋紧固定螺钉12，使其圆弧头顶紧芯轴 11的v型槽，实现套筒13与芯轴11的相对固定。如图4、5所示，所述的两个固定螺钉12结构相同均包括螺帽15、顶杆16、弹簧 17和螺杆18 ；螺杆18圆柱面呈阶梯两段，直径较小的一端径向开有一个圆柱孔，直径较大 的一端加工有螺纹；顶杆16、弹簧17装在螺杆18的径向圆柱孔中；螺帽15套在螺杆18直 径较小的一端，并通过顶杆15压缩弹簧17 ；螺帽15与顶杆16接触之处的圆周上为一圈圆弧槽，而顶杆16的相应的一端为半圆头，圆弧槽的半径与顶杆16的圆头半径相等；圆弧槽 中还开有一个使顶杆16能锁住螺帽15的半球形深孔。本实用新型采用两个固定螺钉12 同时锁紧芯轴11，当拧紧固定螺钉12的拧紧力超过阈值时，顶杆一端的半圆头会脱离半球 形孔，进入圆弧槽滑动，从而实现拧紧力的的可控。半圆弧槽可防止螺帽15与螺杆18的脱罔。关节臂式坐标测量机的测量臂的基座1，三个转动关节3、6、8，三个摆动关节4、7、 9，测量头10可以直接从市场购买，可伸缩测量臂5的两端加工成螺纹孔，可与相应的摆动 关节转动关节通过螺纹连接。在实际测量中，根据被测的工件所需的测量空间，调整可伸缩测量臂5、19到合适 的长度，拧动固定螺钉12直到螺帽15与螺杆18发生相对滑动，则固定螺钉拧紧，测量臂长 度固定。然后对测量机进行标定，得到杆长屯、关节长度％、关节扭转角a”关节零位偏差 e 0i及侧头长度1 (六个关节，共25个参数)。标定完毕后即可对工件进行实际测量。
权利要求一种可变杆长关节臂式坐标测量机，包括基座(1)、三个转动关节(3、6、8)，三个摆动关节(4、7、9)，基座测量臂(2)，两个测量臂和测头(10)；基座(1)与第一基座测量臂(2)的一端连接，第一基座测量臂(2)的另一端与第一转动关节(3)一端连接，第一转动关节(3)的另一端与第一摆动关节(4)的一端连接，第一摆动关节(4)的另一端与第一测量臂的一端连接，第一测量臂的另一端与第二转动关节(6)的一端连接，第二转动关节(6)的另一端与第二摆动关节(7)的一端连接，第二摆动关节(7)的另一端与第二测量臂的一端连接，第二测量臂的另一端与第三转动关节(6)的一端连接，第三转动关节(6)的另一端与第三摆动关节(9)的一端连接，第三摆动关节(9)的另一端与测头(10)连接；其特征在于所述的两个测量臂为结构相同的可伸缩测量臂(5、19)，两可伸缩测量臂(5、19)均包括芯轴(11)、固定螺钉(12)、套筒(13)和导向键(14)；芯轴(11)装在套筒(13)中，两者为间隙配合；套筒(13)内壁上有一段导向槽，芯轴(11)上装有导向键(14)，通过导向键(14)实现芯轴(11)与套筒(13)的相对圆周固定；套筒(13)上有两个螺纹孔，固定螺钉(12)通过螺纹孔旋入套筒(13)；芯轴(11)上有一段v型槽；旋紧固定螺钉(12)，使其圆弧头顶紧芯轴(11)的v型槽，实现套筒(13)与芯轴(11)的相对固定。
2.根据权利要求1所述的一种可变杆长关节臂式坐标测量机，其特征在于所述的固 定螺钉(12)包括螺帽(15)、顶杆(16)、弹簧(17)和螺杆(18)；螺杆(18)圆柱面呈阶梯 两段，直径较小的一端径向开有一个圆柱孔，直径较大的一端加工有螺纹；顶杆(16)、弹簧 (17)装在螺杆(18)的径向圆柱孔中；螺帽(15)套在螺杆(18)直径较小的一端，并通过顶 杆(15)压缩弹簧(17)；螺帽(15)与顶杆(16)接触之处的圆周上为一圈圆弧槽，而顶杆 (16)的相应的一端为半圆头，圆弧槽的半径与顶杆(16)的圆头半径相等；圆弧槽中还开有 一个使顶杆(16)能锁住螺帽(15)的半球形深孔。
专利摘要本实用新型公开了一种可变杆长关节臂式坐标测量机。包括基座、三个转动关节，三个摆动关节，基座测量臂，两个测量臂和测头。所述两个测量臂为结构相同的可伸缩测量臂，两可伸缩测量臂均包括芯轴、固定螺钉、套筒和导向键；芯轴装在套筒中，两者为间隙配合；套筒内壁上有一段导向槽，芯轴上装有导向键，通过导向键实现芯轴与套筒的相对圆周固定；套筒上有两个螺纹孔，固定螺钉通过螺纹孔旋入套筒；芯轴上有一段v型槽；旋紧固定螺钉，使其圆弧头顶紧芯轴的v型槽，实现套筒与芯轴的相对固定通过调节测量臂杆长，减小测量空间大小，实现测量误差的减小，提高测量分辨率，以达到最佳测量效率；在可伸缩测量臂长度变化后仍具有较高的重复定位精度。
文档编号G01B5/008GK201715975SQ201020220779
公开日2011年1月19日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者卢科青, 张选高, 王文, 陈子辰, 高贯斌 申请人:浙江大学