专利名称：具有可移除的附件装置的坐标测量机的制作方法
具有可移除的附件装置的坐标测量机相关申请的交叉引用本申请要求2010年I月20日提交的临时申请号61/296，555、2010年6月16日提交的临时申请号61/355，279以及2010年6月4日提交的临时申请号61/351，347的优先权，这些申请的内容被整体结合在此，作为参考。
背景技术：
本公开内容涉及坐标测量机，更特别地，涉及便携式关节臂坐标测量机，其在坐标测量机的探针端上具有连接器，该连接器允许附件装置可移除地连接至该坐标测量机。已经发现在零件的制造或生产(例如加工)的各个阶段期间，在需要快速且精确地检验零件的尺寸的零件制造或生产过程中广泛地使用便携式关节臂坐标测量机(AACMMs)。与已知静止的或固定的、高成本并且相对难以使用的测量装置相比，便携式AACMMs表现出巨大的改进，特别是，在用于执行相对复杂的零件的尺寸测量方面所花费的时间的量。通常，便携式AACMM的使用者沿待被测量的零件或物体的表面简单地引导探针。随后记录测量数据并且向使用者提供该数据。在一些情况下，以可视化的形式向使用者提供数据，例如，计算机屏幕上的三维(3-D)形式。在其它情况下，以数字的形式向使用者提供数据，例如，当测量孔的直径时，文本“Diameter = I. 0034”显示在计算机屏幕上。在共同转让的美国专利No. 5，402，582 ( ‘582)中公开了现有技术的便携式关节臂CMM的示例，其被整体结合在此，作为参考。该‘582专利公开了 3-D测量系统，其由手动操作的关节臂CMM构成，该手动操作的关节臂CMM在一端具有支承基部并且在另一端具有测量探针。共同转让的美国专利No. 5，611，147(‘147)公开了类似的关节臂CMM，该专利被整体结合在此，作为参考。在‘147专利中，关节臂CMM包括许多特征，这些特征包括在探针端的附加旋转轴线，由此为臂提供了 2-2-2或2-2-3轴线配置(后一情况为七轴线臂)。尽管现有的CMM’s适合于它们预期的目的，但需要一种便携式AACMM，其具有本发明的实施方式的某些特征。
发明内容
根据本发明的一个实施方式，提供了一种用于测量空间中的物体的坐标的便携式关节臂坐标测量机(AACMM)。该AACMM包括基部。可人工定位的臂部设置有相对的第一端和第二端，该臂部可旋转地联接至基部，该臂部包括多个连接的臂区段，每个臂区段包括用于产生位置信号的至少一个位置转换器。测量装置联接至第一端。电子电路接收来自所述至少一个位置转换器的位置信号并提供与该测量装置的位置对应的数据。探针端设置于测量装置与第一端之间，该探针端具有紧固件和第一连接器。装置通过该紧固件可移除地联接至探针端，该装置具有第二连接器，该第二连接器布置用于在紧固件将该装置联接至探针端时接合第一连接器。根据本发明的另一实施方式，提供了一种用于测量空间中的物体的坐标的AACMM。该AACMM包括可人工定位的臂部，该可人工定位的臂部具有相对的第一端和第二端，该臂部包括多个连接的臂区段，每个臂区段包括用于产生位置信号的至少一个位置转换器。测量装置联接至第一端。电子电路接收来自所述至少一个位置转换器的位置信号并提供与该测量装置的位置对应的信号。外壳设置于第一端和测量装置之间。第一控制器设置于该外壳内。第一联接器布置于外壳的一侧上。装置可移除地联接至外壳并具有柄部，该装置在一端具有第二联接器，该第二联接器布置用于接合第一联接器，由此将该装置紧固至外壳。根据本发明的另一实施方式，提供了一种操作用于测量空间中的物体的坐标的AACMM的方法。该方法包括提供可人工定位的臂部，该臂部具有相对的第一端和第二端，臂部包括多个连接的臂区段，每个臂区段包括用于产生位置信号的至少一个位置转换器。探针端设置用于测量物体，该探针端具有第一控制器，该探针端具有电力地联接至第一控制器的第一电连接器和紧固件，该探针端联接至第一端。设置测量装置，其可操作地联接至探针端。电子电路接收来自转换器的位置信号。利用该电路判定与测量装置的位置对应的数据。装置设置有第二控制器，该装置具有电力地联接至第二控制器的第二电连接器和联接器。该装置通过联接器和紧固件机械地联接至探针端。第一电连接器电力地联接至第二电连接器。第一信号从第二控制器传输至第一控制器。
根据本发明的另一实施方式，提供了一种用于测量空间中的物体的坐标的AACMM。该AACMM包括基部。可人工定位的臂部设置为具有相对的第一端和第二端，该臂部可旋转地联接至基部，该臂部包括多个连接的臂区段，每个臂区段包括用于产生位置信号的至少一个位置转换器。探针端联接至第一端。电子电路接收来自所述至少一个位置转换器的位置信号并提供与探针端的位置对应的数据。第一投影仪可移除地联接至探针端，该第一投影仪可操作用于将第一信息投影至第一投影表面上，投影的第一信息是与第一投影表面相关联的一个或更多个特征的存在和位置的指示。根据本发明的另一实施方式，提供了一种用于测量空间中的物体的坐标的AACMM的可移除的附件装置。该AACMM包括联接至该AACMM的一端的探针端，该探针端具有第一机械联接器和第一电连接器。该可移除的附件装置包括可移除地联接至第一机械联接器的第二机械联接器。柄部联接至第二机械联接器。
现在参照图形，示例性实施方式被示出，该示例性实施方式不应被解释为关于本公开内容的整个范围的限定，并且其中，在几幅图中以类似的方式对部件进行标号，其中图1，包括图IA和1B，是便携式关节臂坐标测量机(AACMM)的立体图，其内具有本发明的各个方面的实施方式；图2，包括图2A-2D —起，是根据实施方式的用作图I的AACMM的一部分的电子设备的框图；图3，包括图3A和3B—起，是根据实施方式的描述图2的电子数据处理系统的详细特征的框图；图4是图I的AACMM的探针端的等轴视图；图5是图4的联接有柄的探针端的侧视图；图6是图4的带有附接的柄的探针端的局部侧视图；图7是图6的探针端的接口部分的局部放大侧视图8是图5的探针端的接口部分的另一局部放大侧视图；图9是图4的柄的局部剖视的等轴视图；图10是图I的AACMM的带有附接的激光线探针装置的探针端的等轴视图；图11是图10的激光线探针的局部剖视的等轴视图；图12是图I的AACMM的带有另一附接的可移除装置的探针端的等轴视图；图13是图I的AACMM的带有附接的涂料喷射装置的探针端的等轴视图；图14，包括图14A至图14C，是根据本发明的实施方式，可以根据臂的位置和方向调整成保持与零件特征对准的投影图像的图；图15，包括图15A至图15B，是零件的其上带有投影图像的表面的图，其中，投影图·像包括探针引导和状态信息；图16是其中两个投影仪安装到探针端而第三投影仪安装在AACMM的另一部分上的AACMM的立体图；图17是带有两个安装到探针端的投影仪的另一 AACMM的立体图；以及图18是带有安装到探针端的投影仪的AACMM的立体图，其中，投影仪将图像投影到零件的表面上，其中，投影图像含有在零件的表面后面隐藏的特征。
具体实施例方式便携式关节臂坐标测量机(AACMMs)用于各种应用中，以获得对物体的测量。本发明的实施方式提供了允许操作者容易且快速地将不同的测量附件装置联接至AACMM的探针端的优点。本发明的实施方式还提供的另外的优点在于提供将探针端的一定水平的控制与附件装置集成。本发明的实施方式还提供的又一优点在于，在没有外部连接或接线的情况下向可移除的附件提供功率和数据通信。图IA和IB以立体图示意了根据本发明的各种实施方式的AACMM 100，关节臂是坐标测量机的一种类型。如图IA和IB中所示,示例性AACMM 100可包括具有探针端401的六或七轴线关节联接的测量装置，该探针端401包括在一端联接至AACMM 100的臂部104的测量探针外壳102。臂部104包括第一臂区段106，该第一臂区段106通过第一组轴承盒110(例如，两个轴承盒)联接于第二臂区段108。第二组轴承盒112(例如，两个轴承盒)将第二臂区段108联接于测量探针外壳102。第三组轴承盒114(例如，三个轴承盒)将第一臂区段106联接于定位在AACMM 100的臂部104的另一端处的基部116。每一组轴承盒110、112、114提供了关节式运动的多条轴线。而且，探针端401可包括测量探针外壳102，该测量探针外壳102可包括AACMM 100的第七轴线部的轴(例如，包括编码器系统的盒，该编码器系统判定测量装置，例如，探针118在AACMM 100的第七轴线上的运动)。在该实施方式中，探针端401可以围绕延伸穿过测量探针外壳102的中心的轴线转动。在AACMM 100的使用中，基部116通常固定于工作表面。在每个轴承盒组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，转换器)提供相应臂区段106、108的位置的表示并且相对应的轴承盒组110、112、114 一起提供探针118相对于基部116的位置的表示(并且，因此，由AACMM 100测量的物体在某一参考坐标系内，例如，局部或整体坐标系内的位置)。臂区段106、108可由适合的刚性材料制成，例如，但是不限于碳复合材料。具有六或七轴线的关节式运动(即，自由度)的便携式AACMM 100提供了如下优点允许操作者将探针118定位在关于基部116的360°区域内的期望位置，同时提供操作者易于处理的臂部104。然而，应当理解，臂部104具有两个臂区段106、108的图示是为了示例的目的，所要求的本发明不应限于此。AACMM 100可具有由轴承盒联接在一起的任意数量的臂区段(并且，因此，多于或者少于六或七轴线关节式运动或自由度)。 探针118可拆卸地安装于测量探针外壳102，测量探针外壳102连接于轴承盒组112。柄126可通过例如快速连接接口相对于测量探针外壳102可移除。柄126可由其它设备代替(例如，激光线探针，条形码读出器)，由此提供如下优点允许操作者利用同一AACMM 100，使用不同的测量装置。在示例性实施方式中，探针外壳102容纳可移除的探针118，该可移除的探针118是接触式测量装置并且可具有物理地接触待测量的物体的不同端头118，包括，但是不限于球式、触敏式、弯曲式及延伸式探针。在其它实施方式中，由例如激光线探针(LLP)的非接触式设备执行测量。在实施方式中，使用快速连接接口由LLP取代柄126。其它类型的测量装置可取代可移除的柄126，以提供附加的功能。这种测量装置的示例包括但不限于，例如一个或更多个照明灯、温度传感器、热扫描仪、条形码扫描仪、投影仪、涂料喷射器、摄影机(camera)等等。如图IA和IB中所示，AACMM 100包括可移除的柄126，其提供如下优点允许改变附件或功能而不用将测量探针外壳102从轴承盒组112上移除。如下面关于图2详细讨论的，可移除的柄126还可以包括电连接器，该电连接器允许柄126与位于探针端401中的相应的电子设备进行电功率和数据的交换。在各种实施方式中，每个组的轴承盒110、112、114允许AACMM100的臂部104围绕多条旋转轴线运动。如所提及的，每个轴承盒组110、112、114包括对应的编码器系统，例如，诸如光学角度编码器之类，该对应的编码器系统均与例如臂区段106、108的对应的旋转轴线共轴布置。光学编码器系统检测例如臂区段106、108中的每一个的围绕对应的轴线的旋转(转动)或者横向(铰接)运动并且将信号传输至AACMM 100内的电子数据处理系统，如下文中较详细地描述的。每个单独的原始编码器计数作为信号被单独地发送至电子数据处理系统，在电子数据处理系统中，其被进一步处理成为测量数据。如共同转让的美国专利No. 5，402,582( ‘582)中所公开的，不需要与AACMM 100本身分开的位置计算器(例如，串行盒(serial box))。基部116可包括附接装置或安装装置120。安装装置120允许AACMM 100可移除地安装于期望的位置，例如，检验台、加工中心、壁或地面。在一个实施方式中，基部116包括柄部122，在AACMM 100被移动时，该柄部122为操作者提供用于保持基部116的方便位置。在一个实施方式中，基部116还包括可移除的盖部124，该盖部124向下折叠以露出用户接口，例如，显示屏。根据实施方式，便携式AACMM 100的基部116包括或容纳电子数据处理系统，该电子数据处理系统包括两个主要部件基部处理系统，该基部处理系统处理来自AACMM 100内的各个编码器系统的数据以及表示其它臂参数的数据，以支持三维(3-D)位置计算；以及用户接口处理系统，该用户接口处理系统包括机载操作系统、触摸屏显示器以及驻留应用软件，该驻留应用软件在无需连接到外部计算机的情况下允许在AACMM100内实现相对完整的计量功能。
基部116中的电子数据处理系统可与编码器系统、传感器以及离开基部116定位的其它外围硬件(例如，能够安装至AACMM 100上的可移除柄126的LLP)通信。支持这些外围硬件设备的电子设备或特征可定位在位于便携式AACMM 100内的轴承盒组110、112、114中的每一个内。图2是根据实施方式的用在AACMM 100中的电子设备的框图。图2中所示的实施方式包括电子数据处理系统210，该电子数据处理系统210包括用于实现基部处理系统的基部处理器板204、用户接口板202、用于提供功率的基部功率板206、蓝牙�？�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用户接口、显示和此处描述的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经由一或者更多条臂总线218与前述的多个编码器系统通信。在图2中所描述的实施方式中，每个编码器系统产生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、编码器读头接口 234和温度传感器212。诸如应变传感器的其它设备可附接于臂总线218。图2中还示出了与臂总线218通信的探针端电子设备230。探针端电子设备230包·括探针端DSP 228、温度传感器212、经由实施方式中的快速连接接口与柄126或LLP 242连接的柄/LLP接口总线240、以及探针接口 226。快速连接接口允许通过柄126访问数据总线、控制线和由LLP 242使用的电源总线以及其它附件。在实施方式中，探针端电子设备230定位在AACMM 100上的测量探针外壳102中。在实施方式中，柄126可从快速连接接口移除并且可由激光线探针(LLP) 242执行测量，该激光线探针(LLP)242经由柄/LLP接口总线240与AACMM 100的探针端电子设备230通信。在实施方式中，电子数据处理系统210定位在AACMM 100的基部116中，探针端电子设备230定位在AACMM 100的测量探针外壳102中，并且编码器系统定位在轴承盒组110、112、114中。探针接口 226可通过任何适合的通信协议与探针端DSP 228连接，该通信协议包括来自Maxim Integrated Products Inc.
(马克西姆集成产品有限公司)的商业上可获得的产品，其具体为商标Ι-wire的通信协议236。图3是描述根据实施方式的AACMM 100的电子数据处理系统210的详细特征的框图。在实施方式中，电子数据处理系统210定位在AACMM 100的基部116中并且包括基部处理器板204、用户接口板202、基部电源板206、蓝牙�？�232和基部倾斜�？�208。在图3所示的实施方式中，基部处理器板204包括此处所图示的各种功能块。例如，基部处理器功能302被用于支持来自AACMM100的测量数据的收集并且经由臂总线218和总线控制�？楣δ�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还包括用于与诸如LLP242之类的任何外部硬件设备或附件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也包括在图3中所描述的基部处理器板204的实施方式中的功能中。基部处理器板204还管理与外部(主机)和内部(显示处理器202)设备通信的所有有线和无线数据。基部处理器板204具有经由以太功能(Ethernet function) 320 (例如，使用时钟同步标准，诸如美国电气和电子工程师协会(IEEE) 1588)与以太网(Ethernetnetwork),经由局域网功能(LAN function) 322与无线局域网(WLAN)以及经由并行-串行通信(PSC)功能314与蓝牙�？�232通信的能力。基部处理器板204还包括到通用串行总线(USB)设备312的连接。基部处理器板204传输并且收集原始测量数据(例如，编码器系统计数、温度读数)，以便在无需任何预处理的情况下处理成测量数据，例如前述‘582专利的串行盒中所公开的。基部处理器204将处理的数据经由RS485接口(IF) 326发送至用户接口板202上的显示处理器328。在实施方式中，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，通过基部处理器接收的角度和位置数据由在显示处理器328上执行的应用程序来使用，以提供AACMM 100内的独立计量系统。可以在显示处理器328上执行应用程序以支持例如，但不限于，如下功能特征的测量、引导和训练绘图、远程诊断、温度校正、各个操作特征的控制、到各个网络的连接、测量物体的显示。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包括几个接口选项，该几个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、摄影机端口 340、音频/视频接口 342、拨号/单元调制解调器 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的基部电源板206。该基部电源板206还利用交流/直流(AC/DC)转换器358和电池充电器控制器360向电子数据处理系统210提供功率。基部电源板206使用内置集成电路(12C)串行单端总线354以及经由DMA串行外围接口(DSPI) 356与基部处理器板204通信。基部电源板206经由在基部电源板206中实现的输入/输出(I/O)扩展功能364连接于倾斜传感器和射频识别(RFID)模块208。尽管示出为分开的部件，但在其它实施方式中，所有部件或者部件的子集可以物理地定位在不同的位置处和/或可以是与图3中所示不同的方式组合的功能。例如，在一个实施方式中，基部处理器板204和用户接口板202组合成一个物理板。现参照图4至图9,示出了具有测量探针外壳102的探针端401的示例性实施方式，该测量探针外壳102带有允许可移除的且可互换的装置400与AACMM 100联接的快速连接机械和电子接口。在示例性实施方式中，装置400包括外罩402，该外罩402包括柄部404，该柄部404被定尺寸和成形为使其被保持在操作者的手中，例如，诸如以手枪握把的形式。外罩402是具有腔406 (图9)的薄壁结构。腔406被定尺寸和构造用于容纳控制器408。该控制器408可以是具有例如微处理器的数字电路或模拟电路。在一个实施方式中，控制器408与电子数据处理系统210进行异步双向通信(图2和图3)。控制器408与电子数据处理系统210之间的通信连接可以是有线的(例如，经由控制器420)或可以是直接的或间接的无线连接(例如，蓝牙或IEEE 802. 11)或有线和无线连接的结合。在示例性实施方式中，外罩402以两个半体410、412形成，例如，诸如由注模塑料材料制成的半体。半体410、412可以通过例如螺钉414的紧固件固定在一起。在其它实施方式中，外罩半体410、412可以例如通过粘结剂或超声焊接固定在一起。柄部404还包括可以由操作者人工激活的按钮或致动器416、418。致动器416、418联接至控制器408，该控制器408将信号传输至探针外壳102内的控制器420。在示例性实施方式中，致动器416、418执行位于探针外壳102上的、与装置400相对的致动器422、424的功能。应当理解，装置400可以具有另外的开关、按钮或其他致动器，这些另外的开关、按钮或其他致动器也可以用于控制装置400、AACMM 100，反之亦然。而且，装置400可以包括指示器，例如，发光二极管(LEDs)、发声器、测量仪、显示器或量规。在一个实施方式中，装置400可以包括允许对测量点进行同步口头评述的数码录音机。在又一实施方式中，装置400包括使操作者能够将声控命令传输至电子数据处理系统210的麦克风。在一个实施方式中，柄部404可以构造为通过操作者的手使用或用于特定的手(例如，左手或右手)。柄部404还可以构造为方便残疾操作者(例如,缺少手指的操作者或带有假肢的操作者)使用。此外，当余隙空间受限时，柄部404可以被移除并且可以单独使用探针外壳102。如上所述，探针端401还可以包括AACMM 100的第七轴线的轴。在该实施方式中，装置400可以布置成围绕AACMM的第七轴线旋转。探针端401包括机械和电子接口 426，该机械和电子接口 426具有在装置400上的第一连接器429 (图8)，该第一连接器429与探针外壳102上的第二连接器428配合。连接器428、429可以包括允许装置400联接至探针外壳102的电子和机械特征。在一个实施方式中，接口 426包括第一表面430，第一表面430在其上具有机械联接器432和电连接器 434。外罩402还包括邻近第一表面430并与该第一表面430偏置定位的第二表面436。在示例性实施方式中，第二表面436是与第一表面430偏置约为O. 5英寸的距离的平面。如在下文中将更加详细地讨论的那样，在拧紧或松开诸如轴环438的紧固件时，该偏置为操作者的手指提供了间隙。接口 426提供在装置400与探针外壳102之间的相对快速且安全的电连接，而无需对准连接器销，且无需单独的电缆或连接器。电连接器434从第一表面430延伸并且包括一个或更多个连接器销440，该一个或更多个连接器销440以诸如经由例如一条或更多条臂总线218与电子数据处理系统210(图2和图3)进行异步双向通信的方式电联接。该双向通信连接可以是有线的(例如，经由臂总线218)、无线的(例如，蓝牙或IEEE 802.11)或有线和无线连接的结合。在一个实施方式中，电连接器434电联接至控制器420。该控制器420可以诸如经由例如一条或多条臂总线218与电子数据处理系统210进行异步双向通信。电连接器434定位用于提供与探针外壳102上的电连接器442的相对快速且牢固的电连接。当装置400附接于探针外壳102时，电连接器434、442彼此连接。电连接器434、442可分别包括金属包围的连接器外壳，该金属包围的连接器外壳提供对电磁干扰的屏蔽，并在将装置400附接至探针外壳102过程期间保护连接器销并且有助于销对准。机械联接器432提供装置400与探针外壳102之间的相对刚性的机械联接，以支持相对精确的应用，在该相对精确的应用中，装置400在AACMM 100的臂部104的端部上的定位优选地不偏移或移动。任何这种运动通�？稍诓饬拷峁淖既沸苑矫嬖斐刹涣嫉慕档�。使用本发明的实施方式的快速连接机械和电子接口的机械附接构造部的各种结构特征可以实现这些期望的结果。在一个实施方式中，机械联接器432包括定位在一端448 (装置400的前缘或“前部”)上的第一突起444。该第一突起444可以包括带键的、带凹口的或倾斜的接口，其形成唇部446，该唇部446从第一突起444延伸。唇部446被定尺寸为被容纳于由从探针外壳102延伸的突起452限定的槽450中(图8)。应当理解，第一突起444和槽450连同轴环438 一起形成了联接器布置，使得当唇部446定位在槽450内时，槽450可以用于限制当装置400附接于探针外壳102时装置400的纵向和横向运动。如在下文中将更加详细地讨论的，轴环438的转动可以用于将唇部446固定于槽450内。 与第一突起444相对，机械联接器432可以包括第二突起454。第二突起454可以具有带键的、带凹口的唇部或倾斜的接口表面456 (图5)。第二突起454定位用于接合与探针外壳102相关联的紧固件，例如，诸如轴环438之类。如在下文中将更加详细地讨论的，机械联接器432包括凸起表面，该凸起表面从表面430伸出以致邻近电连接器434或绕该电连接器434布置，该凸起表面为接口 426提供枢转点(图7和图8)。其作为装置400附接于探针外壳102时装置400与探针外壳102之间的机械接触的三点中的第三点。探针外壳102包括在一端上共轴布置的轴环438。轴环438包括可在第一位置(图5)与第二位置(图7)之间移动的螺纹部。通过转动轴环438，轴环438可以用于固定或移除装置400而不需要外部工具。轴环438的转动使轴环438沿着相对较粗的方形螺纹柱474移动。使用这种相对较大尺寸的、方形螺纹和带轮廓的表面允许用最小的旋转力矩得到较大的夹紧力。柱474的螺纹的大螺距进一步使得能够用最小的转动拧紧或松开轴环438。为了将装置400联接至探针外壳102，唇部446被插入槽450内并且该装置被枢转，以朝向表面458转动第二突起454，如通过箭头464所指示的(图5)。轴环438转动从而引起轴环438沿箭头462指示的方向移动或平移至与表面456接合。轴环438抵靠有角度的表面456的运动驱使机械联接器432抵靠凸起表面460。其有助于克服接口或接口的表面上的外来物体的扭曲带来的潜在问题，其可能干扰装置400至探针外壳102的刚性布置。通过轴环438施加于第二突起454上的力导致机械联接器432朝向将唇部446按压至探针外壳102上的座的方向移动。当继续拧紧轴环438时，第二突起454朝向使探针外壳102施加压力在枢转点上的方向向上按压。其提供了跷跷板式布置，从而将压力施加于第二突起454、唇部446和中心枢转点，以减少或消除装置400的偏移或摇摆。枢转点直接压靠探针外壳102上的底部，同时唇部446施加向下的力在探针外壳102的端部上。图5包括箭头462、464，以示出装置400和轴环438的运动的方向。图7包括箭头466、468、470，以示出拧紧轴环438时在接口 426内施加的压力的方向。应当理解，装置400的表面436的偏置距离提供了在轴环438与表面436之间的间隙472 (图6)。该间隙472使得操作者能够在轴环438上更加牢固地抓握，同时降低了轴环438转动时挤压手指的风险。在一个实施方式中，探针外壳102具有足够的硬度以在轴环438被拧紧时减少或防止扭曲。接口 426的实施方式允许机械联接器432和电连接器434的正确对准，并且还保护电子接口免受施加的应力的影响，否则可由于轴环438、唇部446和表面456的夹紧作用产生该施加的应力。这提供了以下优点，即，减少或消除了对安装有电连接器434、442的电路板476的应力损伤，电连接器434、442可能具有焊接端子。而且，与已知的方法相比，这些实施方式提供以下优点，即，对于使用者来说，不需要工具连接或断开装置400和探针外壳102。其使得操作者能够相对容易地人工连接或断开装置400和探针外壳102。由于屏蔽的可能与接口 426连接的电连接件的数量相对较大，所以可在AACMM100与装置400之间共享相对大量的功能。例如，位于AACMM 100上的开关、按钮或其它致动器可以用于控制装置400，反之亦然。此外，可将命令和数据从电子数据处理系统210传输至装置400。在一个实施方式中,装置400是摄像机(video camera),其传输待存储于基部处理器204上的存储器中或待显示在显示器328上的记录图像的数据。在另一实施方式中，装置400是图像投影仪，其接收来自电子数据处理系统210的数据。此外，位于AACMM100中或装置400中的温度传感器可以由二者中的另一个共享。应当理解，本发明的实施方式提供了下述优点，即，提供了使得各种各样的附件装置400能够快速、容易且可靠地联接至AACMM 100的柔性接口。此外，在AACMM100与装置400之间共享功能的能力可以通过消除重复性而使得能够降低AACMM100的尺寸、功耗和复杂性。在一个实施方式中，控制器408可以改变AACMM 100的探针端401的操作或功能。例如，控制器408可以改变探针外壳102上的指示灯，以发出不同颜色的光、不同强度的光，或者在不同的时间点，即，与单独使用探针外壳102相反的装置400已附接时打开/关闭指示灯。在一个实施方式中，装置400包括测量至物体的距离的测距传感器(未示出)。在该实施方式中，控制器408可以改变探针外壳102上的指示灯以便向操作者提供该物体距离探针端头118多远的指示。其提供了下述优点，即，简化了对控制器420的要求并允许通过增加附件装置升级或增加功能性。 参照图10至图11，本发明的实施方式为用于激光线探针(LLP)扫描装置500的摄影机、信号处理、控制和指示符接口提供了优点。LLP 500包括带有柄部504的外罩502。该LLP 500进一步包括在一端上的接口 426，该接口 426将LLP 500机械地且电子地联接至探针外壳102，如上所述。接口 426使得LLP 500能够快速且容易地联接至AACMM 100并从AACMM 100移除而不需要另外的工具。邻近接口 426，外罩502包括了包含例如诸如激光装置之类的光学装置510和传感器508的部分506。传感器508例如可以是电子耦合器件(CCD)类型的传感器或者可以是互补金属氧化物半导体(CMOS)类型的传感器。在示例性实施方式中，光学装置510与传感器508以一定角度布置使得传感器508可以在期望的焦点处检测来自光学装置510的反射光。在一个实施方式中，光学装置510与传感器508的焦点与探针端头118偏置，使得可以在不与探针端头118干扰的情况下对LLP 500进行操作。换言之，可以在探针端头118处于适当位置的情况下对LLP 500进行操作。此外，应该理解，LLP 500相对于探针端头118基本固定，而作用在柄部504上的力不会影响LLP 500相对于探针端头118的对准。在一个实施方式中，LLP 500可以具有附加的致动器(未示出)，其允许操作者在获取来自LLP 500的数据与获取来自探针端头118的数据之间进行切换。光学装置510和传感器508电力联接至布置在外罩502内的控制器512。该控制器512可以包括一个或更多个微处理器、数字信号处理器、存储器和信号调节电路。由于由LLP 500产生的数字信号处理和大量数据，控制器512可以设置在柄部504内。控制器512经由电连接器434电力联接至臂总线218。LLP 500还包括致动器514，516，它们可以由操作者人工激活以启动通过LLP 500的操作和数据采集。在本发明的其他实施方式中，联接至AACMM 100的装置600 (图12)可以包括功能器件602。依据装置600的类型，功能器件602仍然可以是摄影机、摄像机、条形码扫描仪、热扫描仪、光源(例如闪光灯)或者图像投影仪。在一个实施方式中，功能器件602可以包括回射器保持器，诸如共同转让的发明名称为“Apparatus and Method for Relocatingan Articulating-Arm Coordinate Measuring Machine (用于重定位关节臂坐标测量机的装置和方法)”的美国专利7，804，602中所描述的，该专利整体被结合在此。在又一实施方式中，功能器件602可以包括超声探针，诸如在共同拥有的发明名称为“Methodof Constructing a 3-Dimensional Map of a Measurable Quantity Using ThreeDimensional Coordinate Measuring Apparatus (使用三维坐标测量装置来构造可测量量的3D映射的方法)”的美国专利申请5，412，880中所描述的，该专利被整体结合在此，作为参考。装置600包括允许装置电力地以及机械地联接至探针外壳102的接口 426。装置600还包括电连接至功能器件602的控制器。该控制器被布置成与电子数据处理系统210进行异步双向通信。该双向通信连接可以是有线的(例如经由臂总线218)、无线的(例如蓝牙或IEEE 802.11)。在一个实施方式中，通信连接是有线连接和无线连接的结合，其中，第一信号类型是通过控制器420经由有线连接传输的，而第二信号类型是经由无线连接传输的。在其中功能器件602包括诸如图像投影仪和激光线探针之类的多个功能的实施方式中，图像(例如CAD)数据可以经由无线连接被发送至图像投影仪，而同时由LLP图像传感器获取的数据经由有线连接被发送。应该理解，对这些装置的集成可以提供如下优点使得操作者能够更快地且以更高程度的可靠性来获取测量。例如，在附接有摄影机或摄像机装置的情况下，操作者可以利用该装置来记录正被测量的物体的一个或更多个图像。这些图像可以例如被显示在显示器328上或者结合到检验报告中。在一个实施方式中，操作者可以经由用户接口板202将图形标记放置在被显示的图像上以定义测量点。以此方式，操 作者之后能够从存储器调用被标记的图像并且快速地看到在哪进行测量。在其他实施方式中，采集测量物体的视频。然后经由用户接口板202重放该视频，以有助于操作者重复对下一个要被检验的物体的多次测量，或者作为对新的操作者的培训工具。在又一实施方式中，该装置可以是涂料喷射装置700 (图13)。涂料喷射装置700包括接口 426，其将涂料喷射装置700电力地且机械地联接至探针外壳102。在该实施方式中，装置700包括布置成与电子数据处理系统210通信的控制器。该通信连接可以是有线的(例如，经由臂总线218)、无线的(例如，蓝牙或IEEE802. 11)、或者是有线连接与无线连接的组合。装置700的控制器接收来自电子数据处理系统210的信号并且选择性地从一个或更多个喷嘴702喷射一种或更多种颜色，所述喷嘴分别连接至各自具有单个颜色的涂料的储存器704 (例如红、绿、蓝)。应该理解，喷嘴702还可以是将涂料、墨、颜料或染料的液滴沉积到表面上的喷墨式喷射机构。喷墨嘴可以包括，但不限于，连续喷墨、热喷墨以及压电喷墨。由于电子数据处理系统210知道探针外壳102的位置和定向，所以装置可以接收指令以将特定颜色喷射至特定位置处，以匹配存储在存储器中的期望的图像。由此，随着操作者移动装置700穿过期望的表面(例如墙)，就可以由装置700再现图像或图片。本实施方式还可以提供下述优点制造用于在例如诸如金属片材之类的物品上产生设计标记的环境。应该理解，尽管图13示出储存器704在AACMM 100的外部，但其是为了示例的目的，要求保护的发明不应限于此。在一个实施方式中，储存器704设置在装置700的柄中。在另一实施方式中，储存器704设置在基部116中并且导管延伸穿过臂104，从而提供一种没有外部接线、管或导管的系统。现参照图12和图14至图18，示出结合一个或更多个图像投影仪602的装置600的实施方式。根据本发明的实施方式，一个或更多个相对小的，能从市场上买到的投影仪(例如“超微型(ultra miniature) ”或“微型(pico) ”投影仪)604可以安装至、连接至或者以其他方式附接至AACMM 100的探针端401或者AACMM 100上的其它各个位置处(例如与柄相对、在臂区段上)。在图14A至图14D中，投影仪604被示出为邻近柄126安装至装置600。然而，投影仪604可以安装在AACMM 100上的任何地方，并且如果激光线探针与AACMM 100结合使用，则投影仪604可以安装至该激光线探针。投影仪604可以包括一定量的处理能力。在实施方式中，投影仪604与电子数据处理系统210连接或通信。因而，投影仪604可以设置有视觉引导信息或数据(例如，图像606)，投影仪604然后将所述视觉引导信息或数据投影到要通过AACMM 100的操作者测量的或者以其他方式在其上作业的零件或物体608上，如图14B中的“位置I”中所示。一旦零件608的定向对准在AACMM 100的坐标系内，则可以利用臂104的位置数据使得投影图像606的比例及其透视关系与AACMM 100的移动同步。投影在零件608上的图像606可以由与投影仪604相关联的处理器调整或者根据探针端410的位置经由电子数据处理系统210来调整，使得随着装置600被移动，投影在零件608上的图像606是静止的，在比例和定向两方面变化，以将稳定的图像呈现给操作者。其可以在图14C的“位置2”中看到。作为示例，彩色(例如绿色)的圆610可以投影成与要被测量的零件中的孔612 对准。随着探针相对于零件608的角度或距离的变化，圆610在投影图像606中的位置改变，但是圆610仍然被锁定在孔612上的适当位置处并且仍然维持与孔612的尺寸相同的尺寸。其相当于锁定并跟踪目标。该配置的优点在于，在操作者移动AACMM 100时，操作者无需将目光从零件608上离开转向计算机屏幕、用户接口或其他视觉显示器。与现有技术中简单的坐标网格线相反，使用零件608上的投影图像提供了广泛的投影信息选项，这些投影信息选项包括但不限于(I)颜色控制一在成功完成测量之后红色的圆可以变成绿色。标记的或图形的颜色可以改变以为零件608的颜色提供最高的可视性(对比度)。(2)动画一标记、箭头或其它指示符可以闪烁，改变频率、交替地改变颜色，以开始或结束操作。(3)文本一信息、数据或尺寸可以投影在零件上。通常显示在计算机屏幕上的数字读出可以投影在零件608上。(4)CAD图像一可以在零件上交叠有注释、尺寸或其他信息。要被测量的特征可以用颜色或动画顺序地突出。(5)照片一零件(如被设计的)的实际图像可以投影到要被测量的零件上，立即指示任何的不同，如缺少孔或者特征处于错误位置(“以引导方式的投影”;参见图15A)。(6)距离指示符一对于非接触型装置如LLP 500，可以将距离指示符614投影到零件表面608上。这些可以是动画的、有色的并且可以包括文本和/或数据。AACMM 100还可以使用投影仪604以提供对操作者的引导，如图15A中所示。投影仪604在零件608上生成图像，从而利用圆610突出了要进行测量的特征612，同时还交叠了指示符616，在指示符616处测量装置118应该获取测量点。还可以将文本指令618投影并交叠在零件608上。在对零件或物体608进行了测量或者对零件608进行了一整套测量之后，结果的指示符602可以直接投影到零件608上，如图15B中所示。其可以用来突出零件在公差之内和/或在公差之外的某些特征。对于表面扫描，高点和低点可以被标以色码并且直接投影到零件608上。对于尺寸特征的测量，可以将图形或文本指示符622投影在零件608上，从而通知操作者特征是在公差内还是在公差外。如上所讨论的，其提供了下述优点即，使用于零件608检验所需要的时间量减少，因为操作者不需要将目光转向计算机终端或用户接口。投影仪604还可以用于通过投影白光来照亮工作区域，并且所述照明的尺寸和形状可以被控制。另外，因为可以使用探针端401的位置数据来控制聚光灯的位置和尺寸，所以可以在装置600移动的同时将所述照明的区域锁定。如果装置600被定向成使得投影仪604不能照亮零件608的任何地方(例如，在指向天花板的情况下)，则投影仪604可以自动关闭或者转变成黑的。参照图16至图17，根据本发明的另一个方面的实施方式，多个投影仪604、624、626可以与AACMM 100—起使用。实施方式是投影仪624指向壁628或工作表面。此处，投影仪624例如可以附接至在AACMM 100的固定(不移动)的部分上的可移动(旋转)安装座，诸如在基部116上。来自投影仪624的图像630可以显示与来自安装在探针端401上的投影仪604的信息相同的或不同的信息。图像630可以用于由第二方来观察，或者其可以用于仿制机载应用软件显示器或辅助计算机显示器。以此方式，数据可以变得更大，即，增加覆盖范围，或者数据可以投影到表面628上，其是在测量对话期间被操作者更容易地看到的表面。另外，安装在AACMM 100的探针端401上的多个投影仪604、626可以增加表面区域覆盖或3D轮廓的覆盖，由此在不丢失图像覆盖的情况下适应探针端401的相对更大的移 动。可以将图像轮廓调整到零件608的轮廓。参照图18，根据本发明的另一方面的实施方式，其上安装有投影仪604的AACMM100可以向操作者提供视觉任务引导。这种视觉任务引导可以是可视化形式的物体的特征或者是通过表面或其他类型的阻碍(例如壁或人的皮肤)隐藏起来看不到的项目。例如，投影仪604可以将CAD数据、CAT扫描数据、激光扫描数据或其他数据投影于下述各种表面632上,该表面632具有在表面632后面具有需要被访问且被作业的一个或多个物体634、636或项目。然而，重要的是，工作人员识别这些物体的精确位置，以便不会对其他物体造成损害或者减少试图对这些隐藏的物体634、636进行定位所浪费的时间量。表面632可以是壁的表面、组件的表面、人体的表面或者是使要被作业的特征或物体被隐藏的其他类型的表面。图18示出了投影到壁表面632上的图像638的示例。在壁表面632的后面的是各种项目，诸如立柱634、管道工程管636以及电线。然而，工作人员可以不知道位于壁表面632后面的是什么和/或不知道这些项目在臂表面632后面的定位。将有利的是，向工作人员提供在壁表面632后面的项目的图像以及这些项目的位置。通常，关于被隐藏的特征的信息可以得到作为例如CAD数据。在另一种应用中，AACMM 100可以用在例如手术室中。医生可以使用便携式AACMM来确定用于切开切口或者找到肿瘤的位置，将探针或测量装置118的位置与来自计算机轴向断层摄影(Computer Axial Tomography)数据的3D数据关联。在这种情况下,投影仪604可以将图像投影在病人上，提供标记或对CAT扫描影像的真实复制，以引导外科医生。由人工操作的机器人远程进行的手术可以以如上所描述的方式相同的方式来使用投影系统。在AACMM用在制造环境的应用中，投影仪604可以为需要定位的各种操作提供引导，其由3D CAD或图像文件驱动。其包括例如为铆钉、器械或附件钻孔；将贴花膜或者背面粘性的条带应用到汽车、飞机、巴士或大零件；涂绘字母、细节或图像；磨削/砂光表面或焊接处直到它们符合绘图要求；以及将立柱或结构构件定位护板后面以便钉子或螺钉定位。
本发明的该方面的实施方式提供了隐藏特征的可视化，以有助于确定可以安全地进行切割的地方，隐藏特征例如在壁、隔壁、地板下方或者在锁定的门后面的管道、接线、导管或其它物体。这些实施方式还提供了用于对爆炸物的关键部件进行钻孔、切割以及接触的投影可视化和引导(例如，当装置的3D CAD数据可用时)。根据本发明的该方面的实施方式，用于AACMM的投影系统将引导和零件数据(例如，结构CAD数据)投影到零件的表面上。该投影系统还可以用于投影在壁、结构或人体内部的物体的图像，用于在建立修正、手术或其他侵入性过程中使用。附接至臂的一个或更多个小型投影仪能够将图像或数据投影在零件或表面上或者向操作者提供引导。臂/投影仪组合可以提供被壁隐藏的、在人体内部的、在爆炸装置内部等的特征的可视化。当物体的3D记录(例如，CAD绘图、CAT扫描等)存在时，投影仪和臂组合可以投影图像，该图像示出特征的位置，就好像穿过壁所看到的一样。尽管已经参照示例实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，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，可以进行许多改型，以使具体情况或材料适于本发明的教导。因此，意在本发明不限于作为计划执行本发明的最佳模式所公开的特定实施方式，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方式。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。此外，术语一等的使用不表示对数量的限定，而是表示存在至少一个所提及的项目。
权利要求
1.一种用于测量空间中的物体的坐标的便携式关节臂坐标测量机(AACMM)，包括 基部(116)； 可人工定位的臂部(104)，所述可人工定位的臂部(104)具有相对的第一端和第二端，所述臂部(104)可转动地联接至所述基部(116)，所述臂部(104)包括多个连接的臂区段(106、108)，每个臂区段(106、108)包括用于产生位置信号的至少一个位置转换器； 测量装置(118、500、600、700)，所述测量装置(118、500、600、700)联接至所述第一端；电子电路(210)，所述电子电路(210)接收来自所述至少一个位置转换器的所述位置信号并且提供与所述测量装置(118)的位置对应的数据； 探针端(401)，所述探针端(401)设置在所述测量装置(118、500、600、700)和所述第一端之间，所述探针端(401)具有紧固件(438)和第一连接器(428);以及 装置(400)，所述装置(400)通过所述紧固件(438)可移除地联接至所述探针端，所述装置(400)具有第二连接器(429)，所述第二连接器(429)布置用于在所述紧固件(438)将所述装置(400)联接至所述探针端(401)时接合所述第一连接器(428)。
2.根据权利要求I所述的AACMM，其中， 所述探针端(401)包括第一致动器(422)和第二致动器(424)，所述第一致动器(422)和所述第二致动器(424)联接至第一控制器(420);以及 所述装置(400)包括第三致动器(416)和第四致动器(418)，所述第三致动器(416)和所述第四致动器(418)电力地联接至第二控制器(408)。
3.根据权利要求2所述的AACMM，其中，所述装置(400)包括柄部(404)。
4.根据权利要求3所述的AACMM，其中，所述装置(400)包括平面部分(436)，所述平面部分(436)设置于所述柄部(404)的一端处并且与邻近所述紧固件(438)，所述平面部分(436)与所述紧固件(438)偏置定位以限定间隙。
5.根据权利要求4所述的AACMM，其中，所述紧固件(438)是共轴地设置于所述探针端(401)上的轴环(438)。
6.根据权利要求5所述的AACMM，其中，所述装置(500、600)包括摄影机(510、602)。
7.根据权利要求6所述的AACMM，其中，所述装置(400)包括邻近所述摄影机(510)设置的光学装置(508)。
8.根据权利要求I所述的AACMM，其中，所述装置(600)包括从下述组中选择的特征(602)，所述组包含条码扫描仪、热扫描仪、摄像机、光源、图像投影仪、麦克风、录音系统和涂料喷射喷嘴。
9.根据权利要求I所述的AACMM，其中， 所述探针端(401)绕所述第一端的轴线可转动地联接；以及， 所述装置(400)设置为绕所述轴线转动。
10.根据权利要求I所述的AACMM，其中， 第一连接器(429)包括电连接器部分(434);以及， 所述第二连接器(428)包括电连接器部分(442)。
11.一种用于测量空间中的物体的坐标的便携式关节臂坐标测量机(AACMM)，包括 可人工定位的臂部(104)，所述可人工定位的臂部(104)具有相对的第一端和第二端，所述臂部(104)包括多个连接的臂区段(106、108)，每个臂区段(106、108)包括用于产生位置信号的至少一个位置转换器； 测量装置(118、500、600、700)，所述测量装置(118、500、600、700)联接至所述第一端；电子电路(210)，所述电子电路(210)接收来自所述至少一个位置转换器的所述位置信号并且提供与所述测量装置(118)的位置对应的数据； 外壳(102)，所述外壳(102)设置在所述第一端与所述测量装置(118)之间； 第一控制器(420),所述第一控制器(420)设置于所 述外壳(102)内； 第一联接器(438)，所述第一联接器(438)布置在所述外壳(102)的一侧；以及装置(400)，所述装置(400)可移除地联接至所述外壳(102)并且具有柄部(404)，所述装置(400)在一端具有第二联接器(432)，所述第二联接器(432)布置用于接合所述第一联接器(428)，由此将所述装置紧固至所述外壳。
12.根据权利要求11所述的AACMM，进一步包括 第一连接器(442)，所述第一连接器(442)邻近所述第一联接器(454)并且电力地联接至所述第一控制器(420)； 第二连接器(434)，所述第二连接器(434)联接至所述装置(400)并且电力地联接至所述第一连接器(442);以及 第二控制器(408)，所述第二控制器(408)设置在所述装置(400)内并且经由所述第一连接器(442)和所述第二连接器(434)电力地联接至所述第一控制器(420)，其中，所述第二控制器(408)至少部分地设置在所述柄部(404)内。
13.根据权利要求12所述的AACMM，其中，所述装置(400)进一步包括第一致动器(416)，所述第一致动器(416)可操作地联接至所述第二控制器(408)，所述第一致动器(416)设置在所述柄部(404)上。
14.根据权利要求13所述的AACMM，其中，所述装置(400)进一步包括第二致动器(418)，所述第二致动器(418)可操作地联接至所述第二控制器(408)，所述第二致动器(418)设置于所述柄部(404)上、邻近所述第一致动器(416)。
15.根据权利要求11所述的AACMM，其中，所述第二联接器(432)包括第一突起(454)，所述第一突起(454)从所述装置(400)延伸邻近所述第二连接器(434)，所述第一突起在一侧上具有成角度的第一表面(456);以及所述第一联接器(438)是紧固件(438)，所述紧固件(438)可移动地联接至所述外壳(102)、邻近所述第一连接器(442)并与所述第一突起(454)相对，其中，所述紧固件能够在第一位置与第二位置之间移动以接合所述第一表面(456)。
16.根据权利要求15所述的AACMM，其中，所述第二联接器(432)进一步包括第二突起(444)，所述第二突起(444)延伸邻近所述第二连接器(434)，所述第二突起(444)具有唇部(446)，所述唇部(446)被定尺寸为能被容纳在槽(450)中。
17.根据权利要求16所述的AACMM，其中，所述装置包括 第二表面(430)，所述第二表面(430)设置在所述第一突起(454)与所述第二突起(444)之间；以及 第三表面(436)，所述第三表面(436)邻近所述第二表面(430)并与所述第二表面(430)偏置预定的距离，所述第三表面(436)布置用于限定在所述第三表面(436)与所述紧固件(438)之间的间隙(472)。
18.根据权利要求17所述的AACMM，其中，所述外壳(102)包括第一螺纹部并且所述紧固件(438)包括第二螺纹部，其中，当所述第二螺纹部相对于所述第一螺纹部转动时，所述紧固件(438)从所述第一位置移动至所述第二位置。
19.根据权利要求11所述的AACMM，其中，所述装置(500、600)包括摄影机(510、602)，所述摄影机(510、602)设置于邻近所述测量装置(118)的一侧上，所述摄影机(510、602)电力地联接至所述第二控制器(512)。
20.根据权利要求19所述的AACMM，其中，所述摄影机(602)是摄像机。
21.根据权利要求19所述的AACMM，其中，所述装置(500)进一步包括邻近所述摄影机(510)设置的激光器(508)，所述激光器(508)电力地联接至所述第二控制器(512)。
22.根据权利要求11所述的AACMM，其中，所述装置(700)包括至少一个涂料喷射喷嘴(702)。
23.根据权利要求11所述的AACMM，其中，所述装置(600)包括条形码扫描仪(602)。
24.根据权利要求11所述的AACMM，其中，所述装置(600)包括热扫描仪(602)。
25.根据权利要求11所述的AACMM，其中，所述装置(600)包括图像投影仪(602)。
26.根据权利要求11所述的AACMM，其中，所述装置(600)包括光源(602)。
27.一种操作用于测量空间中的物体的坐标的便携式关节臂坐标测量机的方法，包 括 提供具有相对的第一端和第二端的可人工定位的臂部(104)，所述臂部(104)包括多个连接的臂区段(106、108)，每个臂区段(106、108)包括用于产生位置信号的至少一个位置转换器； 提供用于测量所述物体的探针端(401)，所述探针端(401)具有第一控制器(420)，所述探针端(401)具有电力地联接至所述第一控制器(420)的第一电连接器(442)和紧固件(438)，所述探针端(401)联接至所述第一端； 提供可操作地联接至所述探针端(401)的测量装置(118)； 在电子电路(210)处接收来自所述转换器的所述位置信号； 利用所述电子电路(210)判定与所述测量装置(118)的位置对应的数据； 提供具有第二控制器(408)的装置(400)，所述装置(400)具有电力地联接至所述第二控制器(408)的第二电连接器(434)和联接器(432)； 利用所述联接器(432)和所述紧固件(438)将所述装置(400)机械地联接至所述探针端(401)； 将所述第一电连接器(442)电力地联接至所述第二电连接器(434);以及 将来自所述第二控制器(408)的第一信号传输至所述第一控制器(420)。
28.根据权利要求27所述的方法，进一步包括 当所述装置(400)联接至所述探针端(401)时利用所述第一控制器(420)执行第一功能；以及 响应于所述第一信号利用所述第一控制器(420)执行第二功能。
29.根据权利要求28所述的方法，进一步包括将来自所述第一控制器(420)的第二信号传输至所述第二控制器(408)。
30.根据权利要求29所述的方法，进一步包括提供联接至所述第二端的基部(116)，以及 提供设置于所述基部(116)中的第三控制器(210)，所述第三控制器(210)与所述第一控制器(420)和所述第二控制器(408)进行双向通信。
31.根据权利要求30所述的方法，进一步包括将来自所述第二控制器(408)的第三信号传输至所述第三控制器(210)。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述第三信号选自下述组，所述组包括图像信号、视频图像信号、激光线探针信号、温度信号和条形码信号。
33.根据权利要求30所述的方法，进一步包括将来自所述第三控制器(210)的第四信号传输至所述第二控制器(408)。
34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述第四信号选自下述组，所述组包括光源信号、投影图像信号和涂料颜色。
35.根据权利要求30所述的方法，其中，所述第三控制器(210)与所述第二控制器(408)进行通信，其包括无线通信连接。
36.根据权利要求34所述的方法，其中，所述第四信号经由无线通信连接被传输。
37.一种用于测量空间中的物体的坐标的便携式关节臂坐标测量机(AACMM)，包括 基部; 可人工定位的臂部(104)，所述可人工定位的臂部(104)具有相对的第一端和第二端，所述臂部(104)可转动地联接至所述基部(116)，所述臂部(104)包括多个连接的臂区段(106、108)，每个臂区段(106、108)包括用于产生位置信号的至少一个位置转换器； 探针端(401)，所述探针端(401)联接至所述第一端； 电子电路(210)，所述电子电路(210)接收来自所述至少一个位置转换器的所述位置信号并且提供与所述探针端(401)的位置对应的数据； 第一投影仪(604)，所述第一投影仪(604)安装至AACMM(IOO)并且可移除地联接至所述探针端(401)，所述第一投影仪(604)能够操作用于将第一信息投影至第一投影表面(608)上，所述投影的第一信息是与所述第一投影表面(608)相关联的一个或更多个特征(612、634、636)的存在和位置的指示。
38.根据权利要求37所述的AACMM，其中，所述一个或更多个特征(634、636)包括位于所述投影表面(608)后方的视线外的物体，所述投影的信息至少部分地由所述探针端(401)的所述判定的位置来判定。
39.根据权利要求37所述的AACMM，其中，所述第一信息的所述投影包括突出所述第一投影表面(608)上的特征(612)的指示符(610)。
40.根据权利要求39所述的AACMM，其中，所述第一信息的所述投影包括文本指令(618)。
41.根据权利要求39所述的AACMM，其中，所述第一信息的所述投影包括测量的文本指示符(620)。
42.根据权利要求39所述的AACMM，其中，所述第一信息的所述投影包括公差的指示符(622)。
43.根据权利要求39所述的AACMM，其中，所述第一信息的所述投影包括测量指示符(616)。
44.根据权利要求38所述的AACMM，进一步包括第二投影仪(626)，所述第二投影仪(626)安装至所述AACMM (100)并邻近所述探针端(401)，所述第二投影仪(626)能够操作用于将第二信息投影至所述第一投影表面(608)上。
45.根据权利要求38所述的AACMM，进一步包括第三投影仪￠46)，所述第三投影仪(646)可操作地联接至所述AACMM (100)，所述第三投影仪(624)能够操作用于将第三信息投影至第二投影表面(628)上。
46.根据权利要求45所述的AACMM，其中，所述第三信息与所述第一信息相同。
47.一种用于测量空间中的物体的坐标的便携式关节臂坐标测量机(AACMM)的可移除的附件装置，所述AACMM具有联接至所述AACMM的一端的探针端，所述探针端具有第一机械联接器和第一电连接器，所述可移除的附件装置包括 第二机械联接器，所述第二机械联接器可移除地联接至所述第一机械联接器； 柄部，所述柄部联接至所述第二机械联接器。
48.根据权利要求47所述的用于AACMM的可移除的附件装置，进一步包括可移除地连接至所述第一电连接器的第二电连接器。
49.根据权利要求48所述的用于AACMM的可移除的附件装置，进一步包括电力地联接至所述第二电连接器的控制器。
50.根据权利要求49所述的用于AACMM的可移除的附件装置，进一步包括电力地联接至所述控制器的传感器。
51.根据权利要求50所述的用于AACMM的可移除的附件装置，其中，所述传感器是摄影机。
52.根据权利要求51所述的用于AACMM的可移除的附件装置，进一步包括邻近所述摄影机(510)设置的光学装置(508)。
53.根据权利要求50所述的用于AACMM的可移除的附件装置，其中，所述传感器选自下述组，所述组包括条形码扫描仪、热扫描仪、摄像机、光源、图像投影仪、麦克风以及录音系统。
54.根据权利要求49所述的用于AACMM的可移除的附件装置，进一步包括可操作地联接至所述控制器的涂料喷射喷嘴。
全文摘要
本发明提供了一种便携式关节臂坐标测量机(100)。坐标测量机(100)包括带有臂部(104)的基部(116)。探针端(401)联接至臂部(104)的远离基部(116)的一端。探针端(401)具有紧固件(438)和第一连接器(428)。装置(400)通过紧固件(438)可移除地联接至探针端(401)，装置(400)具有布置用于在紧固件(438)将装置(400)联接至探针端(401)时，接合第一连接器(428)的第二连接器(429)。
文档编号G01B5/012GK102947667SQ201180004746
公开日2013年2月27日 申请日期2011年1月14日 优先权日2010年1月20日
发明者布兰特·拜莱, 马克·M·巴尔伯, 克拉克·H·布里格斯, 保罗·C·阿特韦尔 申请人:法罗技术股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
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