專(zhuān)利名稱(chēng)：用于確定測(cè)量對(duì)象上的空間坐標(biāo)的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，以及用于該坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定測(cè)量對(duì)象上的空間坐標(biāo)的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，該坐
標(biāo)測(cè)量?jī)x具有帶探頭傳感器系統(tǒng)的探頭；設(shè)計(jì)用于使探頭相對(duì)于測(cè)量對(duì)象移動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)；用于接觸測(cè)量對(duì)象的探針/觸針；以及被動(dòng)/無(wú)源的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)該被動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)以空間上可調(diào)的方式將探針聯(lián)接至探頭。
此外，本發(fā)明還涉及一種用于上述坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的被動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
例如，由DE 196 05 776 Al已知上述坐標(biāo)測(cè)量4義和上述轉(zhuǎn)動(dòng)-沖罷動(dòng)枳j構(gòu)。
該已知的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x具有探頭，該探頭具有固定在豎直設(shè)置的套筒的下部自由端上的探針。該套筒可在豎直方向上移動(dòng)，從而使探頭可以垂直于用于接納測(cè)量對(duì)象的測(cè)試臺(tái)移動(dòng)。該套筒本身被布置在門(mén)形件的橫梁上并能在該橫梁上沿第一水平方向移動(dòng)。該門(mén)形件可與套筒一起在第二水平方向上移動(dòng)，從而使探頭總共可以在三個(gè)互相垂直的空間方向上移動(dòng)。探頭沿著三條運(yùn)動(dòng)軸線的最大行程界定了能確定測(cè)量對(duì)象的空間坐標(biāo)的測(cè)量體積。
為進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量對(duì)象布置在測(cè)試臺(tái)上。接著，用探針的自由尖端接觸在觸測(cè)量對(duì)象上挑選出的測(cè)量點(diǎn)。然后，可由探頭在測(cè)量體積內(nèi)的位置以及探針相對(duì)于探頭的偏移/偏差來(lái)確定被接觸的測(cè)量點(diǎn)的空間坐標(biāo)。通過(guò)在不同的測(cè)量點(diǎn)處確定多個(gè)空間坐標(biāo)可以確定測(cè)量對(duì)象的幾何尺寸、甚至物體輪廓。這種坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的通常應(yīng)用領(lǐng)域是用于質(zhì)量監(jiān)控的工件測(cè)量。測(cè)量對(duì)象的測(cè)量點(diǎn)經(jīng)常位于探針很難到達(dá)的位置，例如當(dāng)需要確定側(cè)向布置在測(cè)量對(duì)象上的孔的深度時(shí)。為了到達(dá)這種"隱蔽的"測(cè)量點(diǎn)，已知使用不同的探針和/或探針組合。例如在一種現(xiàn)有的探針配置中布置有橫
向于坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的z軸的探針。為了執(zhí)行多種復(fù)雜的測(cè)量任務(wù)，必須經(jīng)常
更換探針和/或探針組合。這一點(diǎn)是不利的，因?yàn)楦鼡Q探針耗時(shí)、進(jìn)而延長(zhǎng)了用于進(jìn)行測(cè)量的時(shí)間。此外，(測(cè)量的)靈活性/適應(yīng)性被限制到可用的
探針組合。如果例如需確定相對(duì)于測(cè)量對(duì)象的表面傾斜45。的孔的深度，則需要合適的探針或合適的探針組合。
上文提及的DE 196 05 776 Al提出一種具有被動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的探針。該轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)可以改變探針相對(duì)于探頭的空間位置。例如，探針可以相對(duì)于Z軸擺動(dòng)約30。或40°的角度，還可以圍繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。DE19605 776 Al中的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)不具有用于實(shí)施該轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置(因此稱(chēng)為被動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu))。為了調(diào)節(jié)探針，在坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的測(cè)量體積中布置有星狀體形式的限位件/止擋件。探針被坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的驅(qū)動(dòng)裝置引導(dǎo)至星狀體的尖角之間，直至被夾緊在那里。接著，坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的探頭在測(cè)量體積內(nèi)移動(dòng)，由此改變探針相對(duì)于探頭的空間位置。在轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)布置有被彈性加載的鎖止結(jié)構(gòu)，該鎖止機(jī)構(gòu)的鎖止作用在探針被夾緊時(shí)由于探頭的運(yùn)動(dòng)而受到過(guò)壓。
由DE 28 04 398 Al已知另一種坐標(biāo)測(cè)量4義，其中，在探頭移動(dòng)時(shí)可以借助于限位件改變探針相對(duì)于探頭的空間位置。
然而，在實(shí)踐中這種被動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)卻沒(méi)有得到認(rèn)可。這種機(jī)構(gòu)的一大缺陷在于調(diào)節(jié)探針取向所需的限位件。該限位件必須布置在可用測(cè)量體積內(nèi)，這樣顯著減小了測(cè)量對(duì)象實(shí)際可用的測(cè)量體積。
然而，在實(shí)踐中得到多種應(yīng)用的是具有主動(dòng)/有源的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的探頭，該轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)用于改變探針相對(duì)于探頭的取向。該轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)具有內(nèi)置驅(qū)動(dòng)裝置，借助于該驅(qū)動(dòng)裝置可以改變探針相 于探頭的取向。在EP 1 126 237 A2、 US 5 189 806或DE 37 11 644 Al中公開(kāi)了主動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的例子。然而，該主動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)在于，探頭傳
感器系統(tǒng)一一即可用于確定揮:4H目對(duì)于探頭的偏移的傳感器系統(tǒng)一 一位于探針與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線和擺動(dòng)軸線之間(從探針的視角觀察，傳感器系統(tǒng)布置在
驅(qū)動(dòng)裝置前)。因此，探針尖端與相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線和擺動(dòng)軸線之間的間距相對(duì)較大。所以，在測(cè)量對(duì)象上需要較大的行程。此外，在主動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)中4笨針或探針組合的最大總質(zhì)量較小，原因是由于空間原因而未在探頭傳感器系統(tǒng)中安置平衡機(jī)構(gòu)。
DE 44 24 225 Al公開(kāi)了一種具有中央探頭傳感器系統(tǒng)和測(cè)量力發(fā)生器(Messkraftgenerator)的探頭，該測(cè)量力發(fā)生器實(shí)現(xiàn)了探針在三個(gè)垂直空間方向上的確定預(yù)偏移。在許多坐標(biāo)測(cè)量?jī)x中使用這種類(lèi)型的探頭，但是不為探針或所用的探針組合設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
在此背景下，本發(fā)明的目的在于提出一種前述類(lèi)型的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，該坐標(biāo)測(cè)量?jī)x能非常靈活、迅速但仍精確地對(duì)具有多個(gè)不同測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量對(duì)象進(jìn)行測(cè)量。其中應(yīng)當(dāng)盡可能有效地利用最大可用測(cè)量體積。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面提出一種前述類(lèi)型的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，在該坐標(biāo)測(cè)量?jī)x中，被動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)具有帶驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)和驅(qū)動(dòng)輸出側(cè)的傳動(dòng)裝
針，其中所述驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)具有至少一個(gè)輸入部以引入用于調(diào)節(jié)所述探針的外部轉(zhuǎn)矩。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面提出 一種轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)具有用于可拆松地聯(lián)接到探頭的更換接口 ，其中所述轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)具有用
述驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)具有至少 一個(gè)輸入部以引入用于調(diào)節(jié)所述探針的外部轉(zhuǎn)矩。該新型的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x結(jié)合了具有中央探頭傳感器系統(tǒng)的探頭的優(yōu)點(diǎn)和
7可相對(duì)于探頭擺動(dòng)的探針提供的優(yōu)點(diǎn)。然而與此前已知的建議不同，該新 型的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x不需要用于支撐或夾緊探針以相對(duì)于探頭調(diào)節(jié)探針的限位 件。而是，該被動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)具有帶外輸入部的傳動(dòng)裝置，該輸入部 實(shí)現(xiàn)了直接對(duì)該轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)本身輸入轉(zhuǎn)矩或驅(qū)動(dòng)力矩。例如，驅(qū)動(dòng)力矩 可以借助于電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生，然而該驅(qū)動(dòng)裝置與主動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)不 同地布置在外部，優(yōu)選布置在坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的盡可能靠中央的位置上。例如， 外部電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的軸可以接合在轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的相應(yīng)的軸接納部中，以 在傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)上引入用于調(diào)節(jié)探針的驅(qū)動(dòng)力矩。
而在一種將在下文中借助于詳細(xì)的實(shí)施例進(jìn)一步描述的優(yōu)選實(shí)施方式 中，該新型的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x利用坐標(biāo)測(cè)量?jī)x現(xiàn)有的調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置/執(zhí)行機(jī)構(gòu)/ 伺服驅(qū)動(dòng)，也就是說(shuō)在該優(yōu)選實(shí)施方式中不需要另外的傳動(dòng)裝置。
該新型坐標(biāo)測(cè)量?jī)x與實(shí)際的實(shí)施方式無(wú)關(guān)地具有以下優(yōu)點(diǎn)測(cè)量體積 基本上可完全用于接納測(cè)量對(duì)象。此外，可在探頭的位于測(cè)量體積內(nèi)的中 央位置上將外部驅(qū)動(dòng)力矩引入轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而僅需很小的行程來(lái)調(diào)節(jié) 探針的空間取向。從探針觀察布置在轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)軸線之后的中央探頭傳感器 系統(tǒng)可以具有比主動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)關(guān)節(jié)復(fù)雜很多的設(shè)計(jì)，因?yàn)榭捎玫慕Y(jié)構(gòu)空 間對(duì)測(cè)量對(duì)象的可接近性的影響非常小。非常有利的是使用具有一個(gè)或多 個(gè)測(cè)量力發(fā)生器的探頭，該測(cè)量力發(fā)生器一方面實(shí)現(xiàn)了探針的預(yù)偏移，另 一方面實(shí)現(xiàn)了平衡?；谥醒胩筋^傳感器系統(tǒng)，還可以相對(duì)簡(jiǎn)單地內(nèi)置或 另外使用其它的平衡機(jī)構(gòu)。
另一方面，該新型坐標(biāo)測(cè)量?jī)x提供了由探針相對(duì)于探頭的可變調(diào)節(jié)能 力得出的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。尤其可以借助于很少的探針和/或探針組合來(lái)測(cè)量具有 不同測(cè)量點(diǎn)的復(fù)雜測(cè)量對(duì)象。由于可以減少此前所需的更換探針的次數(shù)， 所以該新型的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x能夠非常迅速地執(zhí)行復(fù)雜的測(cè)量任務(wù)。中央探頭 傳感器系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了非常精確的測(cè)量。
由此完全實(shí)現(xiàn)了上述目的。
在一優(yōu)選設(shè)計(jì)方案中，轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)具有至少一個(gè)鎖止機(jī)構(gòu)，該鎖止 機(jī)構(gòu)具有釋放位置和鎖止位置，其中鎖止機(jī)構(gòu)在釋放位置中釋放探針以使探針能通過(guò)傳動(dòng)裝置而被調(diào)節(jié)，其中鎖止機(jī)構(gòu)在鎖止位置中抗轉(zhuǎn)動(dòng)地鎖止 探針。
作為 一種代替方案，探針例如也可以通過(guò)摩擦而被保持在其位置中， 所述摩擦由從外部引入的驅(qū)動(dòng)力矩來(lái)克服。與此不同，使用具有釋放位置 和鎖止位置的鎖止機(jī)構(gòu)在鎖止位置中實(shí)現(xiàn)了對(duì)探針的較大保持力。該較大 保持力實(shí)現(xiàn)了較高的測(cè)量精度并阻止了例如在接觸測(cè)量對(duì)象時(shí)無(wú)意中調(diào)節(jié) 探針位置。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)至少具有第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線和第二轉(zhuǎn) 動(dòng)軸線，其中第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線在平行于探針的平面內(nèi)延伸，其中第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸 線橫向于探針延伸。第 一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線優(yōu)選彼此垂直。
在該設(shè)計(jì)方案中，該轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了將探針靈活地調(diào)節(jié)到一球缺 內(nèi)的多個(gè)位置。作為一種代替方案，也可以以僅具有一個(gè)探針運(yùn)動(dòng)軸線的 機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，其中為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)在此仍為這種簡(jiǎn)化的機(jī)構(gòu)使用術(shù)語(yǔ) "轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)"?；趦蓷l轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的較大的靈活性實(shí)現(xiàn)了更快、可變 性更大的測(cè)量。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，鎖止機(jī)構(gòu)具有第一鎖止件和第二鎖止件，其中 第一鎖止件關(guān)于第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線鎖止探針，其中第二鎖止件關(guān)于第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸 線鎖止探針。
在該，沒(méi)計(jì)方案中，可以有目的地相對(duì)于第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線或第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線 釋放探針。該設(shè)計(jì)方案尤其實(shí)現(xiàn)了圍繞其中一條轉(zhuǎn)動(dòng)軸線調(diào)節(jié)探針，而另 一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線被鎖止從而相對(duì)于第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線將探針保持在一穩(wěn)定的位置 中。該設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了非常準(zhǔn)確的探針調(diào)節(jié)、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了非常高的測(cè)量精 度。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)用于圍繞第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線或第二轉(zhuǎn) 動(dòng)軸線調(diào)節(jié)探針。
在該:沒(méi)計(jì)方案中，至少是傳動(dòng)裝置的部件;f皮同時(shí)用于圍繞第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸 線的調(diào)節(jié)和圍繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的調(diào)節(jié)。因此，該傳動(dòng)裝置是一種在必要時(shí) 具有多個(gè)可選驅(qū)動(dòng)輸出側(cè)的傳動(dòng)裝置。作為一種代替方案，可為每條轉(zhuǎn)動(dòng)
9軸線關(guān)聯(lián)一個(gè)自己的、單獨(dú)的傳動(dòng)裝置。與該代替方案不同，該優(yōu)選的設(shè) 計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了輕量化，這一點(diǎn)對(duì)可用的探針長(zhǎng)度和探針配置是有利的。將 該設(shè)計(jì)方案與分別用于第一和第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的單獨(dú)的可拆松的第一和第二 鎖止件相結(jié)合，是特別有利的。該結(jié)合實(shí)現(xiàn)了新型轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的非常簡(jiǎn) 單和輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)。基于單獨(dú)的鎖止件可以以很少的部件實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)裝置。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)具有至少一個(gè)致動(dòng)器，該致動(dòng)器 設(shè)計(jì)用于使所述至少一個(gè)鎖止機(jī)構(gòu)從鎖止位置轉(zhuǎn)換到釋放位置。
在該設(shè)計(jì)方案中，可以借助于致動(dòng)器有目的地解鎖探針，從而設(shè)定新 的探針位置。致動(dòng)器優(yōu)選內(nèi)置在轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)中，從而不需要對(duì)探頭進(jìn)行 修改。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)才幾構(gòu)具有另一輸入部以從外部致動(dòng)所 述致動(dòng)器。
該設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了在老式坐標(biāo)測(cè)量?jī)x中簡(jiǎn)單地加裝新型的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng) 機(jī)構(gòu)。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)具有驅(qū)動(dòng)輪，尤其是具有外齒部 的齒輪，該驅(qū)動(dòng)輪形成另一輸入部。
如以下借助于優(yōu)選實(shí)施例描述的那樣，驅(qū)動(dòng)輪——如具有外齒部的齒
輪一一實(shí)現(xiàn)了 借助于在坐標(biāo)測(cè)量?jī)x中本就存在的調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置非常簡(jiǎn)單 且價(jià)廉地產(chǎn)生并引入驅(qū)動(dòng)力矩。原則上，可以使用摩擦傳動(dòng)裝置來(lái)取代齒 輪。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，致動(dòng)器具有至少三個(gè)致動(dòng)位置，其中第一致動(dòng) 位置設(shè)計(jì)為使鎖止機(jī)構(gòu)關(guān)于所有轉(zhuǎn)動(dòng)軸線鎖止探針，其中第二致動(dòng)位置和 第三致動(dòng)位置設(shè)計(jì)為使鎖止機(jī)構(gòu)分別關(guān)于一條轉(zhuǎn)動(dòng)軸線釋放探針。
該設(shè)計(jì)方案允許特別簡(jiǎn)單且緊湊地實(shí)現(xiàn)所述新型轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn) 動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)具有前述設(shè)計(jì)方案的所有優(yōu)點(diǎn)。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，傳動(dòng)裝置具有形成用于外部驅(qū)動(dòng)力矩的輸入部 的第二驅(qū)動(dòng)輪，尤其是具有外齒部的第二齒輪。
如上所述，具有外齒部的齒輪非常簡(jiǎn)單、容易且價(jià)廉地實(shí)現(xiàn)了借助于在坐標(biāo)測(cè)量?jī)x中本就存在的調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生外部的驅(qū)動(dòng)力矩。但是原則 上在此也可以使用摩擦傳動(dòng)裝置。兩個(gè)設(shè)計(jì)方案都可以非常簡(jiǎn)單且價(jià)廉地 實(shí)施。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)才幾構(gòu)具有至少一個(gè)與第二驅(qū)動(dòng)輪抗轉(zhuǎn)
動(dòng)地連接的偏心結(jié)構(gòu)(Excenter)。在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，在基體上布置 另一個(gè)偏心結(jié)構(gòu)，該偏心結(jié)構(gòu)可與探針一起圍繞第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
這種偏心結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了非常簡(jiǎn)單、精確地確定相對(duì)于探頭的^:針位置。
有利地可為此使用探頭傳感器系統(tǒng)，其中探頭以偏心結(jié)構(gòu)接觸已知的測(cè)量 點(diǎn)(參考測(cè)量點(diǎn))。分別使用一個(gè)偏心結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單地確定相對(duì)于各轉(zhuǎn) 動(dòng)軸線的探針位置。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，坐標(biāo)測(cè)量?jī)x包括一具有縱向延伸的、尤其是齒 條形式的線性限位件，其中探頭可相對(duì)于線性限位件沿著縱向延伸移動(dòng)。
為了借助于坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的現(xiàn)有調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置而在轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)上產(chǎn) 生外部驅(qū)動(dòng)力矩，該設(shè)計(jì)方案是一種非常簡(jiǎn)單、價(jià)廉的可行方案。有利地， 線性限位件布置在坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的中央?yún)^(qū)域中。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，框架結(jié)構(gòu)具有一布置有齒條的橫梁，其中探頭 可相對(duì)于^^梁移動(dòng)。
在門(mén)形或橋形結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x中，線性限位件有利地布置在門(mén)形結(jié) 構(gòu)或橋形結(jié)構(gòu)的橫梁上，這實(shí)現(xiàn)了特別短的用于調(diào)節(jié)探針位置的行程。此 外，該坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的測(cè)量體積完全用于接納測(cè)量對(duì)象。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，探頭具有至少一個(gè)測(cè)量力發(fā)生器，該測(cè)量力發(fā) 生器能引起探針的預(yù)偏移。
該_沒(méi)計(jì)方案是有利的，因?yàn)榭衫脺y(cè)量力因素(Messkraftfaktor)將 轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)^L構(gòu)與外部驅(qū)動(dòng)力矩源一一如上述齒條和/或外部的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝 置一一相關(guān)聯(lián)。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)可拆松地布置在探頭上。 該設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了 在探頭上以轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的探針或探 針組合。此外，在該設(shè)計(jì)方案中實(shí)現(xiàn)了以筒單、價(jià)廉的方式改裝現(xiàn)有坐標(biāo)測(cè)量4義。
顯而易見(jiàn)，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，上述特征以及將在下文 中描述的特征不僅能以各種給出的組合應(yīng)用，而且能以其它組合應(yīng)用或獨(dú) 立應(yīng)用。


在附圖中示出本發(fā)明的實(shí)施例，并在下面對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步描述。在附
圖中
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x； 圖2以簡(jiǎn)化形式示出具有探頭傳感器系統(tǒng)和測(cè)量力發(fā)生器的探頭； 圖3示出用于圖1中的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例的側(cè) 向剖^f見(jiàn)圖4至8以不同的工作位置示出圖3的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
圖1示出新型坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的實(shí)施例，該坐標(biāo)測(cè)量?jī)x整體以標(biāo)號(hào)10標(biāo)記。 該坐標(biāo)測(cè)量?jī)x10在此具有底座12，在該底座上以可沿縱向方向移動(dòng)的方 式布置有一門(mén)形件14。門(mén)形件14相對(duì)于底座12的運(yùn)動(dòng)方向通常稱(chēng)為Y軸。 在門(mén)形件14的上橫梁上布置有可在橫向方向上移動(dòng)的滑架/滑塊16。該橫 向方向通常稱(chēng)為X軸。滑架16支承有套筒18，該套筒18可沿Z方向、 即垂直于底座12的方向上移動(dòng)。標(biāo)號(hào)20、 22、 24表示可用于確定門(mén)形件 14、滑架16和套筒18的位置的測(cè)量裝置。測(cè)量裝置20、 22、 24通常是玻 璃刻度尺/標(biāo)尺，其可借助于合適的傳感器讀出。
在套筒18下部自由端上布置有帶探針28的探頭26。探針28在下部 自由端上具有用于接觸測(cè)量對(duì)象30上的測(cè)量點(diǎn)的球形觸頭/量具觸點(diǎn)。借 助于測(cè)量裝置20、 22、 24可以確定探頭26在接觸測(cè)量點(diǎn)時(shí)在測(cè)量體積內(nèi) 的位置。隨后，可以基于所述位置來(lái)確定被接觸的測(cè)量點(diǎn)的空間坐標(biāo)。
以標(biāo)號(hào)32來(lái)表示一分析控制單元。該分析控制單元32 —方面用于對(duì)探頭26沿三個(gè)坐標(biāo)軸X、 Y和Z的運(yùn)動(dòng)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)進(jìn)4于控制。另一方面， 該分析控制單元32從測(cè)量裝置20、 22、 24讀取測(cè)量值，并基于所述測(cè)量 值以瓦基于探針28的偏移確定測(cè)量點(diǎn)的當(dāng)前空間坐標(biāo)，并在必要時(shí)確定測(cè) 量對(duì)象30的其它幾何參數(shù)。以標(biāo)號(hào)34表示一操縱臺(tái)，可以可選地設(shè)置該 操縱臺(tái)以手動(dòng)移動(dòng)探頭26。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，齒條36固定在門(mén)形件14的橫梁上。齒條 36布置為使:探頭26可借助于套管件18被移入齒條36的區(qū)域中，如下文 中借助圖3至8更詳細(xì)地進(jìn)一步描述的那樣。例如在此也可以布置一個(gè)摩 擦面來(lái)代替齒條，摩擦輪可以在該摩擦面上滾動(dòng)。此外，在其它實(shí)施例中 可以在此處布置一電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置以產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)探針28的外部驅(qū)動(dòng)力矩。 另外，齒條36或電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(在此未示出)也可以布置在坐標(biāo)測(cè)量?jī)x 10的測(cè)量體積內(nèi)的其它位置，例如布置在門(mén)柱之一上和/或?yàn)楹?jiǎn)明起見(jiàn)未示 出的探針存儲(chǔ)部(Taststiftmagazin )上。
借助于簡(jiǎn)化的示意圖，在圖2中示出探頭26的基本工作模式。探頭 26具有通過(guò)兩個(gè)片簧42、 44相互連接的固定部件38和可動(dòng)部件40。片簧 42、 44組成一個(gè)彈性平行四邊形，該彈性平行四邊形使部件40能夠在箭 頭46所示的方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因此，探針28可以從其靜止位置偏移距離 D。標(biāo)號(hào)28，示意性地示出位于偏移位置的探針28。
探針28相對(duì)于固定部件38的偏移可能是由于在測(cè)量點(diǎn)接觸測(cè)量對(duì)象 30引起的。有利地，在確定空間坐標(biāo)時(shí)考慮到探針的偏移。此外，在優(yōu)選 的實(shí)施例中，可以借助于一測(cè)量力發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生探針的偏移，如下文中進(jìn) 一步說(shuō)明的那樣。
在固定部件38和可動(dòng)部件40上分別布置有臂部48、50。所述臂部48、 50平行于片簧42、 44且彼此平行。在臂部48與50之間布置有一傳感器 52 (在此示出刻度尺54)和測(cè)量力發(fā)生器56。該傳感器52可以是活動(dòng)線 圏/活動(dòng)心線圏、霍爾傳感器、壓阻傳感器或其它傳感器，借助于這些傳感 器可以確定探針28在空間上相對(duì)于固定部件38的偏移。測(cè)量力發(fā)生器56 例如可以是可將兩個(gè)臂部48、 50相互拉近或相互推開(kāi)的活動(dòng)線圏。在圖2的筒化圖中，探頭26僅實(shí)現(xiàn)了探針在箭頭46所示方向上的偏 移。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是，這種探頭通常能實(shí)現(xiàn)在另外兩個(gè)垂 直的空間方向上的相應(yīng)偏移。在前述的文獻(xiàn)DE 44 24 225 Al中描述了這 種探頭的實(shí)施例，在此引入該文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容作為參考。然而，本發(fā)明不 局限于這種具體的探頭，而是可以利用其它測(cè)量探頭或切換探頭/開(kāi)關(guān)探頭 (schaltenden Tastk6pfen )來(lái)實(shí)施。
本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是，在圖2中極簡(jiǎn)略地示出的類(lèi)型的探頭通常 具有可更換地固定探針28的接納部。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，具有探針28的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、而非探針28被 插入探頭26的探針接納部中，從而可以選擇將轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)或常規(guī)探針 固定在探頭26上。在下文中根據(jù)圖3至8更詳細(xì)地描述轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
優(yōu)選的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)在圖3至8中整體上用標(biāo)號(hào)60標(biāo)記。該轉(zhuǎn)動(dòng)-擺 動(dòng)機(jī)構(gòu)60在其上端部具有盤(pán)62,該盤(pán)與探頭26的探針接納部相匹配。在 此涉及的是常規(guī)的可更換的盤(pán)，如在可更換的探針中通常使用的那樣。可 更換的盤(pán)62固定在一基體64上。基體64形成轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)60的固定部 件。該基體64在下部自由端上支承有帶徑向外齒部67的第一齒輪66。齒 輪66在基體64上可圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)60的豎直軸線68轉(zhuǎn)動(dòng)。
在此，基體64具有位于內(nèi)部的空腔，在該空腔的底部上固定一豎直向 下延伸的桿件70。桿件70在其下部自由端上具有盤(pán)72，在該盤(pán)72上支承 有一螺旋彈簧74。
與桿件70同心地設(shè)置一管件76，該管件可在桿件70上豎直移動(dòng)(參 見(jiàn)圖4)。管件76在下端部上具有一與管件76固定連接的錐體78，并在 上端部上具有一與管件76固定連接的雙錐體80。
以標(biāo)號(hào)82表示一與管件76同心設(shè)置的軸體。該軸體82被彈簧74壓 靠在基體64的下端部上。在基體64與軸體82的互相面對(duì)的端面之間布置 有球齒部84。該球齒部84形成第一鎖止結(jié)構(gòu)，通過(guò)該第一鎖止結(jié)構(gòu)將軸 體82以抗轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在基體64上。該球齒部84包括多個(gè)第一和第二球體，其中第一球體布置在基體64的下部自由端上的環(huán)形槽中，而第二球 體布置在軸體82的上端部上的相應(yīng)的環(huán)形槽中。由于彈簧74的彈簧力， 這些球體互相鎖緊。也可以使用球-滾子齒部、切端面齒 (Hirth-Verzahnung)或其它合適的鎖止機(jī)構(gòu)來(lái)代替球-球齒部。
軸體82在其(低于球齒部84的)上端部上支承有帶徑向外齒部88 的第二齒輪86。 一旦球齒部84被以下文所述方式釋放，齒輪86就可以與 軸體82—起圍繞豎直軸線68轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖3所述工作狀態(tài)中，齒輪86由于 球齒部84而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。
軸體82在位于齒輪86下方的側(cè)面上具有一軸承，在該軸承中可轉(zhuǎn)動(dòng) 地支承有一空心軸90。該空心軸90垂直于豎直軸線68延伸并能?chē)@橫向 軸線91轉(zhuǎn)動(dòng)(圖7)。在該空心軸卯上設(shè)置有帶徑向外齒部94的另一齒 輪92。該外齒部94嚙合在環(huán)狀圍繞齒輪86的下側(cè)的軸向齒部96中。
此外，在空心軸卯上布置另一軸體98,該軸體與齒輪92抗轉(zhuǎn)動(dòng)地連 接。該軸體98通過(guò)另 一球齒部100被抗轉(zhuǎn)動(dòng)地鎖止在第一軸體82的側(cè)面 上。只要借助于另一彈簧102將軸體98壓靠在第一軸體82上，球齒部100 就形成第二鎖止結(jié)構(gòu)。這里也可以使用球-滾子齒部或切端面齒來(lái)代替球-球齒部。
齒輪92的外齒部94不是在齒輪92的整個(gè)外周上延伸，而是僅在約 270°上延伸。在齒輪92的無(wú)外齒部94的圓弧上，探針28以可拆松的方 式固定在探針支座中。
在軸體98的朝向第一軸體82表面的軸向端面上布置有一行程桿/抬升 銷(xiāo)104 (圖6 ),該行程桿104的自由端支承在錐體78的錐面上。通過(guò)提 升錐體78可使行程桿104向外推壓，從而使球齒部100被釋放并使齒輪 92能轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
在管件76的上端部處，雙錐體80與另外兩個(gè)行程桿106、 108 (圖4) 以類(lèi)似的方式共同作用。行程桿106、 108可以受到彈簧載荷，以設(shè)置一確 定的靜止位置?；w64在其下部自由端上具有兩個(gè)徑向孔，在所述徑向孔 中分別可移動(dòng)地布置行程桿106、 108之一。行程桿106、 108和第一齒輪
1566位于一個(gè)平面中。行程桿106支承在雙錐體80的上錐面上，而行程桿 108抵靠在雙錐體80的下錐面上。當(dāng)在箭頭110所示的方向上(圖4 )推 壓行程桿106時(shí)，行程桿106利用雙錐體80、抵抗彈簧74的彈力向下推 壓管件76。由于錐體78在管件76的下端部處支承在軸體82上，所以管 件86的這種運(yùn)動(dòng)向下推壓包括第二齒輪86和第三齒輪92的整個(gè)軸體82。 這種運(yùn)動(dòng)在圖4中通過(guò)箭頭112表示。通過(guò)軸體82在箭頭112所示方向上 的運(yùn)動(dòng)釋放第一球齒部84的鎖止。在該工作位置中，軸體82連同被鎖止 在該軸體82上的齒輪92可以圍繞豎直軸線68轉(zhuǎn)動(dòng)。
相反，如果在箭頭114所示的方向上(圖6)沿徑向向內(nèi)推壓行程桿 108時(shí)，該行程桿108利用雙錐體80向上提升管件76。通過(guò)這種運(yùn)動(dòng)使錐 體78被向上提升，錐體78沿徑向向外推壓行程桿104，從而釋放第二球 齒部IOO。在該工作位置(圖6)，齒輪92可相對(duì)于軸體82轉(zhuǎn)動(dòng)。
為了致動(dòng)行程桿106、 108，齒輪66具有位于徑向內(nèi)側(cè)的偏心凹部116。 在圖3所示的工作位置中，凹部116布置成使兩個(gè)行程桿106、 108都不在 雙錐體80的方向上移動(dòng)。因此，管件76連同錐體78和雙錐體80都處于 靜止位置中。兩個(gè)球齒部84、 IOO都被接合。探針28被相對(duì)于探頭(在此 未示出)固定在確定的位置和取向中。
現(xiàn)在為了調(diào)節(jié)探針28，首先將坐標(biāo)測(cè)量?jī)x10的探頭26移入齒條36 的區(qū)域中。接著，借助于測(cè)量力發(fā)生器56使齒輪66與齒條36嚙合(圖4 )。 這時(shí)通過(guò)平行于齒條36 (X方向)移動(dòng)探頭26，產(chǎn)生作用于齒輪66的驅(qū) 動(dòng)力矩。分別根據(jù)探頭26相對(duì)于齒條36的移動(dòng)方向，齒輪66順時(shí)針或逆 時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖4所示的工作位置中，偏心凹部116由于轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)而在行 程桿108的區(qū)域中"打開(kāi)"。相反，凹部116在行程桿106的區(qū)域中"關(guān) 閉"，行程桿106在箭頭110所示的方向上#_向內(nèi)推壓。因此，管件76 被向下推壓，并克服彈簧74的彈性力帶動(dòng)軸體82。這時(shí)釋》文了第一球齒 部84。
如圖5所示，隨后在Z方向上移動(dòng)探頭26，以使第二齒輪86與齒條 36嚙合。通過(guò)使探頭26重新沿著X軸、進(jìn)而沿著齒條36運(yùn)動(dòng)，使軸體82圍繞豎直軸線68轉(zhuǎn)動(dòng)，這在圖5中以箭頭118示出。 一旦探針28達(dá)到圍繞豎直軸線68的預(yù)期轉(zhuǎn)動(dòng)位置，就停止探頭26相對(duì)于齒條36的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。借助于測(cè)量力發(fā)生器56齒輪86脫離與齒條36的嚙合。接著，再次使套筒18和探頭26 —起在Z方向上移動(dòng)，再次使第 一齒輪66與齒條36嚙合(圖4 )。通過(guò)使探頭26沿著齒條36反向運(yùn)動(dòng)使管件76再次釋放，彈簧74將軸體82推A^體64上的球齒部。這時(shí)，探針28的新設(shè)定的轉(zhuǎn)動(dòng)位置被固定。
在圖6和7中示出圍繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線91對(duì)探針28的調(diào)節(jié)。這里，同樣地首先使齒輪66與齒條36嚙合。通過(guò)探頭26沿著齒條36的合適進(jìn)給運(yùn)動(dòng)使齒輪66轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使行程桿108向上推壓雙錐體80。由此沿徑向向外推壓第二軸體98上的行程桿104 (箭頭120)。第二球齒部100被釋放。接著，在Z方向上提升探頭26,以使第二齒輪86與齒條36嚙合。通過(guò)探頭26沿著齒條36的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，該驅(qū)動(dòng)力矩通過(guò)齒部94、 96傳遞至齒輪92。因此，探針28圍繞橫向軸線91轉(zhuǎn)動(dòng)，這在圖7中通過(guò)雙箭頭122示出。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，行程桿104的長(zhǎng)度和錐體78的錐角大小被設(shè)定成，使球齒部100不完全脫離，而是保留一最小剩余嚙合量。通過(guò)這種方式產(chǎn)生一制動(dòng)力矩，該制動(dòng)力矩防止在齒輪86從齒條36脫離時(shí)探針28由于重力作用而反向轉(zhuǎn)動(dòng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，為了產(chǎn)生相應(yīng)的制動(dòng)力矩，也是可以采用與此不同的其它實(shí)施方式，例如借助于電磁體和/或在球齒部100脫離時(shí)抵靠在齒輪92上的摩擦體。
通過(guò)復(fù)位第一齒輪66使行程桿108再次回到其靜止位置，球齒部100再次鎖止探針28。
圖8示出一種變型方案，利用該變型方案可以確定探針28相對(duì)于探頭26的各個(gè)位置。在此，兩個(gè)偏心盤(pán)124、 126用于所述位置確定。第一偏心盤(pán)124與軸體82抗轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，并布置為與軸體82同心從而能在偏心盤(pán)124的外周上確定軸體82關(guān)于豎直軸線68的轉(zhuǎn)角位置。第二偏心盤(pán)126與第二齒輪86抗轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，并布置成能借助于該偏心盤(pán)126確定齒輪86關(guān)于豎直軸線68的轉(zhuǎn)角位置。現(xiàn)在為了確定探針28的空間位置，首先 將探頭26移到齒條36 (或其它給定的參考測(cè)量點(diǎn))上，以使偏心盤(pán)126 接觸齒條36。然后可以借助于探頭傳感器系統(tǒng)52來(lái)確定齒輪86的轉(zhuǎn)角位 置。接著移動(dòng)探頭26，使得偏心盤(pán)124接觸齒條36(或其它給定的參考測(cè) 量點(diǎn))。然后借助于探頭傳感器系統(tǒng)52確定軸體82的轉(zhuǎn)角位置。由于在 該實(shí)施例中，齒輪86的轉(zhuǎn)角位置代表圍繞豎直軸線68和橫向軸線91的轉(zhuǎn) 動(dòng)之和，所以可以由兩個(gè)偏心盤(pán)124、 126的轉(zhuǎn)角位置之差來(lái)確定探針28 關(guān)于橫向軸線91的轉(zhuǎn)角位置。作為替代方案，在此探針28的轉(zhuǎn)角位置也 可以通過(guò)其它方式確定，例如借助于布置在齒輪92的區(qū)域中和軸體82的 區(qū)域中的增量式編碼器。
示出實(shí)施例的另一種改進(jìn)方案在于，用于調(diào)節(jié)探針28的驅(qū)動(dòng)力矩不是 利用齒條36以及4果頭26沿著齒條36的相應(yīng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。例如，可以 利用電機(jī)直接對(duì)齒輪66、 86施加驅(qū)動(dòng)力矩。這種驅(qū)動(dòng)電機(jī)(在此未示出) 優(yōu)選同樣布置在門(mén)形件14的橫梁的區(qū)域中。
在至此描述的所有實(shí)施例中，齒輪86形成一傳動(dòng)裝置，在該傳動(dòng)裝置 的驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)(通過(guò)外齒部94輸入)可以引入用于調(diào)節(jié)探針28的驅(qū)動(dòng)力 矩。根據(jù)要調(diào)整揮:針28的哪一條轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，齒輪86和齒輪92共同作用以 向4笨針28傳遞驅(qū)動(dòng)力矩。球齒部84、 100形成一鎖止才幾構(gòu)，利用該機(jī)構(gòu)可 以釋放或抗轉(zhuǎn)動(dòng)地鎖止探針28。齒輪66與行程桿104-108、管件76以及 錐體78、 80—起形成一致動(dòng)器，利用該致動(dòng)器可以選擇性地將鎖止機(jī)構(gòu)從 鎖止位置轉(zhuǎn)換到釋;^文位置。整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)才幾構(gòu)60在無(wú)內(nèi)置傳動(dòng)裝置的情 況下便足以敷用，因此轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)60可以極輕質(zhì)地構(gòu)成、進(jìn)而可以作 為整體插入探頭26的探針接納部中。被動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線68、 91位于探針28 和中央探頭傳感器系統(tǒng)之間，因此可以利用中央探頭傳感器系統(tǒng)的所有優(yōu) 點(diǎn)。尤其可以在不改動(dòng)新型的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)60的情況下使用現(xiàn)有的復(fù)雜 的探頭。顯而易見(jiàn)，只需要對(duì) 相應(yīng)的分析軟件進(jìn)行適配以考慮探針28相對(duì) 于探頭26的各個(gè)控制位置。中央探頭傳感器系統(tǒng)和用于引入驅(qū)動(dòng)力矩的優(yōu) 選的中央位置幾乎不影響可用的測(cè)量體積。為了盡可能地保留測(cè)量體積，有利地把齒條36 (或其它用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu))布置在探頭26 的沿Z軸的上部末端位置的區(qū)域中。
權(quán)利要求
1.一種用于確定測(cè)量對(duì)象(30)上的空間坐標(biāo)的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，所述坐標(biāo)測(cè)量?jī)x具有帶有探頭傳感器系統(tǒng)(52)的探頭(26)；設(shè)計(jì)用于使所述探頭(26)相對(duì)于所述測(cè)量對(duì)象(30)移動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)(14、16、18)；用于接觸所述測(cè)量對(duì)象(30)的探針(28)；以及被動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(60)，通過(guò)所述被動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)將所述探針(28)以能在空間上調(diào)節(jié)的方式聯(lián)接至所述探頭(26)，其特征在于，所述被動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(60)具有帶驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)和驅(qū)動(dòng)輸出側(cè)的傳動(dòng)裝置(86、92)，其中所述驅(qū)動(dòng)輸出側(cè)與所述探針(28)聯(lián)接以相對(duì)于所述探頭(26)調(diào)節(jié)所述探針(28)，其中所述驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)具有至少一個(gè)輸入部(88)以引入用于調(diào)節(jié)所述探針(28)的外部驅(qū)動(dòng)力矩。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng) 機(jī)構(gòu)(60)具有至少一個(gè)鎖止機(jī)構(gòu)(84、 100)，所述鎖止機(jī)構(gòu)(84、 100) 具有釋放位置和鎖止位置，其中所述鎖止機(jī)構(gòu)(84、 100)在所述釋放位置 中釋放所述探針(28)以使所述探針(28)能經(jīng)由所述傳動(dòng)裝置(86、 92) 而被調(diào)節(jié)，其中所述鎖止^L構(gòu)(84、 100)在所迷鎖止位置中抗轉(zhuǎn)動(dòng)地鎖止 所述探針(28 )。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng) 機(jī)構(gòu)(60)至少具有第一、第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(68、 91)，其中所述第一轉(zhuǎn)動(dòng) 軸線(68)在平行于所述探針(28)的平面內(nèi)延伸，其中所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸 線(91)橫向于所述探針(28)延伸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述鎖止機(jī)構(gòu) 具有第一鎖止件(84)和笫二鎖止件(100),其中所述第一鎖止件(84) 關(guān)于所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(68)鎖止所述探針(28)，其中所述第二鎖止件(100)關(guān)于所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(91)鎖止所述探針(28)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述傳動(dòng) 裝置(86、 92) i殳計(jì)用于圍繞所述笫一或所述笫二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(68、 91)調(diào)節(jié)所述探針(28)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2至5中的一項(xiàng)所述的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(60)具有至少一個(gè)致動(dòng)器(66、 76、 78、 80、 104、 106、 108)，所述致動(dòng)器設(shè)計(jì)用于使所述至少一個(gè)鎖止機(jī)構(gòu)(84、 100 )從 所述鎖止位置轉(zhuǎn)換到所述釋放位置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng) 機(jī)構(gòu)(60)具有另一輸入部(67)以致動(dòng)所述致動(dòng)器(66、 76、 78、 80、 104、 106、 108)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述坐標(biāo)測(cè)量 儀具有第一驅(qū)動(dòng)輪，尤其是具有外齒部(67)的齒輪(66)，所述第一驅(qū) 動(dòng)輪形成所述另 一輸入部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中的一項(xiàng)所述的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，其特征在于， 所述致動(dòng)器(66、 76、 78、 80、 104、 106、 108)具有至少三個(gè)致動(dòng)位置， 其中 第一致動(dòng)位置設(shè)計(jì)為使所述鎖止機(jī)構(gòu)(84、 100)關(guān)于所有轉(zhuǎn)動(dòng)軸線鎖 止所述探針(28)，其中第二致動(dòng)位置和第三致動(dòng)位置設(shè)計(jì)為使所述鎖止 機(jī)構(gòu)(84、 100)分別關(guān)于一條轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(68、 91)釋放所述探針(28)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中的一項(xiàng)所述的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，其特征在于， 所述傳動(dòng)裝置(86、 92)具有第二驅(qū)動(dòng)輪，尤其是具有外齒部(88)的第 二齒輪(86)，所述第二驅(qū)動(dòng)輪形成所述輸入部(88)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述坐標(biāo)測(cè) 量4義具有與所述第二驅(qū)動(dòng)輪(86)抗轉(zhuǎn)動(dòng)地連接的偏心結(jié)構(gòu)(126)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中的一項(xiàng)所述的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，其特征在于， 所述坐標(biāo)測(cè)量?jī)x包括一具有縱向延伸的線性限位件(36)，其中所述探頭(26)能沿所述縱向延伸相對(duì)于所述線性限位件(36)移動(dòng)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述框架結(jié) 構(gòu)(14、 16、 18)具有橫梁，所述線性限位件(36)布置在所述橫梁上， 其中所述探頭(26)能相對(duì)于所述橫梁移動(dòng)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中的一項(xiàng)所述的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述探頭(26)具有至少一個(gè)測(cè)量力發(fā)生器(56 ),所述測(cè)量力發(fā)生器(56 )能引起所述探針(28)的預(yù)偏移。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中的一項(xiàng)所述的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(60)可拆松地布置在所述探頭(26)上。
16. —種用于根據(jù)權(quán)利要求1至14中的一項(xiàng)所述的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)具有用于可拆爭(zhēng)>地聯(lián)接到探頭(26)的更換接口 (62)以及用于接納探針(28)的接納部，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括帶驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)和驅(qū)動(dòng)輸出側(cè)的傳動(dòng)裝置(86、 92),其中所述驅(qū)動(dòng)輸出側(cè)與所述接納部相聯(lián)接以相對(duì)于所述探頭(26)調(diào)節(jié)所述探針(28)，其中所述驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)具有至少一個(gè)輸入部(88)以引入用于調(diào)節(jié)所述探針(28)的外部驅(qū)動(dòng)力矩。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定在測(cè)量對(duì)象上的空間坐標(biāo)的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，該坐標(biāo)測(cè)量?jī)x具有帶探頭傳感器系統(tǒng)的探頭。該探頭可相對(duì)于測(cè)量對(duì)象移動(dòng)。該探頭支承有一用于接觸測(cè)量對(duì)象的探針(28)。該探針(28)通過(guò)被動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(60)以在空間上可調(diào)節(jié)地方式聯(lián)接至探頭。該被動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)-擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(60)具有一帶驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)和驅(qū)動(dòng)輸出側(cè)的傳動(dòng)裝置(86、92)，其中驅(qū)動(dòng)輸出側(cè)與探針(28)聯(lián)接以相對(duì)于探頭調(diào)節(jié)探針(28)，其中驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)具有至少一個(gè)輸入部(88)以引入用于調(diào)節(jié)探針(28)的外部驅(qū)動(dòng)力矩。
文檔編號(hào)G01B7/012GK101688766SQ200880023638
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月8日
發(fā)明者O·呂克, P·米勒 申請(qǐng)人:卡爾蔡司工業(yè)測(cè)量技術(shù)有限公司