一種具有配重平衡裝置的關節(jié)式坐標測量機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及關節(jié)式坐標測量機，具體涉及一種具有配重平衡裝置的關節(jié)式坐標測量機。
【背景技術】
[0002]關節(jié)式坐標測量機是一種依靠操作者用手扶持著測量臂進行測量的非正交的坐標測量設備，其機械結構類似于機器人手臂，測量臂的自身重量增加了操作者操作負荷，降低了測量效率。因此，關節(jié)式坐標測量機用來平衡重力的裝置是必不可少的。
[0003]當前關節(jié)式坐標測量機中的重力平衡機構大多采用螺旋彈簧、空氣彈簧力矩平衡等方法或機構。由于關節(jié)式坐標測量機的坐標系統(tǒng)是非正交坐標系統(tǒng)，在測量時測量機所需的平衡力矩會隨著測量位姿的變化而變化，變化幅度比較大。而上述平衡機構的輸出平衡力矩都是單方面增大或者減小，不能隨著測量機所需的重力平衡力矩而作相對應的變化。空氣彈簧形式平衡機構的結構比較大，不僅增大了測量機的重量與體積，而且還影響美觀。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種具有配重平衡裝置的關節(jié)式坐標測量機，該坐標測量機在大臂和小臂的反向延長線上安裝配重裝置，來平衡測量機自身大部分重力，減輕操作者的測量強度。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]本實用新型包括基座、第一配重桿、大臂、第二配重桿、小臂、肩關節(jié)活動件、肘關節(jié)活動件、腕關節(jié)活動件和測頭；肩關節(jié)活動件的一端與基座構成第一回轉副，另一端與大臂的一端構成第一擺動副；所述的第一配重桿固定在肩關節(jié)活動件上，且第一配重桿和大臂分設在肩關節(jié)活動件兩側；所述大臂的另一端與肘關節(jié)活動件的一端構成第二回轉副，肘關節(jié)活動件的另一端與小臂的一端構成第二擺動副；所述的第二配重桿固定在肘關節(jié)活動件上，且第二配重桿和小臂分設在肘關節(jié)活動件兩側；所述小臂的另一端與腕關節(jié)活動件的一端構成第三回轉副，腕關節(jié)活動件的另一端與測頭構成第三擺動副。
[0007]所述的第二配重桿和小臂共軸線，第二配重桿使得小臂、腕關節(jié)活動件和第二配重桿的組件重心處于第二擺動副的擺動中心處。
[0008]所述的第一配重桿和大臂共軸線，第一配重桿所配重量使得大臂、肘關節(jié)活動件、小臂、腕關節(jié)活動件、第二配重桿和第一配重桿的組件重心處于第一擺動副的擺動中心處。
[0009]所述的第一回轉副、第一擺動副、第二回轉副、第二擺動副、第三回轉副和第三擺動副處均安裝圓光柵角度傳感器。
[0010]本實用新型具有的有益效果是:
[0011]不管本實用新型的關節(jié)式坐標測量機處于何種姿勢，配重裝置可以使得大臂以下除了測頭以外所有部件的重心處在擺動副的擺動中心處，進而使得測量機自身大部分重力處于平衡狀態(tài)，大臂和小臂在自然狀態(tài)下不會因重力下落，操作者測量時不需支撐測量機自身的大部分重量，以此達到減輕操作者測量強度的目的。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0014]如圖1所示，一種具有配重平衡裝置的關節(jié)式坐標測量機，包括基座1、第一配重桿3、大臂5、第二配重桿8、小臂9、肩關節(jié)活動件、肘關節(jié)活動件、腕關節(jié)活動件和測頭12 ；肩關節(jié)活動件的一端與基座I構成第一回轉副2，另一端與大臂5的一端構成第一擺動副4 ;第一配重桿3固定在肩關節(jié)活動件上，且第一配重桿3和大臂5分設在肩關節(jié)活動件兩側；大臂5的另一端與肘關節(jié)活動件的一端構成第二回轉副6，肘關節(jié)活動件的另一端與小臂9的一端構成第二擺動副7 ;第二配重桿8固定在肘關節(jié)活動件上，且第二配重桿8和小臂9分設在肘關節(jié)活動件兩側；小臂9的另一端與腕關節(jié)活動件的一端構成第三回轉副10，腕關節(jié)活動件的另一端與測頭12構成第三擺動副11。
[0015]測頭12測量的坐標由第一回轉副2、第一擺動副4、第二回轉副6、第二擺動副7、第三回轉副10和第三擺動副11處安裝的高精度圓光柵角度傳感器測量的轉角計算獲得。
[0016]第二配重桿8和小臂9共軸線，第二配重桿8所配重量使得小臂9、腕關節(jié)活動件和第二配重桿8的組件重心處于第二擺動副7的擺動中心處。這樣，在不計測頭12重力的情況下，小臂9、腕關節(jié)活動件和第二配重桿8在重力作用下對第二擺動副7擺動中心處的合力矩為零，即小臂9不會在重力作用下繞第二擺動副7轉動。
[0017]第一配重桿3和大臂5共軸線，第一配重桿3所配重量使得大臂5、肘關節(jié)活動件、小臂9、腕關節(jié)活動件、第二配重桿8和第一配重桿3的組件重心處于第一擺動副4的擺動中心處。由于第二配重桿8已經使得小臂9、腕關節(jié)活動件和第二配重桿8的重心處于第二擺動副7的擺動中心處，不管第二擺動副7和第一擺動副4怎么轉，大臂5以下除了測頭12以外的所有零件將有確定的重心，并且處在大臂5的軸線上。當第一配重桿3所配重力合適時，大臂5以下除了測頭12以外所有零件的重心將始終處在第一擺動副4的擺動中心處。這樣，大臂5以下除了測頭12以外的所有零件在重力作用下對第一擺動副4擺動中心處的合力矩為零，即大臂5不會在重力作用下繞第一擺動副4轉動。
[0018]可見，不管該具有配重平衡裝置的關節(jié)式坐標測量機處于何種姿勢，第一配重桿3和第二配重桿8可以使得大臂5以下除了測頭以外所有零件的重心處在第一擺動副的擺動中心處，進而使得測量機自身大部分重力處于平衡狀態(tài)，大臂和小臂在自然狀態(tài)下不會因重力下落，操作者測量時不需支撐測量機自身的大部分重量，以此達到減輕操作者測量強度的目的。
【主權項】
1.一種具有配重平衡裝置的關節(jié)式坐標測量機，包括基座、第一配重桿、大臂、第二配重桿、小臂、肩關節(jié)活動件、肘關節(jié)活動件、腕關節(jié)活動件和測頭，其特征在于:肩關節(jié)活動件的一端與基座構成第一回轉副，另一端與大臂的一端構成第一擺動副；所述的第一配重桿固定在肩關節(jié)活動件上，且第一配重桿和大臂分設在肩關節(jié)活動件兩側；所述大臂的另一端與肘關節(jié)活動件的一端構成第二回轉副，肘關節(jié)活動件的另一端與小臂的一端構成第二擺動副；所述的第二配重桿固定在肘關節(jié)活動件上，且第二配重桿和小臂分設在肘關節(jié)活動件兩側；所述小臂的另一端與腕關節(jié)活動件的一端構成第三回轉副，腕關節(jié)活動件的另一端與測頭構成第三擺動副； 所述的第二配重桿和小臂共軸線，第二配重桿使得小臂、腕關節(jié)活動件和第二配重桿的組件重心處于第二擺動副的擺動中心處； 所述的第一配重桿和大臂共軸線，第一配重桿所配重量使得大臂、肘關節(jié)活動件、小臂、腕關節(jié)活動件、第二配重桿和第一配重桿的組件重心處于第一擺動副的擺動中心處。2.根據權利要求1所述的一種具有配重平衡裝置的關節(jié)式坐標測量機，其特征在于:所述的第一回轉副、第一擺動副、第二回轉副、第二擺動副、第三回轉副和第三擺動副處均安裝圓光柵角度傳感器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有配重平衡裝置的關節(jié)式坐標測量機。當前關節(jié)式坐標測量機的重力平衡機構輸出平衡力矩都是單方面增大或減小，不能隨測量機所需的重力平衡力矩而作相應變化。本實用新型中肩關節(jié)活動件的一端與基座構成第一回轉副，另一端與大臂的一端構成第一擺動副；第一配重桿固定在肩關節(jié)活動件上；大臂的另一端與肘關節(jié)活動件的一端構成第二回轉副，肘關節(jié)活動件的另一端與小臂的一端構成第二擺動副；第二配重桿固定在肘關節(jié)活動件上；小臂的另一端與腕關節(jié)活動件的一端構成第三回轉副，腕關節(jié)活動件的另一端與測頭構成第三擺動副。本實用新型在大臂和小臂的反向延長線上安裝配重裝置，來平衡測量機自身重力，減輕操作者的測量強度。
【IPC分類】G01B21/00
【公開號】CN204854677
【申請?zhí)枴緾N201520518803
【發(fā)明人】程林, 王文, 高貫斌, 盧科青, 時光, 范宗尉, 陸軍華
【申請人】杭州電子科技大學, 杭州博洋科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月16日