專利名稱：一種可變桿長關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機，尤其是涉及一種可變桿長關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機。
背景技術(shù)：
關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機是一種多自由度(一般有六或七個自由度)的非正交坐標(biāo)系 測量機，它仿照人體手臂關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)，將一系列桿件通過關(guān)節(jié)串聯(lián)形式連接起來，具有機械 結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、測量范圍大、靈活方便、可在現(xiàn)場或野外測量等特點。自上世紀(jì) 八十年代發(fā)明以來，國內(nèi)外研究機構(gòu)進行了較廣泛的研究，推出了相關(guān)產(chǎn)品，并迅速在模具 設(shè)計(包括汽車、摩托車、塑料制品、家電產(chǎn)品、工藝品、玩具等相關(guān)產(chǎn)品的模具逆向設(shè)計)、 產(chǎn)品質(zhì)量在線檢測、設(shè)備維修、飛機裝配、醫(yī)療等領(lǐng)域得到應(yīng)用。當(dāng)前關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機的測量臂的基座、轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、擺動關(guān)節(jié)、測量頭都有比成 熟的設(shè)計，可以直接從市場購買或找專門的廠家加工，而當(dāng)前測量機中所使用的測量臂大 多是固定長度的空心桿，這就造成實際測量過程中，當(dāng)被測工件較小時，測量臂過長而導(dǎo)致 測量誤差較大。并且實際工作中所需的測量空間往往大小不一，這就造成固定桿長的測量 機的工作適應(yīng)性較差。本實用新型通過設(shè)計一種可變桿長的關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機，來實現(xiàn) 減小測量誤差，提高測量機的工作適應(yīng)性。在可伸縮測量臂的設(shè)計中，本實用新型通過設(shè)計 雙固定螺釘單側(cè)固定方法，使測量臂長度變化后仍具有較高的形位重復(fù)精度。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機存在的不足，本實用新型的目的是提供一種可變桿 長關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機，根據(jù)具體的測量需求，動態(tài)調(diào)整測量臂桿長，減小測量誤差，提高 測量機的工作適應(yīng)性。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本實用新型包括基座、三個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，三個擺動關(guān)節(jié)，基座測量臂，兩個測量臂和 測頭；基座與第一基座測量臂的一端連接，第一基座測量臂的另一端與第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)一端 連接，第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的另一端與第一擺動關(guān)節(jié)的一端連接，第一擺動關(guān)節(jié)的另一端與第一 測量臂的一端連接，第一測量臂的另一端與第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的一端連接，第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的另 一端與第二擺動關(guān)節(jié)的一端連接，第二擺動關(guān)節(jié)的另一端與第二測量臂的一端連接，第二 測量臂的另一端與第三轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的一端連接，第三轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的另一端與第三擺動關(guān)節(jié)的一 端連接，第三擺動關(guān)節(jié)的另一端與測頭連接；其特征在于所述的兩個測量臂為結(jié)構(gòu)相同 的可伸縮測量臂，兩可伸縮測量臂均包括芯軸、固定螺釘、套筒和導(dǎo)向鍵；芯軸裝在套筒中， 兩者為間隙配合；套筒內(nèi)壁上有一段導(dǎo)向槽，芯軸上裝有導(dǎo)向鍵，通過導(dǎo)向鍵實現(xiàn)芯軸與套 筒的相對圓周固定；套筒上有兩個螺紋孔，固定螺釘通過螺紋孔旋入套筒；芯軸上有一段v 型槽；旋緊固定螺釘，使其圓弧頭頂緊芯軸的v型槽，實現(xiàn)套筒與芯軸的相對固定。所述的固定螺釘包括螺帽、頂桿、彈簧和螺桿；螺桿圓柱面呈階梯兩段，直徑較小的一端徑向開有一個圓柱孔，直徑較大的一端加工有螺紋；頂桿、彈簧裝在螺桿的徑向圓柱 孔中；螺帽套在螺桿直徑較小的一端，并通過頂桿壓縮彈簧；螺帽與頂桿接觸之處的圓周 上為一圈圓弧槽，而頂桿的相應(yīng)的一端為半圓頭，圓弧槽的半徑與頂桿的圓頭半徑相等；圓 弧槽中還開有一個使頂桿能鎖住螺帽的半球形深孔。本實用新型具有的有益效果是1、提高了測量機的工作適應(yīng)性。2、通過調(diào)節(jié)測量臂桿長，減小測量空間大小，實現(xiàn)測量誤差的減小，提高測量分辨 率，以達到最佳測量效率。3、在可伸縮測量臂的設(shè)計中，本實用新型通過設(shè)計雙固定螺釘單側(cè)固定的方法， 實現(xiàn)測量臂長度變化后仍具有較高的重復(fù)定位精度。

圖1是可變桿長關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機示意圖；圖2是可伸縮測量臂部剖視圖；圖3是可伸縮測量臂A-A向部剖視圖；圖4是固定螺釘剖部視圖；圖5是固定螺釘A-A向部剖視圖；圖中1基座，2機座測量臂，3第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，4第一擺動關(guān)節(jié)，5第一可伸縮測量 臂，6第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，7第二擺動關(guān)節(jié)，8第三轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，9第三擺動關(guān)節(jié)，10測頭，11套筒，12 固定螺釘，13芯軸，14導(dǎo)向鍵，15螺帽，16頂桿，17彈簧，18螺桿，19第二可伸縮測量臂。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型包括基座1、三個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3、6、8，三個擺動關(guān) 節(jié)4、7、9，基座測量臂2，兩個測量臂和測頭10 ；基座1與第一基座測量臂2的一端連接，第 一基座測量臂2的另一端與第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3 —端連接，第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3的另一端與第一擺 動關(guān)節(jié)4的一端連接，第一擺動關(guān)節(jié)4的另一端與第一測量臂的一端連接，第一測量臂的另 一端與第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)6的一端連接，第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)6的另一端與第二擺動關(guān)節(jié)7的一端連 接，第二擺動關(guān)節(jié)7的另一端與第二測量臂的一端連接，第二測量臂的另一端與第三轉(zhuǎn)動 關(guān)節(jié)6的一端連接，第三轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)6的另一端與第三擺動關(guān)節(jié)9的一端連接，第三擺動關(guān)節(jié) 9的另一端與測頭10連接；其特征在于所述的兩個測量臂為結(jié)構(gòu)相同的可伸縮測量臂5、 19，兩可伸縮測量臂5、19均包括芯軸11、固定螺釘12、套筒13和導(dǎo)向鍵14 ；芯軸11裝在 套筒13中，兩者為間隙配合；套筒13內(nèi)壁上有一段導(dǎo)向槽，芯軸11上裝有導(dǎo)向鍵14，通過 導(dǎo)向鍵14實現(xiàn)芯軸11與套筒13的相對圓周固定；套筒13上有兩個螺紋孔，固定螺釘12 通過螺紋孔旋入套筒13 ；芯軸11上有一段v型槽；旋緊固定螺釘12，使其圓弧頭頂緊芯軸 11的v型槽，實現(xiàn)套筒13與芯軸11的相對固定。如圖4、5所示，所述的兩個固定螺釘12結(jié)構(gòu)相同均包括螺帽15、頂桿16、彈簧 17和螺桿18 ；螺桿18圓柱面呈階梯兩段，直徑較小的一端徑向開有一個圓柱孔，直徑較大 的一端加工有螺紋；頂桿16、彈簧17裝在螺桿18的徑向圓柱孔中；螺帽15套在螺桿18直 徑較小的一端，并通過頂桿15壓縮彈簧17 ；螺帽15與頂桿16接觸之處的圓周上為一圈圓弧槽，而頂桿16的相應(yīng)的一端為半圓頭，圓弧槽的半徑與頂桿16的圓頭半徑相等；圓弧槽 中還開有一個使頂桿16能鎖住螺帽15的半球形深孔。本實用新型采用兩個固定螺釘12 同時鎖緊芯軸11，當(dāng)擰緊固定螺釘12的擰緊力超過閾值時，頂桿一端的半圓頭會脫離半球 形孔，進入圓弧槽滑動，從而實現(xiàn)擰緊力的的可控。半圓弧槽可防止螺帽15與螺桿18的脫罔。關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機的測量臂的基座1，三個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3、6、8，三個擺動關(guān)節(jié)4、7、 9，測量頭10可以直接從市場購買，可伸縮測量臂5的兩端加工成螺紋孔，可與相應(yīng)的擺動 關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)通過螺紋連接。在實際測量中，根據(jù)被測的工件所需的測量空間，調(diào)整可伸縮測量臂5、19到合適 的長度，擰動固定螺釘12直到螺帽15與螺桿18發(fā)生相對滑動，則固定螺釘擰緊，測量臂長 度固定。然后對測量機進行標(biāo)定，得到桿長屯、關(guān)節(jié)長度％、關(guān)節(jié)扭轉(zhuǎn)角a”關(guān)節(jié)零位偏差 e 0i及側(cè)頭長度1 (六個關(guān)節(jié)，共25個參數(shù))。標(biāo)定完畢后即可對工件進行實際測量。
權(quán)利要求一種可變桿長關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機，包括基座(1)、三個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(3、6、8)，三個擺動關(guān)節(jié)(4、7、9)，基座測量臂(2)，兩個測量臂和測頭(10)；基座(1)與第一基座測量臂(2)的一端連接，第一基座測量臂(2)的另一端與第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(3)一端連接，第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(3)的另一端與第一擺動關(guān)節(jié)(4)的一端連接，第一擺動關(guān)節(jié)(4)的另一端與第一測量臂的一端連接，第一測量臂的另一端與第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(6)的一端連接，第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(6)的另一端與第二擺動關(guān)節(jié)(7)的一端連接，第二擺動關(guān)節(jié)(7)的另一端與第二測量臂的一端連接，第二測量臂的另一端與第三轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(6)的一端連接，第三轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(6)的另一端與第三擺動關(guān)節(jié)(9)的一端連接，第三擺動關(guān)節(jié)(9)的另一端與測頭(10)連接；其特征在于所述的兩個測量臂為結(jié)構(gòu)相同的可伸縮測量臂(5、19)，兩可伸縮測量臂(5、19)均包括芯軸(11)、固定螺釘(12)、套筒(13)和導(dǎo)向鍵(14)；芯軸(11)裝在套筒(13)中，兩者為間隙配合；套筒(13)內(nèi)壁上有一段導(dǎo)向槽，芯軸(11)上裝有導(dǎo)向鍵(14)，通過導(dǎo)向鍵(14)實現(xiàn)芯軸(11)與套筒(13)的相對圓周固定；套筒(13)上有兩個螺紋孔，固定螺釘(12)通過螺紋孔旋入套筒(13)；芯軸(11)上有一段v型槽；旋緊固定螺釘(12)，使其圓弧頭頂緊芯軸(11)的v型槽，實現(xiàn)套筒(13)與芯軸(11)的相對固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變桿長關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機，其特征在于所述的固 定螺釘(12)包括螺帽(15)、頂桿(16)、彈簧(17)和螺桿(18)；螺桿(18)圓柱面呈階梯 兩段，直徑較小的一端徑向開有一個圓柱孔，直徑較大的一端加工有螺紋；頂桿(16)、彈簧 (17)裝在螺桿(18)的徑向圓柱孔中；螺帽(15)套在螺桿(18)直徑較小的一端，并通過頂 桿(15)壓縮彈簧(17)；螺帽(15)與頂桿(16)接觸之處的圓周上為一圈圓弧槽，而頂桿 (16)的相應(yīng)的一端為半圓頭，圓弧槽的半徑與頂桿(16)的圓頭半徑相等；圓弧槽中還開有 一個使頂桿(16)能鎖住螺帽(15)的半球形深孔。
專利摘要本實用新型公開了一種可變桿長關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機。包括基座、三個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，三個擺動關(guān)節(jié)，基座測量臂，兩個測量臂和測頭。所述兩個測量臂為結(jié)構(gòu)相同的可伸縮測量臂，兩可伸縮測量臂均包括芯軸、固定螺釘、套筒和導(dǎo)向鍵；芯軸裝在套筒中，兩者為間隙配合；套筒內(nèi)壁上有一段導(dǎo)向槽，芯軸上裝有導(dǎo)向鍵，通過導(dǎo)向鍵實現(xiàn)芯軸與套筒的相對圓周固定；套筒上有兩個螺紋孔，固定螺釘通過螺紋孔旋入套筒；芯軸上有一段v型槽；旋緊固定螺釘，使其圓弧頭頂緊芯軸的v型槽，實現(xiàn)套筒與芯軸的相對固定通過調(diào)節(jié)測量臂桿長，減小測量空間大小，實現(xiàn)測量誤差的減小，提高測量分辨率，以達到最佳測量效率；在可伸縮測量臂長度變化后仍具有較高的重復(fù)定位精度。
文檔編號G01B5/008GK201715975SQ201020220779
公開日2011年1月19日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者盧科青, 張選高, 王文, 陳子辰, 高貫斌 申請人:浙江大學(xué)