CN105890555A - 一种多级变臂长关节式坐标测量机 - Google Patents

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潘海鸿
任龙静
陈琳
黄炳琼
董海涛
王萌
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Abstract

本发明公开一种多级变臂长关节式坐标测量机，它包括基座、回转关节轴、一级测量臂内轴、一级测量臂外轴、摆动关节轴、二级测量臂内轴、二级测量臂外轴、测头关节轴、测头座、手持部分和测头；一级测量臂内轴和二级测量臂内轴结构相同且上均有多组定位孔，每组有三个在同一横截面周向以120度均匀分布的定位孔，各组定位孔的间距一致；一级测量臂外轴和二级测量臂外轴为结构相同的中空轴，其上均至少有两组连接孔，每组有三个在同一横截面周向以120度均匀分布的连接孔；内轴定位孔通过螺钉与外轴对应的连接孔连接，实现测量机可多级变臂长，该测量机在变臂长后仍具有较高的定位精度；同时确保变臂长后的臂长精度，提高测量机系统的测量精度。

Description

一种多级变臂长关节式坐标测量机
技术领域
本发明涉及关节式坐标测量机，特别是涉及一种多级变臂长关节式坐标测量机。
背景技术
关节臂式坐标测量机是一种多自由度的非正交坐标系测量机，它是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、重量轻、体积小、使用灵活、携带方便等优点；当前市场上的关节臂式坐标测量机都比较成熟，可以直接从厂家订购，而当前测量机中所使用的测量臂大多是固定的长度，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。并且实际测量过程中所需的测量空间大小不等，因此常规固定测量臂式测量机的工作适应性较差。
针对此种现状，当前国内已有一些解决方案。从中国专利文献号CN201715975U中已知一种可变杆长的关节臂式坐标测量机，该测量机可以实现变臂长，但改变臂长后测量臂长度的精度得不到保证，因此该测量机又增加一个误差源，从而影响测量机的系统精度。
发明内容
现有技术中，关节臂式坐标测量机通常是固定臂长，当被测对象较小时，因测量臂过长而导致测量误差较大；当改变臂长后测量臂长精度又得不到保证；为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种多级变臂长关节式坐标测量机，根据具体测量需求，可以多级变臂长，提高测量机的工作适应性；同时确保测量机系统的测量精度。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：
本发明包括基座、回转关节轴、一级测量臂内轴、一级测量臂外轴、摆动关节轴、二级测量臂内轴、二级测量臂外轴、测头关节轴、测头座、手持部分和测头；基座一端与回转关节轴一端连接，回转关节轴另一端与一级测量臂内轴一端连接，一级测量臂内轴另一端连接与一级测量臂外轴一端连接，一级测量臂外轴另一端与摆动关节一端连接，摆动关节另一端与二级测量臂内轴一端连接，二级测量臂内轴另一端与二级测量臂外轴一端连接，二级测量臂外轴另一端与测头关节轴一端连接，测头关节轴另一端与测头座一端连接，测头座另一端与测头一端连接，手持部分与测头座中部连接；其特征在于：所述一级测量臂内轴和二级测量臂内轴结构相同，两测量臂内轴上均有多组定位孔，一级测量臂外轴和二级测量臂外轴为结构相同的中空轴，两测量臂外轴上均至少有两组连接孔，测量臂内轴分别装在对应的测量臂外轴中且为间隙配合，定位螺钉通过螺纹部分旋进定位孔中，实现测量臂内轴与测量外轴的相对固定。
所述定位孔，以三个定位孔为一组，各组定位孔在垂直于测量臂内轴的轴心的同一截平面周向以120度均匀分布；各组定位孔的轴向间距一致，各组的三个定位孔角度分布一致。
所述连接孔，以三个连接孔位一组，各组连接孔在在垂直于测量臂外轴轴心的同一截平面周向以120度均匀分布；各组连接孔间距与定位孔的轴向间距相等，各组的三个连接孔角度分布一致。
所述连接孔包括螺纹部分和定位部分，螺纹部分一端与定位部分一端连接。
本发明的有益效果是：
1.本发明采用两个可变臂长的测量臂，提高测量机的工作适应性。
2.本发明可通过多级定位孔调节测量臂长度，可改变测量空间；同时确保变臂长后的臂长精度，提高测量机系统的测量精度。
3.本发明通过多个定位螺钉协同调节定位，确保变臂长后测量臂内轴与测量臂外轴的同轴度，实现测量臂变臂长后仍具有较高的定位精度。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明测量臂部分定位连接主视剖视图。
图3是本发明测量臂部分定位连接A-A剖视图。
图中：1-基座；2-回转关节轴；3-一级测量臂内轴；4.1-定位孔；(5.1、5.4)-定位螺钉；6-一级测量臂外轴；7-摆动关节轴；8-二级测量臂内轴；(9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18)-定位孔；(10.1、10.4、10.5、10.6)-定位螺钉；11-二级测量臂外轴；12-测头关节轴；13-测头座；14-手持部分；15-测头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
本发明一种多级变臂长关节式坐标测量机，如图1所示，它包括基座1、回转关节轴2、一级测量臂内轴3、一级测量臂外轴6、摆动关节轴7、二级测量臂内轴8、二级测量臂外轴11、测头关节轴12、测头座13、手持部分14和测头15；回转关节轴2一端与基座1一端连接，回转关节轴2另一端与一级测量臂内轴3一端连接，一级测量臂内轴3另一端连接与一级测量臂外轴6一端连接，一级测量臂外轴6另一端与摆动关节7一端连接，摆动关节7另一端与二级测量臂内轴8一端连接，二级测量臂内轴8另一端与二级测量臂外轴11一端连接，二级测量臂外轴11另一端与测头关节轴12一端连接，测头关节轴12另一端与测头座13一端连接，测头座13另一端与测头15一端连接，手持部分14与测头座13中部连接；其特征在于：一级测量臂内轴3装在一级测量臂外轴6中，二级测量臂内轴8装在二级测量臂外轴11中。
图2所示，一级测量臂内轴3和二级测量臂内轴8结构相同，其上均有多组定位孔4.1、9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18，一级测量臂外轴6和二级测量臂外轴11为结构相同的中空轴，两测量臂外轴上至少有两组连接孔18、19；一级测量臂内轴3和二级测量臂8分别装在对应的一级测量臂外轴6和二级测量臂外轴11中且为间隙配合；定位螺钉10.1、10.4、10.5、10.6通过螺纹部分16旋进所需要的一组定位孔4.1、9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18中，实现测量臂内轴3、8与测量臂外轴6、11的相对固定；当被测对象较大时，调节定位孔9.13与连接孔18通过定位螺钉10.1定位配合，调节定位孔9.16与连接孔19通过定位螺钉10.4定位配合；当被测对象较小时，调节定位孔9.1与连接孔18通过定位螺钉10.1定位配合，调节定位孔9.4与连接孔19通过定位螺钉10.4定位配合，因此，根据被测对象尺寸调节测量机的测量范围使其适应当前所需的工作空间；由于各组定位孔4.1、9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18轴向间距是确定值，因此可以确保变臂长后的臂长精度，确保测量机系统的测量精度。
如图3所示，定位孔4.1、9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18以三个孔为一组，各组定位孔4.1、9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18的轴线在垂直于测量臂内轴8轴心的同一横截面周向以120度均匀分布并经过测量臂内轴8的轴心；各组定位孔4.1、9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18的轴向间距一致，各组的三个定位孔4.1、9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18角度分布一致；连接孔18、19以三个孔为一组，各组连接孔18、19的轴线在垂直于测量臂外轴11的同一横截面周向以120度均匀分布并经过测量臂外轴11的轴心；各组连接孔18、19的间距与定位孔4.1、9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18的轴向间距相等，各组的三个连接孔18、19角度分布一致；当二级测量臂内轴8与二级测量臂外轴11调节到所需位置时，协同调节定位螺钉10.4、定位螺钉10.5和定位螺钉10.6到对应的定位孔9.16、定位孔9.17和定位孔9.18中，确保变臂长后测量臂内轴与测量臂外轴的同轴度，提高测量机定位精度。
最后说明的是本发明一种多级变臂长关节式坐标测量机不局限于上述实施例，还可以做各种修改或变形。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。凡是依据本发明的技术方案进行修改、润饰或等同变化，而不脱离本发明技术方案的思想和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种多级变臂长关节式坐标测量机，它包括基座(1)、回转关节轴(2)、一级测量臂内轴(3)、一级测量臂外轴(6)、摆动关节轴(7)、二级测量臂内轴(8)、二级测量臂外轴(11)、测头关节轴(12)、测头座(13)、手持部分(14)和测头(15)；回转关节轴(2)一端与基座(1)一端连接，回转关节轴(2)另一端与一级测量臂内轴(3)一端连接，一级测量臂内轴(3)另一端连接与一级测量臂外轴(6)一端连接，一级测量臂外轴(6)另一端与摆动关节(7)一端连接，摆动关节(7)另一端与二级测量臂内轴(8)一端连接，二级测量臂内轴(8)另一端与二级测量臂外轴(11)一端连接，二级测量臂外轴(11)另一端与测头关节轴(12)一端连接，测头关节轴(12)另一端与测头座(13)一端连接，测头座(13)另一端与测头(15)一端连接，手持部分(14)与测头座(13)中部连接；其特征在于：所述一级测量臂内轴(3)和二级测量臂内轴(8)结构相同，其上均有多组定位孔(4.1、9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18)，一级测量臂外轴(6)和二级测量臂外轴(11)为结构相同的中空轴，其上均至少有两组连接孔(18、19)。
2.根据权利要求1所述的一种多级变臂长关节式坐标测量机，其特征在于：所述一级测量臂内轴(3)和二级测量臂内轴(8)上均有多组定位孔(4.1、9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18)，以三个定位孔(4.1、9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18)为一组，各组定位孔(4.1、9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18)在测量臂内轴(3、8)同一横截面周向以120度均匀分布；各组定位孔(4.1、9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18)的轴向间距一致，各组的三个定位孔(4.1、9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18)角度分布一致。
3.根据权利要求1所述的一种多级变臂长关节式坐标测量机，其特征在于：所述一级测量臂外轴(6)和二级测量臂外轴(11)上均至少有两组连接孔(18、19)，以三个连接孔为一组，各组连接孔(18、19)在一级测量臂外轴(6)和二级测量臂外轴(11)同一横截面周向以120度均匀分布；各组连接孔(18、19)轴向间距与定位孔(4.1、9.1、9.4、9.7、9.10、9.13、9.16、9.17、9.18)的轴向间距相等，各组的三个连接孔(18、19)角度分布一致。
4.根据权利要求1所述的一种多级变臂长关节式坐标测量机，其特征在于：所述连接孔(18、19)至少包括螺纹部分(16)和定位部分(17)，螺纹部分(16)一端与定位部分(17)一端连接。
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