CN106403859A - 具有带传动装置引导探头的scara结构的坐标测量机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有带传动装置引导探头的SCARA结构的坐标测量机。用于确定测量目标上的测量点的至少一个空间坐标的坐标测量机(1)包括：基部(2)；包括至少一个托架段(3′、3″、3″′、3″″、3″″′)的托架(3)，该托架的近端以能够围绕基部中的基部轴线(8)枢转的方式安装；布置在托架的远端上的测量探针(4)；以及角度测量系统，该角度测量系统用于确定至少一个托架段的枢转角度和/或测量探针的旋转角度，其中，至少一个带传动装置包括：布置在基部(2)中的基部带轮(5)；布置在至少一个托架段上的至少一个随动带轮(6、6′、6″、6″′、6″″)；以及约束基部带轮和至少一个随动带轮的旋转行为的至少一个带(7、7′、7″)。

Description

具有带传动装置引导探头的SCARA结构的坐标测量机
技术领域
本发明涉及包括SCARA结构和由索传动装置引导的探头的坐标测量机(CMM)。
背景技术
水平弯头管机器人——也称为SCARA(选择顺应性机器手臂)——普遍用作用于基板运输或者用于组装任务的操纵器。通常，这样的操纵器必须负载相当重的载荷；此外，操纵器的轴的每一个通常需要机动化，该马达通常位于关节处。结果，整个结构很重且因此需要非常坚硬以支撑载荷，因为每一轴包括其自身的机械化并且有效载荷作用在臂端部。这是已知方案笨重且短的原因。
将SCARA原理用于测量机的主要缺点在于它的庞大、有限的探针可接近性、沿着臂设置的马达、导致的沉重、其高惯性矩、发热、由所述缺点所导致的有限的准确性以及有限的动态性能。
在US2007/0020082 A1中示出的基板运输机器人介绍了一种方案，以将这样臂的重马达转移到机器人的支柱内以避免使臂上承担高动量。
从US6,354,167中已知的天线测试机器人从臂型描图机得到启发，所述臂型描图机为CAD软件之前的时代已知的方案。
该文献中公开的是用于移动位于臂端部的探针的扭矩传送装置。
发明内容
本发明基于做过说明的SCARA技术的发展，而同时延续到高精度坐标测量机领域中。
因此，本发明的一个目的在于提供一种改善的高精度坐标测量机，该高精度坐标测量机具有有利的质量分布，因此，具有改善的动态性能并具有提高的精度。
本发明的另一目的在于提供一种高精度坐标测量机，其配置的探针具有提高的可接近性。
本发明的另一目的在于提供一种高精度坐标测量机，其具有改善的热管理，因此具有关于热膨胀的改善的性能，因此具有提高的精度。
这些目的通过实现如下特征而达到：至少一个带传动装置，该至少一个带传动装置包括：布置在所述基部中的基部带轮；布置在所述至少一个托架段上的至少一个随动带轮；以及约束所述带轮的旋转行为的至少一个带。描述了以替代的或有利的方式进一步改进本发明的特征。
本发明涉及一种用于确定测量目标上的测量点的至少一个空间坐标的坐标测量机(CMM)，该坐标测量机包括：基部；包括至少一个托架段的托架，该托架的近端以能够围绕所述基部中的基部轴线枢转的方式安装；布置在所述托架的远端上的测量探针；以及角度测量系统，该角度测量系统用于确定所述至少一个托架段的枢转角度和/或所述测量探针的旋转角度，其中，至少一个带传动装置包括：布置在所述基部中的基部带轮；布置在所述至少一个托架段上的至少一个随动带轮；以及约束所述基部带轮和所述至少一个随动带轮的旋转行为的至少一个带。
在一个实施方式中，所述测量探针可以与布置在所述托架的远端上的随动带轮固定连接，其中，所述测量探针和/或所述随动带轮以可旋转的方式安装在所述托架的远端中。
在坐标测量机的另一实施方式中，至少一个马达和用于控制该马达的控制单元布置在所述基部中，该马达驱动所述基部带轮以用于所述测量探针或托架段的受控定位。
在另一实施方式中，所述基部带轮可为固定基部带轮，该固定基部带轮是固定的且被禁止旋转，并且所述至少一个随动带轮为可旋转随动带轮，该可旋转随动带轮能够相对于供布置所述可旋转随动带轮的所述托架段旋转。
在另一实施方式中，所述基部带轮可为从动基部带轮，该从动基部带轮由马达驱动；并且所述至少一个随动带轮为可旋转随动带轮，该可旋转随动带轮能够相对于供布置所述可旋转随动带轮的所述托架段旋转。
在本发明CMM的另一实施方式中，所述基部带轮可为从动基部带轮，该从动基部带轮由马达驱动；并且所述至少一个随动带轮为固定随动带轮，该固定随动带轮固定附接至供布置所述固定随动带轮的所述托架段。
在另一实施方式中，带可围绕所述基部带轮和所述至少一个随动带轮缠绕并且由此约束所述随动带轮的旋转行为。
在一个实施方式中，带可围绕至少两个随动带轮缠绕并且由此约束所述至少两个随动带轮的旋转行为。
在另一实施方式中，所述托架通过位于所述基部中的升降机能够竖直调节。
在又一实施方式中，所述托架具有多个托架段，所述多个托架段能够相对于彼此围绕竖直段轴线水平枢转。
在另一实施方式中，所述至少一个随动带轮的每一个均安装在托架段上，以使得所述至少一个随动带轮的轴线与竖直段轴线一致。
在本发明CMM的一个实施方式中，随动带轮的轴线相对于通过带结合该随动带轮的带轮的轴线成90度的角度。
在另一实施方式中，所述测量探针通过带传动装置能够竖直调整，其中，远端随动带轮的轴线相对于所述基部带轮成角度，特别地成90度的角度，且其中，所述远端随动带轮具有驱动齿条的小齿轮，所述测量探针附接至所述齿条。
在又一实施方式中，所述测量探针通过包括至少两个随动带轮的带传动装置能够竖直调节，所述至少两个随动带轮由远端带缠绕且所述至少两个随动带轮的轴线相对于所述基部带轮成角度，特别地成90度的角度，其中，所述测量探针连接到所述远端带上，所述远端带由此提供上下运动。
在另一实施方式中，所述测量探针安装在保持器上，以使得所述测量探针通过包括至少两个随动带轮的带传动装置围绕水平轴线能够旋转，所述至少两个随动带轮的轴线相对于彼此并相对于所述基部带轮成角度，特别地成90度的角度。
提出的是一种带传动方案，其中所有的马达位于机器的基部中以不仅减小重量还减小发热，因为热影响的减小对度量衡学的应用是关键性的。此外，SCARA类CMM包括适合的带传动装置结构，该带传动装置结构允许尤其是各个应用所需要的多个功能。根据本发明的坐标测量机适合于高精度度量学应用且是优选的。根据应用，该坐标测量机可水平和竖直使用且可通过调节或扩充部件的数量容易地改变长度。
CMM的臂(或换句话说：托架)包括优选安装在基部中的至少一个枢转段。这个第一段可围绕在基部内的轴先旋转。替代地，第一段安装在凸缘装于基部的保持器上，由此所述轴线可定位于基部内或外。
可选地，第一段或保持器分别能够由基部内的标准线性引导件升降。因为这个升降机仅有一个自由度，该升降机在尺寸和硬度方面没有结构限制。升降机的长度能够没有任何技术障碍地容易地扩展到想要的长度。
基部带轮位于托架的近端，而随动带轮位于托架的远端。根据应用，基部带轮可为从动带轮(即机动化带轮)或者为固定带轮，其中固定带轮可被限制旋转。
基部带轮具有中心点或轴线，所述中心点或轴线分别地与用于枢转第一托架段的轴线一致。所述带轮由带(特别地是索)缠绕，且由此，连接带轮的旋转。
如果可使用(从动基部带轮)，用于旋转基部带轮的马达位于支柱(基部)内。通过这样做，马达的重量位于强竖直轴中。从动基部带轮可用于或者(i)枢转第一托架段，或(ii)旋转测量探针或安装在第一段的端部上的第二段，或(iii)以根据(i)或(ii)的方式将旋转传递给测量探针或跟在第二或任意另外的段之后的段。
(i)在使用从动基部带轮枢转第一托架的情况下，随动带轮相对于第一段固定。通过被旋转的从动基部带轮，环绕基部带轮和固定随动带轮的带使第一臂段围绕基部轴线枢转。
(ii)在使用从动带轮旋转安装在第一段的端部上的测量探针的情况下，随动带轮为自由可旋转随动带轮。固定连接到所述可旋转随动带轮上的是测量探针头，所述部件中的两者或任一者以可旋转的方式安装在第一段的远端。以这种方式，通过使用自由可旋转随动带轮，从动基部带轮的旋转通过带将旋转传递给探头。相应地，从动带轮的旋转能够传递给第二托架段，该第二托架段以围绕第一托架段的远端处的轴线可旋转的方式安装，这个轴线还为所述随动带轮的轴线。当从动基部带轮旋转时，相对于彼此固定布置的随动带轮和第二段使第二托架段围绕随动带轮的所述轴线枢转。
(iii)作为托架具有至少两个托架段的系统的“转递者”扩展，在第一托架段的远端(其为第二段的近端)的随动带轮与第二随动带轮连接(例如在第一随动带轮上方或下方)，两个随动带轮均可相对于第一和第二托架元件自由旋转且具有同样的旋转轴线。第二随动带轮精确跟随第一(转递)随动带轮的运动。在这种情况下，第二段通过枢转轴承围绕所述第一段的所述远端能够枢转，而第一段安装在基部中。这个额外的随动带轮“继承”了基部带轮的特征——也就是说在这种情况下：如果基部带轮为从动基部带轮(机动化的)，那么额外的随动带轮也是“从动”随动带轮，因为移动通过作为“转递者”的第一随动带轮继续。以这种方式，从动基部带轮的旋转通过带传递到第二托架段(或另外的托架段，遵循同样的原理)。当要驱动的是第二(或另外的)托架段时，转递的动作可根据(i)(见上)提供；然而，当要驱动的是测量探针时，当然不能应用方法(i)。从机械的角度，方法(ii)更合理且总之，所述第二托架段相应地进一步包括在其远端自由旋转的(最终)随动带轮，其中这个随动带轮可固定地连接到
·测量探针头，该测量探针头相对于所述第二段可旋转且可由基部带轮驱动或引导，或
·另外的(第三)托架臂段，该另外的(第三)托架臂段以遵循上面公开的方法的方式安装。
任一种方式，位于第一段的远端中的旋转轴线处的带轮然后仅在那里用于转递基部带轮的行为。这通过由带缠绕并因此由带连接的每一对带轮(基部带轮-转递随动带轮/另外的随动带轮-最终随动带轮)实现。
在基部带轮为固定带轮(固定基部带轮)的情况下，这个旋转方面的固定条件可传递给例如探针。这里，再一次，要考虑两种情况：连接到固定基部带轮的非旋转行为的测量探针可布置在第一(且仅有的)托架臂段的远端或者布置在另外的托架臂段上，该另外的托架臂通过根据上面(iii)中示出的方法扩展。在这个可扩展的结构中，额外的随动带轮，布置在转递随动带轮的正上方或正下方，“继承”了基部带轮的特征-也就是说在这种情况下：如果基部带轮为固定基部带轮(被阻止旋转)，那么，额外的随动带轮也是“固定”随动带轮，因为同轴性通过作为“转递者”的第一随动带轮继续。以这种方式，固定基部带轮的“旋转”(该旋转相对于基部的参考系统为0)通过带传递给测量探针。提供了测量探针的静态同轴性的这个机构在一些测量任务中是非常理想的，尤其是当具有曲柄测头时。
可在根据本发明的坐标测量机的结构中，在托架臂的远端补充另外的带传动装置。这个另外的带传动装置的目的是测量探针围绕水平轴线的枢转。根据上述原理的带轮的所有轴线都是竖直的，必须实施至少一个转换步骤以翻转带轮的轴线。通过进一步的带传动装置或另一传动装置(如齿轮传动装置)，旋转运动可传递给测量探针。
替代基部中的竖直线性轴(托架臂通过该竖直线性轴可调节高度)或在该竖直线性轴之外，可设置另外的竖直线性轴，例如在托架臂的远端，以使得测量探针的高度可调节。利用这个竖直轴，可到达钻孔并更容易地测量该钻孔。这个线性探针轴可通过使用上述带传动装置机构实现，其中相应带轮的轴线变向-如果需要：逐步90度-以将旋转转变到需要的方向，以最终提供竖直方向的线性可动性。一旦带具有想要的轨道(移动方向)，
·带轮的旋转可通过小齿轮传递到测量探针头的齿条上，或者
·测量探针头可直接附接至带并因此立即跟随它的竖直移动。
带的向下变向可通过两个带轮实现，每一带轮具有水平轴线，该水平轴线垂直于具有竖直旋转轴线的带轮(例如基部带轮或在托架段的枢转轴线上的转递带轮)的带侧(松弛的和绷紧的)。然后，这两个变向带轮由带侧围绕四分之一周长缠绕，由此在竖直方向上转递带侧，其中，所述带侧围绕输出带轮，例如，该输出带轮具有垂直于变向带轮的轴线的水平旋转轴线。这个替代的向下变向可用于测量探针的枢转或竖直线性轴。
上述机构的任一个无论如何可通过将需要的部件和结构添加进坐标测量机中彼此合并。
附图说明
下面参照附图中示意性示出的工作实施例，仅以举例的方式，更详细地描述或解释根据本发明的方法和装置。具体地，
图1a示出根据本发明的坐标测量机(CMM)的实施方式；
图1b以俯视图示出图1a的CMM的可动性；
图1c为图1a的CMM的侧视图；
图2a以俯视图示出根据本发明的CMM的另一实施方式的可动性；
图2b为图2a的CMM的侧视图；
图3a以俯视图示出根据本发明的CMM的另一实施方式的可动性；
图3b为图3a的CMM的侧视图；
图4为大纲表，示出根据本方面的利用带传动装置操作探针/支架的三个原理；
图5a示出根据本方面的坐标测量机(CMM)的另一实施方式；
图5b以俯视图示出图5a的CMM的可动性；
图5c为图5a的CMM的侧视图；
图6a以俯视图示出根据本发明的CMM的另一实施方式的可动性；
图6b为图6a的CMM的侧视图；
图7a以俯视图示出根据本发明的CMM的另一实施方式的可动性；
图7b为图7a的CMM的侧视图；
图8a以俯视图示出根据本发明的CMM的另一实施方式的可动性；
图8b为图8a的CMM的侧视图；
图9a以俯视图示出根据本发明的CMM的另一实施方式的可动性；
图9b为图9a的CMM的侧视图；
图10a以俯视图示出根据本发明的CMM的另一实施方式的可动性；
图10b以俯视图示出根据本发明的CMM的另一实施方式的可动性；
图11a以俯视图示出根据本发明的CMM的另一实施方式；
图11b为图11a的CMM的侧视图；
图11c为图11a的CMM的前视图；
图12a以俯视图示出根据本发明的CMM的另一实施方式；
图12b为图12a的CMM的侧视图；
图12c为图12a的CMM的前视图；
图13为根据本发明的CMM的另一实施方式的侧视图，该实施方式提供了竖直测量探针调节性；
图14为根据本发明的CMM的另一实施方式的侧视图，该实施方式提供了竖直测量探针调节性；
图15为根据本发明的CMM的另一实施方式的侧视图，该实施方式提供了倾斜-旋转测量探头。
具体实施方式
图1a、图1b和图1c示出根据本发明的坐标测量机(CMM)1的实施方式。该CMM包括：基部2；包括至少一个托架段3′的托架3，托架的近端围绕基部2内的基部轴线8可枢转地安装；布置在托架的远端上的测量探针4；以及用于确定该至少一个托架段的枢转角度的角度测量系统(未示出)。此外，该CMM具有带传动装置，该带传动装置包括：基部带轮5，基部带轮5的轴线与基部轴线8一致；布置在托架段3′上的随动带轮6；以及约束所述带轮的旋转行为的至少一个带7。
图1以三维立体图示出根据本发明的CMM1的实施方式，其中托架3仅具有一个托架臂段3′。托架段3′具有：基部带轮，该基部带轮在这个图中隐藏在基部2内；以及随动带轮6，该随动带轮与测量探针4(关于示出的部件在内部)连接，以使得随动带轮6的旋转直接传递给测量探针4。随动带轮6和基部带轮由索7缠绕，以使得这个装置像带传动装置一样工作。然而，如图1b和图1c将示出的，基部带轮不被驱动，因此，不将任何旋转有效地传递到随动带轮6上。
图1b以俯视图示出图1a的CMM1。圆形箭头指在这个实施方式中可能的各自枢转/旋转。实线是指，托架段3′围绕基部轴线8的主动枢转(通过未示出的马达)是可能的，而虚线是指随动带轮6(且还有与之相关的测量探针)以与托架枢转的相反方向相对于托架段被动旋转。基部带轮5，在这个实施方式中，为固定基部带轮，并因此被防止相对于基部旋转。索7现在直接连接基部带轮5和随动带轮6并因此当托架3围绕基部轴线8枢转时，限制随动带轮6不能相对于基部枢转。这个防止旋转，同时指随动带轮6相对于托架段3′的旋转。这个效果保证测量探针的始终同轴性，不管托架的取向如何。
图1c以侧视图示出图1b的CMM1。这个视图进一步展示了马达M和升降机，该马达直接驱动托架段3′，整个测量臂装置通过该升降机可在高度上调整。如所示出的，基部带轮5可通过升降架附接到升降机，以跟随高度调整。
图2a和图2b示出根据本发明的坐标测量机(CMM)1的另一实施方式。这个实施方式与图1中示出的实施方式的不同在于该CMM包括两个带传动装置。
第一带传动装置(5，6，7)确保图1中示出的根据本实施方式的测量探针4的始终同轴性。随动带轮6安装在托架段3′中，以使得随动带轮6可相对于托架段3′自由旋转。
第二带传动装置(5′，6′，7′)独立于第一带传动装置工作。因此，托架3′被以非传统的方式驱动。马达M驱动基部带轮5′，但因为随动带轮6′为被限制不能相对于托架段3′旋转的固定随动带轮，所以基部带轮5′也受托架段3′旋转的约束并也不能相对于托架段3′旋转。引起托架段3′枢转的动量在随动带轮6′处和在随动带轮6′的圆周表面上的带“拉动”的张紧侧处产生。
图3a和图3b示出根据本发明的坐标测量机(CMM)1的另一实施方式。这个实施方式与图1中示出的实施方式的不同在于随动带轮是通过马达m主动且独立地受到控制。在这个实施方式中，基部带轮5为从动基部带轮而随动带轮6为可旋转随动带轮。因此，利用马达m，独立于托架的移动或位置，控制测量探针4的旋转行为。托架段3′利用马达M可枢转。如果马达m被阻碍并禁止基部带轮5旋转，则提供“引导”探针4相对于固定基部带轮的固定同轴性的特征，如图1所示。
图4提供了根据本发明的利用带传动装置操作探针/托架的三个目的以及每一个操作如何在多段托架上被转递的纵览。
基部带轮(输入)被认为“确定”随动带轮的行为(输出)。任选地，为了将输入转递(传递)给输出，为每一额外的托架段设置随动带轮，该随动带轮优选可为双带轮。在这种情况下，输入和输出不位于同一托架段上并因此需要在各个关节处的变向。
探针引导：根据参考图1a、图1b和图1c描绘的机构，在“固定”基部带轮的帮助下，“探针引导”为测量探针同轴性的保持，即使托架段枢转。然后，输出(随动带轮)必须为可旋转随动带轮以“遵循”(保持)相对于基础参考系统的固定同轴性。在托架包括多段的情况下，传递通过一组两个带轮提供，其中第一带轮(转递随动带轮)与基部带轮成对，而第二带轮(“固定”随动带轮)与随动带轮成对，该随动带轮连接到探针。优选地，所述对均由带缠绕，并因此彼此绑定。双带轮为固定装置，以使得转递随动带轮和固定随动带轮不能相对于彼此旋转。此外，双带轮自由旋转地安装在托架中，以使得该双带轮容易地遵守基部带轮的同轴性。因为双带轮现在严格遵循固定基部带轮的同轴性，固定随动带轮获得其名义上的“固定”，因为它具有旋转随动带轮同样的特性，因为有到转递随动带轮的固定基部带轮。通过这个装置，不管托架段采用哪种取向，探头总是保持静态同轴性(相对于基部)。
探针/托架机动化：根据参考图3a和图3b描述的机构，“探针/托架机动化”致力于测量探针或具有带传动装置的托架段的主动且独立的控制，该带传动装置具有至少从动基部带轮(输入)和可旋转随动带轮(输出)。在托架具有多段的情况下，传递通过一组两个带轮提供，其中第一带轮(转递随动带轮)与基部带轮成对，而第二带轮(“从动”随动带轮)与随动带轮成对，该随动带轮连接到探针或另外的托架段。“从动”随动带轮得到它的名字是因为它继承了基部带轮的特征并因此仅将旋转转递给可旋转随动带轮。
托架枢转：上述(i)以及图2a和图2b中的CMM的推进为“托架枢转”的特殊情况，其中输出为固定随动带轮，该固定随动带轮相对于设置有该固定随动带轮的托架段固定。从动基部带轮在远端托架段上施加动量，试着根据基部带轮移动带。然而，这样的移动仅在托架段相应地枢转的时候是可能的。再次，这个原理是可通过双带轮扩展的，如双带轮在“探针/托架机动化”中描述的。
示出的三个原理是可合并的，以使得多个带传动装置提供了想要的可动性(探针、单托架段)。下面的附图示出了单独的实施方式，所述单独的实施方式同样可合并。
图5a、图5b和图5c示出根据图4中的“探针引导”原理的CMM的实施方式，该CMM的托架3包括三个托架段3′、3″、3″′，所述三个托架段可围绕竖直段轴线9、9′、9″相对彼此枢转。此外，CMM包括固定基部带轮5、用于传递固定的同轴性的四个随动带轮6′、6″、6″′、6″″以及可旋转随动带轮6，在可旋转随动带轮6上连接有测量探针4。
图5b中围绕随动带轮6的虚线箭头表示随动带轮6连接到基部带轮5以及随动带轮6将在每一可能的托架段位置上保持其同轴性。
图5c以侧视图示出CMM。带传动装置包括三个部分：
·由索7″缠绕的固定基部带轮5和转递随动带轮6″″；
·由索7′缠绕的“固定”随动带轮6″′和转递随动带轮6″；以及
·由索7缠绕的“固定”随动带轮6′和可旋转随动带轮6。
一方面带轮6′和6″固定连接以及另一方面带轮6″′和6″″固定连接，以使得它们不能相对于彼此旋转。然而，它们各自可围绕竖直段轴线9、9′和9″旋转，并各自相应地安装在托架段3′、3″和3″′中。
在这个实施方式中没有设置用于单一托架段的一个传动装置。用于单一托架段的多个传动装置在下图中描绘。
图6a和图6b示出根据本发明的配置有带传动装置的CMM的实施方式，其中第二(以及伴随它的远端)托架段根据图4中公开的“探针/托架机动化”原理由马达m通过从动基部带轮5和可旋转随动带轮6驱动，而所述带轮由带7缠绕。实线箭头表示托架段3″围绕段轴线9″的可转动性。可旋转随动带轮6关于托架段3″′“可旋转”，然而其与托架段3″固定连接，所以托架段3″精确跟随基部带轮5的旋转。
按照同样的原理，图7a和图7b示出托架段3′的机动化，托架段3′连接到随动带轮6。该带轮组——包括“从动”随动带轮6′和转递随动带轮6″(根据图4的术语)——将从动基部带轮5的旋转传递给可旋转随动带轮6。再次，实线箭头表示这个带传动装置的作用。
图8a和图8b示出一般的替代方案，在一个轴线上具有用于转递带轮的旋转的多个带轮。在这个实施方式中(该实施方式(由于小旋转角度范围)特别适用于根据图4的“探针引导”概念)，带传动装置仅包括一个带(或索，等)，该带围绕两个转递带轮缠绕以跟随托架臂段的轨道。带的松弛侧和绷紧侧两者360°缠绕转递随动带轮。为避免高摩擦，带可沿着设置在带轮圆周上的螺旋槽。
图9a和图9b示出根据本发明的CMM的另一实施方式。示范的是托架的双臂结构，同时该双臂结构被设计成配置有上述的引导/机动化/枢转布置的任一个。
这个实施方式没有设置用于双臂托架的传动装置。适合的传动装置可在下面的附图中描述。
图10a和图10b每一个示出用于第一和第二双臂的传动装置，同时使用图6中描述的原理。因为两个双臂结构均如图示连接，在图10b中示范的传动装置实现了托架远端的线性运动，如由实线箭头所指示的。
图11a、图11b和图11c示出根据本发明的CMM的另一实施方式。示出的为索传动装置的变向从而为测量探针4提供围绕水平轴线10的旋转功能。在图11c中，为了简化的原因，没有示出另外的带轮。
如果环境需要，如在这个实施方式中，可能需要有两个轴线变向以为测量探针提供所述的旋转性。替代地或额外地，齿轮传动装置可实现同样的轴线倾斜。
首先，随动带轮6″′将旋转传递给随动带轮6″，随动带轮6″的旋转轴线10′是水平的且相对于竖直段轴线9倾斜90°。与随动带轮6″固定连接的随动带轮6′然后将旋转传递给随动带轮6，随动带轮6的旋转轴线10是水平的且相对于水平轴线10′倾斜90°。带轮6直接驱动测量探针4，测量探针4安装在保持器11中，该保持器附接到托架。
图12a、图12b和图12c示出根据本发明的CMM的另一实施方式。示范的是索传动装置的变向从而为测量探针4提供围绕水平轴线10的旋转功能，同时使用仅一个索7。
在这个实施方式中，以与图11中不同的方式提供偏转。带7的每一绷紧侧和松弛侧通向水平旋转(围绕轴线10′)带轮(6′和6″)，然后带7通过水平旋转带轮(6′和6″)“向下”变向到带轮6。无论基部带轮5如何旋转，带轮6′和6″总是在相反的方向旋转。随动带轮6可旋转地安装在托架11中，并由此与托架段3′连接。带轮6为测量探针4提供了围绕水平轴线10的旋转。
图13和图14示出两个替代的可能性，以在该系统中提供竖直提升轴，特别地，为测量探针提供竖直提升轴以到达钻孔的表面。两个例子均也设置有直接马达M以驱动托架3(其仅具有一个托架段3′)，以及设置有用于调节测量探针4的高度的马达m。提升轴不必须是升降机的替代品，而还可以额外使用。
在图13中，随动带轮6″将旋转变向到带轮6′，如图11中所介绍的，并且高度调节通过安装在保持器11上的保持器12实现，同时保持器12通过索7直接被带着向上和向下。为了这个目的，索7的一侧可与保持器12连接而索7的另一侧仅通过保持器12。
图14示出探针提升轴的替代，其中随动带轮6的旋转直接转化为通过小齿轮13和齿条14的移动。齿条14安装在保持器11中，而小齿轮13固定连接到带轮6并共有带轮6的旋转轴。此外，带轮轴线的变向发生在从动基部带轮5和随动带轮6之间。
图15示出本发明CMM的实施方式，该CMM包括测量探针头，该测量探针头独立地提供两个另外的自由度(倾斜-旋转功能)。测量探针4通过轻质小型马达(未示出)能够围绕竖直轴线15′和水平轴线15旋转。带轮6由马达m控制并提供托架段3″围绕轴线9的旋转，而托架段3′由马达M提供旋转。测量探针头为标准设备并可模块化地附接到托架3(例如附接在“平台”上)，由此，关于控制和能量供应的连通性在对接安装座上提供。
所有示出的实施方式可包括角度测量系统和/或线性长度测量系统，用于每一托架段和/或可调节的测量探针。所有上述实施方式无论如何可通过在坐标测量机中添加需要的部件和装置彼此合并。

Claims (15)

1.一种用于确定测量目标上的测量点的至少一个空间坐标的坐标测量机(1)，该坐标测量机包括：
·基部(2)；
·包括至少一个托架段(3′、3″、3″′、3″″、3″″′)的托架(3)，该托架的近端以能够围绕基部轴线(8)枢转的方式安装在所述基部中；
·布置在所述托架的远端上的测量探针(4)；以及
·角度测量系统，该角度测量系统用于确定：
□所述至少一个托架段的枢转角度；和/或
□所述测量探针的旋转角度，
其特征在于：
至少一个带传动装置，该至少一个带传动装置包括：
·布置在所述基部(2)中的基部带轮(5)；
·布置在所述至少一个托架段上的至少一个随动带轮(6、6′、6″、6″′、6″″)；以及
·约束所述基部带轮和所述至少一个随动带轮的旋转行为的至少一个带(7、7′、7″)。
2.根据权利要求1所述的坐标测量机(1)，其特征在于：所述测量探针(4)与布置在所述托架(3)的远端上的随动带轮(6、6′、6″、6″′、6″″)固定连接，其中，所述测量探针/或所述随动带轮以可旋转的方式安装在所述托架的远端中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的坐标测量机(1)，其特征在于：
·至少一个马达(m)，该至少一个马达布置在所述基部(2)中，并且驱动所述基部带轮(5)以用于所述测量探针(4)和/或托架段(3′、3″、3″′、3″″、3″″′)的受控定位；以及
·用于控制所述马达的控制单元。
4.根据前述权利要求中任一项所述的坐标测量机(1)，其特征在于：
·所述基部带轮(5)为固定基部带轮，该固定基部带轮是固定的且被禁止旋转；并且
·所述至少一个随动带轮(6、6′、6″、6″′、6″″)为可旋转随动带轮，该可旋转随动带轮能够相对于供布置所述可旋转随动带轮的所述托架段(3′、3″、3″′、3″″、3″″′)旋转。
5.根据权利要求3所述的坐标测量机(1)，其特征在于：
·所述基部带轮(5)为从动基部带轮，该从动基部带轮由马达(m)驱动；并且
·所述至少一个随动带轮(6、6′、6″、6″′、6″″)为可旋转随动带轮，该可旋转随动带轮能够相对于供布置所述可旋转随动带轮的所述托架段(3′、3″、3″′、3″″、3″″′)旋转。
6.根据权利要求3所述的坐标测量机(1)，其特征在于：
·所述基部带轮(5)为从动基部带轮，该从动基部带轮由马达(m)驱动；以及
·所述至少一个随动带轮(6、6′、6″、6″′、6″″)为固定随动带轮，该固定随动带轮固定附接至供布置所述固定随动带轮的所述托架段(3′、3″、3″′、3″″、3″″′)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的坐标测量机(1)，其特征在于：
带(7、7′、7″)围绕所述基部带轮(5)和至少一个随动带轮(6、6′、6″、6″′、6″″)缠绕并且由此约束所述随动带轮的旋转行为。
8.根据前述权利要求中任一项所述的坐标测量机(1)，其特征在于：
带(7、7′、7″)围绕至少两个随动带轮(6、6′、6″、6″′、6″″)缠绕并且由此约束所述至少两个随动带轮的旋转行为。
9.根据前述权利要求中任一项所述的坐标测量机(1)，其特征在于：
所述托架(3)通过定位在所述基部(2)中的升降机能够竖直调节。
10.根据前述权利要求中任一项所述的坐标测量机(1)，其特征在于：
多个托架段(3′、3″、3″′、3″″、3″″′)能够相对于彼此围绕竖直段轴线(9、9′、9″)水平枢转。
11.根据权利要求10所述的坐标测量机(1)，其特征在于：
所述至少一个随动带轮(6、6′、6″、6″′、6″″)的每一个均安装在托架段(3′、3″、3″′、3″″、3″″′)上，以使得所述至少一个随动带轮的轴线与所述竖直段轴线(9、9′、9″)一致。
12.根据前述权利要求中任一项所述的坐标测量机(1)，其特征在于：
随动带轮(6、6′、6″、6″′、6″″)的轴线相对于通过带(7、7′、7″)结合该随动带轮的带轮的轴线成90°的角度。
13.根据前述权利要求中任一项所述的坐标测量机(1)，其特征在于：
所述测量探针(4)通过带传动装置能够竖直调节，其中，远端随动带轮(6)的轴线相对于所述基部带轮(5)成角度，特别地成90°的角度，且其中，所述远端随动带轮具有驱动齿条(14)的小齿轮(13)，所述测量探针(4)附接至所述齿条。
14.根据权利要求1到12中任一项所述的坐标测量机(1)，其特征在于：
所述测量探针(4)通过包括至少两个随动带轮(6、6′)的带传动装置能够竖直调节，所述至少两个随动带轮由远端带(7)缠绕且所述至少两个随动带轮的轴线相对于所述基部带轮(5)成角度，特别地成90°的角度，其中，所述测量探针(4)连接到所述远端带，所述远端带由此提供上下运动。
15.根据权利要求1到12中任一项所述的坐标测量机(1)，其特征在于：
所述测量探针(4)安装在保持器(11)上，以使得所述测量探针通过包括至少两个随动带轮(6、6′)的带传动装置围绕水平轴线(10)能够枢转，
·所述至少两个随动带轮的轴线相对于彼此成角度，特别地成90°的角度，以及
·所述至少两个随动带轮的轴线相对于所述基部带轮(5)成角度，特别地成90°的角度。
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