CN106441183A - 一种便携式探针测量机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式探针测量机，包括底座、第一回转关节、第一测量臂、第二回转关节、第二测量臂和测头，将底座、第一回转关节、第一测量臂、第二回转关节、第二测量臂和测头依次连接。本发明中，移动测头进行测量空间上任意两位置，第一回转关节中的第一角度编码器探测第一测量臂绕着底座所转动的角度，第二回转关节中的第二角度编码器探测第二测量臂绕着第一测量臂所转动的角度，将第一角度编码器和第二角度编码器所获得的角度信息发送至外界设备就可以计算得到测量空间上任意两位置的距离或角度信息，而且结构简单、轻便，对测量的环境要求低，在测量的时候能随意进行移动。

Description

一种便携式探针测量机

技术领域

本发明涉及测量领域，尤其涉及一种便携式探针测量机。

背景技术

近年来，随着中国经济的迅猛发展，检测技术在工业发展中的地位越来越显著，从而使测量仪器的应用前景变得更加广阔，因为很多技术领域中存在对物体表面点的高精确位置测量的需求，特别是对于制造行业，产品的测量和质量控制非常重要，关于这些领域，存在很多用于这样的特殊任务而形成的测量装置。因此产生了一种坐标测量工具，传统的坐标测量工具中的机械零件非常复杂，其体积庞大，对测量的环境要求极高，在测量的时候不能随意进行移动。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种便携式探针测量机，移动测头进行测量空间上任意两位置，第一回转关节中的第一角度编码器探测第一测量臂绕着底座所转动的角度，第二回转关节中的第二角度编码器探测第二测量臂绕着第一测量臂所转动的角度，将第一角度编码器和第二角度编码器所获得的角度信息发送至外界设备就可以计算得到测量空间上任意两位置的距离或角度信息，而且结构简单、轻便，对测量的环境要求低，在测量的时候能随意进行移动，能解决传统的坐标测量工具因体积庞大，对测量的环境要求极高，在测量的时候不能随意进行移动的问题。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种便携式探针测量机，包括底座、第一回转关节、第一测量臂、第二回转关节、第二测量臂和测头，第一测量臂的一端通过第一回转关节与底座进行转动连接，第一回转关节包括第一角度编码器，第一角度编码器设在第一回转关节内，第一角度编码器用于探测第一测量臂绕着底座所转动的角度，第一测量臂的另一端通过第二回转关节与第二测量臂一端进行铰接，第二回转关节包括第二角度编码器，第二角度编码器设在第二回转关节内，第二角度编码器用于探测第二测量臂绕着第一测量臂所转动的角度，第二测量臂另一端与测头固定连接。

优选的，第一测量臂绕着底座所转动的轴线为第一转轴线，第二测量臂绕着第一测量臂所转动的轴线为第二转轴线，第一转轴线与所述第二转轴线相互垂直。

优选的，还包括第三测量臂和第三回转关节，第二测量臂另一端通过第三回转关节与第三测量臂一端进行铰接，第三回转关节包括第三角度编码器，第三角度编码器设在第三回转关节内，第三角度编码器用于探测第三测量臂绕着第二测量臂所转动的角度，第三测量臂另一端与测头固定连接。

优选的，第三测量臂绕着第二测量臂所转动的轴线为第三转轴线，第三转轴线与第二转轴线相互平行。

优选的，还包括第四测量臂和第四回转关节，第三测量臂另一端通过第四回转关节与第四测量臂一端进行转动连接，第四回转关节包括第四角度编码器，第四角度编码器设在第四回转关节内，第四角度编码器用于探测第四测量臂绕着第三测量臂所转动的角度，第四测量臂另一端与测头固定连接。

优选的，第四测量臂绕着第三测量臂所转动轴线为第四转轴线，第四转轴线与第三转轴线相互垂直，所述第四转轴线与第二转轴线相互垂直。

优选的，还包括第五测量臂和第五回转关节，第四测量臂另一端通过第五回转关节与第五测量臂一端进行铰接，第五回转关节包括第五角度编码器，第五角度编码器设在第五回转关节内，第五角度编码器用于探测第五测量臂绕着第四测量臂所转动的角度，第五测量臂另一端与测头固定连接。

优选的，第五测量臂绕着第四测量臂所转动的轴线为第五转轴线，第五转轴线、第三转轴线和第二转轴线之间相互平行。

优选的，第一回转关节包括第一中心轴和第一轴承，第一中心轴上部与第一回转关节的壳体固定连接，第一中心轴下部与所述第一轴承内圈固定连接，第一中心轴在所述底座内实现转动，第一测量臂的一端与第一回转关节外壳固定，使得第一测量臂的一端通过第一回转关节与底座进行转动连接。

优选的，第五回转关节还包括第五左连接体、第五右连接体、第五中心轴和第五轴承，第五中心轴右部与第五右连接体壳体固定连接，第五中心轴左部与第五轴承内圈固定连接，第五轴承外圈与所述第五左连接体固定连接，第四测量臂另一端与第五左连接体外壳固定，第五右连接体外壳与第五测量臂一端固定，使得第五测量臂的一端通过第五回转关节与第四测量臂另一端进行铰接。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：依次将底座、第一回转关节、第一测量臂、第二回转关节、第二测量臂、第三回转关节、第三测量臂、第四回转关节、第四测量臂、第五回转关节、第五测量臂和测头连接在一起，移动测头进行测量空间上任意两位置，第一回转关节内的第一角度编码器探测第一测量臂绕着底座所转动的角度；第二回转关节内的第二角度编码器探测第二测量臂绕着第一测量臂所转动的角度；第三回转关节内的第三角度编码器探测第三测量臂绕着第二测量臂所转动的角度；第四回转关节内的第四角度编码器探测第四测量臂绕着第三测量臂所转动的角度；第五回转关节内的第五角度编码器探测第五测量臂绕着第四测量臂所转动的角度；将每个角度编码器所获得的角度信息传送至外界设备就可以计算得到空间上任意两位置的距离信息或角度信息，而且结构简单、轻便，对测量的环境要求低，在测量的时候能随意进行移动，能解决传统的坐标测量工具因体积庞大，对测量的环境要求极高，在测量的时候不能随意进行移动的问题。

附图说明

图1为本发明便携式探针测量机的一种实施方式的结构示意图。

图2为图1所示便携式探针测量机中底座和第一回转关节的结构示意图。

图3为图1所示便携式探针测量机中第五回转关节的结构示意图。

图中：1、底座；2、第一回转关节；21、第一角度编码器；22、第一中心轴；23、第一轴承；24、滑环；3、第一测量臂；4、第二回转关节；5、第二测量臂；6、第三回转关节；7、第三测量臂；8、第四回转关节；9、第四测量臂；100、第五回转关节；101、第五左连接体；102、第五右连接体；103、第五中心轴；104、第五轴承；105、第五角度编码器；200、第五测量臂；300、测头。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

请参见图1-图3，本发明涉及一种便携式探针测量机，包括底座1、第一回转关节2、第一测量臂3、第二回转关节4、第二测量臂5、第三回转关节6、第三测量臂7、第四回转关节8、第四测量臂9、第五回转关节100、第五测量臂200和测头300。

在底座1的底端成型有一平滑的安装面，通过该安装面可以将底座1安装在外界载体上，例如将底座1安装在外界可移动的三脚架上，方便走出实验室和车间，可以随意进行移动。

第一回转关节2包括第一角度编码器21、第一中心轴22和第一轴承23，第一回转关节2内成型有第一腔体，在第一腔体底部壳体内壁上垫有一过渡板，在第一腔体底部壳体外壁贴着一座板，使得第一腔体底部壳体夹在过渡板和座板之间，然后用螺钉依次穿过过渡板、第一腔体底部壳体和座板，将过渡板、第一回转关节2和座板三者紧紧固定在一起，而第一中心轴22上部和座板固定在一起，使得第一回转关节2和第一中心轴22上部固定在一起；第一轴承23安装在第一中心轴22下部，在第一中心轴22下部还套设有滑环24，滑环24位于第一轴承23下方，其中第一轴承23内圈和第一中心轴22下部固定连接在一起，第一轴承23安装在底座1内，并且第一轴承23外圈与座板内壁相接触并实现固定，座板位于底座1内，而且第一中心轴22在所述底座1内实现转动。由于第一测量臂3的一端与第一回转关节2外壳固定，使得第一测量臂3的一端通过第一回转关节2与底座1进行转动连接。

本实施例中，第一轴承23的数量为两个。在其他实施例中，第一轴承23的数量可以根据实际情况进行变更。可以为三个、四个或五个。

第一测量臂3绕着底座1所转动的轴线为第一转轴线，由于第一中心轴22上部依次穿过座板、第一腔体底部壳体和过渡板并延伸至第一腔体内，在第一中心轴22上部的过渡板上固定着第一角度编码器21，该第一角度编码器21用于探测第一测量臂3绕着底座1所转动的角度。当第一测量臂3绕着底座1转动时，在该第一角度编码器21可以得到第一测量臂3绕着底座1所转动的角度信息。

第二回转关节4一侧外壳为第二左连接体，第二回转关节4另一侧外壳为第二右连接体，第一测量臂3的另一端与第二回转关节4一侧外壳固定，第二测量臂5的一端与第二回转关节4另一侧外壳固定，而第二左连接体和第二右连接体之间相互铰接，使得第一测量臂3的另一端通过第二回转关节4与第二测量臂5一端进行铰接。

第二测量臂5绕着第一测量臂3所转动的轴线为第二转轴线，第二转轴线与第一转轴线相互垂直，由于第二回转关节4包括第二角度编码器，将第二角度编码器安装在第二回转关节4内，第二角度编码器用于探测第二测量臂5绕着第一测量臂3所转动的角度。当第二测量臂5绕着第一测量臂3转动时，在该第二角度编码器可以得到第二测量臂5绕着第一测量臂3转动的角度信息。

第三回转关节6一侧外壳为第三左连接体，第三回转关节6另一侧外壳为第三右连接体，第二测量臂5的另一端与第三回转关节6一侧外壳固定，第三测量臂7的一端与第三回转关节6另一侧外壳固定，而第三左连接体和第三右连接体之间相互铰接，使得第二测量臂5的另一端通过第二回转关节4与第三测量臂7一端进行铰接。

第三测量臂7绕着第二测量臂5所转动的轴线为第三转轴线，第三转轴线与第二转轴线相互平行，由于第三回转关节6包括第三角度编码器，将第三角度编码器安装在第三回转关节6内，第三角度编码器用于探测第三测量臂7绕着第二测量臂5所转动的角度。当第三测量臂7绕着第二测量臂5转动时，在该第三角度编码器可以得到第三测量臂7绕着第二测量臂5转动的角度信息。

第四回转关节8包括第四角度编码器，第四角度编码器安装在第四回转关节8内，第三测量臂7另一端通过第四回转关节8与第四测量臂9一端进行转动连接，第四测量臂9绕着第三测量臂7所转动轴线为第四转轴线，第四转轴线与第三转轴线相互垂直，第四转轴线与第二转轴线相互垂直，第四角度编码器用于探测第四测量臂9绕着第三测量臂7所转动的角度。当第四测量臂9绕着第三测量臂7转动时，在该第四角度编码器可以得到第四测量臂9绕着第三测量臂7转动的角度信息。

第五回转关节100包括第五左连接体101、第五右连接体102、第五中心轴103、第五轴承104和第五角度编码器105，其中第五回转关节100一侧外壳为第五左连接体101，第五回转关节100另一侧外壳为第五右连接体102，

第五右连接体102内成型有第五腔体，在第五腔体左侧壳体内壁上安装有一过渡板，在第五腔体左侧壳体外壁贴着一座板，使得第五腔体左侧壳体夹在过渡板和座板之间，然后用螺钉依次穿过过渡板、第五腔体底部壳体和座板，将过渡板、第五右连接体102和座板三者紧紧固定在一起，而第五中心轴103右部和座板固定在一起，使得第五右连接体102和第五中心轴103右部固定在一起；第五轴承104安装在第五中心轴103左部，其中第五轴承104内圈和第五中心轴103左部固定连接在一起，第五轴承104安装在第五左连接体101内，并且第五轴承104外圈与第五左连接体101固定连接在一起。由于第四测量臂9的一端与第五左连接体101外壳固定，第五右连接体102外壳与第五测量臂200一端固定，使得所述第五测量臂200的一端通过第五回转关节100与第四测量臂9另一端进行铰接。

本实施例中，第五轴承104的数量为两个。在其他实施例中，第五轴承104的数量可以根据实际情况进行变更。可以为三个、四个或五个。

第五测量臂200绕着第四测量臂9所转动的轴线为第五转轴线，第五转轴线、第三转轴线和第二转轴线之间相互平行，由于第五中心轴103右部依次穿过座板、第五腔体右部壳体和过渡板并延伸至第五腔体内，在第五中心轴103右部的过渡板上固定着第第五角度编码器105，该第五角度编码器105用于探测第五测量臂200绕着第四测量臂9所转动的角度。当第五测量臂200绕着第四测量臂9转动时，在该第五角度编码器105可以得到第五测量臂200绕着第四测量臂9所转动的角度信息。

第五测量臂200另一端与测头300固定连接。移动测头300，可以测得空间上任意两位置的距离信息或角度信息。

使用本发明时，依次将底座1、第一回转关节2、第一测量臂3、第二回转关节4、第二测量臂5、第三回转关节6、第三测量臂7、第四回转关节8、第四测量臂9、第五回转关节100、第五测量臂200和测头300连接在一起，移动测头300，使得侧头到达空间上任意位置。第一回转关节2内的第一角度编码器21探测第一测量臂3绕着底座1所转动的角度；第二回转关节4内的第二角度编码器探测第二测量臂5绕着第一测量臂3所转动的角度；第三回转关节6内的第三角度编码器探测第三测量臂7绕着第二测量臂5所转动的角度；第四回转关节8内的第四角度编码器探测第四测量臂9绕着第三测量臂7所转动的角度；第五回转关节100内的第五角度编码器105探测第五测量臂200绕着第四测量臂9所转动的角度；将每个角度编码器所获得的角度信息传送至外界设备就可以计算得到空间上任意两位置的距离信息或角度信息，而且结构简单、轻便，对测量的环境要求低，在测量的时候能随意进行移动，能解决传统的坐标测量工具因体积庞大，对测量的环境要求极高，在测量的时候不能随意进行移动的问题。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便携式探针测量机，其特征在于：包括底座、第一回转关节、第一测量臂、第二回转关节、第二测量臂和测头，

所述第一测量臂的一端通过第一回转关节与底座进行转动连接，所述第一回转关节包括第一角度编码器，所述第一角度编码器设在第一回转关节内，所述第一角度编码器用于探测第一测量臂绕着底座所转动的角度，

所述第一测量臂的另一端通过第二回转关节与第二测量臂一端进行铰接，所述第二回转关节包括第二角度编码器，所述第二角度编码器设在第二回转关节内，所述第二角度编码器用于探测第二测量臂绕着第一测量臂所转动的角度，

所述第二测量臂另一端与测头固定连接。

2.根据权利要求1所述的便携式探针测量机，其特征在于：

所述第一测量臂绕着底座所转动的轴线为第一转轴线，所述第二测量臂绕着第一测量臂所转动的轴线为第二转轴线，

所述第一转轴线与所述第二转轴线相互垂直。

3.根据权利要求2所述的便携式探针测量机，其特征在于：还包括第三测量臂和第三回转关节，

所述第二测量臂另一端通过第三回转关节与第三测量臂一端进行铰接，所述第三回转关节包括第三角度编码器，所述第三角度编码器设在第三回转关节内，所述第三角度编码器用于探测第三测量臂绕着第二测量臂所转动的角度，

所述第三测量臂另一端与测头固定连接。

4.根据权利要求3所述的便携式探针测量机，其特征在于：所述第三测量臂绕着第二测量臂所转动的轴线为第三转轴线，所述第三转轴线与所述第二转轴线相互平行。

5.根据权利要求4所述的便携式探针测量机，其特征在于：还包括第四测量臂和第四回转关节，

所述第三测量臂另一端通过第四回转关节与第四测量臂一端进行转动连接，所述第四回转关节包括第四角度编码器，所述四角度编码器设在第四回转关节内，所述第四角度编码器用于探测第四测量臂绕着第三测量臂所转动的角度，

所述第四测量臂另一端与测头固定连接。

6.根据权利要求5所述的便携式探针测量机，其特征在于：所述第四测量臂绕着第三测量臂所转动轴线为第四转轴线，

所述第四转轴线与第三转轴线相互垂直，所述第四转轴线与第二转轴线相互垂直。

7.根据权利要求6所述的便携式探针测量机，其特征在于：还包括第五测量臂和第五回转关节，

所述第四测量臂另一端通过第五回转关节与第五测量臂一端进行铰接，所述第五回转关节包括第五角度编码器，所述第五角度编码器设在第五回转关节内，所述第五角度编码器用于探测第五测量臂绕着第四测量臂所转动的角度，

所述第五测量臂另一端与测头固定连接。

8.根据权利要求7所述的便携式探针测量机，其特征在于：所述第五测量臂绕着第四测量臂所转动的轴线为第五转轴线，

所述第五转轴线、第三转轴线和第二转轴线之间相互平行。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的便携式探针测量机，其特征在于：所述第一回转关节还包括第一中心轴和第一轴承，

所述第一中心轴上部与第一回转关节的壳体固定连接，所述第一中心轴下部与所述第一轴承内圈固定连接，第一中心轴在所述底座内实现转动，

所述第一测量臂的一端与第一回转关节外壳固定，使得所述第一测量臂的一端通过第一回转关节与底座进行转动连接。

10.根据权利要求7所述的便携式探针测量机，其特征在于：所述第五回转关节包括第五左连接体、第五右连接体、第五中心轴和第五轴承，

所述第五中心轴右部与第五右连接体壳体固定连接，所述第五中心轴左部与所述第五轴承内圈固定连接，所述第五轴承外圈与所述第五左连接体固定连接，

所述第四测量臂另一端与第五左连接体外壳固定，所述第五右连接体外壳与第五测量臂一端固定，使得所述第五测量臂的一端通过第五回转关节与第四测量臂另一端进行铰接。