ES2642050T3 - Dispositivo de medición con cordón extensible y procedimiento - Google Patents

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ES2642050T3
ES2642050T3 ES09767105.1T ES09767105T ES2642050T3 ES 2642050 T3 ES2642050 T3 ES 2642050T3 ES 09767105 T ES09767105 T ES 09767105T ES 2642050 T3 ES2642050 T3 ES 2642050T3
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William Robert Swanson
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Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de medicion con cordon extensible y procedimiento Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud es una continuacion parcial y reivindica el beneficio de la Solicitud de Estados Unidos co-pendiente numero 12/214.585, presentada el 20 de junio de 2.008 del mismo tftulo.
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere en general a dispositivos de medicion y, mas espedficamente, implica un dispositivo de medicion con un cordon extensible que tiene un extremo libre, el extremo libre del cordon para su colocacion en un punto para medirsu ubicacion.
Antecedentes de la invencion
Los dispositivos y procedimientos convencionales para medir, por ejemplo, un espacio para su remodelacion, son lentos, requieren de mucha mano de obra y no son muy precisos. Por lo general, dos personas toman mediciones con cinta metrica y transportadores.
Los procedimientos mas modernos utilizan dispositivos de medicion laser. Estos dispositivos son muy costosos y tienen una precision limitada en muchas superficies. Su precision se observa especialmente disminuida donde mas se desea precision, como en las esquinas y en superficies curvas.
Varios dispositivos miden un objeto tridimensional mediante la colocacion de una sonda en multiples puntos en el objeto y la determinacion de las posiciones relativas de los puntos en sus posiciones con respecto a la unidad de base de la sonda.
Por ejemplo, la patente de Estados Unidos 4.703.443 de Maiyasu titulada Dispositivo para Medir la Forma de un Objeto Tridimensional describe el uso de una sonda en el extremo de un brazo compuesto por una pluralidad de miembros de brazo. La ubicacion relativa de un punto con sonda se determina a partir de los angulos de los miembros de brazo.
El dispositivo de la Patente de Estados Unidos 6.785.973 de Janssen titulada Dispositivo de Medicion que Comprende una Sonda de Medicion Movil utiliza una sonda anclada acoplada a una junta esferica. La ubicacion relativa de un punto con sonda se determina midiendo la longitud del anclaje y el giro de la junta esferica.
La invencion es un dispositivo de medicion de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2 y un procedimiento de medicion de acuerdo con la reivindicacion 20 y la misma comprende, por lo general, un alojamiento de la unidad de base de un cable extensible; el cable incluye un extremo libre para su colocacion por un usuario en un punto a medir. La unidad de base incluye: una base; un primer carro que incluye un primer bastidor de giro unido a la base de manera que pueda girar alrededor de un primer eje; y un segundo carro que incluye un segundo bastidor de giro unido al primer bastidor de modo que pueda girar alrededor de un segundo eje. Un dispositivo de paso de referencia principal, unido al segundo bastidor, define un paso de referencia principal confinado interior para la seccion media del cable. Un sensor de desplazamiento angular unido al segundo bastidor incluye un paso de cable confinado exterior para el cable entre el paso de referencia principal y el extremo libre del cable. El cable esta en posicion de alineacion cuando el eje longitudinal local del cable en el paso de cable confinado exterior se alinea con el paso de referencia principal. El sensor de desplazamiento angular detecta el desplazamiento angular del cable alejandose de la posicion de alineacion y produce una senal de desplazamiento indicativa del mismo.
Un primer motor servoalimentado se acopla al primer bastidor para hacer girar el primer carro alrededor del primer eje en respuesta a la senal de desplazamiento del sensor de desplazamiento angular indicativa del desplazamiento con cable alrededor del primer eje para mover el sensor de desplazamiento angular hacia o a la posicion de alineacion.
Un segundo motor servoalimentado se acopla al segundo bastidor para hacer girar el segundo carro alrededor del segundo eje en respuesta a la senal de desplazamiento del sensor de desplazamiento angular indicativa del desplazamiento con cable de alrededor del segundo eje para mover el sensor de desplazamiento angular hacia o a la posicion de alineacion.
Un conjunto de medicion del cable, unido al segundo bastidor, se acopla al cable y mide la longitud o el cambio de longitud del cable y produce una senal indicativa de la distancia hasta el punto a medir.
Un conjunto de medicion del primer carro mide la posicion de giro o cambio de posicion de giro del primer carro respecto a la base y produce una senal indicativa del angulo alrededor del primer eje hasta el punto a medir.
Un conjunto de medicion del segundo carro mide la posicion de giro o cambio de posicion de giro del segundo carro con respecto al primer carro y produce una senal indicativa del angulo alrededor del segundo eje hasta el punto a
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medir.
Un ordenador almacena la identificacion de puntos y sus mediciones. Preferentemente, el usuario quien coloca el extremo libre del cable en un punto sostiene el ordenador, tal como un PDA, y las mediciones se comunican desde la unidad de base al ordenador a traves de radio, tal como Bluetooth®. Un programa de software utiliza una pluralidad de puntos para definir las superficies de los objetos.
Un procedimiento de medicion de un objeto mediante el dispositivo de medicion incluye situar la unidad de base en la lmea de vision del objeto, colocar el extremo libre del cable en un punto en el objeto a medir; y obtener las mediciones de la ubicacion del punto del conjunto de medicion del cable, conjunto de medicion del primer carro, y conjunto de medicion del segundo carro. Una pluralidad de puntos de medicion define el objeto.
Para medir nuevos puntos fuera de la lmea de vision de la primera posicion, la unidad de base se situa a una segunda posicion con la lmea de vision de tanto una superficie de medida o primera posicion como de los nuevos puntos que se van a medir. La nueva posicion se determina a continuacion, de tal manera que la posicion relativa de los nuevos puntos se puede determinar.
Otras caractensticas y muchas ventajas asociadas de la invencion se haran mas evidentes tras leer la siguiente descripcion detallada junto con los dibujos en los que numeros de referencia se refieren a partes similares.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es una vista en perspectiva de una habitacion que muestra un uso del dispositivo de medicion de la invencion.
La Figura 2 es una vista superior, frontal, lateral derecha, parcialmente cortada y en perspectiva de elementos seleccionados de la unidad de base del dispositivo.
La Figura 3 es una vista inferior, frontal, lateral izquierda, parcialmente cortada y en perspectiva de los elementos seleccionados de la Figura 2.
La Figura 4A es una vista frontal, superior, lateral derecha y en perspectiva del sensor de desplazamiento angular del cable que incluye un cardan principal forzado en forma de un cardan de placa.
La Figura 4B es una vista posterior, inferior, lateral izquierda y en perspectiva del sensor de desplazamiento angular del cable de la Figura 4A.
La Figura 5 es una vista en alzado frontal del cardan de desplazamiento angular principal de la Figura 4A y de la Figura 4B.
La Figura 6 es una vista en alzado frontal ampliada del cardan de placa de la Figura 5.
La Figura 7 es una vista frontal ampliada, superior, lateral derecha y en perspectiva del conjunto de paso de cable de las Figuras 4 y 5.
La Figura 8 es una vista en seccion transversal ampliada del conjunto de rodamiento de empuje del cardan principal.
La Figura 9 es una vista esquematica en perspectiva de una segunda realizacion ejemplar no de acuerdo con la invencion del sensor de desplazamiento angular del cable en forma de sensores de contacto.
La Figura 10 es una vista esquematica en perspectiva de una tercera realizacion ejemplar no de acuerdo con la invencion del sensor de desplazamiento angular del cable en forma de sensores opticos.
La Figura 11 es una vista esquematica en perspectiva de una cuarta realizacion ejemplar no de acuerdo con la invencion del sensor de desplazamiento angular del cable en forma de un sensor magnetico o electromagnetico. La Figura 12 es una vista en perspectiva de una quinta realizacion del sensor de desplazamiento angular del cable en forma de un sensor de momento.
La Figura 13 es un diagrama de flujo para la medicion de una superficie.
La Figura 14 es una vista frontal, superior, lateral derecha y en perspectiva similar a la Figura 4B, de una realizacion alternativa del soporte de empuje del cardan principal en la forma de un alambre.
La Figura 15 es una vista en seccion transversal, similar a la Figura 8, del soporte de empuje del cardan principal de alambre de la Figura 14.
La Figura 16 es una vista ampliada, en despiece, parcialmente cortada y en perspectiva de la abrazadera de alambre y cardan de la Figura 15.
La Figura 17 es una vista en perspectiva de una sexta realizacion del sensor de desplazamiento angular del cable que incluye un sensor optico fuera de cable.
La Figura 18 es una vista en perspectiva de una septima realizacion ejemplar no de acuerdo con la invencion del sensor de desplazamiento angular del cable que incluye un sensor de laser fuera de cable.
La Figura 19 es una vista en perspectiva de una octava realizacion ejemplar no de acuerdo con la invencion del sensor de desplazamiento angular del cable que incluye un sensor laser y un seguidor de cable elastomerico.
La Figura 20 es una vista superior ampliada, parcialmente en seccion transversal, del sensor de desplazamiento angular del cable de la Figura 19.
La Figura 21 es una vista en perspectiva de una novena realizacion ejemplar no de acuerdo con la invencion del sensor de desplazamiento angular del cable que incluye un conjunto de resortes en voladizo de dos ejes.
La Figura 22 es una vista en perspectiva de una decima realizacion del sensor de desplazamiento angular del cable que incluye un codificador lineal magnetico.
La Figura 23 es una vista inferior, frontal, lateral izquierda; parcialmente cortada y en perspectiva similar a la
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Figura 3 de los elementos seleccionados de una realizacion alternativa del dispositivo de medicion incluyendo solo un carro.
Descripcion detallada de la invencion
Con referencia a continuacion a los dibujos, se muestra en la Figura 1 una vista en perspectiva de una habitacion 800 que muestra un uso del dispositivo 10 de medicion de la invencion. Un usuario 90 utiliza el dispositivo 10 de medicion para obtener coordenadas numericas, tales como coordenadas polares, de una pluralidad de puntos en la habitacion 800. Mediante la medicion de la ubicacion de un numero relativamente pequeno de puntos en la habitacion 800, el dispositivo 10 de medicion puede definir la totalidad delas superficies 805 deseadas en tres espacios a efectos de determinar la cantidad o el tamano del suelo, pintura, revestimientos de paredes, ventanas, encimeras, armarios y demas caractensticas.
El dispositivo 10 se puede utilizar en una fabrica para medir la ubicacion tridimensional de las tubenas, o los detalles de las maquinas u otros objetos generalmente diffciles de medir.
Las superficies 805 de la habitacion 800 incluyen un suelo 810, pared 815 posterior, y pared 820 lateral. Un mueble 830 colinda con la pared 820 lateral. Las superficies 805 del mueble 830 incluyen una pared 835 lateral derecha, una pared 840 lateral izquierda, una superficie 845 superior, una pared 850 superior frontal, una superficie 855 inferior, y una pared 860 frontal inferior.
El dispositivo 10 incluye, por lo general, un cable 12 retractil que tiene una seccion 16 media y un extremo 14 libre; una unidad 20 de base que soporta dispositivos para seguir el movimiento del cable 12 y para medir la longitud y direccion del cable 12, un ordenador 700, tal como un asistente 701 digital personal (PDA) sujeto por un usuario 90, y una interfaz 704 de usuario al ordenador 700 tal como un teclado 704A de entrada en el pDa 701 o teclado 704B en la unidad 20 de base.
El alojamiento 102 protege contra la suciedad y los danos y define un orificio 103 para el paso de cable 12. Como se explicara en mayor detalle mas adelante, el alojamiento 102 gira para seguir el cable 12 a medida que el cable 12 se mueve. La unidad 20 base se adapta para soportarse firmemente por una superficie. El bastidor 25 de la unidad 20 de base se soporta firmemente por un soporte 40, tal como una placa de suelo colocada en el suelo o, tal como se muestra en la realizacion ejemplar, sobre una primer tnpode 40F colocado en el suelo 810. Preferentemente, la unidad 20 de base se puede acoplar selectivamente al soporte 40 para fines que se explicaran.
Un usuario 90, como usuario 90G de agarre, agarra un asidero 18 unida al extremo 14 libre del cable y coloca el extremo 14 libre en un punto, tal como el punto A en la pared 820 lateral, cuya ubicacion se va a medir con el dispositivo 10. El asidero 18 se une al cable 12 de tal manera que no introduzca un momento en el cable 12 para mantener el cable 12 lineal. La distancia al punto A y la direccion al punto A se miden mediante dispositivos de medicion en el alojamiento 102.
Uno o mas ordenadores 700 se utilizan para introducir, almacenar y procesar datos. En la realizacion preferida mostrada, el usuario 90G de agarre utiliza un ordenador 700 portatil, tal como un asistente 701 digital personal (PDA). El PDA 701 contiene un programa adaptado para recibir y procesar los datos introducidos. Un programa informatico para realizar las funciones descritas en la presente memoria esta facilmente disponible comercialmente o se puede escribir por un programador razonablemente experto en la materia o un programa existente puede adaptarse facilmente a las caractensticas espedficas del dispositivo 10 por un programador razonablemente experto en la tecnica. Como alternativa, un ordenador 700 se puede situar en la unidad 20 de base o puede ser una unidad separada.
En la realizacion ejemplar, el usuario 90G de agarre entra introducir en el teclado 704A de entrada del PDA 701. El PDA 701 y la unidad 20 de base tienen conectividad inalambrica, tal como radio, tal como Bluetooth®, y el PDA 701 recibe las mediciones de cable de la unidad 20 de base. Otra conectividad inalambrica, tal como IrDA (infrarrojos), sonido, o Wi-Fi se podna utilizar. Como alternativa, se podnan utilizar otros procedimientos de entrada y de conectividad. Un cable separado se podna utilizar. La introduccion se podna transmitir a traves del cable 12 de medicion. La conectividad de datos entre el ordenador 700, los dispositivos de medicion, y el usuario 90G de agarre permite que una sola persona sea capaz de operar el dispositivo 10 y medir la habitacion 800. Un segundo usuario, que no se muestra, podfa comunicarse con el ordenador 700 en una de las maneras descritas anteriormente o realizar la introduccion a traves del puerto 706 o en la entrada o teclado 704B en la unidad 20 de base.
Volviendo momentaneamente a la Figura 13, se muestra un diagrama de flujo para la toma de medicion. Un usuario introduce un identificador de superficie para identificar la superficie a medir para asociar los puntos medidos con la misma. Con el extremo 14 libre del cable en un punto que se va a medir en la superficie, el usuario presiona un boton de "registro". Las mediciones se registran. Si mas puntos se deben introducir para reconstruir la superficie, a continuacion el extremo 14 libre del cable se mueve y los puntos adicionales se registran en la memoria para esa superficie. Si no, despues un nuevo identificador de superficie se introduce y los puntos de esa superficie se miden.
En un uso ejemplar, el usuario 90 coloca el primer tnpode 40F firmemente en el suelo 810 y fija un bastidor 25. El programa en el PDA 701 se activa para recibir datos. Usuario 90G de agarre entra un identificador para una
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superficie 805, tal como la pared 820 lateral, que va a medirse. El usuario 90G de agarre entra un identificador para el tipo de superficie, por ejemplo "plana" para la superficie 820 de pared lateral, coloca el extremo 14 libre del cable en un punto, tal como el punto A, en la pared 820 lateral, y presiona un boton de registro en el PDA 701. La ubicacion del punto A se determina por la unidad 20 de base y se transmite al PDA 701. Este procedimiento se repite con los puntos B y C. El PDA 70l tiene ahora en la memoria tres puntos A, B, C que definen un plano, del que la superficie 820 de pared lateral forma parte. El mismo procedimiento se utiliza para otras superficies 805. Puntos adicionales sobre cualquier superficie 805 se pueden medir. Los datos recogidos se pueden procesar por el ordenador 700 o enviarse, tal como a traves del puerto 706 o radio, tal como con Bluetooth®, a otro ordenador para su procesamiento.
A partir de los datos medidos, un software de formacion de imagenes, tal como el software de diseno asistido por ordenador (CAD) reconstruye las superficies 820. Tal software se conoce bien en la tecnica. Un ejemplo es Geomagic Studio desde Geomagic, Inc. Otro paquete de software para el procesamiento de datos de puntos en tres dimensiones es RapidFormXOR de INUS Technology, Inc. y Rapidform, Inc.
Otros identificadores de tipo de superficie se utilizan para superficies mas complejas. Para un identificador de superficie tal como "curva suave", el programa informatico podna "suavizar" los puntos medidos asociados para llegar a la configuracion de la superficie. Para cada designacion de superficie, se pueden utilizar uno o mas sub- designaciones. Por ejemplo, "borde" o "terminal" se utiliza para designar un punto de borde o punto de esquina en una superficie respectivamente. Para la medicion de superficies mas complejas, se mide un gran numero de puntos o se introduce una sub-designacion de "exploracion" y el extremo 14 libre del cable se extrae a lo largo de la superficie y los puntos se miden repetidamente.
Si una superficie 805 que se va a medir, tal como el extremo 840 izquierdo del mueble, no puede medirse por el dispositivo 10 mientras se monta en el primer tnpode 40F, como debido a que la superficie 840 no esta en la lmea de vision del primer tnpode 40F o no puede alcanzarse por el extremo 14 del cable del primer tnpode 40F, a continuacion, un tnpode adicional, como el segundo tnpode 40S, se coloca en un lugar adecuado para medir la superficie 840. Cada tnpode 40 incluye un punto de referencia, tal como el punto F, S o T, cuya ubicacion, en relacion con una unidad 20 de base unida, se conoce. La ubicacion del punto S de referencia en el segundo tnpode 40S se mide por el dispositivo 10 para establecer la ubicacion espacial del segundo tnpode 40S en relacion con el primer tnpode 40F. La unidad 20 de base se separa del primer tnpode 40F y se une al segundo tnpode 40S. El punto F de referencia en el primer tnpode 40F se mide por la unidad 20 de base en el segundo tnpode 40S para establecer la orientacion angular de la unidad 20 de base en el segundo tnpode 40S en relacion con el primer tnpode 40F. Los puntos se miden desde la unidad 20 de base en el segundo tnpode 40S.
Este patron de salto de tnpode se puede repetir para medir cualquier superficie 805. Por ejemplo, para medir puntos adicionales que no se pueden medir desde el segundo tnpode 40S, el primer tnpode 40F, u otro tnpode 40T se mueve a una ubicacion adecuada para la medicion de los puntos. Su punto F de referencia en la nueva ubicacion se mide, la unidad 20 de base se separa del segundo tnpode 40S y se une al primer tnpode 40F movido, y el punto de referencia S del segundo tnpode 40S se mide para establecer la posicion relativa de la nueva ubicacion.
Si es deseable anadir mas tarde una superficie 805 a los datos o mejorar mas tarde o corregir los datos de medicion de una superficie 805, no es necesario volver a introducir todos los puntos medidos. En cambio, para anadir una superficie 805, la unidad 20 de base se coloca, como se ha descrito anteriormente, en condiciones de tanto medir la superficie 805 adicional como medir una pluralidad de puntos en las superficies 805 ya conocidas. Una entrada de "re-orientacion" dirige al ordenador 700 a utilizar los puntos medidos proximos de las superficies 805 conocidas para determinar la ubicacion y la orientacion de la unidad 20 de base por triangulacion. Los puntos o superficies 805 adicionales se pueden medir, a continuacion, y se anaden a los datos previamente medidos.
La Figura 2 es una vista superior, frontal, lateral derecha, parcialmente cortada y en perspectiva de elementos seleccionados de la unidad 20 de base del dispositivo 10. La Figura 3 es una vista inferior, frontal, lateral izquierda y en perspectiva de los elementos seleccionados de la Figura 2. Las Figuras 2 y 3 se utilizaran para explicar las funciones generales del dispositivo 10. Los elementos pertinentes se describiran mas tarde en mayor detalle. Un cable 12 incluye un extremo 14 libre, un extremo 13 de suministro, y una seccion 16 media entre los mismos. El extremo 14 libre es para su colocacion en un punto, cuya ubicacion se va a medir, tal como el punto A en la Figura 1. Un asidero 18 unido al extremo 14 libre de cable 12 se utiliza, tal como agarrandose por el usuario 90G, para el posicionamiento de extremo 14 libre en un punto que se va a medir.
La unidad 20 de base incluye, por lo general, un bastidor 25 para su fijacion a un soporte 40 de suelo, una base 30 unida al bastidor 25, un carro 100 de giro montado giratoriamente en la base 30, y un carro 200 de inclinacion montado giratoriamente en el carro 100 de giro.
El bastidor 25 incluye medios, tales como una pluralidad de conectores 26 de cooperacion para cooperar con el soporte 40 para unir selectivamente el bastidor 25 al soporte 40.
La base 30 incluye un anillo 31 unido a y soportado por el bastidor 25. El anillo 31 tiene una cara 32 interior circular y una cara 33 exterior circular.
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El carro 100 de giro incluye una pluralidad de componentes conectados a un bastidor 101 del carro de giro. En la Figura 3, el bastidor 101 se muestra solo parcialmente para mayor claridad. El carro 100 de giro incluye medios 110, tal como una pluralidad de ruedas 111, para montar giratoriamente el carro 100 de giro en la base 30. Las ruedas 111 incluyendo la rueda 111D de accionamiento, se montan en el bastidor 101 y montan giratoriamente el carro 100 de giro en la cara 32 interior del anillo 31 30 de base. El carro 100 de giro se une giratoriamente a la base 30 de modo que pueda girar alrededor de un eje de guinada, tal como el primer eje o gire eje 0 (theta). El eje 0 de giro es normalmente perpendicular al suelo u otro soporte 40 de la unidad 20 de base. Por lo tanto, el eje 0 de giro es normalmente vertical o sustancialmente vertical. El carro 100 de giro puede girar a la izquierda o derecha y un numero cualquiera de grados para alinear el cable 12 en cualquier direccion.
La unidad 20 de base incluye medios 190 de alimentacion, tal como una batena 191 para la alimentacion de los componentes. La batena 191 se une a la unidad 20 de base, tal como al bastidor 101 del carro de giro. La energfa se distribuye de la batena 191 a los componentes por cualquier medio deseable, tales como lmeas de alimentacion, no mostradas.
Medios de montaje del carro de inclinacion, tales como un par de cojinetes 135 separados se unen al bastidor 101 para el montaje giratorio del carro 200 de inclinacion.
El carro 200 de inclinacion incluye una pluralidad de componentes conectados para bastidor 201 del carro de inclinacion. En la Figura 3, el bastidor 201 se muestra solo parcialmente para mayor claridad. El carro 200 de inclinacion se une giratoriamente al carro 100 de giro, como por ejes 202 unidos al bastidor 201 y articulado en cojinetes 135, por lo que puede girar alrededor de un segundo o eje 9 (phi) de paso definido por los cojinetes 135. En la realizacion ejemplar, el carro 200 de inclinacion puede inclinarse hacia abajo en un angulo de aproximadamente 35° y girar hacia arriba desde allf a traves de un angulo de aproximadamente 92° a 127° de movimiento total.
Un paso 230 de referencia principal se une al bastidor 201 y define un paso interior, confinado con respecto al bastidor 201 para la seccion 16 media del cable 12. En la realizacion ejemplar, un dispositivo de paso de referencia principal unido al bastidor 201 del carro de inclinacion, tal como la polea 231 unida giratoriamente al bastidor 201 del carro de inclinacion, proporciona el paso 230 de referencia principal. El paso 230 de referencia principal es donde el cable 12 de entrada entre en contacto primero con la polea 231 de referencia principal cuando recibe de un paso 339 de datos de entrada confinado exterior, como se describira posteriormente. El paso 230 de referencia principal proporciona el primer punto de pivote que esta fijo en relacion con el bastidor 201 para el cable 12 de entrada. Otras realizaciones del paso 230 de referencia principal podnan incluir un orificio de anillo o la entrada a un tubo o abertura similar para el paso confinado de cable 12.
En la realizacion preferida mostrada, el segundo eje 9 es perpendicular a e interseca el eje 0 de giro. El paso 230 de referencia principal se situa en, o cerca de, esta interseccion. En consecuencia, las coordenadas p, 0, 9 polares relativas del extremo 14 del cable pueden en cambio producirse directamente desde el paso 230 de referencia principal. Sin embargo, otros ejes relativos se pueden utilizar y las mediciones al punto se pueden transformar despues matematicamente como es bien conocido en la tecnica, en cualquier sistema de coordenadas deseado.
Un medio 600 de suministro de cable se une al bastidor 201 y suministra cable 12 del extremo 13 de suministro bajo una tension predeterminada al paso 230 de referencia principal. En la realizacion ejemplar, el medio 600 de suministro de cable incluye un tambor o carrete 660, sobre el que se enrolla el cable 12, un sensor 610 de tension del cable para detectar la tension en el cable 12 suministrado al paso 230 de referencia principal, y un motor 650 servoalimentado del carrete acoplado al carrete 660 tal como por la correa 655 para hacer girar el carrete 660. Un medio de montaje del carrete, tal como una pluralidad de rodillos 670, se monta en el bastidor 201 de inclinacion para soportar el carrete 660 de tal manera que pueda girar para el almacenamiento o liberacion de cable 12. En la realizacion ejemplar, el sensor 610 de tension del cable incluye un sensor y una polea 611 del rodillo que se fuerza con resorte para empujarse contra el cable 12 entre otros soportes de cable. El sensor 610 detecta la ubicacion de la polea 611 y produce una senal representativa de la misma. En respuesta a la senal del sensor 610 de tension, el motor 650 servoalimentado del carrete hace girar el carrete 660 para mantener la tension predeterminada.
Otros medios de deteccion de la tension del cable bien conocidos en la tecnica se podnan utilizar, tal como una celula de carga para medir la carga en la polea 611.
El medio 620 de posicionamiento del cable unido al bastidor 201 incluye una pluralidad de poleas 622 que alimentan cable 12 a o reciben 12 de una polea 623 de posicionamiento final. La polea 623 de posicionamiento final se monta sobre un eje 630 unido al bastidor 201 de manera que se desliza axialmente a lo largo del eje 630 y alimenta el cable 12 al carrete 660 de tal manera que el cable 12 no se superpone en el carrete 660.
El medio 450 de medicion de la longitud del cable se une al bastidor 201 y se acopla al cable 12 para medir la longitud p (rho) o el cambio de longitud del cable 12 a medida que el extremo 14 libre se mueve y se coloca en un punto. El medio 450 de medicion de la longitud del cable produce una senal, tal como en la lmea 460, indicativa de la longitud p (rho) o el cambio de longitud del cable 12. Medios de medicion de la longitud del cable de diversas configuraciones son bien conocidos en la tecnica. En la realizacion ilustrativa, el cable 12 se envuelve parcialmente
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alrededor de una polea 455 de tal manera que el movimiento del cable 12 hace girar la polea 455. Un sensor 457, como es bien conocido en la tecnica, tal como un codificador optico, transfiere una cantidad de giro de la polea 455 para cambiar la longitud del cable y produce una senal indicativa de la misma.
El carro 200 de inclinacion incluye un conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular unido al bastidor 201 que incluye un paso 339 de cable confinado exterior para el cable 12 entre paso 230 de referencia principal y el extremo 14 libre del cable. El cable 12 esta en posicion de alineacion cuando el eje 17 longitudinal local del cable 12 en el paso 339 de cable confinado exterior se alinea con el paso 230 de referencia principal. A medida que el extremo 14 libre del cable se mueve desde un punto anterior a un nuevo punto que no esta directamente radialmente hacia fuera desde el punto anterior, la seccion 16 media del cable se desplaza angularmente en el conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular. El conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular detecta este desplazamiento angular del cable 12 alejandose de la posicion 305 de alineacion y produce una senal o senales indicativas del mismo, tal como en las lmeas 308 y 309. El conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular se describira en mayor detalle mas adelante en la presente memoria.
El conjunto 120 de motor servoalimentado de giro hace girar el carro 100 de giro alrededor del eje de giro 0 sensible a la senal del conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular indicativa del desplazamiento del cable alrededor del eje de giro (0) para mover el conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular hacia la posicion 305 de alineacion. Como se ilustra, el conjunto 120 de motor servoalimentado de giro incluye un motor servoalimentado 122 de giro montado en el carro 100 de giro y un primer mecanismo 125 de accionamiento incluye una correa 126 conectada a la primera rueda 127 de accionamiento conectada a la rueda 111D de accionamiento que interactua con la cara 32 interior del anillo 31 de la base 30 para hacer girar el carro 100 de giro en relacion con la base 30 y alrededor del eje 0 de giro. Tal como se utiliza aqm, el termino "motor servoalimentado" puede aplicarse a cualquier tipo de accionador de motor aplicable tal como un motor servo, un motor paso a paso, o un motor hidraulico, por ejemplo.
El conjunto 160 de motor servoalimentado de inclinacion acopla el carro 200 de inclinacion al carro 100 de giro para hacer girar el carro 200 de inclinacion en los cojinetes 135 alrededor del eje 9 de inclinacion sensible a la senal del conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular indicativa del movimiento del cable 12 alrededor del eje 9 de inclinacion de manera que se mueve el conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular hacia la posicion 305 de alineacion. Como se muestra, el conjunto 160 de motor servoalimentado de inclinacion incluye un motor 162 servoalimentado de inclinacion montado en el bastidor 101 y un mecanismo 165 de accionamiento de inclinacion que incluye una correa 166 que conecta la primera rueda 167 de accionamiento con la segunda rueda 168 de accionamiento conectada al eje 202 del munon del carro 200 de inclinacion para hacer girar el carro 200 de inclinacion en los cojinetes 135.
Un medio 500 de medicion del carro de giro mide la posicion de giro o cambio de posicion de carro 100 de giro de giro en relacion con la base 30 y produce una senal, tal como en la lmea 510, indicativa de la misma. Muchos de tales medios de medicion son bien conocidos en la tecnica. En la realizacion ejemplar, un codificador 520 optico incluye un lector 522 optico montado en el carro 100 de giro para la lectura de una tira 525 del codificador en la base 30.
Un medio 550 de medicion del carro de inclinacion mide la posicion de giro o cambio de posicion de giro del carro 200 de inclinacion en relacion con el carro 100 de giro y produce una senal indicativa de la misma. Muchos de tales medios de medicion son bien conocidos en la tecnica. En la realizacion ejemplar, el medio 550 de medicion del carro de inclinacion incluye un codificador 570 optico que incluye un lector 572 optico montado en el carro 200 de inclinacion para la lectura de una tira 575 del codificador en el arco 140 del carro 100 de giro y para producir una senal indicativa de la inclinacion en la lmea 560 de senal.
De esta manera, los carros 100, 200 de giro e inclinacion giran para seguir el movimiento del extremo 14 libre del cable 12 hasta un nuevo punto medido o entre un punto anterior medido y un nuevo punto hasta que la seccion 16 media del cable se encuentre de nuevo en la posicion 305 de alineacion en el conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular. En este momento, la posicion del nuevo punto o el cambio de posicion del nuevo punto en relacion con el punto anterior se pueden determinar, por ejemplo, por ordenador 700 en respuesta a las senales en lmeas 460, 510, 560 procedentes de los medios 450, 500, y 550 de medicion.
La ubicacion del punto medido puede determinarse a partir de las senales en 460, 510, y 560, con la finalidad de reconstruir la superficie medida, por medios matematicos bien conocidos en la tecnica. En la realizacion ejemplar, el ordenador 700 interpreta las senales en las lmeas 460, 510, y 560 como representando los componentes p, 0, y 9 de un punto P (no mostrado) en un sistema de coordenadas polar. Debido a que la fuerza de la gravedad tiende a desplazar la seccion 16 media del cable hacia abajo a lo largo de una curva catenaria, la ubicacion medida de extremo 14 libre del cable no es coincidente con el punto P, pero contiene un desfase que depende de la longitud extendida del cable, de la orientacion del cable relativa a la fuerza de la gravedad, de la densidad del cable por unidad de longitud, y de la tension del cable. El ordenador 700 determina el desfase de estos parametros conocidos utilizando medios matematicos bien conocidos en la tecnica para determinar la ubicacion medida del extremo 14 libre del cable con respecto al punto P. Para una mayor precision, un acelerometro o un sensor de otro nivel (no mostrado) se pueden montar en la unidad 20 de base, tal como en el carro 200 de inclinacion, con la finalidad de
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determinar la orientacion precisa del cable en relacion con la fuerza de la gravedad.
Las senales de localizacion en la lmea 460 de senal de distancia, la lmea 510 de senal de giro, y la lmea 560 de senal de inclinacion se almacenan en relacion con el punto de medicion. Esto se puede hacer de cualquier manera deseable, tal como en un ordenador local en la unidad 20 de base, no mostrado, o, como en el ejemplo ilustrativo, transmitirse, tal como mediante Bluetooth ®, al PDA 701.
La comunicacion de senal dentro de la unidad 30 de base puede realizarse de cualquier manera deseable. La configuracion ejemplar utiliza alambres. Los alambres se utilizan facilmente para la conectividad porque el unico movimiento relativo entre los elementos de envm y los elementos de recepcion es el cambio en el angulo 9 de inclinacion.
Ademas de ser un dispositivo de medicion, el dispositivo 10 puede tambien ser un dispositivo de salida. Un puntero de luz, tal como puntero 270 de laser que produce el rayo 271 de laser, se une al bastidor 201 de inclinacion. Utilizando los resultados de los datos de medicion, un programa informatico, como es bien conocido en la tecnica, construye una imagen tridimensional de las superficies. La unidad 20 de base se puede dirigir, tal como mediante un programa informatico, para dirigir luz desde el puntero 270 de laser hasta un punto dado o a lo largo de un patron de puntos. Por ejemplo, el contorno de un receptaculo electrico de pared medido anteriormente se puede rastrear para recortar del panel suprayacente nuevo o un nuevo patron de baldosas de suelo puede rastrearse en un suelo.
Las Figuras 4-8 son vistas de una realizacion ilustrativa de un conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular, como el conjunto 300G de sensor de desplazamiento angular con cardan, que incluye un cardan 310 principal forzado en forma de un cardan de placa. Otras nueve realizaciones del conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular se muestran en la Figuras posteriores y se describen con las mismas. El conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular se une al segundo bastidor 201, e incluye un paso de referencia de entrada confinado entre el paso 230 de referencia principal y el extremo 14 libre del cable en el que el cable 12 esta en la posicion 305 de alineacion cuando el eje 17 longitudinal local del cable 12 se alinea con el paso 230 de referencia. El conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular detecta el desplazamiento angular del cable 12 alejandose de la posicion 305 de alineacion y produce una senal de desplazamiento, como en las lmeas 308, 309 indicativa del mismo. La senal de desplazamiento instruye a su vez el servomotor 122 de giro y/o el servomotor 162 de inclinacion para mover el carro 100 de giro y/o el carro 200 de inclinacion de tal manera que el cable 12 se devuelve a la posicion 305 de alineacion del cable.
La Figura 4A es una vista frontal, superior, lateral derecha y en perspectiva del conjunto 300G de sensor de desplazamiento angular del cable que incluye un cardan 310 principal forzado en forma de un cardan de placa fijado a una porcion de bastidor 201 del carro de inclinacion. La Figura 4B es una vista posterior, inferior, lateral izquierda y en perspectiva del conjunto 300G de sensor de desplazamiento angular del cable de la Figura 4A. La Figura 5 es una vista en alzado frontal del conjunto 300G de sensor de desplazamiento angular de la Figura 4A. La Figura 6 es una vista en alzado frontal ampliada del cardan 310 principal de las Figuras 4Ay 4B. La Figura 7 es una vista frontal, superior, lateral derecha y en perspectiva ampliada del conjunto 330 de pasos de cable de las Figuras 4A, 4B y 5. La Figura 8 es una vista en seccion transversal ampliada del conjunto 370 de cojinete de empuje del cardan principal y del conjunto 375 de forzado de la Figura 5.
Volviendo por un momento a la Figura 6, se muestra una vista en alzado frontal ampliada del cardan 310 principal de las Figuras 4 y 5. El cardan 310 principal es un cardan forzado de dos ejes, plano que comprende un cardan 312 exterior y un cardan 320 interior. El cardan 312 exterior incluye un anillo 313 de cardan exterior soportado por los extremos 316 interiores de un parde miembros 315 de torsion exteriores en un primer eje 314 de cardan. Observese que "anillo" se utiliza debido a la tradicion de cardan, pero este elemento puede ser cualquier forma funcional. Las perforaciones 318 reciben los elementos 319 de fijacion, tales como pernos, como se observa en las Figuras 4A y 5, que sujetan los extremos 317 exteriores de los miembros 315 de torsion exteriores al carro 200 de inclinacion. El cardan 320 interior incluye un anillo 321 de cardan interior soportado por los extremos 326 interiores de un par de miembros 325 de torsion interiores en un segundo eje 324 de cardan. Los miembros 325 de torsion interiores se soportan en sus extremos 327 exteriores por el anillo 313 de cardan exterior. El anillo 313 de cardan exterior es libre de girar alrededor del primer eje 314 de cardan. El anillo 321 del cardan interior es libre de girar alrededor del segundo eje 324 de cardan en relacion con el anillo 313 de cardan exterior y, por tanto, puede girar en cualquier direccion. El cardan 310 principal es un cardan forzado, en que los anillos 313, 321 de cardan se fuerzan para girar a una posicion neutra cuando se eliminan las fuerzas de giro. En el cardan 310 principal, el forzado neutra se proporciona por los miembros 315, 325 de torsion pareados.
Volviendo a las Figuras 4, 5, 7 y 8, los otros componentes principales del conjunto 300G sensor de desplazamiento de angular son un conjunto 330 de pasos de cable, un conjunto 370 de cojinete de empuje del cardan, un conjunto 375 de forzado, un primer sensor 400 de desplazamiento angular, y un segundo sensor 420 de desplazamiento angular.
La Figura 7 es una vista frontal, superior, lateral derecha y en perspectiva ampliada del conjunto 330 de pasos de cable de las Figuras 4 y 5. El conjunto 330 de pasos de cable se monta en la placa 321S de brazo del sensor del anillo 321 interior (no se observa) del cardan 310 principal y gira el anillo 321 interior sensible al desplazamiento
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angular del cable 12 desde la posicion 305 de alineacion del cable. Un brazo 360, tal como un tubo 361 fino, tiene un extremo 362 interior conectado al anillo 321 del cardan interior y un extremo 363 exterior que incluye un soporte 364, se observa mejor en la Figura 4B.
Un cardan 340 anti-momento, tal como un cardan de placa, se monta en el soporte 364. El cardan 340 anti-momento es un cardan forzado de dos ejes, plano similar al cardan 310 principal y comprende un cardan 342 exterior y un cardan 350 interior. Como se observa mejor en la Figura 5, el cardan 342 exterior incluye un anillo 343 de cardan exterior soportado por los extremos 346 interiores de un par de miembros 345 de torsion exteriores en un primer eje 344 de cardan. Los miembros 345 de torsion exteriores se soportan en sus extremos 347 exteriores por el soporte 364. El cardan 350 interior incluye un anillo 352 de cardan interior soportado por los extremos 356 interiores de un par de miembros 355 de torsion interiores en un segundo 354eje de cardan. Observese que "anillo" se utiliza debido a la tradicion de cardan, pero este elemento puede tener cualquier forma funcional. Los miembros 355 de torsion interiores se soportan en sus extremos 357 exteriores por el anillo 343 del cardan exterior. El anillo 343 del cardan exterior puede girar alrededor del primer eje 344 de cardan. El anillo 352 del cardan interior puede girar alrededor del segundo eje 354 de cardan con respecto al anillo 343 del cardan exterior y, por tanto, puede girar en cualquier direccion.
Los miembros 331 de paso de cable de entradas, incluidos los bloques 332 diedros y una polea 333 forzada, definen un paso de referencia de entrada confinado, tal como paso 339 confinado, para el paso confinado de la seccion 16 media del cable 12. Los miembros 331 de paso se montan en el anillo 352 interior del cardan 340 anti-momento. La polea 333 se monta en una horquilla 334 oscilante y se fuerza hacia la posicion de confinamiento de cable por un resorte 335. Esta fuerza permite que la polea 333 se mueva ligeramente para permitir el paso de protuberancias en el cable 12. Por supuesto, hay muchas otras maneras de lograr este paso 339 de cable confinado. Por ejemplo, en lugar de bloques 332 de diedros, una segunda polea se podna utilizar, o una pluralidad de rodillos se podna utilizar.
El cardan 340 anti-momento desacopla el conjunto 300G de sensor de la aplicacion de cualquier momento en el cable 12 en el paso 339 de cable confinado. El cardan 340 anti-momento puede no ser necesario para todos los tipos de cable 12.
Como se observa en la Figura 7, una contra-masa 368 se puede unir al lado posterior del anillo 321 del cardan interior para contrarrestar la masa del brazo 360 y del conjunto 330 de paso de cable para equilibrar el cardan 310 principal en una posicion neutral mas plana.
Como se observa mejor en las Figuras 3 y 4A, el cable 12 esta en la posicion 305 de alineacion cuando el eje 17 longitudinal local del cable 12 en el paso 339 confinado se alinea con paso 230 de referencia principal y el cardan 310 principal y el cardan 340 anti-momento se encuentran en la posicion neutral. Con el cable 12 en la posicion 305 de alineacion, la medicion de un punto se puede tomar. El extremo 14 libre del cable se mueve despues a un nuevo punto para la medicion. Si la seccion 16 media del cable se desplaza angularmente durante el movimiento al nuevo punto, la seccion 16 media ejerce una fuerza lateral contra los miembros 331 de paso de cable exteriores que, a traves del brazo 360, ejercen un momento sobre el anillo 321 del cardan interior del cardan 310 principal para girarlo.
La Figura 8 es una vista en seccion transversal ampliada del conjunto 370 de cojinete de empuje del cardan. El conjunto 370 de cojinete de empuje proporciona un punto de pivote de delante hacia atras para el anillo 321 del cardan interior y tambien puede forzar o pre-cargar el anillo 321 del cardan interior a una posicion fuera de la posicion plana. Una varilla 371 de pivote incluye un extremo 372 frontal y un extremo 373 posterior. El anillo 321 del cardan interior incluye una placa 321B de cojinete unida a la parte frontal del anillo 321 del cardan interior. La placa 321B de cojinete incluye un asiento 322 de pivote orientado hacia atras y un asiento 323 de pivote orientado hacia delante. El extremo 372 frontal de la varilla 371 de pivote y el asiento 322 de pivote orientado hacia atras se adaptan de tal manera que la placa 321B de cojinete, y por tanto el anillo 321 del cardan interior, pivotan en el extremo 372 frontal. Preferentemente, tambien, el extremo 373 posterior de la varilla de pivote y el bastidor 201 de inclinacion se adaptan de tal manera que el extremo 373 posterior de la varilla de pivote pivota sobre el carro 200 de inclinacion. Estas funciones se pueden implementar de muchas maneras. En la realizacion ejemplar, el extremo 372 frontal de la varilla de pivote es curvo, tal como semiesferico. Montado en o integral con el anillo 321 del cardan interior y moviendose con el mismo hay una placa 321B de cojinete y la placa 321S de brazo del sensor. La placa 321B de cojinete incluye un asiento 322 de pivote conico y concavo para la recepcion del extremo 372 frontal en una relacion de pivotamiento. El bastidor 201 de inclinacion incluye un tornillo 203 de fijacion que se acopla de forma ajustable por rosca en la perforacion 209 roscada. El tornillo 203 de ajuste incluye una parte frontal orientada hacia el asiento 203a de pivote conico y concavo, orientado hacia el frente para recibir el extremo 373 posterior de la varilla de pivote. El extremo 373 posterior de la varilla de pivote es curvo, tal como ser semiesferico, para pivotar en el asiento 203a. Tenga en cuenta que la varilla 371 de pivote pivota en ambos extremos 372, 373 de tal manera que solo se puede aplicar una fuerza axial y, aparte de su propio peso, la varilla 371 de pivote no puede aplicar una carga lateral o momento en el cardan 310 principal. La varilla 371 de pivote no puede soportar nada del peso del cardan 310 principal o de sus anexos incluyendo el cardan 340 anti-momento.
Debido a que el cardan 310 principal puede presentar discontinuidades tensionales en la posicion plana, el tornillo 203 de ajuste se ajusta de modo que el anillo 321 del cardan interior se encuentre fuera de plano con el resto del cardan 310 principal.
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Medios, tales como un conjunto 375 de forzado, se pueden utilizar para asegurar aun mas que el anillo 321 del cardan interior se situe en una posicion particular de delante hacia atras en contra de la varilla 371 de pivote. Para este fin, un miembro de compresion, tal como el resorte 376, se apoya contra el bastidor 201 de inclinacion y el anillo 321 del cardan interior para forzar el anillo 321 del cardan interior contra la varilla 371 de pivote. El resorte 376 incluye un extremo 377 frontal y un extremo 378 posterior. El bastidor 201 de inclinacion incluye medios, tales como un tornillo 205 de fijacion acoplado de forma ajustable por rosca en la perforacion 204 roscada, para apoyarse en el extremo 377 frontal del resorte para ajustar el forzado por compresion del resorte 376. El extremo 378 posterior del resorte se apoya sobre el anillo 321 del cardan interior, asf como como en la placa 321B de cojinete, como en el asiento 323 frontal del mismo. El resorte 376 y el anillo 321 del cardan interior se puede adaptar (no mostrado), tal como con un casquete hemisferico en el resorte 376 y un asiento conico y concavo en el anillo 321 del cardan interior para recibir el casquete, de tal manera que el resorte 376 se apoya pivotablemente contra el anillo 321 del cardan interior de manera que no imparta ningun momento sobre el anillo 321 del cardan interior.
Si bien, los terminos "frontal" y "posterior" se utilizan para ajustarse a la ilustracion, el conjunto 370 de cojinete de empuje se puede modificar facilmente para funcionar de manera inversa con la varilla 371 de pivote en frente del anillo 321 del cardan interior.
Volviendo a las Figuras 4 y 5, que muestran el conjunto 300G de sensor de desplazamiento angular con cardan, como se observa mejor en la Figura 5, el movimiento alrededor de un primer eje 401 de sensor del anillo 321 del cardan interior causado por el desplazamiento angular del cable 12 se detecta por el primer sensor 400 de desplazamiento angular. El movimiento del anillo 321 del cardan interior alrededor de un segundo eje 421 de sensor causado por el desplazamiento angular del cable 12 se detecta por el segundo sensor 420 de desplazamiento angular. El la realizacion ejemplar, el primer y segundo sensores 400, 420 de desplazamiento angular son codificadores opticos como son bien conocidos en la tecnica.
El primer sensor 400 incluye una porcion 405 movil, que gira con el anillo 321 del cardan interior, y una porcion 415 fija unida al carro 200 de inclinacion. La porcion 405 movil incluye un brazo 406 radial que tiene un extremo 407 interior conectado a la placa 321S de brazo del sensor del anillo 321 del cardan interior y un extremo 408 exterior que tiene una tira 409 del codificador sobre el mismo. El brazo 406 gira con el anillo 321 del cardan interior alrededor del primer eje 401 de sensor. La porcion 415 fija incluye un cabezal 416 de lectura del codificador fijado al carro 200 de inclinacion para la lectura de tira 409 del codificador. El cabezal 416 de lectura emite una senal, tal como en la lmea 308, indicativa del giro del anillo 321 del cardan interior sobre el primer eje 401 de sensor.
El segundo sensor 420 incluye una porcion 425 movil, que gira con el anillo 321 del cardan interior, y una porcion 435 fija unida al carro 200 de inclinacion. La porcion 425 movil incluye un brazo 426 radial que tiene un extremo 427 interior conectado a la placa 321S de brazo del sensor del anillo 321 del cardan interior y un extremo 428 exterior que tiene una tira 429 del codificador sobre el mismo. El brazo 426 gira con el anillo 321 del cardan interior sobre el segundo eje 421 de sensor. La porcion 435 fija incluye un cabezal 436 de lectura del codificador fijado al carro 200 de inclinacion para la lectura de la tira 429 del codificador. El cabezal 436 de lectura emite una senal, tal como en la lmea 309, indicativa del giro del anillo 321 del cardan interior sobre el segundo eje 421 de sensor.
En la realizacion ejemplar, el primer eje 401 de sensor corresponde al eje 0 de giro y el segundo eje 421 de sensor corresponde al segundo 9 eje de tal manera que la senal del primer sensor 400 se puede utilizar directamente para controlar el motor 122 servoalimentado de giro para hacer girar el carro 100 de giro de giro hacia la posicion 305 de alineacion del cable y la senal del segundo sensor 420 se puede utilizar directamente para controlar el motor 162 servoalimentado de inclinacion para hacer girar el carro 200 de inclinacion hacia la posicion 305 de alineacion del cable.
Si el primer y segundo ejes 401, 421 de sensor no corresponden al eje 0 de giro ni al segundo 9 eje, a continuacion, las senales de salida de los sensores 400, 420 se transponen por medios bien conocidos en la tecnica en giros del eje 0 de giro y segundo eje 9 correspondientes antes de utilizarse para ordenar a los motores 122, 162 servoalimentados a girar los carros 100, 200 de giro e inclinacion hacia la posicion 305 de alineacion del cable en la que se puede tomar una medicion de un punto.
Como se observa en la Figura 5, una bolsa anti-polvo flexible, tal como la bolsa 419 anti-polvo flexible, que se muestra en seccion transversal, cubriendo el primer sensor 400 de desplazamiento, se puede utilizar para rodear los sensores para protegerlos del polvo y de la suciedad.
La Figura 9 es una vista esquematica en perspectiva de una segunda realizacion ejemplar no de acuerdo con la invencion del conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular del cable incluyendo sensores proximidad o contacto, tales como los sensores 380 de contacto montados en el bastidor 201. La seccion 16 media de entrada del cable 12 se muestra en la posicion 305 de alineacion en la que el eje 17 longitudinal local del cable 12 en el paso 339 de referencia de entrada confinado se alinea con el paso 230 de referencia principal.
Un primer par 380A de sensores 381A, 381B de contacto, unidos al bastidor 201, estan igualmente separados en lados opuestos del cable 12 para detectar el desplazamiento angular del cable 12 alrededor de un primer eje del sensor de contacto perpendicular a una lmea media entre los primeros sensores 380A. Un segundo par 380b de
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sensores 381C, 381D de contacto, conectados al bastidor 201, estan igualmente separados en lados opuestos del cable 12 para detectar el desplazamiento angular del cable 12 alrededor de un segundo eje del sensor de contacto perpendicular a una lmea media entre los segundos sensores 380B. Si el cable 12 se desplaza angularmente para entrar en contacto con el sensor 381A, el sensor 381A produce una senal en la lmea 308C1 que indica que se requiere un giro alrededor del primer eje del sensor de contacto en una primera direccion. Si el cable 12 entra en contacto con el sensor 381B, el sensor 381B produce una senal en la lmea 308C2 que indica que se requiere un giro alrededor del primer eje del sensor de contacto en la direccion opuesta. Si el cable 12 se desplaza angularmente para entrar en contacto con el sensor 381C, el sensor 381C produce una senal en la lmea 309C1 que indica que se requiere un giro alrededor del segundo eje del sensor de contacto en una primera direccion. Si el cable 12 entre en contacto con el sensor 381D, el sensor 381D produce una senal en la lmea 309C2 que indica que se requiere un giro alrededor del segundo eje del sensor de contacto en la direccion opuesta. Dependiendo de la relacion entre el primer y segundo ejes de los sensores de contacto con 0 y 9, las senales en las lmeas 308C1, 308C2, 309C1 y 309C2 pueden controlar directamente el motor 122 servoalimentado de giro o el motor 162 servoalimentado de inclinacion o pueden transponerse por medios bien conocidos en la tecnica en giros del eje 0 de giro y del segundo eje 9 correspondientes antes de utilizarse para ordenar a los motores 122, 162 servoalimentados a girar el carro 100 de giro y el carro 200 de inclinacion hacia la posicion 305 de alineacion del cable en la que se puede tomar una medicion de un punto.
Debido a que los pequenos espacios entre el cable 12 y los sensores 381A-381D introducen un pequeno error, los sensores 380 de contacto oscilan alrededor de los ejes de sensor de modo que el cable 12 se centra en la posicion 305 de alineacion antes de tomar una medicion. Los Motores 122, 162 servoalimentados se controlan para hacer oscilar los sensores 380 de contacto.
La Figura 10 es una vista esquematica en perspectiva de una tercera realizacion ejemplar no de acuerdo con la invencion del conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular del cable, incluyendo sensores 385 opticos montados en el bastidor 201 para detectar el movimiento del cable 12 desde la posicion 305 de alineacion. El cable 12 se muestra en la posicion 305 de alineacion en la que el eje 17 longitudinal local del cable 12 en el paso 339 de referencia de entrada confinado se alinea con el paso 230 de referencia principal.
En la realizacion ejemplar, cada sensor 385 optico incluye una fuente 386 de luz, algunas lentes 387 de enfoque y un sensor 388 de luz.
Un sensor 385a optico de inclinacion incluye la fuente 386A de luz que emite luz y se dispone a un lado del cable 12 y un sensor 388A de luz para recibir la luz emitida se dispone en el otro lado del cable 12. El sensor 388A de luz puede incluir una matriz 389A CCD u otro detector de luz como es bien conocido. Una o mas lentes, tal como lentes 387, se pueden utilizar para enfocar o magnificar la luz para una lectura precisa. El sensor 388A detecta cuando la sombra del cable 12 se mueve hacia arriba o hacia abajo y produce una senal, tal como en la lmea 309D, indicativa de la misma para dirigir el motor 162 servoalimentado de inclinacion para mover el carro 200 de inclinacion para que el cable 12 vuelva a la posicion 305 de alineacion.
Un sensor 385B optico de giro incluye una fuente 386b de luz que emite luz y se dispone en un lado del cable 12 y sensor 388B de luz para recibir la luz se dispone en el otro lado del cable 12. El sensor 388B de luz puede incluir una matriz 389B cCd u otro detector de luz como es bien conocido. Una o mas lentes, tal como lentes 387A, montadas en el bastidor 201, se pueden utilizar para enfocar o magnificar la luz para una lectura precisa. El sensor 388B detecta cuando la sombra del cable 12 se mueve hacia la izquierda o derecha y produce una senal, tal como en la lmea 308D, indicativa de la misma para dirigir el motor 122 servoalimentado de giro para mover el carro 100 de giro para que el cable 12 vuelva a la posicion 305 de alineacion.
En la realizacion ejemplar, la salida de los sensores 385 opticos se corresponde directamente al movimiento en 0 y 9. Sin embargo, otros ejes se pueden utilizar y se traducirse en un movimiento en 0 y 9.
Se podnan utilizar otros tipos de sensores opticos, tales como el reflejo de la luz de cable 12 a un detector de luz.
La Figura 11 es una vista esquematica en perspectiva de una cuarta realizacion ejemplar no de acuerdo con la invencion del conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular del cable que incluye un sensor 390magnetico o electromagnetico. Un sensor 390A electromagnetico de inclinacion detecta la proximidad del cable 12 y, cuando el cable 12 se mueve hacia arriba o abajo, produce una senal, tal como en la lmea 309E, indicativa del mismo para dirigir el motor 162 servoalimentado de inclinacion a mover el carro 200 de inclinacion para que el cable 12 vuelva a la posicion 305 de alineacion. Un sensor 390B optico de giro detecta la proximidad del cable 12 y, cuando 12 se mueve hacia la izquierda o derecha, y produce una senal, tal como en la lmea 308E, indicativa del mismo dirige el motor 122 servoalimentado de giro a mover el carro 100 de giro para que el cable 12 vuelva a la posicion 305 de alineacion en la que el eje 17 longitudinal local del cable 12 en el paso 339 de referencia de entrada confinado se alinea con el paso 230 de referencia principal.
Los sensores magneticos tambien podnan utilizarse para detectar la proximidad del cable. En la realizacion ejemplar, la salida de los sensores 390 se corresponde directamente al movimiento en 0 y 9. Sin embargo, otros ejes se pueden utilizar y se traducirse en un movimiento en 0 y 9.
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La Figura 12 es una vista en perspectiva de una quinta realizacion del conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular del cable incluye un sensor 395 de momento. El tubo 360 del cardan anti-momento desde el paso 339 de cable confinado esta solidamente unido al bastidor 201. Como se ha descrito en otra parte, otros medios de produccion de un paso 339 de cable confinado, como en la Figura 12 son posibles. Por ejemplo, el paso 339 confinado podna ser un tubo con un orificio de cierre ajustado sobre el diametro exterior del cable 12 para que el cable 12 pasa a traves del mismo, o podna ser rodillos opuestos entre los que se hace pasar el cable.
Cuando el cable 12 se mueve hacia arriba o hacia abajo, o hacia la derecha o hacia la izquierda a traves del conjunto 330 de pasos de cable confinados, una fuerza lateral se transmite a traves del paso 339 de cable confinado, como un momento en el brazo 360, tal como tubo 361 fino. El brazo 360 produce una deformacion detectable en las celulas de carga, tales como bandas 396 y 397 extensometricas montadas en el brazo 360. Las bandas 396 y 397 extensometricas producen senales de deformacion que se procesan de una manera bien conocida en la tecnica. Otros tipos de celulas de carga conocidas en la tecnica, tales como otras disposiciones de bandas extensometricas, celulas de carga de elementos piezo-resistivos, celulas de carga hidraulicas, celulas de carga neumaticas y celulas de carga opticas, se pueden utilizar. La deformacion inducida en 360 en el eje vertical se detecta por medidor 396 de deformacion y produce una senal, tal como en la lmea 309F, indicativa de la misma para dirigir el motor 162 servoalimentado de giro a mover el carro 200 de inclinacion para que el cable 12 vuelva a la posicion 305 de alineacion. La deformacion tension inducida en 360 en el eje horizontal se detecta por el medidor 397 de deformacion y produce una senal, tal como en las lmeas 308F, indicativa de la misma para dirigir al motor 122 servoalimentado de giro a mover el carro 200 para que el cable 12 vuelva a la posicion 305 de alineacion en la que el eje 17 longitudinal local del cable 12 en el paso 339 de referencia de entrada confinado se alinea con el paso 230 de referencia principal.
Otras disposiciones de la celula de carga-momento bien conocidas en la tecnica se pueden aplicar al extremo de montaje de tubo 360 fino en la interfaz con 201.
La Figura 14 es una vista frontal, superior, lateral derecha y en perspectiva similar a la Figura 4B, de una segunda realizacion de un conjunto 900 de soporte de empuje del cardan principal que incluye un elemento de tension flexible y fino, tal como una lmea o cable 901, tal como un alambre 901P de piano. La Figura 15 es una vista en seccion transversal, similar a la Figura 8, del conjunto 900 de soporte de empuje del cardan 310 principal. La Figura 16 es una vista en perspectiva y en despiece, parcialmente cortada-ampliada de la abrazadera 910 de fijacion del alambre 901P de piano al cardan 310 de las Figuras 14 y 15. El soporte 900 de empuje reemplaza al conjunto 370 de cojinete de empuje de la Figura 8.
El alambre 901P de piano incluye un extremo 902 frontal, un extremo 903 posterior y una seccion 904 media. El alambre 901P de piano tiene un diametro de aproximadamente 0,009" (0,023 cm).
Como se observa mejor en la Figura 16, un medio de fijacion, tal como la abrazadera 910, fija la seccion 904 media del alambre 901P de piano al cardan 310 principal, tal como al anillo 321 del cardan 320 interior. El anillo 321 del cardan interior incluye una perforacion o paso 321P central. Preferentemente, el paso 321P paso es central al cardan 310. La base 911 de la abrazadera se une, tal como mediante pernos 912, al anillo 321 del cardan interior para soportar el alambre 901P en el centro del paso 321P. La base 911 puede incluir una ranura 913 para retener el alambre 901P. El miembro 915 movil de la abrazadera se conecta a la base 911, tal como con pernos 919 en perforaciones roscadas 914, para sujetarel alambre 901P.
Volviendo a las Figuras 14 y 15, el bastidor 201 del carro de inclinacion incluye un soporte 201f frontal y un soporte 201b posterior para soportar el extremo 902 frontal y el extremo 903 posterior, respectivamente, del alambre 901P de piano. Los soportes 210f, 201b estan suficientemente separados, tal como aproximadamente cuatro pulgadas (10,16 cm) para un alambre 901P de piano de 0,009" (0,023 cm) de diametro, para minimizar el momento que el alambre 901P puede ejercer sobre el cardan 310.
En la realizacion ejemplar, el alambre 901P de piano se fija como sigue. El alambre 901P se enhebra a traves de la perforacion 321P en el cardan 310 principal. El extremo 902 frontal del alambre se hace pasar a traves de una ranura u orificio en el soporte 201f frontal, a traves de resorte 922 de compresion y se engarza en la virola 921. El extremo 903 posterior del alambre se hace pasar a traves de una ranura u orificio en el soporte 201b posterior. El alambre 901P se tensa, tal como tirando del extremo 903 posterior para comprimir parcialmente el resorte 922 y se retiene bajo tension, tal como mediante la aplicacion de la abrazadera 925 posterior. La abrazadera 910 se fija despues al alambre 901P como se ha descrito anteriormente a fin de retener el cardan 310 principal en la posicion neutra antero-posterior y de resistir el movimiento antero-posterior del cardan 310 principal de cualquier fuerza de empuje aplicada y de hacer retornar al cardan 310 a la posicion neutra.
La Figura 17 es una vista en perspectiva de una sexta realizacion del conjunto 300A de sensor de desplazamiento angular del cable que incluye sensores 385a opticos fuera del cable, similares a los sensores 385 opticos de la Figura 10.
La seccion 16 media del cable 12 de entrada se muestra en la posicion 305 de alineacion en la que el eje 17 longitudinal local del cable 12 en el paso 339 de referencia de entrada confinado se alinea con el paso 230 de
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referencia principal. El conjunto 330A de pasos de cable, incluye un miembro 331 de paso de cable de entrada montado en el bastidor 201 en un miembro o miembros de soporte flexible resilientes, tales como en las varillas 336 flexibles. Las varillas 336 flexibles tienen un extremo fijo unido al bastidor 201 y un extremo libre unido al miembro 331 de paso de cable. El extremo libre se mueve de lado en cualquier direccion sensible a una fuerza lateral. Las varillas 336 flexibles estan en una posicion neutra cuando no hay ninguna fuerza lateral del cable 12 en el miembro 331 de paso de cable. Despues de que una fuerza lateral del cable 12 mueve el miembro 331 de paso de cable y las varillas 336 flexibles a un lado, las varillas 336 flexibles retornan a la posicion neutra cuando se elimina la fuerza lateral del cable. El miembro 331 de paso de cable incluye un paso 339 de referencia de entrada confinado, tal como la perforacion 339a, a traves de la que se hace pasar el cable 12. Los extremos libres de las varillas 336 flexibles son paralelos al eje 17 longitudinal local del cable 12. El conjunto 330A de pasos de cable puede incluir una proyeccion, tal como una proyeccion 337 hacia fuera, que es paralela al eje 17 longitudinal local del cable 12. El paso 339 de cable confinado se alinea con el eje 17 longitudinal local del cable 12 con el movimiento del cable 12 fuera de su posicion 305 de alineacion y mueve el miembro 331 de paso de cable en la direccion de movimiento del cable mediante la flexion de las varillas 336 flexibles. Los sensores 385a opticos funcionan de la misma manera que los sensores 385 de la Figura 10 excepto, en lugar de la deteccion del movimiento del cable 12 en relacion con el bastidor 201, que detectan el movimiento del conjunto 330A de pasos de cable, tal como el movimiento de la proyeccion 337, en relacion con el bastidor 201.
En la realizacion ejemplar, cada sensor 385 optico incluye una fuente de luz, algunas lentes de enfoque, y un sensor de luz.
Un sensor 385a optico de giro, montado en el bastidor 201, incluye una fuente 386A de luz que emite luz y se dispone en un lado del cable 12 y un sensor 388A de luz para recibir la luz emitida se dispone en el otro lado del cable 12. El sensor 388A de luz puede incluir una matriz 389A CCD u otro detector de luz como es bien conocido. Una o mas lentes, tales las como lentes 387, se pueden utilizar para enfocar o magnificar la luz para una lectura precisa. El sensor 388A detecta cuando la sombra de la proyeccion 337 se mueve hacia la izquierda o derecha y produce una senal, tal como en la lmea 308, indicativa del mismo para dirigir el motor 122 servoalimentado de giro a mover el carro 100 de giro para que el cable 12 vuelva a la posicion 305 de alineacion.
Un sensor 385B optico de inclinacion, montado en el bastidor 201, incluye una fuente 386B de luz que emite luz y se dispone en un lado del cable 12 y un sensor 388B de luz para recibir la luz se dispone en el otro lado del cable 12. El sensor 388B de luz puede incluir una matriz 389B de CCD u otro detector de luz como es bien conocido. Una o mas lentes, tales como las lentes 387A, 387b, montadas en el bastidor 201, se pueden utilizar para enfocar o magnificar la luz de inclinacion y giro para una lectura precisa. El sensor 388B detecta cuando la sombra de la proyeccion 337 se mueve hacia arriba o hacia abajo y produce una senal, tal como en la lmea 309, indicativa del mismo para dirigir el motor 162 servoalimentado de inclinacion a mover el carro 200 de inclinacion para que el cable 12 vuelva a la posicion 305 de alineacion.
En la realizacion ejemplar, la salida de los sensores 385a opticos se corresponde directamente al movimiento en 0 y 9. Sin embargo, otros ejes se pueden utilizar y se traducen en el movimiento en 0 y 9 por procedimientos que son bien conocidos.
Los sensores 385a opticos fuera de cable tienen varias ventajas sobre sensores 385 dentro de cable de la Figura 10. En primer lugar, la longitud de la proyeccion 337 hasta los sensores 385a amplifica el desplazamiento del cable 12 en el paso 339 confinado de tal manera que las lecturas se toman mas facilmente. En segundo lugar, los sensores 385a opticos, a diferencia de los sensores 385 opticos, no estan directamente expuestos al cable 12, lo que puede conllevar que la suciedad y otros contaminantes puedan impedir lecturas. Ademas, los sensores 385a opticos fuera de cable se pueden encerrar mas facilmente y quedar protegidos contra el polvo y la suciedad en una bolsa flexible, tal como una bolsa 999 anti-polvo flexible, que se muestra en representacion esquematica.
La Figura 18 es una vista en perspectiva de una septima realizacion ejemplar no de acuerdo con la invencion del conjunto 300A de sensor de desplazamiento angular del cable que incluye un sensor 930 de laser fuera de cable.
El conjunto 330A de pasos de cable funciona tal como se describe con respecto a la Figura 17, anterior.
Un laser 931, u otra fuente de luz, se montan en una porcion del conjunto 330A de pasos de cable, tal como hasta la proyeccion 337, de tal manera que el rayo 932 laser emitido por el laser 931 es paralelo al eje 17 longitudinal local del cable 12 en el paso 339 confinado. Un sensor de rayo laser, tal como una matriz 935 de CCD, se monta en el bastidor 201. La matriz 935 recibe el rayo 932 laser, detecta el movimiento del rayo 932 laser alejandose de la posicion 305 de alineacion del cable y produce una senal o senales, tal como en las lmeas 308 y 309 de senal, indicativas de del mismo para dirigir el motor 122 servoalimentado de giro a mover el carro 100 de giro para que el cable 12 vuelva a la posicion 305 de alineacion y dirigir el motor 162 servoalimentado de inclinacion a mover el carro 200 de inclinacion para que el cable 12 vuelva a la posicion 305 de alineacion. Una lente o mascara 936, que se adjunta a la proyeccion 337 o al laser 931, incluye una lente o un pequeno orificio, para el paso a traves del mismo del rayo 932 laser para la produccion de un rayo 933 mas estrecho de tal modo que rayo 933 estrecho produce un punto mas pequeno en la matriz 935 de CCD, como es bien conocido en la tecnica. El sensor 930 de laser esta encerrado y protegido contra el polvo y la suciedad en una bolsa flexible, tal como una bolsa 999 anti-polvo, que se
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muestra en la representacion esquematica.
La Figura 19 es una vista en perspectiva de una octava realizacion ejemplar no de acuerdo con la invencion del conjunto 300A de sensor de desplazamiento angular del cable en la que el conjunto 330A de pasos de cable incluye un miembro 331 de paso de cable montado en el bastidor201 en un miembro de soporte resiliente, flexible, tal como en un tubo 338 de soporte elastomerico. El tubo 338 de soporte elastomerico se denomina, a veces, diafragma rodante. La Figura 20 es una vista parcial, ampliada, desde arriba, parcialmente en seccion transversal, del conjunto 300A de sensor de desplazamiento angular del cable de la Figura 18. Un diafragma rodante, tal como un tubo 338 de soporte elastomerico, permite el movimiento radial, sin embargo, resiste el giro alrededor de su eje central. Otras realizaciones elastomericas podnan tambien utilizarse, tal como un bloque de goma.
El tubo 338 de soporte elastomerico incluye un primera extremo 338a conectado al bastidor 201, un segundo extremo 338b montado en el miembro 331 de paso de cable y una pared 338c flexible entre los mismos. El miembro 331 de paso de cable se monta en el segundo extremo 338b del tubo 338 de soporte elastomerico de tal manera que el cable 12 pasa a traves del tubo 338. La pared 338c del tubo soporta el segundo extremo 338b del tubo de manera que pueda moverse con respecto al primer extremo 338a y de tal manera que el segundo extremo 338b soporta de forma movil el miembro 331 de paso de cable de tal manera que, debido a que el paso 339 de cable confinado se alinea con el eje 17 longitudinal local del cable 12 con el movimiento del cable 12 fuera de su posicion 305 de alineacion, cable miembro 331 de paso se mueve en la direccion de movimiento del cable.
Una fuente de luz, tal como laser 940, se monta en el miembro 331 de paso de cable de tal manera que un rayo 942 laser emitido por un laser 940 es paralelos al eje 17 longitudinal local del cable 12 en el paso 339 confinado. Un sensor de rayo laser, tal como una matriz 945 de CCD, se monta en el bastidor 201. La matriz 945 recibe el rayo 942 laser, detecta el movimiento del rayo 942 laser alejandose de la posicion 305 de alineacion del cable y produce una senal o senales, tales como en las lmeas 308 y 309 de senal, indicativas del mismo para dirigir el motor 122 servoalimentado de giro a mover el carro 100 de giro para que el cable 12 vuelva a la posicion 305 de alineacion y dirigir el motor 162 servoalimentado de inclinacion a mover el carro 200 de inclinacion para que el cable 12 vuelva a la posicion 305 de alineacion.
Como alternativa, el movimiento de una proyeccion (no mostrada) del miembro 331 de paso de cable y en paralelo al eje 17 longitudinal local del cable 12 se puede detectar por los sensores, tales como los sensores 385a opticos descritos con respecto a la Figura 17, para proporcionar senales indicativas del movimiento del cable.
La Figura 21 es una vista en perspectiva de una novena realizacion ejemplar no de acuerdo con la invencion del sensor 300A de desplazamiento angular del cable que incluye un montaje del conjunto 950 de resortes en elevadizo, de dos ejes para el conjunto 330 de pasos de cable.
El conjunto 950 de resortes en voladizo incluye un primer conjunto 952 de eje conectado al bastidor 201 que se proporciona para el movimiento del conjunto 330 de pasos de cable en un primer eje; e incluye ademas un segundo conjunto 972 de eje conectado al primer conjunto 952 de eje que se proporciona para el movimiento del conjunto 330 de pasos de cable en un segundo eje.
El primer conjunto 952 de eje incluye un extremo 953 del bastidor estacionario montado en el bastidor 201, medios d resorte en voladizo de un solo eje con movimiento relativo en un primer eje, tales como un primer par de resortes 954 planos, paralelos que tienen cada uno un primer extremo 955 conectado a extremo 953 del bastidor estacionario y un segundo extremo 956 conectado al primer bastidor 957 movil de tal manera que, a medida que se flexionan los primeros resortes 954, el primer bastidor 957 movil puede moverse perpendicular al plano de resortes 954 planos en relacion con el bastidor 201.
El segundo conjunto 972 de eje incluye medios de resortes en voladizo de solo eje con movimiento relativo en un segundo eje, tal como un segundo par de resortes 974 planos y paralelos que tienen cada uno un primer extremo 975 conectado al primer bastidor 957 movil y un segundo extremo 976 conectado a segundo bastidor 977 movil de manera que, a medida que los segundo resortes 974 se flexionan, el segundo bastidor 977 movil puede moverse perpendicular al plano de resortes 974 planos en relacion con el primer bastidor 957 movil. Por lo tanto, el segundo bastidor 977 movil se puede mover en ambos ejes.
El conjunto 330 de pasos de cable se fija, tal como mediante el soporte 364, al segundo bastidor 977 movil. El conjunto 330 de pasos de cable, que se muestra, es como el que se muestra y describe en las Figuras 4, 5 y 7 e incluye un paso 339 de cable confinado para el paso de cable 12 de entrada. Sin embargo, otras configuraciones de conjuntos 330 de pasos de cable, tales como los que se muestran en la presente memoria, se podnan utilizar.
La seccion 16 media del cable 12 de entrada se muestra en la posicion 305 de alineacion en la que el eje 17 longitudinal local de cable 12 se alinea con el paso 230 de referencia principal. Con el movimiento del cable 12 fuera de su posicion 305 de alineacion, el paso 339 de cable confinado se alinea con el eje 17 longitudinal local del cable 12 y mueve el miembro 331 de paso de cable en la direccion de movimiento del cable por el forzado de los resortes 954, 974.
Un primer sensor 960 de desplazamiento angular del eje detecta el movimiento relativo del primer bastidor 957 movil
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y del extremo 953 del bastidor estacionario y envfa una senal, tal como en la lmea 309, indicativa del mismo. Un segundo sensor 980 de desplazamiento angular detecta el movimiento relativo del segundo bastidor 977 movil y del primer bastidor 957 movil y envfa una senal, tal como en la lmea 308, indicativa del mismo. En respuesta a las senales en las lmeas 308, 309, el motor 122 servoalimentado de giro mueve el carro 100 de giro para hacer retornar el cable 12 hacia la posicion 305 de alineacion y el motor 162 servoalimentado de inclinacion mueve el carro 200 de inclinacion para hacer retornar el cable 12 hacia la posicion 305 de alineacion.
En la realizacion ejemplar, los sensores 960, 980 de desplazamiento son del tipo de brazo-y-lector como se utiliza en la primera realizacion de las Figuras 2-8 y cada uno comprende un brazo unido a uno de los miembros moviles relativos y que se extiende hacia el otro miembro movil relativo y un codificador optico que lee el desplazamiento entre el extremo del brazo y el otro miembro.
El primer sensor 960 de desplazamiento del eje incluye el brazo 961 que se proyecta desde el primer bastidor 957 movil hacia el extremo 953 del bastidor estacionario. Una tira 962 del codificador en el extremo del brazo 961 se lee por el cabezal 963 de lectura del codificador en el extremo 953 del bastidor estacionario o bastidor 201 y una senal indicativa del movimiento relativo se emite en la lmea 309.
Como opcion, un primer amortiguador, tal como un primer amortiguador 965 neumatico, se conecta entre el extremo libre del brazo 961 y la montura 968 montada en el bastidor 201 y amortigua el movimiento relativo del extremo 953 del bastidor estacionario y el primer bastidor 957 movil. El primer amortiguador 9656 neumatico incluye un piston 966 que se mueve en un cilindro 967 de aire, como se conoce en la tecnica. Otros tipos de amortiguadores, tales como hidraulicos, se podnan utilizar.
El segundo sensor 980 de desplazamiento del eje incluye el brazo 981 que sobresale del segundo bastidor 977 movil hacia el primer bastidor 957. Una tira 982 del codificador en el extremo del brazo 981 movil se lee por el cabezal 983 de lectura del codificador en el primer bastidor 957 movil y una senal indicativa del movimiento relativo se emite en la lmea 308.
Como opcion, un segundo amortiguador, tal como un segundo amortiguador 985 neumatico, se conecta entre el extremo libre del brazo 981 y la montura 988 montada en primer bastidor 957 movil y amortigua el movimiento relativo del primer bastidor 957 movil y el segundo bastidor 977 movil. El segundo amortiguador 985 neumatico es similar al primer amortiguador 965 neumatico e incluye un piston, que no se observa, que se mueve en un cilindro 987 de aire, como se conoce en la tecnica. Otros tipos de amortiguadores, como los hidraulicos, se podnan utilizar.
Los sensores 960, 980 de desplazamiento pueden ser cualquier tipo deseable de sensor de desplazamiento, tal como se muestra en la presente memoria. Ademas, otras configuraciones del conjunto 950 de resortes en voladizo son posibles. Un conjunto 952, 972 de eje podna tener solo un unico resorte. Ademas, los conjuntos 952, 957 de ejes pueden duplicarse uno detras de otro para acortar el conjunto 950 de resortes.
La Figura 22 es una vista en perspectiva de una decima realizacion del sensor de desplazamiento angular del cable de tipo brazo y sensor que incluye un codificador magnetico, tal como codificador 990 lineal magnetico. El codificador 990 lineal magnetico se puede sustituir por un codificador optico, tal como para el codificador 409, 416 de la primera realizacion mostrada en la Figura 4A en la presente memoria. El sensor 990 lineal magnetico incluye una tira 992 magnetica de multiples polos en el brazo 991 de desplazamiento angular y un cabezal 993 del codificador, que incluye chip 994 de circuito integrado de deteccion del efecto para detectar el movimiento de la tira 992 magnetica en un eje y la produccion de una senal en la lmea 308 indicativa del mismo.
Un codificador 990 adecuado es el codificador lineal magnetico AS5311 de alta resolucion fabricado por AUSTRIAMICROSYSTEMS de Schloss Premstaetten, Austria. Este codificador tiene una resolucion tan pequena como 1,95 pm por lo que puede detectar mmimos movimientos del brazo 991.
La Figura 23 es una vista inferior, frontal, lateral izquierda, parcialmente cortada y en perspectiva de los elementos seleccionados de una realizacion 10B alternativa del dispositivo 10 como se ha mostrado y descrito principalmente con respecto a las Figuras 2 y 3. El dispositivo 10B de medicion es similar al dispositivo 10 en la mayona de sus aspectos, pero difiere como se describe a continuacion del dispositivo 10 en que no hay un carro 200 de inclinacion; muchos elementos que se montan sobre el carro 200 de inclinacion en el dispositivo 10 se montan, en cambio, en el carro 100 de giro en el dispositivo 10B. En la realizacion ejemplar, el dispositivo 10B incluye un primer sensor de desplazamiento, tal como el sensor 400 de giro, y un segundo sensor de desplazamiento angular, tal como el sensor 420 de inclinacion. Una version simplificada del dispositivo 10B puede omitir el sensor 420 de inclinacion.
El dispositivo 10B puede medir puntos en un plano que esta cerca del anillo 31 de la base 30 y que es perpendicular al eje 0 de giro. El dispositivo 10b puede medir estos puntos con precision si no se supera el alcance del sensor del eje de inclinacion o, de lo contrario, con una precision suficiente para muchas aplicaciones. Por ejemplo, el dispositivo 10B se puede utilizar para medir suelos, tales como azulejos.
El paso 230 de referencia principal, el medio 600 de suministro de cable, el medio 450 de medicion de la longitud del cable, y el conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular se fijan al bastidor 101. Aunque un sensor 300G de desplazamiento angular con cardan se muestra, otros sensores de desplazamiento angular, tales como los que se
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muestran y describen en la presente memoria, se podnan utilizar.
El cable 12 esta en la posicion 305 de alineacion cuando el eje 17 longitudinal local del cable 12 en el paso 339 de cable confinado exterior se alinea con el eje (0) de giro. Puesto que el extremo 14 libre del cable se mueve desde un punto anterior hasta un nuevo punto que no es directamente radialmente hacia fuera desde el punto anterior, la seccion 16 media del cable se desplaza angularmente en el conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular. El conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular detecta este desplazamiento angular del cable 12 alejandose de la posicion 305 de alineacion y produce una senal o senales indicativas del mismo, tales como en las lmeas 308 y 309. El conjunto 120 de motor servoalimentado de giro hace girar el carro 100 de giro alrededor del eje 0 de giro en respuesta a las senales del conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular indicativas del desplazamiento del cable alrededor del eje (0) de giro para mover el conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular a la posicion 305 de alineacion.
Como se ha descrito con respecto al dispositivo 10, en el dispositivo 10B, la ubicacion del punto de medicion se determina a partir del medio 500 de medicion del carro de giro, del medio 450 de medicion de la longitud del cable, y del angulo de inclinacion de las senales desde el conjunto 300 de sensor de desplazamiento angular indicativas del angulo de inclinacion, tal como en la lmea 309.
Se debe apreciar que el dispositivo 10 es muy versatil y se puede utilizar en diversos modos como se describe a continuacion.
El uso del dispositivo 10 como un dispositivo de salida se ha descrito anteriormente con respecto al puntero 270 de laser.
Distancias mas largas que la longitud del cable 12 se pueden medir mediante la conexion de un micrometro laser al extremo del cable 12 y se mantiene, tal como mediante el asidero 18, de manera que el rayo laser emitido es paralelo al cable 12 y el rayo aterriza en el punto a medir. La distancia indicada por el micrometro laser se anade a la distancia del cable para alcanzar la distancia total.
Otro procedimiento de medicion de puntos en distancias mas largas es unir una cinta metrica laser a la unidad 20 de base. Un usuario 90 se puede situar cerca del punto que se va a medir y utilizar un medio, tal como un PDA con Bluetooth® para accionar los servos de giro e inclinacion para colocar la luz laser en el punto y tomar una medicion.
El dispositivo 10 se puede utilizar para medir ilustraciones o planos y despues escalarlos hacia arriba o hacia abajo o incluso proyectar los puntos medidos sobre una superficie, tal como una pared.
El cable 12 es preferentemente de deformacion baja y conocida. Un cable de alambre de aproximadamente un dieciseisavo de pulgada (0,16 cm) de diametro y que tiene una resistencia a la rotura de aproximadamente 300 libras (136,08 kg) se ha utilizado. Sensores de temperatura, humedad y nivel pueden incluirse para mejorar la precision.
A partir de la descripcion anterior, se observa que la presente invencion proporciona un dispositivo de medicion extremadamente conveniente y preciso que puede operarse por un solo usuario.

Claims (23)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un dispositivo (10) de medicion que comprende:
    un cable (12) que incluye: una seccion (16) media; y
    un extremo (14) libre para su colocacion por un usuario en un punto a medir; una unidad (20) de base que incluye: una base (30);
    un primer carro (100) que incluye:
    un primer bastidor (101) fijado de forma giratoria a dicha base (30) de manera que pueda girar alrededor de un primer eje (0);
    un segundo carro (200) que incluye:
    un segundo bastidor (201) unido de forma giratoria a dicho primer bastidor (101) de manera que pueda girar alrededor de un segundo eje (9);
    un paso (230) de referencia principal unido a dicho segundo bastidor (201) para el paso confinado de dicha seccion (16) media de dicho cable (12);
    un conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular unido a dicho segundo bastidor (201) que incluye:
    un conjunto (330) de pasos de cable de entrada que define un paso (339) de referencia de entrada entre dicho paso (230) de referencia principal y dicho extremo (14) libre del cable para el paso confinado de dicha seccion (16) media de dicho cable (12); estando dicho cable (12) en una posicion de alineacion cuando el eje (17) longitudinal local de dicho cable (12) en dicho paso (339) de referencia de entrada este alineado con dicho paso (230) de referencia principal; dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular para detectar el desplazamiento angular de dicho cable (12) alejandose de la posicion de alineacion de las fuerzas laterales de dicho cable (12) en dicho paso (339) de referencia de entrada y para producir una senal de desplazamiento indicativa del mismo;
    un primer motor (122) acoplado a dicho primer bastidor (101) para hacer girar dicho primer carro (100) alrededor del primer eje (0) en respuesta a la senal de desplazamiento procedente de dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular indicativa del desplazamiento del cable alrededor del primer eje (0) para mover dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular a la posicion de alineacion; un segundo motor (162) acoplado a dicho segundo bastidor (201) para hacer girar dicho segundo carro (200) alrededor del segundo eje (9) en respuesta a la senal de desplazamiento procedente de dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular indicativa del desplazamiento del cable alrededor del segundo eje (9) para mover dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular a la posicion de alineacion; medios (450) de medicion del cable unidos a dicha unidad (20) de base y acoplados a dicho cable (12) para medir la longitud o cambio de longitud de dicho cable (12) y producir una senal del cable indicativa de la distancia hasta el punto a medir;
    medios (500) de medicion del primer carro unidos a dicha unidad (20) de base para medir la posicion de giro o cambio de posicion de giro de dicho primer carro (100) con relacion a dicha base (30) y para producir una senal del primer carro indicativa del angulo alrededor del primer eje (0) hasta el punto a medir; y medios (500) de medicion del segundo carro fijados a dicha unidad (20) de base para medir la posicion de giro o cambio de posicion de giro de dicho segundo carro (200) con respecto a dicho primer carro (100) y para producir una senal del segundo carro indicativa del angulo alrededor del segundo eje (9) hasta el punto a medir.
  2. 2. Un dispositivo (10) de medicion que comprende:
    un cable (12) que incluye: una seccion (16) media; y
    un extremo (14) libre para su colocacion por un usuario en un punto a medir; una unidad (20) de base que incluye: una base (30);
    un primer carro (100) que incluye:
    un primer bastidor (101) fijado de forma giratoria a dicha base (30) de manera que pueda girar alrededor de un primer eje (0);
    un paso (230) de referencia principal unido a dicho primer bastidor (101) para el paso confinado de dicha
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    seccion (16) media de dicho cable (12);
    un conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular unido a dicho primer bastidor (101) que incluye:
    un conjunto (330) de pasos de cable de entrada que define un paso (339) de referencia de entrada entre dicho paso (230) de referencia principal y dicho extremo (14) libre del cable para el paso confinado de dicha seccion (16) media de dicho cable (12); estando dicho cable (12) en una posicion de alineacion cuando el eje (17) longitudinal local de dicho cable (12) en dicho paso (339) de referencia de entrada este alineado con dicho primer eje (0); dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular para detectar el desplazamiento angular de dicho cable (12) alejandose de la posicion de alineacion de las fuerzas laterales de dicho cable en dicho paso (339) de referencia de entrada y para producir una senal de desplazamiento indicativa del mismo;
    un primer motor (122) acoplado a dicho primer bastidor (101) para hacer girar dicho primer carro (100) alrededor del primer eje (0) en respuesta a la senal de desplazamiento procedente de dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular indicativa del desplazamiento del cable alrededor del primer eje (0) para mover dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular a la posicion de alineacion; medios (450) de medicion del cable unidos a dicha unidad (20) de base y acoplados a dicho cable (12) para medir la longitud o cambio de longitud de dicho cable (12) y producir una senal del cable indicativa de la distancia hasta el punto a medir;
    medios (400) de medicion del primer carro en dicha unidad (20) de base para medir la posicion de giro o cambio de posicion de giro de dicho primer carro (100) con relacion a dicha base (30) y para producir una senal del primer carro indicativa del angulo alrededor del primer eje (0) hasta el punto a medir.
  3. 3. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 1 o 2, que incluye ademas:
    un medio (600) de suministro de cable para suministrar dicho cable (12) bajo tension a dicho paso (230) de referencia principal.
  4. 4. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 1 o 3, en el que:
    dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular incluye:
    un par de sensores (380) de contacto para detectar el desplazamiento angular de dicho cable (12) alejandose de dicha posicion de alineacion y para producir una senal indicativa del mismo.
  5. 5. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 1 o 3, en el que:
    dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular incluye:
    un par de celulas (396, 397) de carga para detectar el desplazamiento angular de dicho cable (12) alejandose de dicha posicion de alineacion y para producir una senal indicativa del mismo.
  6. 6. El dispositivo de medicion de la reivindicacion 1 o 3, en el que:
    dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular incluye:
    un sensor (930) de laser para detectar el desplazamiento angular de dicho cable (12) alejandose de dicha posicion de alineacion y para producir una senal indicativa del mismo.
  7. 7. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 1 o 3, en el que:
    dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular incluye:
    un codificador (994) magnetico de efecto Hall para detectar el desplazamiento angular de dicho cable (12) alejandose de dicha posicion de alineacion y para producir una senal indicativa del mismo.
  8. 8. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 1 o 3, en el que:
    dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular incluye:
    un codificador (960 o 980) optico para detectar el desplazamiento angular de dicho cable (12) alejandose de dicha posicion de alineacion y para producir una senal indicativa del mismo.
  9. 9. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 1, 3 o 2 que incluye ademas:
    medios (18) de agarre unidos a dicho extremo (14) libre de dicho cable (12) para situar dicho extremo (14) libre de dicho cable (12) sin impartir un momento en dicho cable (12).
  10. 10. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 3, en el que:
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    dicho medio (600) de suministro de cable incluye:
    un sensor (610) de tension de cable para detectar la tension en dicho cable (12) y producir una senal indicativa de la misma; y
    un tercer motor (650) acoplado a dicho cable (12) suministrado a dicho paso (230) de referencia principal para tensar dicho cable (l2) suministrado en respuesta a la senal procedente del sensor (610) de tension de cable.
  11. 11. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 10, en el que:
    dicho medio (600) de suministro de cable incluye ademas:
    un carrete (660) sobre el que esta enrollado dicho cable (12); y en el que dicho tercer motor (650) esta acoplado a dicho carrete (660).
  12. 12. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 1, 3 o 2 que incluye ademas:
    un dispositivo (700) de entrada de usuario situado en la proximidad de dicho extremo (14) libre del cable y en comunicacion con dicha unidad (20) de base, y
    un dispositivo (700) de almacenamiento en comunicacion con dicha unidad (20) de base; transmitiendo dicha unidad (20) de base la senal de cable, la senal del primer carro y la senal del segundo carro a dicho dispositivo (700) de almacenamiento en respuesta a una directiva de registro desde dicho dispositivo (700) de entrada.
  13. 13. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 1, 3 o 2 que incluye ademas:
    un dispositivo (700) de entrada y almacenamiento de usuario situado en la proximidad de dicho extremo (14) libre del cable y en comunicacion con dicha unidad (20) de base; transmitiendo dicha unidad (20) de base la senal del cable, la senal del primer carro y la senal del segundo carro a dicho dispositivo (700) de entrada y almacenamiento en respuesta a una directiva de registro desde dicho dispositivo (700) de entrada.
  14. 14. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 1 o 3, en el que:
    dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular incluye:
    un soporte (300A, 300G, 338 o 950) resiliente, flexible que soporta dicho conjunto (330) de pasos de cable de entrada de dicho segundo bastidor (201) en una posicion neutra cuando no hay fuerzas laterales de dicho cable (12) en dicho paso (339) de referencia de entrada y de tal manera que las fuerzas laterales de dicho cable (12) mueven dicho paso (339) de referencia de entrada fuera de la posicion neutra; haciendo retornar, dicho soporte (300A, 300G, 338 o 950) resiliente, flexible, a dicho paso (339) de referencia de entrada a la posicion neutra despues de que las fuerzas laterales de dicho cable (12) se hayan eliminado.
  15. 15. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 14, en el que: dicho soporte (300G) resiliente, flexible incluye:
    un cardan (310) principal forzado hacia una posicion neutra de manera que el desplazamiento angular de dicho cable (10) desde la posicion de alineacion hace girar dicho cardan (310) principal; y
    dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular incluye:
    un primer sensor (400) de giro para detectar el giro de dicho cardan (310) principal alrededor de un primer eje de sensor; y
    un segundo sensor (420) de giro para detectar el giro de dicho cardan (310) principal alrededor de un segundo eje del sensor.
  16. 16. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 15, en el que: dicho cardan (310) principal es un cardan de placa.
  17. 17. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 14, en el que: dicho soporte (300A) resiliente, flexible incluye:
    una varilla (336) resiliente, flexible en voladizo desde dicho segundo bastidor (201) y que tiene un extremo libre que soporta dicho conjunto (330) de pasos de cable de entrada.
  18. 18. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 14, en el que: dicho soporte (338) resiliente, flexible incluye:
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    un tubo (338) de soporte elastomerico; y en el que dicho paso (339) de referencia de entrada esta montado en dicho tubo (338) de soporte elastomerico.
  19. 19. El dispositivo (10) de medicion de la reivindicacion 14, en el que: dicho soporte (950) resiliente, flexible incluye:
    un conjunto (950) de resortes en voladizo que soporta dicho conjunto (330) de pasos de cable para su movimiento en dos ejes.
  20. 20. Un procedimiento para medir un objeto mediante un dispositivo (10) de medicion que comprende: un cable (12) que incluye: una seccion (16) media; y un extremo (14) libre para su colocacion por un usuario en un punto a medir; una unidad (20) de base que incluye: una base (30); un primer carro (100) que incluye: un primer bastidor (101) unido de forma giratoria a la base (30) de manera que pueda girar alrededor de un primer eje (0); un segundo carro (200) que incluye: un segundo bastidor (201) unido de forma giratoria al primer bastidor (101) de manera que pueda girar alrededor de un segundo eje (9); un paso (230) de referencia principal unido al segundo bastidor (201) para el paso confinado de la seccion (16) media del cable (12); un conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular unido al segundo bastidor (201) que incluye un paso (339) de referencia de entrada entre el paso (230) de referencia principal y el extremo (14) libre del cable para el paso confinado de la seccion (16) media del cable (12); estando el cable (12) en una posicion de alineacion cuando el eje (17) longitudinal local del cable (12) en el paso (339) de referencia de entrada este alineado con el paso (230) de referencia principal; estando el conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular para detectar el desplazamiento angular del cable (12) alejandose de la posicion de alineacion de las fuerzas laterales del cable (12) en el paso (339) de referencia de entrada y para producir una senal de desplazamiento indicativa del mismo; un primer motor (122) acoplado al primer bastidor (101) para hacer girar el primer carro (100) alrededor del primer eje (0) en respuesta a la senal de desplazamiento procedente del conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular indicativa del desplazamiento del cable alrededor del primer eje (0) para mover el conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular hacia o hasta la posicion de alineacion; un segundo motor (162) acoplado al segundo bastidor (201) para hacer girar el segundo carro (200) alrededor del segundo eje (9) en respuesta a la senal de desplazamiento procedente del conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular indicativa del desplazamiento del cable alrededor del segundo eje (9) para mover el conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular hacia o hasta la posicion de alineacion; medios (450) de medicion de cable unidos al segundo bastidor (200) y acoplados al cable (12) para medir la longitud o cambio de longitud del cable (12) y para producir una senal del cable indicativa de la distancia al punto a medir; medios (500) de medicion del primer carro para medir la posicion de giro o cambio de posicion de giro del primer carro (100) con relacion a la base (30) y para producir una senal del primer carro indicativa del angulo al punto a medir alrededor del primer eje (0); y medios (550) de medicion del segundo carro para medir la posicion de giro o cambio de posicion de giro del segundo carro (200) con relacion al primer carro (100) y para producir una senal del segundo carro indicativa del angulo con respecto al punto a medir alrededor del segundo eje (9); comprendiendo:
    situar la unidad (20) de base en una primera posicion dentro de la lmea de vision de un primer punto sobre el objeto a medir;
    situar el extremo (14) libre del cable sobre el primer punto del objeto a medir; y
    obtener las mediciones del primer punto de los medios (450) de medicion de cable, medios (500) de medicion del primer carro y medios (550) de medicion del segundo carro.
  21. 21. El procedimiento de la reivindicacion 20, en el que el dispositivo (10) de medicion incluye ademas: un dispositivo (700) de entrada situado en proximidad del extremo (14) libre del cable y en comunicacion con la unidad (20) de base, y un dispositivo (700) de almacenamiento en comunicacion con la unidad (20) de base; transmitiendo la unidad (20) de base la senal de cable, la senal del primer carro y la senal del segundo carro al dispositivo (700) de almacenamiento en respuesta a una directiva de registro al dispositivo (700) de entrada de un usuario; y la etapa de obtener las mediciones del primer punto incluye:
    proporcionar una directiva de registro al dispositivo (700) de entrada.
  22. 22. El procedimiento de la reivindicacion 20, en el que el dispositivo (10) de medicion incluye ademas: un dispositivo (700) de entrada y almacenamiento situado en la proximidad del extremo (14) libre del cable y en comunicacion con la unidad (20) de base; trasmitiendo la unidad (20) de base la senal del cable, la senal del primer carro y la senal del segundo carro al dispositivo (700) de entrada y almacenamiento en respuesta a una directiva de registro al dispositivo (700) de entrada de un usuario; y la etapa de obtener las mediciones del primer punto incluye:
    proporcionar una directiva de registro al dispositivo (700) de entrada y almacenamiento.
  23. 23. El dispositivo de medicion de la reivindicacion 2, en el que:
    dicho conjunto (300) de sensor de desplazamiento angular incluye:
    medios (388) de medicion del angulo de inclinacion para medir la inclinacion o cambio de inclinacion de dicho cable (12) y para producir una senal indicativa de la misma.
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ES09846275T Active ES2711350T3 (es) 2008-06-20 2009-09-29 Dispositivo de posicionamiento con cordón extensible y procedimiento

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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7665223B2 (en) 2008-06-20 2010-02-23 Delta Ii, I.P., Trust Measuring device with extensible cord and method
US8418373B2 (en) * 2008-06-20 2013-04-16 Delta Ii, I.P. (Trust) Method of preparing for tiling a surface
US8751193B2 (en) * 2008-06-20 2014-06-10 Delta II, I.P. Positioning device with extensible cord and method
NL1036517C2 (nl) * 2009-02-05 2010-08-10 Holding Prodim Systems B V Inrichting en werkwijze voor het uitzetten van contouren of werken en een meetinrichting en aanwijsinrichting ingericht voor gebruik hierbij.
US8405485B2 (en) * 2009-10-21 2013-03-26 Musco Corporation Apparatus, method, and system for identification of multiple points located throughout an area
CN102713502A (zh) * 2009-10-23 2012-10-03 伊瓜纳工业解决方案有限公司 深度测定设备
US8393089B2 (en) * 2010-10-13 2013-03-12 Andy Peters Measuring method and apparatus
US8739426B1 (en) * 2010-12-29 2014-06-03 Jeffory D. Freed Measuring device
CN202083314U (zh) * 2011-04-01 2011-12-21 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 线缆长度测量装置
US8595949B2 (en) * 2011-04-12 2013-12-03 Nike, Inc. Eye alignment training device with sliding markers
DE102011056219A1 (de) * 2011-12-09 2013-06-13 Tyromotion Gmbh Positionssensor, Sensoranordnung und Rehabilitationsgerät
US8991062B2 (en) 2011-12-15 2015-03-31 Atkinson Audio Inc. Locating and relocating device
US9541422B2 (en) 2012-01-09 2017-01-10 Packsize Llc Cable-based measuring system
FR3001303B1 (fr) * 2013-01-24 2015-07-31 Cggveritas Services Sa .
US9989358B2 (en) 2013-03-15 2018-06-05 Goodrich Corporation Hoist and winch cable angle sensor
US9441951B1 (en) * 2013-11-25 2016-09-13 Amazon Technologies, Inc. Documenting test room configurations
JP6349267B2 (ja) * 2014-04-22 2018-06-27 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 三次元変位計測装置と三次元変位計測システム
FI125511B (en) * 2014-04-23 2015-11-13 Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto Cable based distance detector and system based thereon for generating robot calibration data
US9774986B2 (en) * 2014-08-07 2017-09-26 Charles Hoge Bluetooth tape measure system
WO2017057933A1 (ko) * 2015-10-02 2017-04-06 주식회사 오모로봇 위치 측정 모듈 및 이를 포함하는 이송 유닛의 주행 제어 장치
KR102586897B1 (ko) * 2016-12-23 2023-10-10 레다엘리 테크나 에스.피.에이. 케이블웨이 시스템의 로프를 위한 모니터링 센서
DE102017201544A1 (de) * 2017-01-31 2018-08-02 Deere & Company Anordnung zur Ermittlung einer räumlichen Orientierung eines von einer Kabeltrommel abgespulten Leitungsabschnitts
US9873589B1 (en) * 2017-05-04 2018-01-23 Nicholas Halker String dispensing assembly for use in connection with ceiling installation
EP3403761B1 (en) * 2017-05-19 2022-05-25 Springa S.R.L. Tool system and method of operation of said tool system
JP7071790B2 (ja) * 2017-11-10 2022-05-19 株式会社ミツトヨ 変位測定装置
WO2019103740A1 (en) * 2017-11-22 2019-05-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Devices for measurement
FR3090848B1 (fr) * 2018-12-20 2021-05-14 Grtgaz Clou de repérage d’arpentage, maillage topographiques, système et procédé de relevé topographique
FR3103550B1 (fr) * 2019-11-27 2021-12-10 Vincent Bardini Dispositif de mesure d’une longueur de cable entrainee par un treuil
WO2021123936A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 Precision Planting Llc Spatial measurment system for agricultural applications
EP3988892A1 (de) * 2020-10-20 2022-04-27 iPEK International GmbH Meterzähler
WO2024084387A1 (en) * 2022-10-20 2024-04-25 Gefran S.P.A. Sensor for detecting a position of a mechanical component within a polar spherical coordinate reference system

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3832781A (en) * 1973-01-12 1974-09-03 Nasa Measuring probe position recorder
US4249314A (en) * 1975-01-17 1981-02-10 Beck Earl J Diver operated bottom survey system
JPS585205Y2 (ja) * 1978-03-02 1983-01-28 シャープ株式会社 電子式スケ−ル
US4495703A (en) * 1981-11-25 1985-01-29 Mitutoyo Mfg. Co., Ltd. Coordinate measuring instrument
FR2554918B1 (fr) * 1983-11-10 1988-07-29 Jaluzot Yves Procede et dispositif pour obtenir les coordonnees numeriques d'un point ou d'un ensemble de points
JPS60170709A (ja) * 1984-02-16 1985-09-04 Toshiba Corp 形状測定装置
IL76517A (en) * 1985-09-27 1989-02-28 Nessim Igal Levy Distance measuring device
US5004870A (en) * 1990-04-11 1991-04-02 Osborn John J Polar co-ordinate digitizer
US5581901A (en) * 1992-03-02 1996-12-10 M. Takahashi Lifesaving apparatus
US5286972A (en) * 1993-03-05 1994-02-15 Falk David C Photoelectric line measuring device with digital display
US5430948A (en) * 1993-07-12 1995-07-11 Vander Wal, Iii; H. James Coordinate measuring machine certification system
US5829148A (en) * 1996-04-23 1998-11-03 Eaton; Homer L. Spatial measuring device
US6253461B1 (en) * 1996-11-05 2001-07-03 David C. Fischer Casting rod and reel with distance meter
US6006978A (en) * 1997-02-25 1999-12-28 Swanson; David W. Pressure head with pivot rod gimbal horn with zero adjust
US5848458A (en) * 1997-05-15 1998-12-15 Northrop Grumman Corporation Reconfigurable gantry tool
NL1006240C2 (nl) * 1997-06-05 1998-12-08 Univ Erasmus Elektronische hoekmeetinrichting.
US7878882B2 (en) * 1999-04-01 2011-02-01 Charles J. Molnar Advanced workpiece finishing
US6424885B1 (en) * 1999-04-07 2002-07-23 Intuitive Surgical, Inc. Camera referenced control in a minimally invasive surgical apparatus
NL1013479C1 (nl) * 1999-11-03 2001-05-09 Theodorus Wilhelmus Antonius C Meetinrichting omvattende een verplaatsbare meettaster.
JP2003326486A (ja) * 2001-06-20 2003-11-18 Amada Co Ltd ワーク位置決め装置
US6868620B2 (en) * 2002-08-01 2005-03-22 Solar Wide Industrial, Ltd. Digital measuring instrument having flexible measuring line
US6742273B2 (en) * 2002-08-30 2004-06-01 Tokyo Seimitsu Co., Ltd. Workpiece measuring apparatus
GB0221255D0 (en) * 2002-09-13 2004-02-25 Renishaw Plc Touch Probe
US7055261B2 (en) * 2004-07-07 2006-06-06 Daehwi Nam Versatile measurement device for three dimensions
US7241200B2 (en) * 2005-03-23 2007-07-10 Control Systems Technologies, Llc Control system and method for processing jewelry and the like
US7392597B2 (en) * 2005-08-10 2008-07-01 Asm Automation Sensorik Messtechnik Gmbh Position sensor
DE102006040155A1 (de) * 2006-08-27 2008-02-28 Reinhard Tarnick Gerät zur dreidimensionalen Vermessung von Objekten
US7395609B2 (en) * 2006-09-26 2008-07-08 Spaceage Control, Inc. 3-dimensional cable guide and cable based position transducer
US7665223B2 (en) * 2008-06-20 2010-02-23 Delta Ii, I.P., Trust Measuring device with extensible cord and method
US7841246B2 (en) * 2008-10-10 2010-11-30 Delta II, I.P. Cable length measuring device

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Publication number Publication date
EP2307848B1 (en) 2017-08-09
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ES2711350T3 (es) 2019-05-03
US8220167B2 (en) 2012-07-17
CA2728198A1 (en) 2009-12-23

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