JP5297561B2 - 座標測定機用ディスプレイ - Google Patents

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Description

本開示は、座標測定機に関し、より詳細には、一体型グラフィックスディスプレイを有する可搬型の関節アーム座標測定機（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ ａｒｍ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）に関する。
関連出願の相互参照
本出願は、２０１０年１月２０日に出願した仮出願第６１／２９６，５５５号の利益を主張するものであり、この仮出願の内容は、その全体を本願に引用して援用する。
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）は、部品の製造または生産のさまざまな段階（例えば、機械加工）の間に部品の寸法を迅速かつ正確に確認するニーズが存在する部品の製造または生産に広く使用されている。可搬型のＡＡＣＭＭは、特に、比較的複雑な部品の寸法の測定を実行するのにかかる時間量の中で、知られている据え付け式のまたは固定式の、コストが高く、使用するのが比較的難しい測定設備と比べて大きな改善を示す。通常、可搬型のＡＡＣＭＭのユーザは、単純に、測定されるべき部品または物体の表面に沿ってプローブを導く。次に、測定データが記録され、ユーザに提供される。場合によっては、データは、視覚的な形態、例えば、コンピュータスクリーン上の３次元（３Ｄ）の形態でユーザに提供される。その他の場合、データは、数字の形態でユーザに提供され、例えば、穴の直径を測定するとき、テキスト「直径＝１．００３４」がコンピュータスクリーン上に表示される。
先行技術の可搬型の関節アームＣＭＭの一例が、同一出願人による米国特許第５，４０２，５８２（‘５８２）号に開示されており、この米国特許は、その全体を本願に引用して援用する。‘５８２号特許は、一端に支持基部を、他端に測定プローブを有する手動操作式の関節アームＣＭＭを備える３Ｄ測定システムを開示する。同一出願人による米国特許第５，６１１，１４７（‘１４７）号は、類似の関節アームＣＭＭを開示しており、この米国特許は、その全体を本願に引用して援用する。‘１４７号特許においては、関節アームＣＭＭは、プローブ端の追加的な回転軸を含むいくつかの特徴を含み、それによって、２−２−２軸構成または２−２−３軸構成（後者は７軸アームである）のどちらかを有するアームを提供する。
既存のＣＭＭはそれらのＣＭＭの意図される目的に適してはいるが、必要とされるのは、本発明の実施形態の特定の特徴を有する可搬型のＡＡＣＭＭである。
本発明の一実施形態によれば、可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）が、提供される。ＡＡＣＭＭは、基部を含む。反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決めすることが可能な関節アームが提供され、アームは第２の端部で基部に回転可能なように結合され、アームは複数の接続されたアームセグメントを含み、各アームセグメントは位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む。測定デバイスが、ＡＡＣＭＭの第１の端部に装着される。トランスデューサからの位置信号を受信し、測定デバイスの位置に対応するデータを提供する電子回路が、設けられる。カバーが、基部に直接結合される。ディスプレイが、カバー内に配置され、電子回路に電気的に結合され、ディスプレイは、カバーの片側に配置されたスクリーン面を有する。さらに、カバーは、閉じた位置と開いた位置の間を動くことができ、複数の接続されたアームセグメントは、測定デバイスの移動の外周の経路を画定するように構成され、カバーが所定の開いた位置にあるときに、経路は間隔によってディスプレイから隔てられる。
本発明の別の実施形態によれば、基部を有するＡＡＣＭＭが提供される。ＡＡＣＭＭは、反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決めすることが可能な関節アームであって、第２の端部で基部に回転可能なように結合され、複数の接続されたアームセグメントを含み、各アームセグメントが位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、関節アームをやはり含む。測定デバイスが、第１の端部に装着される。トランスデューサからの位置信号を受信し、測定デバイスの位置に対応するデータを提供する電子回路が、設けられる。ディスプレイが、閉じた位置と開いた位置の間で基部に回転可能なように結合され、ディスプレイは、片側に配置されたスクリーンを有し、スクリーンは、閉じた位置において基部に近接する。コントローラが、ディスプレイに動作可能なように結合され、電子回路に通信のために結合される。さらに、複数の接続されたアームセグメントは、測定デバイスの移動の外周の経路を画定するように構成され、ディスプレイが所定の開いた位置にあるときに、経路は間隔によって前記ディスプレイから隔てられる。
本発明のさらに別の実施形態によれば、ＡＡＣＭＭが提供される。ＡＡＣＭＭは、基部を含む。反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決めすることが可能な関節アームが提供され、アームは第２の端部で基部に回転可能なように結合され、アームは複数の接続されたアームセグメントを含み、各アームセグメントは位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む。測定デバイスが、第１の端部に装着される。トランスデューサからの位置信号を受信し、測定デバイスの位置に対応するデータを提供する電子回路が、設けられる。ディスプレイが、基部に結合され、電子回路に電気的に結合され、ディスプレイは、閉じた位置と開いた動作位置の間で回転するように構成される。複数のアームセグメントは、測定デバイスの移動の外周の経路を画定するように構成され、ディスプレイが所定の開いた動作位置にあるときに、経路が間隔によってディスプレイから隔てられる。
ここで図面を参照して、本開示の範囲全体に関して限定的であると解釈されるべきでなく、要素がいくつかの図で同様に付番されている例示的な実施形態が示される。
図１Ａおよび１Ｂを含む、本発明のさまざまな態様の実施形態を中に有する可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）の斜視図である。 一緒に作られた図２Ａ〜２Ｄを含む、一実施形態による、図１のＡＡＣＭＭの一部として利用される電子機器の構成図である。 一緒に作られた図３Ａおよび３Ｂを含む、一実施形態による、図２の電子データ処理システムの詳細な特徴を示す構成図である。 ディスプレイを開いた位置に配置した図１のＡＡＣＭＭの斜視図である。 図４のＡＡＣＭＭの別の斜視図である。 図４のＡＡＣＭＭの上面図である。 図４のＡＡＣＭＭの側面図である。 図４のＡＡＣＭＭの正面図である。 図４のディスプレイの分解図である。 図１０Ａおよび１０Ｂを含む、関節アームが第１の位置から動かされた図４のＡＡＣＭＭの側面図である。 本発明の別の実施形態によるＡＡＣＭＭの斜視図である。 ディスプレイが別の位置ある図１１のＡＡＣＭＭの斜視図である。 ディスプレイがさらに別の位置ある図１１のＡＡＣＭＭの斜視図である。 図１１のＡＡＣＭＭで使用するための蝶番の一実施形態の斜視図である。 図１４の蝶番の上面図である。 図１４の蝶番の断面図である。 図１４の蝶番の分解図である。
本発明の実施形態は、可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）と一体化されたディスプレイを提供するための装置および方法に関する。さらに、本発明の例示的な実施形態は、閉じた位置と開いた位置の間で基部に回転可能なように結合されるディスプレイを対象とする。ディスプレイは、タッチスクリーンディスプレイ、および関節アームに配置されたエンコーダと通信しているコントローラを組み込むことができる。コントローラおよびディスプレイは協調して、オペレータが、ＡＡＣＭＭを外部コンピュータまたは通信接続のない独立したスタンドアロンの測定デバイスとして利用することを可能にする。本発明の実施形態は、ディスプレイとＡＡＣＭＭのプローブ端の間の接触を防ぐという利点をもたらす。
図１Ａおよび１Ｂは、本発明のさまざまな実施形態による可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）１００を全体的に示し、関節アームは、座標測定機の一種である。図１Ａおよび１Ｂに示されるように、例示的なＡＡＣＭＭ１００は、一端でＡＡＣＭＭ１００のアーム部１０４に結合された測定プローブ筐体１０２を有する６または７軸関節測定デバイスを含み得る。アーム部１０４は、軸受カートリッジ（例えば、２つの軸受カートリッジ）の第１の群１１０によって第２のアームセグメント１０８に結合された第１のアームセグメント１０６を含む。軸受カートリッジ（例えば、２つの軸受カートリッジ）の第２の群１１２は、第２のアームセグメント１０８を測定プローブ筐体１０２に結合する。軸受カートリッジ（例えば、３つの軸受カートリッジ）の第３の群１１４は、第１のアームセグメント１０６を、ＡＡＣＭＭ１００のアーム部１０４の他端に配置された基部１１６に結合する。軸受カートリッジの各郡１１０、１１２、１１４は、関節による動作の複数の軸を提供する。また、測定プローブ筐体１０２は、ＡＡＣＭＭ１００の第７の軸部のシャフト（例えば、ＡＡＣＭＭ１００の第７の軸内の測定デバイス、例えば、プローブ１１８の動作を決定するエンコーダシステムを含むカートリッジ）を含み得る。ＡＡＣＭＭ１００を使用する際、基部１１６は、通常、作業台に固定される。
各軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４の中の各軸受カートリッジは、通常、エンコーダシステム（例えば、光学式の角度エンコーダシステム）を含む。エンコーダシステム（すなわち、トランスデューサ）は、基部１１６に対するプローブ１１８の位置（および、ひいては、特定の基準系、例えば、局所または大域基準系におけるＡＡＣＭＭ１００によって測定されている物体の位置）をすべてが一緒になって示すそれぞれのアームセグメント１０６、１０８および対応する軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４の位置を示す。アームセグメント１０６、１０８は、例えば、これに限定されないが、炭素複合材料などの好適な剛性のある材料で作製され得る。関節による動作の６つまたは７つの軸（すなわち、自由度）を有する可搬型のＡＡＣＭＭ１００は、オペレータによって簡単に扱われ得るアーム部１０４を提供しながら、オペレータが基部１１６のまわりの３６０度の領域内の所望の位置にプローブ１１８を位置決めすることを可能にするという利点をもたらす。しかし、２つのアームセグメント１０６、１０８を有するアーム部１０４の例は例示を目的とするものであり、特許請求される発明はそのように限定されるべきでないことを理解されたい。ＡＡＣＭＭ１００は、軸受カートリッジによって一緒に結合された任意の数のアームセグメント（および、ひいては、６つもしくは７つを超えるか、または６つもしくは７つ未満の関節による動作の軸または自由度）を持つ可能性がある。
プローブ１１８は、測定プローブ筐体１０２に取り外し可能なように取り付けられ、測定プローブ筐体１０２は、軸受カートリッジの群１１２に接続される。ハンドル１２６は、例えば、クイック接続インターフェース（ｑｕｉｃｋ−ｃｏｎｎｅｃｔ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）により測定プローブ筐体１０２に対して取り外し可能である。ハンドル１２６は、別のデバイス（例えば、レーザーラインプローブ、バーコードリーダ）で置き換えられることができ、それによって、オペレータが同じＡＡＣＭＭ１００で異なる測定デバイスを使用することを可能にするという利点をもたらす。例示的な実施形態において、プローブ筐体１０２は、接触式の測定デバイスであり、測定されるべき物体に物理的に接触する、ボール形の、タッチセンシティブな、湾曲した、および伸長式のプローブを含むがこれらに限定されない異なるチップ１１８を有する可能性がある取り外し可能なプローブ１１８を収容する。その他の実施形態において、測定は、例えば、レーザーラインプローブ（ＬＬＰ）などの非接触式のデバイスによって実行される。一実施形態において、ハンドル１２６は、クイック接続インターフェースを使用してＬＬＰで置き換えられる。その他の種類の測定デバイスが、追加的な機能を提供するために取り外し可能なハンドル１２６を置き換える可能性がある。そのような測定デバイスの例は、例えば、１つ以上の照明、温度センサ、熱スキャナ、バーコードスキャナ、プロジェクタ、ペイントスプレーヤ、カメラなどを含むがこれらに限定されない。
図１Ａおよび１Ｂに示されるように、ＡＡＣＭＭ１００は、軸受カートリッジの群１１２から測定プローブ筐体１０２を取り外すことなしにアクセサリまたは機能が変更されることを可能にするという利点をもたらす取り外し可能なハンドル１２６を含む。図２に関して以下でより詳細に検討されるように、取り外し可能なハンドル１２６は、電力およびデータが、ハンドル１２６、およびプローブ端に配置された対応する電子機器とやりとりされることを可能にする電気コネクタも含み得る。
さまざまな実施形態において、軸受カートリッジの各群１１０、１１２、１１４は、ＡＡＣＭＭ１００のアーム部１０４が複数の回転軸のまわりを動くことを可能にする。述べられたように、各軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４は、例えばアームセグメント１０６、１０８の対応する回転軸と同軸上にそれぞれが配置された、例えば光学式の角度エンコーダなどの対応するエンコーダシステムを含む。光学式のエンコーダシステムは、本明細書において以下でより詳細に説明されるように、例えば、対応する軸のまわりのアームセグメント１０６、１０８のそれぞれのアームセグメントの回転する（スイベルの）または横の（蝶番の）動きを検出し、ＡＡＣＭＭ１００内の電子データ処理システムに信号を送信する。それぞれの個々の処理されていないエンコーダのカウントが信号として電子データ処理システムに別々に送信され、電子データ処理システムにおいて、そのカウントは測定データへとさらに処理される。同一出願人による米国特許第５，４０２，５８２（‘５８２）号に開示されているような、ＡＡＣＭＭ１００自体から分離した位置計算機（例えば、シリアルボックス）は必要とされない。
基部１１６は、装着デバイスまたは取り付けデバイス１２０を含み得る。取り付けデバイス１２０は、ＡＡＣＭＭ１００が、例えば、検査台、マシニングセンター、壁、または床などの所望の位置に取り外し可能なように取り付けられることを可能にする。一実施形態において、基部１１６は、ＡＡＣＭＭ１００が移動されているときにオペレータが基部１１６を持つのに都合の良い位置を提供するハンドル部１２２を含む。一実施形態において、基部１１６は、折りたたむとディスプレイスクリーンなどのユーザインターフェースが見えるようになる可動式カバー部１２４をさらに含む。
一実施形態によれば、可搬型のＡＡＣＭＭ１００の基部１１６は、２つの主要なコンポーネント、すなわち、基部処理システムと、ユーザインターフェース処理システムとを含む電子データ処理システムを含みまたは収容する。基部処理システムは、ＡＡＣＭＭ１００内のさまざまなエンコーダシステムからのデータ、および３次元（３Ｄ）位置計算をサポートするためのその他のアームパラメータを表すデータを処理する。ユーザインターフェース処理システムは、比較的完全な計測機能が外部コンピュータへの接続を必要とせずにＡＡＣＭＭ１００内で実施されることを可能にする、搭載オペレーティングシステム、タッチスクリーンディスプレイ、および常駐アプリケーションソフトウェアを含む。
基部１１６内の電子データ処理システムは、基部１１６から離れて配置されたエンコーダシステム、センサ、およびその他の周辺ハードウェア（例えば、ＡＡＣＭＭ１００上の取り外し可能なハンドル１２６に取り付けられることができるＬＬＰ）と通信することができる。これらの周辺ハードウェアデバイスまたは特徴をサポートする電子機器は、可搬型のＡＡＣＭＭ１００内に配置された軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４のそれぞれに配置され得る。
図２は、一実施形態による、ＡＡＣＭＭ１００で利用される電子機器の構成図である。図２に示される実施形態は、基部処理システムを実装するための基部プロセッサ基板２０４と、ユーザインターフェース基板２０２と、電力を供給するための基部電源基板２０６と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール２３２と、基部傾斜基板２０８とを含む電子データ処理システム２１０を含む。ユーザインターフェース基板２０２は、ユーザインターフェース、表示、および本明細書において説明されるその他の機能を実行するアプリケーションソフトウェアを実行するためのコンピュータプロセッサを含む。
図２に示されるように、電子データ処理システム２１０は、１つ以上のアームバス２１８を介して上述の複数のエンコーダシステムと通信している。図２に示された実施形態において、各エンコーダシステムは、エンコーダデータを生成し、エンコーダアームバスインターフェース２１４と、エンコーダデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）２１６と、エンコーダ読み取りヘッドインターフェース２３４と、温度センサ２１２とを含む。歪みセンサなどのその他のデバイスが、アームバス２１８に装着され得る。
さらに図２に示されているのは、アームバス２１８と通信しているプローブ端電子機器２３０である。プローブ端電子機器２３０は、プローブ端ＤＳＰ２２８と、温度センサ２１２と、一実施形態においてはクイック接続インターフェースによってハンドル１２６またはＬＬＰ２４２に接続するハンドル／ＬＬＰインターフェースバス２４０と、プローブインターフェース２２６とを含む。クイック接続インターフェースは、ＬＬＰ２４２およびその他のアクセサリによって使用されるデータバス、制御線、および電源バスへのハンドル１２６によるアクセスを可能にする。一実施形態において、プローブ端電子機器２３０は、ＡＡＣＭＭ１００の測定プローブ筐体１０２に配置される。一実施形態において、ハンドル１２６は、クイック接続インターフェースから取り外されることができ、測定は、ハンドル／ＬＬＰインターフェースバス２４０を介してＡＡＣＭＭ１００のプローブ端電子機器２３０と通信するレーザーラインプローブ（ＬＬＰ）２４２によって実行される可能性がある。一実施形態において、電子データ処理システム２１０は、ＡＡＣＭＭ１００の基部１１６に配置され、プローブ端電子機器２３０は、ＡＡＣＭＭ１００の測定プローブ筐体１０２に配置され、エンコーダシステムは、軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４に配置される。プローブインターフェース２２６は、１−ｗｉｒｅ（登録商標）通信プロトコル２３６を実施する、Ｍａｘｉｍ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．から販売されている製品を含む任意の好適な通信プロトコルによってプローブ端ＤＳＰ２２８に接続することができる。
図３は、一実施形態による、ＡＡＣＭＭ１００の電子データ処理システム２１０の詳細な特徴を示す構成図である。一実施形態において、電子データ処理システム２１０は、ＡＡＣＭＭ１００の基部１１６に配置され、基部プロセッサ基板２０４と、ユーザインターフェース基板２０２と、基部電源基板２０６と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール２３２と、基部傾斜モジュール２０８とを含む。
図３に示される実施形態において、基部プロセッサ基板２０４は、図中に示されるさまざまな機能ブロックを含む。例えば、基部プロセッサ機能３０２は、ＡＡＣＭＭ１００からの測定データの収集をサポートするために利用され、アームバス２１８およびバス制御モジュール機能３０８を介して処理されていないアームデータ（例えば、エンコーダシステムのデータ）を受信する。メモリ機能３０４は、プログラムおよび静的なアーム構成データを記憶する。基部プロセッサ基板２０４は、ＬＬＰ２４２などの任意の外部ハードウェアデバイスまたはアクセサリと通信するための外部ハードウェアオプションポート機能３１０も含む。リアルタイムクロック（ＲＴＣ）およびログ３０６と、バッテリパックインターフェース（ＩＦ）３１６と、診断ポート３１８とが、図３に示される基部プロセッサ基板２０４の実施形態の機能にやはり含まれる。
また、基部プロセッサ基板２０４は、外部（ホストコンピュータ）および内部（ディスプレイプロセッサ２０２）デバイスとのすべての有線および無線データ通信を管理する。基部プロセッサ基板２０４は、（例えば、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）１５８８などのクロック同期規格を用いて）イーサネット（登録商標）機能３２０を介してイーサネットネットワークと、ＬＡＮ機能３２２を介して無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）と、およびパラレル−シリアル通信（ＰＳＣ）機能３１４を介してＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール２３２と通信する能力を有する。基部プロセッサ基板２０４は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）デバイス３１２への接続も含む。
基部プロセッサ基板２０４は、上述の‘５８２号特許のシリアルボックスで開示されたようないかなる前処理も必要とせずに測定データへと処理するために、処理されていない測定データ（例えば、エンコーダシステムのカウント、温度の読み取り値）を送信および収集する。基部プロセッサ２０４は、ＲＳ４８５インターフェース（ＩＦ）３２６を介してユーザインターフェース基板２０２のディスプレイプロセッサ３２８に処理されたデータを送信する。一実施形態において、基部プロセッサ２０４は、処理されていない測定データを外部コンピュータにやはり送信する。
ここで図３のユーザインターフェース基板２０２に目を向けると、基部プロセッサによって受信された角度および位置データが、ＡＡＣＭＭ１００内の自律的な計測システムを提供するためにディスプレイプロセッサ３２８で実行されるアプリケーションによって利用される。アプリケーションは、これらに限定されないが、特徴の測定、手引きおよび訓練のグラフィックス、遠隔診断、温度の修正、さまざまな動作の特徴の制御、さまざまなネットワークへの接続、ならびに測定された物体の表示などの機能をサポートするためにディスプレイプロセッサ３２８で実行され得る。ディスプレイプロセッサ３２８および液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３３８（例えば、タッチスクリーンＬＣＤ）ユーザインターフェースとともに、ユーザインターフェース基板２０２は、セキュアデジタル（ＳＤ）カードインターフェース３３０と、メモリ３３２と、ＵＳＢホストインターフェース３３４と、診断ポート３３６と、カメラポート３４０と、音声／映像インターフェース３４２と、ダイヤルアップ／セルモデム３４４と、全地球測位システム（ＧＰＳ）ポート３４６とを含むいくつかのインターフェースオプションを含む。
図３に示される電子データ処理システム２１０は、環境データを記録するための環境レコーダ３６２を有する基部電源基板２０６も含む。また、基部電源基板２０６は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３５８およびバッテリ充電器制御３６０を用いて、電子データ処理システム２１０に電力を供給する。基部電源基板２０６は、集積回路間（ｉｎｔｅｒ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）（Ｉ２Ｃ）シリアルシングルエンドバス３５４を用いて、およびＤＭＡシリアル周辺インターフェース（ＤＭＡ ｓｅｒｉａｌ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（ＤＳＰＩ）３５６を介して基部プロセッサ基板２０４と通信する。基部電源基板２０６は、基部電源基板２０６に実装された入力／出力（Ｉ／Ｏ）拡張機能３６４を介して傾斜センサおよび無線周波数識別（ＲＦＩＤ）モジュール２０８に接続される。
別個のコンポーネントとして示されているが、その他の実施形態において、これらのコンポーネントのすべてまたは一部は、図３に示された位置とは異なる位置に物理的に配置される、および／または図３に示された方法とは異なる方法で組み合された機能である可能性がある。例えば、一実施形態において、基部プロセッサ基板２０４およびユーザインターフェース基板２０２は、１つの物理的な基板に組み合わされる。
図１および図４〜１０を参照すると、一体化されたディスプレイを有するＡＡＣＭＭ１００の実施形態が示されている。ＡＡＣＭＭ１００は、軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４に関連するエンコーダと１つ以上のバス２１８を介して通信するように構成される電子データ処理システム２１０を含む基部１１６を含む。基部１１６は、一端に取り付けデバイス１２０を、反対端に軸受カートリッジの群１１４およびアーム部１０４を有する筐体４００を含む。片側に、筐体４００は、凹部４０２を含む。凹部４０２は、内壁４０４、第１の側壁４０６、第２の側壁４０８、および端壁４１０によって画定される。側壁４０６、４０８は、凹部４０２が取り付けデバイス１２０に近い端部からアーム部１０４に近い端部に向かって次第に細くなるようなＡＡＣＭＭ１００の取り付け平面に対する角度に配置される。端壁４１０の近くに、筐体４００は、オペレータによるＡＡＣＭＭ１００の持ち運びを容易にするように大きさが決められているハンドル部１２２を含む。
一実施形態において、凹部４０２は、バッテリ４１３を受けるように大きさが決められた開口４１１を含む。バッテリ４１３は、筐体４００に取り外し可能なように配置され、壁４０４に動くことができるように配置される外れ止め４１５によって固定される。外れ止め４１５は、バッテリ４１３の表面に係合し、意図しない脱落を防ぐタブを含み得る。バッテリ４１３は、バッテリパックインターフェース３１６に結合され、ＡＡＣＭＭ１００が外部電源（例えば、壁付きコンセント）に接続されていないときにＡＡＣＭＭ１００のための電力を供給する。例示的な実施形態において、バッテリ４１３は、電子データ処理システム２１０と通信し、バッテリ充電レベル、バッテリの種類、モデル番号、製造元、特性、放電率、予測される残りの容量、温度、電圧、およびＡＡＣＭＭが制御された方法で停止されることができるようなバッテリが切れそうなことの警報を含み得るがこれらに限定されない信号を送信する回路を含む。
端壁４１０は、蝶番４１４を受けるように大きさが決められている１つ以上の凹んだ領域４１２を含み得る。例示的な実施形態において、凹んだ領域４１２は、蝶番４１４の上面が端壁４１０の表面と同一平面になるかまたは同じ高さになるように大きさが決められる。各蝶番４１４は、１つ以上の留め具４１６によって筐体４００に結合される第１の板を含む。第１の板は、回転軸４１８を形成するピンを受けるように大きさが決められた円筒部を含む。各蝶番４１４は、ピンに結合された円筒部を有する第２の板をさらに含む。第２の板は軸４１８のまわりに回転することを理解されたい。
筐体４００は、可動式カバー部１２４を含む。可動式カバー部１２４は、１つ以上の留め具４２２によって蝶番４１４の第２の板に取り付けられる筐体部材４２０を含む。可動式カバー部１２４は、閉じた位置（図１Ａ）と開いた位置（図４）の間で軸４１８のまわりに回転する。例示的な実施形態において、開いた位置にあるとき、可動式カバー部１２４は、内壁４０４に対して鈍角に配置される。可動式カバー部１２４は、連続的に回転できることと、開いた位置は、オペレータがディスプレイスクリーンにアクセスし、ディスプレイスクリーンを利用することができる任意の位置であってよいこととを理解されたい。筐体部材４２０の片側に、１つ以上のインジケータ４３２（図１Ａ）が取り付けられる。インジケータ４３２は、可動式カバー部１２４が閉じた位置にあるときにオペレータが視認できる。以下でより詳細に検討されるように、インジケータは、オペレータに、ＡＡＣＭＭ１００の通信状態および／またはバッテリレベルの視覚的な指示を与える。
可動式カバー部１２４は、片側に配置され、筐体部材４２０に結合された表面部材４２４をさらに含む。表面部材４２４は、ディスプレイスクリーン４２８を見ることができるように大きさが決められた開口４２６を含む。筐体部材４２０および表面部材４２４は、全体的に、中空の内部４３０（図９）を画定する、例えば射出成形プラスチック材料から形成された薄壁構造である。一実施形態において、筐体部材４２０または表面部材４２４は、例えば、鋼鉄またはアルミニウム板金を含むがこれらに限定されないその他の材料から形成され得る。蝶番４１４と反対の端部に、筐体部材４２０は、凹んだ領域４３４を含む。凹んだ領域４３４の近くには、閉じた位置にあるときに可動式カバー部１２４を開くことを容易にするハンドルを提供する凸部４３６がある。凹んだ領域４３４の中に、外れ止め部材４３８がある。外れ止め部材４３８は、１つ以上の部材４４２に結合されたばね仕掛けのレバー４４０を含む。部材４４２は、レバー４４０の動きに応じて凹んだ領域４３４の表面に実質的に垂直に動くように構成される。外れ止め部材４３８は、可動式カバー部１２４が閉じた位置に回転されるときに、レバーが凹部４０２の最上部に沿った開口４４４内にぴったり合うように配置される。開口４４４の近くには、部材４４２を受けるように大きさが決められた１対の溝４４６がある。閉じた位置にあるとき、溝４４６は、部材４４２を保持し、可動式カバー部１２４が誤って開いてしまうことを防ぐ。可動式カバー部１２４を開けるために、オペレータは、レバー４４０を押し、ばね仕掛けの部材４４２を筐体部材４２０内に引っ込める。部材４４２が引っ込められると、可動式カバー部１２４は、自由に回転できる。
可動式カバー部１２４の中に、ディスプレイスクリーン４２８を有するディスプレイ４４８が配置される。ディスプレイ４４８は、表面部材４２４に取り付けられる。ディスプレイ４４８は、オペレータが、外部のホストコンピュータを利用するかまたは外部のホストコンピュータに接続することなしにＡＡＣＭＭ１００とインタラクションし、ＡＡＣＭＭ１００を操作することを可能にするユーザインターフェースを提供する。ディスプレイ４４８は、これに限定されないが、位置エンコーダから生じたデータの表示など、ＡＡＣＭＭ１００で行われるオペレーションに関する情報を表示することができる。一実施形態において、ディスプレイスクリーン４２８は、表示領域内の例えばオペレータの指またはスタイラスなどによる接触の存在および位置を検知することができるＬＣＤスクリーンである。ディスプレイ４４８は、抵抗素子、表面弾性波素子、容量性素子、表面型静電容量素子、投射型静電容量素子、赤外光検知素子、ひずみゲージ素子、光学式撮像素子、分散信号素子（ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｉｇｎａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ）、または音響パルス認識素子（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｐｕｌｓｅ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ）を含むがこれらに限定されない接触を検出するための素子を有するタッチスクリーンを含み得る。ディスプレイ４４８は、オペレータによるディスプレイ４４８の操作の結果として１つ以上の信号がディスプレイ４４８へ、またはディスプレイ４４８から送信されることができるように、ユーザインターフェース基板２０２および基部プロセッサ基板２０４と双方向通信するように構成される。例示的な実施形態において、ディスプレイスクリーン４２８は、開口４２６内に配置される。
ディスプレイ４４８の両側に配置されているのは、スタンドオフフレーム４５０である。フレーム４５０は、ユーザインターフェース基板２０２を表面部材４２４に結合する。ユーザインターフェース基板は、ディスプレイ４４８およびインジケータ４３２に電気的に結合される。ユーザインターフェース基板は、例えば、導線４５２などのインターフェース接続によって基部プロセッサ基板２０４に結合される。導線４５２は、筐体部材４２０の端部の、蝶番４２２の間に配置された開口４５４によって筐体部材４２０を出る。
一実施形態において、筐体部材４２０は、コンピュータインターフェースを受けるように大きさが決められる１対の開口４５６、４５８をさらに含む。コンピュータインターフェースは、オペレータがユーザインターフェース基板２０２を、これらに限定されないが、例えば、コンピュータ、コンピュータネットワーク、ラップトップ、バーコードスキャナ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、キーボード、マウス、プリンタ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、またはセルラ電話などの外部デバイスに接続することを可能にする。一実施形態において、開口４５６は、ＵＳＢホストインターフェース３３４にぴったり合うように大きさが決められ、開口４５８は、セキュアデジタルカードインターフェース３３０にぴったり合うように大きさが決められる。上で検討されたように、ユーザインターフェース基板２０２は、ディスプレイスクリーン４２８および電子データ処理システム２１０から信号を受け入れ、送信するために双方向通信するように構成されるプロセッサ３２８を含む。
可動式カバー部１２４が開いた位置にあるとき、ディスプレイスクリーン４２８への衝撃を防ぐかまたは最小化することが望ましいことを理解されたい。例示的な実施形態において、アーム部１０４は、アームセグメント１０６、１０８の位置および長さが、アーム部１０４のプローブ端４６２が可動式カバー部１２４に近い領域のあたりを動かされるときにプローブ筐体１０２、プローブチップ１１８、またはハンドル１２６がディスプレイスクリーン４２８に強くぶつかることを許さないように構成される。図１０に示されるように、アーム部１０４の移動が、ディスプレイスクリーン４２８が開いた動作位置にあるときのプローブ端４６２の最も近い部分（例えば、プローブチップ１１８）とディスプレイスクリーン４２８の間の間隔４６４をもたらすプローブ端４６２の移動の外周を画定する経路４６０をもたらす。一実施形態において、可動式カバー部１２４は、開いた動作位置で完全に開いている。経路４６０は、プローブ端４６２が下に向かって（例えば、取り付けリング端に向かって）動くときに、プローブ端４６２がディスプレイスクリーン４２８に強くぶつかるかまたは接触することがないように、プローブ端４６２が基部１１６から離れて運ばれるように構成される。０でない距離の間隔４６４を設けることは、ディスプレイスクリーン４２８とプローブチップ１１８の間の接触の可能性を減らすかまたはなくすという利点をもたらすことを理解されたい。
図１１〜１３を参照すると、可動式カバー部１２４の別の実施形態が示されている。この実施形態において、基部１１６は、凹部４０２が一端に配置された筐体４００を含む。凹部４０２は、内壁４７０および複数の側壁４７２、４７４、４７６、４７８によって画定される。可動式カバー部１２４は、スイベル蝶番４８０によって側壁４７４に結合される。スイベル蝶番４８０は、可動式カバー部１２４を、可動式カバー部１２４が２つの独立した軸４８２、４８４のまわりに回転され得るように筐体４００に結合する。これは、オペレータが、ディスプレイスクリーン４２８を見ることを容易にするために実質的に任意の位置にスクリーンを位置決めすることを可能にする。図１３に示される一実施形態において、可動式カバー部１２４は、ディスプレイスクリーン４２８が内壁４７０から離れる方を向くようにして凹部４０２内に筐体部材４２０が配置されるように回転され得る。
図１４〜１７を参照すると、スイベル蝶番４８０の実施形態が示されている。スイベル蝶番４８０は、ディスプレイの電子機器への配線のための通路を提供しながら、制御された範囲の回転運動による可動式カバー部１２４の回転を可能にする。スイベル蝶番４８０の構成は、比較的大きなコネクタが既に取り付けられたケーブルの組立体を支持することができる。
本明細書の実施形態は基部１１６に対して回転または旋回するディスプレイスクリーン４２８を有するＡＡＣＭＭ１００を示すが、これは例示を目的とするものであり、特許請求される発明はそのように限定されるべきでないことを理解されたい。一実施形態において、カバー１２４は、ディスプレイスクリーン４２８が基部１１６の実質的に固定された位置に配置されるように筐体４００に一体化される。
本発明の実施形態は、オペレータがＡＡＣＭＭを外部コンピュータまたは通信ネットワークへの接続の必要がない独立した測定デバイスとして素早く移動し、設置し、操作することを可能にする一体化されたディスプレイおよびユーザインターフェースを提供することによってＡＡＣＭＭに利点をもたらす。さらなる利点は、関節アームが、ディスプレイスクリーンの妨げにならず、それによって、スクリーンまたはプローブチップのいずれかの損傷の可能性をなくすように構成されることである。オペレータが見やすくするためにディスプレイスクリーンを回転および位置決めすることを可能にするさらに別の利点が、もたらされる。本発明の実施形態の技術的効果および利点は、一体化されたスクリーン上に測定値を表示することによって、ＡＡＣＭＭが独立したスタンドアロンのデバイスとして操作されることを可能にすることを含む。
本発明が例示的な実施形態を参照して説明されたが、本発明の範囲を逸脱することなくさまざまな変更が行われる可能性があり、均等物が本発明の要素の代替とされる可能性があることが当業者に理解されるであろう。さらに、特定の状況または構成要素を本発明の教示に適合させるために、本発明の本質的な範囲を逸脱することなく多くの変形が行われ得る。したがって、本発明は本発明を実施するための考えられる最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されず、本発明は添付の特許請求の範囲内に入るすべての実施形態を含むことが意図される。さらに、用語「第１」、「第２」などの使用はいかなる順序または重要度も表さず、むしろ用語「第１」、「第２」などはある要素を別の要素と区別するために使用される。その上、用語「ａ」、「ａｎ」などの使用は量の限定を表さず、むしろ言及される項目の少なくとも１つの存在を表す。

Claims (23)

  1. 可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）であって、
    基部と、
    反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決めすることが可能な関節アームであって、前記第２の端部で前記基部に回転可能なように結合され、複数の接続されたアームセグメントを含み、各アームセグメントが位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、関節アームと、
    前記第１の端部に装着された測定デバイスと、
    前記トランスデューサからの前記位置信号を受信し、前記測定デバイスの位置に対応するデータを提供する電子回路と、
    前記基部に直接結合されたカバーと、
    前記カバー内に配置され、前記電子回路に電気的に結合されたディスプレイであって、前記カバーの片側に配置されたスクリーン面を有する、ディスプレイとを含み、
    前記カバーが、閉じた位置と開いた位置の間を動くことができ、
    前記複数の接続されたアームセグメントが、前記測定デバイスの移動の外周の経路を画定するように構成され、前記カバーが所定の開いた位置にあるときに、前記経路が間隔によって前記ディスプレイから隔てられることを特徴とする可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）。
  2. 請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、
    前記スクリーン面が、前記閉じた位置において前記基部に近接して配置され、前記所定の開いた位置において前記基部に対して斜めに配置されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  3. 請求項２に記載のＡＡＣＭＭであって、前記スクリーン面が、前記所定の開いた位置にあるとき、前記閉じた位置に対して鈍角に配置されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  4. 請求項２に記載のＡＡＣＭＭであって、前記カバーに結合され、前記スクリーン面と反対側に配置された少なくとも１つのインジケータをさらに含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  5. 請求項２に記載のＡＡＣＭＭであって、前記基部が、前記カバーの近くに凹んだ領域を含み、前記カバーが、前記閉じた位置において前記凹んだ領域内に少なくとも部分的に配置されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  6. 請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、
    前記カバー内に配置され、前記ディスプレイに動作可能なように結合されたコントローラであって、前記電子回路と通信のために結合された、コントローラをさらに含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  7. 請求項６に記載のＡＡＣＭＭであって、前記コントローラが、少なくとも１つのインターフェース接続をさらに含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  8. 請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記ディスプレイが、タッチ式ディスプレイであることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  9. 請求項２に記載のＡＡＣＭＭであって、前記カバーの片側に配置された外れ止め部材であって、前記閉じた位置にあるときに前記カバーを前記基部に取り外し可能なように結合する、外れ止め部材をさらに含み、前記カバーが、前記外れ止め部材と反対側に配置された少なくとも１つの蝶番によって前記基部に回転可能なように結合されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  10. 請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記カバーが、第１の軸および第２の軸のまわりに回転するように結合されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  11. 請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記基部が、前記カバーの近くに配置されたハンドル部を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  12. 可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）であって、
    基部と、
    反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決めすることが可能な関節アームであって、前記第２の端部で前記基部に回転可能なように結合され、複数の接続されたアームセグメントを含み、各アームセグメントが位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、関節アームと、
    前記第１の端部に装着された測定デバイスと、
    前記トランスデューサからの前記位置信号を受信し、前記測定デバイスの位置に対応するデータを提供する電子回路と、
    閉じた位置と開いた位置の間で前記基部に回転可能なように結合されたディスプレイであって、片側に配置されたスクリーンを有し、前記スクリーンが、前記閉じた位置において前記基部に近接する、ディスプレイと、
    前記ディスプレイに動作可能なように結合され、前記電子回路に通信のために結合されたコントローラとを含み、
    前記複数の接続されたアームセグメントが、前記測定デバイスの移動の外周の経路を画定するように構成され、前記ディスプレイが所定の開いた位置にあるときに、前記経路が間隔によって前記ディスプレイから隔てられることを特徴とする可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）。
  13. 請求項１２に記載のＡＡＣＭＭであって、前記基部が、片側に凹部を含み、前記ディスプレイが、前記凹部内で前記基部に回転可能なように結合されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  14. 請求項１３に記載のＡＡＣＭＭであって、
    前記電子回路に電気的に結合されたバッテリをさらに含み、
    前記凹部が、前記バッテリを受けるように大きさが決められた開口を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  15. 請求項１４に記載のＡＡＣＭＭであって、前記ディスプレイおよび前記コントローラのまわりに配置されたカバーをさらに含み、前記スクリーンが、前記カバーの、前記ディスプレイが前記閉じた位置にあるときに前記凹部内に位置決めされる側に配置されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  16. 請求項１２に記載のＡＡＣＭＭであって、前記スクリーンが、タッチスクリーンであることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  17. 請求項１６に記載のＡＡＣＭＭであって、前記コントローラに動作可能なように結合され、前記スクリーンに結合されている少なくとも１つのコンピュータインターフェースをさらに含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  18. 請求項１２に記載のＡＡＣＭＭであって、前記基部が、片側にハンドルを含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  19. 可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）であって、
    基部と、
    反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決めすることが可能な関節アームであって、前記第２の端部で前記基部に回転可能なように結合され、複数の接続されたアームセグメントを含み、各アームセグメントが位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、関節アームと、
    前記第１の端部に装着された測定デバイスと、
    前記トランスデューサからの前記位置信号を受信し、前記測定デバイスの位置に対応するデータを提供する電子回路と、
    前記基部に結合され、前記電子回路に電気的に結合されたディスプレイであって、閉じた位置と開いた動作位置の間で回転するように構成された、ディスプレイとを含み、
    前記複数の接続されたアームセグメントが、前記測定デバイスの移動の外周の経路を画定するように構成され、前記ディスプレイが所定の開いた動作位置にあるときに、前記経路が間隔によって前記ディスプレイから隔てられることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  20. 請求項１９に記載のＡＡＣＭＭであって、前記間隔が０でないことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  21. 請求項２０に記載のＡＡＣＭＭであって、前記ディスプレイが、第１の軸および第２の軸のまわりに回転するように前記基部に結合されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  22. 請求項２０に記載のＡＡＣＭＭであって、
    前記ディスプレイに動作可能なように結合され、前記電子回路に電気的に結合されたコントローラをさらに含み、
    前記コントローラが、前記ディスプレイからの第１の信号に応答して前記ディスプレイ上に前記少なくとも１つの位置トランスデューサから生じたデータを表示するための実行可能なコンピュータ命令に応答するプロセッサを含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
  23. 請求項２２に記載のＡＡＣＭＭであって、前記コントローラが、前記ディスプレイからの第３の信号に応答して前記電子回路に第２の信号を送信することにさらに応答することを特徴とするＡＡＣＭＭ。

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