專利名稱：便攜式計量設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及空間測量設(shè)備。更具體地說，本發(fā)明涉及便攜式計量設(shè)備。
背景技術(shù)：
多年來，高精度計量已經(jīng)用在制造環(huán)境中。例如，許多制造商傳統(tǒng)上利用坐標(biāo)測量 機(jī)(“CMM”)或卡尺來提供測量，以確定遵守制造容限，諸如用于制造汽車引擎。盡管CMM 非常精確，但它們也很昂貴，而且它們的配置由它們?yōu)橹O(shè)計的具體應(yīng)用而定。盡管卡尺相對低廉，但它們也不易于彎曲。因此，不能測量各種形狀和尺寸。在大約10年前，鉸接臂型CMM設(shè)備開始取代龍門型CMM。鉸接臂型設(shè)備利用類似 機(jī)器人臂的機(jī)械結(jié)構(gòu)。盡管這些設(shè)備不像CMM —樣精確并且仍然很昂貴，但它們趨向于比 CMM更低廉。這些設(shè)備用于計算機(jī)動畫、三維形狀數(shù)字化、計量和一些醫(yī)學(xué)應(yīng)用中。這些設(shè) 備通常固定到固定的基準(zhǔn)面上。因此，為在不同的地方使用設(shè)備，該設(shè)備必須能從該表面拆 卸并重定位，這限制了設(shè)備的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供了用于便攜式計量設(shè)備的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的一個實施 例是一種裝置，包括第一連桿、通過可操作以在第一自由度移動的第一聯(lián)接器與第一連桿 聯(lián)接的第一探針、通過可操作以在第二自由度移動的第二聯(lián)接器與第一連桿聯(lián)接的第二探 針、可操作以輸出與第一聯(lián)接器的運(yùn)動相關(guān)的第一傳感器信號的第一傳感器，以及可操作 以輸出與第二聯(lián)接器的運(yùn)動相關(guān)的第二傳感器信號的第二傳感器。本實施例還包括與第一 和第二傳感器通信的處理器，并且可操作以接收第一傳感器信號和第二傳感器信號，以及 至少部分基于第一傳感器信號和第二傳感器信號，確定第一探針和第二探針之間的距離。所提及的本實施例不限制或限定本發(fā)明，而是提供本發(fā)明的實施例的例子以幫助 理解本發(fā)明。在詳細(xì)描述中論述實施例，并提供本發(fā)明的進(jìn)一步描述。本發(fā)明的各個實施 例提供的優(yōu)點可以通過研讀本說明書進(jìn)一步理解。


當(dāng)參考附圖來閱讀下述詳細(xì)描述時，能更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方 面和優(yōu)點，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的雙連桿便攜式計量設(shè)備的透視圖解；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的安裝在基座中的圖1中的雙連桿便攜式計量設(shè) 備的透視圖解；圖3是本發(fā)明的一個實施例中的計量設(shè)備的組件的框圖；以及圖4是圖解根據(jù)本發(fā)明的一個實施例測量距離的方法的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例提供了用于便攜式計量設(shè)備的方法和系統(tǒng)。示例性便攜式計量設(shè)備在一個示例性實施例中，便攜式計量設(shè)備包括串聯(lián)附連并在兩端端接薄觸針或測量探針的多個鉸接剛性連桿。探針可以包括例如校準(zhǔn)的計量紅寶石針頭、硬尖頭針頭、為諸 如凹槽測量的特定測量任務(wù)而成形的針頭，或一些其他類型的探針。這種設(shè)備類似蛇形。每一探針和每一連桿之間的聯(lián)接器裝有傳感器，諸如高分辯率位置編碼器。該傳感 器能測量聯(lián)接器的兩側(cè)上的連桿的相對位置并且向處理器提供包含那一信息的傳感器信號。 在一個這種設(shè)備中，聯(lián)接器包括高質(zhì)量角型(旋轉(zhuǎn)接頭)和/或線性(柱狀接頭)軸承。示例性的實施例是便攜式的并且相對較小，因此能用在小的區(qū)域。這種設(shè)備能采 用絕對和相對測量。當(dāng)手持設(shè)備時，能測量設(shè)備的相對端上的兩個探針針頭之間的點對點 距離。多個自由度允許它“纏繞”對象并且測量通過笛卡爾坐標(biāo)測量機(jī)(“CMM”)或標(biāo)準(zhǔn)卡 尺不能達(dá)到的位置。在一個實施例中，一個探針可被固定到固定基座上。這允許設(shè)備測量相對于固定 基座的絕對位置。在該配置中，設(shè)備類似鉸接臂型CMM?；転樯咝卧O(shè)備的基座端觸針提 供動態(tài)支架(kinematicmoimt)，以確保精確地得知觸針的位置。另外，基座能向蛇形設(shè)備內(nèi) 的電池充電，并能用作與主機(jī)的通信鏈路。示例性的實施例包括處理器。該處理器能確定兩個探針之間的線性距離并在嵌入 式顯示器中顯示結(jié)果?？蛇x地，可編程該設(shè)備來執(zhí)行特定的測量任務(wù)(例如測量洞內(nèi)直徑， 測量螺栓孔圖案或獲取表面輪廓)?？蛇x地，顯示器能向用戶呈現(xiàn)信息，以便引導(dǎo)他們通過 測量任務(wù)。顯示器可以包括一個或多個元件，包括用于呈現(xiàn)文本和/或圖形信息的可視屏 幕和用于顯示狀態(tài)和測量信息的指示燈。示例性的實施例也可以包括音頻和觸覺反饋元 件，用于提供有關(guān)測量任務(wù)和結(jié)果以及設(shè)備狀態(tài)的信息。為了更高級的測量應(yīng)用，設(shè)備還能 與主計算機(jī)(以有線和/或無線方式)通信。給出該示例性的實施例以向讀者介紹在此所述的概括主題。本發(fā)明不限于該例 子。下述章節(jié)描述各種另外的實施例和用于動畫(animating)數(shù)據(jù)項的顯示表示的方法和 系統(tǒng)的例子。雙連桿便攜式計量設(shè)備圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的雙連桿便攜式計量設(shè)備的透視圖解。圖1的實 施例中所示的計量設(shè)備100包括第一連桿102和第二連桿104。連桿102、104可以包括任 何適當(dāng)?shù)牟牧?，諸如金屬、碳復(fù)合材料或塑料。所示的連桿102、104是固定連桿，但一些實施例包括一個或多個可延伸(例如，經(jīng) 沿連桿的軸的柱狀接頭)或可旋轉(zhuǎn)(例如，經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭以軸來轉(zhuǎn)動)連桿。在一個這種實 施例中，可延伸連桿包括傳感器，用于確定連桿或連桿延伸的長度，以便在確定適當(dāng)?shù)臏y量 時，能考慮到長度或延伸。連桿102、104經(jīng)聯(lián)接器106接合。聯(lián)接器106以一個自由度可移動。所示的自由 度是樞軸轉(zhuǎn)動自由度，且與連桿102、104平行。在其他實施例中，可以以扭轉(zhuǎn)自由度來接合 連桿。在另外的實施例中，每一聯(lián)接器能以兩個或多個自由度移動。在所示的實施例中，聯(lián) 接器106是連桿的組成部分。換句話說，未示出單獨(dú)的聯(lián)接器。在其他實施例中，聯(lián)接器可以包括完全分立的元件，諸如搭接或附著在連桿的平端上的元件，或可以是與連桿整合的聯(lián)接器與提供必要的自由度的一個或多個分立元件的組合。傳感器(未示出)嵌入在每一聯(lián)接器中。傳感器能感知一個或多個自由度的聯(lián)接 器的移動并生成反映該移動的一個或多個傳感器信號。在一個實施例中，傳感器包括光學(xué) 編碼器，提供有關(guān)由接頭連接的兩個連桿之間的角度位置的信息。在一個實施例中，可以利 用其他適當(dāng)類型的傳感器。在一些實施例中，運(yùn)動知覺或振動觸覺致動器向計量設(shè)備提供觸覺反饋。這種致 動器可以用來阻止聯(lián)接器或連桿的運(yùn)動或使提供設(shè)備的狀態(tài)的一些表示。例如，在一個實 施例中，當(dāng)電池電量低時，計量設(shè)備產(chǎn)生低頻振動。在另一實施例中，用戶能對距離測量設(shè) 置上下限。當(dāng)兩個探針之間的距離落在該距離之外時，設(shè)備以當(dāng)隨著距離測量接近一個極 限而增加的低頻來振動。當(dāng)距離測量處于該上下限或在上下限之間時，輸出較高頻率的振 動，以便向用戶提供已經(jīng)滿足上下限的表示。在另一實施例中，能使用運(yùn)動知覺或振動觸覺 反饋來向用戶表示該測量設(shè)備面臨不適合于測量的配置，諸如處于設(shè)備中的連桿的機(jī)械奇 胃t生(mechanical singularity)。所示的實施例還包括兩個探針108、110。每一探針108、110通過聯(lián)接器112、114 聯(lián)接到連桿102、104。聯(lián)接器112、114與連接兩個連桿102、104的聯(lián)接器106類似。在其 他實施例中，可以混用和匹配各種聯(lián)接器來實現(xiàn)用于便攜式計量設(shè)備的所需的連接類型。在圖1中所示的實施例中，針頭116、118聯(lián)接到每一探針108、110的末端。所示 針頭116、118是計量紅寶石針頭。在其他實施例中，可以利用其他類型的針頭。例如，在一 些實施例中，針頭可以包括硬尖頭針頭、為特定測量任務(wù)諸如凹槽測量而成形的針頭、諸如 在手術(shù)前用于標(biāo)明病人的身體的標(biāo)記器，或一些其他類型的針頭。在其他實施例中，針頭可 以包括激光器、鉆頭、針、切割器、攝像頭、光源、夾具或手術(shù)工具、渦流傳感器、聲學(xué)或多普 勒傳感器或磁體。盡管圖1中所示的針頭116、118是聯(lián)接到探針108、110的分立元件，但 在其他實施例中，針頭116、118可以是探針108、110的組成部分。將圖1中所示的連桿、聯(lián)接器、探針和針頭均鏈接在一起，以便形成計量設(shè)備。這 些元件可以聯(lián)接以便單個元件能彼此脫離。用那種方式，另外的元件(即，連桿、聯(lián)接器、探 針和針頭)能被取代或添加到設(shè)備上，允許設(shè)備測量不同形狀和尺寸的組件。同時，這種聯(lián) 接允許緊湊地存放該設(shè)備。例如，本發(fā)明的一個實施例包括多個連桿、多個聯(lián)接器、多個探針和多個針頭。這 些元件存放在盒中，當(dāng)用戶希望使用便攜式計量設(shè)備時，用戶選擇單個元件，并在使用前將 它們聯(lián)接在一起。這種實施例允許用戶使設(shè)備的大小和性能適合于用戶計劃采用該設(shè)備的 特定的應(yīng)用。固定基座便攜式計量設(shè)備圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、安裝在基座中的圖1中的雙連桿便攜式計量 設(shè)備的透視圖解。與圖1中所示的計量設(shè)備200相同，圖2中所示的計量設(shè)備200包括兩 個連桿102、104，三個聯(lián)接器106、112、114，以及兩個探針108、110。所示的實施例還包括針 頭 118。在圖2所示的設(shè)備中，將一個探針110插入固定基座202。在該配置中，設(shè)備類似 鉸接臂型CMM。基座202能為計量設(shè)備的一個探針提供動態(tài)支架，以確保精確地已知針頭118的位置。計量設(shè)備200可以簡單地壓入基座202中，然后由磨擦力而被保持。例如，在一個實施例中，基座202包括保持計量設(shè)備的橡膠墊。在另一實施例中，基座202包括鎖定 機(jī)構(gòu)，諸如鎖環(huán)，以將計量設(shè)備200保持在基座202中。另外，基座202能向計量設(shè)備200內(nèi)諸如一個或多個電池的電源充電?；?02 還可以包括通信設(shè)備，用于與顯示器或計算機(jī)通信和/或下載測量數(shù)據(jù)歷史。這種通信可 能以無線或有線通信的形式。單連桿便攜式計量設(shè)備圖3是在本發(fā)明的一個實施例中的計量設(shè)備的組件的框圖。圖3中所示的計量設(shè) 備300包括處理器302。處理器302執(zhí)行一個或多個軟件應(yīng)用程序，以便進(jìn)行測量、顯示信 息、傳送信息和執(zhí)行計量設(shè)備的其他功能。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，這種應(yīng)用可以駐留在任何適當(dāng)?shù)挠嬎銠C(jī)可讀介質(zhì) 中，并在任何適當(dāng)?shù)奶幚砥魃蠄?zhí)行。這種處理器可以包括微處理器、ASIC、狀態(tài)機(jī)，或其他處 理器，以及能是任何多種計算機(jī)處理器，諸如來自Santa Clara, California的Intel公司 和Schaumburg，Illinois的Motorola公司的處理器。計算機(jī)可讀介質(zhì)存儲指令，當(dāng)由處理 器執(zhí)行時，該指令使處理器執(zhí)行在此所述的步驟。計算機(jī)可讀介質(zhì)的實施例包括但不限于電子、光學(xué)、磁性或其他存儲設(shè)備或傳輸 或包括某種類型貯存器并能向處理器提供計算機(jī)可讀指令的其他設(shè)備。適當(dāng)介質(zhì)的其他例 子包括但不限于軟盤、CD_R0M、DVD、磁盤、存儲芯片、R0M、RAM、RP0M、Era0M、EEra0M、ASIC、配 置的處理器、所有光學(xué)介質(zhì)、所有磁帶或其他磁性介質(zhì)，或計算機(jī)處理器能從其讀取指令的 任何其他介質(zhì)。同時，各種其他類型的計算機(jī)可讀介質(zhì)嵌入能向計算機(jī)傳輸或傳送指令的 設(shè)備中，諸如路由器、專用或公共網(wǎng)絡(luò)，或其他傳輸設(shè)備或通道，以有線和無線方式的。指令 可以包括來自任何適當(dāng)計算機(jī)編程語言的代碼，包括例如C，C++, C#, Visual Basic, Java, Python、Perl 禾口 JavaScript。圖3中所示的計量設(shè)備300還包括與處理器302通信的多個傳感器。計量設(shè)備 300包括第一聯(lián)接器傳感器304。在本發(fā)明的包括可以單一旋轉(zhuǎn)自由度移動的聯(lián)接器的實 施例中，聯(lián)接器傳感器304生成包括聯(lián)接器的角度的信號。在其他聯(lián)接器可以多于一個自 由度移動的實施例中，第一聯(lián)接器傳感器304生成包括多個角度的信號。處理器302接收 該信號并利用它來確定計量設(shè)備300的每一端的位置。所示的實施例還包括第二聯(lián)接器傳感器306。取決于計量設(shè)備300的配置，第二聯(lián) 接器傳感器可以與第一聯(lián)接器傳感器304是相同類型的傳感器，或可以是不同類型。圖3中所示的計量設(shè)備300還包括連桿傳感器308。所示連桿傳感器308可以提 供表示連桿部的長度或角度或旋轉(zhuǎn)的傳感器信號。例如，在一個實施例中，連桿能經(jīng)內(nèi)部柱 狀接頭，從第一最小長度延伸到第二最大長度。在這種實施例中，當(dāng)生成信號時，來自連桿 傳感器的傳感器信號提供連桿部的長度的表示。在具有能繞連桿的長軸扭轉(zhuǎn)的連桿的實施 例中，連桿傳感器提供表示連桿的兩末端相對彼此的旋轉(zhuǎn)度的傳感器信號。圖3中所示的實施例還包括顯示器310。顯示器310可配置以表示附連到連桿或 聯(lián)接器的末端的兩個探針的末端或針頭之間的測量。顯示器310還可表示其他信息。在一 個實施例中，計量設(shè)備300還包括可與顯示器310結(jié)合使用的按鈕，以配置該計量設(shè)備300 或執(zhí)行可能要求輸入的其他功能。在另一實施例中，顯示器310包括觸摸屏。用戶可使用該觸摸屏來修改設(shè)備300的配置或執(zhí)行可能要求輸入的其他功能。盡管圖3中所示的實施 例包括顯示器，但本發(fā)明的不同其他實施例可以不包括顯示器。計量設(shè)備300還包括RF(射頻)發(fā)射機(jī)312。RF發(fā)射機(jī)312向計算機(jī)，諸如操作者 計算機(jī)314，或其他設(shè)備傳送信號，以便其他設(shè)備能確定或使用來自計量設(shè)備的長度測量。 例如，操作者計算機(jī)314可以從RF發(fā)射機(jī)312接收測量信號并使用那一信號來跟蹤計量設(shè) 備的一系列測量。在另一實施例中，計量設(shè)備300不包括顯示器，而操作者計算機(jī)314包括 個人數(shù)字助理或外部計算機(jī)和計算機(jī)顯示器，充 當(dāng)用于計量設(shè)備300的顯示器。盡管圖3 中所示的實施例包括RF發(fā)射機(jī)312，但可以利用其他類型的接口，諸如并行、串行、紅外、藍(lán) 牙以及可被利用以從計量設(shè)備300向外部設(shè)備傳送信號的其他接口。盡管圖3中所示的實 施例包括RF發(fā)射機(jī)，但本發(fā)明的不同其他實施例不包括RF發(fā)射機(jī)或以有線或無線方式通 信的任何其他形式。圖3中所示的實施例還包括觸覺輸出裝置316。觸覺輸出裝置316包括致動器，該 致動器響應(yīng)于致動信號并將觸覺反饋提供給設(shè)備300的用戶。致動器可以包括例如壓電致 動器、螺線管、尋呼機(jī)馬達(dá)或其他類型的有源或無源致動器。盡管圖3中所示的實施例包括 一個觸覺輸出裝置316，在其他實施例中，計量設(shè)備300可以包括多個觸覺輸出裝置或不包 括觸覺輸出裝置。圖3中所示的實施例還包括音頻輸出318。在所示的實施例中，音頻輸出318包括 用于輸出聲音的揚(yáng)聲器。這種音頻輸出318可以為用戶提供諸如低電量的狀態(tài)、諸如最終 測量的動作結(jié)果，或其他使用信息。音頻輸出318也可以用來為用戶提供逐步指令，以完成 任務(wù)，諸如執(zhí)行特定類型的測量。測量方法圖4是圖解通過本發(fā)明的一個實施例測量距離的方法的流程圖。在所示的實施 例中，在步驟402，處理器從設(shè)備的接頭或聯(lián)接器接收信號。這些信號可以包括對應(yīng)于一個 或多個自由度的聯(lián)接器或接頭的旋轉(zhuǎn)度的一個或多個角度測量。例如，如果聯(lián)接器或接頭 能以一個自由度旋轉(zhuǎn)，那么接頭傳感器可以生成包括與起始位置的角度的測量的傳感器信號。在步驟404，處理器還從計量設(shè)備中的連桿或多個連桿接收一個或多個傳感器信 號。例如，在連桿可延伸的實施例中，處理器可以接收對應(yīng)于連桿的額外長度或連桿的延伸 量的度量。如果連桿能旋轉(zhuǎn)，連桿傳感器可以生成對應(yīng)于從起始位置的連桿的旋轉(zhuǎn)的信號。 例如，起始位置可以是當(dāng)對齊連桿的末端時。在一些實施例中，連桿不包括傳感器或可以包 括多個傳感器。在設(shè)備中能選擇多個不同長度連桿并連接在一起來構(gòu)成適合于特定測量任 務(wù)的設(shè)備的實施例中，連桿能經(jīng)存儲在連桿上或從連桿導(dǎo)出的電子標(biāo)識碼，向處理器報告 它們的幾何參數(shù)。然后，在步驟406，處理器確定計量設(shè)備的兩端上的探針之間的距離。在進(jìn)行確定 中，處理器利用所有接頭和連桿傳感器信號。用于計算鉸接臂的兩端之間的距離的方法對 本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是公知的，在此不再描述。然后，在步驟408，處理器使兩端之間的距離顯示在顯示器上。顯示器可以與計量 設(shè)備整合或可以包含在遠(yuǎn)程設(shè)備內(nèi)。在此實施例中，計量設(shè)備將距離傳送到便攜式設(shè)備，然 后便攜式設(shè)備顯示量得尺寸。
便攜式計量設(shè)備的應(yīng)用本發(fā)明的實施例可以用于各種應(yīng)用。這些應(yīng)用包括例如計量學(xué)、數(shù)字化、醫(yī)學(xué)、制造和制圖應(yīng)用。例如，根據(jù)本發(fā)明的計量設(shè)備可以用來測量組件的內(nèi)部或外部直徑。這些 測量可能對采用當(dāng)前計量設(shè)備來說極其困難或要求為執(zhí)行單一特定測量任務(wù)而設(shè)計的特 定儀器。根據(jù)本發(fā)明的實施例的計量設(shè)備也可以用于逆向工程，允許工程師或技術(shù)員進(jìn)行 設(shè)備的絕對和相對測量。這種設(shè)備能取代標(biāo)準(zhǔn)卡尺并且提供測量標(biāo)準(zhǔn)線性卡尺不能測量的 區(qū)域的能力。本發(fā)明的實施例也可以用在醫(yī)學(xué)環(huán)境中。例如，這些實施例可以用來進(jìn)行人體的 外部測量，諸如病人的生理測量。在利用固定基座的配置中，本發(fā)明的實施例可以用來引導(dǎo) 超聲探針或甚至諸如切割器和鉆頭的定位工具。在一個實施例中，用標(biāo)記器或筆代替針頭或探針的一個。使用這種實施例，外科醫(yī) 生，諸如整形外科醫(yī)生，能在手術(shù)準(zhǔn)備中，在病人的皮膚、骨頭或其他身體部位上產(chǎn)生墨水 標(biāo)記。這些設(shè)備能消除當(dāng)前使用的復(fù)雜鉸接臂測量設(shè)備的設(shè)置需求。在另一實施例中，可 以在計量設(shè)備的一端利用攝像頭，以執(zhí)行內(nèi)窺鏡手術(shù)。本發(fā)明的實施例也可以在制造環(huán)境中使用。例如，本發(fā)明的實施例可以用來測量 用在構(gòu)建成品中的組件。在包括固定基座的計量設(shè)備的結(jié)構(gòu)中，通過路徑計劃和控制軟件， 這些實施例可以用來引導(dǎo)跟蹤和工具安置。概述本發(fā)明的實施例的上述描述僅為示例和描述目的而提出，并且不是排他的，而且 不應(yīng)將本發(fā)明限制到所公開的具體的形式。在不背離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下， 對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，許多改進(jìn)和修改是顯而易見的。
權(quán)利要求
一種裝置，包括第一連桿；第一探針，通過可操作以在第一自由度移動的第一聯(lián)接器，與所述第一連桿聯(lián)接；第二探針，通過可操作以在第二自由度移動的第二聯(lián)接器，與所述第一連桿聯(lián)接，第一傳感器，可操作以輸出與所述第一聯(lián)接器的運(yùn)動有關(guān)的第一傳感器信號；第二傳感器，可操作以輸出與所述第二聯(lián)接器的運(yùn)動有關(guān)的第二傳感器信號，以及處理器，與所述第一和第二傳感器通信，并且可操作以接收所述第一傳感器信號和所述第二傳感器信號；以及至少部分基于所述第一傳感器信號和所述第二傳感器信號，確定所述第一探針和所述第二探針之間的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括第二連桿，通過可操作以在第三自由度移動的第三聯(lián)接器，聯(lián)接在所述第一連桿和所 述第一聯(lián)接器之間；第三傳感器，可操作以輸出與所述第一聯(lián)接器的運(yùn)動有關(guān)的第三傳感器信號；以及 其中，所述 處理器進(jìn)一步可操作以接收所述第三傳感器信號，并且至少部分基于所述 第一傳感器信號、所述第二傳感器信號和所述第三傳感器信號，確定所述第一探針和所述 第二探針之間的距離。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括顯示器，聯(lián)接到所述處理器并且可操作以 接收所述距離；以及顯示所述距離。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括基座，配置為 容納所述第一探針；以及將所述第一探針保持在固定位置。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述基座進(jìn)一步可操作用于向聯(lián)接到所述第一傳 感器、所述第二傳感器和所述處理器的電源充電。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述電源包括電池。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，至少一個自由度包括扭轉(zhuǎn)自由度。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一自由度包括樞軸旋轉(zhuǎn)自由度。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一聯(lián)接器進(jìn)一步可操作以在第四自由度移動。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述第一自由度包括扭轉(zhuǎn)自由度，并且所述第四 自由度包括樞軸旋轉(zhuǎn)自由度。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一連桿包括可延伸連桿并且進(jìn)一步包括與 所述處理器通信的連桿長度傳感器，所述連桿長度傳感器可操作以感知所述第一連桿的長 度并向所述處理器輸出所述長度。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一傳感器和所述處理器之間的通信是無線的。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述處理器包括第一處理器，并且進(jìn)一步包括與 所述第一處理器通信的第二處理器，所述第二處理器可操作以從所述第一處理器接收所述距離。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括第一環(huán)，聯(lián)接到所述第一連桿，可操作以置于用戶的第一手指上；以及 第二環(huán)，聯(lián)接到所述第二連桿，可操作以置于用戶的第二手指上。
15.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一探針包括標(biāo)記器、激光器、鉆頭、針、切割 器、攝像頭、光源、夾具或手術(shù)工具、渦流傳感器、聲學(xué)或多普勒傳感器或磁體之一。如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一探針可拆卸地連接到第一連桿。
16.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括音頻輸出。
17.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括致動器，用于提供觸覺反饋。
18.一種裝置，包括 第一連桿，具有第一探針；第一接頭，聯(lián)接到所述第一連桿，所述第一接頭可操作以在至少一個自由度移動并具 有第一傳感器，所述第一傳感器輸出與所述第一接頭在至少一個自由度的運(yùn)動有關(guān)的第一 傳感器信號；第二連桿，具有第二探針，所述第二連桿聯(lián)接到所述第一接頭；以及 處理器，聯(lián)接到所述第一傳感器，并且可操作以 確定所述第一探針和所述第二探針之間的距離；以及 輸出所述距離。 第一連桿；第一連桿，具有第一探針； 第二連桿，具有第二探針；第一聯(lián)接器，聯(lián)接到所述第一探針和所述第二探針，可操作以在第一自由度移動； 第一傳感器，可操作以輸出與第一聯(lián)接器的運(yùn)動有關(guān)的第一傳感器信號；以及 處理器，與所述第一傳感器通信，并且可操作以 接收所述第一傳感器信號；以及至少部分基于所述第一傳感器信號，確定所述第一探針和所述第二探針之間的距離。
19.一種裝置，包括 第一連桿；第一探針，配置成通過可操作以在第一自由度移動的第一聯(lián)接器與所述第一連桿聯(lián)接；第二探針，配置成通過可操作以在第二自由度移動的第二聯(lián)接器與所述第一連桿聯(lián)接；第一傳感器，可操作以輸出與所述第一聯(lián)接器的運(yùn)動有關(guān)的第一傳感器信號； 第二傳感器，可操作以輸出與所述第二聯(lián)接器的運(yùn)動相關(guān)的第二傳感器信號，以及 處理器，可操作以接收所述第一傳感器信號和所述第二傳感器信號；以及至少部分基于所述第一傳感器信號和所述第二傳感器信號，確定所述第一探針和所述 第二探針之間的距離。
20.一種裝置，包括第一連桿；第一探針，通過可操作以在第一自由度移動的第一聯(lián)接器，與所述第一連桿聯(lián)接；第二探針，通過可操作以在第二自由度移動的第二聯(lián)接器，與所述第一連桿聯(lián)接； 第一傳感器，可操作以輸出與所述第一聯(lián)接器的運(yùn)動有關(guān)的第一傳感器信號； 第二傳感器，可操作以輸出與所述第二聯(lián)接器的運(yùn)動相關(guān)的第二傳感器信號，以及 發(fā)射機(jī)，與所述第一和第二傳感器通信，并且可操作以 接收所述第一傳感器信號和所述第二傳感器信號，以及向處理器傳輸所述第一傳感器信號和所述第二傳感器信號，所述處理器配置為至少部 分基于所述第一傳感器信號和所述第二傳感器信號，確定所述第一探針和所述第二探針之 間的距離。
全文摘要
描述了用于便攜式計量設(shè)備的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的一個實施例是一種裝置，包括第一連桿；第一探針，通過可操作以在第一自由度移動的第一聯(lián)接器，與所述第一連桿聯(lián)接；第二探針，通過可操作以在第二自由度移動的第二聯(lián)接器，與所述第一連桿聯(lián)接；第一傳感器，可操作以輸出與所述第一聯(lián)接器的運(yùn)動有關(guān)的第一傳感器信號；以及第二傳感器，可操作以輸出與所述第二聯(lián)接器的運(yùn)動有關(guān)的第二傳感器信號。該實施例還包括與所述第一和第二傳感器通信的處理器，可操作以接收所述第一傳感器信號和所述第二傳感器信號；以及至少部分基于所述第一傳感器信號和所述第二傳感器信號，確定所述第一探針和所述第二探針之間的距離。
文檔編號G01B21/04GK101842659SQ200880113874
公開日2010年9月22日 申請日期2008年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月31日
發(fā)明者丹尼爾·H·戈麥斯, 瑞安·斯蒂格 申請人:伊梅森公司