一種具有配重平衡裝置的關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)，具體涉及一種具有配重平衡裝置的關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)是一種依靠操作者用手扶持著測量臂進(jìn)行測量的非正交的坐標(biāo)測量設(shè)備，其機(jī)械結(jié)構(gòu)類似于機(jī)器人手臂，測量臂的自身重量增加了操作者操作負(fù)荷，降低了測量效率。因此，關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)用來平衡重力的裝置是必不可少的。
[0003]當(dāng)前關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)中的重力平衡機(jī)構(gòu)大多采用螺旋彈簧、空氣彈簧力矩平衡等方法或機(jī)構(gòu)。由于關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的坐標(biāo)系統(tǒng)是非正交坐標(biāo)系統(tǒng)，在測量時測量機(jī)所需的平衡力矩會隨著測量位姿的變化而變化，變化幅度比較大。而上述平衡機(jī)構(gòu)的輸出平衡力矩都是單方面增大或者減小，不能隨著測量機(jī)所需的重力平衡力矩而作相對應(yīng)的變化?？諝鈴椈尚问狡胶鈾C(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較大，不僅增大了測量機(jī)的重量與體積，而且還影響美觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有配重平衡裝置的關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)，該坐標(biāo)測量機(jī)在大臂和小臂的反向延長線上安裝配重裝置，來平衡測量機(jī)自身大部分重力，減輕操作者的測量強(qiáng)度。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]本實用新型包括基座、第一配重桿、大臂、第二配重桿、小臂、肩關(guān)節(jié)活動件、肘關(guān)節(jié)活動件、腕關(guān)節(jié)活動件和測頭；肩關(guān)節(jié)活動件的一端與基座構(gòu)成第一回轉(zhuǎn)副，另一端與大臂的一端構(gòu)成第一擺動副；所述的第一配重桿固定在肩關(guān)節(jié)活動件上，且第一配重桿和大臂分設(shè)在肩關(guān)節(jié)活動件兩側(cè)；所述大臂的另一端與肘關(guān)節(jié)活動件的一端構(gòu)成第二回轉(zhuǎn)副，肘關(guān)節(jié)活動件的另一端與小臂的一端構(gòu)成第二擺動副；所述的第二配重桿固定在肘關(guān)節(jié)活動件上，且第二配重桿和小臂分設(shè)在肘關(guān)節(jié)活動件兩側(cè)；所述小臂的另一端與腕關(guān)節(jié)活動件的一端構(gòu)成第三回轉(zhuǎn)副，腕關(guān)節(jié)活動件的另一端與測頭構(gòu)成第三擺動副。
[0007]所述的第二配重桿和小臂共軸線，第二配重桿使得小臂、腕關(guān)節(jié)活動件和第二配重桿的組件重心處于第二擺動副的擺動中心處。
[0008]所述的第一配重桿和大臂共軸線，第一配重桿所配重量使得大臂、肘關(guān)節(jié)活動件、小臂、腕關(guān)節(jié)活動件、第二配重桿和第一配重桿的組件重心處于第一擺動副的擺動中心處。
[0009]所述的第一回轉(zhuǎn)副、第一擺動副、第二回轉(zhuǎn)副、第二擺動副、第三回轉(zhuǎn)副和第三擺動副處均安裝圓光柵角度傳感器。
[0010]本實用新型具有的有益效果是:
[0011]不管本實用新型的關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)處于何種姿勢，配重裝置可以使得大臂以下除了測頭以外所有部件的重心處在擺動副的擺動中心處，進(jìn)而使得測量機(jī)自身大部分重力處于平衡狀態(tài)，大臂和小臂在自然狀態(tài)下不會因重力下落，操作者測量時不需支撐測量機(jī)自身的大部分重量，以此達(dá)到減輕操作者測量強(qiáng)度的目的。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0014]如圖1所示，一種具有配重平衡裝置的關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)，包括基座1、第一配重桿3、大臂5、第二配重桿8、小臂9、肩關(guān)節(jié)活動件、肘關(guān)節(jié)活動件、腕關(guān)節(jié)活動件和測頭12 ；肩關(guān)節(jié)活動件的一端與基座I構(gòu)成第一回轉(zhuǎn)副2，另一端與大臂5的一端構(gòu)成第一擺動副4 ;第一配重桿3固定在肩關(guān)節(jié)活動件上，且第一配重桿3和大臂5分設(shè)在肩關(guān)節(jié)活動件兩側(cè)；大臂5的另一端與肘關(guān)節(jié)活動件的一端構(gòu)成第二回轉(zhuǎn)副6，肘關(guān)節(jié)活動件的另一端與小臂9的一端構(gòu)成第二擺動副7 ;第二配重桿8固定在肘關(guān)節(jié)活動件上，且第二配重桿8和小臂9分設(shè)在肘關(guān)節(jié)活動件兩側(cè)；小臂9的另一端與腕關(guān)節(jié)活動件的一端構(gòu)成第三回轉(zhuǎn)副10，腕關(guān)節(jié)活動件的另一端與測頭12構(gòu)成第三擺動副11。
[0015]測頭12測量的坐標(biāo)由第一回轉(zhuǎn)副2、第一擺動副4、第二回轉(zhuǎn)副6、第二擺動副7、第三回轉(zhuǎn)副10和第三擺動副11處安裝的高精度圓光柵角度傳感器測量的轉(zhuǎn)角計算獲得。
[0016]第二配重桿8和小臂9共軸線，第二配重桿8所配重量使得小臂9、腕關(guān)節(jié)活動件和第二配重桿8的組件重心處于第二擺動副7的擺動中心處。這樣，在不計測頭12重力的情況下，小臂9、腕關(guān)節(jié)活動件和第二配重桿8在重力作用下對第二擺動副7擺動中心處的合力矩為零，即小臂9不會在重力作用下繞第二擺動副7轉(zhuǎn)動。
[0017]第一配重桿3和大臂5共軸線，第一配重桿3所配重量使得大臂5、肘關(guān)節(jié)活動件、小臂9、腕關(guān)節(jié)活動件、第二配重桿8和第一配重桿3的組件重心處于第一擺動副4的擺動中心處。由于第二配重桿8已經(jīng)使得小臂9、腕關(guān)節(jié)活動件和第二配重桿8的重心處于第二擺動副7的擺動中心處，不管第二擺動副7和第一擺動副4怎么轉(zhuǎn)，大臂5以下除了測頭12以外的所有零件將有確定的重心，并且處在大臂5的軸線上。當(dāng)?shù)谝慌渲貤U3所配重力合適時，大臂5以下除了測頭12以外所有零件的重心將始終處在第一擺動副4的擺動中心處。這樣，大臂5以下除了測頭12以外的所有零件在重力作用下對第一擺動副4擺動中心處的合力矩為零，即大臂5不會在重力作用下繞第一擺動副4轉(zhuǎn)動。
[0018]可見，不管該具有配重平衡裝置的關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)處于何種姿勢，第一配重桿3和第二配重桿8可以使得大臂5以下除了測頭以外所有零件的重心處在第一擺動副的擺動中心處，進(jìn)而使得測量機(jī)自身大部分重力處于平衡狀態(tài)，大臂和小臂在自然狀態(tài)下不會因重力下落，操作者測量時不需支撐測量機(jī)自身的大部分重量，以此達(dá)到減輕操作者測量強(qiáng)度的目的。
【主權(quán)項】
1.一種具有配重平衡裝置的關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)，包括基座、第一配重桿、大臂、第二配重桿、小臂、肩關(guān)節(jié)活動件、肘關(guān)節(jié)活動件、腕關(guān)節(jié)活動件和測頭，其特征在于:肩關(guān)節(jié)活動件的一端與基座構(gòu)成第一回轉(zhuǎn)副，另一端與大臂的一端構(gòu)成第一擺動副；所述的第一配重桿固定在肩關(guān)節(jié)活動件上，且第一配重桿和大臂分設(shè)在肩關(guān)節(jié)活動件兩側(cè)；所述大臂的另一端與肘關(guān)節(jié)活動件的一端構(gòu)成第二回轉(zhuǎn)副，肘關(guān)節(jié)活動件的另一端與小臂的一端構(gòu)成第二擺動副；所述的第二配重桿固定在肘關(guān)節(jié)活動件上，且第二配重桿和小臂分設(shè)在肘關(guān)節(jié)活動件兩側(cè)；所述小臂的另一端與腕關(guān)節(jié)活動件的一端構(gòu)成第三回轉(zhuǎn)副，腕關(guān)節(jié)活動件的另一端與測頭構(gòu)成第三擺動副； 所述的第二配重桿和小臂共軸線，第二配重桿使得小臂、腕關(guān)節(jié)活動件和第二配重桿的組件重心處于第二擺動副的擺動中心處； 所述的第一配重桿和大臂共軸線，第一配重桿所配重量使得大臂、肘關(guān)節(jié)活動件、小臂、腕關(guān)節(jié)活動件、第二配重桿和第一配重桿的組件重心處于第一擺動副的擺動中心處。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有配重平衡裝置的關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)，其特征在于:所述的第一回轉(zhuǎn)副、第一擺動副、第二回轉(zhuǎn)副、第二擺動副、第三回轉(zhuǎn)副和第三擺動副處均安裝圓光柵角度傳感器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有配重平衡裝置的關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)。當(dāng)前關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的重力平衡機(jī)構(gòu)輸出平衡力矩都是單方面增大或減小，不能隨測量機(jī)所需的重力平衡力矩而作相應(yīng)變化。本實用新型中肩關(guān)節(jié)活動件的一端與基座構(gòu)成第一回轉(zhuǎn)副，另一端與大臂的一端構(gòu)成第一擺動副；第一配重桿固定在肩關(guān)節(jié)活動件上；大臂的另一端與肘關(guān)節(jié)活動件的一端構(gòu)成第二回轉(zhuǎn)副，肘關(guān)節(jié)活動件的另一端與小臂的一端構(gòu)成第二擺動副；第二配重桿固定在肘關(guān)節(jié)活動件上；小臂的另一端與腕關(guān)節(jié)活動件的一端構(gòu)成第三回轉(zhuǎn)副，腕關(guān)節(jié)活動件的另一端與測頭構(gòu)成第三擺動副。本實用新型在大臂和小臂的反向延長線上安裝配重裝置，來平衡測量機(jī)自身重力，減輕操作者的測量強(qiáng)度。
【IPC分類】G01B21/00
【公開號】CN204854677
【申請?zhí)枴緾N201520518803
【發(fā)明人】程林, 王文, 高貫斌, 盧科青, 時光, 范宗尉, 陸軍華
【申請人】杭州電子科技大學(xué), 杭州博洋科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月16日