(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間内の物体の座標を測定するための可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）であって、
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部であって、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、関節アーム部と、
前記第１の端部に装着された測定デバイスと、
前記少なくとも１つの位置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、
前記第２の端部に回転可能に結合された基部であって、片側にフランジを有する、基部と、
片側にへりが配置された第１の開口が中を貫いている本体を含み、前記へりが、前記フランジに係合するように大きさが決められ、前記第１の開口の一部が、ねじ山を有する、取付けデバイスと、
前記本体に回転可能に結合され、第１の位置と第２の位置の間を第１の方向に回転するように構成された第１のアームとを含むことを特徴とする関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）。
【請求項２】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記本体に回転可能に結合され、第３の位置と第４の位置の間を第２の方向に回転するように構成された第２のアームをさらに含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項３】
請求項２に記載のＡＡＣＭＭであって、前記第１のアームの第３の端部に結合された第１の留め具と、前記第２のアームの第４の端部に結合された第２の留め具とをさらに含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項４】
請求項３に記載のＡＡＣＭＭであって、前記第１の留め具が、前記第３の端部を前記本体に取外し可能なように結合し、前記第２の留め具が、前記第４の端部を前記本体に取外し可能なように結合することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項５】
請求項４に記載のＡＡＣＭＭであって、前記第１の留め具が、第１の移動止め機構を含み、前記第２の留め具が、第２の移動止め機構を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項６】
請求項３に記載のＡＡＣＭＭであって、前記第１のアームが、前記第３の端部の反対側の第５の端部で前記本体に回転可能に結合され、前記第２のアームが、前記第４の端部の反対側の第６の端部で前記本体に回転可能に結合されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項７】
請求項６に記載のＡＡＣＭＭであって、前記第１のアームが、第２の開口および第３の開口を含み、前記第２のアームが、第４の開口および第５の開口を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項８】
請求項２に記載のＡＡＣＭＭであって、
前記ねじ山が回転軸を有し、
前記第１のアームまたは前記第２のアームのうちの少なくとも１つが、前記回転軸まわりでトルクを発生するように構成され、
前記トルクが、前記基部を装着デバイスにしっかりと固定しておくのに十分な力を発生することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項９】
請求項８に記載のＡＡＣＭＭであって、前記本体が、前記基部に動作可能に結合されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１０】
請求項８に記載のＡＡＣＭＭであって、前記本体が、前記装着デバイスに動作可能に結合されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１１】
空間内の物体の座標を測定するための可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）であって、
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部であって、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、関節アーム部と、
前記第１の端部に装着された測定デバイスと、
前記少なくとも１つの位置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、
前記第２の端部に回転可能に結合され、片側にフランジを有する基部と、
取付けデバイスであって、
中を貫いて延びる開口を有し、前記開口の片側にへりが配置され、前記へりが前記フランジに係合するように大きさが決められ、前記開口の一部にねじ山が形成されている、本体と、
前記本体の第１の側から延び、第１の溝および第２の溝を有する、第１の凸部、ならびに
第３の端部と第４の端部とを有する第１のアームであって、前記第１のアームは前記第３の端部で前記第１の溝に回転可能に結合され、前記本体に近接する第１の位置と前記本体から遠位にある第２の位置との間を動くことができる第１のアームを含む、取付けデバイスとを含むことを特徴とする関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）。
【請求項１２】
請求項１１に記載のＡＡＣＭＭであって、
第５の端部と第６の端部とを有する第２のアームであって、前記第２のアームは、第５の端部で前記第２の溝に回転可能に結合され、前記本体に近接する第３の位置と前記本体から遠位にある第４の位置との間を動くことができることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のＡＡＣＭＭであって、
前記第４の端部に結合された第１の留め具および前記第６の端部に結合された第２の留め具と、
前記第１の留め具と協力するように構成された第１の凹部および前記第２の留め具と協力するように構成された第２の凹部を有し、前記本体の第２の側から延びる第２の凸部と、をさらに備えることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のＡＡＣＭＭであって、前記第１の留め具が、第１の移動止め機構であり、前記第２の留め具が、第２の移動止め機構であることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１５】
請求項１２に記載のＡＡＣＭＭであって、
前記本体が、第１の湾曲を有する第１の表面および第２の湾曲を有する第２の表面を含み、前記第１の表面および前記第２の表面が、前記開口の反対側に配置され、
前記第１のアームが、前記第１の表面に近接する第３の表面を含み、前記第３の表面が、前記第１のアームが前記第１の位置にあるときに前記第１の表面と実質的に接触しており、
前記第２のアームが、前記第２の表面に近接する第４の表面を含み、前記第４の表面が、前記第２のアームが前記第３の位置にあるときに前記第２の表面と実質的に接触していることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のＡＡＣＭＭであって、
前記第１のアームが、前記第３の表面の反対側に第５の表面を含み、
前記第２のアームが、前記第４の表面の反対側に第６の表面を含み、
前記第１の凸部が、前記開口の反対側に第７の表面を含み、
前記第５の表面、前記第６の表面、および前記第７の表面が、実質的に同じ半径に配置されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のＡＡＣＭＭであって、
前記第１のアームが、第１の中央部分と、前記第１の溝の中に配置された第３の凸部とを含み、
前記第２のアームが、第２の中央部分と、前記第２の溝の中に配置された第４の凸部とを含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１８】
請求項１７に記載のＡＡＣＭＭであって、前記第１の側に近接する前記開口内に配置されたへりをさらに含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１９】
請求項１２に記載のＡＡＣＭＭであって、
前記取付けデバイスが前記基部に結合され、前記基部が前記取付けデバイスと前記第２の端部の間に配置され、
前記ねじ山は回転軸を有し、
前記第１のアームまたは前記第２のアームのうちの少なくとも１つが、前記回転軸まわりでトルクを発生するように構成され、
前記トルクが、前記基部を装着デバイスにしっかりと固定しておくのに十分な力を発生することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のＡＡＣＭＭであって、前記本体が、前記基部に動作可能に結合されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２１】
請求項１９に記載のＡＡＣＭＭであって、前記本体が、前記装着デバイスに動作可能に結合されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２２】
空間内の物体の座標を測定するための可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）であって、
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部であって、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、関節アーム部と、
ＡＡＣＭＭの第１の端部に装着された測定デバイスと、
前記少なくとも１つの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、
前記第２の端部に回転可能に結合された基部と、
前記基部に結合された固定部材であって、外周のまわりに配置されたフランジを有する、固定部材と、
取付けデバイスであって、
開口が中を貫いて延びる第１の中央部分を有する本体であって、前記固定部材の少なくとも一部が、前記開口内に配置され、前記開口が、前記フランジに係合するように配置されたへりを有する、本体、および
第３の端部で前記本体に回転可能に結合された第１のアームであって、前記第１の中央部分に近接する第１の位置と前記第１の中央部分から遠位にある第２の位置との間を動くことができる第４の端部を有する、第１のアームを含む、取付けデバイスとを含み、
前記開口が、前記へりに近接するねじ部を含むことを特徴とする関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）。
【請求項２３】
請求項２２に記載のＡＡＣＭＭであって、第５の端部で前記本体に回転可能に結合された第２のアームであって、前記第１の中央部分に近接する第３の位置と前記第１の中央部分から遠位にある第４の位置との間を動くことができる第６の端部を有する、第２のアームをさらに含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のＡＡＣＭＭであって、前記第１の中央部分が、前記第１の中央部分の片側から延びる第１の凸部を含み、前記第１の凸部が、前記第３の端部を受けるように大きさが決められた第１の溝と、前記第５の端部を受けるように大きさが決められた第２の溝とを有することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２５】
請求項２４に記載のＡＡＣＭＭであって、前記第１の中央部分が、前記第１の凸部の実質的に反対側に延びる第２の凸部を含み、前記第４の端部が、前記第１の位置において前記第２の凸部に近接して配置され、前記第６の端部が、前記第３の位置において前記第２の凸部に近接して配置されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２６】
請求項２５に記載のＡＡＣＭＭであって、
前記第４の端部に結合された第１の留め具であって、前記第１の位置にあるときに前記第２の凸部に取外し可能なように結合される、第１の留め具と、
前記第６の端部に結合された第２の留め具であって、前記第３の位置にあるときに前記第２の凸部に取外し可能なように結合される、第２の留め具とをさらに含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２７】
請求項２６に記載のＡＡＣＭＭであって、
前記第１のアームが、少なくとも１つの第１の凹部を有する第２の中央部分を含み、
前記第２のアームが、少なくとも１つの第２の凹部を有する第３の中央部分を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２８】
請求項２３に記載のＡＡＣＭＭであって、
前記開口が、回転軸を有するねじ山を含み、
前記第１のアームまたは前記第２のアームのうちの少なくとも１つが、前記回転軸まわりでトルクを発生するように構成され、
前記トルクが、前記基部を装着デバイスにしっかりと固定しておくのに十分な力を発生することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２９】
請求項２８に記載のＡＡＣＭＭであって、前記本体が、前記基部に動作可能に結合されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項３０】
請求項２８に記載のＡＡＣＭＭであって、前記本体が、前記装着デバイスに動作可能に結合されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、座標測定機に関し、より詳細には、座標測定機の設置および撤去を容易にする取付けデバイス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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
先行技術の可搬型のＡＡＣＭＭ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ＡＡＣＭＭ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ＡＡＣＭＭ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、ＡＡＣＭＭ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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，１８９，７９７号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２８９，２６４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
既存のＡＡＣＭＭはそれらのＡＡＣＭＭの意図された目的に適しているが、改善のニーズが依然として存在する。必要とされるのは、ＡＡＣＭＭが、道具の使用を必要とせずに所望の位置に設置されることおよび所望の位置から撤去されることを可能にする固定デバイスを有する可搬型のＡＡＣＭＭである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、空間内の物体の座標を測定するための可搬型の関節アーム座標測定機（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部であって、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、関節アーム部を含む。測定デバイスが、第１の端部に装着される。少なくとも１つの位置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。基部が、第２の端部に回転可能に結合され、基部は、片側にフランジを有する。片側にへりが配置された第１の開口が中を貫いている本体を含む取付けデバイスが設けられ、へりはフランジに係合するように大きさが決められ、第１の開口の一部はねじ山を有する。第１のアームが、本体に回転可能に結合され、第１の位置と第２の位置の間を第１の方向に回転するように構成される。
【０００８】
本発明の別の実施形態によれば、別の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部であって、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、関節アーム部を含む。測定デバイスが、第１の端部に装着される。少なくとも１つの位置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。第２の端部に回転可能に結合され、片側にフランジを有する基部が設けられる。中を貫いて延びる開口を有し、開口の片側にへりが配置され、へりがフランジに係合するように大きさが決められ、開口の一部にねじ山が形成されている本体と、本体の第１の側から延び、第１の溝および第２の溝を有する第１の凸部と、第３の端部と第４の端部を有する第１のアームと、を有する取付けデバイスが設けられる。第１のアームは、第３の端部で第１の溝に回転可能に結合され、本体に近接する第１の位置と本体から遠位にある第２の位置との間を動くことができる。
【０００９】
本発明のさらに別の実施形態によれば、別の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部であって、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、関節アーム部を有する。測定デバイスが、ＡＡＣＭＭの第１の端部に装着される。少なくとも１つの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。基部が、第２端部に回転可能に結合される。基部に結合され、外周のまわりに配置されたフランジを有する、固定部材が設けられる。本体と第１のアームとを有する取付けデバイスが、設けられる。本体が、開口が中を貫いて延びる第１の中央部分を有する。本体は、固定部材の少なくとも一部が開口の中に配置されるように配置され、開口は、フランジに係合するように配置されたへりを有する。第１のアームが、第３の端部で本体に回転可能に結合され、第１のアームは、第１の中央部分に近接する第１の位置と第１の中央部分から遠位にある第２の位置との間を動くことができる第４の端部を有する。開口は、へりに近接するねじ部を含む。
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】図１のＡＡＣＭＭの取付けリングの上面図である。
【図５】図４の取付けリングの下面図である。
【図６】図４の取付けリングの上斜視図である。
【図７】図４の取付けリングの分解下斜視図である。
【図８】アームが第２の位置にある図４の取付けリングの上斜視図である。
【図９】図１のＡＡＣＭＭに取り付けられた図４の取付けリングの部分的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
可搬型のＡＡＣＭＭがオペレータによって簡単かつ迅速に運ばれ、使用場所に設置され、使用場所から撤去されることが望ましい。本発明の実施形態は、基部部材に固定デバイスを組み込むことに利点がある。固定デバイスは、ＡＡＣＭＭが、道具を使用せずに使用場所に結合され、使用場所から切り離されることを可能にすることに利点をもたらす。本発明の実施形態は、ＡＡＣＭＭの設置および撤去を可能にするために広がり、動作中および保管中に引っ込む可動式の一体化されたアームを有する固定デバイスを含む。
【００１３】
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群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。
【００１４】
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ことに利点をもたらす。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。
【００１５】
プローブ１１８は、測定プローブ筐体１０２に取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ことに利点をもたらす。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。
【００１６】
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ことに利点をもたらす取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。
【００１７】
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。
【００１８】
基部１１６は、装着デバイスまたは取付けデバイス１２０を含み得る。取付けデバイス１２０は、ＡＡＣＭＭ１００が、例えば、検査台、マシニングセンタ、壁、または床などの所望の位置に取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のカバー部１２４をさらに含む。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、電子データ処理システム２１０を含む。電子データ処理システム２１０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（登録商標）モジュール２３２と、基部傾斜基板２０８とを含む。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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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（登録商標）モジュール２３２と、基部傾斜モジュール２０８とを含む。
【００２５】
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。
【００２６】
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（登録商標）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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
図４〜９を参照すると、取付けデバイス１２０の実施形態が示されている。例示的な実施形態において、取付けデバイス１２０は、中央部分４０２を有する本体４００を有する。第１の凸部４０４が、中央部分４０２の片側から延びる。第１の凸部４０４は、第１の溝４０６および第２の溝４０８を含む。第２の凸部４１０が、第１の凸部４０４の反対側の中央部分４０２から延びる。第２の凸部４１０は、平面４１４を分割する壁４１２を含む。例示的な実施形態において、平面４１４は、本体４００の片側４１６から延び、一対の凹部４１８を含む。
【００３２】
中央部分４０２は、外面４２２を有する実質的に円筒状の壁４２０を含む。壁４２０は、本体４００を貫いて延びる開口４２４を画定する。壁４２０は、内径にねじ部４２６を有する。ねじ部４２６は、本願に引用して援用する「Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｍａｃｈｉｎｅ  ｗｉｔｈ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｃｏｕｎｔｅｒ  Ｂａｌａｎｃｅ」と題した同一出願人による米国特許第６，９０４，６９１号に記載された磁気式取付けデバイスなどの装着デバイスのねじ部材（図示せず）と協力するように適合される。通常、装着デバイスは、例えば、ＡＡＣＭＭ１００を所望の位置にしっかりと結合する検査台、機械加工デバイス（例えば、旋盤もしくは立フライス盤）、または三脚台に取り付けられた３−１／２インチの直径のねじ山の切られたリングなどの任意の好適な装着デバイスである可能性がある。開口４２４の一端に、本体はへり４２８を有する。へり４２８は、以下でより詳細に検討されるように、ＡＡＣＭＭを装着デバイスに結合するために、固定部材４３２のフランジ４３０（図９）と協力するように大きさが決められる。
【００３３】
例示的な実施形態において、取付けデバイス１２０は、第１の溝４０６内に配置され、固定ピン４３８によって本体４００に結合された第１の端部４３６を有する第１のアーム４３４をさらに含む。固定ピン４３８は、使用中に第１のアーム４３４を支持するのに十分な強度を持った好適な材料で作製される。第１のアーム４３４は、第１の端部４３６の反対側の第２の端部４４０と、それらの間に配置された中央部分４４２をさらに含む。第２の端部４４０は、例えば、移動止め機構などの留め具４４６を受けるように大きさが決められた開口４４４を含む。例示的な実施形態において、第１の端部４３６は、第１の溝４０６内に受けられるように大きさが決められた厚さを有し、中央部分４４２の厚さよりも薄い。同様に、第２の端部４４０は、第２の端部４４０が中央部分４４２よりも薄いように段差が付いた側面を有する。第２の端部４４０の側面の段差は、第１のアーム４３４が引っ込められたまたは第１の位置にあるときに第２の端部４４０が表面４１４に近接することを可能にするように大きさが決められる。端部４３６、４４０の表面の段差は、取付けデバイス１２０が概して円筒状のまたはリング状の形状を有するように、第１のアーム４３４に本体４００と実質的に等しい厚さを与えることを理解されたい。さらに、第１のアーム４３４、第２のアーム４５０、第１の凸部４０４、および第２の凸部４１０の湾曲した外面は、実質的に同じ半径に配置される。
【００３４】
例示的な実施形態において、中央部分４４２は、上面および下面に開口４４８を含む。開口４４８は、第１のアーム４３４の重さを削減することに利点をもたらし、第１のアーム４３４を動かすときにつかむ領域をオペレータに提供する。中央部分４４２の端部は、中央部分４４２の縁が本体４００にぶつからずに第１のアーム４３４が第２の位置（図８）まで完全に開かれることを可能にするように角度を付けられる表面４４３を有する。第１のアーム４３４は、外面４２２の半径と実質的に同じ半径を有する湾曲した内面４２３を有する。第１のアーム４３４が引っ込められたまたは第１の位置にあるとき、内面４２３は、外面４２２と一致または接触する。
【００３５】
取付けデバイス１２０は、実質的に第１のアーム４３４の鏡像である第２のアーム４５０をさらに含む。第２のアーム４５０は、第２の溝４０８内に配置され、固定ピン４３８によって第２の溝４０８に結合された第３の端部４５２を含む。第２のアーム４５０は、湾曲しており、中央部分４５４を有する。第４の端部４５６が、第３の端部４５２から遠位に配置される。第４の端部４５６は、例えば、移動止め機構などの留め具４４６を受けるように大きさが決められた開口４５８を含む。
【００３６】
第１のアーム４３４は、引っ込められた位置または第１の位置（図４〜６）と、広げられた位置または第２の位置（図８）の間を回転することができる。第２の位置への第１のアーム４３４の回転は、反時計回りの取付けデバイス１２０の回転を容易にするオペレータのためのハンドルを提供する。一実施形態において、第１のアーム４３４が第２の位置に回転されるとき、第１の端部４３６の外面が、溝４０６の内壁に係合し、オペレータによって加えられた力を中央部分４０２に伝える機械的な利点（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ａｄｖａｎｔａｇｅ）をもたらす。同様に、第２のアーム４５０は、引っ込められた位置または第３の位置（図４〜６）と、広げられた位置または第４の位置（図８）との間を回転され得る。第４の位置への第２のアーム４５０の回転は、時計回りの取付けデバイス１２０の回転を容易にするオペレータのためのハンドルを提供する。一実施形態において、第２のアーム４５０の広げられた位置への回転は、第３の端部４５２の外面を溝４０８の内壁に係合させ、オペレータによって加えられた力を中央部分４０２に伝える機械的な利点をもたらす。取付けデバイス１２０が基部１１６に取り付けられるとき（図９）、取付けデバイス１２０の回転は、ねじ部４２６が装着デバイス（図示せず）に係合し、ＡＡＣＭＭ１００を決まった位置に取り付けることを可能にする。反時計回りの取付けデバイス１２０の回転は、ねじ部４２６が装着デバイスから外れることを可能にし、ＡＡＣＭＭ１００が撤去されることを可能にする。
【００３７】
図９を参照すると、例示的な実施形態において、取付けデバイス１２０が、ＡＡＣＭＭ１００の基部１１６に結合されている。基部は、ＡＡＣＭＭ１００の動作をサポートする電気的および機械的コンポーネントを含む筐体４５９を含む。一実施形態において、基部１１６は、軸４６２まわりで回転するように第１のアームセグメント１０６を支持する基部部材４６０を含む。固定部材４３２が、複数のボルト４６４によって基部部材４６０に結合される。光学式のエンコーダ４６６が、第１のアームセグメント１０６の回転を測定するために、固定部材４３２と基部部材４６０の間に配置され得る。固定部材４３２は、円筒部分４６８に近接するフランジ４３０を含む。円筒部分４６８の直径は、円筒部分４６８とねじ部４２６の間の間隙４７０を画定するために本体４００の内径よりも小さい。上で検討されたように、フランジ４３０は、取付けデバイス１２０のへり４２８と協力するように大きさが決められた直径を有する。間隙４７０は、ねじ部４２６が、固定部材に邪魔されずに装着デバイスの対応するねじと係合することを可能にする。ねじ部４２６がそのように係合されるとき、時計回りの取付けデバイス１２０の回転は、へり４２８をフランジ４３０に接触させる。フランジ４３０に対するへり４２８から生じた力によって、固定部材４３２（およびＡＡＣＭＭ１００）が装着デバイスに対して締め付けられることになる。
【００３８】
オペレータによって行われる測定でミスを誘発することを防ぐために、ＡＡＣＭＭ１００が装着デバイスにしっかりと結合されることが望ましいことを理解されたい。この結合を容易にするために、オペレータは、第２のアーム４５０を広げられた位置まで回転することができる。第２のアーム４５０は、オペレータが取付けデバイス１２０に加えることができるトルクを大きくするてこの作用をする。これは、別個の道具を使用することなしにオペレータがＡＡＣＭＭ１００をしっかりと結合することを可能にすることに利点をもたらす。ＡＡＣＭＭ１００が所望の位置に結合されると、第２のアーム４５０は、オペレータがＡＡＣＭＭ１００を使用するのを邪魔しないように、第３の位置に戻るように回転され得る。
【００３９】
ＡＡＣＭＭ１００が新たな位置に移動される必要があるとき、オペレータは、第１のアーム４３４を第２の位置まで回転し、第１のアーム４３４によって提供されるてこの作用を使用して反時計回りに取付けデバイス１２０を回転し、取付けデバイス１２０を装着デバイスから切り離す。やはり、このプロセスは、別個の道具を使用する必要なしにオペレータによって実行され得る。ＡＡＣＭＭ１００が道具なしに設置および撤去されることを可能にする取付けデバイス１２０を提供することは、オペレータの時間、費用を節約し、ＡＡＣＭＭ１００が適切に設置される信頼性を高めることを理解されたい。ＡＡＣＭＭ用の従来の取付けデバイスは、例えば、計測の用途には不向きな羽、タブ、ローレット、および取っ手を含んでいた。本発明の取付けデバイス１２０は、第１のアーム４３４および第２のアーム４５０が、従来のデバイスによって与えられた機械的な利点を大きく超える機械的な利点をもたらし、別個の道具を必要とせずにオペレータがＡＡＣＭＭを適切に設置することを可能にすることに利点をもたらす。
【００４０】
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修正が行われ得る。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。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
0005421467.tif 000008
【図３】
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【図３Ａ】
0005421467.tif 000010
【図３Ｂ】
0005421467.tif 000011
【図４】
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【図５】
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【図６】
0005421467.tif 000014
【図７】
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【図８】
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【図９】
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