(57)【要約】【課題】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を提供すること。【解決手段】関節アーム座標測定機は、第１の測定プローブの第１の延長要素に締め付ける第１の端部を含む。【選択図】図１Ａ
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【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、
基部と、
対向する第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決め可能なアーム部分であって、前記基部に回転式に結合され、複数の連結されたアームセグメントを含み、各アームセグメントは、位置信号を生み出すための少なくとも１つの位置変換器を含む、アーム部分と、
前記第１の端部に結合された第１の測定プローブであって、第１の延長要素を有する、第１の測定プローブと、
前記少なくとも１つの位置変換器から前記位置信号を受け取り、前記第１の測定プローブの位置に対応するデータを提供する電子回路と、
前記第１の測定プローブと前記第１の端部との間に配設されたプローブ端であって、前記第１の延長要素を前記プローブ端上に固定された位置に締め付けるように動作可能な締め付け機構を有する、プローブ端とを備えることを特徴とする可搬型の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、前記プローブ端が、さらに、閉じたときに前記第１の測定プローブを所定場所に締め付け、開いたときに前記第１の測定プローブを前記プローブ端から解放するプローブラッチを備えることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項３】
請求項２に記載のＡＡＣＭＭであって、前記プローブラッチが、閉じたとき、延長磁石によって所定場所に保持されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項４】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記延長要素が、プルスタッド切欠部を有するプルスタッドを含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項５】
請求項４に記載のＡＡＣＭＭであって、前記プローブ端内のピンが、前記プルスタッド切欠部と係合して前記第１の測定プローブを所定場所に締め付けることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項６】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記第１の測定プローブが、第１の運動学的機械的要素を含み、前記プローブ端が、第２の運動学的機械的要素を含み、前記第１の運動学的機械的要素は、前記第１の測定プローブが前記プローブ端に締め付けられたとき、前記第２の運動学的機械的要素と接触させられ、前記第１の運動学的要素および前記第２の運動学的要素の中の前記接触は、前記第１の測定プローブを前記プローブ端に対して反復可能に位置決めす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の運動学的要素および前記第２の運動学的要素が、シリンダおよびボールを備えることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項８】
請求項６に記載のＡＡＣＭＭであって、前記第１の測定プローブが、さらに、第１のばね仕掛けピンを含み、前記プローブ端が、さらに、電気パッドを含み、前記第１のばね仕掛けピンは、前記第１の測定プローブが前記プローブ端に締め付けられたときに前記電気パッドと電気接触するように配置されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項９】
請求項２に記載のＡＡＣＭＭであって、前記プローブ端が、さらに、前記第１の測定プローブが前記第１の端部に隣接するときに前記第１の延長要素と係合するように位置決めされた係合磁石を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１０】
請求項９に記載のＡＡＣＭＭであって、
前記ラッチ機構が、一端部上に開口部を有する担持体を含み、前記係合磁石は、前記開口部内に配設され、
前記第１の延長要素が、前記第１の延長要素が前記開口部内に配設されたときに前記係合磁石と係合することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１１】
請求項６に記載のＡＡＣＭＭであって、前記第１の測定プローブが、触覚測定プローブであって、前記触覚測定プローブのプローブ先端部を前記物体上の点に接触させることに応答して３次元（３Ｄ）座標を測定するように動作可能である触覚測定プローブであることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記第１の測定プローブが、さらに、第１のプローブ電気インターフェースを備え、前記第１のプローブ電気インターフェースが、前記第１の測定プローブに関する第１の数値的補正パラメータが記憶される第１のメモリを有す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１の測定プローブが、取り外しおよび再取り付け後にその精度を保持し、前記記憶された第１の数値的補正パラメータが、取り外し前および再取り付け後の両方で使用されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１４】
請求項１２に記載のＡＡＣＭＭであって、第２の延長要素、第２の運動学的機械的要素、および第２のばね仕掛けピンを有する第２の測定プローブをさらに備え、前記第２の測定プローブは、前記第２の測定プローブ特有の第２の数値的補正パラメータが記憶される第２のメモリを有する第２のプローブ電気インターフェースを有す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、座標測定システムに関し、詳細には、可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）を含むか、またはこれと共働する座標測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１月２７日出願の米国仮特許出願第６２／４５１，３０７号および２０１７年５月３０日出願の米国仮特許出願第６２／５１２，３２６号の利点を主張する非仮出願であり、いずれの文献の内容も、全体的に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、部材の製造または生産において、部材の製造または生産（たとえば機械加工）のさまざまな段階中に部材の寸法を迅速かつ正確に確かめる必要がある場合に幅広い用途を見いだしている。可搬型のＡＡＣＭＭは、特に、比較的複雑な部材の寸法測定を実施するのにかかる時間において、知られている据え置き型または固定された、コストのかかる、使用するのが比較的に難しい測定設備に対する大きな改善を示す。通常、可搬型ＡＡＣＭＭのユーザは、測定される対象の部材または物体の表面に沿ってプローブを案内するだけでよい。測定データは、次いで、記録され、ユーザに提供される。いくつかのケースでは、データは、コンピュータスクリーン上に視覚形態、たとえば３次元（３Ｄ）形態でユーザに提供される。他のケースでは、データは、数字形態でユーザに提供され、たとえば、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】
現在、ＡＡＣＭＭのプローブおよび付属品は、他のプローブまたは付属品と取り換えられたときにずれる（ｄｒｉｆｔ）傾向がある。これらは、スタンドまたはタブレット上に装着されたときに衝撃を受ける。これらは、場所から場所に動かされたときに精度を失う傾向がある。これらは、レーザトラッカなどの他の３Ｄ測定装置と使用するのが難しいことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８０２８４３２号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１５／０３３０７６１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１５／０３３０７６２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１５／０３３０７６３号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１５／０３３０７６４号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１５／０３３０７６５号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２０１５／０３３０７６６号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２０１５／０３５５３１０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、既存のＡＡＣＭＭは、その意図された目的に適するものであるが、ＡＡＣＭＭプローブまたは付属品が交換されるときの改良が依然として必要である。ＡＡＣＭＭが構造体に装着され、場所から場所に動かされ、または他の３Ｄ測定装置と共働的に使用されるとき、さらなる改良が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの態様によれば、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）は、基部と、対向する第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決め可能なアーム部分であって、基部に回転式に結合され、複数の連結されたアームセグメントを含み、各アームセグメントは、位置信号を生み出すための少なくとも１つの位置変換器を含む、アーム部分と、第１の端部に結合された第１の測定プローブであって、第１の延長要素を有する、第１の測定プローブと、少なくとも１つの位置変換器から位置信号を受け取り、第１の測定プローブの位置に対応するデータを提供する電子回路と、第１の測定プローブと第１の端部との間に配設されたプローブ端であって、第１の延長要素をプローブ端上に固定された位置に締め付けるように動作可能な締め付け機構を有する、プローブ端とを備える。
【０００８】
これらおよび他の利点および特徴は、図を併用して以下の説明からより明らかになるであろう。
【０００９】
本発明としてみなされる主題は、本明細書の終わりの特許請求の範囲内で特に指摘され、明確に特許請求される。本発明の前述および他の特徴および利点は、添付の図を併用して以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の実施形態による可搬型の関節ＡＡＣＭＭの等角図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態による可搬型の関節ＡＡＣＭＭの等角図である。
【図１Ｃ】本発明の実施形態によるＡＡＣＭＭの部分的等角図である。
【図２】本発明の実施形態による、図１のＡＡＣＭＭの基本電子装置のブロック図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態による、図２のブロック図内の要素のさらなる詳細を提供するブロック図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態による、図２のブロック図内の要素のさらなる詳細を提供するブロック図である。
【図２Ｃ】本発明の実施形態による、図２のブロック図内の要素のさらなる詳細を提供するブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による、バスケーブルおよびこれらのエンコーダ構成要素との関係のブロック図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態による、６軸電子装置内の相互接続要素のブロック図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態による、７軸電子装置内の相互接続要素のブロック図である。
【図５】本発明の実施形態による７軸アーム端電子装置のブロック図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態によるＡＡＣＭＭの下側部分内の一部の要素を説明する等角図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態による、連結されたアームセグメントが垂直配向に保持されるときのＡＡＣＭＭの一部の要素の相対位置を示す等角図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態による、第１軸組立体および装着装置の等角図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態による、第１軸組立体および装着装置の分解図である。
【図７Ｃ】本発明の実施形態による、第１軸カートリッジおよび第１軸ヨーク構造体の等角図である。
【図７Ｄ】本発明の実施形態による、第１軸カートリッジおよび第１軸ヨーク構造体の分解図である。
【図７Ｅ】本発明の実施形態による衝撃吸収バンパの等角図である。
【図７Ｆ】本発明の実施形態による衝撃吸収バンパの分解図である。
【図７Ｇ】本発明の実施形態による衝撃吸収バンパの正面図である。
【図７Ｈ】本発明の実施形態による衝撃吸収バンパの横断面図である。
【図７Ｊ】本発明の実施形態による関節アーム基部の下側部分および装着装置の横断面図である。
【図８Ａ】本発明の実施形態による第１軸カートリッジの正面図である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態による第１軸カートリッジの側面図である。
【図８Ｃ】本発明の実施形態による第１軸カートリッジの横断面図である。
【図８Ｄ】本発明の実施形態による第１軸カートリッジの分解図である。
【図９Ａ】本発明の実施形態による第１軸カートリッジの分解図である。
【図９Ｂ】本発明の実施形態による第１軸カートリッジの等角図である。
【図１０】本発明の実施形態によるＡＡＣＭＭの下側部分の分解図である。
【図１１】本発明の実施形態による、第２軸／釣り合い組立体および周囲の構成要素の部分的等角図である。
【図１２】本発明の実施形態による、第２軸カートリッジおよび釣り合いリングの部分断面図である。
【図１３】本発明の実施形態による、第２軸カートリッジおよび釣り合いリングの分解図である。
【図１４Ａ】本発明の実施形態による、第３軸組立体、第４軸組立体、および第１のセグメントの等角図である。
【図１４Ｂ】本発明の実施形態による、第３軸組立体、第４軸組立体、および第１のセグメントの分解図である。
【図１４Ｃ】本発明の実施形態による、第３軸組立体、第４軸組立体、および第１のセグメントの正面図である。
【図１４Ｄ】本発明の実施形態による、第３軸組立体、第４軸組立体、および第１のセグメントの側面図である。
【図１４Ｅ】本発明の実施形態による、第３軸組立体、第４軸組立体、および第１のセグメントの断面図である。
【図１５Ａ】本発明の実施形態による第３軸／第５軸カートリッジの等角図である。
【図１５Ｂ】本発明の実施形態による第３軸／第５軸カートリッジの分解図である。
【図１５Ｃ】本発明の実施形態による第３軸／第５軸カートリッジの正面図である。
【図１５Ｄ】本発明の実施形態による第３軸／第５軸カートリッジの断面図である。
【図１６Ａ】本発明の実施形態による第４軸／第６軸カートリッジの等角図である。
【図１６Ｂ】本発明の実施形態による第４軸／第６軸カートリッジの分解図である。
【図１６Ｃ】本発明の実施形態による第４軸／第６軸カートリッジの正面図である。
【図１６Ｄ】本発明の実施形態による第４軸／第６軸カートリッジの断面図である。
【図１６Ｅ】本発明の実施形態による、第３軸、第４軸、および第５軸の組立体の要素の部分的に露出した等角図である。
【図１６Ｆ】本発明の実施形態による、第３軸、第４軸、および第５軸の組立体の要素の部分的に露出した等角図である。
【図１６Ｇ】本発明の実施形態による、第３軸、第４軸、および第５軸の組立体の要素の部分的に露出した等角図である。
【図１６Ｈ】本発明の実施形態による、第３軸、第４軸、および第５軸の組立体の要素の部分的に露出した等角図である。
【図１７Ａ】本発明の実施形態による、第５軸組立体、第６軸組立体、および第２のセグメントの等角図である。
【図１７Ｂ】本発明の実施形態による、第５軸組立体、第６軸組立体、および第２のセグメントの分解図である。
【図１７Ｃ】本発明の実施形態による、第５軸組立体、第６軸組立体、および第２のセグメントの正面図である。
【図１７Ｄ】本発明の実施形態による、第５軸組立体、第６軸組立体、および第２のセグメントの側面図である。
【図１７Ｅ】本発明の実施形態による、第５軸組立体、第６軸組立体、および第２のセグメントの断面図である。
【図１８Ａ】本発明の実施形態による、取り外し可能なハンドルを含む、第７軸組立体の等角図である。
【図１８Ｂ】本発明の実施形態による、取り外し可能な第７軸カバーを含む第７軸組立体の側面図である。
【図１８Ｃ】本発明の実施形態による、取り外し可能なハンドルが取り付けられていることを示す、第７軸組立体の側面図である。
【図１８Ｄ】本発明の実施形態による、取り外し可能なハンドルの上面図である。
【図１８Ｅ】本発明の実施形態による、取り外し可能なハンドルの断面図である。
【図１９Ａ】本発明の実施形態による、触覚プローブ組立体が所定場所に掛止された、第７軸組立体の側面図である。
【図１９Ｂ】本発明の実施形態による、触覚プローブ組立体が取り外された、第７軸組立体の側面図である。
【図１９Ｃ】本発明の実施形態による、第７軸組立体および取り外された触覚プローブの第１の等角図である。
【図１９Ｄ】本発明の実施形態による、第７軸組立体および取り外された触覚プローブの第２の等角図である。
【図１９Ｅ】本発明の実施形態による第７軸組立体の上面図である。
【図１９Ｆ】本発明の実施形態による第７軸組立体の断面図である。
【図１９Ｇ】本発明の実施形態による第７軸回路基板の第１の等角図である。
【図１９Ｈ】本発明の実施形態による第７軸回路基板の第２の等角図である。
【図２０Ａ】本発明の実施形態による第７軸組立体の分解図である。
【図２０Ｂ】本発明の実施形態による、開位置にある触覚プローブ組立体および結合要素の上面図である。
【図２０Ｃ】本発明の実施形態による、開位置にある触覚プローブ組立体および結合要素の断面図である。
【図２０Ｄ】本発明の実施形態による、閉位置にある触覚プローブ組立体および結合要素の上面図である。
【図２０Ｅ】本発明の実施形態による、閉位置にある触覚プローブ組立体および結合要素の断面図である。
【図２０Ｆ】本発明の別の実施形態による、触覚プローブ組立体および結合要素の図である。
【図２０Ｇ】本発明の別の実施形態による、触覚プローブ組立体および結合要素の別の図である。
【図２０Ｈ】本発明の実施形態による、触覚プローブ組立体および結合要素の別の図である。
【図２１Ａ】本発明の実施形態による、プローブ電気インターフェースおよびプローブインターフェース基板の等角図である。
【図２１Ｂ】本発明の実施形態によるプローブインターフェース基板の等角図である。
【図２２Ａ】本発明の実施形態による接触トリガプローブ組立体の正面図である。
【図２２Ｂ】本発明の実施形態による接触トリガプローブ組立体の底面図である。
【図２２Ｃ】本発明の実施形態による接触トリガプローブ組立体の等角図である。
【図２２Ｄ】本発明の実施形態による接触トリガプローブ組立体の断面図である。
【図２２Ｅ】本発明の実施形態による接触トリガプローブ組立体の分解図である。
【図２３Ａ】本発明の実施形態によるナット組立体の上面図である。
【図２３Ｂ】本発明の実施形態によるナット組立体の右面図である。
【図２３Ｃ】本発明の実施形態によるナット組立体の断面図である。
【図２３Ｄ】本発明の実施形態によるナット組立体の分解図である。
【図２４Ａ】本発明の実施形態によるレーザ線プローブの等角図である。
【図２４Ｂ】本発明の実施形態によるレーザ線プローブの部分断面図である。
【図２５Ａ】本発明の実施形態による末端効果器組立体の等角図である。
【図２５Ｂ】本発明の実施形態による末端効果器組立体の上面図である。
【図２５Ｃ】本発明の実施形態による末端効果器組立体の側面図である。
【図２５Ｄ】本発明の実施形態による末端効果器組立体の分解図である。
【図２６Ａ】本発明の実施形態による反射器プローブの第１の等角図である。
【図２６Ｂ】本発明の実施形態による反射器プローブの正面図である。
【図２６Ｃ】本発明の実施形態による反射器プローブの第２の等角図である。
【図２７Ａ】本発明の実施形態による二重反射器プローブの第１の等角図である。
【図２７Ｂ】本発明の実施形態による二重反射器プローブの正面図である。
【図２７Ｃ】本発明の実施形態による二重反射器プローブの第２の等角図である。
【図２８Ａ】本発明の実施形態による、球状に装着された再帰反射器プローブ（ＳＭＲ）の等角図である。
【図２８Ｂ】本発明の実施形態による、球状に装着された再帰反射器プローブ（ＳＭＲ）の正面図である。
【図２８Ｃ】本発明の実施形態による、球状に装着された再帰反射器プローブ（ＳＭＲ）の分解図である。
【図２９Ａ】本発明の実施形態によるＳＭＲプローブの正面図である。
【図２９Ｂ】本発明の実施形態によるＳＭＲプローブの断面図である。
【図３０Ａ】本発明の実施形態による触覚反射器プローブ組立体の正面図である。
【図３０Ｂ】本発明の実施形態によるＳＭＲの正面図である。
【図３０Ｃ】本発明の実施形態による保持器リングの正面図である。
【図３０Ｄ】本発明の実施形態による、ＳＭＲを備えた触覚プローブ組立体の正面図である。
【図３０Ｅ】本発明の実施形態による、ＳＭＲおよび保持器リングを備えた触覚プローブの正面図である。
【図３１】（Ａ）は本発明の実施形態による第７軸組立体の図、（Ｂ）は運動学的シートの図、（Ｃ）末端効果器組立体の図、（Ｄ）は運動学的シートの図である。
【図３２Ａ】本発明の実施形態による、第７軸組立体上のＳＭＲプローブの図である。
【図３２Ｂ】本発明の実施形態によるボール人工物の図である。
【図３２Ｃ】本発明の実施形態による、末端効果器組立体上のＳＭＲプローブの図である。
【図３２Ｄ】本発明の実施形態によるボール人工物の図である。
【図３３】本発明の実施形態による、レーザトラッカおよびＳＭＲの等角図である。
【図３４Ａ】本発明の実施形態による、レーザトラッカおよび再帰反射器を含むプローブを有するＡＡＣＭＭを共通の基準枠内に置く際にとられるステップの等角図である。
【図３４Ｂ】本発明の実施形態による、ＡＡＣＭＭを第２の場所内の共通の基準枠内に置くための、図３４Ａのステップ後のさらなるステップの等角図である。
【図３４Ｃ】本発明の実施形態による、ＡＡＣＭＭが、トラッカＳＭＲによる測定ができない隠された点を測定する等角図である。
【図３４Ｄ】一実施形態による、トラッカＳＭＲによって可能なものを超える解像度で３Ｄ座標を測定するために使用される、ＡＡＣＭＭに結合されたプローブ先端部およびレーザ線プローブの等角図である。
【図３４Ｅ】本発明の実施形態による、レーザトラッカおよびＳＭＲプローブを有するＡＡＣＭＭを共通の基準枠内に置く際にとられるステップの等角図である。
【図３４Ｆ】本発明の実施形態による、レーザトラッカまたはＡＡＣＭＭのプローブによって測定された３Ｄ座標に融合される視覚要素を得る拡張現実感（ＡＲ）カメラの等角図である。
【図３５】本発明の実施形態による、釣り合いばね組立体内の要素の分解図である。
【図３６】本発明の実施形態による、標準的な機械加工されたねじりばね、および巻線ねじりばねの断面比較図である。
【図３７Ａ】本発明の実施形態による、巻線ねじりばねの一方の端部と接触するねじ付きアダプタの正面図である。
【図３７Ｂ】本発明の実施形態による、巻線ねじりばねの一方の端部と接触するねじ付きアダプタの横断面図である。
【図３８】本発明の実施形態による、第２軸カートリッジ内の要素の横断面等角図である。
【図３９】本発明の実施形態による第２軸組立体の横断面等角図である。
【図４０】本発明の実施形態による、釣り合いばね組立体内の要素の分解図である。
【図４１】本発明の実施形態による第２軸組立体の等角図である。
【図４２Ａ】本発明の実施形態による第２軸組立体の側面図である。
【図４２Ｂ】本発明の実施形態による第２軸組立体の横断面図である。
【図４３Ａ】本発明の実施形態による第２軸組立体の正面図である。
【図４３Ｂ】本発明の実施形態による第２軸組立体の横断面図である。
【図４４】本発明の実施形態による第２軸組立体の等角図である。
【図４５Ａ】本発明の実施形態による第２軸組立体の側面図である。
【図４５Ｂ】本発明の実施形態による第２軸組立体の横断面図である。
【図４６】本発明の実施形態による、カートリッジ内の連続屈曲部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
詳細な説明は、本発明の実施形態を利点および特徴と共に図を参照して例として説明する。
【００１２】
触覚プローブまたはレーザ線プローブなどのプローブ組立体は、プローブ組立体がＡＡＣＭＭに加えられたとき、またはＡＡＣＭＭ上で交換されたとき、プローブ組立体の較正または補正を必要とし得る。そのような手順が必要とされる理由の一部は、プローブ組立体のＡＡＣＭＭへの機械的取り付けにおける潜在的なずれ（不整合）である。本発明の実施形態は、第１の測定プローブの第１の延長要素に締め付ける第１の端部を有し、それによって締め付けの安定性を改良するＡＡＣＭＭを含む。本発明の別の実施形態は、有利には、一定の力をプローブ組立体に提供し、それによって較正または補正の必要とされる頻度を低減する、クラッチ機構を含む。
【００１３】
図１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、本発明のさまざまな実施形態によるＡＡＣＭＭ１０を等角図で示し、ＡＡＣＭＭは、座標測定機の１つのタイプである。一実施形態では、第１のセグメント２９５および第２のセグメント５９５が、一方の端部上で基部２０に、他方の端部上で測定装置に連結される。一実施形態では、測定装置は、触覚プローブ組立体９００である。
【００１４】
図１Ａ、１Ｂ、１Ｃに示す実施形態では、ＡＡＣＭＭ１０は、７つの回転要素を含み、故に、ＡＡＣＭＭ１０は、７軸ＡＡＣＭＭと称される。本明細書の以下において論じる他の実施形態では、ＡＡＣＭＭ１０は、６軸ＡＡＣＭＭである。図１Ａ、１Ｂ、１Ｃの７軸ＡＡＣＭＭ１０は、第１軸組立体１００と、第２軸組立体２００と、第３軸組立体３００と、第４軸組立体４００と、第５軸組立体５００と、第６軸組立体６００と、第７軸組立体７００とを含む。一実施形態では、触覚プローブ組立体９００およびハンドル１０００は、第７軸組立体に取り付けられる。軸組立体の各々は、スイベル回転またはヒンジ回転をもたらすことができる。図１Ａ、１Ｂ、１Ｃに示す実施形態では、第１軸組立体１００は、基部２０の装着方向に位置合わせされた軸周りのスイベル回転をもたらす。一実施形態では、第２軸組立体２００は、第１のセグメント２９５に対して垂直な軸周りのヒンジ回転をもたらす。第１軸組立体１００および第２軸組立体２００の組み合わせは、時に、口語的に肩部１２と称され、その理由は、一部の実施形態では、ＡＡＣＭＭ１０の肩部１２の可能となる動作が、人の肩で可能となる動作に類似するためである。
【００１５】
図１Ａ、１Ｂ、１Ｃに示す実施形態では、第３軸組立体３００は、第１のセグメント２９５に位置合わせされた軸周りのスイベル回転をもたらす。第４軸組立体４００は、第２のセグメント５９５に対して垂直な軸周りのヒンジ回転をもたらす。第５軸組立体５００は、第２のセグメント５９５に位置合わせされた軸周りのスイベル回転をもたらす。第３軸組立体３００、第４軸組立体４００、および第５軸組立体５００の組み合わせは、時に、口語的にひじ部１３と称され、その理由は、一部の実施形態では、ＡＡＣＭＭ１０のひじ部１３の可能となる動作が、人のひじで可能となる動作に類似するためである。
【００１６】
図１Ａ、１Ｂ、１Ｃに示す実施形態では、第６軸組立体は、第２のセグメント５９５に対して垂直な軸周りのヒンジ回転をもたらす。一実施形態では、ＡＡＣＭＭ１０は、さらに、第７の軸に取り付けられたプローブ組立体（たとえばプローブ９００）のスイベル回転をもたらす、第７軸組立体を備える。第６軸組立体６００、または第６軸組立体６００および第７軸組立体の組み合わせは、時に、口語的に、ＡＡＣＭＭ１０の手首部１４と称される。そのように手首部１４と称されるのは、一部の実施形態では、これが人の手首で可能となるものに類似する動作をもたらすためである。肩部１２、第１のセグメント２９５、ひじ部１３、第２のセグメント５９５、および手首部１４の組み合わせは、人の肩から人の手首までの人の腕に多くの点で類似する。一部の実施形態では、肩部、ひじ部、および手首部の各々に関連付けられた軸組立体の数は、図１Ａ、１Ｂ、１Ｃに示す数とは異なる。たとえば、３軸組立体３００をひじ部１３から肩部１２に動かすことが可能であり、それによって肩部内の軸組立体の数を３つに増やし、手首内の軸組立体の数を２つに減らす。他の軸の組み合わせも可能である。
【００１７】
一実施形態では、第１のセグメント２９５上のパーキングクランプ２５０は、パーキングクランプ指部２５２（図１Ｃ）を含み、このパーキングクランプ指部は、第１のセグメント２９５を第２のセグメント５９５に互いに結び付けながら、両方のセグメントを垂直配向に保持する。一実施形態では、パーキングクランプ指部２５２は、パーキングクランプ凹部２５４を把持し、その間６軸ヨークバンパ２５６は、第６軸組立体６００に対するパーキングクランプ２５０の衝撃を和らげ、それによって第１のセグメント２９５および第２のセグメント５９５が一緒にされるときの潜在的な機械的衝撃を低減するか、または防止する。一実施形態では、パーキングクランプ２５０は、第１のセグメント２９５および第２のセグメント５９５を、固定された垂直配向で保持し、それによってＡＡＣＭＭ１０が使用時に測定を実施しないときにアームセグメント２９５、５９５によって占められる空間を低減するか、または最小限に抑える。一実施形態では、オペレータは、パーキングクランプ指部２５２を解放することができ、それによって図１Ａに示すようなアームセグメント２９５、５９５の自由運動を可能にする。別の実施形態では、パーキングクランプは、第１のセグメント２９５ではなく、第２のセグメント５９５に取り付けられる。別の実施形態では、パーキングクランプ指部は、図１Ｃのパーキングクランプ凹部ではなく異なる要素に取り付けられる。別の実施形態では、締め付けは、パーキングクランプ指部２５２とは異なる機構によってもたらされる。
【００１８】
一実施形態では、可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）は、基部と、対向する第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決め可能なアーム部分であって、基部に回転式に結合され、複数の連結されたアームセグメントを含み、各アームセグメントは、位置信号を生み出すための少なくとも１つの位置変換器を含む、アーム部分と、第１の端部に結合された測定装置と、複数の連結されたアームセグメントの１つに固着されたパーキングクランプであって、複数の連結されたアームセグメントの２つを所定場所に係止するように配設される複数の指部を有し、このとき複数の指部はＡＡＣＭＭのパーキングクランプ凹部に押し込まれており、パーキングクランプは、さらに、パーキングクランプの指部がパーキングクランプ凹部から引き離されたとき、複数の連結されたアームセグメントの２つを解放するように配設される、パーキングクランプと、少なくとも１つの位置変換器から位置信号を受け取り、測定装置の位置に対応するデータを提供する電子回路と、測定装置の位置に対応する提供されたデータに少なくとも部分的に基づいて、測定装置によって測定された点の３次元（３Ｄ）座標を決定するように動作可能である、プロセッサとを含む。
【００１９】
一実施形態では、ＡＡＣＭＭは、さらに、バンパを含み、バンパは、ＡＡＣＭＭに結合され、複数の指部がパーキングクランプ凹部内の所定場所に押し込まれたとき、パーキングクランプと接触するように配置される。
【００２０】
図２は、基本電子装置２０００のブロック図である。図２は、モジュラー電源２００５と、電池パック２０１０と、電源２０１５とを含む。これらの要素は、図２Ａのブロック図内により詳細に示される。一実施形態では、モジュラー電源２００５は、電源２０１５の外部に位置付けられ、ＡＣ主電源に差し込まれて、二重電池スマート充電器２０２０に２４ＶＤＣの電圧を供給する。一実施形態では、二重電池スマート充電器２０２０は、モジュラー電源２００５からの電圧の一部分を供給してスマート電池パックの一方または両方を充電する。一実施形態では、軽量通信のための単一終端式の簡単な２線式バスである、システム管理バス（ＳＭＢＵＳ）２０２１は、二重電池スマート充電器２０２０およびスマート電池パック２０１０の間に連通をもたらす。一実施形態では、スマート電池パック２０１０は、第１の電池パック２０１１と、第２の電池パック２０１２とを含む。一実施形態では、一方の電池パックは、電力をＡＡＣＭＭ１０に供給し、その間他方の電池パックは充電されている。一実施形態では、モジュラー電源２００５からの電力がかけられている間、いずれかまたは両方の電池パック２０１１、２０１２を取り外すことができる。換言すれば、電池パックは「ホットスワップ（ｈｏｔ  ｓｗａｐｐｅｄ）（システムが通電した状態のまま、外部機器などのケーブルの抜き差しや、パーツの交換をすること）」されてよい。
【００２１】
一実施形態では、各電池パック２０１１、２０１２は、１４．４ＶＤＣリチウムイオン電池を含む。一実施形態では、電池パック２０１１、２０１２は、基部２０内の第１の電池扉４２および第２の電池扉４６それぞれの後方に配設され、これを図６Ａに示す。一実施形態では、第１の電池扉４２および第２の電池扉４６は、第１の電池扉ヒンジ４４および第２の電池扉ヒンジ４８それぞれ、ならびに第１の電池扉ラッチ４３および第２の電池扉ラッチ４７それぞれと共働する。一実施形態では、第１電池インジケータ光３８および第２電池インジケータ光３９は、第１の電池パック２０１１および第２の電池パック２０１２それぞれが充電される程度を示す。一実施形態では、外部２４ＶＤＣ電源が、係止コネクタを用いて図６Ａに示す電源ポート５８に取り付けられる。
【００２２】
線材２０２２を通過する電力の一部は、調節器２０３１に到達し、この調節器は、５ＶＤＣ局所（ローカル）電圧を点２１３５から環境センサおよび記録器２０７０（図２ｃ）に、および、電気オン／オフスイッチ２０２６およびマイクロコントローラ（ＭＣＵ）２０２７を含むユーザインターフェース（ＩＦ）２０２５に供給する。電気オン／オフスイッチ２０２６は、図６Ａに示す機械的オンオフボタン３２を押さえることに応答して起動される。オン／オフスイッチ２０２６がオン状態にあるとき、ＭＣＵ２０２７は、信号２０２８を生み出し、この信号によって固体継電器（ＳＳＲ）２０３２を閉じ、線材２０２２上の電圧をバックブースト調節器（レギュレータ）２０３３およびバック調節器２０３４まで進める。バック調節器２０３４は、５ＶＤＣシステム電圧を供給し、この電圧は、点２１３７から、プロセッサおよびメモリによる使用のために二次電圧３．３ＶＤＣ、１．８ＶＤＣ、１．５ＶＤＣ、および１．２ＶＤＣに逓減される。バックブースト調節器２０３３は、２４ＶＤＣ信号を点２１３６からアームセグメント、アーム端部、およびアーム端部に取り付けられた付属品内の電子装置に与える。
【００２３】
環境センサおよび記録器２０７０のブロック図が、図２Ｃに示される。線材２０２２上の電圧がゼロである場合、５ＶＤＣ局所電圧は、環境センサおよび記録器２０７０内の点２１３５には存在しない。この場合、電池２０７４が、３．３ＶＤＣ信号を環境センサおよび記録器２０７０の構成要素に与える。３．３ＶＤＣ信号は、電池充電器および調節器２０７６を通過して、ディープスリープモード付きプロセッサ２０７２に３．３ＶＤＣ信号を与える。プロセッサ２０７２は、湿度および温度センサ２０８８、±２００ｇまで測定する３軸加速度計２０８４、および±８ｇまで測定する３軸加速度計２０８６から読み取り値を受け取る。作動においては、プロセッサは、読み取り値を１５分ごとにフラッシュメモリ２０８２上に記憶する。一実施形態では、プロセッサはまた、３軸加速度計２０８４、２０８６によって観察された大きい加速イベントをフラッシュメモリ２０８２上に保存する。５ＶＤＣ局所電圧が点２１３５に存在する場合、電池充電器２０７６は、５ＶＤＣ局所電圧を使用して電池２０７４を充電する。
【００２４】
図２Ｂは、第１の基本プロセッサ２０４２および第２の基本プロセッサ２０６２を含む基本プロセッサ電子装置２０４０のブロック図である。一実施形態では、第２の基本プロセッサ２０６２は、実時間プロセッサである。一実施形態では、ディープスリープモード付きプロセッサ２０７２（図２Ｃ）は、集積回路間（Ｉ２Ｃ）バスを通じて、点２０９０を介して第１の基本プロセッサ２０４２と通信する。一実施形態では、電力が、電池パックではなくモジュラー電源２００５によってＡＡＣＭＭ１０に供給されるときはいつでも、第１の基本プロセッサ２０４２は、任意の外部装置による使用のために、５ＶＤＣ、２．５Ａｍｐ信号をユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）外部装置ポート２０６４を介して与える。この電圧は、図６Ａに示すＵＳＢ充電ポート５５に供給される。ユーザは、任意の互換性装置を取り付けて、ＵＳＢ充電ポート５５から電力を得ることができる。現在、ＵＳＢ規格は、ＵＳＢインプリメンターズフォーラム（ＵＳＢ  Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｒｓ  Ｆｏｒｕｍ）（ＵＳＢ−ＩＦ）（ＵＳＢ規格の仕様策定団体）によって策定される。
【００２５】
一実施形態では、第１の基本プロセッサ２０４２は、点を介して、外部コンピューティング装置などの外部ＵＳＢホスト装置と、図６Ａに示すＵＳＢデータ転送ポート５４を通じてデータを交換する。一実施形態では、電気信号は、ＵＳＢホスト装置に、およびＵＳＢホスト装置から点２０６２を介してＵＳＢハブ２０５９および第１の基本プロセッサ２０４２に進む。
【００２６】
一実施形態では、イーサネット（登録商標）信号が、図６Ａに示すようにイーサネットポート５２を通じて与えられ得る。イーサネットは、ＩＥＥＥ８０２．３規格に基づくコンピューティングネットワーキング技術である。イーサネット信号は、図２Ｂ内の点２０６６に到達し、２５ＭＨＺでクロック出力されるイーサネットＰＨＹ２０５４まで進行した後、第１の基本プロセッサ２０４２に到達する。イーサネットＰＨＹ２０５４は、リンク層へのアナログ信号の物理的アクセスをもたらす。
【００２７】
第２のイーサネット経路は、ＡＡＣＭＭ１０内部の電気構成要素との双方向通信を可能にする。イーサネットＰＨＹ２０５２を含む第２のイーサネット経路は、コネクタ２０５７を通過してバスの集合体２０６１に加わる。一実施形態では、イーサネットは、ギガビットイーサネットであり、これは、データを１秒間に１ギガビットの速度で転送できることを意味する。一実施形態では、第２のイーサネット経路は、主に、レーザ線プローブ（ＬＬＰ）などのＡＡＣＭＭ付属装置によって得られたデータを転送する。
【００２８】
一実施形態では、触覚プローブ組立体（たとえばプローブ９００）から得られた電気信号は、ＲＳ−４８５送受信機２０６０を通過した後、第２の基本プロセッサ２０６２に到達する。触覚プローブ組立体の例は、図１Ａ、１Ｂに示すハードプローブ組立体９００および図２２Ａの接触トリガプローブ組立体９６０である。オペレータによって方向付けられたとき、ハードプローブ組立体９００は、基本プロセッサ電子装置２０４０から送られた取り込み信号によって設定された定期的間隔で、エンコーダ読み取り値を基本プロセッサ電子装置２０４０に戻す。各取り込み間隔において、角度読み取り値が基本プロセッサ電子装置２０４０に戻され、それによってハードプローブ組立体９００上のプローブ先端部９０４（図２２Ｄ）の位置の算出を可能にする。これとは対照的に、接触トリガプローブ組立体９６０（図２２Ａ）は、設計された力がプローブ先端部９０４にかけられたときに読み取りをトリガする。故に、角度読み取りは、接触トリガプローブ組立体９６０から送られたトリガ信号に応答して行われる。信号生成ユニット２０５８は、取り込み信号をブロードキャストし、トリガ信号を受け取る。一実施形態では、取り込み信号およびトリガ信号は、図２、４Ａ、４Ｂに示す第１のバス２１８２に沿って進行する。第２の基本プロセッサ２０６２は、第１の基本プロセッサ２０４２に結合されたＵＳＢハブ２０５９を通過するＵＳＢ従属（ｓｌａｖｅ）線２０６０を介して、第１の基本プロセッサ２０４２と通信する。
【００２９】
一実施形態では、第１の基本プロセッサ２０４２は、さらに、同じシリコンダイ上に一体化されたフラッシュメモリおよびフラッシュメモリ制御装置の両方を含む、埋め込まれたマルチメディア制御装置（ｅＭＭＣ）２０４６と接続する。一実施形態では、第１の基本プロセッサ２０４２は、さらに、メモリ２０４４と接続し、このメモリは、一実施形態では、ダブルデータレートタイプ３の同期型ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＤＲ３  ＳＤＲＡＭ）である。
【００３０】
一実施形態では、基本プロセッサ電子装置２０４０は、さらに、付属品の通信およびセンサ装置を有する基板２１００とインターフェース接続する。一実施形態では、基板２１００は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）２１０１を含む。一実施形態では、ＷＬＡＮ２１０１は、図６Ａに示すＷｉ−Ｆｉボタン３４を押さえることによって可能にされるＩＥＥＥ８０２．１１Ｗｉ−Ｆｉネットワークである。Ｗｉ−Ｆｉは、ＡＡＣＭＭ１０と、据え置きまたは携帯式コンピューティング装置などの外部装置との間の無線通信を可能にする。
【００３１】
一実施形態では、基板２１００は、さらに、コンピューティング装置などの外部装置と無線でデータ交換することができるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）装置２１０２を含む。ＢＬＥは、ブルートゥーススペシャルインタレストグループ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ  Ｇｒｏｕｐ）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格の策定や、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ技術利用に対する認証を行う団体）によって設計され販売される無線パーソナルエリアネットワーク技術である。ＢＬＥ装置２１０２は、図６Ａに示すブルートゥース（商標）ボタン３６を押さえることによって可能にされる。オンオフボタン３２、Ｗｉ−Ｆｉボタン３４、およびブルートゥース（商標）ボタン３６は、図２に示すより大きい膜（メンブレン）スイッチおよびユーザインターフェース（ＩＦ）２１１０の全部分である。
【００３２】
一実施形態では、基板２１００は、さらに、近接場通信（ＮＦＣ）ハードウェア２１０３を含む。一実施形態では、ＮＦＣハードウェア２１０３は、外部ＮＦＣ読み取り装置と通信するデュアルインターフェースメモリ／タグ装置と、第１の基本プロセッサ２０４２と通信する有線ポートとを含む。別の実施形態では、ＮＦＣハードウェアは、外部ＮＦＣ読み取り装置と通信する単一ポートＮＦＣタグを含むが、第１の基本プロセッサ２０４２と通信するための有線ポートを含まない。単一ポートＮＦＣタグは、シリアルナンバ、構成（コンフィギュレーション）、改訂（リヴィジョン）データ、またはエンコーダ識別データなどの装置データを記憶し送信することができる。ＡＡＣＭＭにおけるＮＦＣの使用の説明は、同一出願人が共有する米国特許出願公開第２０１５／０３３０７６１号、米国特許出願公開第２０１５／０３３０７６２号、米国特許出願公開第２０１５／０３３０７６３号、米国特許出願公開第２０１５／０３３０７６４号、米国特許出願公開第２０１５／０３３０７６５号、米国特許出願公開第２０１５／０３３０７６６号に提供され、そのすべての内容を本願に引用して援用する。
【００３３】
一実施形態では、基板２１００は、さらに、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機２１０４を含む。一実施形態では、ＧＰＳ受信機２１０４は、たとえばリースされたときにＡＡＣＭＭ１０の場所を決定するために、ＡＡＣＭＭ１０の場所を追跡するために使用される。別の実施形態では、ＧＰＳ受信機２１０４は、ＡＡＣＭＭ、レーザトラッカ、走査装置、または他の装置を含む複数の計器を同期化するために使用される。ＡＡＣＭＭと共に使用されるＧＰＳの説明は、米国特許出願公開第２０１５／０３５５３１０号において提供され、この文献の内容を本願に引用して援用する。一実施形態では、ＷＬＡＮ２１０１、ブルートゥース（商標）２１０２、ＮＦＣ２１０３、およびＧＰＳ２１０４は、アンテナ２１０５、２１０６を含むことができるアンテナと併用される。
【００３４】
図３に示す実施形態では、ＡＡＣＭＭ１０の軸組立体１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００の回転角度が、角度変換器によって測定される。一実施形態では、角度変換器は、角度エンコーダ２１６０であり、その要素を図３に概略的に示す。一実施形態では、角度エンコーダ２１６０は、エンコーダディスク２１６５と、エンコーダ電子装置２１７０とを含む。一実施形態では、エンコーダ電子装置２１７０は、エンコーダ印刷回路基板（ＰＣＢ）２１７２と、１つ以上の読み取りヘッド２１７３と、プロセッサおよび支援電子装置２１７６と、温度センサコネクタ２１７８と、基板コネクタ２１７４とを含む。一実施形態では、エンコーダディスク２１６５は、１つ以上の読み取りヘッド２１７３によってその位置が感知される、径方向に向けられた線材の集合体を含み、感知された位置は、プロセッサおよび支援電子装置２１７６によって処理されて、読み取りヘッド２１７３に関連するエンコーダディスク２１６５の回転角度を決定する。一実施形態では、各基板コネクタ２１７４は、第１のバス２１８２（図２）内のＴケーブル２１５４のＴコネクタ２１５２に取り付けられる。各エンコーダＰＣＢ２１７２は、第１のバス２１８２の対応するＴケーブル２１５４と接続する。Ｔケーブル２１５４の各端部上のケーブルコネクタ２１５０は、ＡＡＣＭＭ１０内の隣接するＴケーブル２１５４上のケーブルコネクタ２１５４に取り付けられる。このようにして、角度情報は、さらなる処理のために、各角度エンコーダ２１６０から第１のバス２１８２を介して主プロセッサ電子装置２０４０に転送され得る。送信された角度は、一実施形態では約１キロヘルツの速度を有する取り込み信号と同期化される。単一のＴコネクタ２１５２を対応する単一の基板コネクタ２１７４に接続することにより、エンコーダ電子装置２１７０の１つ以上が第１のバス２１８２から接続解除される場合であっても、角度エンコーダ２１６０は、その角度読み取り値を基本プロセッサ電子装置２０４０に送り続ける。一実施形態では、ケーブルコネクタ２１５０は、第２のバス２１８４（図２）の相互接続ケーブル２１５６の各端部上に設けられる。隣接する相互接続ケーブル２１５６のケーブルコネクタ２１５０は、互いに接続されて第２のバス２１８４のための連続電気経路を提供する。
【００３５】
図４Ａは、６軸ＡＡＣＭＭ内の電気要素２１８０を示す。電気要素２１８０は、一方の端部上で第１のバス２１８２によって基本プロセッサ電子装置２０４０に、他方の端部上で６軸アーム端電子装置１２４０に取り付けられた６つの角度エンコーダ２１６０を含む。一実施形態では、エンコーダＰＣＢ２１７２の１つ以上は、拡張可能な温度センサ２１９０に取り付けられる。拡張可能な温度センサ２１９０が温度センサコネクタ２１７８（図３）に取り付けられるとき、別の温度センサ２１８８が、拡張可能な温度センサ２１９０に取り付けられ得る。一実施形態では、一部の温度センサ２１８８は拡張可能ではない。一実施形態では、少なくとも１つの温度センサ、２１８８または２１９０は、各角度エンコーダの近傍に置かれて、熱膨張を考慮して角度読み取り値を補正する可能性をもたらす。一実施形態では、別の温度センサ２１８８または２１９０は、第１のセグメント２９５（図１Ａ）および第２のセグメント５９５（図１Ａ）の近傍に置かれて、セグメントの熱膨張を考慮するようにセグメント長さを補正することを可能にする。一実施形態では、補正されたセグメント長さは、基本プロセッサ電子装置２０４０によって、または関連するコンピューティング装置によって使用されて、ＡＡＣＭＭ１０によって測定された３Ｄ座標をより正確に決定する。一実施形態では、第２のバス２１８４は、基本プロセッサ電子装置２０４０を６軸アーム端電子装置１２４０に電気的に取り付ける。
【００３６】
図４Ｂは、７軸ＡＡＣＭＭ内の電気要素２２００を示す。電気要素２２００は、一方の端部上で第１のバス２１８２によって基本プロセッサ電子装置２０４０に、他方の端部上で７軸アーム端電子装置２２１０に取り付けられた７つの角度エンコーダ２１６０を含む。一実施形態では、エンコーダＰＣＢ２１７２の１つ以上は、拡張可能な温度センサ２１９０に取り付けられる。拡張可能な温度センサ２１９０が温度センサコネクタ２１７８に取り付けられるとき、別の温度センサ２１８８が、拡張可能な温度センサ２１９０に取り付けられ得る。一実施形態では、一部の温度センサ２１８８は拡張可能ではない。一実施形態では、少なくとも１つの温度センサ、２１８８または２１９０は、角度エンコーダの近傍に置かれて、熱膨張を考慮するように角度読み取り値を補正することを可能にする。一実施形態では、別の温度センサ、２１８８または２１９０は、第１のセグメント２９５（図１Ａ）および第２のセグメント５９５（図１Ａ）の近傍に置かれて、セグメントの熱膨張を考慮するようにセグメント長さを補正することを可能にする。一実施形態では、補正されたセグメント長さは、基本プロセッサ電子装置２０４０または関連するコンピューティング装置によって使用されて、ＡＡＣＭＭ１０によって測定された３Ｄ座標をより正確に決定する。一実施形態では、第２のバス２１８４は、基本プロセッサ電子装置２０４０を７軸アーム端電子装置２２１０に電気的に取り付ける。
【００３７】
図５は、７軸アーム端電子装置２２１０の要素のブロック図である。図１９Ｆにも示すバスコネクタ７１９は、６軸組立体６００の第１のバス２１８２（図２）および第２のバス２１８４のケーブルコネクタ２１５０（図３）に取り付けられた２つの電気コネクタを含む。図５、およびさらに図１８Ｂ、１９Ｈにも示すアーム−ハンドルコネクタ８３２は、図２４Ａ、２４Ｂに示すようにレーザ線プローブ（ＬＬＰ）１１００などの付属品のハンドル−アームコネクタ１０２２（図１８Ｄ）と、または図１８Ａ、１８Ｃ、１８Ｄ、１８Ｅに示すようにハンドル１０００と接続する。図５は、図１９Ｃ、１９Ｆ、２０Ａ、２１Ａ、２１Ｂ、２５Ａ、２５Ｄにさらに示すプローブインターフェース基板７８０を含む。プローブインターフェース基板７８０は、取り外し可能な触覚プローブと電気接触するように構成され、これは本明細書の以下でさらに説明する。プローブインターフェース基板７８０は、Ｉ２Ｃバスを介してアーム端プロセッサ２２２０と双方向に通信する。接触トリガプローブ組立体９６０（図２２Ｄ）が取り付けられたとき、プローブインターフェース基板７８０は、さらに、トリガ信号をプローブインターフェース基板７８０からアーム端プロセッサ２２２０に送る。
【００３８】
一実施形態では、７軸アーム端電子装置２２１０は、図５および１９Ｇに示すようなアーム端プロセッサ２２２０を含む。一実施形態では、アーム端プロセッサ２２２０は、シリアルペリフェラルインターフェース（ＳＰＩ）バスを介して３軸加速度計２２３０に電気的に接続される。３軸加速度計２２３０は、アーム端への深刻な衝撃の記録を提供する。そのような衝撃の記録は、運転中に観察された問題の原因に対する手がかりをもたらし得る。一実施形態では、３軸加速度計２２３０は、図２５Ｄに示す６軸アーム端基板１２６０に類似する７軸アーム端基板上に含まれる。
【００３９】
一実施形態では、アーム端プロセッサ２２２０は、さらに、Ｉ２Ｃバスを介して発光ダイオード（ＬＥＤ）制御装置２２３２に接続される。一実施形態では、ＬＥＤ２２４０は、可視光線内の複数の色の任意のものをもたらす赤青緑（ＲＧＢ）ＬＥＤである。ＬＥＤ制御装置２２３２は、制御信号をＬＥＤ２２４０に与えてＬＥＤ２２４０から発せられた色および光レベルなどの様相を制御する。一実施形態では、ＬＥＤ２２４０から発せられた光は、ＬＥＤ２２４０ごとに別個に制御され、それにより、ＬＥＤ２２４０によって発せられる光は、図２５Ａに示すように、上側光拡散器１２２２からの一色および末端効果器組立体１２００の下側光拡散器からの別の色になり得る。
【００４０】
一実施形態では、アーム端プロセッサ２２２０はまた、Ｉ２Ｃバスを通じて温度センサインターフェース２２３４と通信する。温度センサインターフェースは、アームの端部に取り付けられた要素の熱膨張を補正するために使用され得る、測定された温度を提供する。
【００４１】
アーム端プロセッサ２２２０は、バス電力信号、エンコーダ信号、取り込み信号、およびトリガ信号を含むさまざまな電気信号をバスコネクタ７１９から受け取る。バスコネクタは、さらに、電力スイッチ２２１４がアーム端プロセッサ２２２０からのＬＬＰ１１００制御信号によって起動される場合、アーム−ハンドルコネクタ８３２にバス電力を供給する。ＬＬＰ１１００制御信号は、ＬＬＰ１１００または他の付属品によって提供される信号であり、この信号は、ＬＬＰ１１００または他の付属品がＡＡＣＭＭ１０に接続され、バスから電力を受け取らなければならないことを示す。バス電力をＬＬＰ１１００または他の付属装置に送る以外に、アーム−ハンドルコネクタ８３２はまた、高速データをＬＬＰ１１００などの付属品から第２のバス２１８４（図４Ａ、４Ｂ）を通じて第１の基本プロセッサ２０４２に転送する。一実施形態では、アクチュエータまたはボタンを押した結果、信号は、図１８Ａ、１８Ｅ、２４Ａ、２４Ｂに示すハンドルボタン１０１０を押さえることに応答して、アーム−ハンドルコネクタ８３２からアーム端プロセッサ２２２０に送信され得る。取り込み信号は、アーム端プロセッサ２２２０からアーム−ハンドルコネクタ８３２に送られて、ＬＬＰ１１００などの付属品から得られた、測定された値を、アーム軸組立体１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００内の角度エンコーダによって得られた角度読み取り値と同期化する。一部の場合、付属品は、トリガ信号をアーム端プロセッサ２２２０に送ることができる。付属装置はまた、システム内のその存在および識別を示す存在／ＩＤ信号を送ることもできる。
【００４２】
図６Ａ、６Ｂは、下側アームの一部の要素を示す。装着装置１５は、ＡＡＣＭＭ１０を装着リングに取り付ける方法を提供し、これを図７Ｊに関連して本明細書の以下でさらに論じる。衝撃吸収バンパ１１０は、アームを装着リングに固着したとき、ＡＡＣＭＭ１０が落下した場合に和らげる方法を提供し、これは、図７Ｅ、７Ｆ、７Ｇ、７Ｈに関連して本明細書の以下で論じる。基部２０は、基部カバー２２、制御パネル３０、電池アクセス部４０、およびポートパネル５０などの図６Ａ、６Ｂに示す要素、ならびにその後の図で示し、本明細書の以下で論じる機械的要素を含む。制御パネル３０は、オンオフボタン３２と、Ｗｉ−Ｆｉボタン３４と、ブルートゥース（商標）ボタン３６と、第１電池インジケータ光３８と、第２電池インジケータ光３９とを含む。電池アクセス部４０は、第１の電池扉４２と、第１の電池扉ラッチ４３と、第１の電池扉ヒンジ４４と、第２の電池扉４６と、第２の電池扉ラッチ４７と、第２の電池扉ヒンジ４８とを含む。ポートパネル５０は、イーサネットジャック５２と、ＵＳＢデータ転送ポート５４と、ＵＳＢ充電ポート５５と、補助ポート５６と、電源ポート５８とを含む。
【００４３】
第１軸組立体１００は、図６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄに示される。第１軸組立体１００は、第１軸カートリッジ１３０と、第１軸ヨーク構造体１９４とを含む。ハンドル１２５および衝撃吸収バンパ１１０は、第１の軸組立体１００に結合される。図８Ａ、８Ｂ、８Ｃに示すように、第１軸カートリッジ１３０内では、第１軸シャフト１５８が、第１の軸１３１の周りを第１の軸ハウジング１４４に対して回転する。図８Ｃの参照を続けながら、図９Ａおよび９Ｂに示すように、第１軸カートリッジ１３０は、読み取りヘッド１３２を備えたエンコーダ基板と、読み取りヘッド板１３４と、エンコーダディスク１３６と、下側軸受１３８と、予荷重（予圧）軸受スペーサ１４０と、波形座金１４２と、第１軸ハウジング１４４と、上側軸受１５０と、第１軸シャフト１５８とを含む。第１軸ハウジング１４４は、下側へり部１４５を含み、この下側へり部に押しつけて波形座金１４２が置かれる。
【００４４】
一実施形態では、第１の製造ステップにおいて、上側軸受１５０は、第１軸シャフト１５８の第５のへり部１５１と、第１軸ハウジング１４４の第４のへり部１４９との間の所定場所に保持される。波形座金１４２は、第３のへり部１４５に載せられ（ｂｅｎｃｈ）、予荷重軸受スペーサ１４０と接触させられ、この予荷重軸受スペーサは、下側軸受１３８の外輪と接触させられる。一実施形態では、第２の製造ステップにおいて、第１軸シャフト１５８は、下側軸受の底部が第２のへり部１４３の平面上に位置するまで、下側軸受１３８に対して圧入される。干渉ばめまたは摩擦ばめとしても知られている圧入は、部材間にわずかな干渉が存在する状態下で部材を一緒に押さえ、その結果部材を所定場所にきつく保持する摩擦を生み出すことによって得られる２つの部材間の引き締めである。波形座金１４２および予荷重軸受スペーサ１４０は、下側軸受１３８の外輪を下方向に押さえ、この下側軸受は、次いで、下側軸受内のボールを下方に押さえる。これに応答して、内輪は、下側軸受１３８内のボールを上方向に押さえる。そのような力にさらされたときの下側軸受１３８は、予荷重がかけられると考えられ、軸受の性能を向上させる条件となる。軸受に予荷重をかけることによって得られる利点は、軸受の剛性を高めること、および角度運動内の一貫性をより良好にすることを含む。
【００４５】
一実施形態では、波形座金１４２からのばね力は、さらに、第３のへり部１４５を上方向に押さえ、それによって第４のへり部１４９が上側軸受１５０の外輪を上方向に押さえるようにし、これに反応して、第５のへり部１５１が上側軸受１５０の内輪を下方向に押さえるようにする。故に、予荷重は上側軸受１５０にもかけられる。一実施形態では、下側軸受１３８および上側軸受１５０は、深溝ボール軸受である。別の実施形態では、下側軸受１３８および上側軸受１５０は、角度接触ボール軸受（アンギュラ玉軸受）である。他の実施形態では、他のタイプの軸受が使用される。
【００４６】
一実施形態では、第１の軸シャフト１５８が所定場所に圧入された状態で、糊が第１の軸シャフト１５８の糊溝１５９に塗布され、エンコーダディスク１３６は、所定場所に合わせられ、硬化される。ねじ１３３は、読み取りヘッド１３２を備えたエンコーダ基板を読み取りヘッド板１３４に取り付け、この読み取りヘッド板は、第１の軸ハウジング１４４の第１のへり部１４１に押しつけて載せられる。
【００４７】
一実施形態では、ブラシ組立体１５２は、炭素ブラシ１５３と、ブラシばね１５４と、止めねじ１５５とを含む。ブラシ組立体は、第１軸ハウジング１４４を貫いて挿入されて、カーボンブラシが上側軸受を電気的に接地することを可能にする。そうでなければ上側軸受は、回転中静電気を発生させる恐れがある。故に、ブラシ組立体１５２の使用は、電気的信頼性を向上させる。
【００４８】
図８Ｃ、８Ｄに示す実施形態では、第１軸カートリッジ１３０は、さらに、電気移送組立体１７０を含む。電気移送組立体１７０は、第１軸スリップリング１７１と、スリップリングアダプタ１９０と、ケーブル要素とを含む。ケーブル要素は、バスコネクタ１８４Ａ、１８４Ｂと、第１のケーブルワイヤ１８０と、ケーブルジャケット１８２とを含む。第１軸スリップリング１７１は、スリップリングハウジング１７２と、スリップリングフランジ１７６と、スリップリング穴１７９と、スリップリングねじ１７８とを含む。一実施形態では、スリップリングアダプタ１９０は、ねじ付き部分１９２内で第１軸シャフト１５８上に螺合する。第１軸のスリップリングねじ１７８は、スリップリングフランジ１７６のスリップリング穴１７９を通って延びて、第１軸スリップリング１７１をスリップリングアダプタ１９０に取り付ける。スリップリングフランジ１７６およびスリップリングハウジング１７２は、一緒に回るが、スリップリングシャフト１７４は、スリップリングハウジングから独立的して回る。さらに、スリップリングハウジング１７２に入る第１のケーブルワイヤ１８０は、スリップリングハウジング１７２と共に周り、一方でスリップリングシャフト１７４に入る第２のケーブルワイヤ１８６は、スリップリングシャフト１７４と共に回る。一実施形態では、電気的に接触するブラシは、スリップリングシャフト１７４がスリップリングハウジング１７２に対して回転するときでも、第１のケーブルワイヤ１８０および第２のケーブルワイヤ１８６内で電気的導通を保つ。一実施形態では、スリップリングシャフト１７４は、第２のケーブルワイヤ１８６が復元トルクをスリップリングシャフト１７４にかけるほどねじられるまで、スリップリングハウジング１７２に対して回転しない。
【００４９】
図７Ａ、７Ｂに示す実施形態では、第１軸組立体１００は、第１軸カートリッジ１３０と、第１軸ヨーク構造体１９４と、衝撃吸収バンパ１１０と、ハンドル１２５と、ねじ１２６、１２８と、座金１２７とを含む。任意選択により、第１軸組立体１００は、装着装置１５と併用されてよい。一実施形態では、３つの短いベースねじ１２８が、衝撃吸収バンパ１１０の一方の側を第１軸ハウジング１４４の底部に取り付け、一方で３つの長いベースねじ１２６および対応する座金１２７は、ハンドル１２５および衝撃吸収バンパ１１０を第１軸ハウジング１４４の底部に取り付ける。一実施形態では、装着装置１５は、これが装着リング上に引き締められるまでは衝撃吸収バンパ１１０上に緩く着座し、これを本明細書の以下でさらに説明する。
【００５０】
図７Ｅ、７Ｆ、７Ｇ、７Ｈは、衝撃吸収バンパ１１０を示し、この衝撃吸収バンパは、下側ねじ１１８と、案内保持器リング１１１と、ベル１１２と、緩衝装置１１４と、予荷重スペーサ１１５と、基部ナット保持器１１６と、傾斜基板１１７と、上側ねじ１１９とを含む。ベルは、さらにベルへり部１１３を含む。緩衝装置１１４は、ベル１１２内に着座し、このベルは、案内保持器リング１１１上に載置し、案内保持器リング１１１は、基部ナット保持器１１６の底部に螺合される。予荷重スペーサ１１５は、緩衝装置１１４の上側に着座し、基部ナット保持器１１６と接触し、これは図７Ｈの断面図で示す。上側ねじ１１９は、傾斜基板１１７を基部ナット保持器１１６に取り付ける。緩衝装置１１４は、圧縮可能な材料から作製され、それにより、ベル１１２は、力がベル１１２の底部にかけられたとき、上方向に偏向するか、または圧縮する。衝撃吸収バンパ１１０の目的は、ＡＡＣＭＭ１０がテーブル、スタンド、または類似の構造体に装着されているときに突然落下した場合に起こり得る、ＡＡＣＭＭ１０に対する機械的衝撃を低減するためである。
【００５１】
衝撃吸収バンパ１１０によって提供される利点は、衝撃吸収バンパ１１０と、第１軸ハウジング１４４と、基部カバー２２と、ハンドル１２５と、基本プロセッサ電子装置２０４０と、後部接続インターフェース２１２０と、傾斜基板１１７とを示す図７Ｊを参照することによって理解され得る。また、図７Ｊおよび図７Ａに示すのは、装着装置１５であり、この装着装置は、ねじ山１８と、装着装置へり部１９と、第１の翼１６と、第２の翼１７とを含む。装着装置１５は、米国特許第８，０２８，４３２号に説明され、その内容を本願に引用して援用する。
【００５２】
一実施形態では、雄ねじ装着リング（図示せず）が、計器スタンド、三脚いす、またはテーブルなどの装着表面に取り付けられる。一実施形態では、装着装置１５の雌ねじ１８は、装着リングの雄ねじと係合する。ねじ山が引き締められるとき、装着装置へり部１９は、装着装置１５の基部ナット保持棚部１２０ときつく接触するように引き込まれる。このようにして、ＡＡＣＭＭ１０は、所定場所にきつく係止される。有利には、装着装置上のねじ山は、一時的に緩められてＡＡＣＭＭ１０の基部２０を再度引き締める前に異なる方向に回すことを可能にすることができる。
【００５３】
最初、ＡＡＣＭＭ１０の基部２０がユーザによって装着リング上に位置決めされるとき、ＡＡＣＭＭ１０の底部は、装着リング上の中央に揃えられないことがある。その結果、ＡＡＣＭＭ１０がリング上の中央に揃えられたとき、ＡＡＣＭＭ１０は突然落下して、ＡＡＣＭＭ１０内の機械的要素に衝撃を与えることがある。衝撃吸収バンパ１１０は、ベル１１２の底部で装着表面を捕捉し、緩衝装置１１４が圧縮するときのＡＡＣＭＭ１０の下降を遅らすことによってＡＡＣＭＭ１０に対する損傷のリスクを低減するか、または最小限に抑える。他の実施形態では、装着装置１５は、装着リング上に含まれないねじ山に取り付けられる。さらに他の実施形態では、ＡＡＣＭＭ１０は、装着装置１５を使用しない装着体に取り付けられる。この実施形態では、衝撃吸収バンパは、ＡＡＣＭＭ１０の急速な落下およびこれに対する衝撃に対する保護をもたらすことができる。
【００５４】
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）であって、基部と、対向する第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決め可能なアーム部分であって、基部に回転式に結合され、複数の連結されたアームセグメントを含み、各アームセグメントは、位置信号を生み出すための少なくとも１つの位置変換器を含む、アーム部分と、第１の端部に結合された測定装置と、少なくとも１つの位置変換器から位置信号を受け取り、測定装置の位置に対応するデータを提供する電子回路と、ＡＡＣＭＭの下側部分に結合された衝撃吸収組立体であって、ＡＡＣＭＭが支持要素と接触させられたときにＡＡＣＭＭに対する機械的衝撃を低減するように動作可能である、衝撃吸収組立体と、測定装置の位置に対応する、提供されたデータに少なくとも部分的に基づいて測定装置によって測定された点の３次元（３Ｄ）座標を決定するように動作可能なプロセッサとを備える、可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）。
【００５５】
一実施形態では、衝撃吸収組立体は、後退可能な表面を含み、この後退可能な表面は、支持要素と接触させられたとき、緩衝装置材料の圧縮によって衝撃吸収組立体の内部に向かって後退する。
【００５６】
図６Ａ、６Ｂ、１０、１１は、第１セグメントヨーク２６０と、第２軸キャップ２８０と、ケーブルカバー２７４と、ケーブルトラック２７８とを含む第２の軸組立体２００の一部の外部要素を示す。第１セグメントヨーク２６０は、第１セグメントヨーク横材２６２と、第１セグメントヨークの右弓部２６４と、第１セグメントヨーク左弓部２６６とを含む。図１２、１３は、第２軸カートリッジ２１０および釣り合いリング２４０を含む、第２軸組立体２００の一部の内部要素を示す。一実施形態では、第２軸組立体２００は、第２の軸２１１周りのヒンジタイプの回転をもたらす。一実施形態では、第２軸組立体２００はまた、釣り合いリング２４０も含み、この釣り合いリング２４０は、オペレータによって保持されたアームセグメント上の下方向の力を軽減するトルクをもたらし、それによってオペレータが測定を行うときにＡＡＣＭＭ１０を支持し走査することをより容易にする。
【００５７】
一実施形態では、第２軸カートリッジ２１０は、第２軸シャフト２１４と、左側第２軸軸受２２２と、第２軸ハウジング２１２と、第２軸ディスク装着体２２４と、エンコーダディスク２２６と、読み取りヘッド付きエンコーダ基板２２８と、カートリッジ内側板２１６と、波形座金２１７と、右側第２軸軸受２１８と、係止ナット２２０とを含む。一実施形態では、左側第２軸軸受２２２は、第２軸シャフト２１４および第２軸ハウジング２１２の両方に圧入される。一実施形態では、カートリッジ内側板２１６は、第２の軸ハウジングに圧入され、右側第２軸軸受２１８の内輪は、第２軸シャフト２１４上に圧入される。波形座金２１７は、右側第２軸軸受２１８の外輪に力をかけるが、内輪にはかけない。右側第２軸軸受の内輪は、係止ナット２２０によって所定場所に保持される。一実施形態では、波形座金２１７によってかけられた力は、右側第２軸軸受２１８の外輪を軸受２１８内のボールに押しつけ、このとき対応する、反対に向けられたその間の力が、内輪によってボールにかけられる。軸受２１８の内輪と軸受２２２の内輪との間の距離は、係止ナット２２０を適所に引き締めたとき、軸受２２２の内輪がシャフトを内方向に引っ張り、このとき反対に方向付けられた力が外輪によってボールにかけられるように設定される。これらの力をかけた結果が、第１軸カートリッジ１３０内の軸受の予荷重に類似する予荷重である。軸受係止止めねじ２３２は、外側アクセス穴２３４および内側アクセス穴２３０を通過し、この場合内側アクセス穴２３０は、カートリッジ内側板２１６の円筒状部分の両方を貫通して、軸受係止止めねじ２３２が右側第２軸軸受２１８の外輪の位置を堅固に保持し、固定することを可能にする。波形座金２１７は、第２軸カートリッジ２１０内の軸受の予荷重を確立する力を外輪にかけるが、波形座金２１７は、ＡＡＣＭＭ１０が使用されているときに振動を受け得る。故に、軸受係止止めねじは、右側第２軸軸受２１８の外輪の位置により安定した係止をもたらす。一実施形態では、エポキシ樹脂が外輪にさらに塗布されてこれを所定場所に保持する。
【００５８】
一実施形態では、第２軸ディスク装着体２２４は、第２軸シャフト２１４上に圧入される。エンコーダディスク２２６は、第２の軸２１１上に糊付けされ、中央に揃えられ、硬化される。読み取りヘッド付きエンコーダ基板２２８は、エンコーダディスク上の中央に揃えられ、第２軸ハウジング２１２に固着される。一実施形態では、第２軸ハウジング２１２内のディスク中央揃え穴２３６を使用してエンコーダディスクを回転シャフト２１４上の中央に揃えるのを助ける。ディスク中央揃え穴２３６を通って挿入された工具を使用して、エンコーダディスク２２６を、これをシャフト上の中央に揃える方向に動かすか、または促す。一実施形態では、中央揃え手順は、製造プロセスにおいて使用される回転固定物上で第２軸シャフト２１４をゆっくりと回転させながら実施される。エンコーダディスク２２６がゆっくりと回転されるとき、回転固定物によって生成された電気信号は、エンコーダディスク２２６を第２軸シャフト２１４上の中央に揃えるためにエンコーダディスク２２６が動かされるべき、または促されるべき方向を示す。
【００５９】
ワイヤ配索細溝２１５（図１２）が、バス２１８２、２１８４に第２軸カートリッジ２１０を通過させるためにカートリッジ内側板２１６内に切断される。第２軸ハウジング２１２に圧入される回転防止ピン２４８は、図１０、１１に示す第１セグメントヨーク横材２６２と対合する。第１セグメントヨーク横材２６２は、図１１、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅにさらに示すように第１のセグメント２９５の第１セグメント管２９０に取り付けられる。故に、第２軸ハウジング２１２は、第１のセグメント２９５と一緒に回転する。第１セグメントヨーク横材２６２は、さらに、図１０に示すように、第１セグメントヨークの右弓部２６４および第１セグメントヨークの左弓部２６６に取り付けられる。一実施形態では、温度センサ２８８が、第１セグメントヨーク横材２６２に隣接して含まれる。
【００６０】
図１２および図１３に示すように、釣り合いリング２４０は、ねじりばね２４２と、ばね保持ピン２４４と、ヨーク係止ねじを受け入れるねじ付き穴２４７と、回転防止止めねじ２６９を受け入れる回転防止ねじ付き穴２４９と、張力止めねじ２４６とを含む。釣り合いリング２４０内のねじ付き穴２４７は、ヨーク係止ねじによって図１４Ｄに示す第１セグメントヨーク横材２６２内の穴２６５に取り付けられる。同様に、回転防止ねじ付き穴２４９は、回転防止止めねじ２６９を受け入れて、ねじりばね２４２の一方の側を図１１に示すように釣り合いリングシリンダ２６７に固定する。故に、ねじ付き穴２４７および回転防止ねじ付き穴２４９を含むねじりばねの側は、第１のセグメントヨーク横材および第１のセグメント２９５と一緒に回る。
【００６１】
これとは対照的に、ねじりばねの他方の側は、図１１に示すように、基部２０に剛性に取り付けられた押さえばね板２７０に固定される。図１１、１３の張力止めねじ２４６は、押さえばねピン２４５と接触させられる。釣り合いリング隆起部２６８は、第１のセグメント２９５が第２の軸２１１（図１２）周りで一方向に可能な限り回転されたとき、第１軸ヨークバンパ１９８と接触する。この位置において、ねじりばね２４２の一方の側によってその他方側に及ぼされる力の量は、張力止めねじ２４６の調整によって決定される。第１のセグメント２９５が回転されて釣り合いリング隆起部２５８を第１軸ヨークバンパ１９８からさらに離すとき、ねじりばね２４２によって及ぼされた力の量は増加する。第１のセグメント２９５が垂直配向から離されるときの力の増加の効果は、増加した力を第１のセグメント２９５にかけることであり、この力は、重力の方向の反対に方向付けられる。このようにして、アームセグメントは、ユーザにとってより軽く、取り扱いがより容易に感じられるようにされる。図１１、１３に示すばね保持ピン２４４は、ねじりばね２４２を押さえばね板２７０内の中央に揃えて保つ。
【００６２】
図１０および図１１に示すように、第２軸シャフト２１４は、第１軸ヨーク構造体１９４の上側突起と第１軸ヨークキャップ１９７との間に締め付けられる。故に、第２軸シャフト２１４は、基部２０に関連して固定される。第１軸ヨークカバー１９５は、ヨーク構造体１９４の下側部分上に置かれ、第１軸ヨークカバーねじ付き穴１９６にあてられたねじによって所定場所に係止される。第１軸ヨーク構造体１９４（図７Ｂ）の各側周りに置かれるのは、ケーブルトラック２７８、ケーブルカバー２７４、および第２軸キャップ２８０である。第２軸キャップ２８０は、キャップ本体２８１と、キャップスナップコネクタ２８２とを含み、キャップスナップコネクタ２８２は、第１軸ヨークカバー１９５のキャップスナップレセプタクル２７２に取り付けられる。一実施形態では、組立体は、２つの対向する第２軸キャップ２８０を含み、その各々は、それぞれのキャップスナップレセプタクル２７２と結合するキャップスナップコネクタ２８２を有する。基部２０から配索されたワイヤは、キャップスナップレセプタクル２７２内の開口部およびケーブルカバー２７４のケーブルカバー貫通部２７５を通過する。ワイヤは、ケーブルトラック板２８０によって導かれ、ケーブルトラック２７８のケーブルトラック窓２７９に通される。ワイヤは、第１セグメントヨークケーブル穴２６３を通過する。第１セグメントヨークケーブル穴２６３を通過するワイヤは、第１セグメント管２９０内に直接入るか、ワイヤ配索細溝２１５を通ってエンコーダ基板コネクタ２１７４（図３）を通過してからワイヤ配索細溝２１５に戻って第１セグメント管に入ることができ、これは図１０、１４Ｅに示す。一実施形態では、第１のバス２１８２（図４Ａ）のワイヤは、第１セグメントヨーク横材２６２の一方側の第１セグメントヨークケーブル穴２６３を通過し、一方で第２のバス２１８４のワイヤは、他方側の第１セグメントヨークケーブル穴２６３を通過する。一実施形態では、ケーブルトラック２７８およびケーブルカバー２７４は、ケーブルカバーねじ付き穴２７６を通過するねじによって第２軸シャフト２１４に取り付けられる。一実施形態では、各第２軸キャップ２８０は、対応するケーブルカバー２７４上にスナップ止めされる。
【００６３】
図１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅは、第１セグメントヨーク横材２６２と、第１のセグメント２９５と、第３軸組立体３００と、第４軸組立体４００とを示す。図１４Ｅの断面図は、第１セグメントヨーク横材２６２が第１セグメント管２９０の内側に取り付けられることを示す。図１４Ｂは、伝導性接地リング２９２を示し、この伝導性接地リングは、第１セグメントヨーク横材２６２と、第１のセグメント管２９０との間に接地をもたらし、それによってＡＡＣＭＭ１０の電気的信頼性および性能を向上させる。同様に、導電性接地リング３０８は、カートリッジアダプタ３０２と第１セグメント管２９０との間に接地をもたらす。一実施形態では、第１セグメント管２９０は、炭素繊維複合材料から作製される。
【００６４】
第１のバス２１８２および第２のバス２１８４（図４Ａ）のワイヤは、本明細書の上記で説明したように第１セグメントヨークケーブル穴２６３を通って配索される。バスワイヤ２１８２、２１８４は、ケーブル３４２として継続して、第３／第５軸カートリッジ３１０の一部である第３軸／第５軸スリップリング３４０を通過する。第３軸／第５軸スリップリングという用語は、同じスリップリング組立体３４０が第３軸組立体３００および第５軸組立体５００（図１）の両方に使用されることを示す。第３／第５カートリッジという用語は、同じカートリッジ組立体３１０が第３軸組立体３００および第５軸組立体５００の両方で使用されることを示す。カートリッジアダプタ３０２は、第３軸組立体３００および第４軸組立体４００の共通の構成要素であり、その理由は、これらの軸組立体は、第３軸／第５軸カートリッジ３１０および第４軸／第６軸カートリッジ４１０それぞれを収容するためである。第３軸組立体３００は、図１４Ｄに示す第３の軸３１１周りのカートリッジアダプタ３０２の回転をもたらす。第４軸組立体４００は、図１４Ｃに示す第４軸４１１周りの第４軸／第６軸シャフト４１８の回転をもたらす。
【００６５】
図１４Ｅ、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄに示す第３軸／第５軸カートリッジ３１０は、読み取りヘッド付きエンコーダ基板３２６と、エンコーダディスク３２２と、上側軸受３２０と、予荷重軸受スペーサ３１８と、波形座金３１６と、第３軸／第５軸ハウジング３１２と、下側軸受３３０と、第３軸／第５軸シャフト３３２と、ケーブル３４２付き第３軸／第５軸スリップリング３４０とを含む。第３軸／第５軸シャフト３３２は、第３軸／第５軸ハウジング３１２に対して回転する。
【００６６】
一実施形態では、第３軸／第５軸シャフト３３２は、上側軸受３２０の内輪に対して圧入される。波形座金３１６は、ハウジング上側出張り部３１４に押しつけて置かれる。予荷重軸受スペーサ３１８は、波形座金３１６と上側軸受３２０の外輪との間に着座する。波形座金３１６のばね作用は、上側軸受３２０の外輪を上側軸受３２０内のボールに押しつけるように作用する。これに反応して、上側軸受３２０の内輪は、上側軸受３２０内のボールを反対方向に押しつける。波形座金３１６もまた、ハウジング下側出張り部３１４を下方向に押し、それによって下側軸受３３０の外輪を下側軸受３３０内のボールに押しつける。これに反応して、内側軸受は、下側軸受３３０内のボールを反対方向に押しつける。このようにして、予荷重が第３軸／第５軸カートリッジ３１０内の軸受３２０、３３０にかけられる。一実施形態では、エンコーダディスク３２２は、第３軸／第５軸シャフト３３２に糊付けされ、シャフト３３２上の中央に揃えられ、所定場所に硬化される。読み取りヘッド付きエンコーダ基板３２６は、ピン３２４によって所定場所にピン止めされる。
【００６７】
図１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄに示す第４軸／第６軸カートリッジ４１０は、エンコーダ側に配置された第４軸／第６軸軸受４１６と、第４軸／第６軸ハウジング４１２と、第４軸／第６軸シャフト４１８と、エンコーダディスク４２２と、読み取りヘッド付きエンコーダ基板４２６と、ドラム屈曲部４２８と、波形座金４３０と、予荷重軸受スペーサ４３２と、ばね側に配置された第４軸／第６軸軸受４３４と、保護カバー４３６とを含む。第４軸／第６軸シャフト４１８は、第４軸／第６軸ハウジング４１２に対して回転する。一実施形態では、第４軸／第６軸カートリッジ４１０は、スリップリングを含まず、ワイヤが通るための配索を提供し、これを、図１６Ｅ、１６Ｆ、１６Ｇ、１６Ｈに関して本明細書の以下で説明する。一実施形態では、スリップリングは、これらの第２軸組立体２００、第３軸組立体４００、または第６軸組立体６００上では使用されず、その理由は、回転の総量がこれらの組立体のヒンジ運動によって限定されるためである。
【００６８】
一実施形態では、波形座金４３０および予荷重軸受スペーサ４３２がドラム屈曲部４２８によって所定場所に保持された状態で、第４軸／第６軸軸受４３４の内輪は、第４軸／第６軸シャフト４１８に圧入され、一方で第４軸／第６軸軸受４１６の内輪は、シャフト４１８に押しつけて圧入され、シャフトの第１の出張り部４１７に押しつけて載せられる。波形座金４３０および予荷重軸受スペーサ４３２によってかけられた力は、軸受４３４の外輪を軸受４３４内のボールに押しつけ、反力が、軸受４３４の内輪を反対方向に軸受４３４内のボールに押しつける。これと同時に、軸受４３４上の力は、軸受４１６の外輪をハウジングの第１の出張り部４１４に引きつける。この動作の組み合わせは、軸受４１６、４３４に予荷重をもたらす。一実施形態では、エンコーダディスク４２２は、ハウジングの第２の出張り部４２４に糊付けされ、その後これは、第４軸／第６軸シャフト４１８上の中央に揃えられ、所定場所に硬化される。一実施形態では、読み取りヘッド付きエンコーダ基板４２６は、第４軸／第６軸ハウジング４１２に取り付けられる。一実施形態では、第４軸／第６軸シャフト４１８周りのエンコーダディスク４２２の中央揃えは、第４軸／第６軸ハウジング４１２内の１つ以上のエンコーダ調整穴４２３を貫通して置かれた工具によってエンコーダディスクを動かすか、または促すことによって容易にされる。
【００６９】
図１６Ｅ、１６Ｆは、第１のセグメント２９５と、第２のセグメント５９５と、カートリッジアダプタ３０２とを含むＡＡＣＭＭ１０を示す。カートリッジアダプタ３０２は、図１６Ｇ、１６Ｈに示すような上部バンパ１６０２を収容する上部バンパ開口部１６１６を含む。読み取りヘッド付きエンコーダ基板３２６（図１５Ｂ）は、上部バンパ開口部１６１６から見ることができる。エンコーダコネクタ１６１２および温度センサコネクタ１６１４は、エンコーダ基板３２６に取り付けられる。ケーブル（図示せず）が、温度センサ組立体３５０および温度センサコネクタ１６１０を温度センサコネクタ１６１４に取り付ける。図１４Ｂに示す温度センサ組立体３５０は、温度センサ３５２と、熱伝導パテ３５４と、ねじ３５６とを含む。温度センサからの読み取り値は、エンコーダ基板３２６（図１５Ｂ）を通ってエンコーダコネクタ１６１２に送られ、ここでこれらは、第１のバス２１５４（図３）に転送される。第１のバス２１５４および第２のバス２１５６を含むケーブル３４２（図１４Ｂ）は、第３軸／第５軸スリップリング３４０（図１４Ｂ）から、エンコーダ基板３２６内の穴を通過する。第１のバス２１５４内のケーブルワイヤは、一実施形態ではＴコネクタであるエンコーダコネクタ１６１２に取り付けられ、エンコーダアクセス穴１６０６を通って続く。図１６Ｂの第４軸／第６軸ハウジング内の第１のハウジング穴４１３は、エンコーダアクセス穴１６０６と位置合わせされ、それによって第１のバス２１５４内のケーブルワイヤが、読み取りヘッド付きエンコーダ基板４２６上のコネクタに取り付けられる前に穴１６０６および４１３を通過することを可能にする。第１のバス２１５４のワイヤは、エンコーダアクセス穴１６０６を通って戻る。第１のバス２１５４および第２のバス２１５６のワイヤは、出口穴１６０８を通って進行し、これは、図１６Ｈにおいて異なる視点から見ることができる。
【００７０】
図１６Ｇ、１６Ｈは、第５軸ヨーク／レセプタクル５０２および第１軸ヨークキャップ１６２８が第４軸／第６軸シャフト４１８（図１６Ｂ）に締め付けられることを示す。出口穴１６０８を通過したケーブルワイヤは、チャネルループ穴１６２４を通過してからチャネル出口穴１６２６を通過して第５軸組立体５００に入ることによって、チャネル１６２２を通って進行する１回転半のケーブルループ１６１８を作り出す。側部バンパ１６０４（図１６Ｆ）は、図１６Ｈに示すように一部の要素上に置かれる。
【００７１】
図１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ、１７Ｅは、第５軸組立体５００と、第２のセグメント５９５と、第６軸組立体６００とを示す。第５軸組立体５００は、温度センサ組立体５５０と、第５軸ヨーク／レセプタクル５０２と、第３軸／第５軸カートリッジ３１０と、導電性接地リング５０８とを含む。第２のセグメント５９５は、第２セグメント管５９０を含む。第６軸組立体は、温度センサ組立体６５０と、第４軸／第６軸カートリッジレセプタクル６０６と、カートリッジアダプタ６０２とを含む。図１７Ｂ、１７Ｅに示すように、第３軸／第５軸カートリッジ３１０は、一実施形態では中空である第２セグメント管５９０の内側部分に取り付けられる。一実施形態では、第３軸／第５軸カートリッジ３１０の別の部分は、第５軸ヨーク／レセプタクル５０２内に嵌合する。一実施形態では、温度センサ組立体５５０は、温度センサ５５２と、熱伝導パテ５５４と、温度センサ５５２を所定場所に保持する金属接点５５６とを含む。一実施形態では、第３軸／第５軸カートリッジ３１０は、図１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ内に説明する、第３軸／第５軸スリップリング３４０および対応するケーブル５４２を含む要素を含む。導電性接地リング５０８は、カートリッジ３１０と、一実施形態では炭素繊維複合材から作製された第２セグメント管５９０との間に電気導通をもたらす。
【００７２】
図１７Ｂ、１７Ｅに示すように、第４軸／第６軸カートリッジ４１０は、第６軸カートリッジレセプタクル６０６の内側に嵌合し、この第６軸カートリッジレセプタクルは、次いで、第２セグメント管５９０の内側に取り付けられる。一実施形態では、温度センサ組立体６５０は、温度センサ６５２と、熱伝導パテ６５４とを含む。一実施形態では、第４軸／第６軸カートリッジ４１０は、図１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄに説明する要素を含む。導電性接地リング５９２は、カートリッジ３１０と第２セグメント管５９０との間に電気導通をもたらす。図１７Ｄに示す実施形態では、第５軸組立体５００は、第５軸５１１周りのスイベル回転をもたらす。図１７Ｃに示すように、第６軸組立体６００は、第６軸組立体６００内の第４軸／第６軸シャフト４１８（図１６Ｂ）の第６軸６１１周りのヒンジ回転をもたらす。
【００７３】
一実施形態では、ＡＡＣＭＭ１０は、図１８Ａをはじめとして示すように７本の回転軸を含む。別の実施形態では、ＡＡＣＭＭ１０は、図２５Ａをはじめとして示すように６本の回転軸を含む。図１８Ａ、１８Ｂ、１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄ、１９Ｅ、１９Ｆ、１９Ｇ、１９Ｈ、２０Ａに示す実施形態では、第７軸組立体は、第７軸ハウジング／ヨーク７０２と、シャフト７５０と、第７軸スリップリング７１０と、プローブラッチ７６８と、上側末端効果器ボタン８０４と、第７軸回路基板８２０と、担持体７７０とを含む。一実施形態では、第７軸ハウジング／ヨーク７０２は、一方の端部において第６軸組立体６００の第４軸／第６軸シャフト４１８（図１６Ｂ）に取り付けられる。この取り付けでは、第７軸ハウジング／ヨーク７０２は、ヨーク機能の役割を果たす。第７軸ハウジング／ヨーク７０２は、後部軸受７３２の外輪および前部軸受７３６の外輪に結合する。シャフト７５０は、後部軸受７３２および前部軸受７３６の内輪に結合する。一実施形態では、シャフト７５０は、第７軸７１１の周りをハウジング／ヨーク７０２に対して回転する。一実施形態では、波形座金７３４は、後部軸受７３２の外輪に力をかける。後部軸受７３２の内輪は、シャフト７５０上に圧入される。この結果、後部軸受７３２および前部軸受７３６の両方に予荷重がかけられる。
【００７４】
一実施形態では、エンコーダディスク７２４は、シャフト７５０に糊付けされ、中央に揃えられ、硬化される。読み取りヘッド付きエンコーダ基板７２２は、読み取りヘッドアダプタ７２０に取り付けられ、この読み取りヘッドアダプタは、次いで、ハウジング／ヨーク７０２に取り付けられる。第７軸スリップリング７１０は、スリップリングハウジング７１２と、スリップリングシャフト７１４と、スリップリングフランジ７１６と、前部スリップリングケーブル７１８と、後部スリップリングケーブル７１７と、後部スリップリングケーブル７１７に取り付けられたバスコネクタ７１９と、前部スリップリングケーブル７１８に取り付けられたバスコネクタ８３９とを含む。一実施形態では、スリップリングフランジ７１６は、ヨーク／ハウジング７０２に結合されたアダプタ板７０４に取り付けられる。スリップリングシャフト７１４は、スリップリングハウジング７１２から独立的に回転し、第７軸７１１周りでシャフトが回転するときにねじるワイヤによってかけられた力に応答して回る。第７軸スリップリング７１０は、スリップリングシャフト７１４がスリップリングハウジング７１２に対して回転するときでも前部スリップリングケーブル７１８および後部スリップリングケーブル７１７内の対応するワイヤ内の電気導通を維持する。一実施形態では、後部スリップリングケーブル７１７および前部スリップリングケーブル７１８の各々は、第１のバス２１８２および第２のバス２１８４のワイヤを含む。第１のバス２１８２のＴケーブル２１５４に関連付けられたＴコネクタ２１５２は、読み取りヘッド付きエンコーダ基板７２２の基板コネクタ２１７４に取り付けられる。
【００７５】
ナット組立体７４０は、ハウジング／ヨーク７０２および第７軸組立体７００の中央部分にあるシャフト７５０を取り囲む。図２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄに示すように、ナット組立体７４０は、クラッチナット７４１と、クラッチ屈曲部７４４と、ナットカバー７４７と、スナップリング７４９とを含む。一実施形態では、クラッチ屈曲部７４４は、２部分でクラッチナット７４１に取り付けられ、このとき各部分は、クラッチナット溝７４３内に嵌合する屈曲畝部７４５を有する。図２３Ｃに示すように、クラッチナット７４１の後部分は、ナットカバー７４７内に嵌合し、２つのスナップリング７４９によって所定場所に係止される。クラッチナット７４１の前部分は、内側クラッチナットねじ付き領域７３９を有するクラッチナットフランジ７４２を含む。図１９Ｆに示すように、クラッチナットねじ付き部分７３９は、シャフト７５０のねじ付き領域７５１上に螺合する。クラッチナットフランジ７４２は、図１８Ｂ、１９Ｆに示すようにプッシュシュー８０２に結合される。プッシュシュー８０２の目的は、取り外し可能な第７軸カバー８００、ハンドル１０００（図１８Ａ）、ＬＬＰ１１００（図２４Ａ）、または第７軸カバー８００の所定場所にある第７軸組立体７００に取り付けられた任意の他の付属品を係合するか、または解放するためのものである。ナット組立体７４０は、一定レベルの力を第７軸組立体７００内の内部要素にかけながら、プッシュシュー８０２を係合または解放する方法を提供する。ナット組立体７４０によるこの一貫したレベルの力の結果、触覚プローブおよび付属の測定装置を、そうでない場合に発生し得るものより優れた一貫性で第７軸組立体７００に取り付けることを可能にする。一実施形態では、ナット組立体７４０は、触覚プローブまたは他の測定装置上で補正（較正とも称される）を実施する必要性を低減するか、または解消する。ナット組立体７４０の挙動は、触覚プローブおよび他の測定装置を論じた後に本明細書においてさらに論じる。
【００７６】
第７軸回路基板８２０が、図１９Ｇ、１９Ｈに示される。一実施形態では、第７軸回路基板８２０は、左側回路基板８２４と、上側回路基板８２２と、右側回路基板８２６とを含む。一実施形態では、これらの３つの回路基板は、第１のフレックスコネクタ８２８および第２のフレックスコネクタ８３０によって電気的および機械的に接続される。図２０Ａに示す実施形態では、第７軸回路基板８２０は、シャフト回路基板支持体７５２周りに巻き付く。一実施形態では、第７軸回路基板８２０は、さらに、図１８Ｂ、１９Ｈに見ることができるアーム−ハンドルコネクタ８３２を含む。ハンドル１０００（図１８Ａ）またはＬＬＰ１１００（図２４Ａ）が第７軸組立体７００に取り付けられたとき、アーム−ハンドルコネクタ８３２は、ハンドル１０００またはＬＬＰ１１００のハンドル−アームコネクタ１０２２（図２４Ａ）と電気接続する。一実施形態では、アーム端プロセッサ２２２０（図５、１９Ｇ）は、第７軸回路基板８２０上に含まれる。第７軸回路基板８２０上にさらに含まれるのは、図１９Ｂ、１９Ｄ、１９Ｅ、１９Ｆに示す上側の末端効果器ボタン８０４のオペレータによる作動または押さえに応答する機械的作動装置８３４である。ハードプローブ組立体９００は、１つのタイプの触覚プローブである。他のタイプの触覚プローブを本明細書の以下で論じる。
【００７７】
図１９Ａは、第７軸組立体７００に結合されたハードプローブ組立体９００を示す。図１９Ｂは、第７軸組立体７００から解放されたハードプローブ組立体９００を示す。一実施形態では、この解放は、プローブラッチ７６８を動かしてハードプローブ組立体９００のプルスタッド９３８を解放することによって得られる。ハードプローブ組立体９００は、オペレータが測定される対象の物体と接触させて保持するプローブ先端部９０４を含む。設計された上側端部効果器（エンドエフェクタ）ボタン８０４が押されると、７軸組立体１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００内のエンコーダは、同期化されたエンコーダ読み取り値を基本プロセッサ電子装置２０４０に送り、このエンコーダ読み取り値は、基本プロセッサ電子装置２０４０のトリガおよび取り込み回路２０５８によって生成された取り込み信号と同期化される。これらのエンコーダ読み取り値は、ＡＡＣＭＭ１０の他の記録された特性と組み合わされて、プローブ先端部９０４の中心に対応する３Ｄ座標を算出する。物体の表面上のいくつかの点をプローブ先端部９０４によって測定することにより、また、プローブ先端部の半径を知ることにより、物体表面の３Ｄ座標を決定することができる。
【００７８】
図１９Ｆは、図１９Ｄにも示す磁石１２２６を含む、プローブラッチ７６８の断面図を示す。磁石１２２６は、カバー８０１内に埋め込まれた磁石１２２７に取り付けられる。磁石１２２６、１２２７は、プローブラッチ７６８を、オペレータによってカバー８０１から引き出されない限り、カバー８０１に対して保持する。プローブラッチ７６８の端部は、カムシャフト引き締め具７６５によってカムシャフト７６４（図２０Ａ）に取り付けられる。カムシャフト７６６は、図１９Ｆ、２０Ａに示すように担持体７７０のカムシャフト穴７７４を通過する。担持体７７０は、図１９Ｃ、２０Ａ、２５Ａに示す案内空洞７５８内へと担持体７７０と共に摺動する２つの案内具７６２によって取り囲まれる。案内空洞７５８の外側では、運動学的ボール７５６の３つの対および３つの位置合わせピン７５７が存在する。運動学的ボール７５６の３対は、３つの運動学的シリンダ９４０と接触させられる。運動学的シリンダ９４０と運動学的ボール７５６との間の結果として生じる接触により、ハードプローブ９００を反復可能に取り外し、再度位置決めできることが確実にされる。３つの運動学的シリンダ９４０は、図２２Ｅに示すように運動学的シリンダソケット９３１に嵌合する。３つの位置合わせピン７５７は、運動学的シリンダ９４０の各々が運動学的ボール７５６の対応する対に合致されることを確実にするように位置決めされる。位置合わせピン７５７は、位置合わせ穴９４１の側部に触れずに位置合わせ穴９４１（図２２Ｃ）内に緩く嵌合する。図２０Ａ、２１Ｂに示すプローブインターフェース基板７８０は、ねじ付き穴７８６によって第７軸組立体７００の前部に取り付けられる。プローブインターフェース基板７８０は、図２１Ａに示すプローブ電気インターフェース９２０内のばね仕掛けピン９２８と電気接触する電気接触パッド７８２を含む。電気信号は、プローブインターフェース基板７８０を通り、図１９Ｆ、２１Ｂに示すコネクタアダプタ７８４まで配索される。コネクタアダプタ７８４のための空間が、図２０Ａのコネクタカットアウト７５９内に設けられる。
【００７９】
担持体７７０内では、アダプタ穴７７２は、プルスタッド９３８を受け入れるようにサイズ設定されている。プローブラッチ７６８がカバー８０１から持ち上げられたとき、プルスタッド９３８は解放されて、ハードプローブ組立体９００を第７軸組立体７００から自由に離すことを可能にする。プローブラッチ７６８がカバー８０１と接触するように動かされたとき、プルスタッド９３８は、アダプタ穴７７２内の所定場所に堅固に保持される。開放（解放）および係止の場合が、図２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅに示される。図２０Ｂ、２０Ｃは、ハードプローブ組立体９００が第７軸組立体７００に対して所定場所に係止されない構成要素の位置を示す。この位置では、カムシャフト７６６は、担持体７７０を第７軸組立体７００の前部に向かって動かす。これにより、板ばね７６７が折り畳まれて、予荷重ピン７６５から力を除去する。この状態では、プルスタッド９３８は拘束されない。図２０Ｄ、２０Ｅは、ハードプローブ組立体９００が、第７軸組立体７００に対して堅固に保持された状態で、所定場所に係止される構成要素の位置を示す。この位置では、カムシャフト７６６は、担持体７７０を第７軸組立体７００の前部から離れるように動かす。これにより、板ばね７６７が拡張されて、予荷重ピン７６５をプルスタッド９３８のプルスタッド切欠部９３９に押し込む。
【００８０】
取り外し可能な第７軸カバー８００は、プッシュシュー８０２およびクラッチナット７４１がシャフト７５０のねじ付き領域７５１上に前方向に螺合されたときに所定場所に保持される。クラッチナット７４１およびプッシュシュー８０２の所定位置では、ナットカバー歯７４８によって片持ちへり部７４６にかけられた力は、へり部７４６上を飛び越えるか、または通り過ぎるのに必要な力の量を超え、それによってねじ山シャフト上のクラッチナットの引き締めを終端させる。この時点において、ナットカバー７４７が回るにつれてクリック音が聞こえるが、さらなる引き締めは得られない。プッシュシュー８０２が後退されたとき、取り外し可能な第７軸カバー８００の緩みが起こる。この緩みは、ナットカバーの回転方向を逆転させることによって可能である。片持ち式へり部７４６は、ナットカバー７４７と逆方向に係合し、このナットカバーは、片持ち式へり部７４６の下面と堅固に係合し、取り外し可能な第７軸カバー８００を緩めることを可能にする。
【００８１】
次に図２０Ｆ、２０Ｇ、２０Ｈを参照すれば、プローブ組立体９００を担持体７７０に保持するための組立体の別の実施形態が示される。案内具７６２は、空洞７５８を画定するように一緒に結合される。空洞７５８は、担持体部材７７０を受け入れるようにサイズ設定され成形される。図示する実施形態では、担持体部材７７０は、対向する円筒状表面７７０Ａの対と、対向する平面表面７７０Ｂの対とを有する。図２０Ａ〜２０Ｅを参照して本明細書に論じるように、担持体部材７７０は、カムローブ７６６Ａ、７６６Ｂを受け入れる細溝または細長い穴７７４を含む。担持体部材７７０はまた、担持体部材７７０を通って延び、予荷重ピン７６５を受け入れるようにサイズ設定された、対向する細溝７７１の対も含む。予荷重ピン７６５は、角度付けされた表面７６３および切欠部７６９を有する案内具７６２の細溝７６１内で動く。
【００８２】
担持体７７０は、さらに、プルスタッド切欠部９３９がそこから延びるアダプタ穴７７２を含む。アダプタ穴７７２は、プルスタッド９３８を受け取るようにサイズ設定されている。アダプタ穴７７２は、さらに、磁石部材７７３を受け入れるようにサイズ設定される。一実施形態では、磁石部材７７３は、止めねじ７７５によってアダプタ穴７７２内に保持される。本明細書により詳細に論じるように、磁石部材７７３は、予荷重ピン７６５が非係止位置にあるとき、プルスタッド９３８（したがってプローブ組立体９００）を所定場所に保持する。
【００８３】
図２０Ａ〜２０Ｅを参照して本明細書に論じるように、プローブラッチ７６８が非係止位置から係止位置に動かされたとき、カムシャフト７６６は担持体７７０を空洞７５８内で動かす。その結果、予荷重ピン７６５は、非係止位置（図２０Ｇ）から係止位置（図２０Ｈ）に動く。係止位置にあるとき、予荷重ピン７６５は、プルスタッド９３８と係合してプローブ組立体９００を保持することを理解されたい。図２０Ａ〜２０Ｅの実施形態とは異なり、予荷重ピン７６５を付勢するための板ばねは存在しない。この実施形態では、プローブラッチ７６８が非係止位置にあるとき、担持体部材７７０は、プローブ組立体９００（図２０Ｇ）を保持するのに十分な力でプルスタッド９３８と磁気的に係合するような位置に磁石部材７７３を置くように位置決めされる。プローブラッチ７６８が係止位置に動かされたとき、担持体部材７７０は、プローブ組立体９００から離れる方向に動き、予荷重ピン７６５をプルスタッド９３８と係合させる。
【００８４】
磁石部材７７３によるプルスタッド９３８の係合は、プローブ組立体９００が担持体７７０に取り外し可能に結合されることを可能にすることを理解されたい。これは、さらに、プローブラッチ７６８が係合されるまでプローブ組立体９００を保持することを可能にするという利点を提供し、それによってプローブ組立体が担持体７７０から偶発的に落下する、または外れるリスクを防止するか、または低減する。
【００８５】
図１８Ｂは、取り外し可能な第７軸カバー８００が第７軸組立体７００に取り付けられる方法を示す。プッシュシュー８０２は、ナット組立体７４０を回転させてクラッチナット７４１を後方に引っ張ることによって後方に引き出される。これは、取り外し可能な第７軸カバー８００を所定場所に押し出すことを可能にし、その後、クラッチナット７４１を前方向に動かす方向にナット組立体７４０を回転させることによって、プッシュシュー８０２が前方向に押し出される。
【００８６】
図１８Ｃは、ハンドル１０００が第７軸組立体７００に取り付けられる方法を示す。取り外し可能な第７軸カバー８００が第７軸組立体７００から取り外された後、ハンドル１０００の前方向把持縁１０２４（図１８Ｄ）は、第７軸組立体７００を把持するように位置合わせされる。プッシュシュー８０２は、ナット組立体７４０を回転させることによって後方向に引き出され、その結果、クラッチナット７４１は後方向に引っ張られる。ハンドル１０００およびハンドル１０００（図１８Ｄ、１８Ｅ）のハンドル−アームコネクタ１０２２は、第７軸組立体７００に押しつけられて、ハンドル−アームコネクタ１０２２をアーム−ハンドルコネクタ８３２（図１８Ｂ）によって相互係止する。プッシュシュー８０２は、クラッチナット７４１を前方向に動かす方向にナット組立体７４０を回転させることによって前方向に押し出される。本明細書では、前方向は、プローブ先端部９０４に向かう方向である。プッシュシュー８０２は、後部把持縁１０２６（図１８Ｅ）と接触して、ハンドル１０００を所定場所に係止する。図１８Ｅに示す一実施形態では、ハンドルフレーム１００２に結合されたハンドルボタン１０１０からのワイヤは、ハンドル−アームコネクタ１０２２を通り、アーム−ハンドルコネクタ８３２、図５に示す７軸アーム端電子装置２２１０まで電気信号を送る。
【００８７】
図２４Ａ、２４Ｂは、ＬＬＰ１１００の要素を示す。一実施形態では、ＬＬＰ１１００は、第７軸組立体７００と機械的および電気的接続をもたらすインターフェース１０２０を含む。一実施形態では、インターフェース１０２０は、前方向把持縁１０２４と、後部把持縁１０２６と、ハンドル−アームコネクタ１０２２とを含む。ＬＬＰ１１００を第７軸組立体７００に取り付けるために、最初に第７軸カバー８００が取り外される。ＬＬＰ１１００の前方向把持縁１０２４は、図１８Ｃに関して説明したものに類似する方法で第７軸組立体７００を把持するように位置合わせされる。プッシュシュー８０２は、ナット組立体７４０を回転させてクラッチナット７４１を後方向に引っ張ることによって後方向に（たとえば、プローブ先端部９０４が設置される場合はこれから離れるように）引き出される。ＬＬＰ１１００およびＬＬＰ１１００のハンドル−アームコネクタ１０２２は、第７軸組立体７００に押しつけられてハンドル−アームコネクタ１０２２をアーム−ハンドルコネクタ８３２によって相互係止する。プッシュシュー８０２は、クラッチナット７４１を前方向（たとえば、プローブ端先端部９０４が設置される場合はこれに向かって）動かす方向にナット組立体７４０を回転させることによって前方向に押し出される。プッシュシュー８０２は、後部把持縁１０２６と接触して、ＬＬＰ１１００を所定場所に係止する。
【００８８】
一実施形態では、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）は、基部と、対向する第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決め可能なアーム部分であって、基部に回転式に結合され、複数の連結されたアームセグメントを含み、各アームセグメントは、位置信号を生み出すための少なくとも１つの位置変換器を含む、アーム部分と、第１の端部に結合された測定装置と、少なくとも１つの位置変換器から位置信号を受け取り、測定装置の位置に対応するデータを提供する電子回路と、測定装置と第１の端部との間に配設されたプローブ端であって、第１の部分と、ナット組立体と、第１のコネクタとを有し、第１の部分は第１のねじ付き領域を有し、ナット組立体は、クラッチナットと、ナットカバーと、中間構造体とを有し、クラッチナットは、第１のねじ付き領域と係合するように配設されたクラッチナットねじ付き領域を有し、クラッチナットは、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であり、クラッチナットは、中間構造体と係合し、これと共に回転するように配設され、中間構造体は、ナットカバーによって中間構造体に第１の回転方向にかけられたトルクがトルク閾値を超える場合を除き、ナットカバーと係合し、これと共に回転するように構成される、プローブ端と、クラッチナットが第２の位置にあるときにプローブ端に結合するように配設された要素であって、ナット組立体が要素をプローブ端に結合させたとき、第１のコネクタと係合するように配置された第２のコネクタを有する、要素とを含む。
【００８９】
一実施形態では、ＡＡＣＭＭのプローブ端は、ＡＡＣＭＭの第７回転軸周りで回転し、第７回転軸周りの回転角度を決定するように動作可能な第７軸組立体である。一実施形態では、ＡＡＣＭＭの前記要素は、取り外し可能なカバー、ハンドル、および寸法測定付属品からなる群から選択される。一実施形態では、前記寸法測定付属品は、三角測量走査装置である。一実施形態では、ＡＡＣＭＭの前記要素は、軸周りに回転式に第１の端部に結合され、要素は軸周りを回転するように配設される。
【００９０】
一実施形態では、前記第１のコネクタは、第１の電気コネクタ部分を含み、前記第２のコネクタは、第２の電気コネクタ部分を含む。一実施形態では、前記中間構造体は、クラッチ屈曲部を含む。一実施形態では、前記クラッチ屈曲部は、さらに、トルク閾値を設定するように動作可能な片持ち式へり部を含む。
【００９１】
一実施形態では、前記第１の部分は、プローブ端のシャフトおよびプローブ端のハウジングからなる群から選択され、シャフトは、ハウジング内で回転するように動作可能である。一実施形態では、前記測定装置は、触覚プローブ組立体を備える。一実施形態では、ＡＡＣＭＭの前記要素もまた、測定装置である。
【００９２】
図２４Ｂに示す実施形態では、ハンドルボタン１０１０からのワイヤは、電気信号を、ハンドル−アームコネクタ１０２２を通してアーム−ハンドルコネクタ８３２、図５に示す７軸アーム端電子装置２２１０まで送る。一実施形態では、ＬＬＰ１１００のカメラ１１２０から得られた高速信号は、ハンドル−アームコネクタ１０２２およびアーム−ハンドルコネクタ８３２を通過してギガビットイーサネット（図５）を通り過ぎてバスコネクタ７１９（図５、図１９Ｆ）まで進む。一実施形態では、ＬＬＰ１１００は、投射器１１１０およびカメラ１１２０を含み、この投射器およびカメラは、基準距離だけ離れており、レーザ光線、またはレーザ光または別のタイプの光でよい光のパターンによって照明された点の３Ｄ座標を決定するために三角測量測定を実施するように動作可能である。一実施形態では、ＬＬＰ１１００は、さらに、マーカ光源１１２５を含み、このマーカ光源は、スポット内の光の投射された線と交差する光のビームを投射し、それによって測定される対象の物体を位置付けるための推奨された位置をユーザに示す。一実施形態では、ＬＬＰ１１００は、測定された３Ｄ座標を色でさらに強調するカラーカメラ１１２１を含む。カメラ１１２０および投射器１１１０は、外側シェル１１０８をさらに含むカメラ−投射器部分１１０６内に含まれる。一実施形態では、ＬＬＰ１１００は、筐体１１０２を含むハンドル１１０４上に装着される。一実施形態では、カメラ１１２０および投射器１１１０を含むＬＬＰ１１００の要素は、制御装置１０４０を含む電子装置によって支援される。一実施形態では、収集されたＬＬＰデータの処理を支援する一部の電子装置が、ハンドル１１０４内に含まれる。
【００９３】
図２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２１Ａ、２１Ｂに示すハードプローブ組立体９００の要素は、プローブスタイラス組立体９０２と、プローブ本体９１０と、プローブ電気インターフェース９２０と、係止ナット９３２と、ばね積層体９３４と、プローブキャップ９３０と、プルスタッド９３８と、運動学的シリンダ９４０とを含む。一実施形態では、プローブスタイラス組立体９０２は、プローブ本体９１０内に螺合するようにねじ切りされる。一実施形態では、プローブスタイラス組立体９０２は、球状プローブ先端部９０４を含む。一実施形態では、プローブ本体９１０は、プローブ電気インターフェース９２０を受け入れるようにサイズ設定された中空部分を含む。一実施形態では、プローブ電気インターフェース９２０は、プローブ電気インターフェース回路基板９２２と、プローブインターフェース本体９２６と、プローブインターフェース本体９２６を通過するばね仕掛けピン９２８とを含む。一実施形態では、プローブ電気インターフェース基板９２２は、プロセッサ９２３と、メモリ９２５と、接触プローブコネクタアダプタ９２４とを含む。一実施形態では、ハードプローブ組立体９００は、さらに、係止ナット９３２と、ばね積層体９３４と、プローブキャップ９３０と、プルスタッド９３８と、運動学的シリンダ９４０とを含む。係止ナット９３２およびばね積層体９３４は、プルスタッド９３８をプローブキャップ９３０に対して保持する。運動学的シリンダ９４０は、プローブキャップ９３０に固着される。
【００９４】
上記で論じたハードプローブ組立体９００は、触覚プローブの一例であり、触覚プローブは試験下の物体と物理的に接触する要素（プローブ先端部９０４など）を含むため、そのように名付けられる。ハードプローブ組立体９００以外に、別のタイプの触覚プローブは、図２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅに示す接触トリガプローブ組立体９６０である。軸組立体１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００の各々内のエンコーダからの電気信号を、基本プロセッサ電子装置２０４０によって生み出された取り込み信号と同期させて戻すハードプローブ組立体９００とは異なり、接触トリガプローブ組立体９６０は、プローブ先端部９０４が試験下の物体と軽く接触することに応答して、トリガ信号を生成する。トリガ信号は、接触トリガプローブ組立体９６０から、角度を即時に測定することによって応答するエンコーダの各々まで送られる。その後、エンコーダは、測定された値を、第１のバス２１８２（図２）を通じて戻す。接触トリガプローブは、デカルト座標測定機（ＣＭＭ）上で使用することが一般的であり、比較的長く薄いプローブスタイラスをしばしば含む。そのようなスタイラスは、物体に押しつけられたときに曲がりやすく、その結果、測定された３Ｄ値の誤差は比較的大きくなり得る。プローブ先端部が最初に物体に軽く接触したときにトリガ信号を生成することにより、スタイラスの曲がりは最小限に抑えられる。たいていの場合、ＡＡＣＭＭ１０の触覚プローブ上のスタイラスは、比較的短く薄く、その結果曲がり誤差は比較的小さい。しかし、一部の場合、スタイラスの曲がりは、ＡＡＣＭＭ測定を行うときの重要な考慮事項である。これらの場合、接触トリガプローブ組立体９６０は、有利に使用される。
【００９５】
一実施形態では、接触トリガプローブ組立体９６０は、接触トリガプローブモジュール９８６と、接触トリガプローブ本体９８４と、接触トリガプローブアダプタ９７０と、プローブ本体９６２と、プローブ電気インターフェース９２０と、係止ナット９３２と、ばね積層体９３４と、プローブキャップ９３０と、プルスタッド９３８とを含む。一実施形態では、接触トリガプローブモジュール９８６は、プローブ先端部９０４を含む。接触トリガプローブモジュールは、数多くの製造者から市販されている。一実施形態では、接触トリガプローブ本体９８４は、所望の長さを有するように選択される。接触トリガプローブ本体９８４は、接触トリガプローブアダプタ９７０に螺合するねじコネクタ装着体９８２を含む。接触トリガプローブアダプタ９７０は、トリガ信号を含む電気信号を、インターフェースワイヤ９７２を下り、プローブ電気インターフェース９２０の一部である接触プローブコネクタアダプタ９２４まで送る。接触トリガプローブアダプタ９７０およびプローブ電気インターフェース９２０は、プローブ本体９６２内に嵌合する。接触トリガプローブ組立体９６０の残りの要素は、ハードプローブ組立体９００の場合と同じであり、図２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２１Ａ、２１Ｂに関して本明細書の上記で説明している。
【００９６】
一実施形態では、短いジャンパケーブルが、触覚プローブ転送コネクタ８３６（図１９Ｇ）からコネクタカットアウト７５９内のコネクタアダプタ７８４（図２０Ａ、２１Ｂ）まで通される。このジャンパケーブルは、トリガ信号を接触トリガプローブから転送する。これはまた、特定のボタンが押されていることを示す信号を転送する。触覚プローブ転送コネクタ８３６およびアーム−ハンドルコネクタ８３２は、上側回路基板８２２の底部上のケーブル伝送コネクタ８３７に信号を送る。端部ケーブルワイヤ８３８が、一方の端部上でケーブル伝送コネクタ８３７に取り付けられ、他方の端部上でバスコネクタ８３９に取り付けられる。図１９Ｆに示すように、バスコネクタ８３９は、前部スリップリングケーブル７１８、第７軸スリップリング７１０、および後部スリップリングケーブル７１７を通りバスコネクタ７１９まで導く、そろいのバスコネクタ８３９に取り付けられる。一実施形態では、電子装置２１２０内のバスコネクタ７１９、アーム−ハンドルコネクタ８３２、および電子装置間の電気リンクは、図５に示す通りである。
【００９７】
一実施形態では、ＡＡＣＭＭ１０は、第１軸組立体１００と、第２軸組立体２００と、第３軸組立体３００と、第４軸組立体４００と、第５軸組立体５００と、第６軸組立体６００とを含むが、第７軸組立体７００は含まない６軸ＡＡＣＭＭである。６軸ＡＡＣＭＭは、ＡＡＣＭＭの主な用途が触覚プローブによって測定することである場合はいつでも有利である。通常、７軸ＡＡＣＭＭは、ＬＬＰ１１００が触覚プローブに加えて使用されるときに選択される。６軸ＡＡＣＭＭの場合、第７軸組立体７００は、末端効果器組立体１２００と置き換えられる。図２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃに示すように、末端効果器組立体１２００の外部要素は、末端効果器ヨーク１２１０と、プローブラッチ７６８と、上側末端効果器ボタン１２４１と、下側末端効果器ボタン１２５１と、上側光拡散器１２２２と、下側光拡散器１２３２とを含む。第７軸組立体７００上にも見いだされる末端効果器組立体１２００の要素は、プローブインターフェース基板７８０と、電気接触パッド７８２と、ねじ７８７と、アダプタ穴７７２と、案内具７６２と、運動学的ボール７５６とを含む。
【００９８】
末端効果器組立体１２００の要素が、図２５Ｄに分解図で示される。末端効果器組立体１２００は、末端効果器ヨーク１２１０と、末端効果器フレーム１２１２とを含む。末端効果器組立体１２００は、さらに、案内空洞７５８、担持体７７０、案内具７６２、プローブラッチ７６８、第１のラッチ磁石１２２６、第２のラッチ磁石１２２７、カムシャフト７６４、カムシャフト引き締め具７６５、プローブインターフェース基板７８０、およびねじ７８７を含む、触覚プローブを締め付け、解放するために使用される要素を含む。これらの構成要素は、第７軸組立体７００に関して本明細書の上記で説明したような方法で機能する。上側ボタン基板１２４２および下側ボタン基板１２４４は、末端効果器フレーム１２１２に取り付けられる。一実施形態では、ボタンばね１２５６、成形されたボタン指部１２５４、および成形されたボタンシェル１２５２が、上側ボタン基板１２４２および下側ボタン基板１２４４に取り付けられる。上側末端効果器カバー１２２０が、上側カバーねじ１２２４を用いて末端効果器フレーム１２１２に取り付けられる。下側末端効果器カバー１２３０が、下側カバーねじ１２３４を用いて末端効果器フレーム１２１２に取り付けられる。一実施形態では、上側光拡散器１２２２は、上側末端効果器カバー１２２０に取り付けられ、下側光拡散器１２３２は、下側末端効果器カバー１２３０に取り付けられる。カバーリング７５４は、末端効果器組立体１２００の正面に仕上げカバーを提供する。６軸アーム端基板１２６０は、末端効果器組立体１２００が遭遇する衝撃に関する情報を提供する３軸加速度計を含む。一実施形態では、衝撃に関するこの情報は、ＡＡＣＭＭ１０が遭遇する問題を診断するのを助けるために保守作業者によって使用される。
【００９９】
一実施形態では、可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）は、基部と、対向する第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決め可能なアーム部分であって、基部に回転式に結合され、複数の連結されたアームセグメントを含み、各アームセグメントは、位置信号を生み出すための少なくとも１つの位置変換器を含む、アーム部分と、第１の端部に結合された測定装置と、第１の端部に結合された加速度監視回路であって、第１の加速度計を含む、加速度監視回路と、少なくとも１つの位置変換器から位置信号を受け取り、測定装置の位置に対応するデータを提供する電子回路と、測定装置の位置に対応する提供されたデータに少なくとも部分的に基づいて、測定装置によって測定された点の３次元（３Ｄ）座標を決定するように動作可能なプロセッサであって、第１の端部の加速度の最大レベルを決定するようにさらに動作可能である、プロセッサとを含む。
【０１００】
一実施形態では、ＡＡＣＭＭ内の加速度監視回路は、さらに、第１の加速度計とは異なる最大加速度に応答するように動作可能な第２の加速度計を含む。
【０１０１】
図２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃは、プローブ先端部９０４と、プローブ本体２３０４と、再帰反射器２３０９とを含む反射器プローブ２３００を示す。一実施形態では、反射器プローブ２３００は、さらに、プローブアダプタ９２９と、プルスタッド９３８と、ばね仕掛けピン９２８と、ハードプローブ組立体９００および接触トリガプローブ組立体９６０上に見いだされる位置合わせ穴９４１とを含む。図２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃは、プローブ先端部９０４と、プローブ本体の上部分２３０５に装着された第１の再帰反射器２３５４と、プローブ本体の側部分２３０６に装着された第２の再帰反射器２３５６とを有する二重反射器プローブ２３５０を示す。一実施形態では、再帰反射器２３０９、２３５４、および２３５６は、相互に垂直である３つの鏡面を有するキューブコーナ再帰反射器である。
【０１０２】
図２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２９Ａ、２９Ｂは、プローブアダプタ９２９と、プローブ本体２３０４と、プルスタッド９３８と、ＳＭＲ３３９５とを含む、球状に装着された再帰反射器（ＳＭＲ）プローブ２４００のそれぞれ等角図、正面図、等角分解図、正面図および断面図である。一実施形態では、プローブ本体２３０４は、プローブ基部２３０７と、プローブ延長部２３０８と、磁石２４５４と、３つの接触点２４５２をさらに含む運動学的ネスト（ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  ｎｅｓｔ）２４５０とを含む。一実施形態では、ＳＭＲ３３９５は、キューブコーナ再帰反射器２４０１が埋め込まれた部分的球体２４０３を含む。一実施形態では、キューブコーナ再帰反射器は、部分的球体２４０３の球状中心に位置付けられた頂点２４０２（交差の共通点）を有する３つの相互に垂直な反射体（鏡）を含む。一実施形態では、ＳＭＲ３３９５は、さらに、ＳＭＲカラー２３０５を含む。
【０１０３】
図３０Ａは、プローブアダプタ９２９に結合された本体９０９と、運動学的シート９１０と、プローブ先端部９０４とを含む、触覚反射器プローブ組立体３０００の正面図である。一実施形態では、運動学的シート９１０は、３つの運動学的接点９１４と、運動学的接点９１４と接触させてＳＭＲ３３９５（図２９Ｂ、３０Ｂ）の部分的球体２４０３を保持する磁石９１２とを含む。ＳＭＲ３３９５は、さらに、運動学的シート９１０のねじ山９１６内に螺合する保持器リング９３０（図３０Ｃ）によって運動学的シートから落下することが防止され得る。ＳＭＲ３３９５を触覚反射器プローブ組立体３０００の外側で使用するために取り外すことができ、運動学的接点９１４上に反復可能にかつ確実に戻すことができる。図３０Ｄは、運動学的シート９１０上に置かれ、磁石９１２によって所定場所に保持されたＳＭＲ３３９５を示す。図３０Ｅは、保持器リング９３０が、ＳＭＲ３３９５上の運動学的シートに取り付けられていることを示す。
【０１０４】
ＡＡＣＭＭ１０に結合された再帰反射器は、図３３に示すレーザトラッカ３３００などの３Ｄ座標測定装置によって測定され得る。一実施形態では、レーザトラッカ３３００は、トラッカ出口開口３３７４から出た光３３９０のビームを、一実施形態では図３３に示すような再帰反射器ＳＭＲ３３９５である再帰反射器３３９５に向かって送る。別の実施形態では、レーザトラッカ３３００は、光３３９０のビームを、ＡＡＣＭＭ１０に結合された再帰反射器に送る。ＡＡＣＭＭ１０に結合された再帰反射器の例は、反射器プローブ２３００内の再帰反射器２３０９および二重反射器プローブ２３５０内の再帰反射器２３５４、２３５６を含む。本明細書に使用する用語レーザトラッカは、光のビームを発し、応答して３Ｄ座標を測定する任意の３Ｄ測定装置を指すことを理解されたい。光のビームは、任意のタイプの光でよく、レーザ光だけではなく、発光ダイオード、スーパールミネッセント（ｓｕｐｅｒｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）ダイオード、または任意のタイプの非干渉性、干渉性、または部分的に干渉性の光源からの光であってもよい。ＳＭＲは、出て行く光３３９０のものとは反対の方向に光３３９２を戻す。トラッカ３３００に戻り、出口開口３３７４を通過する光３３９２の第１の部分は、レーザトラッカ３３００からＳＭＲ３３９５までの距離を決定する絶対距離計に進行する。戻り光３３９２の第２の部分は、トラッカ３３００の内側の戻り光３３９２の位置を記録する位置検出器に進行する。トラッカ内の制御システムは、位置検出器からの位置情報を使用して、出て行く光３３９０をＳＭＲ３３９５の中心に向ける。ＳＭＲ３３９５が動かされるにつれて、出て行く光３３９０をＳＭＲ３３９５の中心に向けて保つことによって、出て行く光３３９０はＳＭＲ３３９５を追跡する。ＳＭＲ部分的球体２４０３の表面は、ＳＭＲ３３９５の中心およびキューブコーナ再帰反射器２４０１の頂点２４０２から常に一定の距離にあるため、測定されている物体の表面は、ＳＭＲが物体の表面にわたって動かされるときにＳＭＲ３３９５の３Ｄ座標を測定することによって決定され得る。
【０１０５】
一実施形態では、物体上の隠された点を測定するよう望まれることがあり、この隠された点は、光３３９０の出て行くビームが、その隠された点に位置決めされたＳＭＲ３３９５に到達することを遮られる点である。別の実施形態では、ＳＭＲ３３００の直径が大きすぎて所望の高い解像度を提供できない比較的小さい特徴を測定するよう望まれることがある。これらの状況のいずれにおいても、隠された点を測定するか、またはＳＭＲ３３９５で可能なものより高い解像度で測定することが望まれるとき、有利には、ＡＡＣＭＭ１０は、レーザトラッカ３３００と組み合わせて使用され得る。レーザトラッカ３３００およびＡＡＣＭＭ１０の組み合わせを使用して３Ｄ座標を測定するために、レーザトラッカ３３００およびＡＡＣＭＭ１０によって行われる３Ｄ測定値をレーザトラッカ３３００の基準枠などの共通の基準枠内で得る必要がある。
【０１０６】
図３４Ａは、レーザトラッカ３３００およびＡＡＣＭＭ１０によって行われた３Ｄ測定値を共通の基準枠に変換するために必要とされる情報を得るための方法を示す。一実施形態では、レーザトラッカ３３００およびＡＡＣＭＭ１０の各々は、少なくとも３つの位置、すなわち第１の位置３４０４Ａ、第２の位置３４０４Ｂ、および第３の位置３４０４Ｃの各々において共働的プローブ３４０２の再帰反射器３４０３の３Ｄ座標を決定する。レーザトラッカ３３００は、トラッカから再帰反射器までの距離および２つの角度を測定することによって、再帰反射器３４０３の３Ｄ座標を直接的に決定し、これは本明細書の上記で説明している。ＡＡＣＭＭ１０は、角度エンコーダの各々によって測定された角度に少なくとも部分的に基づいて、また、ＡＡＣＭＭ１０の要素の中に幾何学的関係を与える運動パラメータによって、再帰反射器３４０３の３Ｄ座標を決定する。そのような幾何学的関係は、第１のセグメント２９５の長さなどのアーム部構成要素の長さと、エンコーダのゼロ角度と、ＡＡＣＭＭ１０の最後の軸上の再帰反射器の位置とを含む。一実施形態では、図３４Ａにしたがって実施される測定手順を使用して、プローブ先端部９０４の３Ｄ点をレーザトラッカ３３００の基準枠に、またはレーザトラッカ３３００およびＡＡＣＭＭ１０に共通の別の基準枠に変換する変換行列を得る。
【０１０７】
この手法の利点は、これが、図３４Ｃに示すようにレーザトラッカ３３００から隠された特徴の３Ｄ座標を決定する能力を提供することである。トラッカ３３００は、ＳＭＲ３３９５を用いて壁３４１４の一方側の点３４１１を測定することができるが、壁３４１４は、パネル３４１２上の点をトラッカの視界から覆い隠す。図３４Ａに示し、本明細書の上記で説明した手順を実施することにより、ＡＡＣＭＭ１０によってとられた３Ｄ測定値を、変換行列を使用してレーザトラッカ３３００の基準枠にもっていくことができる。これにより、ＡＡＣＭＭ１０がプローブ先端部９０４を用いて隠された点３４１０を測定することを可能にする。そうでなければ、この隠された点にレーザトラッカ３３００は近づけない。
【０１０８】
この方法の別の利点は、ＳＭＲ３３９５で測定するには繊細すぎるか、または小さすぎる詳細を有する特徴を測定する能力である。比較的繊細な特徴を有する物体の一例が、図３４Ｄに示される。縁およびコーナ内の繊細な詳細３４２１は、ＳＭＲ３３９５と比べて比較的小さい直径を有するプローブ先端部９０４を用いて測定されてよく、または、レーザ線プローブ１１００によって繊細な詳細３４２１を測定することができる。さらに、ＳＭＲを使用して表面３４２２を測定することができる。図３４Ａを参照して説明する方法は、ＡＡＣＭＭ１０の測定値をレーザトラッカ３３００の基準枠にもっていくことができる。
【０１０９】
一部の実施形態では、オペレータは、測定を行う間、ＳＭＲ３３９５を関節アーム近くに保つことを望むことがある。図３４Ｅに示すように、レーザトラッカ３３００とＡＡＣＭＭ１０との間に共通の基準枠を確立する方法は、レーザトラッカによってＳＭＲ３３９５の測定を実施するときに、ＳＭＲプローブ２４００を使用してＳＭＲを第１の位置３４０４Ａ、第２の位置３４０４Ｂ、および３４０４Ｃを含む少なくとも３つの位置に保持することであり、これは図３４Ａに関して本明細書の上記で説明している。この場合、ＳＭＲプローブ２４００をその後取り外し、ハードプローブ組立体９００などの異なるプローブに置き換えて、プローブ先端部９０４によって測定値を得ることができる。別の実施形態では、ＳＭＲプローブ２４００は、適所に残され、ハンドル１１０４はレーザ線プローブ１１００に置き換えられる。別の実施形態では、ＳＭＲプローブ２４００は、触覚反射器プローブ組立体３０００に置き換えられる。この方法では、ＳＭＲ３３９５は、プローブ組立体３０００に保たれるが、プローブ先端部９０４は、３Ｄ測定を行うために利用できる組立体の一部分のままである。
【０１１０】
一実施形態では、反射器プローブ２３００などの反射器プローブ、二重反射器プローブ２３５０、ＳＭＲプローブ２４００（図２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２９Ａ、２９Ｂ）または触覚反射器プローブ組立体３０００（図３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ）をレーザトラッカ３３００または他の３Ｄ測定装置と組み合わせて使用し、単一の場所内に固定されたＡＡＣＭＭ１０の及ぶ範囲を超えて延びる比較的大きい領域にわたって測定を行う。一実施形態では、ＡＡＣＭＭ基部２０は、第２の姿勢に動かされて、ＡＡＣＭＭ１０が隠された点および繊細な特徴を大きい領域にわたって測定することを可能にする。基部２０の第２の姿勢にあるＡＡＣＭＭ１０によって測定された点を動かすための手順は、図３４Ｂに示され、ＡＡＣＭＭ１０の基部がここでは第２の姿勢に位置付けられること以外、図３４Ａの手順と同じである。
【０１１１】
ＡＡＣＭＭ１０の他の要素に関連してプローブ先端部９０４を位置付けるための補正パラメータを決定するために、プローブ先端部を運動学的シート３１０２（図３１（Ａ））と接触するように置き、運動学的シート３１０２内で対応するプローブ回転軸３１０４の周りを多様なプローブ回転方向３１０６にわたって回転させる補正手順が、実施される。一実施形態では、本明細書の上記で説明したものなどの任意のタイプのプローブに相当するプローブ２３５１は、図３１（Ａ）、３１（Ｂ）に示すように第７軸組立体に取り付けられる。別の実施形態では、プローブ２３５１は、図３１（Ｃ）、３１（Ｄ）に示すように末端効果器組立体１２００に取り付けられる。一実施形態では、運動学的シート３１０２内のプローブ先端部９０４を回転させる方法は、レーザトラッカ３３００を用いて再帰反射器３４０３の位置を測定することによってさらに拡張される。再帰反射器３４０３は、プローブ組立体内に一体化された任意の再帰反射器、たとえば再帰反射器２３０４、２３５４、２３５６、または３３９５に相当する。一実施形態では、レーザトラッカ３３００によってプローブ回転方向３１０６の範囲にわたって測定された再帰反射器３４０３の３Ｄ座標を使用し、プローブ先端部９０４に関連する再帰反射器３４０３の位置を決定する。一実施形態では、この同じ方法は、図３１（Ａ）の第７軸組立体７００および図３１（Ｃ）の末端効果器組立体１２００で使用される。
【０１１２】
第７軸組立体７００に取り付けられたプローブ本体２３０４を補正するための別の方法が、図３２Ａ、３２Ｂに示される。末端効果器組立体１２００に取り付けられたプローブ本体２３０４を補正するための別の方法は、図３２Ｃ、３２Ｄに示される。各々の場合、プローブ本体２３０４の運動学的ネスト２４５０は、基準球体３２０１と接触させられる。プローブ本体は、プローブ回転軸３１０４の周りを多様なプローブ回転方向３１０６に回転される。測定された値を使用して、プローブ本体２３０４の運動学的ネスト２４５０に取り付けられたＳＭＲ２２９５の補正パラメータを決定する。
【０１１３】
図３４Ｆは、レーザトラッカ３３００およびＡＡＣＭＭ１０が物体３４４０の３Ｄ座標を測定するように共働する実施形態を示す。一実施形態では、レーザトラッカ３３００およびＡＡＣＭＭ１０を同じ基準枠内に到達させるために、図３４Ｅの手順がたどられる。一実施形態では、ＡＡＣＭＭ１０は、さらに、色、パターン、質感、およびテキストなどの視覚的要素３４４２を部分的に取り込むというその機能により拡張現実感（ＡＲ）カメラ３４４４と称されるカメラを含む。一実施形態では、ＡＲカメラ３４４４は、レンズおよび感光性アレイを含むカラーカメラである。一実施形態では、ＡＲカメラ３４４４は、図３４Ｄに示すように、ＬＬＰ１１００内に直接的に一体化されてよい。
【０１１４】
一実施形態では、ＡＲカメラ３４４４によって得られた視覚的画像データは、レーザトラッカ３３００またはＡＡＣＭＭ１０によって得られ、共通の基準枠内に画定された３Ｄ座標に合体される。ＡＲカメラ３４４４の姿勢は、知られており、故にＳＭＲ３３９５およびレーザトラッカ３３００によって測定された３Ｄ座標またはＡＡＣＭＭ１０によって測定された３Ｄ座標上に重ねることができる。図３４Ｆでは、プローブは、ＳＭＲプローブ２４００であり、プローブ２３００、２３５０、または３０００の１つなどのプローブの別のタイプを使用することができ、それによってプローブの触覚プローブ９０４を使用することを可能にする。一実施形態では、ＬＬＰ１１００を使用して３Ｄ座標を測定する。これらの場合すべてにおいて、プローブ９０４またはＳＭＲ３３９５によって測定された３Ｄ座標を、ＡＲカメラ３４４４によって取得された色画像と合体させることができる。この実施形態は、ＡＲカメラ３４４４をＡＡＣＭＭ１０に付加することにより、そうでない場合より完璧な物体３４４０の視覚的表現を可能にする。融合された２Ｄおよび３Ｄ画像は、色付けされた３Ｄ画像と称され得る。
【０１１５】
一部の場合、ＳＭＲ３３９５、プローブ先端部９０４、またはＬＬＰ１１００によって測定された特徴３４４６をＡＲカメラ３４４４の画像内に直接観察し、自然な特徴登録要素として使用し、ＡＲカメラの２Ｄ画像を物体３４００上の測定された３Ｄ点に合体させることに使用することができる。さらに、プロセッサを使用して２Ｄ画像からの基点を特定することができ、これらは、さらに、測定された３Ｄ座標に結び付けられ得る。基点という用語は、通常、画像内で特定され、画像を一緒に連結するか、または登録するために使用することができる点を指すために使用される。通常は画像処理または特徴検出と称される方法を使用して、基点を決定するために使用することができるしっかりと整備された技術が集積されている。基点を見いだすために一般的なカテゴリによって共通して使用されるものは、関心点検出と称され、検出された点は関心点と称される。通常の定義により、関心点は、数学的に良好に基礎付けされた定義、空間内の良好に定義された位置、局所（ローカル）情報内容において豊富である関心点周りの画像構造、および経時的に比較的安定している照明レベルの変動を有する。関心点の特定の例は、コーナ点であり、これは、たとえば、３つの平面の交差部に対応する点になり得る。使用されてよい信号処理の別の例は、スケール不変特徴変換（ｓｃａｌｅ  ｉｎｖａｒｉａｎｔ  ｆｅａｔｕｒｅ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）（ＳＩＦＴ）であり、これは、当技術分野において周知であり、Ｌｏｗｅの米国特許第６、７１１、２９３号に説明されている方法である。基点を見いだすための他の一般的な特徴検出方法は、縁検出、塊検出（ｂｌｏｂ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）、および畝部検出を含む。
【０１１６】
一実施形態では、追加の図形要素が、合体した２Ｄ／３Ｄの色付けされた画像に貼り付けられてよい。そのような図形要素は、ＣＡＤモデル、テキスト、図、または任意の他のタイプの図形添付の要素であってよい。
【０１１７】
一実施形態では、プローブは、関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）と結合するように動作可能なアダプタであって、ＡＡＣＭＭは、基部と、対向する第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決め可能なアーム部分であって、基部に回転式に結合され、複数の連結されたアームセグメントを含み、各アームセグメントは、位置信号を生み出すための少なくとも１つの位置変換器を含む、アーム部分と、少なくとも１つの位置変換器から位置信号を受け取り、プローブの位置に対応するデータを提供する電子回路とを含む、アダプタと、アダプタに結合されたプローブ本体と、プローブ本体内に配設されたプローブ電気インターフェースと、プローブ先端部を有するプローブスタイラス組立体であって、プローブスタイラスは、アダプタの反対側のプローブ本体に結合される、プローブスタイラス組立体と、プローブ本体に結合された第１の再帰反射器とを含む。
【０１１８】
一実施形態では、プローブ内の前記第１の再帰反射器は、プローブ本体の上部分に結合される。一実施形態では、プローブ内の前記第１の再帰反射器は、プローブ本体の側部分に結合される。一実施形態では、プローブは、さらに、プローブ本体に結合された第２の再帰反射器を含む。一実施形態では、プローブの前記第１の再帰反射器は、プローブ本体の上部分に結合され、前記第２の再帰反射器は、プローブ本体の側部分に結合される。一実施形態では、プローブの前記プローブ電気インターフェースは、ＡＡＣＭＭに取り付けられたときプローブ用の数値的補正パラメータを記憶する第１のメモリを含む。
【０１１９】
一実施形態では、プローブは、関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）と結合するように動作可能なアダプタであって、ＡＡＣＭＭは、基部と、対向する第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決め可能なアーム部分であって、基部に回転式に結合され、複数の連結されたアームセグメントを含み、各アームセグメントは、位置信号を生み出すための少なくとも１つの位置変換器を含む、アーム部分と、少なくとも１つの位置変換器から位置信号を受け取り、プローブの位置に対応するデータを提供する電子回路とを含む、アダプタと、アダプタに結合されたプローブ本体と、プローブ本体内に配設されたプローブ電気インターフェースと、部分的球状部分を有するプローブ本体に取り外し可能に結合された、第１の球状に装着された再帰反射器（ＳＭＲ）であって、部分的球状部分内の中央に揃えられた頂点を有するキューブコーナ再帰反射器を有する、第１の球状に装着された再帰反射器とを含む。
【０１２０】
一実施形態では、プローブは、さらに、プローブ本体に結合され、第１のＳＭＲを運動学的ネスト上の中央に反復可能に揃えるように動作可能な運動学的ネストと、運動学的ネストに結合され、第１のＳＭＲを運動学的ネストに対して保持するように動作可能な磁石とを含む。
【０１２１】
一実施形態では、前記プローブは、さらに、プローブ先端部を有するプローブスタイラス組立体を含む。一実施形態では、プローブは、さらに、ＳＭＲと選択的に係合するように動作可能な拘束要素を含み、ＳＭＲは、拘束要素が係合されたときにプローブ本体に結合される。一実施形態では、前記運動学的ネストおよび前記磁石は、プローブ本体の凹部内に少なくとも部分的に嵌め込まれる（ｒｅｃｅｓｓｅｄ）。一実施形態では、前記拘束要素は、凹部内のねじ山と係合するようにサイズ設定されたねじ山を有するねじ付きリングであり、ねじ付きリングは、これが凹部内のねじ山と係合したとき、ＳＭＲが凹部から取り外されることを防止するようにサイズ設定される。一実施形態では、前記プローブ電気インターフェースは、プローブに取り付けられたとき、取り外し可能なＳＭＲ特有の数値的補正パラメータを記憶する第１のメモリを含む。
【０１２２】
一実施形態では、３次元（３Ｄ）座標を測定するための方法であって、光の第１のビームを再帰反射器上に向け、再帰反射器によって反射されトラッカによって受け入れられた光の第１のビームの少なくとも一部分に基づいて、再帰反射器の３Ｄ座標を決定するように動作可能なトラッカを提供することと、関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）を提供することであって、関節アーム座標測定機は、基部と、対向する第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決め可能なアーム部分であって、基部に回転式に結合され、複数の連結されたアームセグメントを含み、各アームセグメントは、位置信号を生み出すための少なくとも１つの位置変換器を含む、アーム部分と、第１の端部に結合された測定装置と、少なくとも１つの位置変換器の各々から位置信号を受け取り、測定装置の位置に対応するデータを提供する電子回路とを備え、ＡＡＣＭＭは、さらに、部分的球体内の中央に揃えられた頂点を有するキューブコーナ再帰反射器を含む第１の球状に装着された再帰反射器（ＳＭＲ）を支持するネストを含む、関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）を提供することと、プロセッサを提供することと、第１の場合：第１のＳＭＲをネスト内に置き、アーム部分が第１のＳＭＲを少なくとも３つの位置に置くように動かされたとき、第１のＳＭＲの第１の３Ｄ基準座標をトラッカによって測定することと、第１のＳＭＲをネストから取り外し、第１のＳＭＲが第１の点と接触させられたとき、第１のＳＭＲの第１の３Ｄ座標をトラッカによって測定することと、第２の点の第２の３Ｄ座標をＡＡＣＭＭの測定装置によって測定することと、測定された第１の３Ｄ座標および測定された第２の３Ｄ座標を、測定された第１の３Ｄ基準座標に少なくとも部分的に基づいてトラッカ基準枠にプロセッサによって変換することと、第２の場合：ＡＡＣＭＭを第１の場合の位置とは異なる位置に動かすことと、第１のＳＭＲをネスト内に置き、アーム部分が第１のＳＭＲを少なくとも３つの位置に置くように動かされたとき、第１のＳＭＲの第２の３Ｄ基準座標をトラッカによって測定することと、第１のＳＭＲをネストから取り外し、第１のＳＭＲが第３の点と接触させられたとき、第１のＳＭＲの第３の３Ｄ座標をトラッカによって測定することと、第４の点の第４の３Ｄ座標をＡＡＣＭＭの測定装置によって測定することと、測定された第３の３Ｄ座標および測定された第４の３Ｄ座標を、測定された第２の３Ｄ基準座標に少なくとも部分的に基づいてトラッカ基準枠にプロセッサによって変換することと、トラッカの基準枠の第１の３Ｄ座標、第２の３Ｄ座標、第３の３Ｄ座標、および第４の３Ｄ座標を記憶することとを含む。
【０１２３】
一実施形態では、前記測定装置は触覚プローブである。一実施形態では、前記触覚プローブを使用して、トラッカから第１のＳＭＲの頂点までのレーザビームの見通し線の外側の点を測定する。一実施形態では、前記触覚プローブを使用して、第１のＳＭＲによって接触できない点を測定する。一実施形態では、前記触覚プローブの数値的補正パラメータは、触覚プローブに結合されたプローブ電気インターフェース内のメモリ内に記憶される。
【０１２４】
一実施形態では、前記測定装置は、三角測量走査装置である。一実施形態では、前記三角測量走査装置は、レーザ線プローブである。一実施形態では、前記三角測量走査装置は、第１の場合、第１の集合点を測定し、第２の場合、第２の集合点を測定し、第１の集合点および第２の集合点の各々は、少なくとも３つの点を含む。一実施形態では、前記第１のＳＭＲは、第１のプローブ組立体上に装着され、前記触覚プローブは、第２のプローブ組立体上に装着され、第１のプローブ組立体および第２のプローブ組立体は、第１の端部上で交換可能である。
【０１２５】
一実施形態では、第１のプローブ組立体の第１の数値的補正パラメータは、第１のプローブ組立体に結合された第１のプローブ電気インターフェース内の第１のメモリ内に記憶され、第２のプローブ組立体の第２の数値的補正パラメータは、第２のプローブ組立体に結合された第２のプローブ電気インターフェース内の第２のメモリ内に記憶される。一実施形態では、前記第１のＳＭＲは、ネストおよび触覚プローブの両方を含むプローブ組立体のネスト上に装着される。一実施形態では、触覚プローブの第１の数値的補正パラメータおよびネスト上に着座する第１のＳＭＲの第２の数値的補正パラメータは、プローブ組立体に結合されたプローブ電気インターフェース内のメモリ内に記憶される。一実施形態では、前記第１のＳＭＲは、基部と第１の端部との間の連結されたアームセグメント上に取り外し可能に装着される。
【０１２６】
一実施形態では、色付けされた３次元（３Ｄ）画像を得るための方法は、関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）を提供することであって、関節アーム座標測定機は、基部と、対向する第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決め可能なアーム部分であって、基部に回転式に結合され、複数の連結されたアームセグメントを含み、各アームセグメントは、位置信号を生み出すための少なくとも１つの位置変換器を含む、アーム部分と、第１の端部に結合された測定装置と、第１の端部に結合されたカラーカメラと、第１の端部に結合された再帰反射器と、少なくとも１つの位置変換器から位置信号を受け取り、測定装置、カラーカメラ、および再帰反射器の位置に対応するデータを提供する電子回路とを備え、さらに再帰反射器およびカラーカメラに結合される、関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）を提供することと、トラッカを提供することであって、トラッカは、光の第１のビームを再帰反射器上に向け、再帰反射器によって反射されトラッカによって受け入れられた光の第１のビームの少なくとも一部分に基づいて、再帰反射器の３Ｄ座標を決定するように動作可能であるトラッカを提供することと、１つまたは複数のプロセッサを提供することと、第１の場合：アーム部分が、再帰反射器を少なくとも３つの位置内に置くように動かされたとき、再帰反射器の第１の３Ｄ基準座標をトラッカによって測定することと、測定された第１の３Ｄ基準座標上に少なくとも部分的に基づいて、トラッカ基準枠内のＡＡＣＭＭの第１の姿勢をプロセッサによって決定することと、第１の２次元（２Ｄ）色画像をカラーカメラによって取り込むことと、ＡＡＣＭＭの第１の姿勢および第１の色画像に少なくとも部分的に基づいて、トラッカ基準枠内の第１の色付された３Ｄ画像をプロセッサによって決定することと、第１の色付けされた３Ｄ画像を記憶することとを含む。
【０１２７】
一実施形態では、前記方法は、さらに、物体の３Ｄデジタル表現を提供することと、プロセッサによって第１の色付けされた３Ｄ画像を３Ｄ表現上に重ねて第１の色付けされた３Ｄ表現を得ることを含む。一実施形態では、方法は、さらに、物体上の第１の点の３Ｄ座標をＡＡＣＭＭまたはトラッカによって測定することと、測定された３Ｄ座標に少なくとも部分的に基づいて、３Ｄ表現をトラッカ基準枠内に置くことと、第１の点の測定された３Ｄ座標を第１の色付けされた３Ｄ表現上にプロセッサによって重ねることとを含む。
【０１２８】
一実施形態では、方法は、さらに、第１の色付けされた３Ｄ表現の第１の特徴を物体の３Ｄ表現の対応する第１の特徴に合致させることと、対応する合致された第１の特徴に少なくとも部分的に基づいて、３Ｄ表現をトラッカ基準枠内に置くこととを含む。一実施形態では、方法は、さらに、ＡＡＣＭＭが第１の姿勢にある状態で、第２の２Ｄ色画像をカラーカメラによって取り込むことと、第２の２Ｄ色画像にさらに基づいて、トラッカ基準枠内の第２の色付けされた３Ｄ画像をプロセッサによって決定することとを含む。一実施形態では、方法は、さらに、第１の色付けされた３Ｄ画像および第２の色付けされた３Ｄ画像を組み合わせることによって、第１の複合の色付けされた３Ｄ画像をプロセッサによって決定することを含む。
【０１２９】
一実施形態では、方法は、さらに、ＡＡＣＭＭがトラッカ基準枠内で第１の姿勢を有する状態で、第１の突き止められる（ｐｒｏｂｅｄ）３Ｄ座標を測定装置によって測定することと、プロセッサによって、第１の複合３Ｄ色画像をトラッカ基準枠内の第１の突き止められる３Ｄ画像と組み合わせることとを含む。一実施形態では、方法は、さらに、物体上の第１の特徴の３Ｄ座標をＡＡＣＭＭまたはトラッカによって測定することと、トラッカ基準枠内の第１の特徴の３Ｄ座標をプロセッサによって決定することと、測定された第１の特徴を第１の色付けされた３Ｄ画像の第１の要素に合致させることと、トラッカ基準枠内の第１の特徴の３Ｄ座標、および測定された第１の特徴と第１の色付けされた３Ｄ画像の第１の要素との合致に少なくとも部分的に基づいて、第１の色付けされた３Ｄ画像をトラッカ基準枠内に置くこととを含む。
【０１３０】
一実施形態では、方法における測定装置は、基準距離によって分離されたパターン投射器および三角測量カメラを有する三角測量走査装置であり、この三角測量走査装置は、パターン投射器によって投影されたパターンおよび三角測量カメラによって得られた対応する画像に少なくとも部分的に基づいて３Ｄ座標を決定するように動作可能である。一実施形態では、方法における三角測量走査装置は、さらに、カラーカメラを含む。
【０１３１】
機械加工されたねじりばねに見られる効果は、ねじりばねをねじってばね内に張力を作り出すことは、ばねを拘束する要素にかかるばねの外方向の力を伴うことである。機械加工されたねじりばねに見られる別の効果は、これらが、たとえばねじりばねの上部と比べねじりばねの底部においてより大きな量で拡張することによってねじられるとき、非対称に拡張する傾向があることである。これらの２つの効果、すなわちねじりばねの長さに沿った全体的拡張ならびに非対称の拡張の結果、第１のセグメント２９５の回転中、第２軸組立体の要素上に望ましくない力をかける傾向がある。これらの効果を最小限に抑える方法は、ワイヤを平坦にし、次いで平坦にされたワイヤをばね形状に巻くことによってねじりばねを作り出すことである。その結果生じたばねは、巻線ねじりばねと称される。このプロセスの結果として、巻線ねじりばね３６２０は、図３６に示すように、先細断面３６２２と、丸められた縁部３６２４とを有する。機械加工されたねじりばねは、平行な側部および鋭敏な縁を備えた矩形断面３６１０を有する。故に、先細の側部および丸められた縁を有するねじりばねは、ばね張力を作り出すためにねじられたとき、望ましくない力をそれほど発しないと予想することができる。
【０１３２】
図３５は、ピン止め式アダプタ３５１０およびねじ付きアダプタ３５２０と組み合わせて使用される巻線ねじりばね３５００の分解等角図である。一実施形態では、巻線ねじりばね３５００は、ＡＡＣＭＭ１０の基部２０に対して固定された、固定された端部３５３０を有する。巻線ねじりばね３５００はまた、第１のセグメント２９５と共に動く可動端部３５３２も有する。ばねの固定された端部３５３０は、止めねじ３５１７および２つの位置合わせ用ピン３５１８を使用してピン止め式アダプタ３５１０に取り付けられる。ばねの可動端部３５３２は、止めねじ３５１７および２つの位置合わせ用ピン３５１８を使用して、ねじ付きアダプタ３５２０に取り付けられる。
【０１３３】
図３７Ａは、ねじ付きアダプタ３５２０の側面図を示し、図３７Ｂは、平滑穴３５２３およびねじ付きアダプタ３５２０のねじ付き穴３５２２を貫く横断面図を示す。図３７Ｂの断面図は、位置合わせ用ピン３５２８および止めねじがばねの可動端部３５３２を所定場所に堅固に保持する様子を示す。図３５で分かるように、ばねの固定された端部３５３０は、所定場所にピン止めされたときにアダプタ空隙３５１４内に位置決めされる。ばねの可動端部３５３２は、所定場所にピン止めされたときにアダプタ空隙３５２４内に位置決めされる。
【０１３４】
図３８は、第２軸カートリッジ３８００内の要素の分解横断面図を示す。本明細書の上記で論じた実施形態のように、カートリッジ要素は、左側第２軸軸受２２２および右側第２軸軸受２１８による回転のために支持された第２軸シャフト２１４を含む。左側第２軸受２２２は、第２軸ハウジング２１２に直接的に結合される。右側第２軸軸受２１８は、第２軸ハウジング２１２に直接的に結合されたカートリッジ内側板２１６に結合される。本明細書の上記で説明したように、波形座金２１７は、右側第２軸軸受２１８の内輪ではなく外輪に力をかける。係止ナット２２０は、右側第２軸軸受２１８の内輪を所定場所に保持する。エンコーダディスク２２６は、第２軸ディスク装着体２２４に取り付けられ、第２軸シャフト２１４と共に回転する。読み取りヘッド付きエンコーダ基板２２８は、第２軸シャフト２１４と共に回転しない第２軸ハウジング２１２に取り付けられる。一実施形態では、ねじ付きアダプタ３５２０は、４つのねじ付き穴３５２６を含む。これらのねじ付き穴３５２６は、ねじ付きアダプタ３５２０を第１のセグメントヨーク横材２６２および第１セグメントヨークの左弓部２６６に取り付けるヨーク係止ねじを受け入れることによって、図１２のねじ付き穴２４７と同じ機能の役割を果たす。
【０１３５】
図３９は、第２軸組立体３９００の横断面等角図であり、横断面は、ピン止め式アダプタ３５１０を貫通している。一実施形態では、いくつかのばね保持ピン３５１６が、図３５、３９に示すようにピン止め式アダプタ３５１０内に埋め込まれる。ばね保持ピン３５１６は、ピン止め式アダプタ３５１０を押さえばね板２７０内の中央に揃えて保つ。加えて、ピン止め式アダプタ３５１０内に埋め込まれた押さえばねピン３５１４は、巻線ねじりばね３５００内に張力を設定するように張力止めねじ２４６によって位置決めされる。この張力は、通常、使用時のアームの見かけ重量を低減するように設定される。巻線ねじりばね３５００および第２軸組立体３９００の中心部分内に位置付けられる他の構成要素は、集合的に釣り合いリング３９０５と称される。回転防止止めねじ２６９は、巻線ねじりばね３５００の一方の側を釣り合いリングシリンダ２６７に固定する。第１のセグメント２９５の動きは、釣り合いリング隆起部２６８および第１軸ヨークバンパ１９８によって一方向の回転に限定される。ケーブルカバー２７４およびキャップ本体２８１は、組立体の機械的構成要素およびワイヤを取り囲むパネルである。
【０１３６】
第１軸組立体は、第２軸組立体と組み合わされたとき、回転組立体と称され得る。そのような回転組立体の一例は、図６Ａの第１軸組立体１００および第２軸組立体２００である。他の第１軸および第２軸の組立体は、図３５、３６、３７Ａ、３７Ｂ、３８、３９、４０、４１、４２Ａ、４２Ｂ、４３Ａ、４３Ｂ、４４、４５Ａ、４５Ｂ内の構成要素に関連付けられる。各回転組立体は、第１の回転軸と、第１の回転軸に対して実質的に垂直な第２の回転軸とを含む。たとえば、第１の回転軸は、図８Ｃに示す第１の軸１３１である、図６Ａの第１軸組立体１００の垂直回転軸であってよい。対応する第２の回転軸は、図１２に示す軸２１１である、第２軸組立体２００の水平回転軸である。
【０１３７】
付勢部材は、測定装置を保持するＡＡＣＭＭの端部に回転組立体を動作可能に結合させ、基部２０の反対側のアームの端部に力をかける組立体であり、このとき力は、本明細書の上記で説明したように水平軸２１１であってよい第２の回転軸周りにかけられる。図３５、３６、３７Ａ、３７Ｂ、３８、３９に示す釣り合い機構のタイプでは、付勢部材は、釣り合いリング３９０５（図３９）内の要素を含む。そのような構成要素は、巻線ねじりばね３５００と、ピン止め式アダプタ３５１０と、ねじ付きアダプタ３５２０とを含む。釣り合い機構は、これが、測定中にアームセグメントを保持したときにオペレータが感じる下方向の力を軽減するように、アームセグメントにかけられたトルクの量を調整するため、付勢部材と称される。
【０１３８】
一実施形態では、付勢部材は、一実施形態ではピン止め式アダプタ３５１０であってよい第１のアダプタの少なくとも１つの突出部と係合するねじ付き部分を有する調整器によって調整される。調整器は、たとえば図３９の張力止めねじ２４６であってよい。付勢部材によってかけられた力は、調整器の動きに反応する。
【０１３９】
別の実施形態では、ピン止め式アダプタ３５１０は、位置合わせ用ピン３５１８および止めねじ３５１７によってばねの固定された端部３５３０に取り付けられるのではなく、ばねの固定された端部３５３０に溶接された類似のアダプタによって置き換えられる。この同じ実施形態では、ねじ付きアダプタ３５２０は、位置合わせ用ピン３５１８および止めねじ３５１７によってばねの可動端部３５３２に取り付けられるのではなく、ばねの可動端部３５３２に溶接された類似のアダプタによって置き換えられる。他の実施形態では、他の方法を使用してアダプタをばねの固定された端部３５３０およびばねの可動端部３５３２に取り付ける。
【０１４０】
別の実施形態では、巻線ねじりばね３５００は、炭素繊維複合材料などの複合材料から作製されたねじりばねによって置き換えられる。複合材料から作製されたねじりばねの潜在的な利点は、ＡＡＣＭＭ１０内の釣り合い機構のような用途に理想的と考えられる特性を有するように、複合材料を設計することができることである。
【０１４１】
一方の端部上で基部２０に固定され、他方の端部上で回転可能であるねじりばねが遭遇し得る問題は、アームセグメント２９５が下方向に回転するときに第１のアームセグメント２９５を一方側に曲げる傾向があり得ることである。この傾向を解消する方法は、ねじりばね組立体を中心に固定してばねが中心の両側に動くことを可能にすることである。図４０は、一方の側では第１の巻線ねじりばね４０００および他方の側では第２の巻線ねじりばね４０１０に結合されたばね中心ラックアダプタ４０４の分解等角図である。一実施形態では、第２の巻線ねじりばね４０１０は、第１の巻線ねじりばね４０００の反対方向に巻かれる。一実施形態では、ねじ付きアダプタ４０２０は、位置合わせ用ピン３５１８および止めねじ３５１７によって第１の巻線ねじりばね４０００に結合される。ねじ付きアダプタ４０３０は、位置合わせ用ピン３５１８および止めねじによって第２の巻線ねじりばね４０１０に結合される。一実施形態では、ばね中心ラックアダプタ４０４０の一方の側は、第１のねじりばね４０００に結合され、他方側は、第２のねじりばね４０１０に結合される。一実施形態では、結合は、位置合わせ用ピンおよび止めねじによって達成される。ねじ付きアダプタ４０２０、４０３０の各々は、ねじ付きアダプタ取り付けねじ４１１６を受け入れるねじ付き穴４０２６を含む。これらのねじ４１１６は、図４１に示すように、第１セグメントヨーク横材４１１２および第１のセグメントヨーク弓部４１２０をねじ付きアダプタ４０２０、４０３０に取り付ける。
【０１４２】
図４１に示す実施形態では、ばねカバー４１４０が、第１軸ヨーク構造体４１６０の第１軸ヨークＶ字継手４１６２に係止される。一実施形態では、ばね調整ねじ４１４０は、アクメ（Ａｃｍｅ）ギア歯４０４６と係合するアクメねじである。ばね調整ねじを回すことにより、ねじりばね４０００、４０１０の張力を増減させ、それによってばねによってアームセグメントにかけられた抵抗量を制御して、アームセグメントの重量と釣り合わせる。ばねカバー４１４０は、押さえばね板４１３０のいずれかの側に置かれる。ばねカバー取り付けねじ４１４２を使用して、ばねカバー４１４０をねじ付きアダプタ４０２０、４０３０に取り付ける。図４０は、ばねカバー取り付けねじ４１４２の１つを受け入れる回転防止ねじ付き穴４０３９を示す。
【０１４３】
図４２Ａは、第２軸組立体４１００の側面図を示す。側面図の中心を貫いて描いた横断面Ｎ−Ｎが、図４２Ｂに示される。この断面図に示すのは、ばね中心ラックアダプタ４０４０、巻線ねじりばね４０００、４０１０、ねじ付きアダプタ４０２０、４０３０、ばね調整ねじ４１４０、第２軸シャフト２１４、ばねカバー４１４０、および押さえばね板４１３０である。ばね調整ねじ４１４０は、止めねじ４２１０を係止する押さえばね板によって所定場所に保持される。第２軸組立体４１００の上側部分は、管アダプタ４１１４および温度センサ４１７０を含む第１のセグメントヨーク４１１０を含む。第２軸組立体４１００の下側部分は、第１軸ヨーク構造体４１６０を含む。
【０１４４】
図４３Ａは、第２軸組立体４１００の正面図を示す。正面図の中心を貫いて描いた断面Ｐ−Ｐが、図４３Ｂに示される。図４３Ａ、４３Ｂに示すのは、第１軸ヨーク構造体４１６０、第１のセグメントヨーク４１１０、押さえばね板４１３０およびばね調整ねじ４１４０である。さらに示すのは、第２軸ハウジング２１２、押さえばね板４１３０、ばね中心ラックアダプタ４０４０、アクメギア歯４０４６、およびばね調整ねじ４１４０である。
【０１４５】
別の実施形態では、ばね中心ラックアダプタは、ばね４００４、４０１４の固定された端部に溶接された類似のアダプタによって置き換えられる。この同じ実施形態では、ねじ付きアダプタ４０２０は、ばね４００２の可動端部に溶接された類似のアダプタによって置き換えられる。ねじ付きアダプタ４０３０は、ばねの可動端部４０１２に溶接された類似のアダプタによって置き換えられる。他の実施形態では、他の方法を使用してアダプタをねじりばね４０００、４０１０の固定された端部および可動端部に取り付ける。
【０１４６】
別の実施形態では、巻線ねじりばね４０００、４０１０は、巻線ではなく機械加工されたねじりばねによって置き換えられる。別の実施形態では、巻線ねじりばね４０００、４０１０は、炭素繊維複合材料などの複合材料から作製されたねじりばねによって置き換えられる。複合材料から作製されたねじりばねの潜在的利点は、ＡＡＣＭＭ１０内の釣り合い機構のような用途に理想的と考えられる特性を有するように、複合材料を設計することができることである。
【０１４７】
図４４、４５Ａ、４５Ｂは、一方側ではねじ付きアダプタ４０２０に、他方側ではねじ付きアダプタ４０３０に取り付けられたばね中心ラックアダプタ４０４０を含む第２軸組立体の別の実施形態を示す。ばね調整ねじは、ばね中心ラックアダプタ４０４０上の歯を回してばね４０２０、４０３０内に張力を設定する。一実施形態では、第１軸ヨーク構造体４４６０は、第１軸ヨークＶ字継手を含まない。一実施形態では、単一の押さえばね板４４３０は、押さえばね板４１３０および２つのばねカバー４１４０と置き換わる。
【０１４８】
釣り合いリングとも称される釣り合い組立体は、回転組立体を、測定装置を保持するＡＡＣＭＭの端部に動作可能に結合する組立体である。図４０、４１、４２Ａ、４２Ｂ、４３Ａ、４３Ｂ、４４、４５Ａ、４５Ｂに示す釣り合い機構のタイプでは、釣り合い組立体は、第１の付勢要素および第２の付勢要素を含むと考えられ得る。一実施形態では、第１の付勢要素は、巻線ねじりばね４０００であり、第２の付勢要素は、巻線ねじりばね４０１０である。これらのねじりばねは、これらが、測定中にアームセグメントを保持したときにオペレータが感じる下方向の力を軽減するように、アームセグメントにかけられたトルクの量を調整するため、付勢要素と称される。図４０、４１、４２Ａ、４２Ｂ、４３Ａ、４３Ｂ、４４、４５Ａ、４５Ｂに説明する釣り合い機構のタイプはまた、第１の付勢要素と第２の付勢要素との間に置かれた調整機構も含む。一実施形態では、調整機構は、ばね中心ラックアダプタ４０４０と、ばね調整ねじ４１４０とを含む。調整機構は、第１の付勢要素および第２の付勢要素によって第２の端部に第２の回転軸周りにかけられた力を調整する。図４１に示す実施形態では、力は、第１および第２の付勢要素から第１のセグメントヨーク横材まで送られる。この力は、第１セグメント管２９５に、そして残りのアーム部構成要素を通って伝えられて基部２０の反対側のアーム部の端部に何らかのレベルの力をもたらす。力がかられた結果、ＡＡＣＭＭアーム構成要素上の種々の場所に異なってかけられたトルクが生じる。
【０１４９】
上記で説明した実施形態では、調整機構は、調整器と、アダプタとを含む。調整器の一例は、図４３Ａ、４３Ｂのばね調整ねじ４１４０である。アダプタの一例は、ばね中心ラックアダプタ４０４０である。アダプタ４０４０は、アダプタのねじ付き部分によって係合される少なくとも１つの突出部を有する。少なくとも１つの突出部は、たとえばアクメギア歯４０４６であってよいギア歯の１つであってよい。調整器のねじ付き部分は、少なくとも１つの突出部と係合し、少なくとも１つの突出部を第１の位置と第２の位置の間で動かすために使用され得る。
【０１５０】
釣り合いリングによってアームセグメントにかけられる力またはトルクの量は、アームセグメントの位置、特に、一部の実施形態では第１セグメント管アダプタ４１１４に取り付けられる第１のセグメント２９５の傾斜角度によって決まる。たいていの場合、管が直立位置、または第１軸ヨークバンパ１９８と釣り合いリング隆起部２６８との間の接触によって限定される位置にある場合、ねじりばねによってかけられた力は、最小限に抑えられる。力またはトルクは、次いで、第１のセグメント２９５が下げられるにつれて増大する。第１のセグメント２９５が下げられるときに、第１セグメント管２９０の重量は増加し、他のアーム部構成要素の重量も基部２０から最も遠いアーム部の端部に近づくにつれて増加する。第１セグメント管２９０が下げられるときにばねによって第１セグメント管２９０にかけられる力の増加は、第１セグメント管２９０が下げられるときにこれもまた増加する管の重量を緩和するように作用する。故に、ばねによってアームセグメントにかけられるトルクは、第１セグメント管が下げられる程度によって決まる。
【０１５１】
一実施形態では、装置は、基部と、対向する第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決め可能なアーム部分であって、基部に回転式に結合され、複数の連結されたアームセグメントを含み、各アームセグメントは、位置信号を生み出すための少なくとも１つの位置変換器を含む、アーム部分と、少なくとも１つの位置変換器から位置信号を受け取り、第１の測定装置の位置に対応するデータを提供する電子回路と、第２の端部を基部に結合させる回転組立体であって、第１の回転軸と、第１の回転軸に対して本質的に垂直である第２の回転軸とを有する回転組立体と、回転組立体と第２の端部との間に動作可能に結合された釣り合い組立体であって、第１の付勢要素と第２の付勢要素との間に調整機構を含み、調整機構は、第１の付勢要素および第２の付勢要素によって第２の端部に第２の回転軸周りにかけられる力を設定するように動作可能である、釣り合い組立体とを備える。
【０１５２】
一実施形態では、装置は、さらに、第１の端部に結合された測定装置を備える。一実施形態では、装置において、第１の付勢要素は第１のねじりばねであり、第２の付勢要素は第２のねじりばねである。一実施形態では、装置において、調整機構は、調整器およびアダプタを含み、アダプタは、第１の位置と第２の位置との間で可動である少なくとも１つの突出部を有し、調整器は、少なくとも突出部と係合するように配置されたねじ付き部分を有する。
【０１５３】
一実施形態では、装置において、ねじ付き部分は、少なくとも１つの突出部に係合されて少なくとも１つの突出部を第１の位置と第２の位置の間で動かす。一実施形態では、装置において、少なくとも１つの突出部は、複数のギア歯を含む。一実施形態では、装置において、ねじりばねは、複数のギア歯が第１の位置にあるときにアーム部分上に第１のトルクを、複数のギア歯が第２の位置にあるときにアーム部分上に第２のトルクをかける。
【０１５４】
一実施形態では、装置において、第１のねじりばねは、巻線ねじりばね、機械加工されたねじりばね、複合材料から製作されたねじりばねからなる群から選択される。一実施形態では、装置において、第１のねじりばねは、先細の側部を有する。一実施形態では、装置において、第１のねじりばねおよび第２のねじりばねは、それらの端部の各々においてアダプタ板に取り付けられる。
【０１５５】
一実施形態では、装置において、第１のねじりばねおよび第２のねじりばねは、端部をアダプタ板に溶接すること、および端部をアダプタ板にピン留めすることからなる群から選択された方法によって、アダプタ板に取り付けられる。一実施形態では、装置において、調整機構は、基部に動作可能に結合される。
【０１５６】
一実施形態では、装置は、基部と、対向する第１の端部および第２の端部を有する手動で位置決め可能なアーム部分であって、基部に回転式に結合され、複数の連結されたアームセグメントを含み、各アームセグメントは、位置信号を生み出すための少なくとも１つの位置変換器を含む、アーム部分と、少なくとも１つの位置変換器から位置信号を受け取り、第１の測定装置の位置に対応するデータを提供する電子回路と、第２の端部を基部に結合させる回転組立体であって、第１の回転軸と、第１の回転軸に対して本質的に垂直な第２の回転軸とを有する回転組立体と、第２の端部に第２の回転軸周りに力をかけるように回転組立体と第２の端部との間に動作可能に結合された付勢部材であって、横断面を見たとき、先細の側部を有するねじりばねを含む、付勢部材とを備える。
【０１５７】
一実施形態では、装置は、さらに、第１の端部に結合された測定装置を備える。一実施形態では、装置において、ねじりばねは巻線ねじりばねである。一実施形態では、装置において、付勢部材は、さらに、第１のアダプタと、第２のアダプタとを備え、第１のアダプタは、ねじりばねの第１の端部に結合され、第２のアダプタは、ねじりばねの第２の端部に結合される。
【０１５８】
一実施形態では、装置は、調整器を備え、調整器は、さらに、ねじ付き部分を有し、ねじ付き部分は、第１のアダプタ上の少なくとも１つの突出部と係合するように配置され、付勢部材によってアーム部分にかけられた力は、調整器の動きに応答する。
【０１５９】
一実施形態では、装置において、ねじりばねは、ねじりばねを第１のアダプタおよび第２のアダプタに溶接すること、およびねじりばねを第１のアダプタ板および第２のアダプタ板にピン留めすることからなる群から選択された方法によって、第１のアダプタおよび第２のアダプタに取り付けられる。
【０１６０】
図９Ａ、９Ｂを参照して本明細書の上記で説明したように、ブラシ組立体１５２が、静電気を消散させるために含まれる。そうでなければこの静電気は、ＡＡＣＭＭ１０内の電気構成要素、特に読み取りヘッド板１３４上の電子装置などのエンコーダ電子装置に損傷を与える可能性がある。類似のブラシ組立体はまた、図１７Ｂに示す第３軸カートリッジ３１０および第５軸カートリッジ３１０上に含まれるが、ブラシ組立体は、図１７Ｂには明示的に示されない。類似のブラシ組立体はまた、図１９Ａ、１９Ｂに示す第７軸組立体７００内にも含まれる。
【０１６１】
炭素ブラシ１５３を第１軸シャフト１５８などの回転シャフトと接触させて置く副作用は、炭素ブラシ１５３と第１軸シャフト１５８との間の摩擦が、シャフトと対応するハウジングとの間にトルクを発生させることである。トルクは、アームの要素、特に第１セグメント管２９０および第２セグメント管５９０内にねじりを引き起こす。管のねじりは、カートリッジ内の角度エンコーダによって検出されず、故に、プローブ先端部９０２またはＬＬＰ１１００などの測定プローブによって測定された、算出された３Ｄ座標にわずかな誤差を生じさせる。シャフトがハウジングに対して回転するにつれて炭素ブラシ１５３によって生成されるトルクの増加は、トルクメータによって回転トルクを測定することによって決定することができる。実験では、炭素ブラシによって引き起こされる回転トルクの増加は、１から３インチ−オンスの間であるように見いだされている。炭素ブラシによって引き起こされるトルクの増加は、比較的小さいが、回転トルクが小さいほど、より良好である。
【０１６２】
図４６は、第１軸ハウジング１４４と、第１軸シャフト１５８と、下側軸受１３８と、上側軸受１５０と、接触屈曲部４６１２とを有する第１軸カートリッジ４６００の等角断面図である。接触屈曲部は、ハウジング接触部分４６１２と、シャフト接触指部４６１４とを含む。ハウジング接触部分４６１２は、第１軸ハウジング１４４の内面と接触して置かれ、シャフト接触指部４６１４は、シャフト１５７の表面と接触して置かれる。一実施形態では、接触屈曲部４６１２は、ＣＤＡ５１０りん青銅合金などの金属の薄片を光化学的にエッチングすることによって形成される。次いで治具を使用して金属を所望の屈曲形状に曲げる。他の実施形態では、無電解ニッケルまたはタングステンを有するばね鋼などの他のタイプの金属が、使用される。類似の接触屈曲部は、無制限に回転するカートリッジごとに、すなわち第１軸カートリッジ４６００、第３軸カートリッジ３１０、第５軸カートリッジ３１０、および第７軸組立体７００に対して作り出される。実験では、４６１２などの接触屈曲部の付加の結果、０．２５から０．３インチオンスの間の回転トルクの増加が生じたことが見いだされている。この方法は、ブラシ組立体１５２と比べてトルクを４分の１から１２分の１低減した。第１軸ハウジング１４４と回転する第１軸シャフト１５８との間の電気抵抗は、抵抗の許容されるレベルと考えられる１オーム未満であることが見いだされている。故に、４６１２などの接触屈曲部は、ハウジングとシャフトとの間の電気抵抗を比較的低く維持しながら、回転トルクを低減するこという利点を与える。
【０１６３】
一実施形態では、装置は、関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）の第１の部分と第２の部分との間に置かれた導電性屈曲部を含み、第１の部分は、第２の部分に対して回転するように動作可能であり、屈曲部は、第１の部分と第２の部分との間に導電性経路を作り出すように位置決めされる。
【０１６４】
別の実施形態では、装置において、第１の部分および第２の部分は、軸受の対によって分離される。別の実施形態では、装置において、第１の部分はシャフトであり、第２の部分はハウジングである。別の実施形態では、装置において、屈曲部は、第１の部分と電気接触するように動作可能な第１の屈曲要素と、第２の部分と電気接触するように動作可能な第２の屈曲要素とを含み、電気接触は、第１の部分が第２の部分に対して回転するときに維持される。
【０１６５】
別の実施形態では、装置において、第１の屈曲要素は、第１の部分を内方向に押しつける指部を含み、第２の屈曲要素は、第２の部分を外方向に押しつける。別の実施形態では、装置において、屈曲部は、金属の単片から形成される。別の実施形態では、装置において、屈曲部は、光化学エッチングを使用して形成される。
【０１６６】
別の実施形態では、装置は、さらに、カートリッジを備え、カートリッジは、第１の部分と、第２の部分と、軸受の対と、屈曲部とを含み、軸受の対は、第１の部分を第２の部分に対して第１の軸周りで回転させるように動作可能であり、第１の軸は、軸受の対の中心を連結する。
【０１６７】
一実施形態では、方法は、関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）を提供することであって、ＡＡＣＭＭは、第１の部分と、第２の部分と、導電性屈曲部とを含む、関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）を提供することと、第１の部分を第２の部分に対して、第１の部分および第２の部分共通の軸に沿って回転させることとを含み、屈曲部は、回転中、第１の部分と第２の部分との間に電気的および機械的両方の接触をもたらす。
【０１６８】
別の実施形態では、方法において、屈曲部は、第１の要素および第２の要素を有する金属の平坦部片から形成される。別の実施形態では、方法は、さらに、第１の要素を第１の部分と電気接触状態に保ち、第２の要素を第２の要素と電気接触状態に保つことによって、相対回転中に電気接触することを含む。
【０１６９】
本発明を限定された数の実施形態のみに関連して詳細に説明してきたが、本発明はそのように開示された実施形態に限定されないことが容易に理解されるはずである。そうではなく、本発明を、これまで説明されていないが本発明の趣旨および範囲に相応する、任意の数の変形、変更、置換、または等価の配置を組み込むように改変することができる。さらに、本発明のさまざまな実施形態を説明してきたが、本発明の態様が、説明する実施形態の一部のみを含んでよいことを理解されたい。したがって、本発明は、前述の説明によって限定されるとみなされるものではなく、付属の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１Ａ】
2018119965.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
2018119965.tif 000005
【図２】
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【図２Ａ】
2018119965.tif 000007
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
2018119965.tif 000009
【図３】
2018119965.tif 000010
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2018119965.tif 000012
【図５】
2018119965.tif 000013
【図６Ａ】
2018119965.tif 000014
【図６Ｂ】
2018119965.tif 000015
【図７Ａ】
2018119965.tif 000016
【図７Ｂ】
2018119965.tif 000017
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
2018119965.tif 000019
【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
2018119965.tif 000021
【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
2018119965.tif 000023
【図７Ｊ】
2018119965.tif 000024
【図８Ａ】
2018119965.tif 000025
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
2018119965.tif 000032
【図１２】
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【図１３】
2018119965.tif 000034
【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１６Ｆ】
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【図１６Ｇ】
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【図１６Ｈ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１７Ｅ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図１９Ｅ】
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【図１９Ｆ】
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【図１９Ｇ】
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【図１９Ｈ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２０Ｅ】
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【図２０Ｆ】
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【図２０Ｇ】
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【図２０Ｈ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２２Ｅ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２３Ｄ】
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【図２４Ａ】
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【外国語明細書】
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