(57)【要約】  ポータブル有関節アーム座標計測機（ＡＡＣＭＭ）であって、第１端及びその逆側に位置する第２端を有しマニュアル位置決め可能な有関節アームを備える。同アームは、複数個の連結されたアームセグメントを有する。各アームセグメントは長軸を有する。各アームセグメントは、略管状のコア、コアの丈の少なくとも一部をくるむ外スリーブ、並びに位置信号をもたらす少なくとも１個の位置トランスデューサを有する。外スリーブは、第１端に位置する第１部分と、その第１部分から逆側の端へと延びる第２部分と、を有する円筒状の管である。第１部分はコアの一端に連結される。第１部分は第２部分より短く、第２部分はコアに対し動かしうるよう構成される。
2015523558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポータブル有関節アーム座標計測機（ＡＡＣＭＭ）であって、
第１端及びその逆側に位置する第２端を有しマニュアル位置決め可能な有関節アームであって、当該アームが複数個の連結されたアームセグメントを有し、アームセグメントのうち少なくとも１個が、長軸を有すると共に、略管状のコンポジットコア、コンポジットコアの丈の少なくとも一部をくるむ外スリーブ、並びに位置信号をもたらす少なくとも１個の位置トランスデューサを有し、外スリーブが、その外スリーブの第３端に位置する第１部分、並びにその第１部分がコンポジットコアの第５端に連結されるよう第１部分と第３端の逆側にある第４端との間に延設された第２部分、を有する円筒状の管であり、第１部分の長さが第２部分よりも短く、第２部分がコンポジットコアに対し自在に動くよう構成された有関節アームと、
本ＡＡＣＭＭの第１端に取り付けられた計測装置と、
上記少なくとも１個のトランスデューサから位置信号を受け取るため及び上記計測装置の位置に対応するデータをもたらすための電子回路と、
を備えるポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項２】
請求項１記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記コンポジットコアが炭素繊維コンポジットを含むポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項３】
請求項２記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記コンポジットコアが１１個の層を含むポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項４】
請求項１記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記外スリーブの第１部分が上記コンポジットコアの第５端に接着剤で接合されているポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項５】
請求項１記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記外スリーブが上記コンポジットコアの全長をくるむポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項６】
請求項１記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記外スリーブがアルミニウム被覆ガラス繊維エポキシプレプレグを含むコンポジットから形成されているポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項７】
請求項６記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記外スリーブが２個の層を含むポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項８】
請求項６記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記外スリーブが、複数本の第２繊維に対し略直交配置された複数本の第１繊維を含むポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項９】
請求項８記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記複数本の第１繊維及び上記複数本の第２繊維が上記長軸に対し約４５°の方向を向いているポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項１０】
請求項８記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記複数本の第１繊維が上記長軸に対し略平行な方向を向いているポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項１１】
請求項１０記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記複数本の第２繊維が上記外スリーブ周りで略円筒状の方向を向いているポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項１２】
ポータブル有関節アーム座標計測機（ＡＡＣＭＭ）であって、
第１端及びその逆側に位置する第２端を有しマニュアル位置決め可能な有関節アームであって、当該アームが複数個の連結されたアームセグメントを有し、アームセグメントのうち少なくとも１個が、長軸を有すると共に、外スリーブによってくるまれたコンポジットコア、並びに位置信号をもたらす少なくとも１個の位置トランスデューサを有し、外スリーブが、複数本の第２繊維に対し略直交配置された複数本の第１繊維を有し、当該複数本の第１繊維及び複数本の第２繊維がアームセグメントの長軸を基準にして配置された有関節アームと、
本ＡＡＣＭＭの第１端に取り付けられた計測装置と、
上記少なくとも１個のトランスデューサから位置信号を受け取るため及び上記計測装置の位置に対応するデータをもたらすための電子回路と、
を備えるポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項１３】
請求項１２記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記複数本の第１繊維及び上記複数本の第２繊維が上記長軸に対し約４５°の方向を向いているポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項１４】
請求項１２記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記複数本の第１繊維が上記長軸に対し略平行な方向を向いているポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項１５】
請求項１４記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記複数本の第２繊維が上記長軸周りで略円筒状の方向を向いているポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項１６】
請求項１２記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記外スリーブが、アルミニウム被覆ガラス繊維エポキシプレプレグを含むコンポジットであるポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項１７】
請求項１６記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記外スリーブが２個の繊維層を含むポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項１８】
請求項１２記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記外スリーブが第１部分及び第２部分を有し、当該第１部分が上記コンポジットコアの一端に連結されているポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項１９】
請求項１８記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記外スリーブが上記コンポジットコアの一端に接着剤を用い接合されているポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項２０】
請求項１２記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記コンポジットコアが炭素繊維コンポジットを含むポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項２１】
請求項１２記載のポータブルＡＡＣＭＭであって、上記コンポジットコアが、複数本の第４繊維に対し略直交する方向を向く複数本の第３繊維を含むポータブルＡＡＣＭＭ。
【請求項２２】
ポータブルＡＡＣＭＭ用のアームセグメントを形成する方法であって、
長軸を有する略中空円筒状のコアを第１素材から形成するステップと、
複数本の第１繊維及び複数本の第２繊維が上記軸に対し所望方向を向くよう、当該複数本の第２繊維に対し直交された複数本の第１繊維を有する第２素材から、管状のスリーブを形成するステップと、
上記スリーブ内に上記コアを挿入するステップと、
上記スリーブの第１部分を上記コアの第１端に連結するステップと、
を有する方法。
【請求項２３】
請求項２２記載の方法であって、上記スリーブの第１部分が上記コアの第１端に接着剤を用い接合される方法。
【請求項２４】
請求項２２記載の方法であって、上記複数本の第１繊維が上記軸に対し略平行な方向を向き、上記複数本の第２繊維が当該軸周りで略円筒状の方向を向く方法。
【請求項２５】
請求項２２記載の方法であって、上記複数本の第１繊維及び上記複数本の第２繊維が上記軸に対し約４５°の方向を向く方法。
【請求項２６】
請求項２２記載の方法であって、上記コアが炭素繊維コンポジットを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は座標計測機(coordinate measuring machine)、特にポータブル有関節アーム型座標計測機のアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポータブル有関節アーム型座標計測機（articulated arm coordinate measuring machine：ＡＡＣＭＭ）は、部品の製造又は生産に広く用いられるようになってきている。例えば、その部品の製造（例えばマシニング）又は生産の諸工程中に同部品の寸法を迅速且つ正確に確認する必要がある部品の製造又は生産である。ポータブルＡＡＣＭＭは、静止又は固定型のコスト集約的で比較的使用するのが難しい計測装置に対し大きく進んだ点を有している。特に、比較的複雑な部品の寸法計測を実行するのに要する時間の量に関してである。通常、ポータブルＡＡＣＭＭのユーザは、計測対象物体又は部品の表面に沿いプローブを案内するだけでよい。その後は、計測データが記録されユーザへともたらされる。場合によっては、データがユーザに対しビジュアル形態、例えばコンピュータ画面上に三次元（３Ｄ）表示させる形態で提示される。或いは、データがユーザに対し数値形態、例えば（孔の直径を計測する場合）テキスト「Ｄｉａｍｅｔｅｒ  ＝」をコンピュータ画面上に表示させる形態で提示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５４０２５８２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＡＡＣＭＭのアーム部分には温度変化によるツイスト（捻れ）が発生しやすい。アームセグメントの一部がツイストすると、連結されているエンコーダが回動するため、角度エラーが発生すると共に計測機の精度が低下する。そうしたツイストは、例えば、アームセグメントの外被領域（不均一パターンを呈する領域）上のパターン化コンポジット素材によって引き起こされうる。一般に、こうしたツイスト効果は温度計測では防ぐことができない。とりわけ、温度センサが通常はアームセグメントの内部に配置されているためである。こうしたアームセグメントのツイストを抑える方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態に係るポータブル有関節アーム型座標計測機（ＡＡＣＭＭ）は、第１端及びその逆側に位置する第２端を有するマニュアル位置決め可能な有関節アーム(manually positionable articulated arm)を備える。このアームは複数個の連結されたアームセグメントを有する。各アームセグメントは長軸を有する。各アームセグメントは、略管状のコアと、そのコアの丈の少なくとも一部を取り巻く外スリーブと、位置信号をもたらす少なくとも１個の位置トランスデューサと、を有する。外スリーブは、第１端に位置する第１部分と、第１部分から逆側の端へと延びる第２部分と、を有する円筒状の管である。第１部分はコアの一端に連結される。第１部分は第２部分より短く、第２部分はコアに対し動かせるよう構成される。本ポータブルＡＡＣＭＭは、更に、第１端に取り付けられた計測装置を有する。電子回路は、上記少なくとも１個のトランスデューサから位置信号を受け取り、上記計測装置の位置に対応するデータをもたらす。
【０００６】
本発明の他の実施形態に係るポータブルＡＡＣＭＭは、第１端及びその逆側に位置する第２端を有するマニュアル位置決め可能な有関節アームを備える。このアームは複数個の連結されたアームセグメントを有する。各アームセグメントは、長軸を有すると共に、外素材でくるまれたコアと、位置信号をもたらす少なくとも１個の位置トランスデューサと、を有する。外素材は、複数本の第２繊維に対し直交配置された複数本の第１繊維を有する。それら複数本の第１繊維及び複数本の第２繊維の向きは、アームセグメントの長軸を基準に定められる。本ＡＡＣＭＭは、更に、当該ＡＡＣＭＭの第１端に取り付けられた計測装置と、電子回路と、を備える。その電子回路は、上記少なくとも１個の位置トランスデューサから位置信号を受け取り、計測装置の位置に対応するデータをもたらす。
【０００７】
本発明の他の実施形態に係る方法は、ポータブルＡＡＣＭＭ用のアームセグメントを形成する方法であり、長軸を有する略中空円筒状のコアを第１素材から形成するステップを有する。第１素材は、複数本の第２繊維に対し直交配置された複数本の第１繊維を有する。第２素材から管状のスリーブが形成される。第２素材は、複数本の第４繊維に対し直交配置された複数本の第３繊維を有する。それら複数本の第３繊維及び複数本の第４繊維は、上記軸に対し所要方向を向いている。コアはスリーブ内に挿入され、そのスリーブの第１端はコアの第１端に締結される。
【０００８】
以下、諸図面を参照しつつ例示的な実施形態について説明する。それら実施形態は本発明の技術的範囲に関し制約を課すものではない。諸部材には諸図を通じ同様の符号を付してある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本発明の諸実施形態に係る構成をとるポータブル有関節アーム型座標計測機（ＡＡＣＭＭ）の斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の諸実施形態に係る構成をとるポータブルＡＡＣＭＭの斜視図である。
【図２】図２Ａ〜図２Ｄを示す図である。
【図２Ａ】図１に示すＡＡＣＭＭの一部として本発明の一実施形態に従い使用される電子回路のブロック図である。
【図２Ｂ】図１に示すＡＡＣＭＭの一部として本発明の一実施形態に従い使用される電子回路のブロック図である。
【図２Ｃ】図１に示すＡＡＣＭＭの一部として本発明の一実施形態に従い使用される電子回路のブロック図である。
【図２Ｄ】図１に示すＡＡＣＭＭの一部として本発明の一実施形態に従い使用される電子回路のブロック図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂを示す図である。
【図３Ａ】図２に示す電子データ処理システムの詳細構成を本発明の一実施形態に従い記述するブロック図である。
【図３Ｂ】図２に示す電子データ処理システムの詳細構成を本発明の一実施形態に従い記述するブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るアームセグメントの一端の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るアームセグメントの一部分の上面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るアームセグメントの一部分の斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るアームセグメントの一部分の斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るアームセグメントの一部分の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１Ａ及び図１Ｂに、本発明の諸実施形態に係るポータブル有関節アーム型座標計測機（ＡＡＣＭＭ）の例、並びに座標計測機の一種たる有関節アームを示す。ＡＡＣＭＭは、物体の計測値を取得する種々の用途で使用される。ＡＡＣＭＭ１００は、プローブ端４０１を有する６軸又は７軸型有関節計測装置を備えている。同プローブ端には計測プローブハウジング１０２が備わっており、これは、一端にてＡＡＣＭＭ１００のアーム部分１０４に連結されている。アーム部分１０４には第１アームセグメント１０６が備わっており、これは、第１端１０６ａにて第１群のベアリングカートリッジ１１０（例．２個のベアリングカートリッジ）により第２アームセグメント１０８に連結されている。第２群のベアリングカートリッジ１１２（例．２個のベアリングカートリッジ）は、第２アームセグメント１０８を計測プローブハウジング１０２に連結している。第３群のベアリングカートリッジ１１４（例．３個のベアリングカートリッジ）は、第１アームセグメント１０６の第２端１０６ｂをベース１１６に連結している。ここでいうベアリングカートリッジとは、そのベアリングカートリッジに連結されている部材を１軸周りで独立に動かすことが可能なものである。群１１０，１１２，１１４をなすよう組み合わせることで、ベアリングカートリッジにより、隣接部材が２軸周りで独立に可動となるようヒンジアンドスイベル型コネクタを形成することができる。ご理解頂けるように、ベアリングカートリッジは、１軸又は複数軸周りで可動なコネクタ（連結器）が形成されるよう様々な構成で互いに組み合わせることができる。計測プローブハウジング１０２は、ＡＡＣＭＭ１００の更なる軸のシャフトを構成する（例．ＡＡＣＭＭ１００に備わる計測装置例えばプローブ１１８の動きを調べるエンコーダシステムが組み込まれたカートリッジ）。この実施形態では、プローブ端４０１を、計測プローブハウジング１０２の中心を通り延びる軸の周りで回動させることができる。ＡＡＣＭＭ１００を使用する際には、通常、ベース１１６が平坦な作業面に固定される。
【００１１】
各ベアリングカートリッジ群１１０，１１２，１１４に属する各ベアリングカートリッジには、通常、エンコーダシステム（例．光学角度エンコーダシステム）が組み込まれている。このエンコーダシステムは、個々のアームセグメント１０６，１０８並びに対応するベアリングカートリッジ群１１０，１１２，１１４の位置情報をもたらし、相俟って、ベース１１６に対するプローブ１１８の位置情報をもたらす。有関節運動の軸を複数本、例えば６本又は７本有するポータブルＡＡＣＭＭによれば、ベース周りの３６０°エリア内でオペレータがプローブ１１８を位置決めすること、並びにアーム部分１０４をオペレータが容易に操ることができる。ご理解頂けるように、第２アームセグメント１０８に連結された第１アームセグメント１０６を有する図中のアーム部分１０４は一例であり、本発明をこれにより限定すべきではない。本発明に係るＡＡＣＭＭ１００には、ベアリングカートリッジにより互いに連結されたアームセグメントを任意本数設けること、ひいては有関節運動の軸数又は自由度を６若しくは７より多く又は少なくすることができる。
【００１２】
プローブ１１８は計測プローブハウジング１０２に対し可着脱装着されており、その計測プローブハウジングはベアリングカートリッジ群１１２に連結されている。ハンドル１２６は、例えばクイックコネクトインタフェースを用い計測プローブハウジング１０２に対しリムーバブルとされている。ハンドル１２６は他の装置（例．レーザラインプローブ、バーコードリーダ等）と置き換えることができるので、オペレータは、同じＡＡＣＭＭ１００で様々な計測装置を使用することができる。ある実施形態では、プローブハウジング１０２内にリムーバブルプローブ１１８が収容される。このリムーバブルプローブは、計測対象物と物理的に接触する多様な形態のチップを有する接触型の計測装置である。その例としては、例えばボール型、接触感応型、湾曲型、延長型のプローブがある。他の実施形態では、例えばレーザラインプローブ（ＬＬＰ）等の非接触型の装置で計測が実行される。ハンドル１２６は、クイックコネクトインタフェースを用いＬＬＰへと置き換えることができる。他種計測装置でリムーバブルハンドル１２６を置き換えることにより、付加的な機能を提供することができる。そうした計測装置の例としては、例えば１個又は複数個の照明用光源、バーコードスキャナ、プロジェクタ、ペイントスプレイヤ又はカメラがある。
【００１３】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、ＡＡＣＭＭ１００に備わるリムーバブルハンドルによれば、ベアリングカートリッジ群１１２から計測プローブハウジング１０２を取り外すことなく、アクセサリ又は機能を変化させることができる。後に図２を参照して詳述する通り、このリムーバブルハンドルには、ハンドル並びにプローブ端４０１内の対応する電子回路との間で電力及びデータを交換することを可能とする電気コネクタも設けることができる。
【００１４】
諸実施形態では、各群のベアリングカートリッジ１１０，１１２，１１４を用い、ＡＡＣＭＭ１００のアーム部分１０４を複数本の回動軸周りで動かすことができる。上述の通り、各ベアリングカートリッジ群１１０，１１２，１１４には対応するエンコーダシステム例えば光学角度エンコーダが備わっている。それらは、それぞれ、例えばアームセグメント１０６，１０８の対応する回動軸に対し同軸配置されている。この光学エンコーダシステムは、例えば、対応する軸周りにおける各アームセグメント１０６，１０８の回動（スイベル）又は横断（ヒンジ）運動を検知し、後に詳述する通りＡＡＣＭＭ１００内電子データ処理システムへと信号を送る。各エンコーダにおける生の計数値は、それぞれ、電子データ処理システムへと個別に且つ信号として送られ、そこで更に処理されて計測データとなる。本願出願人を譲受人とする特許文献１に記載の通り、ＡＡＣＭＭ１００自体から分離した位置カリキュレータ（例．シリアルボックス）は必要ない。
【００１５】
ベース１１６には取付装置即ち装着装置１２０が備わっている。この装着装置１２０を使用することで、ＡＡＣＭＭ１００を所要位置例えば検査テーブル、マシニングセンタ、壁、床等に可着脱装着することができる。ある実施形態では、ベース１１６がハンドル部分１２２を有する。オペレータは、ＡＡＣＭＭ１００を動かすに当たり、この部分を適宜利用しベース１１６を把持することができる。ある実施形態では、ベース１１６が可動カバー部分１２４も有する。この部分を下方に折り返すことで、ユーザインタフェース例えば表示画面を表出させることができる。
【００１６】
ある実施形態では、ポータブルＡＡＣＭＭ１００のベース１１６に、電子データ処理システムが組み込まれ又は収容される。この電子データ処理システムは２個の基本的構成要素を有する：ＡＡＣＭＭ１００内の諸エンコーダシステムから来るデータや他のアームパラメタを表すデータを処理することで三次元（３Ｄ）位置計算をサポートするベース処理システム、並びにオンボード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及びレジデントアプリケーションソフトウェアを有するユーザインタフェース処理システムである。そのレジデントアプリケーションソフトウェアによれば、外部コンピュータとの接続抜きで、ＡＡＣＭＭ１００内にほぼ完全な度量衡学的機能を発現させることができる。
【００１７】
図２は、一実施形態に係るＡＡＣＭＭ１００で使用される電子回路のブロック図である。図２Ａに示す実施形態には、電子データ処理システム２１０として、ベース処理システムを体現するベースプロセッサ基板２０４、ユーザインタフェース基板２０２、電力を供給するベースパワー基板２０６、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール２３２並びにベースティルト基板２０８を有するものが備わっている。ユーザインタフェース基板２０２には、ユーザインタフェース、表示その他本願記載の機能を実現すべくアプリケーションソフトウェアを実行するコンピュータプロセッサが備わっている。
【００１８】
図２Ａに示すように、電子データ処理システム２１０は、１本又は複数本のアームバス２１８を介し、上述した複数個のエンコーダシステムと通信する。図２Ｂ及び図２Ｃに示す実施形態では、各エンコーダシステムがエンコーダデータを生成する。そのエンコーダシステムは、それぞれ、エンコーダアームバスインタフェース２１４、エンコーダディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）２１６、エンコーダ読み取りヘッドインタフェース２３４及び温度センサ２１２を備えている。他の装置、例えば歪みセンサをアームバス２１８に接続してもよい。
【００１９】
図２Ｄには更にプローブ端電子回路２３０が示されており、これはアームバス２１８に接続されている。プローブ端電子回路２３０には、プローブ端ＤＳＰ２２８、温度センサ２１２、ハンドル１２６若しくはＬＬＰ２４２を例えばクイックコネクトインタフェースを介し接続するハンドル／ＬＬＰインタフェースバス２４０、並びにプローブインタフェース２２６が備わっている。クイックコネクトインタフェースによれば、ＬＬＰ２４２その他のアクセサリにより使用されるパワーバス、制御ライン、並びにデータバスに対しハンドル１２６によってアクセスすることができる。ある実施形態では、プローブ端電子回路２３０が、ＡＡＣＭＭ１００上の計測プローブハウジング１０２内に配置される。ある実施形態では、ハンドル１２６をクイックコネクトインタフェースから取り外すことができ、またハンドル／ＬＬＰインタフェースバス２４０を介しＡＡＣＭＭ１００のプローブ端電子回路２３０と通信するレーザラインプローブ（ＬＬＰ）２４２により計測を実行することができる。ある実施形態では、電子データ処理システム２１０がＡＡＣＭＭ１００のベース１１６内に配置され、プローブ端電子回路２３０がＡＡＣＭＭ１００の計測プローブハウジング１０２内に配置され、エンコーダがベアリングカートリッジ群１１０，１１２，１１４内に配置される。プローブインタフェース２２６は、プローブ端ＤＳＰ２２８に対し、任意の好適な通信プロトコル、例えばＭａｘｉｍ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，  Ｉｎｃ．により製品として市販されている１−ｗｉｒｅ（登録商標）通信プロトコル２３６に従い接続することができる。
【００２０】
図３は、一実施形態に係るＡＡＣＭＭ１００を構成する電子データ処理システム２１０の詳細構成を示すブロック図である。ある実施形態では、電子データ処理システム２１０がＡＡＣＭＭ１００のベース１１６内に配置され、そこにベースプロセッサ基板２０４、ユーザインタフェース基板２０２、ベースパワー基板２０６、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール２３２及びベースティルトモジュール２０８が設けられる。
【００２１】
図３Ａに示した実施形態では、ベースプロセッサ基板２０４に、図示の如く様々な機能ブロックが備わっている。例えば、ベースプロセッサ機能３０２は、ＡＡＣＭＭ１００からの計測データの収集をサポートするのに使用されている。この機能は、アームバス２１８及びバス制御モジュール機能３０８を介し生アームデータ（例．エンコーダシステムデータ）を受け取る。メモリ機能３０４は、プログラム及び静的アームコンフィギュレーションデータを格納する。ベースプロセッサ基板２０４は、更に、各種外部ハードウェアデバイス又はアクセサリ（例えばＬＬＰ２４２）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を備えている。リアルタイムクロック（ＲＴＣ）及びログ３０６、バッテリパックインタフェース（ＩＦ）３１６並びに診断ポート３１８も、図３に例示したベースプロセッサ基板２０４内の機能に含まれている。
【００２２】
ベースプロセッサ基板２０４は、更に、外部デバイス（ホストコンピュータ）及び内部デバイス（ディスプレイプロセッサ２０２）との間のあらゆる有線及び無線データ通信を管理する。ベースプロセッサ基板２０４には、（例えばＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers）１５８８等のクロック同期規格を用い）Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）機能３２０を介しＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ネットワークと通信する能力、ＬＡＮ機能３２２を介しワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）と通信する能力、並びにパラレルトゥシリアル通信（ＰＳＣ）機能３１４を介しＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール２３２と通信する能力がある。ベースプロセッサ基板２０４は、更に、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）デバイス３１２に対する接続手段を有している。
【００２３】
ベースプロセッサ基板２０４は、生計測データ（例．エンコーダシステム計数値、温度検出値）を伝送及び収集して計測データへと処理する。上掲の特許文献１のシリアルボックスに記載のものを含め、どのような前処理も行う必要がない。ベースプロセッサ２０４は、処理されたデータを、ＲＳ４８５インタフェース（ＩＦ）３２６を介しユーザインタフェース基板２０２上のディスプレイプロセッサ３２８へと送る。ある実施形態では、ベースプロセッサ２０４が外部コンピュータへも生計測データを送る。
【００２４】
翻って図３Ｂ中のユーザインタフェース基板２０２では、ベースプロセッサによって受け取られた角度及び位置データが、ディスプレイプロセッサ３２８上で実行中のアプリケーションで使用される。ＡＡＣＭＭ１００内に自律度量衡システムを形成するためである。アプリケーションは、例えば、特徴(features)の計測、ガイダンス及びトレーニンググラフィクス、リモート診断、温度補正、諸動作特徴の制御、諸ネットワークへの接続、計測された物体の表示等の機能をサポートするため、ディスプレイプロセッサ３２８上で実行される。ユーザインタフェース基板２０２は、ディスプレイプロセッサ３２８及び液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３３８（例．タッチスクリーンＬＣＤ）ユーザインタフェースと共に、幾つかのインタフェースオプション、例えばセキュアディジタル（ＳＤ）カードインタフェース３３０、メモリ３３２、ＵＳＢホストインタフェース３３４、診断ポート３３６、カメラポート３４０、オーディオ／ビデオインタフェース３４２、ダイアルアップ／セルモデム３４４及び汎地球測位システム（ＧＰＳ）ポート３４６を備えている。
【００２５】
図３Ａに示す電子データ処理システム２１０は、更にベースパワー基板２０６を備えており、そこには環境データを記録するための環境レコーダ３６２が設けられている。ベースパワー基板２０６は、更に、ＡＣ／ＤＣコンバータ３５８及びバッテリチャージャコントローラ３６０を使用し、電子データ処理システム２１０に電力を供給する。ベースパワー基板２０６は、Ｉ２Ｃ(inter-integrated circuit）シリアルシングルエンディッドバス３５４を用い、或いはＤＭＡシリアルペリフェラルインタフェース（ＤＳＰＩ）３５７を介することで、ベースプロセッサ基板２０４と通信する。ベースパワー基板２０６は、当該ベースパワー基板２０６上に設けられている入出力（Ｉ／Ｏ）拡張機能３６４を介し、ティルトセンサ及び無線周波数識別（ＲＦＩＤ）モジュール２０８に接続されている。
【００２６】
ここでは別々の部材として示したが、他の実施形態では、それら部材の一部又は全てを、図３に示したのとは異なる形態で組み合わせて、別の位置及び／又は機能内に物理配置する。例えば、ある実施形態では、ベースプロセッサ基板２０４及びユーザインタフェース基板２０２を組み合わせて単一の物理的基板とする。
【００２７】
図４及び図５に、ＡＡＣＭＭ１００のアーム１０４を構成するアームセグメント１０８の一例をより詳細に示す。各アームセグメント１０６，１０８には、十分にリジッドな素材例えば炭素繊維コンポジット素材から形成された略円筒中空状のコア５００が備わっている。炭素繊維コンポジット素材の使用が望ましいのは、その熱膨張係数（ＣＴＥ）が低く且つスティフネスが高いためである。コアは、或いは、押し出し又はウーブン合成素材又は金属から形成することができる。ある実施形態では、各アームセグメント１０６，１０８の管状コア５００が、長軸Ｘ周りで回動可能な心軸の周りに少なくとも１層の含浸(impregnated)炭素繊維コンポジット素材をラッピングすることで製造される。他の実施形態では、コア５００が、他の素材例えば押し出し又はウーブン合成素材又は金属によって形成される。
【００２８】
外素材５５０は、各アームセグメント１０６，１０８の美的アピールを向上させるべくコア５００の外面５０６に面し配置されている。外素材５５０は、少なくとも１層のコンポジット素材例えばアルミニウム被覆ガラス繊維エポキシプレプレグを含有している。ある実施形態では、外素材５５０が、Ｈｅｘｃｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＴｅｘａｌｉｕｍ（登録商標）とされる。ある実施形態では、この外層の素材の熱膨張係数（ＣＴＥ）の絶対値が、内側にあるコア５００を形成するコンポジット素材のＣＴＥに比べ十分に大きくされる。図６及び図７に、外素材５５０の組成を詳細に示す。外素材５５０は、第１方向を向く複数本の第１繊維５６０と、それとは別の第２方向を向く複数本の第２繊維５６２とを含んでいる。ある実施形態では、第１方向及び第２方向を互いに直交させる。外素材５５０の各層の繊維５６０，５６２は、例えばウーブン構成、ブレイデッド構成、無方向構成等、様々な方向に配置することができる。ある実施形態では、外素材５５０を構成する複数本の第１繊維５６０及び複数本の第２繊維５６２のうち一方が、長軸Ｘ（図６参照）に対し略同軸な方向へと向けられる。そうした実施形態では、複数本の第１繊維５６０及び複数本の第２繊維５６２のうち他方が、管状の外素材５５０の周囲及び長軸Ｘを取り巻く方向に沿いその繊維が延びるよう、円筒面に沿い指向される。他の実施形態では、図７に示すように、複数本の第１繊維５６０及び複数本の第２繊維５６２が、それら第１繊維５６０及び第２繊維５６２の両者が長軸Ｘに対し略４５°の角度で延びるよう配置されうる。
【００２９】
例示したアームセグメント１０８の断面は、図４に示すように、（例えば心軸からコア５００を取り外す前に）炭素繊維コア５００の周りに外素材５５０をラッピングすることにより形成される。第１実施形態では、外素材５５０は、アームセグメント１０８に対し真空減圧及び熱を作用させることでコア５００の外面５０６に接合される。外素材５５０は、複数本の第１繊維５６０及び複数本の第２繊維５６２が互いに且つ長軸Ｘに対し所要の向きとなるようコア５００の周りにラッピングされる。外素材５５０内で繊維５６０，５６２を直交配置すること及びそれらを長軸Ｘに対し相応の向きにすることで、捻れ効果を抑制且つ制限することができる。そのため、外素材５５０は、温度変化に応じコア５００に対しツイストすることがほとんどなくなる。環境温度の変化によりアーム１０４のエンコーダ２１４，２１６，２３４上にもたらされるトルクが低減又は排除されるので、ＡＡＣＭＭ１００の精度が向上する。
【００３０】
図８に示すように、外素材５５０を別体の部材５７０、例えば管状のスリーブ又はシェルにし、コア５００に対し摺動当接させるようにしてもよい。このスリーブ５７０は、内側にあるコア５００の全長に亘り又はその一部分に亘り延設することができる。外素材５５０がスリーブ５７０である構成では、コア５００の外面５０６が平滑化され、コア５００の外径が均一となる。外素材スリーブ５７０の内径は、動きばめ（ルーズフィット）が生じるよう、コア５００の外径より大きくしておく。外素材スリーブ５７０には、第１端５７２に面する第１部分５７４と、その逆側にある第２端５７８に面するよう第１部分５７４から延びる第２部分５７６とを設けることができる。ある実施形態では、スリーブ５７０の第１部分５７４が、コア５００の第１端５０２（図５参照）に連結する。スリーブ５７０の第１部分５７４のみをコア５００に連結することで、スリーブ５７０からの捻れ力が、コア５００の全長に亘ってではなく、スリーブ５７０とコア５００が連結されている部位のみでコア５００に作用することとなる。ある実施形態では、スリーブ５７０がコア５００の端５０２、即ちベアリングカートリッジ１１０，１１２，１１４の逆側にある（それに面していない）端に連結される。スリーブ５７０の第１部分５７４は、コア５００の第１端５０２に、ファスナ、熔接、接着剤、拡散接着、超音波熔接等の既知連結手段で連結することができる。ある実施形態では、第１部分５７４を、当該第１部分５７４がスリーブ５７０の残余部分に比し十分に小さくなるようスリーブ５７０の端５７２から所定長に亘り延設する。図１の構成では、アームセグメント１０８上のスリーブ５７０がベアリングカートリッジ対１１２の近傍でアームセグメント１０８のコンポジットコアに連結されている。アームセグメント１０６上のスリーブが、ベアリングカートリッジ対１１０の近傍でアームセグメント１０６のコンポジットコアに連結されている。ショートセグメント１０７は、金属要素例えばアルミニウムや鋼を覆う外スリーブを有している。ご理解頂けるように、コア５００に対するスリーブ５７０の連結位置は、反転させることもその組合せにすることもできる。
【００３１】
コア５００から別体のスリーブ５７０として外素材５５０を形成することで、繊維方向非直交により生じる外素材５５０のツイストからアームセグメント１０６，１０８のコア５００を更にアイソレートすることができる。そのスリーブ５７０により、更に、ＡＡＣＭＭ１００操作中にユーザによって引き起こされるトルクからコア５００をアイソレートし、マシンの精度を更に高めることができる。更に、スリーブ５７０をコア５００に対し可着脱連結することで、外素材スリーブ５７０が損傷したときに容易に交換することができる。また、ＡＡＣＭＭ１００の所望モデルに関連付けられるようスリーブ５７０の色を修飾することができる。
【００３２】
本発明について例示的実施形態を参照し説明してきたが、本件技術分野で習熟を積まれた方々（いわゆる当業者）にはご理解頂けるように、本発明の技術的範囲から逸脱することなく、諸実施形態の構成要素に関し、様々な変更を施すこと及び均等物に置換することが可能である。加えて、本発明の基本的な技術的範囲から逸脱することなく種々の変形を施し、本願記載の構成を特定の状況又は素材に適合させることができる。従って、本発明は、その実施のために熟慮されたベストモードとして記載の特定の実施形態へと限定されるべきものではなく、別紙特許請求の範囲記載の技術的範囲内に収まるあらゆる実施形態を包含すべきものである。更に、「第１」「第２」等の語は順序や重要性を示唆するためではなく、個々の要素を他の要素から区別するために使用されている。加えて、「ある」「１個の」等の語は量的制限を示唆するものではなく、その語によって参照されている事物が少なくとも１個存在することを表している。
【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】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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