JPH10185540A - 変換式３次元座標測定機 - Google Patents
変換式３次元座標測定機Info
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- JPH10185540A JPH10185540A JP9295273A JP29527397A JPH10185540A JP H10185540 A JPH10185540 A JP H10185540A JP 9295273 A JP9295273 A JP 9295273A JP 29527397 A JP29527397 A JP 29527397A JP H10185540 A JPH10185540 A JP H10185540A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transmission
- coordinate measuring
- control device
- transmission mechanism
- measuring system
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
- G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
- G01B5/008—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 多関節アーム体の自由度の数を変更でき、制
御装置の表示の確認や、制御装置から発せられる警告音
を聞き取りが容易なＣＭＭシステムを提供する。 【解決手段】 多関節アーム体１２を含んだ座標測定シ
ステム１０に関し、このアーム体１２はその先端のポジ
ションに対応した信号を発生させる複数の伝達機構部４
２、５４を含みこのアーム体１２に搭載された制御装置
１７はこの信号を受信してホストコンピュータ１８のた
めに処理する。いずれかの伝達機構部４２、５４が所定
の限界を越えて回転すると、制御装置１７は可聴音を発
生させイヤホンに提供するため、イヤホンジャック２１
が制御装置１７に提供されている。伝達機構部４２、５
４にスピーカを搭載することもでき伝達機構部４２、５
４を選択的にロックしてその回転を防止し、多関節アー
ム体１２の１自由度を奪うこともできる。
御装置の表示の確認や、制御装置から発せられる警告音
を聞き取りが容易なＣＭＭシステムを提供する。 【解決手段】 多関節アーム体１２を含んだ座標測定シ
ステム１０に関し、このアーム体１２はその先端のポジ
ションに対応した信号を発生させる複数の伝達機構部４
２、５４を含みこのアーム体１２に搭載された制御装置
１７はこの信号を受信してホストコンピュータ１８のた
めに処理する。いずれかの伝達機構部４２、５４が所定
の限界を越えて回転すると、制御装置１７は可聴音を発
生させイヤホンに提供するため、イヤホンジャック２１
が制御装置１７に提供されている。伝達機構部４２、５
４にスピーカを搭載することもでき伝達機構部４２、５
４を選択的にロックしてその回転を防止し、多関節アー
ム体１２の１自由度を奪うこともできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的に３次元座標
測定機（ＣＭＭ：three dimensional coordinatemeasur
ing machine）に関する。さらに特定すれば、本発明は
２種あるいは多種のアーム形態間で変換が可能な新規改
良型の３次元ＣＭＭに関する。
測定機（ＣＭＭ：three dimensional coordinatemeasur
ing machine）に関する。さらに特定すれば、本発明は
２種あるいは多種のアーム形態間で変換が可能な新規改
良型の３次元ＣＭＭに関する。
【０００２】
【従来の技術】物質界での全ての物体は容積を占有す
る。空間での物体のポジションは、長さ（縦）、幅
（横）及び高さで定義され、これらは専門用語ではしば
しばＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を利用して表される。これらＸ
値、Ｙ値及びＺ値は、長さ、幅及び高さ、すなわち３次
元の寸法を表示する。３次元物体はポジションとオリエ
ンテーション（配向性）とで記述される。すなわち、そ
の物体の位置ばかりでなく、どの方向に配向しているか
で表示される。空間における物体のオリエンテーション
は物体上の３点のポジションで定義することができる。
オリエンテーションは空間での物体の整合角（angles o
f alignment）でも記述することが可能である。これら
Ｘ軸値、Ｙ軸値並びにＺ軸値は３本の線尺度で最も簡単
に提供される。換言すれば、基準点からの縦、横及び高
さを測定すれば空間の点のポジションが得られる。
る。空間での物体のポジションは、長さ（縦）、幅
（横）及び高さで定義され、これらは専門用語ではしば
しばＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を利用して表される。これらＸ
値、Ｙ値及びＺ値は、長さ、幅及び高さ、すなわち３次
元の寸法を表示する。３次元物体はポジションとオリエ
ンテーション（配向性）とで記述される。すなわち、そ
の物体の位置ばかりでなく、どの方向に配向しているか
で表示される。空間における物体のオリエンテーション
は物体上の３点のポジションで定義することができる。
オリエンテーションは空間での物体の整合角（angles o
f alignment）でも記述することが可能である。これら
Ｘ軸値、Ｙ軸値並びにＺ軸値は３本の線尺度で最も簡単
に提供される。換言すれば、基準点からの縦、横及び高
さを測定すれば空間の点のポジションが得られる。
【０００３】現在の座標測定機あるいはＣＭＭは３本
の”物差し”で空間の物体を測定するものである。米国
フロリダ州レイク・メアリに所在するＦＡＲＯテクノロ
ジー・インク社（本発明の譲受人で本願の出願人）は一
連の医療分野用の電子角度計タイプ（electrogoniomete
r-type）のデジタル装置を提供してきた。特に、ＦＡＲ
Ｏテクノロジー・インク社は”ＭＥＴＲＥＣＯＭ（米国
登録商標）”で知られる骨格分析システムと、”ＳＵＲ
ＧＩＣＯＭ（商標）”で知られる手術用システムとを製
造してきた。ＭＥＴＲＥＣＯＭシステムとＳＵＲＧＩＣ
ＯＭシステムとに利用されている電子角度計タイプの装
置は米国特許第４，６７０，８５１号、第５，２５１，
１２７号、及び第５，３０５，２０３号に開示されてお
り、それら特許は全て本出願人に譲渡されており、それ
らの内容を本願に援用する。
の”物差し”で空間の物体を測定するものである。米国
フロリダ州レイク・メアリに所在するＦＡＲＯテクノロ
ジー・インク社（本発明の譲受人で本願の出願人）は一
連の医療分野用の電子角度計タイプ（electrogoniomete
r-type）のデジタル装置を提供してきた。特に、ＦＡＲ
Ｏテクノロジー・インク社は”ＭＥＴＲＥＣＯＭ（米国
登録商標）”で知られる骨格分析システムと、”ＳＵＲ
ＧＩＣＯＭ（商標）”で知られる手術用システムとを製
造してきた。ＭＥＴＲＥＣＯＭシステムとＳＵＲＧＩＣ
ＯＭシステムとに利用されている電子角度計タイプの装
置は米国特許第４，６７０，８５１号、第５，２５１，
１２７号、及び第５，３０５，２０３号に開示されてお
り、それら特許は全て本出願人に譲渡されており、それ
らの内容を本願に援用する。
【０００４】ポータブルタイプのＣＭＭは現在、リバー
スエンジニアリングや検査等を目的として物体の３次元
測定に利用されている。ポータブルＣＭＭシステムの１
例は本願出願人に譲渡されている米国特許第５，４０
２，５８２号に開示されており、その内容を本願に援用
する。図１（従来技術）に示されているように、この米
国特許第５，４０２，５８２号に開示された３次元測定
システムは一般的に、手動操作式多関節アーム体１２
と、支持体あるいは基礎部１４とで構成される座標測定
機（ＣＭＭ）１０と、コントローラあるいは制御装置
（serial box）１６と、ホストコンピュータ１８とを含
んでいる。このＣＭＭ１０は電子的に制御装置１６と連
結されており、この制御装置１６は電子的にホストコン
ピュータ１８と連結されている。
スエンジニアリングや検査等を目的として物体の３次元
測定に利用されている。ポータブルＣＭＭシステムの１
例は本願出願人に譲渡されている米国特許第５，４０
２，５８２号に開示されており、その内容を本願に援用
する。図１（従来技術）に示されているように、この米
国特許第５，４０２，５８２号に開示された３次元測定
システムは一般的に、手動操作式多関節アーム体１２
と、支持体あるいは基礎部１４とで構成される座標測定
機（ＣＭＭ）１０と、コントローラあるいは制御装置
（serial box）１６と、ホストコンピュータ１８とを含
んでいる。このＣＭＭ１０は電子的に制御装置１６と連
結されており、この制御装置１６は電子的にホストコン
ピュータ１８と連結されている。
【０００５】詳細は後述するが、ＣＭＭ１０は変換器
（transducer）（例：多関節アーム体の各自由度に対し
て１体の変換器）を含んでいる。変換器は回転ポジショ
ンデータを収集し、その基本データを制御装置１６へ提
供する。制御装置１６は複雑な計算を実行するホストコ
ンピュータ１８の処理負担を軽減するため予備的データ
操作を実行する。制御装置１６はＥＥＰＲＯＭＳを含ん
でおり、データ処理ソフトと、マイクロコンピュータプ
ロセッサーと、信号処理ボードと、いくつかの表示ラン
プ２０とを備えている。基本的な変換器データはＣＭＭ
１０から制御装置１６へと送られる。制御装置１６はリ
アルタイムで生の変換器データを処理し、ホストコンピ
ュータの要求に応えて３次元のポジションとオリエンテ
ーションとに関する情報を提供する。
（transducer）（例：多関節アーム体の各自由度に対し
て１体の変換器）を含んでいる。変換器は回転ポジショ
ンデータを収集し、その基本データを制御装置１６へ提
供する。制御装置１６は複雑な計算を実行するホストコ
ンピュータ１８の処理負担を軽減するため予備的データ
操作を実行する。制御装置１６はＥＥＰＲＯＭＳを含ん
でおり、データ処理ソフトと、マイクロコンピュータプ
ロセッサーと、信号処理ボードと、いくつかの表示ラン
プ２０とを備えている。基本的な変換器データはＣＭＭ
１０から制御装置１６へと送られる。制御装置１６はリ
アルタイムで生の変換器データを処理し、ホストコンピ
ュータの要求に応えて３次元のポジションとオリエンテ
ーションとに関する情報を提供する。
【０００６】図２に示すように、ＣＭＭ１０は、第１伝
達機構部４０と第２伝達機構部４２（第１伝達機構部に
横断的に連結）とを含む第１群の伝達機構部に連結され
た基礎部１４を含んでいる。第１延伸部４４は、第３伝
達機構部４６と、横断的に連結された第４伝達機構部４
８とを含んだ第２群の伝達機構部に固定式に搭載されて
いる。第１延伸部４４は伝達機構部４２と４６との間で
垂直に提供されている。第２延伸部５０は伝達機構部４
８と整合状態で固定式に連結されている。第２延伸部５
０は、第５伝達機構部５２と、横断的に連結された第６
伝達機構部５４とを含む第３群の伝達機構部に固定式に
連結されている。第５伝達機構部５４は（多関節アーム
体の）先端に探査機構部５６を備えている。ＣＭＭ１０
のさらなる詳細は米国特許第５，４０２，５８２号に開
示されており、その内容を本願に援用する。
達機構部４０と第２伝達機構部４２（第１伝達機構部に
横断的に連結）とを含む第１群の伝達機構部に連結され
た基礎部１４を含んでいる。第１延伸部４４は、第３伝
達機構部４６と、横断的に連結された第４伝達機構部４
８とを含んだ第２群の伝達機構部に固定式に搭載されて
いる。第１延伸部４４は伝達機構部４２と４６との間で
垂直に提供されている。第２延伸部５０は伝達機構部４
８と整合状態で固定式に連結されている。第２延伸部５
０は、第５伝達機構部５２と、横断的に連結された第６
伝達機構部５４とを含む第３群の伝達機構部に固定式に
連結されている。第５伝達機構部５４は（多関節アーム
体の）先端に探査機構部５６を備えている。ＣＭＭ１０
のさらなる詳細は米国特許第５，４０２，５８２号に開
示されており、その内容を本願に援用する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術のＣＭＭシス
テムはその意図した目的には即したものである。しか
し、これら従来システムの機能には弱点が含まれてい
る。１つの弱点は多関節アーム体の自由度の数を変更す
ることができないことである。また、制御装置の表示の
確認や、制御装置から発せられる警告音を聞き取りが困
難である。よって、実用的であって、改良型の精密で低
価格のＣＭＭの提供が望まれる。
テムはその意図した目的には即したものである。しか
し、これら従来システムの機能には弱点が含まれてい
る。１つの弱点は多関節アーム体の自由度の数を変更す
ることができないことである。また、制御装置の表示の
確認や、制御装置から発せられる警告音を聞き取りが困
難である。よって、実用的であって、改良型の精密で低
価格のＣＭＭの提供が望まれる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】従来技術に関わる前述及
び他の弱点は本発明の変換式座標測定システムによって
克服あるいは軽減される。本発明の座標測定システム
は、先端部のポジションに対応した信号を提供するため
に複数の伝達機構部を備えた多関節アーム体を含んでい
る。この多関節アーム体に直載された制御装置はこれら
複数の伝達機構部から信号を受領し、ホストコンピュー
タのためにその信号を処理する。この制御装置は、いず
れかの伝達機構部が所定の限度を越えて回転すると警告
音を発生する。その制御装置にはイヤホンジャックが提
供されている。これら伝達機構部にスピーカを搭載する
こともできる。これら伝達機構部を選択的にロックして
回転を防止し、その多関節アーム体の自由度の１つを奪
うこともできる。
び他の弱点は本発明の変換式座標測定システムによって
克服あるいは軽減される。本発明の座標測定システム
は、先端部のポジションに対応した信号を提供するため
に複数の伝達機構部を備えた多関節アーム体を含んでい
る。この多関節アーム体に直載された制御装置はこれら
複数の伝達機構部から信号を受領し、ホストコンピュー
タのためにその信号を処理する。この制御装置は、いず
れかの伝達機構部が所定の限度を越えて回転すると警告
音を発生する。その制御装置にはイヤホンジャックが提
供されている。これら伝達機構部にスピーカを搭載する
こともできる。これら伝達機構部を選択的にロックして
回転を防止し、その多関節アーム体の自由度の１つを奪
うこともできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】当業技術者であれば本発明の前述
及び他の特徴と利点とを以下の詳細な説明と図面とから
理解しよう。
及び他の特徴と利点とを以下の詳細な説明と図面とから
理解しよう。
【００１０】図３には本発明の１実施例による３次元測
定システムが示されており、多関節アーム体１２、制御
装置１７及びホストコンピュータ１８を含んでいる。図
３と図４とに示すように、この制御装置１７は第２伝達
機構部４２に搭載されている。この制御装置１７は従来
の制御装置１６とは異なってデジタル信号処理電子機器
を含んでおり、全体サイズが縮減されている。このサイ
ズの縮減によって制御装置１７の多関節アーム体１２
（好適には第２伝達機構部４２）への直載が可能であ
る。この直載によって操作員は多関節アーム体を回転さ
せながら制御装置１７のＬＥＤ２０による表示を観察す
ることができる。図１に示す従来システムにおいては、
操作員は多関節アーム体１２を操作しながら制御装置の
ＬＥＤ表示を見ることは困難であった。図３と図４とに
示す本発明の座標測定システムにおいては制御装置１７
は多関節アーム体１２と共に回転するため、操作員は常
にＬＥＤ表示２０を観察することができる。
定システムが示されており、多関節アーム体１２、制御
装置１７及びホストコンピュータ１８を含んでいる。図
３と図４とに示すように、この制御装置１７は第２伝達
機構部４２に搭載されている。この制御装置１７は従来
の制御装置１６とは異なってデジタル信号処理電子機器
を含んでおり、全体サイズが縮減されている。このサイ
ズの縮減によって制御装置１７の多関節アーム体１２
（好適には第２伝達機構部４２）への直載が可能であ
る。この直載によって操作員は多関節アーム体を回転さ
せながら制御装置１７のＬＥＤ２０による表示を観察す
ることができる。図１に示す従来システムにおいては、
操作員は多関節アーム体１２を操作しながら制御装置の
ＬＥＤ表示を見ることは困難であった。図３と図４とに
示す本発明の座標測定システムにおいては制御装置１７
は多関節アーム体１２と共に回転するため、操作員は常
にＬＥＤ表示２０を観察することができる。
【００１１】図１に示す従来システムにおいては、いず
れかの伝達機構部が２度以内で回転限度に接近した場
合、制御装置１６は警告ランプで表示し、警告音を発生
させてユーザに限界に接近しすぎていることを知らせ、
多関節アーム体のオリエンテーションの調整が必要であ
ることを知らせた。実際の利用状況においてはこの制御
装置１６からの警告音を聞き取ることは困難である。こ
の問題に対処するため、本発明の制御装置１７にはイヤ
ホンジャック２１と音量調整器２３とが提供されてい
る。発生される可聴音警告信号はこのイヤホンジャック
に提供される。騒音が激しい利用環境であればユーザは
イヤホンを利用して警音を聞き取ることができる。この
音量調整器を使用してイヤホンジャック２１での音量調
整も可能である。
れかの伝達機構部が２度以内で回転限度に接近した場
合、制御装置１６は警告ランプで表示し、警告音を発生
させてユーザに限界に接近しすぎていることを知らせ、
多関節アーム体のオリエンテーションの調整が必要であ
ることを知らせた。実際の利用状況においてはこの制御
装置１６からの警告音を聞き取ることは困難である。こ
の問題に対処するため、本発明の制御装置１７にはイヤ
ホンジャック２１と音量調整器２３とが提供されてい
る。発生される可聴音警告信号はこのイヤホンジャック
に提供される。騒音が激しい利用環境であればユーザは
イヤホンを利用して警音を聞き取ることができる。この
音量調整器を使用してイヤホンジャック２１での音量調
整も可能である。
【００１２】このイヤホンジャック２１と音量調整器２
３とに加えて、多関節アーム体１２は伝達機構部のキャ
ップに選択的にスピーカを搭載させることができる。図
６はスピーカ搭載キャップ７０を断面図で示している。
このスピーカ搭載キャップ７０は開口端部７１と閉鎖端
部７３とを含んでいる。スピーカ搭載キャップ７０の内
部には円形凹部７２が閉鎖端部７３に形成されている。
この円形凹部７２は図８に示すようにスピーカ７５を受
領する。複数の小孔７６が閉鎖端部７３に形成されてい
る。これら小孔７６はスピーカ７５に装着された搭載フ
ランジ７７に形成された穴とそれぞれ整合している（図
８）。搭載フランジ７７の穴から小孔７６にネジが挿入
され、スピーカ７５をスピーカ搭載キャップ７０に搭載
する。スピーカ７５のスピーカ搭載キャップ７０への搭
載前に１枚の布切れ（例：フェルト）７８が円形凹部７
２に配置される。２本のスピーカワイヤー（図８の７
１）はコネクタ７９まで延びており、スピーカ７５の作
動のための信号を提供する。図５に示すように、スピー
カ搭載キャップ７０の閉鎖端部７３には複数の開口部７
４が提供されており、スピーカ７５からの警告音を外部
に向かって発生させる。図７は開口端部７１から見たス
ピーカ搭載キャップ７０の端部図である。
３とに加えて、多関節アーム体１２は伝達機構部のキャ
ップに選択的にスピーカを搭載させることができる。図
６はスピーカ搭載キャップ７０を断面図で示している。
このスピーカ搭載キャップ７０は開口端部７１と閉鎖端
部７３とを含んでいる。スピーカ搭載キャップ７０の内
部には円形凹部７２が閉鎖端部７３に形成されている。
この円形凹部７２は図８に示すようにスピーカ７５を受
領する。複数の小孔７６が閉鎖端部７３に形成されてい
る。これら小孔７６はスピーカ７５に装着された搭載フ
ランジ７７に形成された穴とそれぞれ整合している（図
８）。搭載フランジ７７の穴から小孔７６にネジが挿入
され、スピーカ７５をスピーカ搭載キャップ７０に搭載
する。スピーカ７５のスピーカ搭載キャップ７０への搭
載前に１枚の布切れ（例：フェルト）７８が円形凹部７
２に配置される。２本のスピーカワイヤー（図８の７
１）はコネクタ７９まで延びており、スピーカ７５の作
動のための信号を提供する。図５に示すように、スピー
カ搭載キャップ７０の閉鎖端部７３には複数の開口部７
４が提供されており、スピーカ７５からの警告音を外部
に向かって発生させる。図７は開口端部７１から見たス
ピーカ搭載キャップ７０の端部図である。
【００１３】このスピーカ搭載キャップ７０をどの伝達
機構部に搭載してもよい。図４に示すように本例では、
スピーカ７５が搭載されたスピーカ搭載キャップ７０は
第６伝達機構部５４に存在する。この第６伝達機構部５
４は多関節アーム体１２を操作する操作員に最も近いの
で、操作員には警告音が最も聞きやすい。この多関節ア
ーム体１２に複数のスピーカ搭載キャップ７０を提供し
て操作員にさらに警音を聞きやすくすることもできる。
機構部に搭載してもよい。図４に示すように本例では、
スピーカ７５が搭載されたスピーカ搭載キャップ７０は
第６伝達機構部５４に存在する。この第６伝達機構部５
４は多関節アーム体１２を操作する操作員に最も近いの
で、操作員には警告音が最も聞きやすい。この多関節ア
ーム体１２に複数のスピーカ搭載キャップ７０を提供し
て操作員にさらに警音を聞きやすくすることもできる。
【００１４】図９から図１１にかけて、米国特許願第０
８／３９８，５９２号に開示された３種の基本的なアー
ム形態が示されている。この出願内容を本願に援用す
る。これらの２種のアーム形態は多関節アーム体１２に
６自由度を提供し、残りの１種は７自由度を提供する。
これら各形態は対象物体によって、あるいは実行する機
能や操作によって異なる機能及び／又は操作をそれぞれ
提供する。
８／３９８，５９２号に開示された３種の基本的なアー
ム形態が示されている。この出願内容を本願に援用す
る。これらの２種のアーム形態は多関節アーム体１２に
６自由度を提供し、残りの１種は７自由度を提供する。
これら各形態は対象物体によって、あるいは実行する機
能や操作によって異なる機能及び／又は操作をそれぞれ
提供する。
【００１５】このような多関節アーム体は人体の腕機能
に例えられよう。多関節アーム体は、人体の肩に相当す
る基礎部１４と、肘に相当する延伸部４４と５０との間
の構造部（図３と図４）、手首に相当する探査機構部５
６とを有している。各アーム形態において、基礎部１４
は回転矢印４２０と４２２とで示される２自由度を提供
する。図９のデザインでは、肩−肘−手首の自由度（２
−２−２）で表される２自由度をそれぞれの伝達機構部
に有しており、探査が困難な箇所でも容易に探査を実行
する。一方、図１０のデザインでは、肩での２自由度
と、肘での１自由度と、手首での３自由度とが提供され
る。探査部（手首）での３自由度の回転は対象物体の完
全なオリエンテーションとポジションとの探査（非直線
探査）を可能にする。第３の多関節アーム形態（図１
１）は前記の２種のアーム形態の利点を併せ有してお
り、７自由度（２−２−３）を提供する。
に例えられよう。多関節アーム体は、人体の肩に相当す
る基礎部１４と、肘に相当する延伸部４４と５０との間
の構造部（図３と図４）、手首に相当する探査機構部５
６とを有している。各アーム形態において、基礎部１４
は回転矢印４２０と４２２とで示される２自由度を提供
する。図９のデザインでは、肩−肘−手首の自由度（２
−２−２）で表される２自由度をそれぞれの伝達機構部
に有しており、探査が困難な箇所でも容易に探査を実行
する。一方、図１０のデザインでは、肩での２自由度
と、肘での１自由度と、手首での３自由度とが提供され
る。探査部（手首）での３自由度の回転は対象物体の完
全なオリエンテーションとポジションとの探査（非直線
探査）を可能にする。第３の多関節アーム形態（図１
１）は前記の２種のアーム形態の利点を併せ有してお
り、７自由度（２−２−３）を提供する。
【００１６】前述のように、これら３種の形態のいずれ
も肩（基礎部１４）で２自由度を有している。図９にお
いては、肘での２自由度は回転矢印４２４と４２６とで
示されており、手首５６での２自由度は回転矢印４２８
と４３０とで示されている。図１０においては、肘の１
自由度は回転矢印４３２で示されており、手首での３自
由度は回転矢印４３４、４３６及び４３８で示されてい
る。図１１においては、肘での２自由度は回転矢印４４
０と４４２とで示されており、手首での３自由度は回転
矢印４４４、４４６及び４４８で示されている。これら
アーム形態のさらなる詳細は米国特許願第０８／３９
８，５９２号に示されており、その内容を本願に援用す
る。
も肩（基礎部１４）で２自由度を有している。図９にお
いては、肘での２自由度は回転矢印４２４と４２６とで
示されており、手首５６での２自由度は回転矢印４２８
と４３０とで示されている。図１０においては、肘の１
自由度は回転矢印４３２で示されており、手首での３自
由度は回転矢印４３４、４３６及び４３８で示されてい
る。図１１においては、肘での２自由度は回転矢印４４
０と４４２とで示されており、手首での３自由度は回転
矢印４４４、４４６及び４４８で示されている。これら
アーム形態のさらなる詳細は米国特許願第０８／３９
８，５９２号に示されており、その内容を本願に援用す
る。
【００１７】それら各々のアーム形状はそれぞれに利点
を提供する。例えば、”２−１−３”アーム形態は３次
元での物体の位置の確認と、リバースエンジニアリング
に好適である。優れたフレキシビリティを要する場合に
は、”２−２−２”形態の多関節アーム体１２が多用さ
れる。これら全ての要求を同時に満たすには、１形態か
ら他形態に変換できる多関節アーム体の提供が望まし
い。
を提供する。例えば、”２−１−３”アーム形態は３次
元での物体の位置の確認と、リバースエンジニアリング
に好適である。優れたフレキシビリティを要する場合に
は、”２−２−２”形態の多関節アーム体１２が多用さ
れる。これら全ての要求を同時に満たすには、１形態か
ら他形態に変換できる多関節アーム体の提供が望まし
い。
【００１８】図１２は本発明に従った伝達ロック装置の
分解図である。この伝達機構は、伝達ケース収納部８０
と伝達ケースシャフト９０とを備えた伝達ケースを含ん
でいる。伝達ケース収納部８０と伝達ケースシャフト９
０とは相対的に回転して１自由度を提供する。本発明
は、伝達ケースシャフト９０に対する伝達ケース収納部
８０の相対的な回転をロックするロック機構である伝達
ロック装置を提供する。このロック装置は多関節アーム
体の伝達機構部に選択的に使用することができ、選択的
にその自由度を制限する。このロック機構は、伝達ケー
ス収納部８０と伝達ケースシャフト９０の周辺にそれぞ
れ形成された凹部８２と９２とに係合する係止部１１０
を含んでいる。係止部１１０からは柱体１１２が延び出
ており、ユーザが圧力をかけて係止部１１０を移動させ
る表面を提供している。
分解図である。この伝達機構は、伝達ケース収納部８０
と伝達ケースシャフト９０とを備えた伝達ケースを含ん
でいる。伝達ケース収納部８０と伝達ケースシャフト９
０とは相対的に回転して１自由度を提供する。本発明
は、伝達ケースシャフト９０に対する伝達ケース収納部
８０の相対的な回転をロックするロック機構である伝達
ロック装置を提供する。このロック装置は多関節アーム
体の伝達機構部に選択的に使用することができ、選択的
にその自由度を制限する。このロック機構は、伝達ケー
ス収納部８０と伝達ケースシャフト９０の周辺にそれぞ
れ形成された凹部８２と９２とに係合する係止部１１０
を含んでいる。係止部１１０からは柱体１１２が延び出
ており、ユーザが圧力をかけて係止部１１０を移動させ
る表面を提供している。
【００１９】ロックが作動していない状態では、係止部
１１０は伝達ケース収納部８０に形成された凹部８２内
に存在し、伝達ケースシャフト９０に形成された凹部９
２内とは係合していない。係止部１１０が伝達ケースシ
ャフト９０方向に移動すると、係止部１１０は凹部８２
と９２の両方に係合する。この係合で伝達ケース収納部
８０は伝達ケースシャフト９０からの回転は防止され、
多関節アーム対の１自由度が奪われる。図１３は伝達ケ
ース収納部８０の端部図であり、図１４は凹部８２の拡
大図である。凹部８２は縁部に肩部８４を含んでおり、
係止部１１０の脱落を防止する。一方、図１５と図１６
とに示すように、伝達ケースシャフト９０も縁部に肩部
９４を有した凹部９２を含んでおり、係止部１１０の脱
落を防止している。
１１０は伝達ケース収納部８０に形成された凹部８２内
に存在し、伝達ケースシャフト９０に形成された凹部９
２内とは係合していない。係止部１１０が伝達ケースシ
ャフト９０方向に移動すると、係止部１１０は凹部８２
と９２の両方に係合する。この係合で伝達ケース収納部
８０は伝達ケースシャフト９０からの回転は防止され、
多関節アーム対の１自由度が奪われる。図１３は伝達ケ
ース収納部８０の端部図であり、図１４は凹部８２の拡
大図である。凹部８２は縁部に肩部８４を含んでおり、
係止部１１０の脱落を防止する。一方、図１５と図１６
とに示すように、伝達ケースシャフト９０も縁部に肩部
９４を有した凹部９２を含んでおり、係止部１１０の脱
落を防止している。
【００２０】図１７は本発明の別実施例による伝達ケー
スシャフト９０の端部図である。この実施例において、
伝達ケースシャフト９０は周辺に沿って形成された複数
の凹部９２を含んでいる。これで伝達ケースの多様なポ
ジションでのロックが可能となる。伝達ケースシャフト
９０に１個の凹部を提供し、伝達ケース収納部８０に多
数の凹部を提供しても多様なロックポジションが提供で
きる。
スシャフト９０の端部図である。この実施例において、
伝達ケースシャフト９０は周辺に沿って形成された複数
の凹部９２を含んでいる。これで伝達ケースの多様なポ
ジションでのロックが可能となる。伝達ケースシャフト
９０に１個の凹部を提供し、伝達ケース収納部８０に多
数の凹部を提供しても多様なロックポジションが提供で
きる。
【００２１】図１２から図１７に示す実施例において
は、凹部８２と９２は台形形状を有しており、係止部１
１０も対応する台形断面を有している。この台形形状に
よって係止部１１０の凹部８２と９２とからの不慮的な
脱落が防止される。本発明には他のロッキング機構でも
利用が可能であり、図１２から図１７に示す台形形状に
は限定されない。例えば、係止部１１０を円柱体とし、
伝達ケース収納部８０と伝達ケースシャフト９０とに提
供される円柱凹部と係合させることもできる。
は、凹部８２と９２は台形形状を有しており、係止部１
１０も対応する台形断面を有している。この台形形状に
よって係止部１１０の凹部８２と９２とからの不慮的な
脱落が防止される。本発明には他のロッキング機構でも
利用が可能であり、図１２から図１７に示す台形形状に
は限定されない。例えば、係止部１１０を円柱体とし、
伝達ケース収納部８０と伝達ケースシャフト９０とに提
供される円柱凹部と係合させることもできる。
【００２２】本発明は多関節アーム体の伝達機構部を選
択的にロックさせ、その自由度の１つを制限することが
できる。これで図１１に示す多関節アーム体を、例え
ば、”２−２−３”形態から”２−１−３”形態へと変
換することができる。もちろん、場合によっては他のロ
ック装置を作動させて別の伝達機構部から１つの自由度
を奪うこともできる。本発明のロック装置はそのアーム
形態とは無関係に多関節アーム体のどの伝達機構部に対
してでも利用が可能である。
択的にロックさせ、その自由度の１つを制限することが
できる。これで図１１に示す多関節アーム体を、例え
ば、”２−２−３”形態から”２−１−３”形態へと変
換することができる。もちろん、場合によっては他のロ
ック装置を作動させて別の伝達機構部から１つの自由度
を奪うこともできる。本発明のロック装置はそのアーム
形態とは無関係に多関節アーム体のどの伝達機構部に対
してでも利用が可能である。
【００２３】以上、好適実施例を利用して本発明を説明
してきたが、本発明の精神と範囲内でそれらに多様な改
良と変更とが可能であろう。よって、本明細書はそれら
実施例を本発明の説明のみを目的として解説しており、
発明の限定を目的とはしていない。
してきたが、本発明の精神と範囲内でそれらに多様な改
良と変更とが可能であろう。よって、本明細書はそれら
実施例を本発明の説明のみを目的として解説しており、
発明の限定を目的とはしていない。
【００２４】
【発明の説明】本発明のＣＭＭシステムは、先端部のポ
ジションに対応した信号を提供するために複数の伝達機
構部を備えた多関節アーム体を含んでいる。この多関節
アーム体に直載された制御装置はこれら複数の伝達機構
部から信号を受領し、ホストコンピュータのためにその
信号を処理する。この制御装置は、いずれかの伝達機構
部が所定の限度を越えて回転すると警告音を発生する。
その制御装置にはイヤホンジャックが提供されている。
これら伝達機構部にスピーカを搭載することもできる。
これら伝達機構部を選択的にロックして回転を防止し、
その多関節アーム体の自由度の１つを奪うこともでき
る。
ジションに対応した信号を提供するために複数の伝達機
構部を備えた多関節アーム体を含んでいる。この多関節
アーム体に直載された制御装置はこれら複数の伝達機構
部から信号を受領し、ホストコンピュータのためにその
信号を処理する。この制御装置は、いずれかの伝達機構
部が所定の限度を越えて回転すると警告音を発生する。
その制御装置にはイヤホンジャックが提供されている。
これら伝達機構部にスピーカを搭載することもできる。
これら伝達機構部を選択的にロックして回転を防止し、
その多関節アーム体の自由度の１つを奪うこともでき
る。
【００２５】このため、本発明のＣＭＭシステムにあっ
ては、従来技術のＣＭＭシステムにおける多関節アーム
体の自由度の数を変更することができない、制御装置の
表示の確認や、制御装置から発せられる警告音の聞き取
りが困難であるといった弱点を克服することができ、改
良型の精密で低価格のＣＭＭシステムとなっている。
ては、従来技術のＣＭＭシステムにおける多関節アーム
体の自由度の数を変更することができない、制御装置の
表示の確認や、制御装置から発せられる警告音の聞き取
りが困難であるといった弱点を克服することができ、改
良型の精密で低価格のＣＭＭシステムとなっている。
【図１】 図１は、座標測定機、コントローラ及びホス
トコンピュタを含んだ従来のＣＭＭシステムを示す正面
図である。
トコンピュタを含んだ従来のＣＭＭシステムを示す正面
図である。
【図２】 図２は、図１のＣＭＭシステムの多関節アー
ム体を延伸した状態を示す一部断面図である。
ム体を延伸した状態を示す一部断面図である。
【図３】 図３は、本発明の１実施例による、座標測定
機、制御装置及びホストコンピュータを含んだ３次元測
定システムを示す正面図である。
機、制御装置及びホストコンピュータを含んだ３次元測
定システムを示す正面図である。
【図４】 図４は、図３のＣＭＭシステムの多関節アー
ム体を延伸した状態を示す一部断面図である。
ム体を延伸した状態を示す一部断面図である。
【図５】 図５は、本発明の１実施例のスピーカを含ん
だスピーカ搭載キャップを示している。
だスピーカ搭載キャップを示している。
【図６】 図６は、本発明の１実施例のスピーカを含ん
だスピーカ搭載キャップを示している。
だスピーカ搭載キャップを示している。
【図７】 図７は、本発明の１実施例のスピーカを含ん
だスピーカ搭載キャップを示している。
だスピーカ搭載キャップを示している。
【図８】 図８は、スピーカを搭載した図５から図７の
スピーカ搭載キャップの断面図である。
スピーカ搭載キャップの断面図である。
【図９】 図９は、”２−２−２”形態で６自由度を有
した多関節アーム体の略式正面図である。
した多関節アーム体の略式正面図である。
【図１０】 図１０は、”２−１−３”形態で６自由度
を有した多関節アーム体の略式正面図である。
を有した多関節アーム体の略式正面図である。
【図１１】 図１１は、”２−２−３”形態で７自由度
を有した多関節アーム体の略式正面図である。
を有した多関節アーム体の略式正面図である。
【図１２】 図１２は、ロック装置の分解図である。
【図１３】 図１３は、伝達ケース収容部の端部図であ
る。
る。
【図１４】 図１４は、図１３の伝達ケース収容部の一
部拡大図である。
部拡大図である。
【図１５】 図１５は、伝達ケースシャフトの端部図で
ある。
ある。
【図１６】 図１６は、図１５の伝達ケースシャフトの
一部拡大図である。
一部拡大図である。
【図１７】 図１７は、別例の伝達ケースシャフトの端
部図である。
部図である。
１２・・・多関節アーム体 １７・・・制御装置 １８・・・ホストコンピュータ ４２・・・第２伝達機構部 ５４・・・第６伝達機構部
Claims (15)
- 【請求項１】 座標測定システムであって、 先端と、その先端のポジションを示す信号を発生させる
複数の伝達機構部とを有した多関節アーム体と、 その多関節アーム体に搭載されており、それら伝達機構
部から発生された信号を処理する制御装置と、を含んで
いることを特徴とする座標測定システム。 - 【請求項２】 前記制御装置は前記複数の伝達機構部の
いずれかに搭載されていることを特徴とする請求項１記
載の座標測定システム。 - 【請求項３】 前記制御装置は表示部を含んでいること
を特徴とする請求項１記載の座標測定システム。 - 【請求項４】 座標測定システムであって、 先端と、その先端のポジションを示す信号を発生させる
複数の伝達機構部とを有した多関節アーム体と、 それら伝達機構部から発生された信号を処理し、それら
伝達機構部のいずれかが所定限度を越えて回転するとき
に可聴音を発生させる制御装置と、を含んでいることを
特徴とする座標測定システム。 - 【請求項５】 前記制御装置は、前記可聴音に対応した
可聴音信号を受信するイヤホンジャックを含んでいるこ
とを特徴とする請求項４記載の座標測定システム。 - 【請求項６】 前記制御装置は、前記イヤホンジャック
での可聴音の音量を制御する音量調整器をさらに含んで
いることを特徴とする請求項５記載の座標測定システ
ム。 - 【請求項７】 前記可聴音を発生させるために前記伝達
機構部のいずれかに搭載されたスピーカをさらに含んで
いることを特徴とする請求項４記載の座標測定システ
ム。 - 【請求項８】 前記スピーカを搭載した伝達機構部はそ
のスピーカに近接して開口部を有していることを特徴と
する請求項７記載の座標測定システム。 - 【請求項９】 座標測定アーム体に使用される伝達機構
部であって、 伝達ケース収納部と、 伝達ケースシャフトと、 それら伝達ケース収納部及び伝達ケースシャフトと選択
的に係合して両者の相対的な回転を防止する係止部と、
を含んでいることを特徴とする伝達機構部。 - 【請求項１０】 前記伝達ケース収納部は少なくとも１
個の凹部を有しており、 前記伝達ケースシャフトは少なくとも１個の凹部を有し
ており、 前記伝達機構部がロックされた状態では前記係止部はそ
れら両方の凹部内に存在し、その伝達機構部がロックさ
れていない状態ではその係止部はそれらの一方の凹部内
にのみ存在することを特徴とする請求項９記載の伝達機
構部。 - 【請求項１１】 前記係止部から延び出た柱体をさらに
含んでいることを特徴とする請求項１０記載の伝達機構
部。 - 【請求項１２】 前記伝達ケースシャフトは複数の凹部
を有していることを特徴とする請求項１０記載の伝達機
構部。 - 【請求項１３】 前記伝達ケース収納部は複数の凹部を
有していることを特徴とする請求項１０記載の伝達機構
部。 - 【請求項１４】 前記伝達ケース収納部の凹部と、前記
伝達ケースシャフトの凹部と、前記係止部とはそれぞれ
台形断面形状を有していることを特徴とする請求項９記
載の伝達機構部。 - 【請求項１５】 座標測定システムに使用される多関節
アーム体であって、 第１数の自由度を有した第１アーム形態と第２数の自由
度を有した第２アーム形態との間で選択的な変換を可能
にする少なくとも１体のロック装置を含んでいることを
特徴とする多関節アーム体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/747600 | 1996-11-12 | ||
| US08/747,600 US5926782A (en) | 1996-11-12 | 1996-11-12 | Convertible three dimensional coordinate measuring machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10185540A true JPH10185540A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=25005818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9295273A Pending JPH10185540A (ja) | 1996-11-12 | 1997-10-28 | 変換式３次元座標測定機 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5926782A (ja) |
| EP (1) | EP0841533A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10185540A (ja) |
| CA (1) | CA2220614A1 (ja) |
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