本發明專利技術涉及一種用于在可預定的位置處標記或處理表面的裝置（１；１’），該裝置包括：可用手操作的標記或處理工具（２）；可手動操作的關節臂（３），所述關節臂具有由關節（１４至１６）可樞轉地連接的至少兩個臂部（１０，１２，１３）、位于所述臂（３）的一個端部（２１）處用于可釋放地安裝所述工具（２）的裝配部（７）以及用于測量所述關節（１４至１６）的定位的傳感器（１９）；以及用于利用所述傳感器（１９）的輸出信號計算并指示所述工具（２）的位置的位置指示單元（４）。本發明專利技術還涉及用于標記或處理表面的裝置（１；１’）所用的工具（２）和關節臂（３）。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于在可預定的位置處標記或處理表面的裝置，以及這種裝置所 用的工具和關節臂。
技術介紹
在表面處理中，始終存在對精確標記和處理表面的需要。例如，當鉆孔時，采用測 量工具找到應該鉆孔的位置。在今天的解決方案中，使用不同種類的測量工具以找到這種 位置并且在實際鉆孔之前對孔進行標記。采用的測量工具通常是卷尺或激光儀。因此，在 鉆孔可以進行之前存在需要的許多手工作業。而且當用手鋸或豎鋸鋸切時，通常需要遵循一些線或標記，以便在正確的位置鋸 切。正如以上所述，存在在鋸切之前在對象的表面上形成適當的標記或線所必需的若干個步驟。在另一個實例中，表面被研磨、磨砂或刨平。在某些間隔處測量表面，并且根據測 量結果，繼續或結束研磨、砂磨或者刨平。這些重復測量也耗費大量時間。這同樣適用于刳刨機。為了建立軌跡，必須執行若干個測量步驟以便產生正確的 路徑。因此，在表面可以被標記或處理之前必需完成若干個測量步驟。這需要使用附加 的工具并且耗費大量的時間。而且有時測量不夠精確。
技術實現思路
因此本專利技術的目的在于提供一種用于標記或處理表面的裝置，該裝置能夠更精 確、更迅速地完成任務并且不需要另外的測量儀表和測量步驟，并提供用于這種裝置的工 具和關節臂。本專利技術在其各個方面是如所附權利要所述。用于在可預定位置處標記或處理表面的所述裝置包括可用手操作的標記或處理 工具；可手動操作的、無支撐的關節臂，所述關節臂具有由關節可樞轉地連接的至少兩個臂 部、位于所述臂的遠端用于可釋放地安裝所述工具的裝配部、和用于測量所述關節的定位 的傳感器，其中至少在第一操作模式中，所述關節提供基本上無阻力并且無支撐力的旋轉 可動性；以及位置指示單元，所述位置指示單元用于利用所述傳感器的輸出信號計算并指 示用于所述工具的位置。所述裝置是坐標測量機和用于標記或處理表面的工具的特別有利的結合。現有技 術中眾所周知具有關節臂的坐標測量機。其通常包括附接于關節臂的一端的測頭，其中所 述測頭在其遠側的自由端裝備有紅寶石球。為了測量對象的坐標，使紅寶石球接觸對象并 且也可以使紅寶石球沿對象的表面移動。因此對象的坐標由紅寶石球從已知的基準點的位 移計算。測量出的坐標優選地可以與模型或圖樣比較。通過標準坐標測量機，對象的表面 不會以任何方式改變。本專利技術的思想在于將用于標記或處理表面的工具附接于坐標測量機的關節臂。所 述裝置連續確定所述工具的位置并且通知用戶與預定位置的任何偏離。因此，用戶能夠立 即實施其標記或表面處理任務而不必預先測量表面并且在預定位置將標記施加至對象。在優選實施方式中，所述裝配部包括解耦元件。設置所述解耦元件以保護所述關 節臂的傳感器。所述傳感器優選地是光學傳感器，例如角度編碼器，所述光學傳感器對運動 敏感，因而可容易被所述工具產生的強烈振動或扭轉破壞。所述解耦元件可以是阻尼元件。所述阻尼元件大大地減小可能由所述工具引起的 任何振動或突然運動。所述阻尼元件可以是優選地由橡膠或硅膠制成的彈性元件。所述彈 性元件可以是環形的。在另一個優選實施方式中，所述解耦元件是連接元件，所述連接元件能局部鎖定， 以使所述工具的運動僅具有一個自由度。一旦所述工具已經到達預定位置這種解耦元件就 可以被接合，以便執行某一任務，例如鉆孔。假如所述關節臂和附接于所述臂的傳感器不會 遭受沿鉆孔方向推動鉆孔機所需的力，則是非常有利的，否則位置讀取精度將被削弱并且 所述臂的傳感器將不受保護。根據另一個優選實施方式，所述臂包括若干個關節，其中，至少在所述第一操作模 式中，所有的關節都提供基本上無阻力并且無支撐力的旋轉可動性。具體地，例如在第二操 作模式中，所述關節中的至少一個關節的剛度也可以被調整。為所述臂提供若干個關節使 所述臂能在更大范圍內以更大的自由度運動。優選地，所述工具能以六個自由度運動。所 述關節的剛度可以在能自由運動至根本不能動的界限內調整。根據選擇的剛度，所述臂也 能在希望的位置處支撐工具，即所述臂將起工具保持件的作用。然而，在為關節選擇剛性調 整的情況下，例如因為粘滑效應，不能保證關節定位的精確測量。因此，根據專利技術，如從一般 類型的關節臂CMM已知，至少在一個操作模式中，所述臂的關節提供臂部相對于彼此基本 上無阻力并且無支撐力的旋轉可動性。根據更具體的實施方式，例如在第三操作模式中，所述臂的所述關節也可以有選 擇地鎖定以便將所述遠端和在所述遠端處安裝于裝配部的工具的可動性限制到一個或一 些特定的希望的自由度，特別是限制至一平面。這使用戶能夠距墻壁預定距離或在地面上 方的預定距離處移動所述工具。所述工具可以是標記器或電動工具，特別是鉆孔機、鋸床、磨床、砂光機、刨機或刳 刨機。所有這些工具都需要精確定位和優選地還需要適當的方位對準，以便以希望的方式 標記或成形表面。優選地，可以利用快速裝配連接器將所述工具安裝于所述裝配部。所述工具因而 可以用另一個工具快速地更換以便繼續作業。所述快速裝配連接器可以包括用于將電功率供應給所述工具的電聯接器。因此， 一旦所述工具已被連接至所述裝配部，它也將被供應電功率。不再需要插上所述工具的插 頭的附加步驟。所述工具的連接元件也可以裝備有某種識別構件，一旦所述工具被附接于所述裝 配部，所述識別構件就可以由所述位置指示單元以電氣或電子方式讀取。因此，所述快速裝 配連接器需要被連接至所述位置指示單元。因此，所述位置指示單元一被安裝，就被提供所 述工具的校正偏移。這種識別構件在現有技術中眾所周知，例如以識別個人計算機的硬件。所述工具的方位可以由所述位置指示單元指示。根據本實施方式，用戶不但能找 到工具開始進行標記或表面處理任務的希望的位置，而且也被告知以何種方位保持所述工 具。因此他可以例如鉆出垂直于表面的孔。在優選實施方式中，所述工具進行運動應當沿 的方向是可指示的。這可以通過將線投射在待處理的表面上來實現。當鋸切時，用戶僅需 要沿該線進一步移動其工具。所述位置指示單元可以包括存儲單元，以存儲工具的若干個位置和/或方位。因 此，所述裝置可以被編程以示出若干個預定位置的順序。因此，對更復雜的對象進行作業， 或者所述工具可執行更困難的運動，諸如鋸出一個圓。所述位置指示單元可以包括個人數字助理(PDA)。這種個人數字助理當前可廣泛 用并且通常包括具有大存儲器的可編程處理單元以及觸摸感應圖形用戶接口和用于附接 關節臂之類的其他硬件的若干個其他接口。這些個人數字助理便宜并且易于編程和使用。 因此，它們可以被用來將預定位置的坐標輸入所述位置指示單元并且將信息顯示給用戶。所述位置指示單元還可以包括激光束發生器。該激光束發生器可以被附接于所述 裝配部。合適的激光束發生器包括激光二極管。也可以設置光束導向裝置以便將激光束導 向表面上希望的位置。此外，所述激光束發生器可以被構造成產生激光束線。這種激光束 線可以有利地被用來指示所述工具進行運動應該沿的方向。揚聲器可以被連接至所述位置指示單元以通過語音和/或聲音提供位置指示。因 此，可通過語音信息例如“向右移動工具”或以一系列聲音指示用戶如何移動所述工具。優選地，所述臂可伸縮地延長以擴大所述裝置的操作范圍。所述臂的可延長部分 應當裝備長度傳感器以測量延伸程度。然后，所述長度傳感器的輸出信號將被饋送入所述 位本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種用于在可預定的位置處標記或處理表面的裝置（１；１’），該裝置（１；１’）包括：可用手操作的標記或處理工具（２）；可手動操作的、無支撐的關節臂（３），所述關節臂具有：由關節（１４至１６）可樞轉地連接的至少兩個臂部（１０，１２，１３），所述關節（１４至１６）提供基本上無阻力并且無支撐力的旋轉可動性；裝配部（７），該裝配部位于所述臂（３）的遠端（２１），用于可釋放地安裝所述工具（２）；以及用于測量所述關節（１４至１６）的定位的傳感器（１９）；以及位置指示單元（４），所述位置指示單元用于利用所述傳感器（１９）的輸出信號計算并指示所述工具（２）的預定位置。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：波·佩特爾松，
申請(專利權)人：萊卡地球系統公開股份有限公司，
類型：發明
國別省市：CH
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