[发明专利]一种可变臂的关节式坐标测量机

说明书

技术领域

本发明涉及关节式坐标测量机，具体涉及一种可变臂的关节式坐标测量机。 

背景技术

关节式坐标测量机是一种多自由度非正交坐标式的三坐标测量机，通常具有6个自由度。它仿照人体关节结构，由三个测量臂和一个测头通过六个(旋转)关节串联连接构成空间开链结构，从而以角度测量基准取代了长度测量基准。在使用测量机进行测量时，测头坐标是测量机运动学参数与其六个关节角度的函数。与传统的正交坐标系式三坐标测量机相比，它具有测量范围大、方便灵活、精度较高、机械结构简单、环境适应性好等优点。但是另一方面其结构是一种串联结构，其各项误差是串联式逐级传递到测量结果的，从而其精度难以得到保证。 

因此，需要一种提高关节式坐标测量机的测量精度的方法。 

发明内容

本发明的目的是提供一种可变臂的关节式坐标测量机，包括：基座、三段测量臂、六个转动关节以及测头，在所述基座上由所述三段测量臂串联的所述转动关节构成空间开链结构，该开链结构的末端是测头，所述可变臂关节式坐标测量机可实现变臂、全臂及两者的组合使用，在全臂状态下，其六个所述转动关节不锁定，各关节能够绕其自身的轴线进行转动，在变臂状态下，靠近基座的第一和第二关节被固定而不能转动，其余4个关节能够绕其自身的轴线进行转动，其中第一和第二关节能够单独锁定，也可以同时锁定。 

所述可变臂的关节式坐标测量机设计时采用臂长比例优化模型对结 构参数进行优化，优化目标是使|ΔX_T|,|ΔY_T|,|ΔZ_T|均达到最小值，根据设计要求，存在以下的约束条件： 

①已知关节式坐标测量机测量半径、测头长度l_z，关节臂长度d₃,d₅的和为常数； 

②为了避免测量空间出现测量“空腹”区域，要求

③由于可变臂关节式坐标测量机在连杆连接处采用了双关节一体结构，因此各个关节长度a₁、a₂、a₃、a₅、a₆为0mm，a₄有一定长度。 

所述臂长比例优化模型表示如下：