[發明專利]坐標測量探針主體

有效

• 申請號: 201780032777.8
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN109313004B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 斯科特.艾倫.哈斯拉;R.A.威斯納;比約恩.E.B.詹森;S.古賀;A.齊藤
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01B5/012
• 分類號: G01B5/012;G01B7/00;G01B7/012
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 賀紫秋

一種坐標測量探針主體，包括剛性探針主體結構，該剛性探針主體結構包括上部安裝部分、順應元件安裝框架和它們之間的軸向延伸部分。觸針懸掛部分包括將移動元件懸掛在順應元件安裝框架上的順應元件。感測移動元件的位移的位移感測裝置包括輸出相應位移信號的位移傳感器。接收位移信號的電路板組件具有三個部件安裝部分，它們與柔性電路部件互連，并位于軸向延伸部分周圍。在各種實施例中，所有順應元件都位于電路板組件的遠側。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年4月21日提交的臨時申請No.62/325,763的權益，其全部公開內容通過引用并入本文。

背景技術

某些坐標測量系統，例如一維或三維測量系統，諸如坐標測量機(CMM)，使用構造成檢測接觸探針的觸針何時接觸工件的接觸探針獲得工件的測量值。在Fuchs等人的美國專利No.5,526,576中描述的示例性現有技術CMM(其通過引用以其整體并入本文)，包括：用于接觸工件的接觸探針；移動機構，其包括用于移動接觸探針的多個驅動器；以及相關聯的電子系統，其包括與處理在接觸探針主體或頭部中或來自接觸探針主體或頭部的信號有關的特征。

接觸探針使用各種類型的敏感位移傳感器來感測接觸探針觸針的偏轉，以指示其已接觸工件。在接觸探針中，期望從最小可行的接觸力感測到接觸探針觸針的最小偏轉。

在McMurtry的美國專利No.5,755,038中公開了示例性的接觸探針，該專利的全部內容通過引用并入本文。McMurtry公開了一種接觸探針，其具有可釋放地接合遠側觸針模塊的感測模塊或接觸探針主體。如最好地理解的，McMurtry公開了一種探針主體，其具有在三個支柱之間軸向延伸的中心彈性支撐的移動負載構件，所述支柱包括圍繞彈性支撐的移動負載構件的剛性支撐結構。包括專用集成電路(“ASIC”)信號處理器的印刷電路板在剛性支撐結構上安裝在彈性支撐的負載構件周圍。彈性支撐的移動負載構件沿著感測模塊的中心軸線基本上沿著傳感模塊的整個長度延伸，并且在剛性支撐結構的上端附近連接到彈性膜片。三個順應柱將移動負載構件連接到剛性支撐結構的下端。每個柱包括連接到ASIC信號處理器的應變儀，以響應于負載構件相對于剛性支撐結構的運動而產生觸發信號。需要一種用于可以更經濟地制造、組裝和修理的高精度接觸探針主體的構造。

發明內容

提供本概述以用簡化的形式介紹將在以下詳細描述中進一步描述的概念選集。本概述并非旨在確定所要求保護的主題的關鍵特征，也并非旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。

現有技術的接觸探針主體構造，包括上述探針主體構造，已經被確定為具有各種不希望的方面，包括：難以組裝，在完全組裝之前不充分或難以測試子系統，難以進行組裝后測試和/或編程，和組裝后維修困難。例如，懸掛支撐觸針的移動元件的順應元件易碎且容易損壞。可安裝在其上的應變儀也是易碎的，并且應變儀組件是低產量操作。現有技術的探針主體構造，諸如上述探針主體構造，在完成或幾乎完全組裝之前不便于經濟的子組裝和子組裝驗證。因此，產量可能低，組裝完成復雜且昂貴，并且維修昂貴或不切實際。妨礙針對這些問題的改進解決方案的一個因素是已經證明難以提供以類似的緊湊構造(大約12-15毫米直徑，或大約人類“小指”手指的大小)實現類似的高精度測量(例如，微米或亞微米級可重復性)的替代構造。當希望增加在探針主體自身中執行的電子部件和信號處理時，進一步增加了針對這些問題產生改進的解決方案的難度。

目前在接觸探針主體中所要求的性能水平和小型化迫使在這些裝置中組合的所有元件之間的權衡：降低結構剛度允許由于振動而導致的偏轉，這降低了精度；增加剛度則增加了材料，這減少了用于電子部件和所需移動元件的空間，等等。所有上述內容使得增加便于子組裝和/或子組裝測試和/或維修的特征變得復雜。