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移動(dòng)機(jī)構(gòu)和形狀測(cè)量設(shè)備的制作方法
【專利摘要】提供一種移動(dòng)機(jī)構(gòu)和形狀測(cè)量設(shè)備。牽引螺母具有：扭輪，其被可樞轉(zhuǎn)地支撐以便能夠在限定相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸的傾斜角度的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，傾斜角度等于導(dǎo)程角；開(kāi)/閉控制桿，其被設(shè)置成使?fàn)恳菽冈谙鄬?duì)于驅(qū)動(dòng)軸的摩擦接觸狀態(tài)和解除接合狀態(tài)之間切換；以及彈簧，其產(chǎn)生偏置力，使得牽引螺母與驅(qū)動(dòng)軸摩擦接觸。開(kāi)/閉控制桿響應(yīng)于使用者的操作，使?fàn)恳菽缚朔椈傻钠昧μ幱诮獬雍蠣顟B(tài)。當(dāng)使用者釋放開(kāi)/閉控制桿時(shí)，由于彈簧的偏置力，所以牽引螺母回復(fù)到摩擦接觸狀態(tài)。
【專利說(shuō)明】移動(dòng)機(jī)構(gòu)和形狀測(cè)量設(shè)備
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年9月24日提交的日本申請(qǐng)N0.2013-197317的《美國(guó)法典》第35編第119條規(guī)定的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容明確地通過(guò)引用合并與此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種移動(dòng)機(jī)構(gòu)，例如，用于移動(dòng)形狀測(cè)量器的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0004]例如，已知圖13中所示的設(shè)備作為形狀測(cè)量設(shè)備20用于測(cè)量被測(cè)量物W的輪廓形狀(日本專利N0.2539998)。支柱2立在基臺(tái)I上。移動(dòng)螺桿被可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在支柱2內(nèi)。在移動(dòng)螺桿(移動(dòng)螺桿隱藏在支柱內(nèi)，因此在圖13中不可見(jiàn))的上端處設(shè)置操作手柄2A。升降構(gòu)件3以可上下移動(dòng)的方式設(shè)置于支柱2。固定到升降構(gòu)件3的螺母與移動(dòng)螺桿螺紋接合在一起。因此，移動(dòng)螺桿的旋轉(zhuǎn)使螺母(螺母隱藏在升降構(gòu)件3內(nèi)，因此在圖13中不可見(jiàn))和升降構(gòu)件3上下移動(dòng)。
[0005]形狀測(cè)量器11經(jīng)由擺動(dòng)構(gòu)件4被設(shè)置到升降構(gòu)件3。擺動(dòng)構(gòu)件4可以關(guān)于擺動(dòng)軸調(diào)整角度，該擺動(dòng)軸的軸線與支柱2的軸線正交。形狀測(cè)量器11可擺動(dòng)地支撐測(cè)量臂12并電氣檢測(cè)該測(cè)量臂12的擺動(dòng)量。觸針13從測(cè)量臂12的前端突出，該觸針13沿著被測(cè)量物W的表面輪廓移動(dòng)。
[0006]為了測(cè)量，在基臺(tái)I上載置被測(cè)量物W并將觸針13定位在被測(cè)量物W的測(cè)量起點(diǎn)。此時(shí)，需要將形狀測(cè)量器11的位置調(diào)整成使得觸針13的位置比被測(cè)量物W的測(cè)量表面的高度略高。然后，使用者旋轉(zhuǎn)操作手柄2A以通過(guò)螺旋運(yùn)動(dòng)使升降構(gòu)件3上下移動(dòng)。
[0007]由于要求形狀測(cè)量設(shè)備20微細(xì)定位(fine posit1ning)，所以移動(dòng)螺桿的螺紋導(dǎo)程(screw lead)被設(shè)計(jì)成微細(xì)的。這有利于能夠微細(xì)定位；然而，同時(shí)產(chǎn)生了如下的情況:操作手柄2A的每轉(zhuǎn)的移動(dòng)量是極其有限的。鑒于每次更換被測(cè)量物W基本上都需要移動(dòng)形狀測(cè)量器11，形狀測(cè)量器11的定位需要大量的時(shí)間。
[0008]鑒于上述問(wèn)題,本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)明了使用扭輪(twist roller)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)取代螺旋運(yùn)動(dòng)(日本專利N0.5049514和日本專利N0.5235039)。
[0009]在日本專利N0.5049514和日本專利N0.5235039中公開(kāi)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)具有能夠與驅(qū)動(dòng)軸接觸和分開(kāi)的多個(gè)扭輪。保持和釋放驅(qū)動(dòng)軸的夾頭(collet)被設(shè)置成可樞轉(zhuǎn)地支撐扭輪。當(dāng)夾頭保持驅(qū)動(dòng)軸時(shí)，扭輪與驅(qū)動(dòng)軸接觸。當(dāng)夾頭釋放驅(qū)動(dòng)軸時(shí)，扭輪與驅(qū)動(dòng)軸分開(kāi)。通過(guò)凸輪部控制夾頭的伸縮。具體地，具有橢圓形截面的凸輪部被插入夾頭。旋轉(zhuǎn)凸輪部改變了夾頭的間隙。在扭輪與驅(qū)動(dòng)軸接觸的狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸允許前進(jìn)和后退扭輪的扭轉(zhuǎn)角度的量。換句話說(shuō)，實(shí)現(xiàn)了微動(dòng)。同時(shí)，在扭輪與驅(qū)動(dòng)軸的分開(kāi)的狀態(tài)下，夾頭是自由的，因此能夠進(jìn)行高速移動(dòng)(粗動(dòng)(rough movement))。例如,設(shè)置于夾頭的諸如形狀測(cè)量器等的可動(dòng)體，能夠在形狀測(cè)量器(可動(dòng)體)的微動(dòng)和粗動(dòng)之間切換。
[0010]日本專利N0.5049514和日本專利N0.5235039的構(gòu)造可靠地允許高速移動(dòng)(粗動(dòng))和微細(xì)定位(微動(dòng)(fine movement))。然而,該構(gòu)造略微缺乏可操作性。例如，在日本專利N0.5049514和日本專利N0.5235039的構(gòu)造中，每次切換微動(dòng)和粗動(dòng)都需要旋轉(zhuǎn)凸輪部。當(dāng)反復(fù)切換微動(dòng)和粗動(dòng)以調(diào)整形狀測(cè)量器(可動(dòng)體)的位置時(shí)，每次都操作凸輪部是麻煩的。
[0011]此外，產(chǎn)生了以下的實(shí)際情況。例如，旋轉(zhuǎn)凸輪部以使扭輪和驅(qū)動(dòng)軸分開(kāi)。此時(shí)，夾頭是自由的，因此能夠進(jìn)行高速移動(dòng)(粗動(dòng))。然而，當(dāng)使用者的手離開(kāi)時(shí)，夾頭可能以使用者未預(yù)料的方式操作。如日本專利N0.5049514和日本專利N0.5235039所述，在水平移動(dòng)的情況下，這種情況不顯著。然而，在驅(qū)動(dòng)軸在上下方向上設(shè)置的上下方向的移動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)，夾頭可能與形狀測(cè)量器(可動(dòng)體)一起下降。因此，使用者需要用一只手支撐形狀測(cè)量器(可動(dòng)體)且用另一只手旋轉(zhuǎn)凸輪部，以使扭輪與驅(qū)動(dòng)軸接觸。這種操作是非常麻煩的，并且要求使用者以不自然的方式進(jìn)行。
[0012]這種情況不限于形狀測(cè)量器，對(duì)于要求微細(xì)定位并且有時(shí)要求進(jìn)行大移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)都是共通的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]鑒于上述傳統(tǒng)情況，本發(fā)明提供一種能夠在粗動(dòng)和微動(dòng)之間切換的且具有良好的可操作性的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0014]本發(fā)明的一方面提供一種移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包括:驅(qū)動(dòng)軸，其能夠繞著軸線旋轉(zhuǎn)；和牽引螺母部(也被稱為“牽引螺母”)，其被設(shè)置成在與所述驅(qū)動(dòng)軸的軸線正交的方向上將所述驅(qū)動(dòng)軸保持在其間，所述牽引螺母部能夠在與所述驅(qū)動(dòng)軸摩擦接觸的摩擦接觸狀態(tài)和與所述驅(qū)動(dòng)軸解除接合的解除接合狀態(tài)之間切換。所述牽引螺母部包括:扭輪，其被可樞轉(zhuǎn)地支撐以便能夠在限定相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)軸的軸線的傾斜角度的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，所述傾斜角度等于導(dǎo)程角(lead angle);開(kāi)/閉控制桿，其被設(shè)置成使所述牽引螺母部在摩擦接觸狀態(tài)和解除接合狀態(tài)之間切換；以及偏置裝置，其產(chǎn)生偏置力，使得所述牽引螺母部與所述驅(qū)動(dòng)軸摩擦接觸。當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)軸在所述牽引螺母部與所述驅(qū)動(dòng)軸摩擦接觸的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述牽引螺母部按照所述導(dǎo)程角沿著所述驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行微動(dòng)。在所述牽引螺母部與所述驅(qū)動(dòng)軸解除接合的狀態(tài)下，所述牽引螺母部沿著所述驅(qū)動(dòng)軸自由地進(jìn)行粗動(dòng)。所述開(kāi)/閉控制桿響應(yīng)于使用者的操作，使所述牽引螺母部克服所述偏置裝置的偏置力處于解除接合狀態(tài)。當(dāng)所述使用者釋放所述開(kāi)/閉控制桿時(shí)，由于所述偏置裝置的偏置力，所以所述牽引螺母部回復(fù)到所述摩擦接觸狀態(tài)。
[0015]優(yōu)選地，在本發(fā)明中，所述牽引螺母部還包括固定件和可動(dòng)件，所述固定件和所述可動(dòng)件以在與所述驅(qū)動(dòng)軸的軸線正交的方向上將所述驅(qū)動(dòng)軸保持在其間的狀態(tài)彼此相對(duì)。優(yōu)選地，所述固定件的第一端和所述可動(dòng)件的第一端以可彈性變形的方式連接，優(yōu)選地，所述可動(dòng)件的第二端被所述偏置裝置偏置，以便靠近所述固定件。優(yōu)選地，所述開(kāi)/閉控制桿以可擺動(dòng)的方式被所述固定件可樞轉(zhuǎn)地支撐。優(yōu)選地，所述開(kāi)/閉控制桿在其前端處具有推銷，所述推銷在遠(yuǎn)離所述固定件的方向上壓所述可動(dòng)件的所述第二端。
[0016]優(yōu)選地，在本發(fā)明中，所述牽引螺母部還包括手柄，其在大致與所述驅(qū)動(dòng)軸的軸線正交的方向上延伸并相對(duì)于所述牽引螺母部固定。優(yōu)選地，所述開(kāi)/閉控制桿和所述手柄彼此靠近且彼此平行。優(yōu)選地，當(dāng)所述使用者抓握所述手柄時(shí)，同時(shí)抓握所述開(kāi)/閉控制桿。優(yōu)選地，當(dāng)所述使用者釋放所述手柄時(shí)，所述開(kāi)/閉控制桿同時(shí)從所述使用者的手中被釋放。
[0017]優(yōu)選地，在本發(fā)明中，所述手柄具有槽，該槽能夠接收所述開(kāi)/閉控制桿。
[0018]優(yōu)選地，在本發(fā)明中，沿上下方向設(shè)置所述驅(qū)動(dòng)軸，并且所述牽引螺母部沿著所述驅(qū)動(dòng)軸在所述上下方向上前進(jìn)/后退。
[0019]本發(fā)明的另一方面提供一種形狀測(cè)量設(shè)備，其包括所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)和形狀測(cè)量器，該形狀測(cè)量器被設(shè)置到所述牽引螺母部。
[0020]此外，優(yōu)選地，所述形狀測(cè)量設(shè)備包括作為操作開(kāi)關(guān)的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)，以在X軸方向上使測(cè)量臂前進(jìn)和后退。具體地，優(yōu)選地，所述形狀測(cè)量設(shè)備包括作為操作開(kāi)關(guān)的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)，以將驅(qū)動(dòng)信號(hào)供給到使測(cè)量臂前進(jìn)和后退的馬達(dá)。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)包括緩進(jìn)部和快進(jìn)部，該緩進(jìn)部和快進(jìn)部能夠彼此獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)并且是同心的。優(yōu)選地，當(dāng)旋轉(zhuǎn)緩進(jìn)部時(shí)，每預(yù)定角度將預(yù)定數(shù)量的馬達(dá)脈沖供給到馬達(dá)。優(yōu)選地，當(dāng)旋轉(zhuǎn)快進(jìn)部時(shí)，將根據(jù)從預(yù)定位置起的旋轉(zhuǎn)角度而增大和減小的驅(qū)動(dòng)信號(hào)供給到馬達(dá)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]在如下的詳細(xì)描述中，通過(guò)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的非限定性示例的方式參照已注明的多個(gè)附圖進(jìn)一步地描述本發(fā)明，其中，在附圖中的幾個(gè)視圖中用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)記相同的部件，其中:
[0022]圖1是根據(jù)第一實(shí)施方式的形狀測(cè)量設(shè)備的主視圖；
[0023]圖2是形狀測(cè)量設(shè)備的后視立體圖；
[0024]圖3是用于說(shuō)明沿著驅(qū)動(dòng)軸的軸線的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)軸的截面圖；
[0025]圖4是移動(dòng)機(jī)構(gòu)的分解立體圖；
[0026]圖5是從-Y側(cè)觀察的固定件的端面圖；
[0027]圖6是從+Y側(cè)觀察的可動(dòng)件的端面圖；
[0028]圖7僅示出了從驅(qū)動(dòng)軸的軸線方向觀察的驅(qū)動(dòng)軸和扭輪；
[0029]圖8是只有驅(qū)動(dòng)軸和扭輪的側(cè)視圖；
[0030]圖9示出了握住手柄部和開(kāi)/閉控制桿的狀態(tài)；
[0031]圖10示出了形狀測(cè)量器的內(nèi)部機(jī)構(gòu)；
[0032]圖11示出了具有取代了旋轉(zhuǎn)手柄的回轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的形狀測(cè)量器；
[0033]圖12示出了回轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)；以及
[0034]圖13示出了現(xiàn)有技術(shù)的形狀測(cè)量器。

【具體實(shí)施方式】
[0035]這里示出的細(xì)節(jié)僅作為示例且僅用于本發(fā)明的實(shí)施方式的說(shuō)明性討論的目的，并且為提供被認(rèn)為是本發(fā)明的原理和概念方面的最有用的且容易理解的描述而呈現(xiàn)。在這方面，沒(méi)有嘗試詳細(xì)地示出本發(fā)明的對(duì)本發(fā)明的基本理解不必要的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。結(jié)合附圖進(jìn)行描述使在實(shí)踐中如何實(shí)施本發(fā)明的例子對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)。
[0036]第一實(shí)施方式
[0037]在附圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式并參照分配給附圖中的元件的附圖標(biāo)記描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是根據(jù)第一實(shí)施方式的形狀測(cè)量設(shè)備的主視圖。圖2是形狀測(cè)量設(shè)備的后視立體圖。形狀測(cè)量設(shè)備具有基臺(tái)1、支柱2、升降構(gòu)件3、擺動(dòng)構(gòu)件4、形狀測(cè)量器11及移動(dòng)機(jī)構(gòu)300。
[0038]除了移動(dòng)機(jī)構(gòu)300以外，現(xiàn)有的構(gòu)造(例如，日本專利N0.2539998)可以用于基臺(tái)1、支柱2、升降構(gòu)件3、擺動(dòng)構(gòu)件4及形狀測(cè)量器11。因此，以下主要描述移動(dòng)機(jī)構(gòu)300。為了便于描述，如圖1和圖2所示地限定X軸、Y軸及Z軸方向。具體地，高度方向限定為Z軸方向；圖1中的左右方向限定為X軸方向；以及圖1中的深度方向限定為Y軸方向。圖3是用于說(shuō)明沿著驅(qū)動(dòng)軸310的軸線的移動(dòng)機(jī)構(gòu)300的驅(qū)動(dòng)軸310的截面圖。圖4是移動(dòng)機(jī)構(gòu)300的分解立體圖。移動(dòng)機(jī)構(gòu)300具有驅(qū)動(dòng)軸310和牽引螺母部(tract1n nut port1n) 400o
[0039]驅(qū)動(dòng)軸310以與支柱2平行的方式立在基臺(tái)I上。驅(qū)動(dòng)軸310可以與設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸310的上端處的旋鈕部311 —起旋轉(zhuǎn)。
[0040]牽引螺母部400被設(shè)置為能夠在驅(qū)動(dòng)軸310上緊固和松開(kāi)。具體地，牽引螺母部400通常與驅(qū)動(dòng)軸310摩擦接合。在使用者操作控制桿時(shí)，牽引螺母部400被松開(kāi)并與驅(qū)動(dòng)軸310解除接合。牽引螺母部400具有固定件410、可動(dòng)件420、鉸鏈430、彈簧440、六個(gè)扭輪451至456、開(kāi)/閉控制桿460及手柄470。
[0041]參照?qǐng)D3和圖4，固定件410和可動(dòng)件420以能夠在驅(qū)動(dòng)軸310上緊固和松開(kāi)的方式將驅(qū)動(dòng)軸310保持在固定件410和可動(dòng)件420之間。固定件410和可動(dòng)件420均是相對(duì)于在Z軸方向上豎立的驅(qū)動(dòng)軸310在X軸方向上延伸的構(gòu)件。驅(qū)動(dòng)軸310位于在+Y側(cè)的固定件410和在-Y側(cè)的可動(dòng)件420之間。由在+X側(cè)的端面上的鉸鏈430連接固定件410和可動(dòng)件420。鉸鏈430是具有特定彈性的薄板。因此，固定件410和可動(dòng)件420可以與鉸鏈略微相似地打開(kāi)和關(guān)閉。
[0042]支架411被安裝到固定件410。然后，將支架411連接到升降構(gòu)件3。因此，固定件410經(jīng)由支架411與升降構(gòu)件3成為一體。
[0043]固定件410在鉸鏈430的相反側(cè)的端部?jī)?nèi)具有槽412。該槽412在固定件410的與可動(dòng)件420相對(duì)的表面上被設(shè)置于固定件410。槽412在X軸方向上具有預(yù)定的長(zhǎng)度。槽412允許安裝開(kāi)/閉控制桿460。
[0044]在牽引螺母部400中，彈簧440在驅(qū)動(dòng)軸310位于彈簧440和鉸鏈430之間的情況下被設(shè)置在鉸鏈430的相反側(cè)的端部處。這里彈簧440是螺旋彈簧，但是彈簧440可以是產(chǎn)生偏置力的任何彈性體。彈簧440從-Y側(cè)、具體地從固定件410的相反側(cè)壓抵可動(dòng)件420。螺栓441被設(shè)置成能插通彈簧440和可動(dòng)件420。螺栓441的前端部與固定件410螺紋接合在一起。因此，通過(guò)彈簧440的偏置力使可動(dòng)件420壓向固定件410。
[0045]在這里的構(gòu)造中，可動(dòng)件420被壓向固定件410。可選地，可動(dòng)件420可以被拉向固定件410。
[0046]設(shè)置六個(gè)扭輪451至456。六個(gè)扭輪451至456中的四個(gè)扭輪451至454被固定件410支撐，而剩余的兩個(gè)扭輪455和456被可動(dòng)件420支撐。在固定件410中的四個(gè)扭輪451至454中的兩個(gè)扭輪451和452設(shè)置在固定件410的上側(cè)面，而在固定件410中的四個(gè)扭輪451至454中的兩個(gè)扭輪453和454設(shè)置在固定件410的下側(cè)面。四個(gè)扭輪451至454被螺旋銷413 (screw pin)可旋轉(zhuǎn)地支撐在固定件410中。參照?qǐng)D5，固定件410的螺紋孔414的軸線是傾斜的。圖5是從-Y側(cè)觀察的固定件410的端面圖。
[0047]相似地，兩個(gè)扭輪455和456被螺旋銷421支撐在可動(dòng)件420中。如圖6所示，可動(dòng)件420的螺紋孔422的軸線是傾斜的。圖6是從+Y側(cè)觀察的可動(dòng)件420的端面圖。參照?qǐng)D7和圖8，扭輪451至456均相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸310以預(yù)定的角度傾斜。圖7僅示出了從驅(qū)動(dòng)軸310的軸線方向觀察的驅(qū)動(dòng)軸310和扭輪451、452和455。圖8是只有驅(qū)動(dòng)軸310和扭輪451至456的側(cè)視圖。
[0048]在固定件410內(nèi)的扭輪451至454的傾斜方向與可動(dòng)件420內(nèi)的扭輪455和456的傾斜方向相反。扭輪451至456的傾斜產(chǎn)生了導(dǎo)程(lead)。當(dāng)在具有傾斜的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的扭輪451至456與驅(qū)動(dòng)軸310接觸的狀態(tài)下使驅(qū)動(dòng)軸310旋轉(zhuǎn)時(shí)，牽引螺母部400在驅(qū)動(dòng)軸310的軸線方向上前進(jìn)及后退。
[0049]開(kāi)/閉控制桿460在X軸方向上延伸。該開(kāi)/閉控制桿460的前端部寬松地插入固定件410的槽412中。開(kāi)/閉控制桿460以可擺動(dòng)的方式被桿461可樞轉(zhuǎn)地支撐。沿Z軸方向設(shè)置桿461，因此開(kāi)/閉控制桿460可以在XY平面內(nèi)在Y軸方向上擺動(dòng)。推銷(pushpin)462在從固定件410朝向可動(dòng)件420的方向上從開(kāi)/閉控制桿460的前端部突出。由于可動(dòng)件420被彈簧440壓向固定件410，所以推銷462通常被可動(dòng)件420壓向固定件410。
[0050]當(dāng)開(kāi)/閉控制桿460的基端部向+Y側(cè)擺動(dòng)時(shí)，推銷462向-Y側(cè)移動(dòng)。具體地，通過(guò)開(kāi)/閉控制桿460的擺動(dòng)可以在遠(yuǎn)離固定件410的方向上壓可動(dòng)件420。如圖9所示，當(dāng)可動(dòng)件420與固定件410分離時(shí)，相應(yīng)地，扭輪451至456與驅(qū)動(dòng)軸310解除接合。在這種狀態(tài)下，牽引螺母部400與驅(qū)動(dòng)軸310解除接合，因此牽引螺母部400是自由的且可移動(dòng)的。
[0051]參照?qǐng)D2和圖4，手柄470在X軸方向上延伸。手柄470被固定到固定件410。手柄470具有沿著其軸線的槽471。該槽471具有大約能夠接收開(kāi)/閉控制桿460的寬度。
[0052]手柄470和開(kāi)/閉控制桿460具有大致彼此平行的位置關(guān)系，使得當(dāng)使用者抓握手柄470時(shí)，該使用者自然地也抓握開(kāi)/閉控制桿460。當(dāng)同時(shí)抓握開(kāi)/閉控制桿460和手柄470時(shí)，在手柄470的槽471中接收開(kāi)/閉控制桿460。這允許開(kāi)/閉控制桿460擺動(dòng)以及便于同時(shí)抓握開(kāi)/閉控制桿460和手柄470。
[0053]因此，當(dāng)使用者抓握手柄470時(shí)，使用者同時(shí)也抓握開(kāi)/閉控制桿460和手柄470。此時(shí)，開(kāi)/閉控制桿460的推銷462壓可動(dòng)件420。然后，牽引螺母部400與驅(qū)動(dòng)軸310解除接合并且不受驅(qū)動(dòng)軸310的影響。因此，對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)不需要特別的意識(shí)，抓握手柄470就能自動(dòng)地釋放牽引螺母部400。相應(yīng)地，使用者只需要握住手柄470并在Z軸方向上移動(dòng)升降構(gòu)件3。
[0054]與此同時(shí)，當(dāng)使用者釋放手柄470時(shí)，開(kāi)/閉控制桿460也從使用者的手中釋放。此時(shí)，由于彈簧440的偏置力，所以可動(dòng)件420靠近固定件410。然后，扭輪451至456與驅(qū)動(dòng)軸310接觸，在牽引螺母部400和驅(qū)動(dòng)軸310之間產(chǎn)生了摩擦。因此，當(dāng)使用者釋放手柄470時(shí)，牽引螺母部400的位置(具體地，升降構(gòu)件3的位置)被固定。
[0055]將簡(jiǎn)單地描述實(shí)際的使用過(guò)程。當(dāng)更換工件W時(shí)，觸針13被定位在被測(cè)量物W的測(cè)量起點(diǎn)。此時(shí)，將形狀測(cè)量器11的位置調(diào)整為比工件W略高。為了調(diào)整，使用者握住手柄470并在Z軸方向上移動(dòng)牽引螺母部400 (具體地，移動(dòng)升降構(gòu)件3)。如上所述，握住手柄470能夠自動(dòng)地使?fàn)恳菽覆?00自由地移動(dòng)。
[0056]當(dāng)形狀測(cè)量器11被定位在大約期望的高度時(shí)，使用者停止操作手柄470并手從手柄470上拿開(kāi)。然后，形狀測(cè)量器11保持在該位置。然后，使用者將握住手柄470的手移動(dòng)到在驅(qū)動(dòng)軸310的上端處的旋鈕部311。使用者旋轉(zhuǎn)旋鈕部311，以旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸310。因此，由于扭輪451至456的傾斜，所以牽引螺母部400 (具體地，升降構(gòu)件3)上下移動(dòng)。
[0057]因此，本實(shí)施方式提供能夠在粗動(dòng)和微動(dòng)之間切換的且具有良好的可操作性的移動(dòng)機(jī)構(gòu)300。
[0058](變型例I)
[0059]移動(dòng)機(jī)構(gòu)300優(yōu)選地還具有平衡件。當(dāng)使用抓握手柄470并嘗試向上拉手柄470時(shí)，使用者可能會(huì)施加過(guò)大的力，因此形狀測(cè)量器11迅速地且大幅度地移動(dòng)。此外，當(dāng)使用者嘗試向下拉手柄470時(shí)，除非形狀測(cè)量器11被安全地支撐，否則形狀測(cè)量器11會(huì)下落。因此，優(yōu)選的是提供平衡件。為了提供平衡件，需準(zhǔn)備一個(gè)滑輪、線和平衡配重。例如，滑輪設(shè)置在支柱2的上端處。繞著滑輪布置的線的一端被連接到升降構(gòu)件3，而線的另一端被連接到平衡配重。由此，在沒(méi)有感覺(jué)到形狀測(cè)量器11的重量的情況下，使用者不需要施加力使形狀測(cè)量器11上下移動(dòng)。因此，形狀測(cè)量器11不會(huì)迅速地且大幅度地移動(dòng)或下落。
[0060]第二實(shí)施方式
[0061]根據(jù)第二實(shí)施方式描述X軸方向的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。形狀測(cè)量設(shè)備100具有用于在X軸方向上移動(dòng)測(cè)量臂12的X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。圖10示出了形狀測(cè)量器11的內(nèi)部機(jī)構(gòu)。X滑動(dòng)件282和在X方向上設(shè)置的移動(dòng)螺桿285螺紋接合在一起。測(cè)量臂12被X滑動(dòng)件282可擺動(dòng)地支撐。X滑動(dòng)件282由導(dǎo)軌281引導(dǎo)。X滑動(dòng)件282的位移量由X方向位置檢測(cè)器283 (例如，編碼器)檢測(cè)。
[0062]馬達(dá)286的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力經(jīng)由齒輪287被輸送到移動(dòng)螺桿285。使用者可以通過(guò)操作PC(個(gè)人電腦)或遠(yuǎn)程控制器驅(qū)動(dòng)馬達(dá)286。設(shè)置旋轉(zhuǎn)手柄15用于微細(xì)的位置調(diào)整。旋轉(zhuǎn)手柄15被設(shè)置在形狀測(cè)量器11的后端處并將旋轉(zhuǎn)手柄15連接到移動(dòng)螺桿285。當(dāng)使用者旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)手柄15時(shí)，移動(dòng)螺桿285同樣地也旋轉(zhuǎn)，因此允許在X方向上的微調(diào)整。測(cè)量臂12前進(jìn)或后退了旋轉(zhuǎn)手柄15的手動(dòng)的旋轉(zhuǎn)量。因此，旋轉(zhuǎn)手柄15為使用者提供了直觀的且易于使用的操作性。
[0063]利用移動(dòng)螺桿285的微細(xì)導(dǎo)程，可以進(jìn)行每轉(zhuǎn)約0.5mm的微調(diào)整。盡管適合于微調(diào)整，但是微細(xì)節(jié)距具有缺點(diǎn)。具體地，為了充分地移動(dòng)形狀測(cè)量器11，需要將馬達(dá)指令再次輸入PC或遠(yuǎn)程控制器，因此，這有點(diǎn)使工作復(fù)雜化。由于為了位置調(diào)整經(jīng)常重復(fù)微動(dòng)和粗動(dòng)，所以期望進(jìn)一步地改善操作性。
[0064]鑒于上述情況，如圖11所示，采用旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)500，旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)500采用與手動(dòng)操作相似的操作實(shí)現(xiàn)了微動(dòng)和粗動(dòng)。旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)500被設(shè)置在取代上述旋轉(zhuǎn)手柄15的位置。參照?qǐng)D12，旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)500具有設(shè)置有內(nèi)圓形開(kāi)關(guān)510和環(huán)形開(kāi)關(guān)520的雙重結(jié)構(gòu)，環(huán)形開(kāi)關(guān)520被設(shè)置在圓形開(kāi)關(guān)510的外部。內(nèi)圓形開(kāi)關(guān)510被稱為緩進(jìn)部(jog) 510，而環(huán)形開(kāi)關(guān)520被稱為快進(jìn)部(shuttle) 520。
[0065]緩進(jìn)部510和快進(jìn)部520能夠彼此獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)。由旋轉(zhuǎn)編碼器530 (單獨(dú)地設(shè)置分別用于緩進(jìn)部510和快進(jìn)部520的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器530)檢測(cè)各個(gè)旋轉(zhuǎn)。將來(lái)自旋轉(zhuǎn)編碼器530的檢測(cè)信號(hào)供給到控制芯片540，該控制芯片540輸出與檢測(cè)信號(hào)相關(guān)聯(lián)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)脈沖。
[0066]對(duì)快進(jìn)部520施加偏置力，使得當(dāng)從手中釋放快進(jìn)部520時(shí)，快進(jìn)部520返回到預(yù)定位置。由旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)快進(jìn)部520的旋轉(zhuǎn)并將該旋轉(zhuǎn)輸出到控制芯片540。控制芯片540將與從預(yù)定位置起的旋轉(zhuǎn)量、具體地與從預(yù)定位置起的旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給馬達(dá)286。與旋轉(zhuǎn)角度的大小相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)角度而增加或減小電壓值。在采用PWM的情況下，脈沖寬度可以被調(diào)節(jié)成與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)聯(lián)。也就是，測(cè)量臂12的運(yùn)動(dòng)速度響應(yīng)于快進(jìn)部520的旋轉(zhuǎn)角度而加快或減慢。
[0067]沒(méi)有偏置力施加到緩進(jìn)部510，也沒(méi)有限制預(yù)定位置。緩進(jìn)部510的旋轉(zhuǎn)也由旋轉(zhuǎn)編碼器530檢測(cè)并將該旋轉(zhuǎn)輸出到控制芯片540。例如，對(duì)于緩進(jìn)部510的每單位旋轉(zhuǎn)角度，控制芯片540輸出一個(gè)馬達(dá)脈沖。例如，當(dāng)使用者將緩進(jìn)部510旋轉(zhuǎn)一度時(shí)，輸出一個(gè)馬達(dá)脈沖。也就是，測(cè)量臂12前進(jìn)或后退用于旋轉(zhuǎn)緩進(jìn)部510的角度。這接近于手動(dòng)地旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)手柄15的操作感覺(jué)。
[0068]旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)500提供了良好的、直觀的且易于使用的操作性，從而能夠以簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行微動(dòng)和粗動(dòng)。
[0069]本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，而是可以在不背離本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行各種變型。
[0070]應(yīng)當(dāng)注意的是，提供的上述示例僅用于說(shuō)明的目的，而不以任何方式解釋為限制本發(fā)明。在參照示例性實(shí)施方式描述本發(fā)明時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解的是，這里所使用的詞語(yǔ)是描述性和說(shuō)明性的詞語(yǔ)，而不是限制性的詞語(yǔ)。在所附的、目前陳述的和修改的權(quán)利要求的范圍內(nèi)、在不背離本發(fā)明的內(nèi)容和精神的情況下，可以在各方面進(jìn)行改變。盡管這里參照特定的結(jié)構(gòu)、材料和實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這里所公開(kāi)的細(xì)節(jié)，而是，本發(fā)明延伸至諸如在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有在功能上等同的結(jié)構(gòu)、方法和用途。
[0071]本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，而是在不背離本發(fā)明的范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包括: 驅(qū)動(dòng)軸，其能夠繞著軸線旋轉(zhuǎn)；和 牽引螺母，其被構(gòu)造成將所述驅(qū)動(dòng)軸保持在其內(nèi)且在與所述驅(qū)動(dòng)軸的軸線正交的方向上延伸，其中，所述牽引螺母被構(gòu)造成能夠在與所述驅(qū)動(dòng)軸摩擦接觸的摩擦接觸狀態(tài)和與所述驅(qū)動(dòng)軸解除接合的解除接合狀態(tài)之間切換，所述牽引螺母包括: 扭輪，其被可樞轉(zhuǎn)地支撐以便能夠在限定相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)軸的軸線的傾斜角度的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，所述傾斜角度等于導(dǎo)程角； 開(kāi)/閉控制桿，其被構(gòu)造成使所述牽引螺母在摩擦接觸狀態(tài)和解除接合狀態(tài)之間切換；以及 偏置裝置，其被構(gòu)造成產(chǎn)生偏置力，使得所述牽引螺母與所述驅(qū)動(dòng)軸摩擦接觸，其中:當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)軸在所述牽引螺母與所述驅(qū)動(dòng)軸摩擦接觸的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述牽引螺母按照所述導(dǎo)程角沿著所述驅(qū)動(dòng)軸微動(dòng)， 在所述牽引螺母與所述驅(qū)動(dòng)軸解除接合的狀態(tài)下，所述牽引螺母沿著所述驅(qū)動(dòng)軸自由地粗動(dòng)，所述粗動(dòng)不如所述微動(dòng)精確， 所述開(kāi)/閉控制桿被構(gòu)造成響應(yīng)于使用者的操作，使所述牽引螺母克服所述偏置裝置的偏置力處于所述解除接合狀態(tài)，以及 當(dāng)所述使用者釋放所述開(kāi)/閉控制桿時(shí)，由于所述偏置裝置的偏置力，所以所述牽引螺母回復(fù)到所述摩擦接觸狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述牽引螺母還包括: 固定件；和 可動(dòng)件，其中: 所述固定件和所述可動(dòng)件以所述驅(qū)動(dòng)軸介于所述固定件和所述可動(dòng)件之間的狀態(tài)彼此相對(duì)， 所述固定件的第一端和所述可動(dòng)件的第一端以可彈性變形的方式連接， 所述可動(dòng)件的第二端被所述偏置裝置偏置，以靠近所述固定件， 所述開(kāi)/閉控制桿以可擺動(dòng)的方式被所述固定件可樞轉(zhuǎn)地支撐，以及所述開(kāi)/閉控制桿在其前端處具有推銷，所述推銷被構(gòu)造成在遠(yuǎn)離所述固定件的方向上壓所述可動(dòng)件的所述第二端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述牽引螺母還包括手柄，其在大致與所述驅(qū)動(dòng)軸的軸線正交的方向上延伸并相對(duì)于所述牽引螺母固定， 所述開(kāi)/閉控制桿和所述手柄彼此靠近且彼此平行， 當(dāng)所述使用者抓握所述手柄時(shí)，同時(shí)抓握所述開(kāi)/閉控制桿，并且 當(dāng)所述使用者釋放所述手柄時(shí)，所述開(kāi)/閉控制桿同時(shí)從所述使用者的手中被釋放。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述手柄具有槽，該槽被構(gòu)造成接收所述開(kāi)/閉控制桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)軸在上下方向上延伸，并且所述牽引螺母沿著所述驅(qū)動(dòng)軸在所述上下方向上前進(jìn)/后退。
6.一種形狀測(cè)量設(shè)備，其包括: 移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包括: 驅(qū)動(dòng)軸，其能夠繞著軸線旋轉(zhuǎn)；和 牽引螺母，其被構(gòu)造成將所述驅(qū)動(dòng)軸保持在其內(nèi)且在與所述驅(qū)動(dòng)軸的軸線正交的方向上延伸，其中，所述牽引螺母被構(gòu)造成能夠在與所述驅(qū)動(dòng)軸摩擦接觸的摩擦接觸狀態(tài)和與所述驅(qū)動(dòng)軸解除接合的解除接合狀態(tài)之間切換，所述牽引螺母包括: 扭輪，其被可樞轉(zhuǎn)地支撐以便能夠在限定相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)軸的軸線的傾斜角度的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，所述傾斜角度等于導(dǎo)程角； 開(kāi)/閉控制桿，其被構(gòu)造成使所述牽引螺母在摩擦接觸狀態(tài)和所述解除接合狀態(tài)之間切換，以及 偏置裝置，其被構(gòu)造成產(chǎn)生偏置力，使得所述牽引螺母與所述驅(qū)動(dòng)軸摩擦接觸，其中:當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)軸在所述牽引螺母與所述驅(qū)動(dòng)軸摩擦接觸的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述牽引螺母按照所述導(dǎo)程角沿著所述驅(qū)動(dòng)軸微動(dòng)， 在所述牽引螺母與所述驅(qū)動(dòng)軸解除接合的狀態(tài)下，所述牽引螺母沿著所述驅(qū)動(dòng)軸自由地粗動(dòng)，所述粗動(dòng)不如所述微動(dòng)精確， 所述開(kāi)/閉控制桿被構(gòu)造成響應(yīng)于使用者的操作，使所述牽引螺母克服所述偏置裝置的偏置力處于所述解除接合狀態(tài)，以及 當(dāng)所述使用者釋放所述開(kāi)/閉控制桿時(shí)，由于所述偏置裝置的偏置力，所以所述牽引螺母回復(fù)到所述摩擦接觸狀態(tài)；和形狀測(cè)量器，其被連接到所述牽引螺母。
【文檔編號(hào)】G01B21/20GK104457671SQ201410479801
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】小野寺洋平, 進(jìn)藤秀樹(shù), 和泉直樹(shù) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三豐