可攜式關節臂坐標測量機和集成電子數據處理系統的製作方法

2023-04-26 12:09:46

專利名稱：可攜式關節臂坐標測量機和集成電子數據處理系統的製作方法
技術領域：
本公開內容涉及坐標測量機，尤其涉及具有板上電子數據處理系統和用戶接口的可攜式關節臂坐標測量機。
背景技術：
可攜式關節臂坐標測量機(AACMM)已廣泛使用於部件的製造或生產，其中在部件的製造或生產(例如，加工)的各個階段期間需要快速和準確地驗證部件的尺寸。相對於已 知的靜止或固定的、成本密集型並且相對難以使用的測量裝置，尤其在執行相對複雜的部件的尺寸測量所花費的時間量方面，可攜式AACMM代表了巨大的改進。通常，可攜式AACMM的用戶僅僅沿著要測量的部件或對象的表面引導探測器。在某些情況下，在計算機屏幕上以可視形式、例如三維(3D)形式將數據提供給用戶。在其它情況下，以數字形式將數據提供給用戶，例如當測量洞的直徑時，將文本「直徑=1. 0034」顯示在計算機屏幕上。共同轉讓的第5，402，582 (』 582)號美國專利中公開了現有技術的可攜式關節臂CMM的示例，其全部內容通過引用合併於此。』582號專利公開了由手動操作的關節臂CMM組成的3D測量系統，該關節臂CMM在一端上具有支持基座並且在另一端上具有測量探測器。共同轉讓的第5，611，147 (』 147)號美國專利公開了類似的關節臂CMM，其全部內容通過引用合併於此。在』 147號中，關節臂CMM包括大量特徵，所述特徵包括在探測器端上的附加的旋轉軸，從而為臂提供了 2-2-2軸配置或2-2-3軸配置(後者的情況為七個軸的臂)。當前，由操作者控制關節臂CMM，操作者與CMM進行通信以指導CMM採集數據，然後數據被計算機處理器處理。為了提高功能，需要如下AACMM，該AACMM包括集成的電子數據處理系統，該電子數據處理系統使得能夠在不中斷底層的數據獲取和處理功能的情況下，由多個用戶和相關聯的計算機裝置進行訪問。

發明內容
一個實施例是一種實現可攜式關節臂坐標測量機(AACMM)的方法。該方法包括接收執行功能的第一請求。可攜式AACMM包括具有相對的第一端和第二端的能夠手動定位的關節臂部分，該臂部分包括多個連接的臂分段，每個臂分段包括至少一個用於產生位置信號的位置感測器；測量裝置，其附連到AACMM的第一端；以及電子電路，其從感測器接收位置信號並且提供對應於測量裝置的位置的數據。該方法還包括識別第一請求被接收來自的源裝置；實現根據第一請求的功能；通過識別第一請求是從第一埠和第二埠中的哪個接收到的，來選擇作為第一請求的源裝置的目的地裝置；以及將從實現該功能導出的信息發送到目的地裝置。
另一個實施例是一種可攜式關節臂坐標測量機(AACMM)。可攜式AACMM包括具有相對的第一端和第二端的能夠手動定位的關節臂部分，該臂部分包括多個連接的臂分段，每個臂分段包括至少一個用於產生位置信號的位置感測器；測量裝置，其附連到AACMM的第一端；電子電路，用於從感測器接收位置信號並且提供對應於測量裝置的位置的數據；以及能夠由電子電路執行的邏輯。該邏輯接收執行功能的第一請求；識別第一請求被接收來自的源裝置；實現根據第一請求的功能；通過識別第一請求是從第一埠和第二埠中的哪個接收到的，來選擇作為第一請求的源裝置的目的地裝置；以及將從實現該功能導出的信息發送到目的地裝置。又一實施例是一種用於實現可攜式關節臂坐標測量機(AACMM)的電腦程式產品。該電腦程式產品包括其上實施有計算機可讀程序代碼的計算機存儲介質，該計算機可讀程序代碼當被計算機執行時使得計算機實現如下方法。該方法包括接收執行功能的第一請求。可攜式AACMM包括具有相對的第一端和第二端的能夠手動定位的關節臂部分，該臂部分包括多個連接的臂分段，每個臂分段包括至少一個用於產生位置信號的位置感測 器；測量裝置，其附連到AACMM的第一端；以及電子電路，其從感測器接收位置信號並且提供對應於測量裝置的位置的數據。該方法還包括識別第一請求被接收來自的源裝置；實現根據第一請求的功能；通過識別第一請求是從第一埠和第二埠中的哪個接收到的，來選擇作為第一請求的源裝置的目的地裝置；以及將從實現該功能導出的信息發送到目的地裝置。


現在參考附圖，示出了示例性的實施例，其不應被解釋為關於本公開內容的整個範圍是限制性的，其中，在若干附圖中以相同的方式對部件進行編號。包括圖IA和圖IB的圖I是具有本發明的各個方面的實施例的可攜式關節臂坐標測量機(AACMM)的立體圖；合計包括圖2A-圖2D的圖2是根據實施例的用作圖I的AACMM的一部分的電子裝置的框圖；合計包括圖3A和圖3B的圖3是描述根據實施例的圖2的電子數據處理系統的詳細特徵的框圖；圖4是根據實施例的具有布置在開口位置的顯示器的圖I的AACMM的立體圖；圖5是描述用於實現根據實施例的AACMM的板上電子數據處理系統特徵的處理的流程圖；以及圖6是根據實施例的圖4的顯示器的用戶界面計算機屏幕窗口。
具體實施例方式根據示例性實施例提供了可攜式關節臂坐標測量機(AACMM)和集成電子數據處理系統。電子數據處理系統駐留於板上，並且與AACMM及其部件相集成。電子數據處理系統包括基座計算機處理器和顯示處理器，基座計算機處理器和顯示處理器響應經由AACMM接收到的請求執行用戶選擇的功能。在一個實施例中，可在AACMM處經由板上的用戶接口卡和/或遠離AACMM設置的外部計算機處理器接收請求。響應於請求，各個部件，例如編碼器、傳感器和電子裝置採集響應於請求的數據。如本文中進一步描述的，由數據導出的信息被轉發到目的地裝置。圖IA和圖IB立體地圖示根據本發明的各個實施例的可攜式關節臂坐標測量機(AACMM) 100，其中關節臂是坐標測量機的一種類型。如圖IA和圖IB所示，示例性AACMM100可包括六個或七個關節的測量裝置，該測量裝置具有測量探測器外殼102，該測量探測器外殼102在一端上耦合到AACMM 100的臂部分104。臂部分104包括第一臂分段106，該第一臂分段通過第一軸承盒(bearing cartridge)分組(例如,兩個軸承盒)稱合到第二臂分段108。第二軸承盒分組112 (例如，兩個軸承盒)將第二臂分段108耦合到測量探測器外殼102。第三軸承盒分組114 (例如，三個軸承盒)將第一臂分段106耦合到基座116，該基座116位於AACMM 100的臂部分104的另一端。每個軸承盒分組110、112和114提供多軸的關節移動。另外，測量探測器外殼102可包括AACMM 100的第七個軸部分的杆(例如，在AACMM 100的第七個軸中，包含編碼器系統的盒，該編碼器系統確定測量裝置、例如探測器118和/或外圍裝置的移動)。在AACMM 100的使用中，基座106通常附著於工作表面。 每個軸承盒分組110、112、114內的每個軸承盒通常包含編碼器系統(例如,光學編碼器系統)。編碼器系統(即，傳感器)提供各個臂分段106、108和對應的軸承盒分組110、112、114的位置的指示，其一起提供了探測器118相對於基座116的位置(因此，正由AACMM100測量的對象在一定的參考幀(例如局部參考幀或全局參考幀)中的位置)的指示。例如，臂分段106、108可由適當剛性的材料製成，例如但不限於碳複合材料。具有六軸或七軸關節移動(即自由度)的可攜式AACMM 100提供了如下優點在提供可被操作者容易地操縱的臂部分104的同時，允許操作者將探測器118定位在基座116周圍360°區域內的期望位置處。然而，應當理解，具有兩個臂分段106、108的臂部分104的圖示是為了示例性的目的，並且請求保護的發明應當不限於此。AACMM 100可具有通過軸承盒耦合在一起的任意數目的臂分段(因此，多於或少於六軸或七軸的關節移動或自由度)。探測器118可拆卸地安裝到測量探測器外殼102，該測量探測器外殼102連接到軸承盒分組112。例如通過快速連接接口，手柄126相對於測量探測器外殼102是可移除的。手柄126可被其它裝置(例如，雷射線探測器、條形碼閱讀器)替代，從而提供如下優點允許操作者利用相同的AACMM 100使用不同的測量裝置。在示例性實施例中，探測器外殼102容納可移除的探測器118，探測器118為接觸式測量裝置並且可具有物理地接觸要測量的對象的不同尖端118，其中探測器118包括但不限於球型、觸摸敏感型、彎曲型和延伸型的探測器。在其它實施例中，例如，由諸如雷射線探測器(LLP)的非接觸式裝置來執行測量。在一個實施例中，使用快速連接接口用LLP替代手柄126。其它類型的測量裝置可替代可移除的手柄126以提供附加的功能。這樣的測量裝置的示例包括但不限於一個或更多個照明燈、溫度傳感器、熱掃描儀、條形碼掃描儀、投影儀、噴槍(paint sprayer)、攝像機等。如圖IA和圖IB所示，AACMM 100包括可移除的手柄126，其提供如下優點允許改變配件或功能而不必從軸承盒分組112移除測量探測器外殼102。如以下參考圖2更詳細描述的，可移除的手柄126也可包括電連接器，該電連接器允許與手柄126和位於探測器端的對應的電子裝置交換電力和數據。在各個實施例中，每個軸承盒分組110、112、114允許AACMM 100的臂部分104圍繞多個旋轉軸移動。如所提到的，例如，每個軸承盒分組110、112、114包括對應的編碼器系統，例如光學軸角編碼器(optical angular encoder),其中，例如,編碼器系統各自與臂分段106、108的對應旋轉軸同軸地布置。例如，光學編碼器系統檢測臂分段106、108中的每個臂分段圍繞對應軸的旋轉(轉動)移動或橫向(鉸鏈)移動，並且將信號傳送到本文中以下更詳細地描述的AACMM 100內的電子數據處理系統。每個單獨的原始編碼器計數分別被作為信號發送到電子數據處理系統，其中該原始編碼器計數被進一步處理成測量數據。如共同轉讓的第5，402，582 (』582)號美國專利中所公開的，不需要與AACMM 100本身分離的位置計算器(例如，串行盒)。基座116可包括附著裝置或安裝裝置120。例如，安裝裝置120允許AACMM 100可移除地安裝到期望位置，例如檢查臺、加工中心、牆或地面。在一個實施例中，基座116包括手柄部分122,手柄部分122為操作者提供便利的位置以在移動AACMM 100時握住基座116。在一個實施例中，基座116還包括可移動的蓋子部分124，蓋子部分124向下摺疊以露出用戶接口，例如顯示屏幕。根據一個實施例，可攜式AACMM 100的基座116包含或容納電子數據處理系統，該 電子數據處理系統包括兩個主要部件基座處理系統，其處理來自AACMM 100內的各個編碼器系統的數據以及表示其他臂參數的數據以支持三維(3D)位置計算；以及用戶接口處理系統，其包括板上作業系統、觸控螢幕顯示器和駐留的應用軟體，其中駐留的應用軟體允許在AACMM 100內實現相對完整的度量功能而不需要連接到外部計算機。基座116中的電子數據處理系統可與遠離基座116設置的編碼器系統、傳感器和其它外圍硬體(例如，LLP，其可安裝到AACMM 100上的可移除手柄126)進行通信。支持這些外圍硬體或特徵的電子裝置可設置在位於可攜式AACMM 100內的每個軸承盒分組110、112,114 中。圖2是根據實施例的AACMM 100中採用的電子裝置的框圖。圖2所示的實施例包括電子數據處理系統210，電子數據處理系統210包括用於實現基座處理系統的基座處理器板204、用戶接口板202、用於提供電力的基座電力板206、藍牙模塊232和基座傾斜板208。用戶接口板202包括如下計算機處理器，該計算機處理器用於執行應用軟體以執行用戶界面、顯示和本文中描述的其它功能。如圖2所示，電子數據處理系統210經由一個或更多個臂總線(arm bus)218與上述多個編碼器系統進行通信。在圖2圖示的實施例中，每個編碼器系統生成編碼器數據並且包括編碼器臂總線接口 214、編碼器數位訊號處理器(DSP) 216、編碼器讀取頭接口 234和溫度傳感器212。諸如應變傳感器的其它裝置可附連到臂總線218。圖2中還示出了與臂總線218通信的探測器端電子裝置230。探測器端電子裝置230包括探測器端DSP 228、溫度傳感器212、手柄/LLP接口總線240和探測器總線226，其中，在一個實施例中，手柄/LLP接口總線240經由快速連接總線與手柄126或LLP 242連接。快速連接接口允許手柄126對LLP 242和其它配件使用的數據總線、控制線和電力總線的訪問。在一個實施例中，探測器端電子裝置230位於AACMM 100上的測量探測器外殼102中。在一個實施例中，手柄126可從快速連接接口移除，並且可由雷射線探測器(LLP)242來執行測量，其中雷射線探測器(LLP) 242經由手柄/LLP接口總線240與AACMM 100的探測器端電子裝置230進行通信。在一個實施例中，電子數據處理系統210位於AACMM100的基座116中，探測器端電子裝置230位於AACMM 100的測量探測器外殼102中，以及編碼器系統位於軸承盒分組110、112、114中。探測器接口 226可通過任何適合的通信協議(包括實施Ι-wire 通信協議236的來自Maxim集成產品公司的商用產品)與探測器端DSP228連接。圖3是描述根據實施例的AACMM 100的電子數據處理系統210的詳細特徵的框圖。在一個實施例中，電子數據處理系統210位於AACMM100的基座116中，並且包括基座處理器板204、用戶接口板202、基座電力板206、藍牙模塊232和基座傾斜模塊208。在圖3所示的實施例中，基座處理器板204包括其中描述的各種功能塊。例如，基座處理器功能302用來支持來自AACMM 100的測量數據的採集，以及經由臂總線218和總線控制模塊功能308接收原始臂數據(例如，編碼器系統數據)。存儲器功能304存儲程序和靜態臂配置數據。基座處理器板204還包括用於與諸如LLP 242的任何外部硬體裝置或配件進行通信的外部硬體選項埠功能310。實時時鐘(RTC)和日誌306、電池組接口( IF)316和診斷埠 318也包括在圖3所示的基座處理器板204的實施例的功能中。 基座處理器板204還管理與外部裝置(主機計算機)和內部裝置(顯示處理器202)的有線和無線數據通信。基座處理器板204具有如下能力經由乙太網功能302(例如，使用諸如電氣和電子工程師協會(IEEE) 1588的時鐘同步標準)與乙太網絡進行通信，經由LAN功能322與無線區域網(WLAN)進行通信，以及經由並行至串行通信(PSC)功能314與藍牙模塊232進行通信。基座處理器板204還包括與通用串行總線(USB)裝置312的連接。基座處理器板204發送和採集用於處理成測量數據的原始測量數據(例如編碼器系統計數、溫度讀數)，而不需要諸如上述』 582號專利的串行盒中所公開的任何預處理。基座處理器204經由RS485接口(IF)326將處理後的數據發送到用戶接口板202上的顯示處理器328。在一個實施例中，基座處理器204也將原始測量數據發送到外部計算機。現在轉到圖3中的用戶接口板202，由基座處理器接收到的角度和位置數據被顯示處理器328上運行的應用使用，以提供AACMM 100內的自主度量系統。可在顯示處理器328上執行應用以支持如下功能，包括但不限於特徵的測量、指導和訓練圖形、遠程診斷、溫度校正、各種操作特徵的控制、與各種網絡的連接、以及測量對象的顯示。連同顯示處理器328和液晶顯示器(IXD) 338 (例如，觸控螢幕IXD)用戶接口一起，用戶接口板202包括若干接口選項，其中接口選項包括安全數字(SD)卡接口 330、存儲器332、USB主機接口 334、診斷埠 336、攝像機埠 340、音頻/視頻接口 342、撥號/蜂窩數據機344和全球定位系統(GPS)埠 346。圖3中所示的電子數據處理系統210還包括基座電力板206，基座電力板206具有用於記錄環境數據的環境記錄器362。基座電力板206還使用AC/DC變換器358和電池充電器控制360將電力提供到電子數據處理系統210。基座電力板206使用內部集成電路(I2C)串行單端總線354以及經由DMA串行外圍接口(DSPI) 356與基座處理器板204進行通信。基座電力板206經由基座電力板206中實現的輸入/輸出(I/O)擴展功能364連接到傾斜傳感器和無線射頻識別(RFID)模塊208。儘管被示出為分離的部件，但是在其它實施例中，所有部件或部件的子集可物理地位於不同位置和/或可為以不同於圖3所示的方式組合的功能。例如，在一個實施例中，基座處理器板204和用戶接口板202可組合到一個物理板中。在一個實施例中，AACMM 100包括上述集成的電子數據處理系統210。電子數據處理系統210駐留在板上，並且與AACMM 100及其部件相集成。基座處理器板204包括基座計算機處理器，基座計算機處理器可由圖3中所示的處理器功能302來實現。電子數據處理系統210響應經由AACMM 100接收到的請求來執行用戶選擇的功能，這些功能在本文中被進一步描述。在示例性實施例中，這些功能經由一個或更多個應用(例如邏輯)來執行，其中，該應用(例如邏輯)由電子數據處理系統210執行，並且例如存儲在圖3的存儲器304和/或存儲器332中。在一個實施例中，如圖2中概括地圖示的，可在AACMM 100處經由圖2中所示的用戶接口板202和/或外部計算機處理器接收請求，其中，外部計算機處理器被設置為遠離AACMM 100，並且通過乙太網絡直接經過USB通道與AACMM 100進行通信，或者例如通過無線LAN或支持藍牙(TM)的通道232與AACMM 100進行無線通信。響應於請求，各種部件，例如編碼器系統214、216、234、探測器端電子裝置230、和/或外圍裝置(例如LLP242)獲取響應於請求的數據。由數據導出的信息返回到電子數據處理系統210，並且轉發到本文中進一步描述的一個或更多個目的地裝置。參考圖I-圖4，示出了具有集成顯示器的AACMM 100的實施例。AACMM 100包括基座116，該基座116包括電子數據處理系統210並且被布置成經由一個或更多個總線(例如 臂總線218)與編碼器系統進行通信，其中編碼器系統與軸承盒分組110、112、114相關聯。基座116包括外殼400，該外殼400在一端上具有安裝裝置120並且在相對端上具有軸承盒分組114和臂部分104。外殼400包括手柄部分122，該手柄部分122的大小被製作成方便操作者對AACMM 100的攜帶。在一個實施例中，外殼400包括開口 410，該開口 410的大小被製作成在AACMM100未連接到外部電源(例如牆插座)時收納用於為AACMM 100提供電力的電池412。在一個實施例中，電池412包括與電子數據處理系統210進行通信並且發送信號的電路，其中信號可包括但不限於電池充電電平；電池類型；型號；製造商；特性；放電速率；預測的剩餘容量；溫度；電壓；以及幾乎放完電警告，使得AACMM可以以控制的方式關閉。可移動的蓋子部分124包括外殼404，該外殼404例如通過鉸鏈安裝到基座116。在AACMM 100的運行期間，可移動的蓋子部分124可開啟以允許觀看顯示屏406。布置在可移動的蓋子部分124內的是具有顯示屏406(例如圖3B的彩色IXD 338)的顯示器408。顯示器408提供如下用戶界面，該用戶界面允許操作者對AACMM 100進行交互和操作而不需要連接到外部主計算機。在一個實施例中，顯示屏406是IXD屏，該IXD屏例如可以檢測諸如操作者的手指或觸控筆的觸摸在顯示區域內的存在和位置。顯示器408可包括觸控螢幕，該觸控螢幕具有用於檢測觸摸的元件，元件包括但不限於電阻元件；表面聲波元件；電容元件；表面電容元件；投射電容元件；紅外探測器元件；應變測量元件；光學成像元件；色散信號元件；或者聲脈衝識別元件。用戶接口板202 (圖2和圖3)電耦合到顯示器408和基座116內的基座處理器板204 (圖2和圖3)。在一個實施例中，蓋子部分124的外殼104還包括一對計算機接口 414、416，計算機接口 414、416例如允許操作者將用戶接口板202連接到外部裝置，例如但不限於計算機；計算機網絡；膝上型計算機；條形碼掃描儀；數位相機；數碼攝像機；鍵盤；滑鼠；印表機；個人數字助理(PDA);或智慧型手機。在一個實施例中，計算機接口 414是USB主機接口334，而計算機接口 416是安全數字卡接口 330。如上所述，用戶接口板202包括處理器328，該處理器328被布置為雙向通信以從顯示屏406和電子數據處理系統210接受和發送信號。現在轉到圖5，現在將在一個實施例中描述用於實現AACMM 100和集成電子數據處理系統210的處理。如所指示的，電子數據處理系統210實現用於執行圖5描述的處理的邏輯。該邏輯可存儲在用戶接口板202處，例如存儲在存儲器332中。在步驟502，電子數據處理系統210從一個或更多個源裝置接收執行功能的請求。舉例來說，可用於實現的功能可包括通過AACMM 100的探測器裝置(例如探測器118)獲取對象的尺寸測量(例如點坐標的測量)，監測各種溫度值(例如，通過一個或更多個溫度傳感器212)，執行AACMM 100的一個或更多個部件的校準，對AACMM 100的一個或更多個部件執行診斷，以及訓練指導。如果功能包括對象的點坐標的測量，則在數據捕獲中使用的部件包括布置在AACMM 100的軸承盒分組110、112、114中的一個或更多個編碼器系統(例如，編碼器系統214、216、234)、以及基座計算機處理器，該基座計算機處理器接收從編碼器捕獲的 原始測量數據。可響應來自可移除配件或外圍裝置(例如攝像機、LLP242、無線射頻識別裝置(RFID)掃描儀、熱掃描裝置等)的請求來實現可使用的其它功能。源裝置可包括外部計算機處理器、板上用戶接口部件(例如，圖2和圖3的板上用戶接口板202和顯示器338)、或其它通信裝置(例如，智慧型手機、個人數字助理等)。電子數據處理系統210識別發出請求的源裝置(例如，識別經由邏輯接收請求的埠)。如圖2和圖3所示，如果源裝置為外部計算機處理器，則識別的埠可為USB埠、乙太網埠、或無線通信埠(例如，支持藍牙TM協議的無線埠 232或支持802. 11協議的埠 322)。如果源裝置為AACMM 100板上的用戶接口部件(例如，經由用戶接口板802)，則識別的埠可為支持RS485的埠。在一個實施例中，在基座計算機處理器處，經由臂總線218和通用接口從外圍部件接收請求(例如，如圖2D所示，如果外圍部件是LLP 242，則可將請求接收為經由按鈕按壓並且沿著臂總線218穿過手柄接口總線240的中斷信號)。在一個實施例中，外部計算機處理器被設置為遠離AACMM 100。如果從布置在AACMM 100板上的用戶接口部件(例如，經由用戶接口板202)接收請求，則可由AACMM 100的操作者經由用戶接口顯示器338(也被示出為圖4的顯示屏406)來輸入該請求。在一個實施例中，用戶接口板202包括駐留的應用，並且該應用被顯示處理器328執行以提供圖形用戶界面(GUI)，該圖形用戶界面具有與AACMM 100所實現的可用功能對應的可選擇的菜單選項。GUI可被實現為菜單選項的集合，例如圖6所示的那些。在圖6中，顯示屏406的計算機屏幕窗口 600圖示了各種菜單選項，例如部件安裝602 (例如，用於指定諸如平面、線、圓、圓柱的部件元件)、測量604 (例如，用於指定特徵、長度、角、位置等)、文件606 (例如，用於定義新部件、加載宏、傳送數據等)、設定608 (例如，用於指定網絡連接、語言、聲音元件等)、以及診斷610。回到步驟502，響應於執行功能的請求，在步驟504，電子數據處理系統210經由邏輯發布數據捕獲信號。例如，如果請求的功能是對探測器118測量的請求，則基座計算機處理器經由臂總線218向編碼器216和探測器端DSP 228發布數據捕獲信號。如果AACMM100採用觸摸探測器，則可響應於將觸摸探測器定位成與要測量的對象相接觸，由觸摸探測器來初始化數據捕獲信號。響應於接收到捕獲信號，編碼器DSP 216和探測器端DSP 228捕獲(或鎖存)數據(例如編碼器計數和溫度)。如果請求的功能是對來自通信耦合到AACMM100的外圍部件(例如可移除地附連的外圍部件)的數據的請求，則基座計算機處理器經過臂總線218向外圍部件發布數據捕獲信號，或者，如果外圍部件裝配有無線通信部件，則基座計算機處理器可無線地向外圍部件發布數據捕獲信號。在一個實施例中，來自外圍部件的數據被鎖存並且通過臂總線218被發送到基座計算機處理器。例如，外圍部件(例如LLP242)可包括控制器和DSP。數據被DSP鎖存在LLP 242中，然後被放到臂總線218上以傳輸到基座計算機處理器。在步驟506，基座計算機處理器接收從數據捕獲信號產生的數據。例如，如果請求的功能是針對探測器測量數據，則基座計算機處理器針對鎖存的數據依次對編碼器DSP216和探測器端DSP 228進行輪詢(例如，發送請求位置數據的具有編碼器地址的包)。如果請求的功能是針對外圍部件數據，則捕獲的數據例如可包括圖像數據(其中外圍部件是攝像機)、多媒體數據(其中配件是視頻錄像機)、RFID數據(其中外圍部件是RFID掃描儀)、以及二維重心(COG)數據(其中配件是LLP)。在一個實施例中，外圍部件數據還可包括識別外圍部件類型(例如，JPEG、MPEG、AVI等)的識別信息。可在基座計算機處理器處經由臂總線 218接收數據，或者可在外圍部件與基座計算機處理器之間無線地傳送數據。在一個實施例中，當AACMM 100處於運行中時，可連續地執行步驟502至步驟506。另外，如果觸摸探測器連接到AACMM，則觸摸探測器可初始化觸發信號的發布(例如，當探測器尖端與對象接觸時或接近對象時)。當觸摸探測器初始化該信號時，該觸摸探測器中斷步驟502至步驟506的當前循環並且使處理在步驟502處繼續。在步驟508，捕獲的數據可選地被轉換為不同的格式。例如，如果捕獲的數據是原始測量數據，則捕獲的數據可被轉換成三維坐標數據。在步驟510，電子數據處理系統210選擇目的地裝置以發送數據(可選地，轉換後的數據)。在一個實施例中，電子數據處理系統210經由邏輯，通過識別請求被接收來自的埠來選擇目的地裝置。如圖2所示，如以上所指示的，如果目的地裝置是外部計算機處理器，則識別的埠可為USB埠、乙太網埠、或無線通信埠(例如，支持藍牙TM協議的無線埠 232)。如果目的地裝置是AACMM 100板上的用戶接口部件(例如，用戶接口板202)，則識別的埠可為支持RS485的埠。可替選地，該邏輯可被配置為將數據發送到多個目的地裝置，包括發出請求的裝置。在步驟512，數據被發送到一個或更多個選擇的目的地裝置，例如外部計算機和板上顯示器406。在其他實施例中，目的地裝置可為智慧型手機、PDA、或其它通信裝置。如以上在圖5中所示的，可經由電子數據處理系統210來實現附加的功能。如果步驟502的請求是針對校準，則執行的處理類似於關於圖5描述的那些處理。對校準的請求可經由具有相關聯的軟體應用的外部計算機來初始化，或者可經由用戶接口部件來初始化，其中用戶接口部件經由用戶接口板202 (例如，通過圖6的菜單選項612)集成到AACMM100中。根據哪個裝置初始化對校準功能的請求，用戶接口部件的校準特徵612指導AACMM100的操作者按照特定的模式移動探測器或外圍裝置，根據測量裝置的類型(例如，探測器與LLP)，按照上述方式捕獲數據，以及由顯示處理器328或外部計算機上執行的邏輯對數據進行處理。該邏輯對數據進行處理以確定校準是否成功。在示例性實施例中，AACMM 100可被配置成提供多個對坐標測量機特徵的同時訪問。例如，AACMM 100的遠程用戶(例如經由計算機裝置)可通過基座計算機處理器和邏輯來初始化從AACMM 100獲取數據或測量值。AACMM 100可響應由基座計算機處理器提供的命令來開始採集數據。例如，如果AACMM 100的操作者期望獲取正測量的對象的其它方面的測量，則操作者可通過從由上述GUI可得到的菜單選項中進行選擇，來激活用戶接口板202和顯示器。在示例性實施例中，AACMM 100被配置為通過基座計算機處理器和邏輯，從用戶接口板202以及外部源(例如遠程計算機裝置)兩者接收命令。可通過基座處理器板204指示AACMMA100暫停從遠程計算機裝置獲取數據採集，以根據經由用戶接口板202和⑶I接收到的指示來收集數據。響應來自遠程計算機裝置的請求而收集的數據可被存儲或臨時緩存，以在AACMM 100處開始為操作者採集數據。一旦操作者完成了請求的測量，則AACMM100被配置為響應從遠程計算機裝置更早接收到的指令繼續測量。在該實施例中，收集的數據可被發送到請求數據的對應裝置，或者該邏輯可被配置為將所有收集的數據發送到與AACMM 100進行通信的任意裝置。因此，例如，外部計算機可接收由操作者通過板上用戶接口請求的收集的數據。

在一個實施例中，電子數據處理系統210可同時處理兩個測量請求。例如，可與來自板上用戶接口對LLP裝置242測量數據的請求同時地實現來自外部計算機對探測器118測量值的請求。AACMM 100臂總線218可被配置為使得通過一個裝置(例如探測器118)的操作獲取的數據可在一個總線上傳送，而通過其它裝置(例如LLP 242)的操作獲取的數據可沿著其它總線傳送。在該邏輯處理來自其它裝置的數據的同時，可臨時緩存來自一個裝置的數據。技術效果和優點包括AACMM 100與電子數據處理系統210的集成功能，該功能駐留在板上，並且與AACMM及其部件相集成。因為電子數據處理系統的功能集成到AACMM的基座中，所以不需要外部計算機來操作或控制AACMM。如果在AACMM的運行中需要外部計算機，則AACMM集成基座計算機處理功能，該基座計算機處理功能使得能夠進行AACMM與外部計算機之間的通信以及通過板上用戶接口的通信，其中板上用戶接口用於與採用外部計算機處理所進行的通信相分離地與AACMM的操作者進行通信。針對外部計算機處理器和用戶接口中的每個的數據流分別被緩存，因此可以中斷一個流而不影響其它的。基座計算機處理器識別對要被AACMM執行的功能進行請求的源裝置，並且將由這些請求產生的捕獲的數據發送到識別的裝置(被稱為目的地裝置)。因此，AACMM使得能夠由多個用戶和相關聯的計算機裝置進行訪問，而不會中斷底層的數據獲取和處理功能。本領域技術人員將會理解，本發明的方面可被實施為系統、方法或電腦程式產品。因此，本發明的方面可採取完全硬體實施的形式、完全軟體實施(包括固件、駐留軟體、微代碼等)的形式、或組合軟體和硬體方面的實施的形式，在本文中均可一般地被稱為「電路」、「模塊」或「系統」。另外，本發明的方面可採取以其上實施有計算機可讀程序代碼的一個或更多個計算機可讀介質來實施的電腦程式產品的形式。可採用一個或更多個計算機可讀介質的任意組合。計算機可讀介質可為計算機可讀信號介質或計算機可讀存儲介質。計算機可讀存儲介質可為，例如但不限於電的、磁的、光的、電磁的、紅外的、或半導體系統、設備或裝置，或者前述各項的任意適當的組合。計算機可讀存儲介質的更具體的示例(非窮舉性的列表)將包括下面各項具有一個或更多個線的電連接、可攜式計算機盤、硬碟、隨機訪問存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM，閃速或相變存儲器)、光纖、可攜式緊湊盤只讀存儲器(CD-ROM)、光存儲裝置、磁存儲裝置、或前述各項的任意適當的組合。在本文的上下文中，計算機可讀存儲介質可為任意的有形介質，該有形介質可以包含或存儲由指令執行系統、設備或裝置使用的或與指令執行系統、設備或裝置有關的程序。計算機可讀信號介質例如可包括在基帶中或作為載波的一部分傳播的數據信號，該數據信號中實施有計算機可讀程序代碼。這樣的傳播的信號可採取各種形式中的任一種，包括但不限於電磁的、光的或其任意適當的組合。計算機可讀信號介質可為如下的任意計算機可讀介質不是計算機可讀存儲介質，並且可以傳送、傳播、傳輸由指令執行系統、設備或裝置使用的或與指令執行系統、設備或裝置有關的程序。在計算機可讀介質上實施的程序代碼可使用任何適合的介質來發送，包括但不限於無線、有線、光纖線纜、RF等、或前述各項的任意適當的組合。用於實現本發明的方面的操作的電腦程式代碼可以以一個或更多個程式語言 的任意組合來編寫，包括但不限於面向對象程式語言，例如Java、Smalltalk、C++、C#等；以及傳統的過程程式語言，例如「C」程式語言或類似的程式語言。程序代碼可完全在用戶的計算機上執行，部分地在用戶的計算機上執行、作為單獨的軟體包來執行、部分地在用戶的計算機上並且部分地在遠程計算機上執行、或者完全在遠程計算機或伺服器上執行。在後者的情形下，遠程計算機可通過任意類型的網絡(包括區域網(LAN)或廣域網(WAN))連接到用戶的計算機，或者可(例如，通過使用網際網路服務提供商的網際網路)連接到外部計算機。參考根據本發明的實施例的方法、設備(系統)和電腦程式產品的流程示和/或框圖描述了本發明的方面。應當理解，流程示和/或框圖中的每個塊以及流程示和/或框圖中的塊的組合可由電腦程式指令來實現。這些電腦程式指令可提供到通用計算機、專用計算機或其它可編程數據處理設備的處理器以產生機器，使得經由計算機或其它可編程數據處理設備的處理器執行的指令創建用於實現流程圖和/或框圖的框中指定的功能/動作的裝置。這些電腦程式指令也可存儲在計算機可讀介質中，其可以指導計算機、其它可編程數據處理設備、或其它裝置以特定的方式起作用，使得存儲在計算機可讀介質中的指令產生包括用於實現流程圖和/或框圖的框中指定的功能/動作的指令的製品。電腦程式指令也可裝載到計算機、其它可編程數據處理系統、或其它裝置上，使得在計算機、其它可編程設備或其它裝置上執行一系列的操作步驟以產生計算機實現的處理，使得在計算機或其它可編程設備上執行的指令提供用於實現流程圖和/或框圖的框中指定的功能/動作的處理。圖中的流程圖和框示了根據本發明的系統、方法和電腦程式產品的可能實現的架構、功能和操作。在這方面，流程圖或框圖中的每個塊可表示代碼的模塊、分段或部分，其包括用於實現指定的邏輯功能的一個或更多個可執行的指令。還應當注意，在一些替選實現中，塊中表示的功能可以與圖中表示的順序不同地執行。例如，連續示出的兩個塊實際上可基本上同時地執行，或者塊有時可以以相反的順序執行，這取決於所涉及的功能。還要注意，框圖和/或流程示中的每個塊、以及框圖和/或流程示中的塊的組合可由執行特定功能或動作的基於硬體的專用系統來實現，或者可由專用硬體和計算機指令的組合來實現。
儘管參考示例實施例描述了本發明，但是本領域技術人員應當理解，可在不偏離本發明的範圍的情況下進行各種修改，並且可用等同內容來替換其部件。另外，可在不偏離本發明的實質範圍的情況下，根據本發明的教導進行許多變型以適應特定的情形或材料。所以，本發明旨在不限於如期望用於實現本發明的最佳模式一樣公開的特定實施例，而是本發明將包括落在所附權利要求的範圍內的所有實施例。另外，術語「第一」、「第二」等的使用不是表示任何順序或重要性，而是這些術語「 第一」、「第二」用來將一個部件與另一個部件區分開。另外，術語「a」、「an」等的使用不是表示數量的限制，而是表示所提及的項中的至少之一的存在。
權利要求
1.一種實現可攜式關節臂坐標測量機(AACMM)的方法，包括 接收執行功能的第一請求，所述可攜式AACMM包括具有相対的第一端和第二端的能夠手動定位的臂部分，所述臂部分包括多個連接的臂分段，每個臂分段包括用於產生位置信號的至少ー個位置感測器；測量裝置，其附連到所述AACMM的第一端；以及電子電路，其從所述感測器接收所述位置信號，並且提供對應於所述測量裝置的位置的數據； 識別所述第一請求被接收來自的源裝置； 實現根據所述第一請求的所述功能； 通過識別所述第一請求是從第一埠和第二埠中的哪個接收到的，來選擇作為所述第一請求的源裝置的目的地裝置；以及 將從實現所述功能導出的信息發送到所述目的地裝置。
2.如權利要求I所述的方法，其中，所述功能包括對象的尺寸測量的獲取；以及 其中，發送信息包括以下中的至少之ー 將原始測量數據發送到所述目的地裝置；以及 在發送之前將所述原始測量數據轉換為包括所述信息的三維坐標數據。
3.如權利要求I所述的方法，其中，執行功能的所述請求包括從通信耦合到所述可攜式AACMM的外圍裝置捕獲數據的請求，所述方法還包括經由總線將從所述外圍部件捕獲的數據發送到所述電子電路。
4.如權利要求3所述的方法，其中，所述外圍部件包括以下各項中的至少之ー 雷射線探測器； 熱掃描裝置； 無線射頻識別裝置掃描儀；以及 攝像機。
5.如權利要求I所述的方法，其中，所述功能包括以下中的至少之ー 經由布置在所述可攜式AACMM上的溫度傳感器監測溫度值； 執行所述可攜式AACMM的至少ー個部件的校準；以及 對所述可攜式AACMM的至少ー個部件執行診斷。
6.如權利要求I所述的方法，其中，在所述電子電路處，從所述可攜式AACMM板上的用戶接ロ部件以及外部計算機處理器中的至少之ー接收所述第一請求，其中接收自所述用戶接ロ部件的所述第一請求是經由所述電子電路上的所述第一端ロ接收的，接收自所述外部計算機處理器的所述第一請求是經由所述電子電路上的所述第二端ロ接收的，其中所述外部計算機處理器被設置為遠離所述可攜式AACMM。
7.如權利要求I所述的方法，還包括 在所述第一請求的所述功能的執行期間接收執行功能的第二請求； 識別所述第二請求被接收來自的源裝置； 暫停所述第一功能的實現並且將從所述第一功能的實現獲取的數據存儲在所述可攜式AACMM的存儲器位置中； 選擇作為所述第二請求的源裝置的目的地裝置； 將從實現所述功能導出的信息發送到對應於所述第二請求的目的地裝置；以及 繼續所述第一功能的實現。
8.一種可攜式關節臂測量機(AACMM)，包括 具有相対的第一端和第二端的能夠手動定位的臂部分，所述臂部分包括多個連接的臂分段，所述臂分段中的每個包括用於產生位置信號的至少ー個位置感測器； 測量裝置，其附連到所述AACMM的第一端； 電子電路，其用於從所述感測器接收所述位置信號，並且提供對應於所述測量裝置的位置的數據；以及 能夠由所述電子電路執行的邏輯，其中，所述邏輯接收執行功能的第一請求，識別所述第一請求被接收來自的源裝置，實現根據所述第一請求的所述功能，通過識別所述第一請求是從第一埠和第二端ロ中的哪個接收到的，來選擇作為所述第一請求的源裝置的目的地裝置，以及將從實現所述功能導出的信息發送到所述目的地裝置。
9.如權利要求8所述的可攜式AACMM，其中，所述功能包括對象的尺寸測量的獲取；以及 其中，發送所述信息包括以下中的至少之ー將原始測量數據發送到所述目的地裝置；以及在發送之前將所述原始測量數據轉換成包括所述信息的三維坐標數據。
10.如權利要求8所述的可攜式AACMM，其中，執行功能的所述請求包括從通信耦合到所述可攜式AACMM的外圍裝置捕獲數據的請求，其中，所述邏輯還經由總線將從所述外圍部件捕獲的數據發送到所述電子電路； 其中，所述外圍部件包括以下各項中的至少之ー 雷射線探測器； 熱掃描裝置； 無線射頻識別裝置掃描儀；以及 攝像機。
11.如權利要求8所述的可攜式AACMM，其中，所述功能包括以下中的至少之ー 經由布置在所述可攜式AACMM上的溫度傳感器監測溫度值； 執行所述可攜式AACMM的至少ー個部件的校準；以及 對所述可攜式AACMM的至少ー個部件執行診斷。
12.如權利要求8所述的可攜式AACMM，其中，在所述電子電路處，從所述可攜式AACMM板上的用戶接ロ部件以及外部計算機處理器中的至少之ー接收所述第一請求，其中接收自所述用戶接ロ部件的所述第一請求是經由所述電子電路上的所述第一端ロ接收的，接收自所述外部計算機處理器的所述第一請求是經由所述電子電路上的所述第二端ロ接收的，其中所述外部計算機處理器被設置為遠離所述可攜式AACMM。
13.如權利要求8所述的可攜式AACMM，其中，所述電子電路在所述第一請求的所述功能的執行期間接收執行功能的第二請求；識別所述第二請求被接收來自的源裝置；暫停所述第一功能的實現並且將從所述第一功能的實現獲取的數據存儲在所述可攜式AACMM的存儲器位置中；選擇作為所述第二請求的源裝置的目的地裝置；將從實現所述功能導出的信息發送到對應於所述第二請求的目的地裝置；以及繼續所述第一功能的實現。
14.一種用於實現可攜式關節臂坐標測量機(AACMM)的電腦程式產品，所述電腦程式產品包括其上實施有計算機可讀程序代碼的計算機存儲介質，所述計算機可讀程序代碼當被計算機執行時使得所述計算機實現如下方法，所述方法包括接收執行功能的第一請求； 識別所述第一請求被接收來自的源裝置； 實現根據所述第一請求的所述功能； 通過識別所述第一請求是從第一埠和第二埠中的哪個接收到的，來選擇作為所述第一請求的源裝置的目的地裝置；以及 將從實現所述功能導出的信息發送到所述目的地裝置。
15.如權利要求14所述的電腦程式產品，其中，所述功能包括對象的尺寸測量的獲取；以及 其中，發送信息包括以下中的至少之ー 將原始測量數據發送到所述目的地裝置；以及 在發送之前將所述原始測量數據轉換為包括所述信息的三維坐標數據。
16.如權利要求14所述的電腦程式產品，其中，執行功能的請求包括從通信耦合到所述可攜式AACMM的外圍裝置捕獲數據的請求，所述方法還包括經由總線將從所述外圍部件捕獲的數據發送到所述電子電路。
17.如權利要求16所述的電腦程式產品，其中，所述外圍部件包括以下各項中的至少之ー 雷射線探測器； 熱掃描裝置； 無線射頻識別裝置掃描儀；以及 攝像機。
18.如權利要求14所述的電腦程式產品，其中，所述功能包括以下中的至少之ー 經由布置在所述可攜式AACMM上的溫度傳感器監測溫度值； 執行所述可攜式AACMM的至少ー個部件的校準；以及 對所述可攜式AACMM的至少ー個部件執行診斷。
19.如權利要求14所述的電腦程式產品，其中，在所述電子電路處，從所述可攜式AACMM板上的用戶接ロ部件以及外部計算機處理器中的至少之ー接收所述第一請求，其中接收自所述用戶接ロ部件的所述第一請求是經由所述電子電路上的所述第一端ロ接收的，接收自所述外部計算機處理器的所述第一請求是經由所述電子電路上的所述第二端ロ接收的，其中所述外部計算機處理器被設置為遠離所述可攜式AACMM。
20.如權利要求14所述的電腦程式產品，其中，所述方法還包括 在所述第一請求的所述功能的執行期間接收執行功能的第二請求； 識別所述第二請求被接收來自的源裝置； 暫停所述第一功能的實現並且將從所述第一功能的實現獲取的數據存儲在所述可攜式AACMM的存儲器位置中； 選擇作為所述第二請求的源裝置的目的地裝置； 將從實現所述功能導出的信息發送到對應於所述第二請求的目的地裝置；以及 繼續所述第一功能的實現。
全文摘要
實現可攜式關節臂坐標測量機包括接收執行功能的第一請求。可攜式AACMM包括具有相對的第一端和第二端的能夠手動定位的關節臂部分，臂部分包括多個連接的臂分段，每個臂分段包括用於產生位置信號的至少一個位置感測器；測量裝置，其附連到AACMM的第一端；以及電子電路，其從感測器接收位置信號，並且提供對應於測量裝置的位置的數據。實現可攜式關節臂測量機還包括識別第一請求被接收來自的源裝置，實現根據第一請求的功能，通過識別第一請求是從第一埠和第二埠中的哪個接收到的來選擇作為第一請求的源裝置的目的地裝置，以及將從實現功能導出的信息發送到目的地裝置。
文檔編號G05B19/401GK102687433SQ201180005275
公開日2012年9月19日 申請日期2011年1月14日 優先權日2010年1月20日
發明者弗雷德裡克·約翰·約克 申請人:法羅技術股份有限公司