【課題】外骨格および伝達手段を有するＣＭＭアームを提供する
【解決手段】 ベース端及びプローブ端を有する内部ＣＭＭアームと、複数の伝達手段を介して内部ＣＭＭアームを駆動する外骨格とを備える、外骨格を有するＣＭＭアームの装置が提供される。１つ又は複数の接触プローブ、光学プローブ、及び工具が、プローブ端に取り付けられる。外骨格を有するＣＭＭアームは、手動操作可能な実施形態及び自動実施形態で提供される。外骨格を有するＣＭＭアームは、高精度測定のため、又は高精度動作を行うために動作可能である。外骨格を有するＣＭＭアームの動作の方法が提供される。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース端、反対側のプローブ端、及び前記ベース端と前記プローブ端との間の２つ以上の回転移動軸により分離される３つ以上のセグメントを有し、前記回転移動軸の少なくとも２つは平行ではない、可動部材と、
ベース端、反対側のプローブ端、及び前記ベース端と前記プローブ端との間の２つ以上の回転移動軸により分離される３つ以上のセグメントを有し、前記回転移動軸の少なくとも２つは平行ではない、可動位置報告デバイスであって、前記プローブ端の位置および向きを報告する可動位置報告デバイスと、
前記可動部材の前記セグメントを前記可動位置報告デバイスの前記セグメントに接続する伝達手段であって、前記可動部材との該伝達手段の接点が、前記プローブ端と前記ベース端に最も近い前記回転移動軸との間のいずれかにある、伝達手段と
を備え、前記可動部材の回転移動軸のそれぞれと、前記可動位置報告デバイスの対応する回転移動軸とは共通し、前記可動部の移動により、前記可動位置報告デバイスが移動される装置。
【請求項２】
前記伝達手段は、前記可動部材の前記プローブ端セグメントと前記可動位置報告デバイスの前記プローブ端セグメントとの間に配設された請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記伝達手段は、前記可動部材の前記セグメントと前記可動位置報告デバイスの前記セグメントとを接続する個別伝達手段を複数、含む請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記個別伝達手段の全てが、前記可動部材の前記セグメントに対して前記可動位置報告デバイスの前記セグメントの移動を許容しない程度の剛性を有する請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記個別伝達手段の全てが、前記可動部材の前記セグメントに対して前記可動位置報告デバイスの前記セグメントの移動を許容する程度の剛性を有する請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記個別伝達手段の少なくとも１つは、前記可動部材の前記セグメントに対して前記可動位置報告デバイスの前記セグメントの移動を許容しない程度の剛性を有し、前記個別伝達手段の少なくとも１つは、前記可動部材の前記セグメントに対して前記可動位置報告デバイスの前記セグメントの移動を許容する程度の剛性を有する請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記可動部材の前記セグメントに対して前記可動位置報告デバイスの前記セグメントの移動を許容する程度の剛性を有する個別伝達手段は２つであり、前記可動部材の前記セグメントに対して前記可動位置報告デバイスの前記セグメントの移動を許容する程度の剛性を有する個別伝達手段の１つは、前記可動部材の前記プローブ端セグメントと前記可動位置報告デバイスの前記プローブ端セグメントとの間に配設された請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記可動部材と前記可動位置報告デバイスとの間にある、前記可動部材の前記セグメントに対して前記可動位置報告デバイスの前記セグメントの移動を許容する程度の剛性を有する個別伝達手段は３つである請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記３つの、前記可動部材の前記セグメントに対して前記可動位置報告デバイスの前記セグメントの移動を許容する程度の剛性を有する個別伝達手段は、
肘の前記ベース端側、
手首の前記ベース端側、及び
前記プローブ端の前記ベース端側
に配設された請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記可動部材の前記セグメントに対して前記可動位置報告デバイスの前記セグメントの移動を許容しない程度の剛性を有する個別伝達手段の数は１つであり、前記可動部材の前記セグメントに対して前記可動位置報告デバイスの前記セグメントの移動を許容しない程度の剛性を有する伝達手段は、前記可動部材の前記プローブ端セグメントと前記可動位置報告デバイスの前記プローブ端セグメントとの間に配設された請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
前記セグメントの自動回転を止める拘束手段をさらに備える請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記可動部材の前記ベース端及び前記可動位置報告デバイスの前記ベース端は、互いに固定して取り付けられる請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記可動位置報告デバイスの回転移動軸の数は６つである請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記ベース端から前記プローブ端まで列挙される前記可動位置報告デバイスの前記回転移動軸のタイプはＡＯＯＡＯＡであり、Ａは隣接する２つのセグメントの共通する軸について回転し得る、同軸回転移動軸を示し、Ｏは隣接する２つのセグメントの間のヒンジとして回転し得る、ヒンジ式回転移動軸を示す請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記可動位置報告デバイスの移動軸の数は７つである請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記ベース端から前記プローブ端まで列挙される前記可動位置報告デバイスの前記回転移動軸のタイプはＡＯＡＯＡＯＡであり、Ａは隣接する２つのセグメントの共通する軸について回転し得る、同軸回転移動軸であり、Ｏは隣接する２つのセグメントの間のヒンジとして回転し得る、ヒンジ式回転移動軸を示す請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記可動部材及び前記可動位置報告デバイスが同じ数のセグメント及び移動の回転軸を有する請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記可動部材及び前記可動位置報告デバイスが、同一のセグメント長さ、及び同一の回転軸移動の中心を有する請求項１３ないし１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記可動部材及び前記可動位置報告デバイスのそれぞれの前記セグメントが同軸上若しくは略同軸上にある請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記可動部材が前記可動位置報告デバイスの外部にある請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記可動部材の構造が開放する請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記可動部材の構造が前記可動位置報告デバイスを囲む請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記可動部材が前記可動位置報告デバイスから取り外し可能である請求項１ないし２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記可動部材上にハードリミット手段をさらに備え、前記ハードリミット手段は、前記可動位置報告デバイスが前記可動位置報告デバイスの関節の固有の限界点と接触することを防止する請求項１ないし２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
前記可動部材は手動操作可能である請求項１ないし２４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
前記可動部材はロボットである請求項１ないし２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
前記可動位置報告デバイスはＣＭＭアームである、請求項１ないし２６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２８】
前記可動部材の前記プローブ端を前記可動部材の前記ベース端に対して移動させるコントローラをさらに備える請求項１ないし２７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２９】
単一ユニットであり、且つ可搬式である請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記可動位置報告デバイスに配置されてプローブデータを収集する１つ又は複数のプローブをさらに備える請求項１ないし２９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
前記可動部材に配置されてプローブデータを収集する１つ又は複数のプローブをさらに備える請求項１ないし３０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３２】
可動位置報告デバイスを自動位置決めする方法であって、
コントローラが駆動手段に駆動トルクを発生させるステップと、
前記駆動トルクが可動部材に加えられて、該可動部材を移動させるステップと、
前記可動部材が伝達手段を移動させるステップと、
前記伝達手段が前記可動位置報告デバイスに力を加えて、前記可動位置報告デバイスを移動させるステップと
を含み、前記可動部材及び前記可動位置報告デバイスは両方とも、ベース端、反対側のプローブ端、及び前記ベース端と前記プローブ端との間の２つ以上の回転移動軸により分離される３つ以上のセグメントを有し、前記回転移動軸の少なくとも２つは平行ではなく、前記可動部材の回転移動軸のそれぞれと、前記可動位置報告デバイスの対応する回転移動軸とは共通し、前記可動部材との前記伝達手段の接触場所は、前記ベース端に最も近い前記回転移動軸と、前記プローブ端と、の間のどこかにあり、前記可動位置報告デバイスは前記プローブ端の位置および向きを報告する方法。
【請求項３３】
可動位置報告デバイスを手動位置決めする方法であって、
作業者が可動部材を移動させるステップと、
前記可動部材が伝達手段を移動させるステップと、
前記伝達手段が前記可動位置報告デバイスに力を加えて、前記可動位置報告デバイスを移動させるステップと
を含み、前記可動部材及び前記可動位置報告デバイスは両方とも、ベース端、反対側のプローブ端、及び前記ベース端と前記プローブ端との間の２つ以上の回転移動軸により分離される３つ以上のセグメントを有し、前記回転移動軸の少なくとも２つは平行ではなく、前記可動部材の回転移動軸のそれぞれと、前記可動位置報告デバイスの対応する回転移動軸とは共通し、前記可動部材との前記伝達手段の接触場所は、前記ベース端に最も近い前記回転移動軸と、前記プローブ端と、の間のどこかにあり、前記可動位置報告デバイスは前記プローブ端の位置および向きを報告する方法。
【請求項３４】
物体のデータを求めるために、可動位置報告デバイスに配置されたプローブを備えるとともに、前記プローブ端の位置および向きを報告する前記可動位置報告デバイスを位置決めする方法であって、
コントローラが駆動手段に駆動トルクを発生させるステップと、
前記駆動トルクが可動部材に加えられて、該可動部材を移動させるステップと、
前記可動部材が伝達手段を移動させるステップと、
前記伝達手段が前記可動位置報告デバイスに力を加えて、前記可動位置報告デバイスを移動させるステップと、
前記プローブが前記物体のデータを収集するステップと、
データプロセッサが前記可動位置報告デバイスから位置を受け取るステップと、
前記データプロセッサが前記プローブから前記データを受け取るステップと
を含み、
前記可動部材の回転移動軸のそれぞれと、前記可動位置報告デバイスの対応する回転移動軸とは共通する方法。
【請求項３５】
ベース端、反対側のプローブ端、及び前記ベース端と前記プローブ端との間の２つ以上の回転移動軸により分離される３つ以上のセグメントを有し、前記回転移動軸の少なくとも２つは平行ではない、可動部材と、
ベース端、反対側のプローブ端、及び前記ベース端と前記プローブ端との間の２つ以上の回転移動軸により分離される３つ以上のセグメントを有し、前記回転移動軸の少なくとも２つは平行ではない、可動位置報告デバイスであって、前記プローブ端の位置および向きを報告する可動位置報告デバイスと、
前記可動部材の前記セグメントを前記可動位置報告デバイスの前記セグメントに接続する伝達手段であって、前記可動部材との該伝達手段の接点が、前記プローブ端と前記ベース端に最も近い前記回転移動軸との間のいずれかにある伝達手段とを備え、前記可動部材の回転移動軸のそれぞれと、前記可動位置報告デバイスの対応する回転移動軸とは共通する装置を用いて、物体のデータを求める方法であって、
コントローラが駆動手段に駆動トルクを発生させるステップと、
前記駆動トルクが可動部材に加えられて、該可動部材を移動させるステップと、
前記可動部材が伝達手段に力を印加し、該伝達手段を移動させるステップと、
前記伝達手段が前記可動位置報告デバイスに力を加えて、前記可動位置報告デバイスを移動させるステップと、
前記プローブが前記物体データを測定し、同時に前記可能位置報告デバイスに同期信号を送るステップと、
前記可動位置報告デバイスが前記同期信号に基づき前記可動位置報告デバイスの位置を計算するステップと、
データプロセッサが前記可動位置報告デバイスの位置のデータを受け取るステップと、
前記データプロセッサが前記プローブから前記物体のデータを受け取るステップと
を含む方法。
【請求項３６】
ベース端、反対側のプローブ端、及び前記ベース端と前記プローブ端との間の２つ以上の回転移動軸により分離される３つ以上のセグメントを有し、前記回転移動軸の少なくとも２つは平行ではない、可動部材と、
ベース端、反対側のプローブ端、及び前記ベース端と前記プローブ端との間の２つ以上の回転移動軸により分離される３つ以上のセグメントを有し、前記回転移動軸の少なくとも２つは平行ではない、可動位置報告デバイスであって、前記プローブ端の位置および向きを報告する可動位置報告デバイスと、
前記可動部材の前記セグメントを前記可動位置報告デバイスの前記セグメントに接続する伝達手段であって、前記可動部材との該伝達手段の接点が、前記プローブ端と前記ベース端に最も近い前記回転移動軸との間のいずれかにある伝達手段とを備え、前記可動部材の回転移動軸のそれぞれと、前記可動位置報告デバイスの対応する回転移動軸とは共通する装置を用いて、物体のデータを求める方法であって、
前記可動位置報告デバイスの時計と前記プローブの時計とを同期させるステップと、
コントローラが駆動手段に駆動トルクを発生させるステップと、
前記駆動トルクが可動部材に加えられて、該可動部材を移動させるステップと、
前記可動部材が伝達手段に力を加えて、該伝達手段を移動させるステップと、
前記伝達手段が前記可動位置報告デバイスに力を加えて、前記可動位置報告デバイスを移動させるステップと、
前記プローブが、前記物体のデータを測定し、該データに、該プローブ内の時計によってタイムスタンプするステップと、
前記データプロセッサが前記可動位置報告デバイスから、可動位置報告デバイスの時計によってタイムスタンプされた、可動位置報告デバイスの位置のデータを受け取るステップと、
前記データプロセッサが前記プローブから前記タイムスタンプされたデータを受け取るステップと
を含む方法。

【図１Ａ】

【図１Ｂ】

【図１Ｃ】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５Ａ】

【図５Ｂ】

【図５Ｃ１】

【図５Ｃ２】

【図５Ｄ】

【図５Ｅ】

【図５Ｆ】

【図５Ｇ】

【図５Ｈ】

【図６】

【図７Ａ】

【図７Ｂ】

【図７Ｃ】

【図７Ｄ】

【図７Ｅ】

【図７Ｆ】

【図７Ｇ】

【図７Ｈ】

【図７Ｉ】

【図７Ｊ】

【図７Ｋ】

【図７Ｌ】

【図７Ｍ】

【図７Ｎ】

【図８Ａ】

【図８Ｂ】

【図８Ｃ】

【図８Ｄ】

【図８Ｅ】

【図８Ｆ】

【図９】

【図１０】

【図１１Ａ】

【図１１Ｂ】

【図１２Ａ】

【図１２Ｂ】

【図１２Ｃ】

【図１２Ｄ】

【図１３Ａ】

【図１３Ｂ】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

【図２１Ａ】

【図２１Ｂ】

【図２１Ｃ】

【図２２】

【図２３】

【図２４】

【図２５】

【図２６】

【図２７Ａ】

【図２７Ｂ】

【図２７Ｃ】

【図２７Ｄ】

【図２８】

【図２９】

【図３０】

【図３１】

【図３２】

【図３３Ａ】

【図３３Ｂ】

【図３４Ａ】

【図３４Ｂ】

【図３５】

【図３６】

【図３７】

【図３８Ａ】

【図３８Ｂ】

【図３８Ｃ】

【図３９】

【図４０】

【図４１Ａ】

【図４１Ｂ】

【図４１Ｃ】

【図４１Ｄ】

【図４１Ｅ】

【図４２】

【図４３Ａ】

【図４３Ｂ】

【図４３Ｃ】

【図４４】

【図４５】

【図４６】

【図４７】

【図４８】

【図４９】

【図５０】

【図５１Ａ】

【図５１Ｂ】

【図５２】

【図５３】

【図５４】

【図５５】

【図５６】

【図５７】

【図５８】

【図５９Ａ】

【図５９Ｂ】

【図６０】

【図６１】

【図６２】

【図６３】

【図６４】

【図６５】

【図６６】

【図６７】

【図６８】

【図６９】

【図７０】

【図７１】

【図７２】

【図７３】

【図７４】

【図７５】

【図７６】

【図７７】

【図７８】

【図７９】

【図８０Ａ】

【図８０Ｂ】

【図８１】

【図８２Ａ】

【図８２Ｂ】

【図８３Ａ】

【図８３Ｂ】

【図８３Ｃ】

【図８３Ｄ】

【図８３Ｅ】

【図８３Ｆ】

【図８３Ｇ】

【図８３Ｈ】

【図８３Ｉ】

【図８４】

【図８５】

【図８６Ａ】

【図８６Ｂ】

【図８６Ｃ】

【図８７】

【公開番号】特開２０１２−２４９２０（Ｐ２０１２−２４９２０Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８６２０（Ｐ２０１１−１６８６２０）
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【分割の表示】特願２００６−５０６１９７（Ｐ２００６−５０６１９７）の分割
【原出願日】平成１６年４月２６日（２００４．４．２６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．バブルジェット
２．イーサネット
３．ＷＩＮＤＯＷＳ
４．マジックテープ
５．ＶＥＬＣＲＯ
【出願人】（５０８３７３９８１）３ディー　スキャナーズ　リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】