DE60313854T2

DE60313854T2 - Dreibeinstativ

Info

Publication number: DE60313854T2
Application number: DE60313854T
Authority: DE
Inventors: Simon Maitland Raab; Kenneth J. Deltona HASLOECHER
Original assignee: Faro Technologies Inc
Current assignee: Faro Technologies Inc
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: ATE362598T1; WO2003081123A1; EP1485647B1; EP1485647A1; AU2003218293A1; JP2005521011A; JP4241394B2; US7604207B2; CN1643295A; DE60313854D1; CN100400958C; US20030178538A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese vorliegende Offenbarung betrifft Dreibeine. Insbesondere betrifft diese Offenbarung beispielhafte Dreibeine, die zum Tragen eines dreidimensionalen Koordinatenmessgeräts geeignet sind, und ein Verfahren zu deren Verwendung.
HINTERGRUND
Es gibt viele Fälle, in denen ein stabiler Träger notwendig ist, um zu gewährleisten, dass der getragene Gegenstand oder die getragene Vorrichtung in Bezug auf eine feste Oberfläche, wie einen Boden, fixiert gehalten wird. Zum Beispiel müssen Laborausrüstungen und Messausrüstungen, wie dreidimensionale Koordinatenmessinstrumente, oft in Bezug auf einen robusten Gegenstand oder den Boden fixiert bleiben, um zu gewährleisten, dass die relative Position zwischen der Messvorrichtung und dem gemessenen Gegenstand fixiert bleibt.
Ein übliches Verfahren zur Gewährleistung der Stabilität eines Geräts bestand darin, das Gerät physikalisch mit einem robusten Tisch oder Boden zu verschrauben. Dieses Verfahren erfordert jedoch ein ständiges Ändern des Tischs oder Bodens und macht eine erneute Positionierung schwierig.
Das US-Patent 5,402,582 , das am 4. April 1995 an Simon Raab erteilt wurde, zeigt anhand von 3 einen Bodenstativträger des Stands der Technik, wobei eine dreidimensionale Koor dinatenmessvorrichtung und ein Monitorstativ von einem Ständer 24 mit großem Durchmesser und winkligen Trägerbeinen, die sich von einer festen Plattform nach oben erstrecken, getragen werden. Eine derartige Ausführung ist robust genug, dass die Koordinatenmessvorrichtung leicht Koordinaten innerhalb eines Kugelraums von sechs bis acht Fuß (1,8 – 2,4 m) Durchmesser mit einer Messgenauigkeit von 2s ± 0,005 Inch (0,13 mm) messen kann, wobei s = eine Standardabweichung.
Es wäre jedoch wünschenswert, einen Träger zur Verfügung zu stellen, der zumindest so robust ist wie der Träger des Stands der Technik, der jedoch leicht innerhalb eines Raums von einem Ort zu einem anderen bewegt und zur Lagerung oder zum Transport zusammengelegt werden kann.
Dreibeine sind im Stand der Technik bekannt zum Schaffen eines stabilen Trägers, der zusammenlegbar ist. Für manche Anwendungen sind sie jedoch nicht stabil genug. Insbesondere bei Anwendungen, bei denen der Massenschwerpunkt der getragenen Vorrichtung von unmittelbar oberhalb des Mittelpunkts des Dreibeins bewegt wird, kann der Biegemoment, der den Beinen des Dreibeins auferlegt wird, eine unzulässige Bewegung der getragenen Vorrichtung verursachen, insbesondere bei empfindlichen Messanwendungen, wie vorstehend besprochen.
Zusätzlich ist es weiterhin schwierig, bestehende Dreibeine von einem Ort zu einem anderen zu bewegen. Wenn es zum Beispiel gewünscht ist, eine Vorrichtung, die von einem Dreibein getragen wird, von einem Ort in einem Raum zu einem anderen Ort zu bewegen, müssten die Vorrichtung und das Dreibein zusammen vom Boden gehoben und an den neuen Ort getragen werden, wobei vermieden werden muss, dass auf die ausgefahrenen Beine getreten wird. Wenn sich die Beine nach unten zusammen legen, müssen sie wieder ausgefahren werden, wenn das Dreibein seinen Zielort erreicht hat. Wenn das von dem Dreibein getragene Gerät sehr schwer ist, kompliziert dies noch die Schwierigkeit des Tragens, da der gesamte Aufbau kopflastig wird.
Während die Möglichkeit, das Dreibein zur Lagerung und zum Transport zusammenzulegen, dieses seit seiner Einführung auf vielen Gebieten unverzichtbar gemacht hat, bleibt es in Bezug auf Aufbau und Abbau mühsam, insbesondere wenn Handwerkzeug erforderlich ist, um Klemmen und andere Einstellungen im Fall von Hochleistungsdreibeinen festzuziehen. Ein Grund für diese Schwierigkeit besteht darin, dass bei den Dreibeinen des Stands der Technik keine ausreichenden Vorkehrungen getroffen sind, um benötigtes Handwerkzeug so zu lagern, dass es ohne weiteres verfügbar ist.
Die US 464,482 offenbart ein bewegliches Dreibein mit den Merkmalen der Präambel des Anspruchs.
ZUSAMMENFASSUNG
Der vorstehend besprochene sowie andere Nachteile und Mängel des Stands der Technik werden durch ein neues Dreibein mit einer ausfahrbaren Strebe für Stabilitätszwecke überwunden oder gemindert. In einer anderen Ausführungsform erlaubt ein neuer Gleitrollenradmechanismus eine leichte Verschiebung des Dreibeins. In einer anderen Ausführungsform ist ein multifunktioneller Träger bereitgestellt. In noch einer anderen Ausgestaltung ist ein Werkzeuggestell bereitgestellt, das von dem Dreibein getragen wird. In noch einer anderen Ausgestaltung umfasst ein Verfahren zur Verwendung eines Dreibeins das Anbringen des Dreibeins an einem stabilen Gegenstand.
Die vorstehend besprochenen sowie andere Merkmale und Vorteile des vorliegend beschriebenen Dreibeins werden von den Fachleuten aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich und verstanden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Das vorliegend beschriebene Dreibein wird nun beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines zusammengesetzten beispielhaften Dreibeins;
2 eine Draufsicht auf ein zusammengesetztes beispielhaftes Dreibein;
3 eine Explosionsansicht eines Beinaufbaus des Dreibeinträgers;
4 eine Nahansicht der Plattform des Dreibeins;
4a eine Nahansicht eines beispielhaften Werkzeuggestells, das an der Plattform angebracht ist;
5 eine Explosionsansicht einer Strebe;
6 eine Längsansicht der Strebe von 5; und
7-9 beispielhafte Dreibeine, die durch ihre Streben stabilisiert sind und ein Koordinatenmessgerät und eine Anzeige tragen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 und 2 zeigen ein Dreibein 100 mit drei Beinen 130, die jeweils eine Stütze 136 und ein unteres Bein 138 aufweisen. Jede Stütze 136 umfasst zwei Stützstreben 137, die von einem Beindrehpunkt 132 zu einer Stützklemme 141 reichen. Die Stützklemme 141 umfasst einen Drehknopf 143 zum Anziehen der Stützklemme 141 auf dem unteren Bein 138, wodurch die Stützklemme 141 an dem unteren Bein 138 befestigt wird. Das untere Bein 138 ist daher einstellbar und von der Stütze 130 ausfahrbar. An einem unteren Ende von jedem unteren Bein 138 befinden sich ein Gleitrollenpassteil 150 und ein Fuß 140. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Gleitrollenpassteile 150 derart gestaltet, dass sie in etwa um 180° um die unteren Beine 138 entweder in eine Berührungsposition, in der die Gleitrollen 152 mit dem Boden in Berührung sind und die Füße 140, wie in 2 gezeigt, angehoben sind, oder in eine berührungslose Position schwenkbar sind, in der die Gleitrollen 152 von dem Boden angehoben sind und die Füße 140 das Dreibein 100 tragen, wie in 1 gezeigt ist. Ein derartiger Schwenkwinkel kann jedoch weniger als 180° betragen, solange ein derartiges Schwenken ausreicht, um die Gleitrollen außer Berührung mit dem horizontalen Boden zu bringen.
Wieder bezugnehmend auf die beispielhafte Ausführungsform, die in den 1 und 2 veranschaulicht ist, erstreckt sich vertikal nach unten zwischen den Beinen des Dreibeins 130 von dem Kopf 105 eine Stehbolzenführung 160. Die Ständer 139 erstrecken sich von einem Stehbolzenjoch 145 zu jeder Stützklemme 141, wodurch die Beine 130 koordiniert werden. Das Stehbolzenjoch 145 umfasst einen Drehknopf, wodurch das Stehbolzenjoch 145 an die Stehbolzenführung 160 derart geklemmt werden kann, dass das Einfahren und Ausfahren der Beine 136 wahlweise verhindert oder ermöglicht werden kann.
Eine beispielhafte Plattform 110 ist unter Verwendung der Gewindelöcher in dem Kopf 105, wie in 2 gezeigt ist, mit dem Kopf 105 verschraubt. Die Plattform 110 umfasst z. B. einen ersten Träger 112 zum Anbringen eines dreidimensionalen Koordinatenmessgeräts und einen zweiten Träger 114 zum Anbringen einer Computeranzeige oder eines Computermonitors, wie nachstehend anhand von 7-9 besprochen wird. An der Plattform 110 sind ein Werkzeuggestell 120 und eine oder mehr Streben 170 (wovon zwei gezeigt sind) angebracht.
Das beispielhafte Werkzeuggestell 120 wird nun anhand der 4 und 4a beschrieben. An der Seite der Plattform 110 befindet sich ein Werkzeuggestell 120, das ein Paar von Werkzeugen hält, einschließlich eines Schraubenschlüssels 125 und eines Knebelschlüssels 123. Ein Seil 122 führt durch einen Griff des Knebelschlüssels 123 und des Schraubenschlüssels 125, wodurch die Werkzeuge an das Dreibein 100 gebunden werden, d. h. das Gestell 120 weist eine Schlinge oder eine gleichermaßen geformte Öffnung auf, durch die die Werkzeuge nicht hindurch passen, und wenn beide Werkzeuge entfernt sind, führt das Seil durch die Schlinge, wodurch wirksam verhindert wird, dass eines der Werkzeuge von dem Dreibein 100 entfernt wird.
In einer beispielhaften Ausführungsform befinden sich gegenüber des Werkzeuggestells 120 auf der Plattform 110 zwei Streben 170, die in den 1 und 4 gezeigt sind und nach unten hängen. Jede Strebe umfasst eine ausfahrbare Stange mit einer Befestigungsschelle an ihrem distalen Ende. Obwohl die Streben 170 direkt an der Plattform 110 angebracht sind, können sie stattdessen an dem Kopf 105 oder irgendeinem anderen Gegenstand, der daran befestigt ist, angebracht sein, in wel chem Fall die Streben 170 indirekt an der Plattform 110 angebracht wären.
Beispielhafte Streben 170 sind im Einzelnen in den 5 und 6 gezeigt. In einer Ausführungsform weist jede Strebe 170 an einem proximalen Endabschnitt ein erstes Kugelgelenk 172 auf, das mit der Plattform 110 verschraubt oder anderweitig an dieser angebracht ist. Ein erster Strebenabschnitt 173 erstreckt sich von dem Kugelgelenk 172 und endet in einer Strebenklemme 174. Die Strebenklemme 174 ist so gestaltet, dass ein zweiter Strebenabschnitt 175 geklemmt werden kann, der innerhalb des ersten Strebenabschnitts 173 aufgenommen und von diesem ausfahrbar ist. Der erste und der zweite Strebenabschnitt 173 und 175 wirken daher teleskopartig zusammen, wobei die Strebenklemme 174 so wirkt, dass sie die beiden Strebenabschnitte miteinander versperrt. An dem distalen Endabschnitt des zweiten Strebenabschnitts 175 befinden sich ein zweites Kugelgelenk 177 und eine Klemmscheibe 179. Während die Kugelgelenke 172 und 177 spezifiziert wurden, ist zu beachten, dass andere Arten von Gelenken zur Verwendung mit einem derartigen Arm in Betracht gezogen werden können.
Die Streben 170 schaffen durch die Verankerung der Plattform 110 an einem festen Gegenstand oder der Wand eine zusätzliche Stabilität für das Dreibein 100. Zum Beispiel ist das Dreibein 100 in 7 in Verankerung mit einem Tisch 200 durch Streben 170, die an eine Kante von diesem geklemmt sind, gezeigt. Ein dreidimensionales Koordinatenmessgerät 210 und eine Computeranzeige 220 sind auf der Plattform 110 angebracht. Das beispielhafte Dreibein 100 ist nochmals in 8 gezeigt, in diesem Fall ist es an einer Werkbank 205 angebracht. 9 zeigt eine weitere Ansicht des Dreibeins 100, dieses Mal in Verwendung. Es ist ersichtlich, dass die Stre ben 170 dem Dreibein 100 zusätzliche Stabilität verleihen, wenn der Massenschwerpunkt der Geräte 210 und 220 von unmittelbar oberhalb des Mittelpunkts des Dreibeins 100 bewegt werden.
Während beispielhafte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, können verschiedene Modifikationen und Substitutionen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Ansprüche zu verlassen. Demnach ist klar, dass die vorliegende Erfindung als Erläuterung und ohne Beschränkung beschrieben wurde.

Claims

Dreibein (100) zum Tragen eines Gegenstands oder Geräts über einer horizontalen Oberfläche, wobei das Dreibein (100) mindestens drei Beine (130) aufweist, die von einem oberen Ende (105) herab hängen; wobei bei jedem Bein (130) ein Gleitrollenpassteil (150) an einem unteren Ende (138) des Beins (130) montiert ist, wobei sich das Gleitrollenpassteil (130) radial von dem Bein (130) weg erstreckt und eine Gleitrolle (152) hält, wobei das Gleitrollenpassteil (150) schwenkbar auf dem Bein (130) angeordnet ist, so dass es sich zu einem Mittelpunkt des Dreibeins (100) oder weg von dem Mittelpunkt des Dreibeins (100) erstrecken kann, wobei, wenn sich die Gleitrollenpassteile (150) von dem Mittelpunkt des Dreibeins (100) weg erstrecken und die Beine (130) ausgefahren sind, die Gleitrollen (152) außer Berührung mit der horizontalen Oberfläche sind, und wenn sich die Gleitrollenpassteile (150) zum Mittelpunkt des Dreibeins (100) hin erstrecken, die Gleitrollen (152) mit der horizontalen Oberfläche in Berührung sind, wodurch das Dreibein (100) frei auf den Gleitrollen (152) rollen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitrollenpassteil (150) an einem unteren Ende (138) des Beins (130) angrenzend an einen Fuß (140) montiert ist, wobei der Fuß (140) so gebaut ist, dass er mit der horizontalen Oberfläche in Berührung kommt, und wobei, wenn sich die Gleitrollenpassteile (150) zum Mittelpunkt des Dreibeins erstrecken, die Füße (140) außer Berührung mit der horizontalen Oberfläche sind.