專(zhuān)利名稱(chēng)：用于坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的熱補(bǔ)償試件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有至少兩個(gè)成形探測(cè)件和至少一個(gè)連接件的試件，該連接件用于連接該至少兩個(gè)成形探測(cè)件，其中每個(gè)連接件都設(shè)有至少一個(gè)緊固件以將成形探測(cè)件緊固到連接件的端部上。
背景技術(shù)：
從DE 199 15 012中可以得知這種試件。
試件通常用于調(diào)節(jié)和監(jiān)視空間定位和測(cè)量系統(tǒng)，尤其是移動(dòng)的坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)。它們通常包括基準(zhǔn)元件(所謂的成形探測(cè)件)，該基準(zhǔn)元件通過(guò)連接件而連接且彼此之間具有準(zhǔn)確限定的距離。坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)確定成形探測(cè)件的相對(duì)位置而被校驗(yàn)。以那種方式所獲得的相對(duì)位置與試件的實(shí)際距離相比較。
試件應(yīng)該滿足各種要求。一方面，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量條件下(即，溫度在-20℃到+70℃之間，而濕度在0％到100％之間)試件的特性不應(yīng)該變化或應(yīng)該是可忽略地變化。具體地，這意味著在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量條件下成形探測(cè)件的相對(duì)位置不應(yīng)隨著溫度或濕度的變化而較大地變化。另一方面，試件應(yīng)通過(guò)經(jīng)濟(jì)并且合適的努力而可運(yùn)輸，從而它適于監(jiān)視移動(dòng)裝置。因此，試件不應(yīng)具有較高的自重，且應(yīng)易于安裝和拆卸。
在DE 199 15 012中描述的試件包括球形探測(cè)件和桿狀連接件。成形探測(cè)件和連接件一起形成了四面體，成形探測(cè)件布置在其拐角處。成形探測(cè)件的材料和/或尺寸以及連接件的材料和/或尺寸以這樣的方式相互匹配，即，兩個(gè)相應(yīng)探測(cè)點(diǎn)之間的距離在標(biāo)準(zhǔn)條件下基本上不變。這可在標(biāo)準(zhǔn)條件下通過(guò)分別使成形探測(cè)件包括具有正的或負(fù)的長(zhǎng)度膨脹系數(shù)的材料，而連接件包括具有負(fù)的或正的長(zhǎng)度膨脹系數(shù)的材料而獲得，從而補(bǔ)償了相應(yīng)的長(zhǎng)度收縮或長(zhǎng)度膨脹。連接件包括例如碳纖維復(fù)合材料或玻璃-陶瓷材料。
從EP 0 350 532中可知另一試件。在那里，連接件包括纖維復(fù)合材料，其中圓柱纏繞層和橫向纏繞組交替，其中橫向纏繞部分繞有具有負(fù)的熱膨脹系數(shù)的纖維。而所述球包括具有正的熱膨脹系數(shù)的材料。
所述現(xiàn)有技術(shù)的第一缺點(diǎn)是，整個(gè)連接件的材料和/或尺寸必須選擇為使得成形探測(cè)件的膨脹或收縮被補(bǔ)償。因此，連接件的材料且尤其是尺寸的選擇的限制很多。另一缺點(diǎn)是具有負(fù)的熱膨脹系數(shù)的具體材料通常生產(chǎn)起來(lái)更昂貴，這是由于試件的昂貴價(jià)格而導(dǎo)致的。
因此本發(fā)明的根本問(wèn)題是克服所述缺點(diǎn)以及提供一種試件，該試件尤其適于準(zhǔn)確地檢驗(yàn)移動(dòng)的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，但是其中連接件的材料和/或尺寸不必主要依靠成形探測(cè)件的材料和/或尺寸而選擇。

發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的試件可解決該問(wèn)題。因此本發(fā)明的試件包括至少兩個(gè)成形探測(cè)件和至少一個(gè)連接件，所述連接件連接所述至少兩個(gè)成形探測(cè)件，其中每個(gè)連接件在其一端處設(shè)有至少一個(gè)緊固件，用于緊固成形探測(cè)件，其特征在于，通過(guò)緊固件以這種方式來(lái)補(bǔ)償該至少兩個(gè)成形探測(cè)件和/或至少一個(gè)連接件的長(zhǎng)度變化，即，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量條件下相應(yīng)兩個(gè)探測(cè)點(diǎn)之間的距離基本不變。
這種試件的優(yōu)點(diǎn)為，通過(guò)緊固件來(lái)補(bǔ)償成形探測(cè)件和/或連接件的長(zhǎng)度變化。因此尤其獲得了對(duì)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的高準(zhǔn)確度的校驗(yàn)。此外，可基本上自由選擇成形探測(cè)件和連接件的材料和/或尺寸。如果選擇具有負(fù)的熱膨脹系數(shù)的昂貴材料，那么材料的需要量相當(dāng)少，而效果與整個(gè)連接件本該由昂貴材料制成相同。因此，本發(fā)明的試件使得可基本上以較高自由度來(lái)選擇材料和/或尺寸；另外可降低生產(chǎn)成本。
優(yōu)選地本發(fā)明的試件的每個(gè)緊固件都包括具有正的或負(fù)的熱長(zhǎng)度膨脹系數(shù)的材料，且以這樣的方式來(lái)選擇緊固件的形式和/或尺寸，即，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量條件下每個(gè)成形探測(cè)件和/或每個(gè)連接件的長(zhǎng)度變化可被補(bǔ)償。
因此，如果例如成形探測(cè)件和連接件具有正的熱長(zhǎng)度膨脹系數(shù)，那么每個(gè)緊固件也可包括具有正的長(zhǎng)度膨脹系數(shù)的材料。然后可以這樣的方式來(lái)選擇緊固件的形式和/或尺寸，即，在標(biāo)準(zhǔn)條件下對(duì)于溫度的正變化，成形探測(cè)件和/或連接件的長(zhǎng)度膨脹可被補(bǔ)償。在這種情況下可省略使用具有負(fù)的熱膨脹系數(shù)的昂貴材料。
根據(jù)前述試件的有利的發(fā)展，每個(gè)緊固件都包括由第一材料制成的第一組合件以及由第二材料制成的第二組合件，其中每個(gè)緊固件布置在連接件處，且這兩個(gè)組合件的形式和/或尺寸選擇成這樣，即，在標(biāo)準(zhǔn)條件下每個(gè)成形探測(cè)件和/或每個(gè)連接件的長(zhǎng)度變化可被補(bǔ)償。
在該有利的方式中，通過(guò)包括具有正的熱膨脹系數(shù)的材料的緊固件可補(bǔ)償成形探測(cè)件和/或具有負(fù)的熱膨脹系數(shù)的連接件的長(zhǎng)度變化。
根據(jù)一有利的發(fā)展，該第一組合件設(shè)計(jì)成中空體，尤其是為套筒的形式。由此可獲得用于補(bǔ)償連接件和成形探測(cè)件的長(zhǎng)度變化的簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)。緊固件例如可布置在連接件上或在連接件中或圍繞連接件。
優(yōu)選地，試件的連接件形成為桿的形式。因此可以簡(jiǎn)單的方式來(lái)控制長(zhǎng)度的變化。此外，在這種情況下，對(duì)連接件的可比較地粗略定位可以導(dǎo)致成形探測(cè)件相對(duì)于彼此相對(duì)準(zhǔn)確地定位。
優(yōu)選地，緊固件連接到連接件上，從而一方面可獲得精確固定的定位，另一方面可避免在長(zhǎng)度膨脹或收縮期間過(guò)度的張力或分裂影響。該連接例如可通過(guò)粘接或硬焊接而實(shí)現(xiàn)。
有利地，成形探測(cè)件設(shè)計(jì)為球形。成形探測(cè)件(在這種情況下為球)的中心或重心可有利地位于桿狀連接件的軸線延長(zhǎng)線上。球的中心可代表探測(cè)點(diǎn)。以這種方式可以高精度來(lái)確定成形探測(cè)件(相應(yīng)的探測(cè)點(diǎn))的相對(duì)位置。
根據(jù)一有利的發(fā)展，緊固件的部分，尤其是端面(成形探測(cè)件布置在其上)可設(shè)計(jì)成圓錐形，優(yōu)選地適合球形探測(cè)件的半徑。這導(dǎo)致成形探測(cè)件相對(duì)于緊固件和連接件定位精度的進(jìn)一步提高。
如果成形探測(cè)件和緊固件可分離地相互連接，那么將是有利的。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，該可分離的連接可通過(guò)磁力來(lái)實(shí)現(xiàn)。由此提供了一種機(jī)構(gòu)，它允許尤為簡(jiǎn)單的安裝和拆卸試件，并因此允許簡(jiǎn)化地將試件運(yùn)到其安裝位置。
為了形成該磁連接，緊固件可包括磁體。這些例如可粘著地接合到緊固件上或通過(guò)焊接來(lái)布置。在該改進(jìn)中成形探測(cè)件可由磁性材料制成或也設(shè)有磁體。
根據(jù)前述所有試件的有利的發(fā)展，至少一個(gè)成形探測(cè)件與至少兩個(gè)連接件連接。以這種方式可獲得具有不同幾何結(jié)構(gòu)的試件。一種可能的示例為一試件由三個(gè)成形探測(cè)件、三個(gè)緊固件和兩個(gè)連接件組成，其中成形探測(cè)件沿著一軸布置，而每個(gè)外成形探測(cè)件通過(guò)連接件與內(nèi)部成形探測(cè)件連接。
根據(jù)該試件的一有利的發(fā)展，連接件形成了四面體的邊而成形探測(cè)件形成了四面體的拐角。這種試件幾何結(jié)構(gòu)允許簡(jiǎn)單的定位。此外，由于四面體外形使得所有的成形探測(cè)件都可接觸僅一單獨(dú)的判讀針。


參考附圖以及對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例的以下描述將理解進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。在附圖中圖1示出了帶有連接件和成形探測(cè)件的、本發(fā)明的緊固件的第一實(shí)施例的剖視圖(未按比例)；以及圖2示出了帶有連接件和成形探測(cè)件的、本發(fā)明的緊固件的第二實(shí)施例的剖視圖(未按比例)。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了裝入連接件11中的緊固件。為此目的，連接件11的端部被挖空，從而形成空腔16?；蛘哒麄€(gè)連接件為中空的。緊固件包括套筒形式的中空體14(作為第一組合件)，其上邊緣在位置15處粘接到連接件11的內(nèi)側(cè)上。這種連接或者僅布置在幾個(gè)點(diǎn)狀位置處，或者例如在上邊緣繞著全部套筒布置在較窄區(qū)域中。粘接的區(qū)域越小，在收縮和膨脹期間產(chǎn)生的張力就越少。在套筒14中有第二組合件13，其上布置有帶有探測(cè)點(diǎn)P的球形探測(cè)件12。組合件13在其基底處粘接到套筒的底面上。這可通過(guò)層17或僅在單點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)。組合件13也可另外地或相反與其他位置連接并通過(guò)其他連接裝置與套筒14連接。優(yōu)選地，組合件13為磁體，且成形探測(cè)件12包括磁性材料。在這種情況下成形探測(cè)件12以簡(jiǎn)單的方式與緊固件可分離地連接，在該實(shí)施例中該緊固件包括組合件13和14。在該實(shí)施例中，連接件11、成形探測(cè)件12、磁體13以及套筒狀組合件14具有正的熱長(zhǎng)度膨脹系數(shù)。在溫度的正變化期間，所有的材料都經(jīng)歷長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)。由此套筒狀組合件14實(shí)際上沿著桿軸線10膨脹進(jìn)入連接件11中。如果適當(dāng)?shù)剡x擇套筒狀組合件14的尺寸，那么可補(bǔ)償其余元件的膨脹，從而在兩個(gè)探測(cè)點(diǎn)之間的距離基本保持為不變。這種補(bǔ)償機(jī)構(gòu)對(duì)于熱膨脹系數(shù)的不同組合起作用。因此，例如磁體13可具有等于零的膨脹系數(shù)，成形探測(cè)件12可具有正的膨脹系數(shù)，而連接件11可具有負(fù)的膨脹系數(shù)，但是其中成形探測(cè)件12的膨脹通過(guò)連接件11的相應(yīng)收縮而僅被部分補(bǔ)償。在該實(shí)施例中，不需要將第一組合件(中空體14)與連接件11的上邊緣連接。但是該連接必須為可使中空體14沿著桿軸線膨脹。
在可替換的實(shí)施例中，參見(jiàn)圖2，緊固件布置在連接件21的一端上。在這種情況下緊固件包括外中空體28，其在位置29處粘接到連接件21上。為了避免張力或分裂效果，粘接僅通過(guò)單個(gè)粘著點(diǎn)而不是粘著層來(lái)實(shí)現(xiàn)。在外中空體28中為一內(nèi)中空體24，其中在內(nèi)、外中空體之間保留了一空腔。在兩個(gè)中空體的側(cè)壁之間除了圖中所示外也可以為間隙，從而中空體也可在與桿軸線20垂直的方向上不受妨礙地膨脹。兩個(gè)中空體在位置25處通過(guò)粘著層互相連接?；蛘邇?nèi)中空體也可以這樣的方式安裝到外中空體上，即，不需要粘接。在內(nèi)中空體24中可布置磁體23，其在所示實(shí)施例中通過(guò)粘著層27與內(nèi)中空體24連接。帶有探測(cè)點(diǎn)P的磁性成形探測(cè)件22可分離地緊固到該磁體23上。
在所述發(fā)明的范圍內(nèi)也可進(jìn)行修改和特征的各種組合。
權(quán)利要求
1.一種試件，包括至少兩個(gè)成形探測(cè)件和至少一個(gè)連接件，所述連接件連接所述至少兩個(gè)成形探測(cè)件，其中每個(gè)連接件在其一端處設(shè)有至少一個(gè)緊固件，用于緊固成形探測(cè)件，其特征在于，通過(guò)緊固件以這樣的方式來(lái)補(bǔ)償該至少兩個(gè)成形探測(cè)件和/或該至少一個(gè)連接件的長(zhǎng)度變化，即，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量條件下相應(yīng)兩個(gè)探測(cè)點(diǎn)之間的距離基本不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試件，其特征在于，所述每個(gè)緊固件都包括具有正的或負(fù)的熱長(zhǎng)度膨脹系數(shù)的材料，且這樣選擇每個(gè)緊固件的形式和/或尺寸，即，在標(biāo)準(zhǔn)條件下每個(gè)成形探測(cè)件和/或每個(gè)連接件的長(zhǎng)度變化可被補(bǔ)償。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的試件，其特征在于，所述每個(gè)緊固件都包括由第一材料制成的第一組合件以及由第二材料制成的第二組合件，其中每個(gè)緊固件布置在所述連接件處，且以這樣的方式來(lái)選擇這兩個(gè)組合件的形式和/或尺寸，即，在標(biāo)準(zhǔn)條件下每個(gè)成形探測(cè)件和/或每個(gè)連接件的長(zhǎng)度變化可被補(bǔ)償。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的試件，其特征在于，所述第一組合件設(shè)計(jì)為中空體。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的試件，其特征在于，所述連接件設(shè)計(jì)為桿狀。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的試件，其特征在于，所述成形探測(cè)件設(shè)計(jì)為球形。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的試件，其特征在于，所述成形探測(cè)件和緊固件可分離地相互連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的試件，其特征在于，所述可分離的連接通過(guò)磁力來(lái)實(shí)現(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的試件，其特征在于，所述緊固件包括用于形成磁連接的磁體。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的試件，其特征在于，至少一個(gè)成形探測(cè)件與至少兩個(gè)連接件連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的試件，其特征在于，所述連接件形成四面體的邊，所述成形探測(cè)件形成拐角。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種試件，該試件包括至少兩個(gè)成形探測(cè)件(12)和至少一個(gè)連接件(11)，該連接件用于連接該至少兩個(gè)成形探測(cè)件。每個(gè)連接件都設(shè)有至少一個(gè)緊固件以將成形探測(cè)件緊固到連接件的端部上。該試件是熱補(bǔ)償?shù)模?，成形探測(cè)件(12)之間的距離在經(jīng)歷較大溫度范圍后保持恒定。通過(guò)緊固件可確保熱補(bǔ)償，例如，可使用僅僅具有正的熱膨脹系數(shù)的材料。
文檔編號(hào)G01B21/04GK1636130SQ03804351
公開(kāi)日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2003年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月20日
發(fā)明者吉恩·布隆多 申請(qǐng)人:梅特龍內(nèi)姆工業(yè)測(cè)量有限公司