DE112011100296T5 - Multifunktionale Koordinatenmessgeräte - Google Patents

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Paul C. Atwell
Clark H. Briggs
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Faro Technologies Inc
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Abstract

Ein tragbares Gelenkarm-Koordinatenmessgerät (Gelenkarm-KMG) umfasst einen manuell positionierbaren Armabschnitt mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden, wobei der Armabschnitt verbundene Armsegmente umfasst, wobei jedes Armsegment mindestens ein Positionsmessgerät zur Erzeugung eines Positionssignals umfasst, eine an einem ersten Ende des Gelenkarm-KMG angebrachte Messvorrichtung und eine elektronische Schaltung, die die Positionssignale von den Positionsmessgeräten empfängt und Daten bereitstellt, die einer Position der Messvorrichtung entsprechen. Die Implementierung des tragbaren Gelenkarm-KMG umfasst das Identifizieren einer Quellvorrichtung, von der Daten empfangen werden, durch Bestimmen eines Übertragungsweges, durch den die Daten übertragen werden, wobei die Quellvorrichtung abnehmbar an dem ersten Ende des Gelenkarm-KMG angebracht ist, das Bestimmen eines Datentyps der Daten basierend auf der Identifikation der Quellvorrichtung, das Durchführen einer Aktion an den Daten als Reaktion auf den Datentyp, und das Ausgeben von Ergebnissen der Durchführung der Aktion an eine Zielvorrichtung.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der am 20. Januar 2010 angemeldeten vorläufigen Patentanmeldung, Aktenzeichen 61/296,555, deren Inhalt hiermit in seiner Gesamtheit einbezogen wird.
  • HINTERGRUND
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Koordinatenmessgerät, und insbesondere ein tragbares Gelenkarm-Koordinatenmessgerät mit einem Verbindungsstück auf einem Sondenende des Koordinatenmessgerätes, wodurch Zubehörvorrichtungen abnehmbar mit dem Koordinatenmessgerät verbunden werden können.
  • Tragbare Gelenkarm-Koordinatenmessgeräte (Gelenkarm-KMGs) haben bei der Herstellung oder Produktion von Teilen, bei denen die Abmessungen dieser während verschiedener Phasen der Herstellung oder Produktion (z. B. Bearbeitung) des Teils schnell und präzise geprüft werden müssen, verbreitet Anwendung gefunden. Tragbare Gelenkarm-KMGs stellen eine enorme Verbesserung gegenüber bekannten ortsfesten oder feststehenden, kostspieligen und relativ schwierig zu verwendenden Messeinrichtungen dar, insbesondere in Bezug auf den Zeitaufwand für die Durchführung der Größenmessung von relativ komplexen Teilen. Normalerweise führt ein Benutzer eines tragbaren Gelenkarm-KMG einfach eine Sonde entlang der Oberfläche des zu messenden Teils oder Objekts. Die Messdaten werden dann aufgezeichnet und dem Bediener bereitgestellt. In einigen Fällen werden die Daten dem Bediener in optischer Form bereitgestellt, beispielsweise in dreidimensionaler (3-D) Form auf einem Computerbildschirm. In anderen Fällen werden die Daten dem Bediener in numerischer Form bereitgestellt, beispielsweise wenn bei der Messung des Durchmessers eines Lochs der Text ”Durchmesser = 1,0034” auf einem Computerbildschirm angezeigt wird.
  • Ein Beispiel eines tragbaren Gelenkarm-KMG des Stands der Technik wird in dem US-Patent Nr. 5,402,582 ('582) des gleichen Inhabers offenbart, welches hierin in seiner Gesamtheit einbezogen wird. Das Patent '582 offenbart ein 3-D-Messsystem, das ein manuell bedientes Gelenkarm-KMG mit einem Tragunterteil an einem Ende und einer Messsonde am anderen Ende umfasst. Das US-Patent Nr. 5,611,147 ('147) des gleichen Inhabers, welches hierin in seiner Gesamtheit einbezogen wird, offenbart ein ähnliches Gelenkarm-KMG. In dem Patent '147 umfasst das Gelenkarm-KMG mehrere Merkmale einschließlich einer zusätzlichen Drehachse am Sondenende, wodurch für einen Arm eine Konfiguration mit zwei-zwei-zwei oder zwei-zwei-drei Achsen bereitgestellt wird (wobei Letztere ein Arm mit sieben Achsen ist).
  • Obwohl bestehende Gelenkarm-KMGs für ihren beabsichtigten Zweck geeignet sind, besteht Bedarf an einem tragbaren Gelenkarm-KMG, das gewisse Merkmale von Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung aufweist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Ausgestaltung besteht in einem Verfahren zur Implementierung eines tragbaren Gelenkarm-Koordinatenmessgerätes (Gelenkarm-KMG) mit austauschbarem Zubehör. Das tragbare Gelenkarm-KMG weist einen manuell positionierbaren Armabschnitt mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden auf, wobei der Armabschnitt eine Anzahl von verbundenen Armsegmenten umfasst, wobei jedes Armsegment mindestens ein Positionsmessgerät zum Erzeugen eines Positionssignals, eine an ein erstes Ende des Gelenkarm-KMG gekoppelte Messvorrichtung sowie eine elektronische Schaltung aufweist, die die Positionssignale von den Positionsmessgeräten empfängt und Daten zur Verfügung stellt, die einer Position der Messvorrichtung entsprechen. Die Implementierung des tragbaren Gelenkarm-KMG umfasst das Identifizieren einer Quellvorrichtung, von der Daten empfangen werden, durch Bestimmen eines Übertragungsweges, durch den die Daten übertragen werden, wobei die Quellvorrichtung über einen Koppler abnehmbar an dem ersten Ende des Gelenkarm-KMG angebracht ist. Die Implementierung des tragbaren Gelenkarm-KMG umfasst auch das Bestimmen eines Datentyps der Daten basierend zumindest auf einer Identifizierung der Quellvorrichtung. Die Quellvorrichtung ist abnehmbar an dem Gelenkarm-KMG angebracht. Die Implementierung des tragbaren Gelenkarm-KMG umfasst auch das Durchführen einer Aktion an den Daten als Reaktion auf den Datentyp und die Ausgabe der Ergebnisse der Durchführung der Aktion an eine Zielvorrichtung.
  • Eine weitere Ausgestaltung ist ein tragbares Gelenkarm-Koordinatenmessgerät (Gelenkarm-KMG) mit austauschbarem Zubehör. Das Gelenkarm-KMG umfasst einen manuell positionierbaren Armabschnitt mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden, wobei der Armabschnitt eine Vielzahl von verbundenen Armsegmenten umfasst, wobei jedes der Armsegmente mindestens ein Positionsmessgerät zum Erzeugen eines Positionssignals umfasst. Das tragbare Gelenkarm-KMG umfasst des Weiteren eine an einem ersten Ende des Gelenkarm-KMG angrbachte Messvorrichtung, eine elektronische Schaltung zum Empfangen der Positionssignale von den Positionsmessgeräten und zum Bereitstellen von Daten, die einer Position der Messvorrichtung entsprechen, eine abnehmbar über einen Koppler an dem ersten Ende des tragbaren Gelenkarm-KMG angebrachte Quellvorrichtung, wobei die Quellvorrichtung so konfiguriert ist, dass sie Daten erfasst, und eine durch die elektronische Schaltung ausführbare Logik, wobei die Logik die Quellvorrichtung, von der die Daten empfangen werden, identifiziert, indem sie einen Übertragungsweg bestimmt, durch den die Daten übertragen werden. Die Logik bestimmt des Weiteren einen Datentyp der Daten basierend auf mindestens einer Identifikation der Quellvorrichtung, führt eine Aktion an den Daten als Reaktion auf den Datentyp aus und gibt Ergebnisse der Durchführung der Aktion an eine Zielvorrichtung aus.
  • Eine weitere Ausgestaltung ist ein Computerprogrammprodukt zur Implementierung eines tragbaren Gelenkarm-Koordinatenmessgerätes (Gelenkarm-KMG), wobei das Computerprogrammprodukt ein Computerspeichermedium mit einem darin integrierten maschinenlesbaren Programmcode umfasst, der, wenn er von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, ein Verfahren zu implementieren. Das Verfahren umfasst das Identifizieren einer Quellvorrichtung, von der die Daten empfangen werden, durch Bestimmen eines Übertragungsweges, durch den die Daten übertragen werden. Die Quellvorrichtung ist abnehmbar an dem Gelenkarm-KMG angebracht. Das Verfahren umfasst auch das Bestimmen eines Datentyps der Daten basierend auf zumindest einer Identifikation der Quellvorrichtung, das Durchführen einer Aktion an den Daten als Reaktion auf den Datentyp und die Ausgabe von Ergebnissen der Durchführung der Aktion an eine Zielvorrichtung.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Nun bezugnehmend auf die Zeichnungen sind beispielhafte Ausgestaltungen gezeigt, die hinsichtlich des gesamten Rahmens der Offenbarung nicht als beschränkend anzusehen sind und wobei die Elemente in mehreren Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind:
  • 1 einschließlich 1A und 1B sind perspektivische Darstellungen eines tragbaren Gelenkarm-Koordinatenmessgeräts (Gelenkarm-KMG), das Ausgestaltungen verschiedener Aspekte der vorliegenden Erfindung darin aufweist;
  • 2 einschließlich 2A–2D zusammengenommen sind Blockschaltbilder der Elektronik, die als Teil des Gelenkarm-KMG von 1 gemäß einer Ausgestaltung verwendet wird;
  • 3 einschließlich 3A und 3B zusammengenommen sind Blockschaltbilder, die detaillierte Merkmale des elektronischen Datenverarbeitungssystems von 2 gemäß einer Ausgestaltung beschreiben;
  • 4 ist eine Schrägansicht des Sondenendes des Gelenkarm-KMG aus 1 mit einer gemäß einer Ausgestaltung angebrachten Laserliniensonde;
  • 5 ist eine teilweise geschnittene Schrägansicht der Laserliniensondenvorrichtung aus 4 gemäß einer Ausgestaltung;
  • 6 ist eine Schrägansicht des Sondenendes des Gelenkarm-KMG von 1 mit einer anderen, gemäß einer Ausgestaltung angebrachten abnehmbaren Vorrichtung;
  • 7 ist eine Schrägansicht des Sondenendes des Gelenkarm-KMG von 1 mit einer gemäß einer Ausgestaltung angebrachten Lackiervorrichtung;
  • 8, einschließlich 8–8C sind Ansichten eines Projektionsbildes, das so eingestellt werden kann, dass es als Funktion der Armposition und -ausrichtung mit einem Teilekennzeichen ausgerichtet bleiben kann, gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
  • 9, einschließlich 9A–9B, sind Ansichten einer Oberfläche eines Teils mit einem darauf projizierten Bild, wobei das Projektionsbild Informationen über die Sondenführung und den Sondenstatus enthält;
  • 10 ist eine Perspektivdarstellung eines Gelenkarm-KMG mit zwei auf einem Sondenende montierten Projektoren und einem dritten, auf einem weiteren Abschnitt des Gelenkarm-KMG montierten Projektor;
  • 11 ist eine Perspektivdarstellung eines weiteren Gelenkarm-KMG mit zwei auf einem Sondenende montierten Projektoren;
  • 12 ist eine Perspektivdarstellung eines Gelenkarm-KMG mit einem auf einem Sondenende montierten Projektor, wobei der Projektor ein Bild auf eine Oberfläche eines Teils projiziert, wobei das Projektionsbild verborgene Kennzeichen hinter der Oberfläche des Teils enthält; und
  • 13 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang der Implementierung des Gelenkarm-KMG mit abnehmbarem Zubehör gemäß einer Ausgestaltung beschreibt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Tragbare Gelenkarm-Koordinatenmessgeräte (Gelenkarm-KMGs) werden in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt, um Messungen von Objekten zu erhalten. Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung bieten den Vorteil, dass sie es einem Bediener gestatten, verschiedene Messzubehör-Vorrichtungen einfach und schnell an ein Sondenende des Gelankarm-KMG zu koppeln. Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung bieten den weiteren Vorteil, dass sie für die Einbringung eines gewissen Steuerungsgrades des Sondenendes mit der Zubehörvorrichtung sorgen. Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung bieten noch einen weiteren Vorteil, dass sie in einem abnehmbaren Zubehör Strom und eine Datenkommunikation ohne externe Verbindungen oder Verkabelung vorsehen.
  • Die 1A und 1B veranschaulichen perspektivisch ein tragbares Gelenkarm-Koordinatenmessgerät (Gelenkarm-KMG) 100 nach verschiedenen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, wobei ein Gelenkarm eine Art von Koordinatenmessgerät ist. Wie in den 1A und 1B gezeigt ist, kann das beispielhafte Gelenkarm-KMG 100 ein Gelenkmessgerät mit sechs oder sieben Achsen umfassen, das ein Messsondengehäuse 102 aufweist, das an einem Ende an einen Armabschnitt 104 des Gelenkarm-KMG 100 gekoppelt ist. Der Armabschnitt 104 umfasst ein erstes Armsegment 106, das durch eine erste Gruppierung von Lagereinsätzen 110 (z. B. zwei Lagereinsätze) an ein zweites Armsegment 108 gekoppelt ist. Eine zweite Gruppierung von Lagereinsätzen 112 (z. B. zwei Lagereinsätze) koppelt das zweite Armsegment 108 an das Messsondengehäuse 102. Eine dritte Gruppierung von Lagereinsätzen 114 (z. B. drei Lagereinsätze) koppelt das erste Armsegment 106 an ein Unterteil 116, das am anderen Ende des Armabschnitts 104 des Gelenkarm-KMG 100 angeordnet ist. Jede Gruppierung von Lagereinsätzen 110, 112, 114 stellt mehrere Achsen der Gelenkbewegung bereit. Das Messsondengehäuse 102 kann auch die Welle des siebten Achsenabschnitts des Gelenkarm-KMG 100 umfassen (z. B. einen Einsatz, der ein Kodierersystem enthält, das die Bewegung des Messgeräts, beispielsweise einer Sonde 118 und einer peripheren Vorrichtung, in der siebten Achse des Gelenkarm-KMG 100 bestimmt). Das Unterteil 116 ist bei der Verwendung des Gelenkarm-KMG 100 normalerweise an einer Arbeitsfläche befestigt.
  • Jeder Lagereinsatz in jeder Lagereinsatzgruppierung 110, 112, 114 enthält normalerweise ein Kodierersystem (z. B. ein optisches Winkelkodierersystem). Das Kodierersystem (d. h. ein Positionsmessgerät) stellt eine Angabe der Position der jeweiligen Armsegmente 106, 108 und der entsprechenden Lagereinsatzgruppierungen 110, 112, 114 bereit, die alle zusammen eine Angabe der Position der Sonde 118 in Bezug auf das Unterteil 116 (und somit die Position des durch das Gelenkarm-KMG 100 gemessenen Objekts in einem bestimmten Bezugssystem – beispielsweise einem lokalen oder globalen Bezugssystem) bereitstellen. Die Armsegmente 106, 108 können aus einem in geeigneter Weise starren Material bestehen, beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, einem Kohlefaserverbundmaterial. Ein tragbares Gelenkarm-KMG 100 mit sechs oder sieben Achsen der Gelenkbewegung (d. h. Freiheitsgraden) stellt die Vorteile bereit, dass dem Bediener gestattet wird, die Sonde 118 an einer gewünschten Stelle in einem 360°-Bereich rings um das Unterteil 116 zu positionieren, wobei ein Armabschnitt 104 bereitgestellt wird, der leicht von dem Bediener gehandhabt werden kann. Es ist jedoch zu erkennen, dass die Darstellung eines Armabschnitts 104 mit zwei Armsegmenten 106, 108 als Beispiel dient und dass die beanspruchte Erfindung nicht dadurch eingeschränkt sein sollte. Ein Gelenkarm-KMG 100 kann eine beliebige Anzahl an Armsegmenten aufweisen, die durch Lagereinsätze (und somit mehr oder weniger als sechs oder sieben Achsen der Gelenkbewegung bzw. Freiheitsgrade) miteinander gekoppelt sind.
  • Die Sonde 118 ist abnehmbar am Messsondengehäuse 102 angebracht, welches mit der Lagereinsatzgruppierung 112 verbunden ist. Ein Griff 126 ist in Bezug auf das Messsondengehäuse 102 beispielsweise mittels eines Schnellverbinders abnehmbar. Der Griff 126 kann durch ein anderes Gerät ersetzt werden (z. B. eine Laserliniensonde, einen Strichcodeleser), wodurch die Vorteile bereitgestellt werden, dass dem Bediener die Verwendung verschiedener Messgeräte mit demselben Gelenkarm-KMG 100 gestattet wird. Das Messsondengehäuse 102 beherbergt bei beispielhaften Ausgestaltungen eine abnehmbare Sonde 118, die ein Kontaktmessgerät ist und verschiedene Spitzen 118 aufweisen kann, die das zu messende Objekt physisch berühren und folgende umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein: Sonden vom Typ Kugel, berührungsempfindlich, gebogen oder verlängert. Bei anderen Ausgestaltungen wird die Messung beispielsweise durch ein berührungsloses Gerät wie z. B. eine Laserliniensonde (LLP) durchgeführt. Der Griff 126 ist bei einer Ausgestaltung durch die LLP ersetzt, wobei der Schnellverbinder verwendet wird. Andere Typen von Messgeräten können den abnehmbaren Griff 126 ersetzen, um eine zusätzliche Funktionalität bereitzustellen. Die Beispiele für solche Messgeräte umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, z. B. eine oder mehrere Beleuchtungslampen, einen Temperatursensor, einen Thermoscanner, einen Strichcodescanner, einen Projektor, eine Lackierpistole, eine Kamera oder dergleichen.
  • In 1A und 1B ist ersichtlich, dass das Gelenkarm-KMG 100 den abnehmbaren Griff 126 umfasst, der die Vorteile bereitstellt, dass Ausrüstungsteile oder Funktionalitäten ausgetauscht werden können, ohne dass das Messsondengehäuse 102 von der Lagereinsatzgruppierung 112 entfernt werden muss. Wie unter Bezugnahme auf 2 detaillierter besprochen wird, kann der abnehmbare Griff 126 auch einen elektrischen Anschluss umfassen, der es gestattet, dass elektrische Energie und Daten mit dem Griff 126 und der im Sondenende angeordneten entsprechenden Elektronik ausgetauscht werden.
  • Bei verschiedenen Ausgestaltungen ermöglicht jede Gruppierung von Lagereinsätzen 110, 112, 114, dass der Armabschnitt 104 des Gelenkarm-KMG 100 um mehrere Drehachsen bewegt wird. Wie bereits erwähnt, umfasst jede Lagereinsatzgruppierung 110, 112, 114 entsprechende Kodierersysteme wie beispielsweise optische Winkelkodierer, die jeweils koaxial mit der entsprechenden Drehachse z. B. der Armsegmente 106, 108 angeordnet sind. Das optische Kodierersystem erfasst eine Drehbewegung (Schwenkbewegung) oder Querbewegung (Gelenkbewegung) beispielsweise von jedem der Armsegmente 106, 108 um die entsprechende Achse und überträgt ein Signal zu einem elektronischen Datenverarbeitungssystem in dem Gelenkarm-KMG 100, wie hierin im Folgenden ausführlicher beschrieben wird. Jede einzelne unverarbeitete Kodiererzählung wird separat als Signal zu dem elektronischen Datenverarbeitungssystem gesendet, wo sie zu Messdaten weiterverarbeitet wird. Es ist kein von dem Gelenkarm-KMG 100 selbst getrennter Positionsberechner (z. B. eine serielle Box) erforderlich, der in dem US-Patent Nr. 5,402,582 ('582) des gleichen Inhabers offenbart wird.
  • Das Unterteil 116 kann eine Befestigungs- bzw. Montagevorrichtung 120 umfassen. Die Montagevorrichtung 120 ermöglicht die abnehmbare Montage des Gelenkarm-KMG 100 an einer gewünschten Stelle wie beispielsweise einem Inspektionstisch, einem Bearbeitungszentrum, einer Wand oder dem Boden. Das Unterteil 116 umfasst bei einer Ausgestaltung einen Griffabschnitt 122, der eine zweckmäßige Stelle ist, an welcher der Bediener das Unterteil 116 hält, während das Gelenkarm-KMG 100 bewegt wird. Bei einer Ausgestaltung umfasst das Unterteil 116 ferner einen beweglichen Abdeckungsabschnitt 124, der herunterklappbar ist, um eine Benutzerschnittstelle wie beispielsweise einen Bildschirm freizugeben.
  • Gemäß einer Ausgestaltung enthält bzw. beherbergt das Unterteil 116 des tragbaren Gelenkarm-KMG 100 ein elektronisches Datenverarbeitungssystem, das zwei Hauptkomponenten umfasst: ein Basisverarbeitungssystem, das die Daten der verschiedenen Kodierersysteme im Gelenkarm-KMG 100 sowie Daten, die andere Armparameter zur Unterstützung der dreidimensionalen (3-D) Positionsberechnungen repräsentieren, verarbeitet; und ein Benutzerschnittstellen-Verarbeitungssystem, das ein integriertes Betriebssystem, einen berührungssensitiven Bildschirm und eine residente Anwendungssoftware umfasst, welche die Implementierung relativ vollständiger messtechnischer Funktionen innerhalb des Gelenkarm-KMG 100 gestattet, ohne dass dabei eine Verbindung zu einem externen Computer vorhanden sein muss.
  • Das elektronische Datenverarbeitungssystem im Unterteil 116 kann mit den Kodierersystemen, Sensoren und anderer peripherer Hardware, die entfernt vom Unterteil 116 angeordnet ist (z. B. eine LLP, die am abnehmbaren Griff 126 an dem Gelenkarm-KMG 100 montiert werden kann), kommunizieren. Die Elektronik, die diese peripheren Hardwarevorrichtungen oder -merkmale unterstützt, kann in jeder der in dem tragbaren Gelenkarm-KMG 100 angeordneten Lagereinsatzgruppierungen 110, 112, 114 angeordnet sein.
  • 2 ist ein Blockschaltbild der Elektronik, die gemäß einer Ausgestaltung in einem Gelenkarm-KMG 100 verwendet wird. Die in 2 dargestellte Ausgestaltung umfasst ein elektronisches Datenverarbeitungssystem 210, das eine Basisprozessorkarte 204 zur Implementierung des Basisverarbeitungssystems, eine Benutzerschnittstellenkarte 202, eine Basisenergiekarte 206 zur Bereitstellung von Energie, ein Bluetooth-Modul 232 und eine Basisneigungskarte 208 umfasst. Die Benutzerschnittstellenkarte 202 umfasst einen Computerprozessor zum Ausführen der Anwendungssoftware, um die Benutzerschnittstelle, den Bildschirm und andere hierin beschriebene Funktionen auszuführen.
  • In 2 ist ersichtlich, dass das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 über einen oder mehrere Armbusse 218 mit den vorgenannten mehreren Kodierersystemen kommuniziert. Jedes Kodierersystem erzeugt bei der in 2 dargestellten Ausgestaltung Kodiererdaten und umfasst: eine Kodierer-Armbus-Schnittstelle 214, einen digitalen Kodierer-Signalprozessor (DSP) 216, eine Kodierer-Lesekopf-Schnittstelle 234 und einen Temperatursensor 212. Andere Geräte wie beispielsweise Dehnungssensoren können an den Armbus 218 angeschlossen werden.
  • In 2 ist auch die Sondenende-Elektronik 230 dargestellt, die mit dem Armbus 218 kommuniziert. Die Sondenende-Elektronik 230 umfasst einen Sondenende-DSP 228, einen Temperatursensor 212, einen Griff-/LLP-Schnittstellenbus 240, der bei einer Ausgestaltung über den Schnellverbinder mit dem Griff 126 oder der LLP 242 verbindet, und eine Sondenschnittstelle 226. Der Schnellverbinder ermöglicht den Zugang des Griffs 126 zu dem Datenbus, den Steuerleitungen, dem von der LLP 242 benutzten Energiebus und anderen Ausrüstungsteilen. Die Sondenende-Elektronik 230 ist bei einer Ausgestaltung in dem Messsondengehäuse 102 an dem Gelenkarm-KMG 100 angeordnet. Der Griff 126 kann bei einer Ausgestaltung von dem Schnellverbinder entfernt werden und die Messung kann mit der Laserliniensonde (LLP) 242, die über den Griff-/LLP-Schnittstellenbus 240 mit der Sondenende-Elektronik 230 des Gelenkarm-KMG 100 kommuniziert, durchgeführt werden. Bei einer Ausgestaltung sind das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 im Unterteil 116 des Gelenkarm-KMG 100, die Sondenende-Elektronik 230 im Messsondengehäuse 102 des Gelenkarm-KMG 100 und die Kodierersysteme in den Lagereinsatzgruppierungen 110, 112, 114 angeordnet. Die Sondenschnittstelle 226 kann durch ein beliebiges geeignetes Kommunikationsprotokoll, das im Handel erhältliche Produkte von Maxim Integrated Products, Inc., die als 1-Wire®-Kommunikationsprotokoll 236 ausgebildet sind, umfasst, mit dem Sondenende-DSP 228 verbunden werden.
  • 3 ist ein Blockschaltbild, das detaillierte Merkmale des elektronischen Datenverarbeitungssystems 210 des Gelenkarm-KMG 100 gemäß einer Ausgestaltung beschreibt. Das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 ist bei einer Ausgestaltung im Unterteil 116 des Gelenkarm-KMG 100 angeordnet und umfasst die Basisprozessorkarte 204, die Benutzerschnittstellenkarte 202, eine Basisenergiekarte 206, ein Bluetooth-Modul 232 und ein Basisneigungsmodul 208.
  • Bei einer in 3 dargestellten Ausgestaltung umfasst die Basisprozessorkarte 204 die verschiedenen hierin dargestellten funktionellen Blöcke. Eine Basisprozessorfunktion 302 wird beispielsweise verwendet, um die Erfassung von Messdaten des Gelenkarm-KMG 100 zu unterstützen, und empfängt über den Armbus 218 und eine Bussteuermodulfunktion 308 die unverarbeiteten Armdaten (z. B. Daten des Kodierersystems). Die Speicherfunktion 304 speichert Programme und statische Armkonfigurationsdaten. Die Basisprozessorkarte 204 umfasst ferner eine für eine externe Hardwareoption vorgesehene Portfunktion 310, um mit etwaigen externen Hardwaregeräten oder Ausrüstungsteilen wie beispielsweise einer LLP 242 zu kommunizieren. Eine Echtzeituhr (RTC; real time clock) und ein Protokoll 306, eine Batteriesatzschnittstelle (IF; interface) 316 und ein Diagnoseport 318 sind ebenfalls in der Funktionalität bei einer Ausgestaltung der in 3 abgebildeten Basisprozessorkarte 204 enthalten.
  • Die Basisprozessorkarte 204 leitet auch die gesamte drahtgebundene und drahtlose Datenkommunikation mit externen (Host-Rechner) und internen (Bildschirmprozessor 202) Geräten. Die Basisprozessorkarte 204 ist in der Lage, über eine Ethernet-Funktion 320 mit einem Ethernet-Netzwerk (wobei z. B. eine Taktsynchronisations-Norm wie beispielsweise IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1588 verwendet wird), über eine LAN-Funktion 322 mit einem drahtlosen Local Area Network (WLAN; wireless local area network) und über eine Parallel-Seriell-Kommunikations-Funktion (PSK-Funktion) 314 mit dem Bluetooth-Modul 232 zu kommunizieren. Die Basisprozessorkarte 204 umfasst des Weiteren einen Anschluss an ein Universal-Serial-Bus-Gerät (USB-Gerät) 312.
  • Die Basisprozessorkarte 204 überträgt und erfasst unverarbeitete Messdaten (z. B. Zählungen des Kodierersystems, Temperaturmesswerte) für die Verarbeitung zu Messdaten, ohne dass dabei irgendeine Vorverarbeitung erforderlich ist, wie sie beispielsweise bei der seriellen Box des vorgenannten Patents '582 offenbart wird. Der Basisprozessor 204 sendet die verarbeiteten Daten über eine RS485-Schnittstelle (IF) 326 zu dem Bildschirmprozessor 328 auf der Benutzerschnittstellenkarte 202. Bei einer Ausgestaltung sendet der Basisprozessor 204 auch die unverarbeiteten Messdaten an einen externen Computer.
  • Nun Bezug nehmend auf die Benutzerschnittstellenkarte 202 in 3, werden die vom Basisprozessor empfangenen Winkel- und Positionsdaten von auf dem Bildschirmprozessor 328 ausgeführten Anwendungen verwendet, um ein autonomes messtechnisches System in dem Gelenkarm-KMG 100 bereitzustellen. Die Anwendungen können auf dem Bildschirmprozessor 328 ausgeführt werden, um beispielsweise folgende, aber nicht darauf beschränkte Funktionen zu unterstützen: Messung von Merkmalen, Anleitungs- und Schulungsgrafiken, Ferndiagnostik, Temperaturkorrekturen, Steuerung verschiedener Betriebseigenschaften, Verbindung zu verschiedenen Netzwerken und Anzeige gemessener Objekte. Die Benutzerschnittstellenkarte 202 umfasst zusammen mit dem Bildschirmprozessor 328 und einer Benutzerschnittstelle für einen Flüssigkristallbildschirm (LCD-Bildschirm; liquid crystal display) 338 (z. B. ein berührungssensitiver LCD-Bildschirm) mehrere Schnittstellenoptionen, zu denen eine Secure-Digital-Karten-Schnittstelle (SD-Karten-Schnittstelle) 330, ein Speicher 332, eine USB-Host-Schnittstelle 334, ein Diagnoseport 336, ein Kameraport 340, eine Audio-/Video-Schnittstelle 342, ein Wähl-/Funkmodem 344 und ein Port 346 für das Global Positioning System (GPS) gehören.
  • Das in 3 abgebildete elektronische Datenverarbeitungssystem 210 umfasst des Weiteren eine Basisenergiekarte 206 mit einem Umgebungsaufzeichnungsgerät 362 zur Aufzeichnung von Umgebungsdaten. Die Basisenergiekarte 206 stellt auch Energie für das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 bereit, wobei ein Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler 358 und eine Batterieladegerät-Steuerung 360 verwendet werden. Die Basisenergiekarte 206 kommuniziert über einen seriellen Single-Ended-Bus 354, der eine Inter-Integrated Circuit (I2C) aufweist, sowie über eine serielle Peripherieschnittstelle einschließlich DMA (DSPI) 356 mit der Basisprozessorkarte 204. Die Basisenergiekarte 206 ist über eine Ein-/Ausgabe-Erweiterungsfunktion (I/O-Erweiterungsfunktion) 364, die in der Basisenergiekarte 206 implementiert ist, mit einem Neigungssensor und einem Radiofrequenzidentifikations-Modul (RFID-Modul) 208 verbunden.
  • Obwohl sie als getrennte Komponenten dargestellt sind, können alle oder eine Untergruppe der Komponenten bei anderen Ausgestaltungen physisch an verschiedenen Stellen angeordnet sein und/oder die Funktionen auf andere Art als bei der in 3 dargestellten kombiniert sein. Beispielsweise sind die Basisprozessorkarte 204 und die Benutzerschnittstellenkarte 202 bei einer Ausgestaltung in einer physischen Karte kombiniert.
  • Nun mit Bezug auf die 4–7 sind beispielhafte Ausgestaltungen eines Messsondengehäuses 102 mit einer mechanischen und elektrischen Schnellverbinderschnittstelle gezeigt, die das Koppeln von abnehmbaren und austauschbaren Vorrichtungen an das Gelenkarm-KMG 100 gestattet. Die beispielhaften Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung bieten Vorteile in Bezug auf Schnittstellen für eine Kamera, eine Signalverarbeitung, eine Steuerung und eine Anzeige für Vorrichtungen, wie eine Laserliniensonden(LLP)-Scannervorrichtung 400.
  • Die Vorrichtung 400 umfasst ein Gehäuse 402, das einen Griffabschnitt 404 umfasst, der so bemessen und geformt ist, dass er in der Hand eines Bedieners gehalten werden kann, wie zum Beispiel bei einem Kolbengriff. Ein Ende der Vorrichtung 400 umfasst eine mechanische und elektrische Schnittstelle 426. Die Schnittstelle 426 umfasst einen mechanischen Koppler 532 und ein daran gekoppeltes elektrisches Verbindungsstück 534. Die Schnittstelle 426 sorgt für eine relativ schnelle und sichere elektronische Verbindung zwischen der Vorrichtung 400 und dem Sondengehäuse 102, ohne dass Verbindungsstifte ausgerichtet werden müssen, und ohne dass separate Kabel oder Verbindungsstücke notwendig sind.
  • Angrenzend an die Schnittstelle 426 umfasst das Gehäuse 402 einen Abschnitt 506, der eine optische Vorrichtung 408, wie zum Beispiel eine Laservorrichtung, und einen Sensor 410 umfasst. Der Sensor 410 kann zum Beispiel ein Sensor vom Typ Ladungskopplungsspeicher (CCD) oder ein Sensor vom Typ Komplementär-Metalloxid-Halbleiter (CMOS) sein. In der beispielhaften Ausgestaltung sind die optische Vorrichtung 408 und der Sensor 410 in einem derartigen Winkel angeordnet, dass der Sensor 410 reflektiertes Licht von der optischen Vorrichtung 408 an einem gewünschten Brennpunkt erfassen kann. In einer Ausgestaltung ist der Brennpunkt der optischen Vorrichtung 408 und des Sensors 410 von der Sondenspitze 118 derart versetzt, dass die Vorrichtung 400 ohne Störung durch die Sondenspitze 118 betrieben werden kann. Mit anderen Worten kann die Vorrichtung 400 mit der Sondenspitze 118 an ihrem Platz betrieben werden. Des Weiteren ist ersichtlich, dass die Vorrichtung 400 im Wesentlichen relativ zu der Sondenspitze 118 fixiert ist und Kräfte auf den Griffabschnitt 404 die Ausrichtung der Vorrichtung 400 relativ zu der Sondenspitze 118 nicht beeinflussen können. In einer Ausgestaltung kann die Vorrichtung 400 ein zusätzliches Stellglied (nicht gezeigt) aufweisen, das es dem Bediener gestattet, zwischen der Erfassung von Daten von der Vorrichtung 400 und der Sondenspitze 118 hin- und herzuschalten.
  • Die optische Vorrichtung 408 und der Sensor 410 sind elektrisch an einen Controller 512 gekoppelt, der innerhalb des Gehäuses 402 angeordnet ist. Der Controller 512 kann einen oder mehrere Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, Speicher- und Signalaufbereitungsschaltungen umfassen. Wegen der digitalen Signalverarbeitung und des von der Vorrichtung 400 erzeugten großen Datenvolumens ist der Controller 512 relativ groß und kann innerhalb des Griffabschnitts 404 angeordnet werden. Der Controller 512 ist über ein elektrisches Verbindungsstück 534 elektrisch mit den Armbussen 218 gekoppelt. Die Vorrichtung 400 weist des Weiteren Stellglieder 514, 516 auf, die manuell vom Bediener aktiviert werden können, um den Betrieb und die Datenerfassung durch die Vorrichtung 400 einzuleiten.
  • In anderen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung kann eine an das Gelenkarm-KMG 100 gekoppelte Vorrichtung 600 (6) eine Funktionsvorrichtung 602 umfassen. Je nach Art der Vorrichtung 600 kann die Funktionsvorrichtung 602 eine Fotokamera, eine Videokamera, ein Strichcodescanner, ein Thermoscanner, eine Lichtquelle (z. B. ein Blitzlicht), oder ein Bildprojektor sein. In einer Ausgestaltung kann die Funktionsvorrichtung 602 einen Retro-Reflektorhalter umfassen, wie denjenigen, der in dem US-Patent 7,804,602 des gleichen Inhabers mit dem Titel ”Einrichtung und Verfahren zum Versetzen eines Gelenkarm-Koordinatenmessgerätes” beschrieben ist, das hierin in seiner Gesamtheit einbezogen ist. In noch einer weiteren Ausgestaltung kann die Funktionsvorrichtung 602 eine Ultraschallsonde umfassen, wie diejenige, die in dem US-Patent 5,412,880 des gleichen Inhabers mit dem Titel ”Verfahren zum Aufbauen einer dreidimensionalen Karte einer messbaren Größe unter Verwendung eines dreidimensionalen Koordinatenmessgerätes” beschrieben wird, das hierin in seiner Gesamtheit einbezogen ist. Die Vorrichtung 600 umfasst eine Schnittstelle 426, die es gestattet, eine Vorrichtung elektrisch und mechanisch an das Sondengehäuse 102 zu koppeln. Die Vorrichtung 600 umfasst des Weiteren einen Controller, der elektrisch an die Funktionsvorrichtung 602 angeschlossen ist. Der Controller ist in asynchroner bidirektionaler Kommunikation mit dem elektronischen Datenverarbeitungssystem 210 angeordnet. Die bidirektionale Kommunikationsverbindung kann drahtgebunden (z. B. über den Armbus 218) oder drahtlos (z. B. Bluetooth oder IEEE 802.11) sein. In einer Ausgestaltung ist die Kommunikationsverbindung eine Kombination aus einer drahtgebundenen und einer drahtlosen Verbindung, wobei ein erster Signaltyp über eine drahtgebundene Verbindung über einen Controller 420 und ein zweiter Signaltyp über eine drahtlose Verbindung übertragen wird. In einer Ausgestaltung, bei der die Funktionsvorrichtung 602 mehrere Funktionen umfasst, wie einen Bildprojektor und eine Laserliniensonde, können die Bilddaten (z. B. CAD-Daten) über eine drahtlose Verbindung an den Bildprojektor gesendet werden, während die von dem LLP-Bildsensor erfassten Daten über eine drahtgebundene Verbindung gesendet werden. Es ist ersichtlich, dass die Integration dieser Vorrichtungen den Vorteil schaffen kann, dass der Bediener schneller und mit einem höheren Zuverlässigkeitsgrad Messungen erhalten kann. Zum Beispiel kann, wenn die Fotokamera- oder die Videokamera-Vorrichtung angebracht ist, der Bediener mit der Vorrichtung ein Bild oder Bilder von dem gemessenen Objekt aufzeichnen. Diese Bilder können auf der Anzeige 328 angezeigt oder zum Beispiel in einen Inspektionsbericht eingefügt werden. In einer Ausgestaltung kann der Bediener graphische Markierungen auf dem angezeigten Bild anbringen, um über die Benutzerschnittstellenkarte 202 Messpunkte zu definieren. Auf diese Weise kann der Bediener später das markierte Bild wieder aus dem Speicher abrufen und schnell sehen, wo Messungen vorzunehmen sind. In anderen Ausgestaltungen wird ein Video von dem gemessenen Objekt aufgezeichnet. Das Video wird dann über die Benutzerschnittstellenkarte 202 wieder abgespielt, um den Bediener dabei zu unterstützen, mehrere Messungen an dem nächsten zu untersuchenden Objekt zu wiederholen, oder aber als ein Schulungswerkzeug für neue Bediener.
  • In noch einer weiteren Ausgestaltung kann die Vorrichtung eine Lackierpistolenvorrichtung 700 sein (7). Die Lackierpistolenvorrichtung 700 umfasst eine Schnittstelle 426, die die Lackierpistolenvorrichtung 700 elektrisch und mechanisch an das Sondengehäuse 102 koppelt. Bei dieser Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung 700 einen Controller, der mit dem elektronischen Datenverarbeitungssystem 210 kommunizierend angeordnet ist. Die Kommunikationsverbindung kann drahtgebunden (z. B. über den Armbus 218), drahtlos (z. B. Bluetooth oder IEEE 802.11) oder eine Kombination aus einer drahtgebundenen und einer drahtlosen Verbindung sein. Der Controller der Vorrichtung 700 empfängt ein Signal von dem elektronischen Datenverarbeitungssystem 210 und sprüht selektiv eine oder mehrere Farben aus einer oder mehreren Sprühdüsen 702 auf, die jeweils mit einem Vorratsbehälter 704 (z. B. rot, grün blau) jeweils mit einer einzigen Lackierfarbe, verbunden sind. Es ist ersichtlich, dass die Sprühdüsen 702 auch ein Lackiermechanismus vom Tintenstrahltyp sein können, die Tröpfchen von Farbe, Tinte, Pigmenten oder Farbstoffen auf eine Oberfläche auftragen. Die Tintendüsen können, ohne darauf beschränkt zu sein, kontinuierliche Tintenstrahler, Thermo-Tintenstrahler sowie piezoelektrische Tintenstrahler umfassen. Da das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 die Position und Ausrichtung des Sondengehäuses 102 kennt, kann die Vorrichtung Befehle empfangen, eine bestimmte Farbe auf eine bestimmte Stelle aufzusprühen, um zu einem gewünschten, in dem Speicher hinterlegten Bild zu passen. Somit kann eine Abbildung oder ein Bild von der Vorrichtung 700 reproduziert werden, wenn der Bediener die Vorrichtung 700 über die gewünschte Oberfläche (z. B. eine Wand) führt. Diese Ausgestaltung kann auch in Herstellungsumgebungen Vorteile bieten, um Layout-Markierungen auf einem Gegenstand, wie zum Beispiel einem Blech, zu schaffen. Es ist ersichtlich, dass, während 7 die Vorratsbehälter 704 außerhalb des Gelenkarm-KMG 100 veranschaulicht, dies nur als Beispiel dient und die beanspruchte Erfindung nicht darauf beschränkt werden sollte. In einer Ausgestaltung sind die Vorratsbehälter 704 in dem Griff der Vorrichtung 700 angeordnet. In einer anderen Ausführungsform sind die Vorratsbehälter 704 in dem Unterteil 116 angeordnet, und es erstrecken sich Leitungen durch den Arm 104, wodurch ein System keine externen Verdrahtungen, Rohre oder Leitungen aufweisen muss.
  • Nun mit Bezug auf 6 und die 8–12 ist eine Ausgestaltung einer Vorrichtung 600 gezeigt, die einen oder mehrere Bildprojektoren 602 enthält. Gemäß Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung können einer oder mehrere relativ kleine handelsübliche Projektoren (z. B. ”Ultra-Mini-” oder ”Pico”-Projektoren) 604 an dem Sondenende 401 des Gelenkarm-KMG 100 oder an anderen verschiedenen Positionen auf diesem (z. B. gegenüber dem Griff, auf einem Armsegment) montiert, damit verbunden oder anderweitig angebracht sein. In 8A–8D ist der Projektor 604 an die Vorrichtung 600 angrenzend an den Griff 126 montiert gezeigt. Der Projektor 604 kann jedoch irgendwo auf dem Gelenkarm-KMG 100 montiert sein, und er kann an einer Laserliniensonde montiert sein, wenn diese im Zusammenhang mit dem Gelenkarm-KMG 100 genutzt wird. Der Projektor 604 kann einen gewissen Grad an Verarbeitungskapazität enthalten. In einer Ausgestaltung ist der Projektor 604 mit dem elektronischen Datenverarbeitungssystem 210 verbunden oder kommuniziert mit diesem. Als solches kann der Projektor 604 mit visuellen Leitinformationen oder -daten (z. B. einem Bild 606) versehen sein, die der Projektor 604 dann auf das Teil oder das Objekt 608 projiziert, das zu messen oder anderweitig durch einen Bediener des Gelenkarm-KMG 100 zu bearbeiten ist, wie es in ”Position 1” von 8B gezeigt ist.
  • Sobald die Ausrichtung des Teils 608 innerhalb des Koordinatensystems des Gelenkarm-KMG 100 ausgerichtet ist, können der Maßstab des projizierten Bildes 606 und dessen Perspektive unter Verwendung der Positionsdaten des Arms 104 mit der Bewegung des Gelenkarm-KMG 100 synchronisiert werden. Das Bild 606, das auf das Teil 608 projiziert wird, kann durch einen dem Projektor 604 zugeordneten Prozessor oder über das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 in Abhängigkeit der Position des Sondenendes 401 so eingestellt werden, dass, wenn die Vorrichtung 600 bewegt wird, das auf das Teil 608 projizierte Bild 608 unbeweglich ist, das sich sowohl in Bezug auf den Maßstab als auch auf die Ausrichtung ändert, um dem Bediener ein stabiles Bild zu präsentieren. Dies ist an der ”Position 2” in 8C ersichtlich. Beispielsweise könnte ein gefärbter (z. B. grüner) Kreis 610 so projiziert werden, dass er mit einem Loch 612 in dem zu messenden Teil ausgerichtet ist. Wenn der Sondenwinkel oder der Abstand relativ zu dem Teil 608 geändert wird, ändert sich die Position des Kreises 610 in dem projizierten Bild 606, der Kreis 610 bleibt jedoch in seiner Position über dem Loch 612 ”gesperrt” und behält die gleiche Größe bei wie das Loch 612. Dies ist mit dem Synchronisieren und Verfolgen eines Ziels vergleichbar. Ein Vorteil dieser Konfiguration besteht darin, dass der Bediener seinen Blick nicht von dem Teil 608 an einem Computerbildschirm, einer Benutzerschnittstelle oder einer anderen visuellen Anzeige lösen muss, wenn der Bediener das Gelenkarm-KMG 100 bewegt.
  • Durch die Verwendung von projiziertem Bildmaterial auf dem Teil 608 gegenüber einfachen Gitterlinien im Stand der Technik erhält man einen weiten Bereich von Möglichkeiten projizierter Informationen, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt: (1) Farbsteuerung – ein roter Kreis kann sich zu grün ändern, nachdem eine Messung erfolgreich abgeschlossen wurde. Die Farbe des Markierers oder der Graphik kann sich ändern, um die Sichtbarkeit (Kontrast) für die Farbe des Teils 608 zu optimieren. (2) Animationen – Markierer, Pfeile oder andere Anzeiger können aufblinken, die Frequenz ändern, abwechselnd die Farben ändern, um einen Vorgang zu beginnen oder zu beenden. (3) Text – Nachrichten, Daten oder Abmessungen können auf das Teil projiziert werden. Eine digitale Ausgabe, die normalerweise auf dem Computerbildschirm angezeigt wird, kann auf das Teil 608 projiziert werden. (4) CAD-Bilder – können, zusammen mit Anmerkungen, Abmessungen oder anderen Informationen, Teilen überlagert werden. Zu messende Merkmale können nacheinander mit Farbe oder einer Animation hervorgehoben werden. (5) Fotografien – aktuelle Bilder des Teils (wie ausgeführt) können auf das zu messende Teil projiziert werden, wobei sofort alle Unterschiede angezeigt werden, wie ein fehlendes Loch oder ein Merkmal an einer falschen Stelle. (”Projektion mit Leitung”; siehe 15A). (6) Bereichsanzeiger – für berührungslose Vorrichtungen, wie die LLP 500, können Bereichsanzeiger 614 auf die Oberfläche des Teils 608 projiziert werden. Diese können animiert oder gefärbt sein und Text und/oder Daten enthalten.
  • Das Gelenkarm-KMG 100 kann auch den Projektor 604 nutzen, um dem Bediener eine Führung zur Verfügung zu stellen, wie es in 9A veranschaulicht ist. Der Projektor 604 erzeugt ein Bild auf dem Teil 608 und hebt das Merkmal 612 hervor, wobei die Messungen mit dem Kreis 610 vorzunehmen sind, wobei auch Anzeiger 616 überlagert werden, an denen die Messvorrichtung 118 die Messpunkte erfassen sollte. Es können auch Textanweisungen 618 projiziert und dem Teil 608 überlagert werden. Nachdem eine Messung eines Teils oder Objekts 608 oder ein kompletter Satz von Messungen des Teils 608 vorgenommen wurde, kann eine Anzeige 620 der Ergebnisse direkt auf das Teil 608 projiziert werden, wie in 9B veranschaulicht ist. Dies kann verwendet werden, um bestimmte Merkmale des Teils hervorzuheben, die innerhalb und/oder außerhalb der Toleranz liegen. Für einen Oberflächenscan können Hoch- und Tiefpunkte farbkodiert sein und direkt auf das Teil 608 projiziert werden. Für Messungen von Abmessungsmerkmalen kann eine graphische oder Textanzeige 622 auf das Teil 608 projiziert werden, die den Bediener darüber informiert, ob Merkmale innerhalb und/oder außerhalb der Toleranz liegen. Wie oben besprochen, bringt dies den Vorteil, dass der Zeitaufwand für die Inspektion des Teils 608 verringert wird, da der Bediener seinen Blick nicht von einem Computerterminal oder einer Benutzerschnittstelle lösen muss.
  • Der Projektor 604 kann auch verwendet werden, um den Arbeitsbereich zu beleuchten, indem weißes Licht projiziert wird, und die Größe und Form der Beleuchtung können gesteuert werden. Außerdem kann der Beleuchtungsbereich gesperrt werden, während die Vorrichtung 600 bewegt wird, da die Stelle und Größe der Spot-Beleuchtung unter Verwendung der Positionsdaten von dem Sondenende 401 gesteuert werden können. Wenn die Vorrichtung 600 derart ausgerichtet ist, dass der Projektor 604 irgendeine Stelle des Teils 608 nicht beleuchten kann (z. B. wenn er auf die Decke gerichtet ist), kann sich der Projektor 604 automatisch ausschalten oder auf schwarz schalten.
  • Mit Bezug auf die 10–11 können gemäß Ausgestaltungen eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung mehrere Projektoren 604, 624, 626 mit dem Gelenkarm-KMG 100 verwendet werden. Eine Ausgestaltung besteht darin, dass der Projektor 624 auf eine Wand 628 oder Arbeitsfläche weist. Hier kann der Projektor 624 an eine bewegliche (z. B. verschwenkbare) Halterung an einem feststehenden (unbeweglichen) Abschnitt des Gelenkarm-KMG 100 angebracht sein, wie zum Beispiel an dem Unterteil 116. Das Bild 630 von dem Projektor 624 kann die gleichen Informationen oder andere Informationen als der an dem Sondenende 401 montierte Projektor 604 anzeigen. Das Bild 630 kann zur Betrachtung durch eine zweite Person dienen, oder es kann dazu dienen, die integrierte Anwendungssoftware-Anzeige oder eine zusätzliche Computeranzeige zu replizieren. Auf diese Weise können Daten vergrößert werden (das bedeutet einen größeren Erfassunsbereich), oder die Daten können auf eine Oberfläche 628 projiziert werden, die von dem Bediener während der Messsitzung besser eingesehen werden kann.
  • Außerdem können mehrere Projektoren 604, 626, die an dem Sondenende 401 des Gelenkarm-KMG 100 montiert sind, die Erfassungsfläche oder die Erfassung von 3D-Profilen erhöhen, wodurch eine relativ größere Bewegung des Sondenendes 401 ohne Verlust der Bilderfassung ermöglicht werden kann. Die Bildkonturen können an die Konturen des Teils 608 angepasst werden.
  • Mit Bezug auf 12 kann gemäß Ausgestaltungen eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ein Gelenkarm-KMG 100 mit einem daran montierten Projektor 604 dem Bediener eine visuelle Aufgabenanweisung zur Verfügung stellen. Eine derartige visuelle Aufgabenanweisung kann in Form der Sichtbarmachung von Merkmalen von Objekten oder Gegenständen vorliegen, die durch eine Oberfläche oder eine andere Art von Hindernis (z. B. eine Wand oder menschliche Haut) vor dem Blick verborgen sein können. Zum Beispiel kann der Projektor 604 CAD-Daten, CAT-Scandaten, Laserscan-Daten oder andere Daten auf verschiedene Oberflächen 632 projizieren, bei denen ein oder mehrere Objekte 634, 636 oder Gegenstände hinter der Oberfläche 632 liegen, auf die zugegriffen werden muss und die bearbeitet werden müssen. Es ist jedoch wichtig, dass der Arbeiter die genaue Stelle dieser Objekte erkennt, so dass kein Schaden an anderen Objekten verursacht wird, oder dass der Zeitaufwand verringert wird, der beim Versuch, diese verborgenen Objekte 634, 636 zu orten, entsteht. Die Oberfläche 632 kann eine Oberfläche einer Wand, eines Aufbaus, eines menschlichen Körpers oder eine andere Art von Oberfläche sein, die zu bearbeitende Merkmale oder Objekte verdeckt.
  • 12 zeigt das Beispiel eines Bildes 638, das auf eine Wandfläche 632 projiziert wird. Hinter der Wandfläche 632 befinden sich verschiedene Gegenstände, wie Bolzen 634, Installationsrohre 636 und elektrische Leitungen. Es kann jedoch sein, dass der Arbeiter nicht weiß, was sich hinter der Wandfläche 632 befindet, und/oder er kennt nicht die Position dieser Gegenstände hinter der Wandfläche 632. Es wäre vorteilhaft, dem Arbeiter ein Bild der sich hinter der Wandfläche 632 befindenden Gegenstände sowie die Position dieser Gegenstände an die Hand zu geben. Im Allgemeinen sind diese Informationen über die verborgenen Merkmale z. B. als CAD-Daten verfügbar.
  • In einer weiteren Anwendung kann das Gelenkarm-KMG 100 zum Beispiel in einem Operationssaal verwendet werden. Ein Arzt könnte ein tragbares Gelenkarm-KMG verwenden, um die Stelle für einen Einschnitt zu bestimmen oder einen Tumor zu finden, indem er die Position der Sonde oder der Messvorrichtung 118 mit 3D-Daten von Computertomografie-Daten korreliert. In diesem Fall kann der Projektor 604 ein Bild auf den Patienten projizieren, wobei Markierer oder eine wirkliche Replikation von CAT-Scan-Bildmaterial zur Verfügung gestellt werden, um den Chirurgen anzuleiten. Bei durch Fernsteuerung durch manuell bediente Roboter ausgeführte Chirurgie können Projektionssysteme auf die gleiche Weise verwendet werden, wie vorstehend beschrieben wurde.
  • Bei Anwendungen, bei denen ein Gelenkarm-KMG in einer Herstellungsumgebung verwendet wird, kann der Projektor 604 eine Führung für eine Vielfalt von Vorgängen zur Verfügung stellen, die eine Positionierung benötigen, die durch 3D-CAD- oder Bilddateien betrieben wird. Beispiele hierfür sind: das Bohren von Löchern für Nieten, Geräte, Zubehör; das Anbringen von Abziehbildern oder auf der Rückseite mit Klebstoff versehene Streifen auf Autos, Flugzeugen, Bussen oder großen Teilen; das Lackieren von Buchstaben, Details oder Bildern; das Schleifen/Schmirgeln von Oberflächen oder Schweißnähten, bis sie Zeichnungsanforderungen entsprechen; und das Auffinden von Bolzen oder Strukturelementen hinter einer Ummantelung für Nagel- oder Schraubenstellen.
  • Ausgestaltungen dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung bieten die Sichtbarmachung von verborgenen Merkmalen, wie Rohren, Verkabelung, Leitungen oder anderen Objekten unter Wänden, Trenn- oder Stützwänden, Böden oder hinter verschlossenen Türen, und sie helfen zu bestimmen, wo Schnitte gefahrlos vorgenommen werden können. Diese Ausgestaltungen bieten auch eine projizierte Sichtbarmachung und Anleitung zum Bohren, Schneiden und für den Zugriff auf kritische Komponenten, die als explosiv eingestuft sind (z. B. wenn 3D-CAD-Daten der Vorrichtung verfügbar sind).
  • Nach Ausgestaltungen dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung projiziert ein Projektionssystem für ein Gelenkarm-KMG Anleitungs- und Teiledaten (z. B. strukturelle CAD-Daten) auf eine Oberfläche eines Teils. Es kann auch verwendet werden, um Bilder zu projizieren, die zeigen, was sich in einer Wand, Struktur oder dem menschlichen Körper befindet, und zwar zur Verwendung bei Umbauten an Gebäuden, in der Chirurgie oder in anderen invasiven Verfahren. Einer oder mehrere an dem Arm angebrachte Miniprojektoren können Bilder oder Daten auf ein Teil oder eine Oberfläche projizieren oder dem Bediener eine Anleitung zur Verfügung stellen. Die Kombination aus Arm/Projektor kann eine Sichtbarmachung von durch Wände, im menschlichen Körper, innerhalb von explosiven Vorrichtungen, usw. verborgenen Merkmalen ermöglichen. Wenn eine 3D-Aufzeichnung (z. B. CAD-Zeichnung, CAT-Scan, usw.) des Objekts vorliegt, kann die Kombination aus Projektor und Arm ein Bild projizieren, das die Position von Merkmalen zeigt, als würde man durch die Wand hindurch sehen.
  • Nun mit Bezug auf 13 wird nun ein Verfahren zur Implementierung des Gelenkarm-KMG 100 mit abnehmbarem Zubehör in einer beispielhaften Ausgestaltung beschrieben. Wie oben angegeben, implementiert das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 eine Logik zur Ausführung des in 13 beschriebenen Verfahrens. Die Logik kann an der Benutzerschnittstellenkarte 202, z. B. in dem Speicher 332, gespeichert sein.
  • In Schritt 1302 werden an dem elektronischen Datenverarbeitungssystem 210 des Gelenkarm-KMG 100 Daten von einer Quellvorrichtung empfangen. Die Quellvorrichtung umfasst eine der Vorrichtungen 400, 600 und 700.
  • In Schritt 1304 identifiziert der Basiscomputerprozessor die Datenquelle. Die Datenquelle (z. B. eine der Vorrichtungen 400, 600 und 700) kann identifiziert werden, indem ein Übertragungsweg bestimmt wird, durch den die Daten übertragen werden. Wenn die Quellvorrichtung zum Beispiel physisch mit dem Gelenkarm-KMG im Eingriff ist, umfasst der Übertragungsweg den Schnittstellenbus 240 für die peripheren Komponenten, die Sondenende-Elektronik 230 und Armbusse 218 (in 2 gezeigt), sowie die Schnittstelle 426 und das Verbindungsstück 534 (in 5 gezeigt). Wenn die Quellvorrichtung von der Schnittstelle 426 des Gelenkarm-KMG 100 abgenommen ist, kann der Übertragungsweg drahtlos (z. B. über ein drahtloses Netzwerk) an das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 sein. Wie oben angegeben, können die jeweiligen Controller der Vorrichtungen 400, 600 und 700 drahtlose Komponenten zur Kommunikation mit dem Gelenkarm-KMG 100 (z. B. an das elektronische Datenverarbeitungssystem 210) sowie andere Vorrichtungen aufweisen, die so konfiguriert sein können, dass sie von diesen Daten empfangen. Der drahtlose Übertragungsweg kann z. B. über ein zellulares Kommunikationsnetzwerk, ein Global Positioning System-Netzwerk, ein Nahkommunikationsnetzwerk (z. B. ein BluetoothTM-fähiges Netzwerk) oder eine ähnliche Art von Netzwerk implementiert werden.
  • In Schritt 1306 bestimmt der Basiscomputerprozessor den Datentyp der Daten, teilweise basierend auf der Datenquelle und/oder den Daten selber. Die Datentypen können z. B. metrologische Daten (z. B. unverarbeitete Datenmessungen über die Laserliniensonde 400), durch die Vorrichtung 600 erfasste Bilddaten (z. B. wenn die Vorrichtung 600 eine Digitalkamera ist), Sensordaten (wenn die Vorrichtung 600 ein RFID-Scanner ist), oder andere Arten von Daten, wie Multimediadaten sein.
  • In Schritt 1308 ist die Logik des elektronischen Datenverarbeitungssystems 210 so konfiguriert, dass sie als Reaktion auf den Datentyp und die Datenquelle eine oder mehrere Aktionen ausführt. Wenn es sich bei den von der Quellvorrichtung empfangenen Daten zum Beispiel um unverarbeitete Messdaten handelt, kann die ausgeführte Aktion darin bestehen, die unverarbeiteten Messdaten in X-, Y-, Z-Koordinatendaten umzuwandeln, um eine Position der Quellvorrichtung wiederzugeben. Wenn es sich bei den Daten um durch die Vorrichtung (z. B. eine LLP-Vorrichtung) erfasste Sensordaten handelt, kann die ausgeführte Aktion die Anwendung von Triangulationsverfahren umfassen, um die Sensordaten in Positionsdaten umzuwandeln, um eine Position der Vorrichtung zu identifizieren. Wenn es sich bei den Daten um Bilddaten handelt, kann die ausgeführte Aktion die Verarbeitung von Pixeldaten in bekannte Bilddatenformate (z. B. JPEG) sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Aktion das Umwandeln von erfassten Daten in eine Darstellung sein, die andere erfasste Daten überlagert (z. B. können Bilddaten über den X-, Y-, Z-Koordinatendaten transponiert werden, um ein gemessenes Objekt detaillierter zu zeigen). Wenn es sich bei den Daten um Steuersignaldaten handelt, die die Betätigung einer Lackiervorrichtung (z. B. der Vorrichtung 700) darstellen, kann die ausgeführte Aktion das Auswählen eines Vorratsbehälters 704 und die Aktivierung einer Düse 702 umfassen, um eine Oberfläche oder ein Objekt zu lackieren.
  • In Schritt 1310 gibt die Logik des elektronischen Datenverarbeitungssystems Ergebnisse der Durchführung der Aktion an eine oder mehrere Zielvorrichtungen aus. Die Zielvorrichtung kann die in dem Gelenkarm-KMG 100 integrierte Benutzerschnittstellenanzeige der Benutzerschnittstellenkarte 202 oder eine Fernvorrichtung (z. B. ein Mehrzweck-Desktop, ein PDA, ein Smartphone, usw.) sein.
  • Technische Wirkungen und Vorteile umfassen das Erhalten von Messungen von Objekten und anderen Daten durch austauschbare Vorrichtungen des Gelenkarm-KMG und eine Schnittstelle. Die Vorteile umfassen das Einbringen eines gewissen Steuerungsgrades des Sondenendes des Gelenkarm-KMG mit Zubehörvorrichtungen (d. h. austauschbaren Vorrichtungen). Andere Vorteile umfassen die Versorgung eines abnehmbaren Zubehörs mit Strom und einer Datenkommunikation ohne externe Verbindungen oder eine externe Verdrahtung.
  • Wie für einen Fachmann ersichtlich ist, können Aspekte der vorliegenden Erfindung als ein System, ein Verfahren oder ein Computerprogrammprodukt ausgeführt werden. Demnach können Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung die Form einer kompletten Hardwareausführung, einer kompletten Softwareausführung (einschließlich Firmware, residenter Software, Mikrocode, usw.) oder einer Ausführung, die Software- und Hardware-Aspekte kombiniert, annehmen, die hier alle allgemein als eine ”Schaltung”, ein ”Modul” oder ein ”System” bezeichnet werden können. Des Weiteren können Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form eines Computerprogrammproduktes annehmen, das in einem oder in mehreren maschinenlesbaren Medium/Medien integriert ist, in dem/denen ein maschinenlesbarer Programmcode integriert ist.
  • Jede Kombination von einem oder mehreren maschinenlesbaren Medium/Medien kann genutzt werden. Das maschinenlesbare Medium kann ein maschinenlesbares Signalmedium oder ein maschinenlesbares Speichermedium sein. Ein maschinenlesbares Speichermedium kann zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleiter-System, ein solches Gerät oder eine solche Vorrichtung oder jede geeignete Kombination von diesen sein. Genauere Beispiele (eine nicht erschöpfende Liste) für das maschinenlesbare Medium würden folgende umfassen: eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, einen Direktzugriffspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen programmierbaren Festwertspeicher (EPROM oder Flash-Speicher), einen Lichtleiter, einen tragbaren CD-Festwertspeicher (CD-ROM), eine optische Speichervorrichtung, eine magnetische Speichervorrichtung oder jede geeignete Kombination des Vorstehenden. Im Zusammenhang mit diesem Dokument kann ein maschinenlesbares Speichermedium jedes greifbare Medium sein, das ein Programm zur Verwendung durch ein/eine oder in Verbindung mit einem/einer Befehlsausführungssystem, -gerät oder -Vorrichtung enthalten oder speichern kann.
  • Ein maschinenlesbares Signalmedium kann ein sich ausbreitendes Datensignal mit einem darin integrierten maschinenlesbaren Programmcode umfassen, zum Beispiel in Basisband oder als Teil einer Trägerschwingung. Ein derartiges sich ausbreitendes Signal kann jede einer Vielfalt von Formen annehmen, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, eine elektromagnetische oder optische Form, oder jede geeignete Kombination von diesen. Ein maschinenlesbares Signalmedium kann jedes maschinenlesbare Medium sein, das kein maschinenlesbares Speichermedium ist und das ein Programm zur Verwendung durch ein/eine oder in Verbindung mit einem/einer Befehlsausführungssystem, -Einrichtung oder -Vorrichtung kommunizieren, verbreiten oder transportierten kann.
  • Der in einem maschinenlesbaren Medium integrierte Programmcode kann unter Verwendung jedes geeigneten Mediums übertragen werden, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, drahtlos, drahtgebunden, ein Lichtleiterkabel, RF, usw., oder jede geeignete Kombination von diesen.
  • Der Computerprogrammcode zum Ausführen von Operationen für Aspekte der vorliegenden Erfindung kann in jeder Kombination von einer oder mehreren Programmiersprachen geschrieben sein, einschließlich einer objektorientierten Programmiersprache, wie Java, Smalltalk, C++, C# oder dergleichen, und herkömmlicher verfahrensorientierter Programmiersprachen, wie die ”C”-Programmiersprache oder ähnliche Programmiersprachen. Der Programmcode kann komplett auf dem Computer des Bedieners, teilweise auf dem Computer des Bedieners, als eigenständiges Softwarepaket, teilweise auf dem Computer des Bedieners und teilweise auf einem entfernten Computer oder komplett auf dem entfernten Computer oder Server ausgeführt werden. In letzterem Fall kann der entfernte Computer durch jede Art von Netzwerk mit dem Computer des Bedieners verbunden sein, einschließlich eines lokalen Netzwerkes (LAN) oder eines landesweiten Netzwerkes (WAN), oder es kann eine Verbindung zu einem externen Computer hergestellt werden (zum Beispiel über Internet unter Verwendung eines Internet-Providers).
  • Aspekte der vorliegenden Erfindung werden gemäß Ausgestaltungen der Erfindung anhand von Bildern von Ablaufdiagrammen und/oder Blockdiagrammen von Verfahren, Geräten (Systemen) und Computerprogrammprodukten beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Bilder der Ablaufdiagramme und/oder der Blockdiagramme sowie Kombinationen von Blöcken in den Bildern der Ablaufdiagramme und/oder in den Blockdiagrammen durch Computerprogrammanweisungen implementiert werden können.
  • Diese Computerprogrammanweisungen können einem Prozessor eines Mehrzweckcomputers, eines Spezialcomputers oder eines anderen programmierbaren Datenverarbeitungsgerätes zur Herstellung einer Maschine zur Verfügung gestellt werden, so dass die Anweisungen, die über den Prozessor des Computers oder eines anderen programmierbaren Datenverarbeitungsgerätes ausgeführt werden, Mittel zur Implementierung der in dem Block/in den Blöcken des Ablaufdiagramms und/oder des Blockdiagramms spezifizierten Funktionen/Handlungen schaffen. Diese Computerprogrammanweisungen können auch auf einem maschinenlesbaren Medium gespeichert sein, das einen Computer, andere programmierbare Datenverarbeitungsgeräte oder andere Vorrichtungen steuern kann, so dass diese auf eine bestimmte Weise funktionieren, so dass die auf dem maschinenlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsgegenstand erzeugen, einschließlich Anweisungen, die die in dem Block oder den Blöcken des Ablaufdiagramms und/oder des Blockdiagramms spezifizierte Funktion/Handlung implementieren.
  • Die Computerprogrammanweisungen können auch auf einen Computer, ein anderes programmierbares Datenverarbeitungsgerät oder andere Vorrichtungen geladen werden, um das Ausführen einer Reihe von Betriebsschritten auf dem Computer, einem anderen programmierbaren Gerät oder anderen Vorrichtungen zu bewirken, um ein Computer-implementiertes Verfahren zu erzeugen, so dass die Anweisungen, die auf dem Computer oder einem anderen programmierbaren Gerät ausgeführt werden, Verfahren zur Implementierung der in dem Block oder den Blöcken des Ablaufdiagramms und/oder Blockdiagramms spezifizierten Funktionen/Handlungen zur Verfügung stellen.
  • Das Ablaufdiagramm und die Blockdiagramme in den Figuren veranschaulichen die Architektur, Funktionalität und den Betrieb von möglichen Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung. Diesbezüglich kann jeder Block in dem Ablaufdiagramm oder den Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Codeabschnitt darstellen, das oder der eine oder mehr ausführbare Anweisungen zur Implementierung der spezifizierten logischen Funktion(en) aufweist. Es sei auch angemerkt, dass in manchen alternativen Implementierungen die in dem Block angegebenen Funktionen außerhalb der in den Figuren angegebenen Reihenfolge auftreten können. Zum Beispiel können zwei nacheinander gezeigte Blöcke eigentlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blöcke können manchmal in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden, je nach der betreffenden Funktionalität. Es sei auch angemerkt, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder des Ablaufdiagramms sowie Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder dem Ablaufdiagramm durch Hardware-basierte Spezialsysteme, die die spezifizierten Funktionen oder Handlungen ausführen, oder durch Kombinationen von Spezialhardware und Maschinenbefehlen implementiert werden können.
  • Während die Erfindung anhand beispielhafter Ausgestaltungen beschrieben wurde, wird es den Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Elemente durch äquivalente Elemente ersetzt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Außerdem können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine besondere Situation oder ein besonderes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne den wesentlichen Rahmen derselben zu verlassen. Daher ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die besondere Ausgestaltung beschränkt ist, die als der beste zur Ausführung dieser Erfindung in Betracht gezogene Modus offenbart wird, sondern dass die Erfindung alle in den Rahmen der beigefügten Ansprüche fallenden Ausgestaltungen einschließt. Außerdem sagt die Verwendung der Begriffe erste, zweite usw. nichts über die Reihenfolge oder Bedeutung aus; die Begriffe erste, zweite usw. werden vielmehr dazu verwendet, ein Element von einem anderen Element zu unterscheiden. Ferner bedeutet die Verwendung der Begriffe ein, eine, einer usw. keinerlei Begrenzung der Menge; sie bedeutet vielmehr das Vorliegen von mindestens einem des benannten Gegenstands.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5402582 [0004, 0028, 0038]
    • US 5611147 [0004]
    • US 7804602 [0046]
    • US 5412880 [0046]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • IEEE 802.11 [0046]
    • IEEE 802.11 [0047]

Claims (20)

  1. Verfahren zur Implementierung eines tragbaren Gelenkarm-Koordinatenmessgerätes (Gelenkarm-KMG) mit austauschbarem Zubehör, wobei das Verfahren aufweist: Vorsehen eines tragbaren Gelenkarm-KMG, bestehend aus einem manuell positionierbaren Armabschnitt mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden, wobei der Armabschnitt eine Vielzahl von verbundenen Armsegmenten aufweist, wobei jedes Armsegment mindestens ein Positionsmessgerät zum Erzeugen eines Positionssignals, eine an einem ersten Ende des Gelenkarm-KMG angebrachte Messvorrichtung sowie eine elektronische Schaltung umfasst, die die Positionssignale von den Positionsmessgeräten empfängt und Daten zur Verfügung stellt, die einer Position der Messvorrichtung entsprechen; Identifizieren einer Quellvorrichtung, von der Daten empfangen werden, durch Bestimmen eines Übertragungsweges, durch den die Daten übertragen werden, wobei die Quellvorrichtung über einen Koppler abnehmbar an dem ersten Ende des Gelenkarm-KMG angebracht ist; Bestimmen eines Datentyps der Daten basierend zumindest auf einer Identifikation der Quellvorrichtung; Durchführen einer Aktion an den Daten als Reaktion auf den Datentyp; und Ausgeben der Ergebnisse der Durchführung der Aktion an eine Zielvorrichtung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Übertragungsweg einen drahtlosen Kommunikationsweg und einen drahtgebundenen Kommunikationsweg umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der drahtlose Kommunikationsweg mindestens einen von folgenden aufweist: ein zellulares Netzwerk; ein Global-Positioning-System-Netzwerk; und ein Nahbereichs-Kommunikationsnetzwerk.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Datentypen mindestens einen der folgenden umfassen: metrologische Daten; Positionsdaten; Bilddaten; und auf Radiofrequenz-Identifikation basierende Daten.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die durchgeführte Aktion das Umwandeln von unverarbeiteten Messdaten in Koordinatendaten umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zielvorrichtung mindestens entweder eine auf dem Gelenkarm-KMG integrierte Benutzerschnittstellenanzeige oder einen Ferncomputerprozessor aufweist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Quellvorrichtung mindestens eine der folgenden aufweist: eine Laserliniensonde; einen Radiofrequenz-Identifikation-Scanner; eine digitale Kamera; eine Projektionsvorrichtung; eine Thermoscanner-Vorrichtung; und eine Lackiervorrichtung.
  8. Tragbares Gelenkarm-Koordinatenmessgerät (Gelenkarm-KMG) mit austauschbarem Zubehör, wobei das tragbare Gelenkarm-KMG aufweist: einen manuell positionierbaren Armabschnitt mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden, wobei der Armabschnitt eine Vielzahl von verbundenen Armsegmenten umfasst, wobei jedes der Armsegmente mindestens ein Positionsmessgerät zur Erzeugung eines Positionssignals umfasst; eine an einem ersten Ende des Gelenkarm-KMG angebrachte Messvorrichtung; eine elektronische Schaltung zum Empfangen der Positionssignale von den Positionsmessgeräten und zum Bereitstellen von Daten, die einer Position der Messvorrichtung entsprechen; eine über einen Koppler abnehmbar an dem ersten Ende des tragbaren Gelenkarm-KMG angebrachte Quellvorrichtung, wobei die Quellvorrichtung so konfiguriert ist, dass sie Daten erfasst; und eine durch die elektronische Schaltung ausführbare Logik, wobei die Logik die Quellvorrichtung, von der die Daten empfangen werden, durch Bestimmen eines Übertragungsweges, durch den die Daten übertragen werden, identifiziert, einen Datentyp der Daten basierend auf zumindest einer Identifikation der Quellvorrichtung bestimmt und als Reaktion auf den Datentyp eine Aktion an den Daten durchführt und Ergebnisse der Durchführung der Aktion an eine Zielvorrichtung ausgibt.
  9. Tragbares Gelenkarm-KMG nach Anspruch 8, wobei der Übertragungsweg einen drahtlosen Kommunikationsweg und einen drahtgebundenen Kommunikationsweg umfasst.
  10. Tragbares Gelenkarm-KMG nach Anspruch 9, wobei der drahtlose Kommunikationsweg mindestens einen von folgenden aufweist: ein zellulares Netzwerk; ein Global-Positioning-System-Netzwerk; und ein Nahbereichs-Kommunikationsnetzwerk.
  11. Tragbares Gelenkarm-KMG nach Anspruch 8, wobei die Datentypen mindestens einen der folgenden umfassen: metrologische Daten; Positionsdaten; Bilddaten; und auf Radiofrequenz-Identifikation basierende Daten.
  12. Tragbares Gelenkarm-KMG nach Anspruch 8, wobei die durchgeführte Aktion das Umwandeln von unverarbeiteten Messdaten in Koordinatendaten umfasst.
  13. Tragbares Gelenkarm-KMG nach Anspruch 8, wobei die Zielvorrichtung mindestens entweder eine auf dem Gelenkarm-KMG integrierte Benutzerschnittstellenanzeige oder einen Ferncomputerprozessor aufweist.
  14. Tragbares Gelenkarm-KMG nach Anspruch 8, wobei die Quellvorrichtung mindestens eine von folgenden umfasst: eine Laserliniensonde; einen Radiofrequenz-Identifikation-Scanner; eine digitale Kamera; eine Projektionsvorrichtung; eine Thermoscanner-Vorrichtung; und eine Lackiervorrichtung.
  15. Computerprogrammprodukt zur Implementierung eines tragbaren Gelenkarm-Koordinatenmessgerätes (Gelenkarm-KMG), wobei das Computerprogrammprodukt ein Computerspeichermedium mit einem darin integrierten maschinenlesbaren Programmcode aufweist, der, wenn er von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, ein Verfahren zu implementieren, wobei das Verfahren aufweist: Identifizieren einer Quellvorrichtung, von der Daten empfangen werden, durch Bestimmen eines Übertragungsweges, durch den die Daten übertragen werden, wobei die Quellvorrichtung über einen Koppler abnehmbar an einem ersten Ende des Gelenkarm-KMG angebracht ist; Bestimmen eines Datentyps der Daten basierend auf zumindest einer Identifikation der Quellvorrichtung; Durchführen einer Aktion an den Daten als Reaktion auf den Datentyp; und Ausgeben von Ergebnissen der Durchführung der Aktion an eine Zielvorrichtung.
  16. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 15, wobei der Übertragungsweg einen drahtlosen Kommunikationsweg und einen drahtgebundenen Kommunikationsweg umfasst.
  17. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 16, wobei der drahtlose Kommunikationsweg mindestens einen von folgenden aufweist: ein zellulares Netzwerk: ein Global-Positioning-System-Netzwerk; und ein Nahbereichs-Kommunikationsnetzwerk.
  18. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 15, wobei die Datentypen mindestens einen der folgenden umfassen: metrologische Daten; Positionsdaten; Bilddaten; und auf Radiofrequenz-Identifikation basierende Daten.
  19. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 15, wobei die durchgeführte Aktion das Umwandeln von unverarbeiteten Messdaten in Koordinatendaten umfasst.
  20. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 15, wobei die Zielvorrichtung mindestens entweder eine auf dem Gelenkarm-KMG integrierte Benutzerschnittstellenanzeige oder einen Ferncomputerprozessor aufweist.
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