专利名称：具有万向接头的可调装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可调节装置，特别是涉及一种临时牢固地固定在位的可调节装置。
背景技术：
牢固地可松开的定位装置是已知的，这种装置的例子包括具有形成在其内的空心的金属底座，和适于安装在该空心的金属半球。底座和半球之一是被磁化的，因此，当半球安装在底座的空心中时，其被固定在位。如果半球相对于底座用手移动，那末半球平面的取向和角度相对于底座变化。因此，如果物体放置在该半球的平面上，由于这种移动的结果该物体的取向和角度则相对于底座而变化。
在许多情况下需要将物体精确定位。其中一种情况是物体被测量以产生物体的模型或直接的复制品。考虑到物体的三维结构，为了得到物体的精确数据，物体的整个表面必须能够被，例如探头测量。因此，物体必须定位成使任何突出区域的下面能够被测量以确保没有凹点。
可能产生凹点的物体是牙齿。希望获得详细描述牙齿确切形状和构形的信息，因为这种信息能够制作牙齿的复制品，这种牙齿的复制品可以替代明显被损坏的牙齿，如果齿冠和桥接部分由复制牙齿制成，其能够更好地安装并且对接受新牙齿制品的人来说感觉更舒服。
另一种需要精确定位的情况是将来自光源的光束引导到反射器然后到检测器。其例子是激光干涉仪，其中两个物体的相对移动可以被测量。重要的是在测量过程中在所有的时间检测光束，因此必须保持反射器相对于光源和检测器对齐。
发明内容
因此，本发明的第一方面，是提供一种可调节装置，其包括两个相对地可重定位的部件，每个具有可锁定的万向接头，和用于连接两个相对地可重定位部件的连接件，从而当两个相对地可重定位的部件被连接时，两个万向接头经该连接部件机械地连接。
优选地，至少可锁定的万向接头中的一个包括管子和能够被容纳在该管子内的接头件，从而该管子在这两个相对地可重定位的部件之间提供线性运动。
根据本发明的装置在两个相对地可重定位的部件之间，例如底座和平台，或机械承窝和反射器外壳之间，提供具有角度可旋转连接部件的六轴万向节。其优点在于连接牢固并且与常规的六轴常平架相比由于减少了连接件的数目使潜在的故障减少。
优选地，该两个可锁定的接头具有球端和承窝的接头形式。
该管子可以直接连接每个可锁定接头的球端或每个球端可以连接各自的一个相对可重定位的部件，从而该管子的端部提供两个承窝。
优选地，该两个可锁定的接头利用致动器锁定和开锁。
在一个优选实施利中，该致动器作用在压缩装置上以便位该可锁定的接头提供开锁或锁定。
该压缩装置可以以多种方式工作，它能够减小该管子一端、两端的横截面积，或能够沿着该管子的整个长度使该相对地可重定位的部件相对地运动。因此，该压缩装置使该管子的横截面积在其长度的至少一部分发生变化。
根据本发明的第二方面，提供一种设备，用于相对于切割刀具或扫描探针模拟试样的取向，其包括支架，其具有底座部分和至少一个对准辅助件；和可调节装置，该可调节装置包括底座和试样放置在其上的相对地可重定位的平台，该底座和平台由两个可锁定的万向接头连接，当该两个相对地可重定位的部件被连接时，两个接头经其内的管子呈机械连接的形式，可调节装置的底座设置在邻近对准辅助件并且当如此设置时，试样相对于切割刀具或扫描探针的取向被模拟。
优选地，该支架还包括一个背部，其具有至少一个于其连接的对准辅助件。
在优选实施例中，该设备具有放大镜以有助于相对于至少一个对准辅助件准确地定位物体。
根据本发明的第三方面，提供一种在扫描试样表面之前定位所述试样的方法，包括如下步骤(a)提供具有至少一个对准辅助件的支架；(b)将可调节装置放置邻近该对准辅助件，该可调节装置包括底座和试样放置在其上的相对地可重定位的平台，该底座和平台由两个可锁定的万向接头连接，从而当该两个相对地可重定位的部件被连接时，两个接头经管子呈机械连接的形式；(c)将试样连接到该可调节装置的平台上；(d)使两个万向接头开锁；(e)相对于可调节装置的底座调节该平台以使试样相对于该至少一个对准辅助件对准；和(f)锁定该两个万向接头，以将平台保持在对准位置，其中可以以任何顺序进行步骤(b)、(c)和(d)。
有多种方式进行物体的表面形状扫描。优选的方法是在扫描装置是激光器或LDVT(线性游标位移传感器)，并且物体相对于扫描装置旋转同时扫描装置和物体具有相对的垂直位移。在这种扫描装置中有一个工作体积，其中扫描的进行或者为了准确度的原因或者如扫描装置的运动限制所限定。
根据本发明的第四方面，包括一种设备，用于排列光学系统中的元件，由此光学系统包括光源；反射器和用于检测来自光源的光的检测器，该光被反射器反射，该设备包括可调节的连接器，该连接器包括两个相对地可重定向的部件，其被两个可锁定的万向接头所连接，当该两个相对地可重定向的部件被连接时，该两个接头经管子呈机械连接状态，该管子将反射器连接于相对于光源相对运动物体上。
该可调节的连接器在第一位置和第二位置之间能够被致动，在第一位置该可调节的连接器相对于该物体被固定在位，在第二位置，该可调节的连接器相对于该物体可移动。这使得反射器能够经过该可调节的连接器连接于该物体，以便与光源和反射器排成一列。
该光源和反射器可以是单独的元件或组合在一个外壳内。该反射器可以是镜子或反射镜。用于可调节连接器的光学系统的详细描述公开在我们的同时未决的申请WO02/04890号中。
下面将以举例方式结合附图描述本发明发实施例，其中图1示出根据本发明的装置的分解图；图2a和2b示出根据本发明的装置安装在支架上的等轴测图；图2b示出图2a所示装置的分解图；图3示出根据本发明的装置的剖视图；
图4是根据本发明的另一种装置的侧视图；图5根据本发明的装置的等轴测图；图6是图5所示的装置的剖视图；图7示出安装在支架上的装置的等轴测图；图8示出安装在另一种支架上的装置的等轴测图；图9a和9b示出安装在又一种支架上的装置的等轴测图；和图10a和10b本发明另一个实施例的剖视图。
具体实施例方式
图1是装置1的分解图。该装置1包括一个具有第一和第二端的细长主体2，该第一和第二端分别被描绘成部分球形3、4。该细长主体和端部可称为连接器。第一保持器5是杯形的，一侧容纳第一端3，相对的一侧形成底座6。第二保持器7是杯形的，一侧容纳第二端4，而相对的一侧形成可枢转的或可调节的平台8。物体可以放置在其上的安装件9可运动地设置在平台8的10上。手柄11具有偏心机构以致动相对于细长主体纵向定位的平面弹簧12。第一保持器5还包括第一窄槽15，用于接纳从细长主体的第一端3伸出的突起物(未示出)，和用于容纳手柄11的第二宽槽16，其与第一窄槽15近似径向相对。
该细长主体2具有正常的或非压缩的的状态，在这种状态下，端部3、4的横截面积等于或大于容纳其的保持器5、7的横截面积。因此。在正常状态下，细长主体的两端部牢固地接纳并卡紧在各自的保持器内，从而锁定两个保持器5、7各自的位置。该细长主主体2具有第二或压缩状态，在这种状态下，端部的横截面积小于容纳其的保持器5、7的横截面积。因此，在该第二状态下，该细长主体的两端部在其各自的保持器内是可以移动的。
该细长主体2基本上是由平面弹簧12连接的两部分。该平面弹簧形成在两个穿过该细长主体2厚度的窄槽13、14之间。每个窄槽从该细长主体相应的端部开始然后延伸过该细长主体长度的中心，这样形成两个窄槽都出现的中心或桥接区域，该中心区域中的窄槽之间的区域包含该平面弹簧。平面弹簧通过仅引入一个弹簧在该细长主体的整个长度实现压缩作用。该桥接区域也很方便地在该细长主体的两部分之间提供刚性剪力连接。
这里所述的可调节装置适合用于物体定位，这些物体是准备用来扫描其表面的。物体，例如牙齿件，固定在其上的安装件9被安装成可以运动，形成多个不同的取向和位置，以使该物体的不同方面能被看到。一旦得到该牙齿件的合适的位置，该可调节的装置能够暂时地固定在这个位置，准备对该牙齿件的表面进行扫描。
当该物体是所述地被固定在该安装件时，其能够以多种方式实现，并且该物体能够或者可拆除地或者暂时地固定。固定的方法取决于该物体被固定的目的和该物体将承受的条件。固定物体的不同方式的例子包括用粘合剂、胶水、腻子或树胶，虽然其他的对本领域普通技术人员是显而易见的。该安装件然后以可松开方式例如通过磁铁，被可运动地，或用比较永久的方式，例如胶接，连接于平台。
为了组装图1所示的该装置的零件，手柄11被致动使平面弹簧12被压缩，这导致细长主体2沿其长度的横截面积减小，使部分球形端部3、4能够分别被容纳在定位其5、7内。在这种压缩状态，该细长主体能够被操作以便获得该可枢转的或可调节的平台8相对于底座6的所希望的取向和角度。一旦达到所希望的位置，手柄11被致动以使该弹簧不被压缩，这导致该细长主体返回到正常状态，即，其横截面积增加到其初始的或正常的尺寸，并且该细长主体的端部被锁定在该位置。
窄槽15和从细长主体的第一端3伸出的突起物(未示出)确保保持在该平台上的物体不在平台平面内旋转，即该突起物相对于该第一保持器定位在第一端。该窄槽15还确保该手柄11在容纳该手柄11的宽槽16内对中。
图1所示的装置具有第一保持器5，其深度明显大于该细长主体2的第一端。这使该装置的高度以及该平台的角度和取向能够被调节。本领域普通技术人员将会明白，装置的高度增加超过某一点时，将会导致该平台位置的不稳定固定，其中在该点，细长主体端部与保持器之间的接触面积开始减小，并且减小高度使得细长主体的端部处于容纳其的保持器的边缘下面，将导致角运动减小。
利用宽槽16调节高度也很便利，宽槽16容纳手柄11，它能够使该装置的高度减小超过某个点，在该点，手柄11从细长主体2伸出。如果槽16比细长主体2的直径宽，则当该细长主体被设置成朝向该槽枢转时，槽16允许细长主体2进一步倾斜，以便在这个方向允许较大的运动程度。这是由于该槽容纳该细长主体2，允许该细长主体通过该第一保持器5的壁。
该平台相对于底座6是可枢转还是可调节的，尤其是取决于在其相应的保持器5、7内的装置1的连接部分每端3、4的相对运动。
图2a和2b示出安装在支架21上的装置20。该装置20包括一个附加的物体安装件22，设置在该可枢转的或可调节的平台27的顶部。该支架具有底座部分23和从该底座部分基本垂直延伸的背部24。对准辅助件25、26距离该底座部分23一定距离连接于该背部24，该距离取决于平台27所要求的高度，或者由安装在其上的物体(未示出)，例如，用于对该物体的表面进行扫描。一个对准辅助件25是一个具有末端28的伸出的杆或元件。另一个对准辅助件26是具有两部分26a和26b的条，这两部分距离支架的背部24具有不同的高度。
支架21可以设置在底座部分上或背部上，这取决于定位的物体在哪个上面最容易被看到。
第一对准辅助件25是具有末端28的伸出杆。该第一对准辅助件从支架基本平行于该支架的底座部分23伸出，并且在某一高度上设置在邻近于可调节装置，该高度或者由该平台27所希望的高度或者由放置在该平台上的物体所希望的高度确定。当在平台上有物体时，可以使用对准辅助件确保当该物体固定在某个位置时，该物体上没有凹点，或者在扫描内表面时，探针可以到达到该凹处。这是通过将物体的侧面与该伸出的杆相比较来实现的。为了精确地垂直定位，该末端可以被放置成使它能接触正确设置的物体的上表面。该末端28在由该装置的底座所描绘的圆的中心。因此，对准辅助件25可以用来依据高度和该装置的底座所形成的圆的中心来将物体定位在该装置20上。
该末端28在尺寸上应当具有与接触扫描装置的末端或最小的可接纳的凹点相同的数量级。如检测到凹点，那末牙齿模型的位置可以通过手柄11的致动来改变，手柄11能够相对于底座6、23实现平台27的相对运动。然后重新检查牙齿模型的凹点。
第二对准辅助件26是横过该伸出杆的底座的条，具有两个区域26a和26b。区域26a在该支架的背部24上，而区域26b在其之上0.5cm的高度上。这个高度差使人在相对于第一对准辅助件25的同一位置反复定位其眼睛29。这是当两个条区域26a和26b之间没有看到倾斜线时。该条可以是任何颜色，只要相对该支架的背部和伸出杆的底部提供足够的对比，以便使条的两个区域能够被看见。
图2c示出图2a和2b所示装置的分解图。该装置20和对准辅助件25分别经运动保持器29、30被固定于支架21。这使得从该支架上拆卸后，该装置和对准辅助件能够精确地重定位在支架上。为了进一步固定该装置20，可以用安装螺钉31将该装置连接于该底座。安装件32或附加的物体安装件22也可以运动方式设置在平台27上。
当试图定位物体以便扫描时，具有对准辅助件的支架特别有用。这是因为对准辅助件能够在三维方向上精确地定位放置在平台上的物体。本领域普通技术人员将会明白，当平台(并因此物体)垂直地位于在该装置的底座上方时，该装置处于其最稳定的状态。因此，对准辅助件的末端不仅能够在正确的高度上定位，以便扫描物体的上表面，而且使它能够在该平台的底座描绘的圆的中心定位，并有利于扫描装置的工作体积。
该对准辅助件也可以磁性地或运动地33固定于支架上。这特别有利于一组同样尺寸的物体，例如牙齿，被反复定位的情况，因为它能够确保该对准辅助件被放置距该可调节装置的底座的正确距离。这也意味着该对准辅助件能够暂时拆下，这将有助于将一个装置从该支架拆下或放置在该支架上，或将该物体固定于该装置的情况。
图3示出装置40的剖视图。该装置包括一个具有第一和第二端的细长主体42，该第一和第二端分别被描绘成部分球体43、44。具有底座46的第一杯形保持器45容纳第一端43。第二杯形保持器47形成平台48并容纳第二端44。物体可以固定在其上的安装件49设置在平台48上。平面弹簧50设置在该细长主体42的两半之间，其中，两个窄槽51a、51b在该细长主体42的中央区域重叠，每个窄槽始于该细长主体相应的端部。在这个中央区域，设置有另一个压缩装置52。该另一压缩装置52具有多对Belleville垫圈53，带有外部平垫圈(未示出)，Belleville垫圈的每端放置一个。一对平头无头螺丝54、55作用在该平垫圈(未示出)上，并且可从该细长主体42的外面调节。手柄56具有偏心机构以致动该另一压缩装置52和平面弹簧50。从该细长主体42的第一端43伸出的突起物57设置在该第一保持器45的一个槽(未示出)内。该第一保持器45中的第二槽58基本设置成与第一槽(未示出)径向相对。
当手柄56被致动时，Belleville垫圈53变平。这迫使槽压缩，导致该细长主体42的横截面积减小。因此，该偏置装置通过该细长主体42的厚度作用。该细长主体42的端部43、44在保持器45、47中能够自由地移动，使平台48相对于底座46能够重定位。当重定位完成时，手柄56返回其第一位置，这释放作用在Belleville垫圈上的压力，使窄槽重新张开，使该细长主体42的横截面积回到其正常状态，将该细长主体42的端部43、44保持在重定位的取向。
该进一步压缩或偏心装置可以包括设置在该细长主体每端的一个压缩弹簧，可选的或附加一个中心定位的压缩弹簧。如果设置这种偏心装置，可以实现点之间更清楚的边界，在该点细长主体的端部在保持器内被保持或释放。这能够防止该细长主体的端部在被牢固地固定在该保持器内之前，该细长主体的端部在该保持器内的意外移动。
一对平头无头螺钉54、55使该细长主体42的横截面积能够被调节。这意味着该细长主体的42的端部43、44能够被容纳并保持在保持器内，其中由于该装置的磨损或由于制造偏差引起保持器尺寸稍稍不同。
下面将参考图4描述连接器的另一个实施例。第一保持器60将该可调节连接器的第一球端62容纳在承窝(socket)内。在该连接器的远端是第二球端70，其由管78连接于第一球端62。该第二球端70位于第二定位装置66的孔68的内侧。
可调节连接器的球端62和70在球端与孔表面接触的部分可以只具有部分球表面，孔在这种情况下是圆柱形的。
第一球端62通过相对于该管子可调节有限角度，以使它能够与第一保持器60的承窝64接合。该球端通过在该球端62内、该承窝64内、或在两者内设置磁铁(未示出)以已知的方式保持在承窝64内。
两个切口74、76从该可调节的连接器的相对两端沿其纵轴线延伸到其中心附近，只留下一较小桥接部分78将该可调节连接器的两部分连接在一起。锁紧螺钉80设置在第一保持器60内，其拧紧时推靠在该球端62上，因此将该球端固定在该承窝64内，并将该球端的两半向一起推。该可调节连接器的桥接部分78用作铰链并且当该球端62的两半被推向一起时，球端70的两半被推开并且靠在圆柱形孔68的侧面，将其固定到位。因此，这个连接器的优点是一次致动锁定两个球端。
这种连接器的应用例子是排列光学测量系统的元件。在这种光学系统中，光必须从光源引向反射器并还返回到检测器，该反射器连接于可相对运动的物体。为了检测光，该反射器必须与检测器精确地对准。光学测量系统可以用于校准具有相对可运动部件的机器，例如，坐标测量机(CMM)或机床，其中探针或刀具在工作体积内是可运动的。在校准过程中，反射器应当连接于机床主轴，以替代探针或刀具，并且检查主轴运动精度、对准和其他几何误差。
一旦光源外壳正确地对准，以便例如沿着如X轴的一个机器轴线引导光束，反射器外壳就可以设置在光源外壳前面的运动基座上，并自动地与来自光源的光束和检测器对准。磁铁用来将运动基座上的两个外壳推动到一起。
为了注意机器主轴60和反射器外壳82之间位置的任何不匹配，同时保持与光源的对准，反射器外壳通过使用可调节连接器而具有有限的柔顺性，通过该连接器该外壳能够连接于机器的主轴。
反射器外壳82经过第二保持器上的运动基座72连接于可调节连接器。第一保持器60或者连接于机器主轴，或者直接是机器主轴，这使得机器主轴承窝64和该连接器的第一球端62之间直接连接。
一旦光源外壳(未示出)已经与该机器的主轴对准，连接于该机器主轴的反射器外壳82能够被带到该光源外壳跟前。将锁紧螺钉80松开，可调节连接器能足够自由地转动，以使反射器外壳82与光源外壳一起安置在运动基座上。通过这种方式，能够确保光源外壳和反射器外壳82的自动对准。安置在运动基座上以后，拧紧锁紧螺钉以保持外壳82的取向。
希望能够将光源外壳与其他机器轴对准。在上述例子中，光源外壳是理想地动态安装在基座板上。光源外壳在其下表面或其他正交面上可以具有其他组运动元件。通过这种方式，它能够在不同平面转动90°，并以不同的取向重新安放在基座板上的运动支座上，来自光源的光束沿不同机器轴方向定向。反射器外壳将继续安放在该光源外壳上的同一个运动基座18上，使它也能够与不同的轴对准。
图5和图6示出具有连接器102的装置100，该连接器类似于图4所示连接器的结构。连接器102具有细长主体，该细长主体具有部分球形端部104、106和两个有不同长度的纵向切口103、107，切口位于连接器纵轴并被桥接部分105分开。因此桥接部分基本上垂直于细长主体的纵轴。该部分球形端部分直径不同。两个端部中较大的一个104可松开的保持在底座108内，底座108不完全的环绕并容纳该较大的端部，即底座的周边上有间隙118。
两个端部中较小的一个106可松开地保持在物体(未示出)可以安装在其上的平台110的下面凹槽内。手柄112可以在以下两个位置之间被致动当连接器在102相对于平台110和底座108可移动时的打开位置，当连接器的端部104、106分别保持在底座108和平台110内时的闭合位置。平台相对于底座的取向被固定在这个被保持的位置，直到手柄112移动到打开位置，在这点相应的取向可以改变。
下面将说明操作方法。手柄112连接于一轴(未示出)，该轴上装有轴承。中心轴承114(应当理解，要求三个轴承最小化)具有偏心直径，所以与其他轴承相比它至少有部分周边偏移。伸出件116贴靠中心轴承114安放并伸进底座108的间隙118中。在伸出件114的端部有一个小凹腔，其内安装一个相应大小的球轴承120。该球轴承和伸出件被一个无头螺钉122穿过间隙保持在位，该螺钉从底座形成间隙118的相对壁伸出。因此，伸出件114和球轴承116靠在两个表面上并桥接间隙118。
优选地，径向相对的间隙118在底座上设置有一个直径减小部分，其提供一铰接点用于该装置在手柄打开位置和闭合位置之间运动。
当手柄112在闭合位置时(如图所示)，底座108的直径最小或接近最小，在这个位置，端部104保持在底座108内，并且通过与保持在底座108内的端部104的压缩相反的作用，较小的端部106在平台110下面的凹槽内张开，结果连接器102的两个端部被锁定在位。
当手柄112移动到打开位置时，轴和轴承转动，并当此发生时，中心轴承114的偏心部分开始接合伸出件116，它通过球轴承120对无头螺钉122产生较大的力。这使底座108的直径增大直到达到最大偏心。
较大端部104因此逐渐解压缩，直到它在底座108内自由地运动，并且由于桥接部分105的铰链作用，较小端部106的直径逐渐减小，直到它相对于平台110自由运动。
为了相对与底座108定位连接器102，可以设置突起物124，为了制造方便，该突起物设置在延伸过较大端部104的切口103中。将该突起物设置在切口103中的一种方式是用有头螺钉和切口103壁上的一对定位点将它固定。该定位点可以由壁上的凹槽形成。
在优选的装置中，伸出件116以及间隙118的较大和较小尺寸构造成使得一旦连接器松开时，该伸出件系牢偏心装置将连接器保持在松开状态，直到正作用发生。间隙的大小可以用无头螺钉122调节。在这种优选装置中，作用在该无头螺钉122上的球轴承120如同一枢轴作用。
当一个人试图将平台相对于底座108定位时，作为一种工具，手柄112可以包括一个使其返回到闭合位置或接近闭合位置的拉伸弹簧，离闭合位置约20°较理想，准备通过用手指轻敲该手柄相对于该底座和平台固定该连接器。实现上述作用的一种方法是提供一种系牢装置，并在由该拉伸弹簧提供的偏置作用下，允许手柄至少独立于中心轴承114朝向返回位置运动而不与该系牢装置脱离。这样做的一种方式使手柄的轴套(hub)上具有一个或多个窄槽，其中，安放一个连接于轴的止动块，因此允许该手柄在接合该轴和轴承的旋转之前在该窄槽的范围内运动。
如果是有利的，该手柄返回闭合位置的运动可以开始，使端部保持在其各自的外壳内并因此限制端部在该外壳内的运动。这将使平台相对于底座的精细和谐的定位操作能够只用一只手进行。
虽然图5和图6所示的连接器类似于图4的连接器的结构，但是有一些不同之处，图4的球端具有基本上相同的大小并且桥接部分大致在连接器的中点。这些修改来自该连接器的使用环境。
参考图6，考虑到制造公差，热膨胀或仅仅给出无头螺钉的额外的调节，较小的端部106具有锁紧螺钉126。该锁紧螺钉126拧在套筒128的外螺纹上，该套筒是一个安装较小端部106的紧公差孔，在平台下面凹槽内用于安放较小的端部106。通过拧紧锁紧螺钉126，较小端部106被该套筒128压缩。由于桥接部分105的铰链作用，使得在底座内的较大端部104的直径膨胀。这种结构能够对较大端部104和底座108的直径进行调节。
使用锁紧螺钉126是有利的，因其能够使较大端部104制造成具有比底座108的内径小的直径。当通过锁紧螺钉调节以安装底座时这确保较大端部104在底座内只有三点接触(只要锁紧螺母不是太紧)。三点接触是理想的，由于端部将牢固地安放在位(无摆动)。
为了防止较大端部104与底座108分开，底座在其上表面具有保持唇缘109，其将较大端部104安放在其中的孔的上表面的直径减小到小于较大端部在压缩状态下的直径。
图7示出安装在支架130上的装置100的等轴测图。支架130具有折叠底座部分和背部132。该装置100被支撑在底座部分的第一表面134上，其基本上与背部132正交。第一表面134相对第二表面136倾斜(约20°)，第二表面构造成防止在支撑结构上，如试验室工作台上。这意味着支撑在支架上时该装置从垂直面倾斜约20°。支架132的背部包括对准辅助件138，它是具有末端140的伸出杆并且已经参考图2a、2b和2c进行了详细描述。
在图7中的该对准装置138适于对准用来扫描的单个牙齿。该装置包括附加安装件22以便升高放置在该装置100上的牙齿的高度，以便牙齿在扫描装置的扫描体积内。实际上，附加安装件22使同样的装置100能够用来安放用来扫描处理的不同尺寸的物体，即能够将不同尺寸的物体定位在扫描其的工作体积内而不需要不同尺寸的装置。
图8示出一个支架130，其具有另一个对准辅助件142。在这种情况下，该对准辅助件包括用于定位安装在该装置100上的物体的设置导板。该导板对准辅助件142限定一工作体积，其中，为了用特定的扫描器(未示出)对该物体进行扫描处理物体必须定位。工作体积的限制使由导板142的外端144造成的。导板142的中心部分146或者被标记或者被去掉，该中心部分相对于该装置的底座108形成物体优选的位置，即这个中心部分形成扫描器工作体积的中心部分，或扫描器最精确的工作体积。该导板位于这样的高度，它形成扫描器的工作体积的顶部，并与支架130的第一倾斜表面134大致正交。因此，调节该装置上的物体的人应当通过该导板或者去除的中央部分看到设置在该装置上的物体的上表面。
导板对准辅助件142适用于细长物体或形状非均匀的物体，例如，桥接的下颚部分。该导板优选使透明的，由有机玻璃、一种丙稀酸或类似材料制成。该导板可以具有印制在其上的栅格图形，以使在工作体积内的非均匀形状能对中。
图9a和9b示出另一种对准辅助件148。这种特殊的对准辅助件包括具有末端152的销钉150，其支撑在一铰接臂154上。该铰接臂154以可旋转方式安装在支架130的背部132，并偏离由该装置100的底座108所描绘的圆的中心。这种偏置量为其定位被检查/调节的物体的尺寸的函数。该臂在两处被铰接以使销钉150能够朝向或离开支架130的背部132移动并相对于支架130的底座部分垂直移动。销钉150以可滑动方式安装在铰接臂154的端部。
支架优选具有三个橡胶支腿154(图9a)，以便使支架牢固地坐落在表面上。
该装置100可以以多种方式支撑在支架130的倾斜表面134上。该装置100和支架130优选用金属制造，例如铝或不锈钢，其可以阳极化。重要的是该装置100能够在支架130上精确地重定位，由于与该支架相关的对准辅助件25、26、138、142、148直接或间接形成用来扫描该装置上的物体的扫描装置的工作体积的中心。该装置可以暂时地螺纹固定在倾斜表面134，或在倾斜表面设置一中心定位孔。可选择地，该装置100可以仅仅放置在支架130的倾斜表面上，但是，有支架底座运动的可能性。优选地，该装置机械地固定在该支架上。这减轻可调节装置的底座相对于支架的底座部分意外地运动的问题。更优选地，该装置通过运动定位固定在支架的底座部分上。这样做的优点是该装置能够从支架的底座部分完全拆下，意外地或有目的地，并且能够将该装置相对与支架的的底座部分和对准辅助件准确地重定位在相关的位置。
这里所述的对准辅助件有助于定位凹点，并且在牙齿扫描时能够识别称之为边缘线的用于制造齿冠的重要特征。牙齿模型通常是待加冠的牙齿外表面的蜡复制品，并且一个重要特征是某点的确定，在这些点齿冠将邻接齿龈线，齿龈线称之为牙齿的边缘线。边缘线通常的特征是增加牙齿的直径，随后减小。具有末端的对准辅助件能够是该末端跟踪边缘线并检查牙齿模型在这线上的或线以上的凹点。为了制造齿冠，具有末端的对准辅助件优选连接于背部132在工作体积的中心下面约5cm、离工作体积的中心10cm，对于相对扫描装置的工作体积定位边缘线这是理想的位置。
到目前位置，虽然本发明被描述为具有至少部分球形端部202、204的连接件200，该端部安放在管子206或保持器208内，但是该连接件可选择地可以包括管子212，连接于底座218、平台220或其他物体的端部214、216被插入其中或环绕安装(分别见图10a和图110b)。该管子具有由延伸过该管子的直径的纵向窄槽222、224形成的平面弹簧或折叠弹簧。在这例子中，两个固定的致动器(未示出)是必须的。
如果该连接件是由两个分离件而不是所述的整体折褶件构成，那末，需要附加的剪力连接，诸如两个分离件之间的榫钉，以防止剪切运动发生。
权利要求
1.一种可调节装置，包括两个相对地可重定位的部件，每个具有可锁定的万向接头；和用于连接两个相对可重定位的部件的连接部件，从而当两个相对可重定位的部件被连接时，两个万向接头经该连接部件机械地连接。
2.根据权利要求1的装置，其中，两个可锁定的接头中的至少一个用致动器锁定和开锁。
3.根据权利要求2的装置，其中，两个可锁定的接头用一个致动器锁定和开锁。
4.根据权利要求2或3的装置，其中，该致动器是一个手柄。
5.根据权利要求2或3的装置，其中，该致动器是一个螺钉。
6.根据权利要求2至5中任何一项的装置，其中，该致动器的致动使该连接部件的横截面积在其长度的至少一部分上发生变化。
7.根据权利要求6的装置，其中，该致动器作用在压缩装置上，使该连接部件的横截面积在其长度的至少一部分上发生变化。
8.根据权利要求6或7的装置，其中，该连接部件被纵向地分成两部分，并具有连接该两部分的刚性的剪力连接件。
9.根据权利要求8的装置，其中，该刚性的剪力连接件是桥接部件，由该连接部件的两部分之间的榫钉或桥接部分构成。
10.根据权利要求9的装置，其中，该桥接部件基本垂直于该连接部件的纵轴。
11.根据权利要求10的装置，其中，该桥接部件用作铰链。
12.根据前述权利要求中的任何一项的装置，其中，该万向接头中的至少一个能够在该两个可相对重定位的部件之间线性地移动。
13.根据权利要求12的装置，其中，该可锁定的万向接头的至少一个包括一个管子和能够容纳在该管子中的接头部分，因而该管子提供在该两个可相对重定位的部件之间的线性运动。
14.一种用于相对刀具或扫描探针模拟试样取向的设备，包括支架，其具有底座部分和至少一个对准辅助件；和可调节的装置，该可调节装置包括底座和试样可以放置在其上的可相对地重定位的平台，该底座和平台每个具有可锁定的万向接头，和用于连接该底座和该平台的连接部件，从而当该底座和该平台被连接时，该两个接头经过该连接部件机械连接，该可调节装置的底座可设置邻近该对准辅助件，并且当这样设置时，可模拟试样相对切割刀具或扫描探针的取向。
15.根据权利要求14的设备，其中，该可调节装置的底座接纳在该支架的底座部分上。
16.根据权利要求14或15的设备，其中，该支架还包括一个背部，其具有至少一个连接在其上的对准辅助件。
17.根据权利要求16的设备，其中，该至少一个对准辅助件选自伸出杆、具有至少一个位于该支架的背部上的区域和相对于支架的该背部升高的另一区域的条、铰接臂、导板。
18.根据权利要求14至17中任何一项的设备，还包括放大镜，用于放大固定在该平台上的物体。
19.根据权利要求14至18中任何一项的设备，其中，该支架的底座包括两个相互倾斜的表面。
20.一种在扫描试样表面之前定位所述试样的方法，包括如下步骤(a)提供具有至少一个对准辅助件的支架；(b)将可调节装置放置在邻近该对准辅助件，该可调节装置包括底座和试样可以放置在其上的相对地可重定位的平台，该底座和平台每一个都具有一个可锁定万向接头，和用于连接该底座和平台的连接件，从而当底座和平台被连接时，两个接头经该连接件呈机械连接的形式；(c)将试样放置在该可调节装置的平台上；(d)使两个万向接头开锁；(e)相对于可调节装置的底座调节该平台以使试样与该至少一个对准辅助件对准；和(f)锁定该两个万向接头，以将平台保持在对准位置，其中可以以任何顺序进行步骤(b)、(c)和(d)。
21.一种用于排列光学系统中的元件的设备，其中该光学系统包括光源；反射器；和用于检测来自光源的光的检测器，该光被反射器反射，该设备包括如权利要求1的可调节的连接器，用于将反射器连接于相对于该光源可相对运动的物体上。
22.一种可调节装置，包括两个相对地可重定位的部件，每个具有可锁定的万向接头；连接部件，用于连接两个相对地可重定位的部件，该连接部件具有由桥接件连接的两部分；和致动器，用于在锁定和开锁状态之间致动该可锁定的万向接头，从而，当该两个相对地可重定位的部件被锁连接时，该两个接头经连接部件呈机械连接形式，并致动该致动器，使两个接头或者锁定，或者开锁。
全文摘要
本发明公开一种可调节装置，包括两个相对地可重定位的部件，每个具有可锁定的万向接头(3、4、5、6)；和用于连接两个相对地可重定位的部件的连接部件(2)，从而当两个相对地可重定位的部件被连接时，两个万向接头经该连接部件呈机械地连接形式。该两个可锁定的接头可以用致动器(11)锁定和开锁；一个手柄，可以作用在压缩装置上，以使可锁定的接头或者运动或者锁定。该压缩装置可以沿其至少部分长度改变该管子的横截面积。至少一个可锁定的万向接头可以在该两个相对地可重定位的部件之间提供线性运动。还公开一种用于相对刀具或扫描探针模拟试样取向的设备和对准该可调节装置的方法。
文档编号F16C11/10GK1596356SQ02823572
公开日2005年3月16日 申请日期2002年11月27日 优先权日2001年11月27日
发明者罗伯茨·查尔斯·拜利斯, 大卫·罗伯茨·麦克默特里 申请人:瑞尼斯豪公司