本發(fā)明涉及一種坐標(biāo)定位機(jī)器。坐標(biāo)定位機(jī)器包括例如坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器(cmm)和機(jī)床。

背景技術(shù)：

1、附圖中的圖1示出了一種已知類型的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器1，其具有三條彼此正交串聯(lián)布置的線性軸x、y和z，其中，z軸與重力g對(duì)齊。測(cè)量探針3安裝在可在滑架2內(nèi)沿z方向滑動(dòng)的豎直柱8上；這種相對(duì)移動(dòng)限定了z軸?；?本身被支撐在水平梁7上，并且可沿梁7在y方向滑動(dòng)；這種相對(duì)移動(dòng)限定了y軸。進(jìn)而，梁7可在一對(duì)導(dǎo)軌6上沿x方向滑動(dòng)；這種相對(duì)移動(dòng)限定了x軸。計(jì)算機(jī)控制器5操作以驅(qū)動(dòng)每個(gè)部件(柱8、滑架2、梁7)沿著其對(duì)應(yīng)的相應(yīng)軸到達(dá)適當(dāng)?shù)奈恢茫詫y(cè)量探針3放置在機(jī)器的工作容積內(nèi)的期望位置，并且將其移動(dòng)以使其與支撐在固定平臺(tái)4上的工件9成感測(cè)關(guān)系。測(cè)量探針3可以以如圖所示的固定方式安裝至豎直柱8上，或者測(cè)量探針可以經(jīng)由如圖1的插圖部分所示的鉸接探針頭安裝至豎直柱8上，其中鉸接探針頭除了提供三條線性軸x、y、z之外，還提供兩條轉(zhuǎn)動(dòng)軸a、b。

2、每條軸x、y、z由對(duì)應(yīng)的相應(yīng)馬達(dá)(未示出)獨(dú)立于每條其他軸驅(qū)動(dòng)。每條軸x、y、z也由對(duì)應(yīng)的相應(yīng)傳感器獨(dú)立于每條其他軸進(jìn)行編碼或感測(cè)，其中來自傳感器的輸出用于確定測(cè)量探針3(或附接到柱8的任何工具)的位置。每條軸配備有長(zhǎng)度測(cè)量換能器，該長(zhǎng)度測(cè)量換能器具有與讀取頭(未示出)配對(duì)的編碼器標(biāo)尺(在圖1中示意性地描繪為沿著每條軸的一系列平行線)。為了測(cè)量?jī)蓚€(gè)零件之間的相對(duì)移動(dòng)，編碼器標(biāo)尺適當(dāng)?shù)匕惭b在一個(gè)零件上，而讀取頭適當(dāng)?shù)匕惭b在另一個(gè)零件上。

3、圖1的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器1可以被稱為笛卡爾坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器，因?yàn)樗哂腥龡l彼此正交布置的線性軸x、y和z。對(duì)于如圖1所示的笛卡爾或正交軸布置，在沒有來自分別與x、y、z軸相關(guān)聯(lián)的馬達(dá)的任何驅(qū)動(dòng)(或其他制動(dòng)力)的情況下，由于z軸與重力對(duì)齊，而x、y軸與重力正交，所以系統(tǒng)將沿著x、y軸穩(wěn)定或自支撐，但是沿著z軸，豎直柱8將由于重力的力而自然地下落到其最低的可能位置。為了在z方向上穩(wěn)定系統(tǒng)，已知的是提供專門針對(duì)z軸的平衡，以抵消豎直柱8(以及附接到其上的任何部件，比如測(cè)量探針3)的重量。例如，從us6058618、us?5257461、us?4964221a和us?4229136中已知用于笛卡爾坐標(biāo)測(cè)量或定位機(jī)器的這樣的z軸平衡布置。

4、附圖中的圖2示意性地展示了另一種類型的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器10。坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器10總體上包括可移動(dòng)平臺(tái)12和固定平臺(tái)14，可移動(dòng)平臺(tái)和固定平臺(tái)由設(shè)置在它們之間的多個(gè)伸縮腿或可伸出腿16支撐并相對(duì)于彼此移動(dòng)。固定平臺(tái)12形成機(jī)器10的固定結(jié)構(gòu)的一部分?？梢苿?dòng)平臺(tái)12和固定平臺(tái)14也可以被稱為工作臺(tái)(或結(jié)構(gòu)或零件)，并且可伸出腿16也可以被稱為支柱(或致動(dòng)器)。在存在六個(gè)這樣的可伸出腿16時(shí)(如圖2所展示)，機(jī)器10通常被稱為六足機(jī)器。

5、可伸出腿16通常經(jīng)由球接頭18安裝在平臺(tái)12、14上，其中，每個(gè)腿16在其一端或兩端處具有各自的球接頭18(如圖2所展示)，或者在一端或兩端處與相鄰的腿16共享一個(gè)球接頭18。每個(gè)可伸出腿16通常被形成為一對(duì)管，其中，通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如，線性馬達(dá))使一個(gè)管在另一個(gè)管內(nèi)伸縮地移動(dòng)，以提供可伸出腿16的伸出和縮回，如每個(gè)可伸出腿16內(nèi)的箭頭所指示，并且如在wo?2017/174966中更詳細(xì)描述的。如wo?2007/144573中所述，還可以在每個(gè)支柱的驅(qū)動(dòng)零件和度量零件之間提供一定程度的分離。如wo?2019/073246中所述，還可以提供不僅與度量布置分離而且不同的驅(qū)動(dòng)布置。

6、通過將腿16以不同的量伸出可以實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)平臺(tái)12與固定平臺(tái)14之間的不同的相對(duì)位置。任意時(shí)刻的相對(duì)位置由多個(gè)長(zhǎng)度測(cè)量換能器17監(jiān)控，其中，每個(gè)可伸出腿16有一個(gè)這樣的換能器。每個(gè)長(zhǎng)度測(cè)量換能器17可以包括與讀取頭配對(duì)的編碼器標(biāo)尺，其中，編碼器標(biāo)尺適當(dāng)?shù)匕惭b在一對(duì)伸縮管中的一個(gè)上，并且讀取頭適當(dāng)?shù)匕惭b在另一個(gè)伸縮管上。腿16的延伸因此使編碼器標(biāo)尺移動(dòng)經(jīng)過讀取頭，從而允許來測(cè)量(或根據(jù)測(cè)量得出)可伸出腿16的長(zhǎng)度。計(jì)算機(jī)控制器15操作來設(shè)定每個(gè)可伸出腿16的長(zhǎng)度，以提供平臺(tái)12、14之間所需的相對(duì)移動(dòng)。通過具有六個(gè)這樣的長(zhǎng)度測(cè)量換能器17，可以在六個(gè)對(duì)應(yīng)的相應(yīng)自由度(三個(gè)平移自由度和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度)上測(cè)量相對(duì)位置。

7、工件19安裝在下(固定)平臺(tái)14上，并且測(cè)量探針13安裝在上(可移動(dòng))平臺(tái)12上。在上(可移動(dòng))平臺(tái)12和下(固定)平臺(tái)14之間限定了工作容積(或操作容積)11，其中，通過操作這些可伸出腿16將測(cè)量探針13定位(即，被移動(dòng)到期望位置)在工作容積11中。圖2的布置可以被稱為“自下而上”布置，因?yàn)榭缮斐鐾?6從固定平臺(tái)14向上伸出到可移動(dòng)平臺(tái)12。在附圖的圖3中更示意性地展示了這種布置。

8、替代性地，如附圖的圖4中示意性地展示的，在“自上而下”布置的情況下，可伸出腿16從固定結(jié)構(gòu)14向下延伸到可移動(dòng)平臺(tái)12，其中，測(cè)量探針13安裝至可移動(dòng)平臺(tái)12的下表面，并且工件安裝至固定結(jié)構(gòu)14在可移動(dòng)平臺(tái)下方的另一部分。在wo?2019/073246中更詳細(xì)地討論了這些類型的布置，該文獻(xiàn)還描述了非六足驅(qū)動(dòng)布置與六足度量布置的結(jié)合使用。

9、測(cè)量探針13僅僅是可以安裝在可移動(dòng)平臺(tái)12上以使得能夠在工件19上執(zhí)行操作的操作工具的一個(gè)示例。取決于預(yù)期的應(yīng)用，在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器的情況下，操作工具可以適于測(cè)量、探測(cè)或掃描，或者在機(jī)床的情況下適于機(jī)加工或鉆孔。也可以將工件19安裝在可移動(dòng)平臺(tái)12上，并且將測(cè)量探針13(或其他操作工具)安裝在固定平臺(tái)14上。

10、圖2的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器10可以被稱為非笛卡爾坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器，因?yàn)榕c比如圖1所展示的笛卡爾機(jī)器相比，其軸不是根據(jù)笛卡爾坐標(biāo)系正交布置的。圖2的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器10可以被認(rèn)為具有六條移動(dòng)軸(或六條驅(qū)動(dòng)軸)，對(duì)應(yīng)于六個(gè)可伸出腿16(并由其限定)。在這個(gè)意義上，坐標(biāo)定位機(jī)器的軸可以被認(rèn)為與(例如，通過換能器或編碼器)感測(cè)的自由度相關(guān)，注意軸可以是線性的或旋轉(zhuǎn)性的，并且坐標(biāo)定位機(jī)器可以具有線性軸和旋轉(zhuǎn)軸的組合。

11、圖2的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器10也可以被稱為“平行運(yùn)動(dòng)學(xué)”坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器，因?yàn)槠湟苿?dòng)軸并聯(lián)布置。這與圖1的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器1形成對(duì)比，該坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器可以被稱為“串聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)”坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器，因?yàn)樗囊苿?dòng)軸反而是串聯(lián)布置的。另一種類型的串聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)器是檢查機(jī)器人或手動(dòng)鉸接臂，其具有通過多個(gè)旋轉(zhuǎn)式接頭串聯(lián)連接的多個(gè)鉸接臂構(gòu)件。

12、圖2的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器10的可移動(dòng)平臺(tái)12和測(cè)量探針13將具有需要由可伸出腿16支撐的相關(guān)聯(lián)重量。因此，用于伸出和縮回可伸出腿16的馬達(dá)將需要工作，甚至將可移動(dòng)平臺(tái)12保持在穩(wěn)定的豎直位置，并且這將使用能量并產(chǎn)生熱。能效在度量應(yīng)用中尤為重要，因?yàn)轳R達(dá)產(chǎn)生的熱會(huì)導(dǎo)致部件的熱膨脹，這種熱膨脹不受控制且未知，會(huì)以不能進(jìn)行校準(zhǔn)的方式影響度量結(jié)果。

13、因?yàn)檫@個(gè)原因，可以在這種機(jī)器中提供平衡，以支撐可移動(dòng)平臺(tái)12的至少一部分重量。在wo?2017/174966中披露了用于六足坐標(biāo)定位機(jī)器的示例性平衡布置，并在附圖的圖5中示出。圖5的六足坐標(biāo)定位機(jī)器具有類似于圖4的布置的自上而下布置，并且設(shè)置有平衡布置90，該平衡布置具有經(jīng)由鉸鏈93彼此連接的第一臂92和第二臂94。第一臂92經(jīng)由球91連接到可移動(dòng)平臺(tái)12，該球插入到可移動(dòng)平臺(tái)12頂部上的保持元件26中，形成萬向球接頭，并且第二臂94經(jīng)由旋轉(zhuǎn)式接頭95連接到機(jī)器10(未示出)的固定部分、并經(jīng)由另一個(gè)旋轉(zhuǎn)式接頭97連接到鉸鏈93。鉸鏈93通過彈簧96的方式產(chǎn)生平衡力，該彈簧通過形成鉸鏈93的殼體的片材中的開孔剛好可見；彈簧96在如圖5的插圖部分所示的平衡布置90的反向視圖中更清楚明顯。這些彈簧96產(chǎn)生作用在第一臂92與第二臂94之間的力，并且具體地，該力圍繞旋轉(zhuǎn)式接頭98向第一臂92施加力矩(或扭矩)，該旋轉(zhuǎn)式接頭進(jìn)而經(jīng)由球91和保持元件26向平臺(tái)12施加平衡力。當(dāng)平臺(tái)12在水平平面內(nèi)移動(dòng)時(shí)，第二臂94圍繞旋轉(zhuǎn)式接頭95擺動(dòng)，從而也在水平平面內(nèi)以大弧度移動(dòng)鉸鏈93。當(dāng)平臺(tái)12在水平平面內(nèi)移動(dòng)時(shí)，鉸鏈93和彈簧96也圍繞旋轉(zhuǎn)式接頭97旋轉(zhuǎn)，使得彈簧96與旋轉(zhuǎn)式接頭95之間的間距取決于平臺(tái)12在工作容積中的位置而變化。

14、本技術(shù)人已經(jīng)意識(shí)到，比如如圖5所展示的用于非笛卡爾機(jī)器的平衡布置存在以下缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。

15、首先，這樣的平衡布置具有移動(dòng)臂，移動(dòng)臂在可移動(dòng)平臺(tái)12的某些位置時(shí)會(huì)延伸到正常工作容積之外，這增加了機(jī)器的整體尺寸，并且還會(huì)對(duì)操作員造成危險(xiǎn)。例如，對(duì)于圖5的機(jī)器來說，當(dāng)平臺(tái)12朝向旋轉(zhuǎn)式接頭95側(cè)向地移動(dòng)，推動(dòng)l形第二臂94的上部部分在正常工作容積之外來回?cái)[動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)生這種情況。

16、其次，這樣的平衡布置可能存在非理想行為，特別是在其操作范圍的某些部分中，使得可移動(dòng)平臺(tái)12的重量在工作容積11周圍沒有被均勻地支撐。例如，對(duì)于圖5的平衡，由于涉及不同的彈簧拉伸，因此彈簧96提供的平衡力將取決于平臺(tái)12的z位置而略微變化。

17、第三，在這樣的平衡布置中，臂92、94和彈簧96相對(duì)于可移動(dòng)平臺(tái)12采用不同的位置和取向，這取決于可移動(dòng)平臺(tái)12在工作容積11中的位置。特別需要彈簧96相對(duì)龐大(并且因此相對(duì)偏重)，以便產(chǎn)生足夠的平衡力來使重的可移動(dòng)平臺(tái)12(以及聯(lián)接到其上的任何工具或部件)平衡。即使對(duì)于可移動(dòng)平臺(tái)12的水平移動(dòng)，這些重的彈簧96也四處移動(dòng)，并且對(duì)于可移動(dòng)平臺(tái)12在工作容積內(nèi)的某些位置的某些移動(dòng)，彈簧96可能經(jīng)受非常高且高度不均勻的加速度。相應(yīng)地，由于這些原因，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)(例如，當(dāng)被加速時(shí))可能非常不一致。這是圖5的平衡布置僅包括旋轉(zhuǎn)軸(沒有線性軸，即沒有線性自由度)這個(gè)事實(shí)的后果，其中，至少兩條旋轉(zhuǎn)軸在機(jī)器的重的彈簧96與固定結(jié)構(gòu)之間，這引起彈簧96的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。對(duì)于圖5的平衡布置，在力產(chǎn)生器(即，彈簧96)與地面(即，機(jī)器的固定結(jié)構(gòu))之間存在兩條旋轉(zhuǎn)平衡軸95、97，但是在類似的已知類型的平衡布置中，在力產(chǎn)生器與地面之間可以有效地存在三條旋轉(zhuǎn)平衡軸。這將在下面參考附圖的圖11和圖44進(jìn)行更詳細(xì)的討論。

18、最后，如上結(jié)合笛卡兒機(jī)器所述的z軸平衡布置的類型根本不適用于非笛卡爾機(jī)器，因?yàn)榉堑芽枡C(jī)器沒有可以直接被平衡的固定z軸。例如，圖2所示的六足坐標(biāo)定位機(jī)器10實(shí)際上具有六條線性軸(即，分別與六條可伸出腿16相關(guān)聯(lián)的六條驅(qū)動(dòng)軸)，但是這些驅(qū)動(dòng)軸中沒有一條驅(qū)動(dòng)軸是始終與重力對(duì)齊的，并且這些驅(qū)動(dòng)軸中沒有一條驅(qū)動(dòng)軸獨(dú)立于其他驅(qū)動(dòng)軸。而是，平臺(tái)12在z方向上的移動(dòng)涉及六足坐標(biāo)定位機(jī)器10的所有六條驅(qū)動(dòng)軸的改變(即，所有六個(gè)可伸出腿16的長(zhǎng)度的變化)，因此不可能提供比如笛卡爾機(jī)器中使用的z軸平衡布置。

19、因此，期望提供一種用于坐標(biāo)定位機(jī)器的改進(jìn)的平衡布置，特別是、但不排他用于非笛卡爾坐標(biāo)定位機(jī)器的改進(jìn)的平衡布置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、形成本發(fā)明幾個(gè)方面的基礎(chǔ)的坐標(biāo)定位機(jī)器包括：多條驅(qū)動(dòng)軸，用于將可移動(dòng)結(jié)構(gòu)定位在機(jī)器的工作容積內(nèi)；多條平衡軸，用于使可移動(dòng)結(jié)構(gòu)平衡；以及力產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生施加到平衡軸中的至少一條平衡軸上的平衡力。

2、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，平衡軸包括線性平衡軸，并且平衡力被施加到線性平衡軸上。

3、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，平衡軸和力產(chǎn)生器相互被布置成使得可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在垂直于重力的方向上的移動(dòng)，在除了由于力產(chǎn)生器圍繞至多一條旋轉(zhuǎn)平衡軸的旋轉(zhuǎn)之外，基本上不導(dǎo)致力產(chǎn)生器的(凈)移動(dòng)。

4、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，平衡軸和力產(chǎn)生器相互被布置成使得可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在垂直于重力的方向上的移動(dòng)，在除了由于力產(chǎn)生器圍繞至多一條旋轉(zhuǎn)平衡軸的旋轉(zhuǎn)之外，基本上不導(dǎo)致對(duì)力產(chǎn)生器(總體上)做(凈)功。

5、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，平衡軸串聯(lián)布置，平衡軸包括至少一條旋轉(zhuǎn)平衡軸，并且力產(chǎn)生器布置在串聯(lián)的平衡軸中的(或串聯(lián)的平衡軸的)第一旋轉(zhuǎn)(或唯一的)平衡軸的后面(當(dāng)在朝向可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的方向上觀察時(shí))。

6、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，平衡軸串聯(lián)布置，平衡軸包括至少一條旋轉(zhuǎn)平衡軸，并且力產(chǎn)生器布置(或定位)在距串聯(lián)的平衡軸中的(或串聯(lián)的平衡軸的)第一旋轉(zhuǎn)(或唯一的)平衡軸預(yù)定水平距離(或間距或偏移)處(當(dāng)在朝向可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的方向觀察時(shí))。

7、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，平衡軸與在機(jī)器的力產(chǎn)生器與固定結(jié)構(gòu)之間的(在串聯(lián)的平衡軸中的)至多一條旋轉(zhuǎn)平衡軸串聯(lián)布置。

8、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種坐標(biāo)定位機(jī)器，其包括用于將可移動(dòng)結(jié)構(gòu)定位在機(jī)器的工作容積內(nèi)的多條驅(qū)動(dòng)軸(其中的每一條是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸或線性驅(qū)動(dòng)軸)、以及用于使可移動(dòng)結(jié)構(gòu)平衡的線性平衡軸(其與驅(qū)動(dòng)軸中的任一條分開)。

9、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種平衡坐標(biāo)定位機(jī)器的方法，該坐標(biāo)定位機(jī)器具有多條驅(qū)動(dòng)軸(其中的每一條是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸或線性驅(qū)動(dòng)軸)，用于將可移動(dòng)結(jié)構(gòu)定位在機(jī)器的工作容積內(nèi)，該方法包括提供線性平衡軸(其與驅(qū)動(dòng)軸中的任一條分開)、以及經(jīng)由線性平衡軸使可移動(dòng)結(jié)構(gòu)平衡。

10、應(yīng)當(dāng)理解，上述方面可以彼此獨(dú)立地使用，或者以任何合適的組合使用。

11、采用線性平衡軸的本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)于非笛卡爾坐標(biāo)定位機(jī)器特別有利，在非笛卡爾坐標(biāo)定位機(jī)器中，機(jī)器的驅(qū)動(dòng)軸中沒有一條驅(qū)動(dòng)軸具有固定取向，并且沒有一條驅(qū)動(dòng)軸可以因此直接被平衡。通過提供可以直接被平衡的單獨(dú)的線性平衡軸，該機(jī)器能夠利用比如下面參考附圖中的圖6所描述的簡(jiǎn)單(但非常有效)的線性平衡布置的益處。這樣的平衡布置能夠提供理想的(或接近理想的)平衡行為，而不管可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在工作容積內(nèi)的位置(特別是z位置)如何，這不同于比如以上參考圖5描述的已知平衡布置。這在本發(fā)明的實(shí)施例中是可能的，因?yàn)榫€性平衡軸的取向基本上不隨驅(qū)動(dòng)軸的取向變化而變化，從而為平衡布置提供穩(wěn)定且恒定的參考。

12、對(duì)于本發(fā)明的這樣的實(shí)施例，即，當(dāng)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)水平地移動(dòng)(除了可能由于力產(chǎn)生器圍繞至多一條旋轉(zhuǎn)平衡軸的旋轉(zhuǎn)之外)時(shí)，不導(dǎo)致力產(chǎn)生器移動(dòng)(或者不對(duì)力產(chǎn)生器作凈功)，由此與例如參考圖5描述的平衡布置相比，驅(qū)動(dòng)布置作功更少(使用的能量更少并且產(chǎn)生的熱更少)。在這方面，力產(chǎn)生器通常相對(duì)較重(例如，大的配重或龐大的彈簧)，因此盡可能少地來回移動(dòng)力產(chǎn)生器的益處會(huì)是顯著的。與圖5所示平衡布置類型相比，即使其中力產(chǎn)生器圍繞至多一條旋轉(zhuǎn)軸移動(dòng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)也更受控制和/或不那么極端，而力產(chǎn)生器的加速度沒有快速變化。

13、對(duì)于力產(chǎn)生器布置在串聯(lián)的平衡軸中的第一旋轉(zhuǎn)平衡軸后面的實(shí)施例，對(duì)于可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的任何移動(dòng)，力產(chǎn)生器都不旋轉(zhuǎn)，這再次使得驅(qū)動(dòng)布置做的功更少。即使沒有嚴(yán)格地串聯(lián)布置在第一旋轉(zhuǎn)軸的后面，但是將力產(chǎn)生器靠近(優(yōu)選地，沿著)旋轉(zhuǎn)平衡軸放置以減少在使力產(chǎn)生器旋轉(zhuǎn)時(shí)所作的功的量是有利的。

14、減少驅(qū)動(dòng)布置所做的功的量是有利的，因?yàn)檫@進(jìn)而減少了驅(qū)動(dòng)布置產(chǎn)生的熱，從而減少了機(jī)器零件的熱膨脹和收縮對(duì)度量結(jié)果的不利影響。對(duì)于六足坐標(biāo)定位機(jī)器，避免使驅(qū)動(dòng)布置特別是為平臺(tái)的水平移動(dòng)做額外的功是有益的，因?yàn)轵?qū)動(dòng)支柱通常由于其主要的豎直取向而在豎直方向上比在水平方向上更有力。

15、除非已經(jīng)說明是這種情況，否則平衡軸可以串聯(lián)布置。

16、除非已經(jīng)說明是這種情況，否則坐標(biāo)定位機(jī)器可以包括在機(jī)器的力產(chǎn)生器與固定結(jié)構(gòu)之間的(在串聯(lián)的平衡軸中的)至多一條旋轉(zhuǎn)平衡軸。

17、除非已經(jīng)說明是這種情況，否則平衡軸可以包括至少一條線性平衡軸。

18、平衡軸包括至少兩條線性平衡軸。

19、平衡軸包括兩條線性平衡軸。

20、該線性平衡軸或每條線性平衡軸可以具有相對(duì)于重力基本上恒定的取向。

21、坐標(biāo)定位機(jī)器可以包括用于將平衡力傳遞給可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)裝置。

22、聯(lián)動(dòng)裝置可以是剛性聯(lián)動(dòng)裝置。

23、聯(lián)動(dòng)裝置可以是機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置。

24、聯(lián)動(dòng)裝置可以包括通過多個(gè)接頭連接的多個(gè)剛性互連聯(lián)動(dòng)裝置。

25、聯(lián)動(dòng)裝置可以適于提供可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在垂直于重力的方向上的移動(dòng)，同時(shí)使平衡力基本上不做功。

26、聯(lián)動(dòng)裝置和力產(chǎn)生器可以相互被布置成當(dāng)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)圍繞工作容積移動(dòng)時(shí)將平衡力保持在相對(duì)于重力基本上恒定的取向上。

27、通過聯(lián)動(dòng)裝置傳遞到可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的平衡力可以基本上與重力對(duì)齊。

28、聯(lián)動(dòng)裝置可以與驅(qū)動(dòng)軸中的任一條分開和/或與其獨(dú)立。

29、力產(chǎn)生器和聯(lián)動(dòng)裝置可以基本上相互布置在一個(gè)平面內(nèi)，并且當(dāng)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)圍繞工作容積移動(dòng)時(shí)保持如此。

30、平面可以與重力基本上對(duì)齊。

31、聯(lián)動(dòng)裝置和力產(chǎn)生器可以相互被布置成使得當(dāng)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在工作容積中來回移動(dòng)時(shí)，平衡力的方向基本上沒有變化。

32、在可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的豎直移動(dòng)期間，聯(lián)動(dòng)裝置在形式上不會(huì)顯著變化。在可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的豎直移動(dòng)期間，聯(lián)動(dòng)裝置可以作為一個(gè)整體移動(dòng)。

33、平衡軸可以包括基本上彼此垂直布置的第一和第二線性平衡軸。

34、第二線性平衡軸可以由聯(lián)動(dòng)裝置提供。

35、聯(lián)動(dòng)裝置可以適于產(chǎn)生從線性到線性的基本上垂直的運(yùn)動(dòng)變化。

36、聯(lián)動(dòng)裝置可以是scott?russell聯(lián)動(dòng)裝置。聯(lián)動(dòng)裝置可以是scott?russell型聯(lián)動(dòng)裝置。

37、平衡力可以被施加到多條平衡軸中的預(yù)定線性平衡軸上。

38、預(yù)定線性平衡軸的取向可以基本上不隨驅(qū)動(dòng)軸取向的任何變化而變化。

39、預(yù)定線性平衡軸的取向可以基本上不隨驅(qū)動(dòng)軸的致動(dòng)而變化。

40、預(yù)定線性平衡軸可以具有相對(duì)于重力基本上恒定的取向。

41、預(yù)定線性平衡軸可以與重力基本上對(duì)齊。

42、預(yù)定線性平衡軸可以是第一線性平衡軸。

43、預(yù)定線性平衡軸可以在串聯(lián)的平衡軸中的任何旋轉(zhuǎn)平衡軸后面(沿朝向可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的方向觀察)。

44、預(yù)定線性平衡軸可以在串聯(lián)的平衡軸中的至少一條旋轉(zhuǎn)平衡軸的前面(沿朝向可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的方向觀察)。

45、聯(lián)動(dòng)裝置可以適于吸收可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的水平移動(dòng)并且將可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的豎直移動(dòng)轉(zhuǎn)換成聯(lián)動(dòng)裝置沿著預(yù)定線性平衡軸的對(duì)應(yīng)豎直移動(dòng)。聯(lián)動(dòng)裝置的這種豎直移動(dòng)可以是整個(gè)聯(lián)動(dòng)裝置沿著預(yù)定線性平衡軸的豎直移動(dòng)，而基本上沒有形式上的變化。

46、聯(lián)動(dòng)裝置可以適于在基本上平行于預(yù)定平衡軸的方向上保持平衡力。

47、可移動(dòng)結(jié)構(gòu)可以經(jīng)由聯(lián)動(dòng)裝置沿著預(yù)定線性平衡軸被平衡。

48、可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的至少一部分重量可以經(jīng)由聯(lián)動(dòng)裝置由沿著預(yù)定線性平衡軸施加到聯(lián)動(dòng)裝置上的基本上恒定的平衡力(或其分量)支撐。

49、坐標(biāo)定位機(jī)器可以包括至少一個(gè)(例如，可滑動(dòng)地)聯(lián)接到預(yù)定線性平衡軸的支撐構(gòu)件。平衡力可以布置成作用在至少一個(gè)支撐構(gòu)件上，并且聯(lián)動(dòng)裝置可以連接(或聯(lián)接)在可移動(dòng)結(jié)構(gòu)與至少一個(gè)支撐構(gòu)件之間(以將平衡力從至少一個(gè)支撐構(gòu)件傳遞到可移動(dòng)結(jié)構(gòu))。

50、至少一個(gè)支撐構(gòu)件可以被布置成沿著預(yù)定線性平衡軸(例如，沿著線性軌道)可滑動(dòng)地移動(dòng)。

51、該支撐構(gòu)件或每個(gè)支撐構(gòu)件可以提供多條平衡軸中的旋轉(zhuǎn)平衡軸。

52、由驅(qū)動(dòng)布置引起的可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的豎直移動(dòng)可以被聯(lián)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)換成至少一個(gè)支撐構(gòu)件的對(duì)應(yīng)豎直移動(dòng)，導(dǎo)致施加到(作用在)至少一個(gè)支撐構(gòu)件上的平衡力做功，所做的功與作用在可移動(dòng)結(jié)構(gòu)上的重力的力所做的功基本上相等但方向相反。

53、如果第一值在第二值的20％以內(nèi)、或更優(yōu)選地在第二值的10％以內(nèi)、或更優(yōu)選地在第二值的5％以內(nèi)、或更優(yōu)選地在第二值的1％以內(nèi)，則第一值可以被認(rèn)為基本上等于第二值。

54、由驅(qū)動(dòng)布置引起的可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的水平移動(dòng)可以由聯(lián)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)換成至少一個(gè)支撐構(gòu)件的至多豎直移動(dòng)，導(dǎo)致施加到至少一個(gè)支撐構(gòu)件的(一個(gè)或多個(gè))力總體上基本上不做功。

55、坐標(biāo)定位機(jī)器可以包括第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件，每個(gè)支撐構(gòu)件被布置成沿著與重力基本上對(duì)齊的軌道可滑動(dòng)地移動(dòng)?？梢苿?dòng)結(jié)構(gòu)在垂直于該軌道或每個(gè)軌道的方向上的移動(dòng)可以通過聯(lián)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)化成第二支撐構(gòu)件沿著其軌道的移動(dòng)，而第一支撐構(gòu)件基本上不沿著其軌道移動(dòng)?？梢苿?dòng)結(jié)構(gòu)在平行于該軌道或每個(gè)軌道的方向上的移動(dòng)可以通過聯(lián)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)化成至少第一支撐構(gòu)件沿著其軌道在相同方向上以相同量運(yùn)動(dòng)。

56、平衡力可以被施加到第一支撐構(gòu)件而不是第二支撐構(gòu)件。

57、力產(chǎn)生器可以在基本上與重力相反的方向上將力fi施加到每個(gè)支撐構(gòu)件i上，其中，∑ifi～mg，聯(lián)動(dòng)裝置將可移動(dòng)結(jié)構(gòu)中的變化dx、dy、dz轉(zhuǎn)化(translating)或轉(zhuǎn)換(converting)成每個(gè)支撐構(gòu)件i中的變化dxi、dyi、dzi，使得∑ifidzi～mg.dz、dxi～0并且dyi～0，其中，m是可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，g是重力加速度，并且i是大于或等于1的整數(shù)，并且其中，fi中至少一個(gè)可以是零。

58、由力產(chǎn)生器產(chǎn)生的平衡力可以作用在機(jī)器的至少一個(gè)支撐構(gòu)件與固定結(jié)構(gòu)之間。

59、除非已經(jīng)說明是這種情況，否則平衡軸可以包括至少一條旋轉(zhuǎn)平衡軸。

60、平衡軸可以包括單條旋轉(zhuǎn)軸(例如，不包括任何可以作為萬向接頭的一部分提供的旋轉(zhuǎn)軸)或四條旋轉(zhuǎn)平衡軸(例如，其中三條可以作為萬向接頭的一部分提供)。

61、除非已經(jīng)說明是這種情況，否則(當(dāng)在朝向可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的方向上觀察時(shí))力產(chǎn)生器可以布置在串聯(lián)的平衡軸中的(或串聯(lián)的平衡軸的)第一旋轉(zhuǎn)平衡軸的后面或距其預(yù)定水平距離(或間距或偏移)。

62、力產(chǎn)生器可以靠近第一旋轉(zhuǎn)平衡軸布置。換句話說，預(yù)定水平距離可以很小。預(yù)定水平距離可以基本上是零。

63、預(yù)定水平距離可以小于第一旋轉(zhuǎn)平衡軸與可移動(dòng)結(jié)構(gòu)之間的代表性水平距離(或間距或偏移)的50％(或更優(yōu)選地小于其的25％、或更優(yōu)選地小于其10％、或更優(yōu)選地小于其的5％)。這可能是可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在工作容積內(nèi)的任何(正常或真實(shí))位置的情況。

64、可以相對(duì)于可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的代表性點(diǎn)(比如可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的幾何中心或其重心)來確定(第一旋轉(zhuǎn)平衡軸與可移動(dòng)結(jié)構(gòu)之間的)代表性水平距離。

65、替代性地，代表性水平距離可以在第一旋轉(zhuǎn)平衡軸與工作容積的中心之間，或者可以是工作容積的代表性寬度。

66、可以相對(duì)于力產(chǎn)生器的代表性點(diǎn)(比如力產(chǎn)生器的幾何中心或其重心)來確定(第一旋轉(zhuǎn)平衡軸與力產(chǎn)生器之間的)預(yù)定水平距離。

67、(力產(chǎn)生器與第一旋轉(zhuǎn)平衡軸之間的)預(yù)定水平距離可以基本上恒定，并且這可以在可移動(dòng)結(jié)構(gòu)圍繞工作容積移動(dòng)時(shí)被保持。

68、除非已經(jīng)說明是這種情況，否則平衡軸和力產(chǎn)生器可以相互被布置成使得可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在垂直于重力的方向上的移動(dòng)，在除了由于力產(chǎn)生器圍繞至多一條旋轉(zhuǎn)平衡軸的旋轉(zhuǎn)之外，基本上不導(dǎo)致力產(chǎn)生器的凈移動(dòng)。

69、除非已經(jīng)說明是這種情況，否則平衡軸和力產(chǎn)生器可以相互被布置成使得可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在垂直于重力的方向上的移動(dòng)，在除了由于力產(chǎn)生器圍繞至多一條旋轉(zhuǎn)平衡軸的旋轉(zhuǎn)之外，基本上不導(dǎo)致對(duì)力產(chǎn)生器做功。

70、至多一條旋轉(zhuǎn)平衡軸可以是串聯(lián)的平衡軸中的第一(或唯一的)旋轉(zhuǎn)平衡軸(當(dāng)在朝向可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的方向上觀察時(shí))。

71、多條驅(qū)動(dòng)軸中的每條驅(qū)動(dòng)軸可以是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸或線性驅(qū)動(dòng)軸。

72、多條平衡軸中的每條平衡軸可以是旋轉(zhuǎn)平衡軸或線性平衡軸。

73、平衡軸可以與驅(qū)動(dòng)軸分開。

74、每條平衡軸可以與驅(qū)動(dòng)軸中的每一條分開和/或與其獨(dú)立和/或不同。

75、力產(chǎn)生器產(chǎn)生的平衡力可以與重力基本上對(duì)齊。

76、平衡力所施加到的該平衡軸或每條平衡軸可以具有相對(duì)于重力基本上恒定的取向。

77、平衡力所施加到的該平衡軸或每條平衡軸可以與重力基本上對(duì)齊(例如，在線性平衡軸的情況下)或基本上垂直于重力(例如，在旋轉(zhuǎn)平衡軸的情況下)。

78、平衡軸和力產(chǎn)生器可以相互被布置成使得可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在平行于重力的方向上的移動(dòng)使對(duì)力產(chǎn)生器做的功基本上等于作用在可移動(dòng)結(jié)構(gòu)上的重力的力所做的功。

79、如上所述，如果第一值在第二值的20％以內(nèi)、或更優(yōu)選地在第二值的10％以內(nèi)、或更優(yōu)選地在第二值的5％以內(nèi)、或更優(yōu)選地在第二值的1％以內(nèi)，則第一值可以被認(rèn)為基本上等于第二值。

80、施加到平衡軸上的力可以至少是由力產(chǎn)生器產(chǎn)生的實(shí)際平衡力的分量。例如，施加到平衡軸上的力可以是平衡力關(guān)于平衡軸的分量(例如，沿著線性平衡軸或圍繞旋轉(zhuǎn)平衡軸)。

81、向平衡軸施加平衡力可以包括沿著或圍繞平衡軸(例如，沿著線性平衡軸或圍繞旋轉(zhuǎn)平衡軸)施加平衡力。

82、平衡軸可以是被動(dòng)的和/或不主動(dòng)的和/或不被驅(qū)動(dòng)的和/或無動(dòng)力的。

83、使可移動(dòng)結(jié)構(gòu)平衡可以包括為可移動(dòng)結(jié)構(gòu)提供平衡力。使可移動(dòng)結(jié)構(gòu)平衡可以包括支撐可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的至少一部分重量。

84、施加到平衡軸上的平衡力可以經(jīng)由其他平衡軸中的至少一條平衡軸傳遞到可移動(dòng)結(jié)構(gòu)上。

85、平衡力可以經(jīng)由聯(lián)動(dòng)裝置傳遞。

86、平衡力可以是基本上恒定的平衡力。

87、力產(chǎn)生器可以適于產(chǎn)生基本上恒定的平衡力。

88、平衡力(或至少其大小)可以基本上等于作用在可移動(dòng)結(jié)構(gòu)上的重力的力(或至少其大小)。力產(chǎn)生器可以適于產(chǎn)生(其大小)基本上等于作用在可移動(dòng)結(jié)構(gòu)上的重力的力的平衡力。

89、力產(chǎn)生器可以包括配重，該配重在聯(lián)接到其上的細(xì)繩(string)或繩索(cord)或纜繩(cable)或纜線(wire)或類似物中產(chǎn)生張力。

90、力產(chǎn)生器可以包括產(chǎn)生彈簧力的彈簧。彈簧可以是恒力彈簧，比如均力圓錐輪(fusee)彈簧。

91、(當(dāng)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)圍繞工作容積移動(dòng)時(shí))每條平衡軸(除了形成萬向接頭一部分的那些平衡軸)可以具有(或保持)相對(duì)于重力基本上恒定的取向。

92、可能的情況是，(當(dāng)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)圍繞工作容積移動(dòng)時(shí))驅(qū)動(dòng)軸中沒有一條驅(qū)動(dòng)軸具有(或保持有)相對(duì)于重力基本上恒定的取向。

93、平衡軸可以布置在機(jī)器的可移動(dòng)結(jié)構(gòu)與固定結(jié)構(gòu)之間。

94、驅(qū)動(dòng)軸可以布置在機(jī)器的可移動(dòng)結(jié)構(gòu)與固定結(jié)構(gòu)之間。

95、機(jī)器可以包括固定結(jié)構(gòu)。

96、圍繞旋轉(zhuǎn)(驅(qū)動(dòng)或平衡)軸的相對(duì)移動(dòng)可以由對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)換能器感測(cè)。

97、沿著線性(驅(qū)動(dòng)或平衡)軸的相對(duì)移動(dòng)可以由對(duì)應(yīng)的線性換能器感測(cè)。

98、驅(qū)動(dòng)軸可以形成驅(qū)動(dòng)布置的一部分，該驅(qū)動(dòng)布置用于使可移動(dòng)結(jié)構(gòu)圍繞工作容積移動(dòng)，并且平衡軸形成平衡布置的一部分，該平衡布置用于支撐可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的至少一部分重量。

99、機(jī)器可以包括固定結(jié)構(gòu)，并且驅(qū)動(dòng)布置和平衡布置可以在可移動(dòng)結(jié)構(gòu)與固定結(jié)構(gòu)之間分開和/或并聯(lián)連接。

100、驅(qū)動(dòng)布置和平衡布置可以分別連接到可移動(dòng)結(jié)構(gòu)上。

101、平衡布置可以被布置成其總質(zhì)量(或力產(chǎn)生器的總質(zhì)量)的至少80％在(串聯(lián)的平衡軸的)(線性和/或第一旋轉(zhuǎn))平衡軸與工作容積的中心之間的水平間距的10％之內(nèi)。

102、驅(qū)動(dòng)布置可以包括連接在機(jī)器的可移動(dòng)結(jié)構(gòu)與固定結(jié)構(gòu)之間的多個(gè)可伸出腿。

103、可伸出腿可以(平均地)定向?yàn)楦咏Q直方向而不是水平方向(至少對(duì)于工作容積內(nèi)的可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的中心位置如此)。

104、坐標(biāo)定位機(jī)器可以包括六個(gè)這樣的可伸出腿。

105、線性(驅(qū)動(dòng)或平衡)軸可以是提供(驅(qū)動(dòng)布置或平衡布置的，視情況而定)線性自由度的軸。

106、線性(驅(qū)動(dòng)或平衡)軸可以是提供(驅(qū)動(dòng)布置或平衡布置(視情況而定)的)兩個(gè)機(jī)器元件之間的受約束的相對(duì)線性運(yùn)動(dòng)的軸。

107、旋轉(zhuǎn)(驅(qū)動(dòng)或平衡)軸可以是提供(驅(qū)動(dòng)布置或平衡布置的，視情況而定)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的軸。

108、旋轉(zhuǎn)(驅(qū)動(dòng)或平衡)軸可以是提供(驅(qū)動(dòng)布置或平衡布置的，視情況而定)兩個(gè)機(jī)器元件之間的受約束的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軸。

109、可以沿著軸產(chǎn)生平衡力，當(dāng)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)圍繞工作容積移動(dòng)時(shí)，該軸與重力基本上恒定對(duì)齊或相對(duì)于重力保持基本上恒定對(duì)齊。

110、坐標(biāo)定位機(jī)器可以包括制動(dòng)器，該制動(dòng)器用于當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸沒有被控制成使可移動(dòng)結(jié)構(gòu)圍繞工作容積移動(dòng)時(shí)，將可移動(dòng)結(jié)構(gòu)保持在工作容積中的相同位置。

111、驅(qū)動(dòng)軸的每一條可以是線性驅(qū)動(dòng)軸。

112、驅(qū)動(dòng)軸可以分別與可伸出腿相關(guān)聯(lián)。

113、坐標(biāo)定位機(jī)器可以包括度量布置，該度量布置用于測(cè)量可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在工作容積內(nèi)的位置。

114、度量布置可能受到驅(qū)動(dòng)布置產(chǎn)生的熱的不利影響。

115、驅(qū)動(dòng)布置和度量布置可以分別連接在可移動(dòng)結(jié)構(gòu)與固定結(jié)構(gòu)之間。

116、度量布置可以包括多個(gè)長(zhǎng)度測(cè)量換能器。

117、每個(gè)長(zhǎng)度測(cè)量換能器可以包括與讀取頭配對(duì)的編碼器標(biāo)尺。

118、換能器可以分別與可伸出腿相關(guān)聯(lián)。

119、坐標(biāo)定位機(jī)器可以是非笛卡爾坐標(biāo)定位機(jī)器。坐標(biāo)定位機(jī)器的驅(qū)動(dòng)軸可以不相互正交。

120、坐標(biāo)定位機(jī)器可以是并聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)坐標(biāo)定位機(jī)器。坐標(biāo)定位機(jī)器的驅(qū)動(dòng)軸可以并聯(lián)布置。

121、坐標(biāo)定位機(jī)器可以是六足坐標(biāo)定位機(jī)器。

122、可移動(dòng)結(jié)構(gòu)可以包括可移動(dòng)平臺(tái)和支撐在可移動(dòng)平臺(tái)上的至少一個(gè)工具。

123、工具可以是或者可以包括測(cè)量探針。

124、坐標(biāo)定位機(jī)器可以是坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器。

125、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種坐標(biāo)定位機(jī)器，其包括：可移動(dòng)結(jié)構(gòu)；驅(qū)動(dòng)布置，用于使可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在機(jī)器的工作容積內(nèi)來回移動(dòng)；以及平衡布置，用于支撐可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的至少一部分重量(否則將由驅(qū)動(dòng)布置支撐)。

126、平衡布置可以圍繞平衡軸旋轉(zhuǎn)，該平衡軸可以是固定的平衡軸。平衡布置可以包括：力產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生平衡力；以及聯(lián)動(dòng)裝置，用于將平衡力傳遞到可移動(dòng)結(jié)構(gòu)。

127、平衡布置(例如，平衡布置的聯(lián)動(dòng)裝置)可以被布置成和/或適于提供(或容納或允許或啟用)以下其中至少一項(xiàng)：

128、(a)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)與平衡軸之間在垂直于重力和/或垂直于平衡軸的方向上的相對(duì)移動(dòng)，而基本上不導(dǎo)致(通過驅(qū)動(dòng)布置)對(duì)力產(chǎn)生器做(凈)功，和/或基本上不導(dǎo)致力產(chǎn)生器移動(dòng)或被移動(dòng)，和/或基本上不導(dǎo)致力產(chǎn)生器的(凈)移動(dòng)；以及

129、(b)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的移動(dòng)(例如，可移動(dòng)結(jié)構(gòu)與平衡軸之間可選地在垂直于重力和/或垂直于平衡軸的方向上的相對(duì)移動(dòng))，而基本上不改變(或更改或影響)力產(chǎn)生器和/或(由力產(chǎn)生器產(chǎn)生的)平衡力與平衡軸(或相對(duì)取向情況下的重力)之間的間距(或偏移或距離)和/或相對(duì)取向。

130、可移動(dòng)結(jié)構(gòu)圍繞平衡軸移動(dòng)預(yù)定角度可以使聯(lián)動(dòng)裝置和/或力產(chǎn)生器和/或平衡力圍繞平衡軸移動(dòng)對(duì)應(yīng)的角度。

131、可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在工作容積內(nèi)豎直地移動(dòng)預(yù)定量可以使聯(lián)動(dòng)裝置豎直地移動(dòng)(例如，或平移或滑動(dòng))對(duì)應(yīng)的量。

132、力產(chǎn)生器和/或平衡力可以基本上布置在包含平衡軸以及聯(lián)動(dòng)裝置與可移動(dòng)結(jié)構(gòu)之間的連接的平面中或平面上、或沿著該平面布置，并且當(dāng)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)圍繞工作容積移動(dòng)時(shí)，這可以保持如此。

133、力產(chǎn)生器和/或平衡力、平衡軸和聯(lián)動(dòng)裝置可以基本上布置在一個(gè)平面內(nèi)，并且當(dāng)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)圍繞工作容積移動(dòng)時(shí)，可以保持如此。

134、平衡軸可以布置在工作容積之外，例如布置工作容積的側(cè)面。

135、聯(lián)動(dòng)裝置可以被布置成使得對(duì)于可移動(dòng)結(jié)構(gòu)相對(duì)于平衡軸的這樣的移動(dòng)，力產(chǎn)生器(由其產(chǎn)生的平衡力)基本上不作功(或做功)(凈功或總功)。

136、聯(lián)動(dòng)裝置可以被布置成使得對(duì)于可移動(dòng)結(jié)構(gòu)相對(duì)于平衡軸的這種移動(dòng)，力產(chǎn)生器在垂直于重力的方向上基本上沒有(凈)移動(dòng)。

137、聯(lián)動(dòng)裝置可以被布置成使得對(duì)于可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在與重力對(duì)齊的方向上的移動(dòng)，力產(chǎn)生器(由力產(chǎn)生器產(chǎn)生的平衡力)所作的功與作用在可移動(dòng)結(jié)構(gòu)上的重力所作的功基本相等但方向相反。

138、聯(lián)動(dòng)裝置可以適于將可移動(dòng)結(jié)構(gòu)相對(duì)于平衡軸的移動(dòng)與力產(chǎn)生器隔離或分離。

139、力產(chǎn)生器可以布置在平衡軸上或靠近平衡軸。

140、力產(chǎn)生器可以(緊密地)與平衡軸相關(guān)聯(lián)。

141、力產(chǎn)生器可以聯(lián)接到平衡軸。

142、力產(chǎn)生器的至少一部分可以布置在平衡軸上或沿著平衡軸布置。

143、平衡布置或力產(chǎn)生器可以使其總質(zhì)量的至少80％在平衡軸與工作容積中心之間的水平間距的10％之內(nèi)。

144、力產(chǎn)生器移動(dòng)的(凈)距離(例如，在由驅(qū)動(dòng)布置得到的或引起的或產(chǎn)生的力的作用下)可以小于可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在相對(duì)于平衡軸的這樣的移動(dòng)期間移動(dòng)的距離的10％。

145、聯(lián)動(dòng)裝置可以適于將可移動(dòng)結(jié)構(gòu)相對(duì)于平衡軸的移動(dòng)與至少一個(gè)支撐構(gòu)件隔離或解開聯(lián)接，以使得能夠保持相對(duì)于重力基本上恒定的取向。

146、可以基于力產(chǎn)生器的代表性點(diǎn)(比如力產(chǎn)生器的幾何中心或重心)來確定力產(chǎn)生器與平衡軸之間的間距。在這方面，力產(chǎn)生器可以包括相對(duì)于彼此移動(dòng)的多個(gè)零件，從而即使一個(gè)零件移動(dòng)，另一個(gè)零件也可以在相反方向上對(duì)應(yīng)移動(dòng)，使得中心點(diǎn)不會(huì)移動(dòng)。

147、聯(lián)動(dòng)裝置可以被布置成和/或適于使得(或提供或允許)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在垂直于重力的方向上相對(duì)于平衡軸移動(dòng)，而不導(dǎo)致(通過驅(qū)動(dòng)布置)對(duì)力產(chǎn)生器做任何功(或作任何功)(凈功或總功)。

148、聯(lián)動(dòng)裝置可以被布置成和/或適于使得(或提供或允許)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在垂直于重力的方向上相對(duì)于平衡軸移動(dòng)或被移動(dòng)，而不導(dǎo)致(通過驅(qū)動(dòng)布置)對(duì)力產(chǎn)生器做任何功(或作任何功)(凈功或總功)。

149、聯(lián)動(dòng)裝置可以被布置成和/或適于使得對(duì)于可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在垂直于重力的方向上相對(duì)于平衡軸的移動(dòng)，而基本上沒有對(duì)力產(chǎn)生器做功(或不導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)布置對(duì)力產(chǎn)生器做功或作功)(凈功或總功)。

150、聯(lián)動(dòng)裝置可以被布置成和/或適于使得對(duì)于可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在垂直于重力的方向上的移動(dòng)，力產(chǎn)生器相對(duì)于平衡軸基本上沒有移動(dòng)(或至少?zèng)]有凈移動(dòng))，并且力產(chǎn)生器(或平衡力)基本上不做功(或不導(dǎo)致做功)。

151、聯(lián)動(dòng)裝置可以被布置成和/或適于使得至少當(dāng)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在垂直于重力的方向上的移動(dòng)也在朝向/遠(yuǎn)離平衡軸(或沿著與其相交的線)的方向上時(shí)，基本上不對(duì)力產(chǎn)生器做功或力產(chǎn)生器基本上不做功。

152、聯(lián)動(dòng)裝置可以被布置成和/或適于使得對(duì)于可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在垂直于重力的方向上的移動(dòng)，相對(duì)于平衡軸的移動(dòng)基本上不對(duì)力產(chǎn)生器做功，并且力產(chǎn)生器基本上不做功(或不導(dǎo)致其做功)。

153、聯(lián)動(dòng)裝置可以被布置成和/或適于使得對(duì)于可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在垂直于重力的方向上的移動(dòng)，力產(chǎn)生器相對(duì)于平衡軸基本上沒有凈移動(dòng)，并且力產(chǎn)生器基本上不做功(或不導(dǎo)致其做功)。

154、聯(lián)動(dòng)裝置可以被布置成和/或適于使得對(duì)于可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在垂直于重力的方向上的移動(dòng)，而基本上不對(duì)力產(chǎn)生器做功(或不導(dǎo)致對(duì)力產(chǎn)生器做功)或者基本上力產(chǎn)生器不做功(或不導(dǎo)致力產(chǎn)生器做功)。

155、聯(lián)動(dòng)裝置可以被布置成和/或適于將可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的這樣的移動(dòng)與力產(chǎn)生器隔離(至少部分地隔離)，使得不導(dǎo)致對(duì)力產(chǎn)生器做功(或作功)。

156、當(dāng)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)通過驅(qū)動(dòng)布置圍繞工作容積移動(dòng)時(shí)，聯(lián)動(dòng)裝置可以被布置成和/或適于在基本上平行于或相對(duì)于平衡軸平行的方向上保持平衡力。

157、力產(chǎn)生器也可以替代性地被稱為(平衡)力源或(平衡)力起源。

158、可移動(dòng)結(jié)構(gòu)相對(duì)于其他物體(例如，平衡軸)的移動(dòng)可以被認(rèn)為與可移動(dòng)結(jié)構(gòu)上的特定部分或點(diǎn)(例如，可移動(dòng)結(jié)構(gòu)與聯(lián)動(dòng)裝置之間的連接(聯(lián)動(dòng)裝置連接或聯(lián)接到可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的部分或點(diǎn)或位置)、或者可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的重心、或者形成可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的一部分的平臺(tái)的中心)的移動(dòng)有關(guān)。

159、相對(duì)于平衡軸的移動(dòng)可以被認(rèn)為是(直接)朝向或遠(yuǎn)離平衡軸的移動(dòng)。相對(duì)于平衡軸的移動(dòng)可以被認(rèn)為是在與平衡軸相交的方向上(或沿著線)的移動(dòng)。相對(duì)于平衡軸的移動(dòng)可以被認(rèn)為是相對(duì)于平衡軸的徑向移動(dòng)。相對(duì)于平衡軸的移動(dòng)可以被認(rèn)為是沿著從平衡軸延伸的半徑的移動(dòng)。相對(duì)于平衡軸的移動(dòng)可以被認(rèn)為是沿著從平衡軸徑向延伸的線的移動(dòng)。

160、對(duì)力產(chǎn)生器所做的功與力產(chǎn)生器所做的功是不同的。力產(chǎn)生器所做的功是力產(chǎn)生器自身內(nèi)部產(chǎn)生的力所做的功(注意，所做的功可能是負(fù)的)；如果力施加到物體上，則力產(chǎn)生器所做的功(或力產(chǎn)生器產(chǎn)生的力)等于力乘以物體在該力的作用下移動(dòng)的距離。另一方面，對(duì)力產(chǎn)生器所做的功是由在力產(chǎn)生器外部產(chǎn)生并施加到力產(chǎn)生器上的力所做的功，對(duì)力產(chǎn)生器所做的功等于力乘以力產(chǎn)生器在該力的作用下移動(dòng)的距離。如果對(duì)于可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的特定移動(dòng)，力產(chǎn)生器根本不移動(dòng)，則沒有對(duì)力產(chǎn)生器做功，因?yàn)榉駝t將已經(jīng)導(dǎo)致它被移動(dòng)(加速)。從下面的詳細(xì)描述中將變得顯而易見的是，只要總體上不存在凈移動(dòng)(從而沒有做凈功)，力產(chǎn)生器的零件就可能存在一些相對(duì)的內(nèi)部移動(dòng)。對(duì)于以上參考圖5描述的已知平衡布置，盡管因?yàn)閺椈缮扉L(zhǎng)沒有變化所以彈簧(力)對(duì)水平平臺(tái)的移動(dòng)不做功，但是因?yàn)槭箯椈梢苿?dòng)(加速)所以肯定存在驅(qū)動(dòng)支柱對(duì)彈簧(即，力產(chǎn)生器)做功。

161、如本文使用的術(shù)語“位置”可以被認(rèn)為是指位置和/或取向。如本文使用的術(shù)語“豎直”可以被認(rèn)為是指基本上與重力對(duì)齊的方向。如本文使用的術(shù)語“水平”或“側(cè)向”可以被認(rèn)為是指基本上垂直于重力的方向。

162、為了區(qū)別于所陳述特性僅針對(duì)可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的人為限制的移動(dòng)的一小部分(即，不是針對(duì)通常在正常工作例程中發(fā)生的全部類型和范圍的移動(dòng))的情況，平衡布置的所陳述特性可以被認(rèn)為適用于可移動(dòng)結(jié)構(gòu)在工作容積的至少一個(gè)鄰接部分中的所有可能的移動(dòng)(或者至少那些符合任何所陳述限制的移動(dòng)，比如垂直于重力的移動(dòng))不小于工作容積的25％、更優(yōu)選地不小于工作容積的50％、更優(yōu)選地不小于工作容積的75％、更優(yōu)選地為整個(gè)工作容積。

163、在力產(chǎn)生器包括相對(duì)于彼此可移動(dòng)的多個(gè)零件(例如，多個(gè)配重)的情況下，對(duì)不存在力產(chǎn)生器的移動(dòng)的提及可以被認(rèn)為是指形成力產(chǎn)生器的零件的整體移動(dòng)或凈移動(dòng)并不存在。例如，如果一個(gè)零件(例如，配重)向上移動(dòng)并且另一零件向下移動(dòng)，則可以認(rèn)為存在整體移動(dòng)或凈移動(dòng)。還將理解，在這種上下文中，僅僅一個(gè)零件(例如，滑輪)的旋轉(zhuǎn)不算是該零件的移動(dòng)，因?yàn)樵摿慵闹行臎]有移動(dòng)。

164、替代性地，力產(chǎn)生器可以被認(rèn)為具有代表性點(diǎn)，并且力產(chǎn)生器的位置(以及因此的移動(dòng))可以基于該代表性點(diǎn)來確定。例如，代表性中心點(diǎn)可以是力產(chǎn)生器的幾何中心或重心，或者考慮到作用在零件上的相應(yīng)力(例如，力產(chǎn)生器可以包括由單個(gè)滑輪布置支撐的一個(gè)配重和由雙滑輪布置支撐的兩倍質(zhì)量的另一個(gè)配重)的情況下是多個(gè)零件的加權(quán)平均位置。

165、當(dāng)提到基本上沒有由第二零件(可選地，相對(duì)于第三零件)的特定移動(dòng)導(dǎo)致的第一零件的移動(dòng)時(shí)，這可以理解為意味著第一零件的移動(dòng)小于第二零件(可選地，相對(duì)于第三零件)的移動(dòng)的10％、更優(yōu)選地小于5％、更優(yōu)選地小于1％。

166、類似地，當(dāng)提到由于第二零件的特定移動(dòng)而基本上不對(duì)第一零件做功時(shí)，這可以理解為意味著對(duì)第一零件所做的功小于這樣的移動(dòng)對(duì)第二零件所做的功的10％、更優(yōu)選地小于5％、更優(yōu)選地小于1％。