[0019] 下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
[0020] 如图1和2所示，带有实时主动力矩补偿型平衡装置的关节式坐标测量机，包括基座22、回转关节一16、摆动关节一17、测量臂组件、圆光栅角度编码器12和实时主动力矩补偿型平衡装置；摆动关节一17包括转轴主轴1、主轴轴套11、关节上轴套6和关节下轴套15；转轴主轴1与关节上轴套6内壁通过螺纹连接；主轴轴套11与转轴主轴1构成转动副，且主轴轴套11与关节下轴套15通过螺纹连接；关节下轴套15与基座通过回转关节一16连接；关节上轴套6与测量臂组件连接；圆光栅角度编码器12设置在主轴轴套11内，检测转轴主轴1转角；实时主动力矩补偿型平衡装置包括电机9和扭矩传感器10；扭矩传感器10的一端与转轴主轴1通过联轴器一7连接，另一端与电机9的输出轴通过联轴器二8连接，电机9的底座固定在关节下轴套15上；将实时主动力矩补偿型平衡装置安装在摆动关节17上能最好的发挥出平衡的作用。
[0021] 作为优选实施例，圆光栅角度编码器12的光栅盘固定套置在联轴器一7外光栅盘，圆光栅角度编码器12的读数头安装盘固定在主轴轴套11内；圆光栅角度编码器12检测联轴器一7的转角，从而间接检测转轴主轴1转角。
[0022] 作为优选实施例，扭矩传感器的信号线与扭矩传感器信号采集器连接，圆光栅角度编码器12的信号线与圆光栅角度编码器采集卡连接，电机的控制线与电机控制器连接，扭矩传感器信号采集器、圆光栅角度编码器采集卡和电机控制器均与计算机连接；计算机23、扭矩传感器信号采集器、圆光栅角度编码器采集卡和电机控制器构成控制系统。
[0023] 作为优选实施例，扭矩传感器的信号线、圆光栅角度编码器12的信号线均由关节上轴套6或关节下轴套15上开设的孔引出关节上轴套6或关节下轴套15外。
[0024] 作为优选实施例，测量臂组件包括回转关节二18、摆动关节二19、回转关节三20、摆动关节三21和测头；关节上轴套6与测量臂一的一端固定连接，测量臂一的另一端与摆动关节二19通过回转关节二18连接；测量臂二的一端与摆动关节二19固定，另一端与摆动关节三21的摆动关节三下轴套通过回转关节三20连接；测头与摆动关节三21的摆动关节三上轴套固定；摆动关节三21的摆动关节三下轴套与摆动关节三上轴套构成转动副。
[0025] 作为优选实施例，摆动关节一17还包括轴承一2、轴承内轴套3、轴承外轴套4、轴承二5、轴承外挡圈13和轴承内挡圈14；主轴轴套11通过轴承一2和轴承二5支承在旋转主轴1上，轴承一2的内圈和轴承二5的内圈通过轴承内轴套3轴向定位，轴承一2的外圈和轴承二5的外圈通过轴承外轴套4轴向定位，轴承一2的内圈和外圈远离轴承内轴套3的一端均由旋转主轴1的轴肩轴向定位，轴承二5的外圈远离轴承内轴套3的一端由轴承外挡圈13轴向定位，轴承二5的内圈远离轴承内轴套3的一端由轴承内挡圈14轴向定位；轴承外挡圈13与主轴轴套11通过螺纹连接，轴承内挡圈14与转轴主轴1通过螺纹连接。
[0026] 该带有实时主动力矩补偿型平衡装置的关节式坐标测量机，工作原理如下：
[0027] 不断摆动测量臂组件位置进行关节式坐标测量机测量工作，测量臂组件产生的扭矩会随测量臂组件摆动位置变化而变化，扭矩传感器信号采集器将采集的扭矩传感器10扭矩信号输出给计算机23，圆光栅角度编码器采集卡将采集的圆光栅角度编码器角度信号输出给计算机23，计算机23经电机控制器控制电机9；测量臂组件在任意摆动位置，实时主动力矩补偿型平衡装置都能实现关节式坐标测量机的平衡，平衡过程如下：计算机设置最小扭矩反应值；计算机根据测量时圆光栅角度编码器输出的角度信息，结合转动力矩计算公式计算出测量臂组件在当前位置对摆动关节一的旋转中心产生的理论扭矩值；同时，扭矩传感器信号采集器采集的扭矩传感器10扭矩信号输出给计算机23，若计算机23判别出摆动关节一产生的扭矩小于最小扭矩反应值，则控制电机不输出转动力矩；若计算机23判别出摆动关节一产生的扭矩大于或等于最小扭矩反应值，且小于或等于测量臂组件在当前位置对摆动关节一的旋转中心产生的理论扭矩值，则控制电机输出与扭矩传感器扭矩值相等的转动力矩，与测量臂组件在当前位置对摆动关节一的旋转中心产生的扭矩相抵消，从而实现当前位置测量臂组件的平衡；若计算机23判别出摆动关节一产生的扭矩超过当前位置的理论扭矩值，则控制电机输出与理论扭矩值相等的转动力矩，如此，电机输出的转动力矩不会超过理论扭矩值，以免电机输出的转动力矩来进一步抵消操作者对摆动关节一旋转中心产生的转动力矩，从而使得操作者操作时省力。
[0028] 在意外情况下，如操作者未拿取好测量臂组件，从而造成测量臂组件快速下落时，扭矩传感器能够快速反应，扭矩传感器信号采集器传出信号给计算机，从而计算机使电机运转，达到防止测量臂组件下落的目的，避免碰撞，损伤零部件。
[0029] 如图3所示，测量臂组件的重力对摆动关节一的旋转中心产生的转动力矩计算公式如下：
[0030] M＝G·L·cosθ (1)
[0031] 式(1)中，G为测量臂组件的重力，θ为圆光栅角度编码器输出的角度，设定测量臂组件竖直放置时θ＝90°，由式(1)可以看出，测量臂组件竖直放置时，测量臂组件的重力对摆动关节一的旋转中心产生的转动力矩为0，扭矩传感器未检测到信号，电机不工作。
[0032] 测量臂组件质心与摆动关节一旋转中心的距离L为：
[0033]
[0034] 其中，摆动关节一的旋转中心坐标为(x0,y0,z0)，只有测量臂组件运动时，摆动关节一的旋转中心坐标是不变的；测量臂组件的质心坐标为(x1,y1,z1)，关节式坐标测量机将摆动关节一的旋转中心坐标(x0,y0,z0)、回转关节二18的回转角、摆动关节二19的摆角、回转关节三20的回转角、摆动关节三21的摆角、测量臂一的质心坐标、测量臂二的质心坐标、测头的质心坐标以及回转关节二18、摆动关节二19、回转关节三20、摆动关节三21、测量臂一、测量臂二和测头的质量传给计算机，计算机计算得到测量臂组件的质心坐标；由于测量臂组件在摆动过程中，测量臂组件的质心是不断变化的，因此，L也是变量。
