一种双零位电子表卡尺制造技术

本发明专利技术提供了一种双零位电子表卡尺，包括双零位尺体和测微机构；所述双零位尺体包括主尺和副尺。所述副尺具有前副尺和后副尺，所述后副尺可相对所述前副尺在有限范围内移动，移动方向与所述整数刻线排列方向平行；所述前副尺具有动量爪和测标;所述前副尺负责测量测量值的整数值，所述后副尺负责测量测量值与所述整数值之差。所述后副尺中设有定位轴，所述卡尺还具有杠杆，自锁机构和离合机构，共同控制所述前、后副尺的位移。本申请所述双零位卡尺采用了“双零位测量”新概念，能大幅度的缩短游标线、量表、电子传感器等现代测微机构的工作行程，理论上可缩短到最大仅为1毫米的程度，为突破现代卡尺的四大技术极限奠定了极为有利的基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卡尺
，具体的是一种双零位电子表卡尺。
技术介绍
卡尺是一种年代久远的测量工具，其古老的历史可以追朔到公元一世纪初，那时的中国就已经专利技术了古代卡尺并应用在生产中。尽管中国的古代卡尺没有测微机构，不能测量小于I毫米的数值，但它已经具有了固定的主尺和能沿主尺运动的副尺，主尺和副尺上都分别带有测量爪，两爪之间可以相对运动，从而可以卡住被测物进行测量。这一极具灵便性的结构，经历了千锤百炼的考验，成为卡尺结构的经典，至今仍为一切现代卡尺所恪守 享用而无法超越。现代卡尺只是多了一套测微机构，因而可以测量和显示小于I毫米的数值。卡尺因其结构简单、改动余地不大，使得卡尺的更新换代周期极其漫长。从公元9年中国制造的古代卡尺算起，历经1851年美国制造的第一把游标卡尺、1973年瑞士制造的第一把带表卡尺、1980年日本率先生产的电子卡尺，前后至今已历时两千年。迄今为止的所有公知卡尺，无论是中国的古代卡尺还是世界通用的现代卡尺，全都是按照“单零位”的概念设计的，即卡尺的测量值全都是通过离开一个位置固定的原始零位即静量爪的测量操作而得到的，它记录的是从原始零位到被测点的位移。这种“单零位”的测量概念沿用了两千余年，既取得了巨大成功，也产生了一些至今无法逾越的技术极限，那就是①游标卡尺的最高显示精度只能达O. 02毫米。②带表卡尺的齿条长度必须大于标定量程，进而因此制造大于I米的大量程带表卡尺至今仍是空白。③线位移容栅电子卡尺至今不能防水。④所有的公知卡尺都会因测量者用力大小的不同而引起示值差异。这四大技术极限已成专业定论，它们是制造更好卡尺的障碍，但又难以跨越。两千年来，积留在卡尺领域里的上述四大技术极限，从未有过突破。
技术实现思路
针对所述的四大技术极限，本专利技术提供一种卡尺设计的新原理，以及一种能体现该新原理的卡尺尺体，和在该尺体上分别安装量表、电子传感器和游标三种不同测微机构而成的新型卡尺。这些新型卡尺既打破了两千余年从未有变的旧原理，又完全保留了现代卡尺的经典特征，可全面突破所述的四大技术极限。需要说明，述及的卡尺尺体和述及的分别安装了三种不同测微机构的新型卡尺，具有技术上的关联性，它们共同组成本
技术实现思路
。所述的卡尺设计新原理是先设定每一个测量值都等于整数值+小数值之和。主尺设有原始零位，用于测量整数值，并以整数值为小数零位，用于测量小数值，简称“双零位测量”。根据“双零位测量”新原理，游标、量表、电子传感器等现代测微机构都只用于测量相对某一整数值的小数值，因此，其工作行程都可大幅度的缩短，理论上可缩短到最大仅为I毫米的程度。于是，带表卡尺上齿条与齿轮之间的啮合行程、电子卡尺上动定栅之间的耦合行程、游标卡尺上游标线与整数刻线之间的移动行程，都将局限在至多I毫米的理论范围之内，这就使突破所述的四大技术极限成为可能。由于“双零位测量”新原理必须通过尺体的改造和创新而实现，为此，特将能体现该新原理的卡尺尺体简称为双零位尺体，凡在双零位尺体上安装不同测微机构而形成的卡尺统称为双零位卡尺，再按测微机构的性质分别称为双零位机械表卡尺、双零位电子表卡尺和双零位游标卡尺，以区别于传统公知。本专利技术的技术方案如下一种双零位卡尺,包括双零位尺体和测微机构；所述双零位尺体包括主尺和副尺；所述测微机构为机械量表、或电子位移传感器、或游标细分装置；所述主尺具有静量爪和主尺尺体，所述主尺尺体上标有两两距离为I毫米的整数倍的整数刻线，距静量爪最近的起始整数刻线为原始零位；所述副尺包容所述主尺尺体并可相对所述主尺尺体自锁不动或沿所述整数刻线的排列方向移动；所述副尺具有前副尺和后副尺，所述后副尺可相对所述前副尺在有限范围内移 动，移动方向与所述整数刻线的排列方向平行；所述前副尺具有动量爪和测标；所述前副尺负责测量测量值的整数值，所述后副尺负责测量测量值与所述整数值之差；所述前副尺为一框体，所述框体下部枢接一杠杆，该杠杆自由端设有一个能自由转动的滚轮，该滚轮靠近所述主尺尺体的下侧面；所述杠杆和所述后副尺上设有相互配合的离合机构，按压所述滚轮使其接触所述主尺尺体的下侧面时，所述杠杆偏转，所述离合机构闭合，此时，所述前、后副尺形成同步位移的刚性结构；松开所述滚轮，所述杠杆复位，所述离合机构分开；所述前副尺上还具由锁紧轴和压缩弹簧组成的自锁机构；所述锁紧轴上设有锁紧面与所述主尺尺体紧密抵持，从而将所述前副尺锁紧在所述主尺尺体上而不能移动；所述锁紧轴一端抵接所述杠杆，所述杠杆施加在所述锁紧轴上的力使所述锁紧面与所述主尺尺体分离，从而使所述前副尺与所述主尺尺体之间的锁紧状态解除，此时所述前副尺可沿所述整数刻线的排列方向移动；所述杠杆施加在所述锁紧轴上的力撤销后，所述压缩弹簧令所述锁紧轴复位，使所述锁紧轴恢复到与所述主尺尺体紧密抵持的锁紧状态；所述后副尺也为一框体，且后副尺具有一仅可沿轴心线方向移动的定位轴，所述定位轴部分容置于框体内，所述定位轴上套装有弹性元件，该弹性元件可使所述定位轴在令其产生位移的外力撤销后复位；所述的主尺上设有一排定位凹凸，所述定位凹凸的形状与所述定位轴的径向断面形状相匹配，所述定位凹凸的数量至少能使其排列长度等于标定量程，每个所述定位凹凸的形状和大小都相同，每个所述定位凹凸的中心都与所述整数刻线保持固定不变的对应关系，且相邻两个所述定位凹凸的中心距相等；当所述前副尺的测标对准所述原始零位时，按压所述滚轮使所述离合机构闭合，所述定位轴的对称中心与某个所述定位凹凸的中心重合，该定位凹凸即为起始定位凹凸；所述前、后副尺在沿所述整数刻线的排列方向上分离一小段距离，记为δ ';所述前副尺和所述后副尺上设有相互配合的限位装置，所述限位装置使所述后副尺相对所述前副尺的最大位移距离氺δ ';所述离合机构闭合时，所述前、后副尺在沿所述整数刻线的排列方向上的分离距离，记为δ，δ ' > δ彡I毫米且等于一排所述定位凹凸中相邻两个定位凹凸的中心距；所述测微机构的相对运动部分分别固装在所述前副尺上和所述后副尺上，使所述测微机构能够产生工作行程；所述测微机构仅测量和显示所述后副尺相对所述前副尺的位移距离。较佳地，所述离合机构为相互配合的V型凸部和V型凹部。较佳地，所述定位轴是一球头轴。较佳地，所述定位凹凸为定位孔，定位孔的直径小于所述球头轴的球径。较佳地，按压所述滚轮使其接触主尺的下侧面时，所述滚轮的外圆面与所述杠杆的边缘面平齐。较佳地，所述定位凹凸的中心与所述整数刻线的偶数刻线保持一一对应的固定关系O 一种双零位机械表卡尺，包括双零位尺体和测微机构；所述双零位尺体包括主尺和副尺；所述测微机构为带齿轮组的机械指示表；所述主尺具有静量爪和主尺尺体，所述主尺尺体上标有两两距离为I毫米的整数倍的整数刻线，距静量爪最近的起始整数刻线为原始零位；所述副尺包容所述主尺尺体并可相对所述主尺尺体自锁不动或沿所述整数刻线的排列方向移动；所述副尺具有前副尺和后副尺，所述后副尺可相对所述前副尺在有限范围内移动，移动方向与所述整数刻线的排列方向平行；所述前副尺具有动量爪和测标；所述前副尺负责测量测量值的整数值，所述后副尺负责测量测量值与所述整数值之差；所述前副尺为一框体，所述框体下部枢接一杠杆，该杠杆自由端设有一个能自由转动的滚轮，该滚轮靠近所述主尺尺体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双零位电子表卡尺，包括双零位尺体和测微机构；所述双零位尺体包括主尺和副尺；所述测微机构为角位移电子传感器；所述主尺具有静量爪和主尺尺体，所述主尺尺体上标有两两距离为1毫米的整数倍的整数刻线，距静量爪最近的起始整数刻线为原始零位；所述副尺包容所述主尺尺体并可相对所述主尺尺体自锁不动或沿所述整数刻线的排列方向移动；其特征在于：所述副尺具有前副尺和后副尺，所述后副尺可相对所述前副尺在有限范围内移动，移动方向与所述整数刻线的排列方向平行；所述前副尺具有动量爪和测标；所述前副尺负责测量测量值的整数值，所述后副尺负责测量测量值与所述整数值之差；所述前副尺为一框体，所述框体下部枢接一杠杆，该杠杆自由端设有一个能自由转动的滚轮，该滚轮靠近所述主尺尺体的下侧面；所述杠杆和所述后副尺上设有相互配合的离合机构，按压所述滚轮使其接触所述主尺尺体的下侧面时，所述杠杆偏转，所述离合机构闭合，此时，所述前、后副尺形成同步位移的刚性结构；松开所述滚轮，所述杠杆复位，所述离合机构分开；所述前副尺上还具由锁紧轴和压缩弹簧组成的自锁机构；所述锁紧轴上设有锁紧面与所述主尺尺体紧密抵持，从而将所述前副尺锁紧在所述主尺尺体上而不能移动；所述锁紧轴一端抵接所述杠杆，所述杠杆施加在所述锁紧轴上的力使所述锁紧面与所述主尺尺体分离，从而使所述前副尺与所述主尺尺体之间的锁紧状态解除，此时所述前副尺可沿所述整数刻线的排列方向移动；所述杠杆施加在所述锁紧轴上的力撤销后，所述压缩弹簧令所述锁紧轴复位，使所述锁紧轴恢复到与所述主尺尺体紧密抵持的锁紧状态；所述后副尺也为一框体，且后副尺具有一仅可沿轴心线方向移动的定位轴，所述定位轴部分容置于框体内，所述定位轴上套装有弹性元件，该弹性 元件可使所述定位轴在令其产生位移的外力撤销后复位；所述的主尺上设有一排定位凹凸，所述定位凹凸的形状与所述定位轴的径向断面形状相匹配，所述定位凹凸的数量至少能使其排列长度等于标定量程，每个所述定位凹凸的形状和大小都相同，每个所述定位凹凸的中心都与所述整数刻线保持固定不变的对应关系，且相邻两个所述定位凹凸的中心距相等；当所述前副尺的测标对准所述原始零位时，按压所述滚轮使所述离合机构闭合，所述定位轴的对称中心与某个所述定位凹凸的中心重合，该定位凹凸即为起始定位凹凸；所述前、后副尺在沿所述整数刻线的排列方向上分离一小段距离，记为δ＇；所述前副尺和所述后副尺上设有相互配合的限位装置，所述限位装置使所述后副尺相对所述前副尺的最大位移距离≯δ＇；所述离合机构闭合时，所述前、后副尺在沿所述整数刻线的排列方向上的分离距离，记为δ，δ＇＞δ≥1毫米且等于一排所述定位凹凸中相邻两个定位凹凸的中心距；所述后副尺的框体向靠近所述原始零位的方向延伸出凸出部二，该凸出部二伸入到所述前副尺内部，一弹压簧片二抵接所述凸出部二将所述凸出部二与所述主尺下侧面紧贴；一根短齿条二在所述前副尺的内部空间里固装在凸出部二上；所述角位移传感器具有与前副尺固装的齿轮组二，所述齿轮组二的输出端为一根旋转轴二；所述齿轮组二与所述短齿条二在所述前副尺的内部空间里无间隙啮合，可啮合行程的最大值为δ＇；所述角位移传感器还具有与所述前副尺固装的防水密封盒二，所述旋转轴二穿越并进入所述防水密封盒二内，穿越处有防水密封轴承二；所述防水密封盒二内装有电路板二，所述旋转轴二在所述防水密封盒二内固装一圆形动栅片，所述圆形动栅片可随所述旋转轴二同步转动；所述圆形动栅片与所述电路板二通过电路耦合，通过检测所述圆形动栅片相对所述电路板二的角度位置和所述圆形动栅片因所述短齿条二移动而产生的旋转圈数，而测量和显示所述后副尺相对所述前副尺 所出现的直线位移距离，该直线位移距离的最大值为δ＇；所述防水密封盒二表面设有电子显示屏二，所述电子显示屏二与所述线路板二电连接，其上显示的整数位在δ=2时凝固为0。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴大卫，
申请(专利权)人：东莞市邦卡量具科技有限公司，
类型：发明
国别省市：