包括兩種調(diào)節(jié)模式的人體工學(xué)的測(cè)微計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開一般涉及手持式測(cè)微計(jì)，更具體地，具有兩種調(diào)節(jié)模式的手持式測(cè)微計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]在本領(lǐng)域中，使用手持式機(jī)構(gòu)來執(zhí)行工件高精度測(cè)量的各種測(cè)微計(jì)設(shè)備是已知的。例如，美國專利第1132704、3849890、4485556、4561185以及8091251號(hào)(在本文中稱為’704、’890、’556、’185以及’251專利)公開了測(cè)微計(jì)設(shè)備，這些專利中的每一個(gè)通過引用以其整體并入于此。尤其是，諸如5495677號(hào)美國專利(’ 677專利)中公開的現(xiàn)代測(cè)微計(jì)包括用于確定測(cè)量的線性數(shù)字傳感器，而不依賴于與旋轉(zhuǎn)位置傳感設(shè)備結(jié)合的準(zhǔn)確測(cè)微計(jì)螺紋。使用線性數(shù)字傳感器無需為了驅(qū)動(dòng)測(cè)微計(jì)使用極其準(zhǔn)確的驅(qū)動(dòng)器或細(xì)牙螺紋。例如，’677專利使用了粗驅(qū)動(dòng)螺紋，并且’251專利復(fù)制了無驅(qū)動(dòng)螺紋的已知的彈簧加載儀設(shè)計(jì)的特征。
[0003]上面提到的測(cè)微計(jì)設(shè)計(jì)允許測(cè)微計(jì)的快速調(diào)節(jié)。然而，其缺乏傳統(tǒng)的細(xì)牙螺紋驅(qū)動(dòng)測(cè)微計(jì)的某些可取特征。例如，傳統(tǒng)的細(xì)牙螺紋驅(qū)動(dòng)測(cè)微計(jì)允許有良好的人體工程學(xué)因素和感覺以控制非常精細(xì)的調(diào)節(jié)。人體工程學(xué)因素和感覺的一個(gè)方面在于，一方面，該測(cè)微計(jì)可以保持和操作，同時(shí)，另一方面可以自由地保持工件。在一個(gè)通用技術(shù)中，測(cè)微計(jì)架以兩個(gè)或三個(gè)較小的手指夾持或鉤住，同時(shí)拇指和食指延伸并用于轉(zhuǎn)動(dòng)套管。細(xì)牙螺紋允許很好的控制和穩(wěn)定該位置的調(diào)節(jié)，而諸如上面提到的大多數(shù)的“快速調(diào)節(jié)測(cè)微計(jì)”的設(shè)計(jì)提供了某些稍差的控制和/或穩(wěn)定性。與細(xì)牙螺紋驅(qū)動(dòng)測(cè)微計(jì)相關(guān)聯(lián)的人體工程學(xué)因素和感覺的另一個(gè)方面是固有的剛性和/或主軸位置的穩(wěn)定性，其允許用戶通過在測(cè)量間隙中略微拖動(dòng)或移動(dòng)工件并且通過在測(cè)量間隙中感應(yīng)工件拖動(dòng)或“運(yùn)動(dòng)”的量來檢測(cè)或調(diào)節(jié)在工件表面上的測(cè)量力或接觸的量。用戶通常以這種方式在測(cè)量設(shè)置中獲得信心，其使用自覺或者不自覺地細(xì)微的運(yùn)動(dòng)和觸覺反饋。此外，諸如上面提到的最“快速調(diào)節(jié)測(cè)微計(jì)”的設(shè)計(jì)在這方面提供了稍差的剛度、控制和/或穩(wěn)定性。
[0004]809272號(hào)美國專利公開了一種快速調(diào)節(jié)測(cè)微計(jì)，其使用對(duì)開螺母中的細(xì)牙以一個(gè)常規(guī)模式來調(diào)節(jié)。對(duì)開螺母的部分承載在或形成在可變形臂上，可變形臂可以徑向地偏轉(zhuǎn)或打開，以從細(xì)牙螺紋脫開螺母，從而允許滑動(dòng)的“快速調(diào)節(jié)”模式，其中，螺紋軸向滑動(dòng)通過打開的對(duì)開螺母，以快速移動(dòng)主軸。然而，該設(shè)計(jì)提供了快速模式下不足的調(diào)節(jié)控制。而且，當(dāng)對(duì)開螺母鎖定到部分軸向未對(duì)齊螺紋上時(shí)，其測(cè)量位置移動(dòng)。而且，在操作期間，用戶必須行使不尋常的護(hù)理，這是由于對(duì)開螺母與螺紋之間的分離變量，測(cè)微計(jì)受到精密螺紋彼此滑動(dòng)的潛在摩擦和磨損。因此，為了提供符合人體工程學(xué)的、快速的并且方便用戶的功能，仍然需要能夠用于快速驅(qū)動(dòng)的主軸到所需位置的測(cè)微計(jì)，而且該測(cè)微計(jì)還提供了易于操作和穩(wěn)定的高剛度精細(xì)調(diào)節(jié)模式，以及其它所需的特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]以下內(nèi)容以簡(jiǎn)化的方式介紹概念的選擇，在下文的【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步地進(jìn)行說明。本概述并不旨在確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征，也不是旨在用于幫助確定所要求保護(hù)的主題的范圍。
[0006]本本所公開的是用于手持測(cè)微計(jì)的測(cè)微計(jì)驅(qū)動(dòng)配置，其在符合人體工程學(xué)有利配置中提供了兩種可供選擇的調(diào)節(jié)模式。精細(xì)調(diào)節(jié)模式提供接合剛度和/或測(cè)量“感覺”的所需水平，而對(duì)于部分用戶，用有限的運(yùn)動(dòng)和/或時(shí)間，快速調(diào)節(jié)模式提供了將主軸快速驅(qū)動(dòng)至所需位置的能力。在各種實(shí)施例中，測(cè)微計(jì)配置成使得任一模式可被接合或脫離，并且測(cè)量調(diào)節(jié)可以用單手以任一模式進(jìn)行，而不顯著改變測(cè)微計(jì)上用戶的把手。在各種實(shí)施例中，根據(jù)本文所公開的原理的測(cè)微計(jì)包括:框架，其包括砧座；主軸，其可相對(duì)于框架和砧座沿其軸線移動(dòng)，其中，主軸被引導(dǎo)以平行于X軸方向移動(dòng);螺紋元件，其具有平行于X軸方向的軸線，其中，螺紋元件聯(lián)接成與主軸一起關(guān)于沿X軸方向的運(yùn)動(dòng)移動(dòng);套管，其具有平行于X軸方向的旋轉(zhuǎn)軸線;旋轉(zhuǎn)聯(lián)接配置，其關(guān)于旋轉(zhuǎn)將套管聯(lián)接至螺紋元件；以及位置指示器或傳感器，其可用于確定主軸相對(duì)于砧座或框架的位置。旋轉(zhuǎn)聯(lián)接配置設(shè)計(jì)成將套管和螺紋元件約束成關(guān)于旋轉(zhuǎn)一起移動(dòng)，但不約束螺紋元件關(guān)于沿X軸向的運(yùn)動(dòng)、相對(duì)于套管的位置。例如，花鍵軸和花鍵螺母或轂是適合這種描述的旋轉(zhuǎn)聯(lián)接的一個(gè)示例。然而，本示例不是限制性的。還可以使用適合這種功能描述的其它旋轉(zhuǎn)聯(lián)接。
[0007]測(cè)微計(jì)還包括齒狀元件裝置，其包括布置在測(cè)微計(jì)框架中以圍繞橫向于X軸方向的齒輪軸旋轉(zhuǎn)的至少一個(gè)第一齒狀元件，并且包括距齒輪軸一定距離的沿弧線布置的輪齒，其中，輪齒形成為與螺紋元件的螺紋嚙合并且沿X軸方向在其上滾動(dòng)。測(cè)微計(jì)包括鎖定裝置，其配置成被解鎖，以允許齒狀元件裝置的第一齒狀元件通過繞其齒輪軸的旋轉(zhuǎn)同時(shí)與螺紋元件的螺紋嚙合來驅(qū)動(dòng)螺紋元件以提供測(cè)微計(jì)的快速調(diào)節(jié)狀態(tài)，并且鎖定裝置配置成被鎖定，以鎖定齒狀元件裝置的可鎖定齒狀元件，齒狀元件裝置具有齒，該齒與螺紋元件的螺紋相嚙合以防止螺紋元件相對(duì)于框架沿X軸方向運(yùn)動(dòng)，除非螺紋元件旋轉(zhuǎn)，使得其螺紋以通過螺母的螺紋軸的方式通過鎖定的可鎖定齒狀元件的嚙合齒推進(jìn)，以提供測(cè)微計(jì)的精細(xì)調(diào)節(jié)狀態(tài)。在所述快速調(diào)節(jié)狀態(tài)期間通過使所述第一齒狀元件繞所述齒輪軸旋轉(zhuǎn)以驅(qū)動(dòng)所述螺紋元件，所述主軸可以推進(jìn)和縮回，并且在精細(xì)調(diào)節(jié)狀態(tài)期間，通過旋轉(zhuǎn)套管以通過可鎖定齒狀元件的嚙合齒來旋擰螺紋元件的螺紋，主軸可以推進(jìn)和縮回。在一些實(shí)施例中，可鎖定齒狀元件和第一齒狀元件是相同的元件。
[0008]在各種實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)聯(lián)接包括:陰旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部分，其聯(lián)接至套管和螺紋元件中之一，其中，陰旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部分包括中心開放，其包括具有孔橫截面的孔或鉆孔，孔橫截面包括第一配合旋轉(zhuǎn)約束特征；以及陽旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部分，其聯(lián)接至套管和螺紋元件中的另一個(gè)，其中，陽旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部分包括在陰旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部分的中心開放中滑動(dòng)或者通過陰旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部分的中心開放滑動(dòng)的軸。該軸包括第二配合旋轉(zhuǎn)約束特征，其配置成與第一配合旋轉(zhuǎn)約束特征互鎖，使得它們必須一起旋轉(zhuǎn)，并且配置成沿著或通過第一配合旋轉(zhuǎn)約束特征沿X軸方向滑動(dòng)。在各種實(shí)施例中，螺紋元件具有中空中心，其允許軸進(jìn)入到螺紋元件12的內(nèi)部。在至少一個(gè)實(shí)施例中，軸可以包括花鍵軸，并且陰元件可以包括固定至螺紋元件的花鍵轂或螺母。
[0009]在一些實(shí)施例中，聯(lián)接至套管的陽或陰旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部分通過轉(zhuǎn)矩限制離合器裝置來聯(lián)接。
[0010]在各種實(shí)施例中，位置指示器包括電子線性位置傳感器。在一些實(shí)施例中，電子線性位置傳感器包括相對(duì)于框架固定的部分和聯(lián)接成與主軸一起關(guān)于沿X軸方向的運(yùn)動(dòng)移動(dòng)的部分。
[0011 ]在一些實(shí)施例中，快速驅(qū)動(dòng)元件聯(lián)接至第一齒狀元件，快速驅(qū)動(dòng)元件配置成由用戶操作以圍繞齒輪軸旋轉(zhuǎn)第一齒狀元件，以便在快速調(diào)節(jié)狀態(tài)期間驅(qū)動(dòng)螺紋元件。在一些實(shí)施例中，快速驅(qū)動(dòng)元件通過轉(zhuǎn)矩限制離合器聯(lián)接至第一齒狀元件。在一些實(shí)施例中，第一齒狀元件包括第一圓形齒輪，并且快速驅(qū)動(dòng)元件包括容易被用戶的手指或拇指旋轉(zhuǎn)的輪。
[0012]在一些實(shí)施例中，鎖定裝置包括按鈕、滑板或桿中的一個(gè)，其由用戶操作以在提供快速調(diào)節(jié)狀態(tài)的解鎖位置與提供精細(xì)調(diào)節(jié)狀態(tài)的鎖定位置之間移動(dòng)。
[0013]在一些實(shí)施例中，鎖定裝置包括自動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)，其聯(lián)接至第一齒狀元件，并當(dāng)主軸關(guān)閉力由用戶在快速調(diào)節(jié)狀態(tài)期間通過快速驅(qū)動(dòng)器元件來施加并且通過自動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)傳遞至第一齒狀元件以朝砧座移動(dòng)主軸時(shí)，自動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)配置成致動(dòng)到鎖定位置，并且主軸遇到提供反作用力的物體，反作用力通過第一齒狀元件傳遞回以對(duì)抗關(guān)閉力。在一些實(shí)施例中，自動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)包括順應(yīng)元件，其被對(duì)立的關(guān)閉和反作用力變形以提供自動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)的變形狀態(tài)，由此被致動(dòng)到鎖定位置，以提供精細(xì)調(diào)節(jié)狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，鎖定裝置還可包括釋放元件，其由用戶操作以釋放自動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)，并且將自動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)恢復(fù)到解鎖位置，以提供快速調(diào)節(jié)狀態(tài)。
[0014]在一些實(shí)施例中，測(cè)