[发明专利]一种双零位电子表卡尺

说明书

本申请是申请号为：201110288801.9，发明名称为：双零位卡尺的分案申请。

技术领域

本发明涉及卡尺技术领域，具体的是一种双零位电子表卡尺。

技术背景

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，那时的中国就已经发明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1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1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0.02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1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。

发明内容

针对所述的四大技术极限，本发明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，它们共同组成本发明内容。

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1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1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。

本发明的技术方案如下：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；

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；