[发明专利]用于手持式千分尺的快速旋转驱动件

说明书

技术领域

本公开总体上涉及一种手持式千分尺(handheld micrometers)，更确切地说，涉及具有用于移动测杆(spindle)使之接触工件的快速旋转驱动件的手持式千分尺。

背景技术

本领域中已知许多用于使用手持式机构执行对工件的高精度测量的千分尺装置。例如，美国专利Nos.1132704、3849890、4485556、4561185和8091251(本文中指代为’704、’890、’556、’185和’251专利)公开了千分尺装置，每个专利的全部内容作为引用并入本文。特别地，比如美国专利No.5495677(‘677专利)公开的现代千分尺包括用于确定测量值的线性数字传感器，而不是依靠与旋转位置感测装置结合的精确的千分尺螺纹。使用线性数字传感器消除了使用准确螺纹或细牙螺纹来驱动千分尺的需要。例如，’677专利使用十分粗的驱动螺纹，’251专利仿效已知的不使用任何驱动螺纹的弹簧式量规的特征。

然而，上面所涉及的千分尺设计缺少某些传统的细牙螺纹驱动千分尺的期望特征。为了给使用者提供人体工程学的、快速的和方便的功能，需要一种千分尺，其在使用者有限运动的情况下将测杆快速驱动到期望位置，还提供其它期望的特征。

发明内容

该发明内容用于简化地介绍在下面的具体实施方式中详细描述的概念选择。该发明内容既不意在确认要求保护的主题的主要特征，也不意在用于协助确定要求保护的主题的范围。

如前所注意的，上面涉及的千分尺设计缺少某些传统的细牙螺纹驱动千分尺的期望特征。例如，’251专利设计是弹簧式的，并且当千分尺的参考面相对于工件被调整时，不提供良好的刚度和阻力。结果，使用者不能手动感测到例如千分尺在“最小尺寸”的横截面上接合工件。例如，如果具有凸轮形横截面的工件在装置中旋转，那么千分尺提供很少的阻力，这很容易改变其针对当前尺寸的读数。相反，传统的细牙螺纹驱动千分尺能够针对穿过工件的特定尺寸被调整，当工件尺寸偏离当前千分尺间隙时，工件的旋转或者经受充分的阻力或者经受充分的自由度。这提供由使用者感觉到的手动反馈，以例如针对工件上的最大或最小尺寸快速调整千分尺。此外，一旦设定，千分尺读数是稳定的，而不需要电子取样和保持电路等。’677专利使用十分粗的螺距来直接驱动千分尺。这点在读数稳定性和“感觉”方面比’251的设计好，但是仍没有提供传统小螺距千分尺驱动的期望的“接合刚度”或感觉。

本文公开的是一种用于手持式千分尺的千分尺驱动构造，其在使用者有限运动的情况下将期望水平的接合刚度或感觉与快速驱动测杆至期望位置的能力结合。在各实施例中，千分尺驱动件包括：框架；测杆；线性位移传感器，感测测杆的位移；带螺纹的测杆驱动件，带螺纹的测杆驱动件附接至测杆驱动齿轮；行星驱动齿轮，匹配测杆驱动齿轮；环形齿轮，围绕并匹配行星驱动齿轮；以及测微套筒，总体上围绕测杆驱动齿轮、行星驱动齿轮和环形齿轮。测微套筒联接成经由行星驱动齿轮驱动测杆驱动齿轮，行星驱动齿轮的尺寸做成并安装成测杆齿轮转得比测微套筒快。测杆驱动齿轮、行星驱动齿轮和环形齿轮可指代为周转齿轮驱动或简称为周转驱动。一般而言，该构造的一个优点是其不需要十分粗的测杆驱动螺距，比如’677专利所使用的，以相对于测微套筒的转动快速驱动测杆。确切地，周转驱动使测杆驱动件以比测微套筒高的速率旋转(例如，以这样的比例，即测杆驱动件的四圈转动对应于测微套筒的一圈转动)，使得其可与比’677专利的装置使用的螺距细的测杆驱动螺距结合，仍相对于测微套筒的转动提供相同的测杆前进。这可提供某些人体工程学或可靠的改进，包括例如下面论述的自锁特征。相反地，如果与本文所公开的周转驱动构造结合使用，那么’677专利使用的测杆驱动螺距可提供甚至更快的测杆前进。在一些实施例中，环形齿轮可联接至测微套筒，并可以以测微套筒的速率旋转，行星驱动齿轮可在行星驱动齿轮的旋转轴上固定到框架。

在一些实施例中，环形齿轮可固定到框架，行星驱动齿轮的旋转轴可联接至测微套筒，并可以以测微套筒的速率旋转。

在一些实施例中，测杆驱动齿轮的旋转与测微套筒的旋转可以以3:1、4:1、5:1、6:1或更大的“齿轮速比”操作。