包括兩種調節模式的人體工學的測微計的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開一般涉及手持式測微計，更具體地，具有兩種調節模式的手持式測微計。
【背景技術】
[0002]在本領域中，使用手持式機構來執行工件高精度測量的各種測微計設備是已知的。例如，美國專利第1132704、3849890、4485556、4561185以及8091251號(在本文中稱為’704、’890、’556、’185以及’251專利)公開了測微計設備，這些專利中的每一個通過引用以其整體并入于此。尤其是，諸如5495677號美國專利(’ 677專利)中公開的現代測微計包括用于確定測量的線性數字傳感器，而不依賴于與旋轉位置傳感設備結合的準確測微計螺紋。使用線性數字傳感器無需為了驅動測微計使用極其準確的驅動器或細牙螺紋。例如，’677專利使用了粗驅動螺紋，并且’251專利復制了無驅動螺紋的已知的彈簧加載儀設計的特征。
[0003]上面提到的測微計設計允許測微計的快速調節。然而，其缺乏傳統的細牙螺紋驅動測微計的某些可取特征。例如，傳統的細牙螺紋驅動測微計允許有良好的人體工程學因素和感覺以控制非常精細的調節。人體工程學因素和感覺的一個方面在于，一方面，該測微計可以保持和操作，同時，另一方面可以自由地保持工件。在一個通用技術中，測微計架以兩個或三個較小的手指夾持或鉤住，同時拇指和食指延伸并用于轉動套管。細牙螺紋允許很好的控制和穩定該位置的調節，而諸如上面提到的大多數的“快速調節測微計”的設計提供了某些稍差的控制和/或穩定性。與細牙螺紋驅動測微計相關聯的人體工程學因素和感覺的另一個方面是固有的剛性和/或主軸位置的穩定性，其允許用戶通過在測量間隙中略微拖動或移動工件并且通過在測量間隙中感應工件拖動或“運動”的量來檢測或調節在工件表面上的測量力或接觸的量。用戶通常以這種方式在測量設置中獲得信心，其使用自覺或者不自覺地細微的運動和觸覺反饋。此外，諸如上面提到的最“快速調節測微計”的設計在這方面提供了稍差的剛度、控制和/或穩定性。
[0004]809272號美國專利公開了一種快速調節測微計，其使用對開螺母中的細牙以一個常規模式來調節。對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或打開，以從細牙螺紋脫開螺母，從而允許滑動的“快速調節”模式，其中，螺紋軸向滑動通過打開的對開螺母，以快速移動主軸。然而，該設計提供了快速模式下不足的調節控制。而且，當對開螺母鎖定到部分軸向未對齊螺紋上時，其測量位置移動。而且，在操作期間，用戶必須行使不尋常的護理，這是由于對開螺母與螺紋之間的分離變量，測微計受到精密螺紋彼此滑動的潛在摩擦和磨損。因此，為了提供符合人體工程學的、快速的并且方便用戶的功能，仍然需要能夠用于快速驅動的主軸到所需位置的測微計，而且該測微計還提供了易于操作和穩定的高剛度精細調節模式，以及其它所需的特征。
【發明內容】
[0005]以下內容以簡化的方式介紹概念的選擇，在下文的【具體實施方式】中進一步地進行說明。本概述并不旨在確定所要求保護的主題的關鍵特征，也不是旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。
[0006]本本所公開的是用于手持測微計的測微計驅動配置，其在符合人體工程學有利配置中提供了兩種可供選擇的調節模式。精細調節模式提供接合剛度和/或測量“感覺”的所需水平，而對于部分用戶，用有限的運動和/或時間，快速調節模式提供了將主軸快速驅動至所需位置的能力。在各種實施例中，測微計配置成使得任一模式可被接合或脫離，并且測量調節可以用單手以任一模式進行，而不顯著改變測微計上用戶的把手。在各種實施例中，根據本文所公開的原理的測微計包括:框架，其包括砧座；主軸，其可相對于框架和砧座沿其軸線移動，其中，主軸被引導以平行于X軸方向移動;螺紋元件，其具有平行于X軸方向的軸線，其中，螺紋元件聯接成與主軸一起關于沿X軸方向的運動移動;套管，其具有平行于X軸方向的旋轉軸線;旋轉聯接配置，其關于旋轉將套管聯接至螺紋元件；以及位置指示器或傳感器，其可用于確定主軸相對于砧座或框架的位置。旋轉聯接配置設計成將套管和螺紋元件約束成關于旋轉一起移動，但不約束螺紋元件關于沿X軸向的運動、相對于套管的位置。例如，花鍵軸和花鍵螺母或轂是適合這種描述的旋轉聯接的一個示例。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聯接。
[0007]測微計還包括齒狀元件裝置，其包括布置在測微計框架中以圍繞橫向于X軸方向的齒輪軸旋轉的至少一個第一齒狀元件，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。測微計包括鎖定裝置，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同時與螺紋元件的螺紋嚙合來驅動螺紋元件以提供測微計的快速調節狀態，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于框架沿X軸方向運動，除非螺紋元件旋轉，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，以提供測微計的精細調節狀態。在所述快速調節狀態期間通過使所述第一齒狀元件繞所述齒輪軸旋轉以驅動所述螺紋元件，所述主軸可以推進和縮回，并且在精細調節狀態期間，通過旋轉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，主軸可以推進和縮回。在一些實施例中，可鎖定齒狀元件和第一齒狀元件是相同的元件。
[0008]在各種實施例中，旋轉聯接包括:陰旋轉驅動部分，其聯接至套管和螺紋元件中之一，其中，陰旋轉驅動部分包括中心開放，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約束特征；以及陽旋轉驅動部分，其聯接至套管和螺紋元件中的另一個，其中，陽旋轉驅動部分包括在陰旋轉驅動部分的中心開放中滑動或者通過陰旋轉驅動部分的中心開放滑動的軸。該軸包括第二配合旋轉約束特征，其配置成與第一配合旋轉約束特征互鎖，使得它們必須一起旋轉，并且配置成沿著或通過第一配合旋轉約束特征沿X軸方向滑動。在各種實施例中，螺紋元件具有中空中心，其允許軸進入到螺紋元件12的內部。在至少一個實施例中，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]在一些實施例中，聯接至套管的陽或陰旋轉驅動部分通過轉矩限制離合器裝置來聯接。
[0010]在各種實施例中，位置指示器包括電子線性位置傳感器。在一些實施例中，電子線性位置傳感器包括相對于框架固定的部分和聯接成與主軸一起關于沿X軸方向的運動移動的部分。
[0011 ]在一些實施例中，快速驅動元件聯接至第一齒狀元件，快速驅動元件配置成由用戶操作以圍繞齒輪軸旋轉第一齒狀元件，以便在快速調節狀態期間驅動螺紋元件。在一些實施例中，快速驅動元件通過轉矩限制離合器聯接至第一齒狀元件。在一些實施例中，第一齒狀元件包括第一圓形齒輪，并且快速驅動元件包括容易被用戶的手指或拇指旋轉的輪。
[0012]在一些實施例中，鎖定裝置包括按鈕、滑板或桿中的一個，其由用戶操作以在提供快速調節狀態的解鎖位置與提供精細調節狀態的鎖定位置之間移動。
[0013]在一些實施例中，鎖定裝置包括自動鎖定機構，其聯接至第一齒狀元件，并當主軸關閉力由用戶在快速調節狀態期間通過快速驅動器元件來施加并且通過自動鎖定機構傳遞至第一齒狀元件以朝砧座移動主軸時，自動鎖定機構配置成致動到鎖定位置，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抗關閉力。在一些實施例中，自動鎖定機構包括順應元件，其被對立的關閉和反作用力變形以提供自動鎖定機構的變形狀態，由此被致動到鎖定位置，以提供精細調節狀態。在一些實施例中，鎖定裝置還可包括釋放元件，其由用戶操作以釋放自動鎖定機構，并且將自動鎖定機構恢復到解鎖位置，以提供快速調節狀態。
[0014]在一些實施例中，測