包括识别系统的测量组件和识别方法与流程

文档序号:14943300发布日期:2018-07-13 21:39

本发明的技术领域是测量组件,该测量组件利用包括手动量具(manual gauge)或比较器,即由使用者手动操作的量具的电子测量装置。

本发明涉及包括测量装置和用于测量装置的识别系统的测量组件,以及允许检测可拆卸设备相对于固定部件的准确定位的相对方法。

根据本发明的组件和方法可以具体地包括用于检查机械零件的形状和/或尺寸的装置,例如比较器其包括因识别系统识别比较器的准确定位而被自动启动的充电设备。



背景技术:

在各种技术领域中,组件用于检测物体存在特别是物体相对于其支撑物的准确定位的系统是已知的。

在使用测量或检查装置的测量组件的领域,更具体是用于检查机械零件的尺寸和/或形状的手动比较器的领域,很重要的是,例如在执行了检查操作之后由操作者或使用者将比较器移走或存储时,比较器相对支撑物的是否定位准确。已知的是要采用识别系统来检测和指示比较器的准确定位,其中,所述识别系统例如通过机械开关进行检测并且例如通过由电子管理的指示灯或正确消息进行指示。这允许降低空闲时间。此外,通过这种方式,操作者能够立即看到准确定位的视觉指示,从而有助于避免由于放置不当所导致的设备的意外掉落。类似地,在包含大量比较器的存储结构中,识别系统的存在允许操作者能够简单且快速地获得一个或更多个比较器的准确定位信息,从而避免发出警报信号以及其后花费在搜寻导致故障原因的时间。

此类型的识别系统还应用于与电池充电设备组合的无线比较器。这些比较器——包括用于手动使用的握柄——通过通常由握柄所封装的电池进行供电,其通过包括大量电触点的电子电路给比较器的传输系统提供了电流,所述传输系统通常也被封装在握柄中。无线比较器提供了远好于有线比较器的处理特性和易用性,但却具有以下缺点:每当电池放电完成时需要更换和/或重新充电。已知在用于给电池充电的不同设备中,提供了给安装在比较器中的电池重新充电,或是移除电池并在适当充电设备上对其进行单独充电的可能。显然地,在电池装入比较器中时对其进行充电是更加方便且有优势的,并且能够通过给比较器配备要耦连至外部电源的相应电触点的、适当的电触点来实现,例如用于插销的孔或插座,或者触板。还已知了感应型充电设备,其没有未被覆盖且暴露的接触部从而确保操作者的操作可靠性和安全性。已知的比较器包括能够被置于合适的充电底座或支座上的感应充电系统,并且为其留下重新充电所需的时间。比较器在支座上的准确定位通常由支承面所限定。在部件之间可能的意外移动或者是在支座上不精确的布置可能妨碍正确的充电。此外,在充电期间,在通常要使用比较器的车间环境中,置于充电支座上的比较器可能会受到冲击和/或外部压力,从而使得比较器可能从充电站掉落并脱离,导致损坏并中断充电过程。

为了确保仅在比较器相对于充电设备被正确布置时进行对电池的充电,提供了识别系统。识别系统在比较器被正确定位时自动触发充电,并且每当比较器从支座移除或置于不正确的位置(例如由于意外冲击)时中断充电。除了传输电力以便给电池充电之外,这些识别系统例如提供了数据通信,以便检查比较器的存在和状态。在从比较器得到负面响应的情况下,电源不被启动或者被停用。此类系统也适用于工业领域(包括可充电的手动工具,诸如钻头、螺钉驱动装置或其他工具),甚至是在不同的使用领域(如用于充电移动电话的电池)。

此类识别系统需要两个复杂的逻辑单元,其中一个在充电支座中而另一个在可拆卸设备中,这使得此种结构更加昂贵和复杂,并且可能要面临在结构本身中的尺寸问题

其他类型的识别系统也是已知的。

例如专利US4031449描述了一种电池充电器,其具有感应耦连并且包括接近传感器以便在要充电的电池存在且被正确布置时启动电力系统。当电池存在且被正确布置时,通过布置在充电器中的初级绕组产生的磁场在连接到要重新充电的电池的次级绕组中传播,并且不被接近传感器检测。相反,当电池没有与电池充电器正确耦连时,磁场穿过接近传感器。然而,这需要维持最低水平的电流以允许识别系统在电池接近充电器时检测电池的存在。因此,识别系统的操作要求充电设备向系统不断提供电力。

在专利US3641336中所描述的识别系统的一个不同示例(其与一种紧急电子灯具有关)设置有一个用于给电池充电的设备。该专利的图3显示了一种方案,其中包括在灯与充电设备分离时中断电源的保护系统。此种安全设备包括一个“簧片开关”类型的开关以及分别固定到充电设备和灯的磁铁。当充电设备和灯彼此耦连时,由于存在磁铁,开关关闭并允许电流通过。而当充电设备被移除时,开关打开并阻止电流通过。

一般来说,在识别系统中的电机械元件(诸如开关)可能发生磨损问题,并因此导致系统故障,并且使得可重新充电的设备的密封更加复杂和昂贵。

关于作为根据本发明的组件一部分的测量和/或检查组件,手动测量和检查组件(诸如比较器)的示例在属于本发明的同一申请人所提交的专利文献中有所描述,所述专利文献按如下编号公开:WO9501547A1、WO2007128805A2和WO2010108990A1。

这些比较器包括限定了一握柄的壳体,其能够由握柄设备的使用者抓握。

壳是中空的并且封装电子电路或板,并且在一些情况下封装位置变换器和用于给设备供电的电池。

此外,每一个比较器具有探针,该探针配有至少一个可移动的触针(feeler),其被适配成接触要检测的工件。为了测量突出的元件,具体是具有外直径的部件,触针能够通过叉形元件支撑并且比较器被称为“叉形规”或者甚至是“卡规”。如果待测量的元件是圆柱形的孔或底座,则触针通常安装在圆柱形的凹槽或筒状物上,而比较器则称为“测孔规”。

在一个典型的实施方式中,探针具有耦连到触针和位置变换器的可移动的杆。此外,比较器可包括使用者接口,以便显示关于设备操作的信息。在上述示例中,接口包括LED,其点亮以指示设备已启动。

比较器还设置有可从壳的外部接触到的按钮,以便将控制信号传输至电子电路,其包括控制器以获取由变换器所检测到测量数据。

这些工业测量系统在汽车工业领域中(尽管不是唯一的)被广泛使用。

从实践的角度来看,使用者必须在其工作站中一个接一个地在同一复杂机械系统上执行一系列测量。例如,在发动机的汽缸盖上(在该处有若干待测量的开口和突出部),仅在完成所有测量之后,使用者将汽缸盖从工作站移除,以便容纳一个新的待测量和检查的汽缸。

在这种情况下,要注意的是,工作站通常配备有多个测量和检查组件,其形成一个工作包,也就是使用者的测量和检查工具包。通常,各比较器彼此之间有差别,因为它们包括不同的探针,这些探针就其类型、尺寸或形状而言有所不同。

可操作地,使用者在握持比较器之后,对其进行定位,使用探针耦连至待测量的机械零件,并且当该使用者认为比较器的定位正确时,按压按钮以获取测量数据。

该测量数据应该被进一步详细阐释。为此,工作站通常配备设置有显示器的计算机。

在一些方案中,比较器经由电子电缆连接到计算机。在其他的方案中,比较器与计算机以无线方式交换数据,由此赋予握持比较器的使用者更大的移动自由。

上述的技术领域意味着存在各种需求。

一种需求是确保测量和/或检查操作有效且高产。

这意味着降低了使用者出错的可能性并且允许其快速工作,将使用者必须执行的操作的执行时间降至最低。

为此,工作站的计算机通常要实现一种在工作的显示屏上显示的引导程序或向导程序(wizard),从而使得使用者能够观看并遵循一系列被引导的待执行操作。例如,向导程序会建议使用者采用特定的一个比较器或一组比较器以便测量特定工件的一部分,随后其将会建议将比较器存储起来并且采用另一个比较器来执行新的测量等。

这有助于降低使用者执行错误操作的情况的数量并提高工作效率。

然而,向导程序的使用有某些限制。

一个限制是由于使用者错误地选择由向导程序所建议的比较器的风险。此类限制的至少一个问题是损失了一些时间。

此外,在使用者抓握正确比较器的时刻与比较器准备好执行测量的时刻之间有延迟,因此存在空闲时间。

为了使工作站或单个比较器功能最多且包含成本,通常比较器的探针可与其他探针互换。

就这一点而言,另一种需求是特别快速且安全地更换比较器中的探针。在这种情况下,在上述专利文献中描述的已知方案不能适当地结合在探针与壳之间的连接速度、连接牢固度和相对角位置的易调节性方面的需求。

另一需求是使得使用者的工作在读取由比较器所检测的数据和比较器本身的处理这两方面都特别容易和方便。在这种情况下,在使用的方案中,使用者在工作站的屏幕上读取由比较器所检测的数据(例如底座或开口的直径),并且在该使用者认为所显示的数值稳定或正确时,通过致动按钮来控制此类数据的获取。这是不方便的且可能导致错误,原因在于,使用者为了检查在屏幕上的数据不得不转动他的头部并且视线离开比较器,而比较器要被牢固地保持在正确的位置并耦连到待测量的机械零件。

还要注意的是,使用者需要在各种空间方向上保持比较器,这依赖于待测量的位置和形状。这意味着已知示例的比较器不符合人体工学并且所有情况下都易于使用,特别是需要将比较器维持在正确位置同时还要按下按钮。

受此启发并且结合手动的量具或比较器(比如根据本发明的比较器),特别重要的是要从产品的人体工学方面来设想。事实上,在精确的测量中,重要的是在获取测量结果时将比较器布置并牢固地保持在正确的位置。在实践中,抓握比较器的难易程度、用于获取测量数据的按钮的可达到性、比较器被保持在正确位置的便利性、读取测量结果的难易程度特别是有关的方面。

另一需求涉及到量具或比较器的鲁棒性和可靠性。

此类量具要被用在工业环境中,在该环境中可能发生冲击并且在该环境中常常会有粉末或液体形式的污染物。此外,当使用者将探针插入底座中并且用手按压在比较器上以获取测量数据,其在探针与壳体之间的连接区域上施加力,更具体是施加弯曲力矩,这倾向于破坏量具本身。处于这些原因,此类比较器要承受特别的风险,即由机械应力导致破坏或者污染物进入导致故障。

除了需要保护外部试剂(诸如液体和粉末试剂)之外,有鉴于许多国家强制执行的不同规定,还迫切需要确保产品的高水平电磁铁兼容性。也就是说,需要确保当存在诸如静电放电(ESD)等现象的情况下,产品的操作不会打折扣,无论是永久的亦或是暂时的。

这些关于稳健性和可靠性以及电磁铁兼容性的的需求,其不能够在当前可用的量具中找到令人完全满意的反馈。

事实上,在已知比较器的某些实施方式中,例如为了能够调整在探针与壳体之间相互的角度位置,其实际削弱了探针的稳健性。

出于时间和成本的原因,对已知比较器的另一需求是简化维护和可维修性。

在这一方面,要注意的是,已知解决方案中的比较器或量具通常难以装配,例如这意味着在壳体内部要进行相当复杂的内部电连接,这是难以实现的。

发明公开内容

本发明的一个目的是提供一种用于测量装置的识别系统,其用于识别可拆卸设备相对于固定部件的准确定位,该系统克服了上述缺陷并提供了更简单且经济的结构。

本发明的另一个目的是提供一种识别用于检查机械零件的尺寸和/或形状的可拆卸设备相对于固定部件的准确定位的方法,这是简单且经济的实施。

根据本发明的识别系统是独立的系统,其可以不考虑电池充电设备的存在而被使用。该识别系统可以被使用,例如简单地确定可拆卸设备是否相对于固定部件被合适地定位。

为此,可以是灯诸如LED给出有关可拆卸设备的识别或未识别的信息,且警笛声可以被添加。可选择地,该识别系统可以向机器逻辑发送逻辑信号。

使根据本发明的识别系统与用于可拆卸设备的电池的充电系统相关联,可以基于可拆卸设备相对于固定部件的准确定位的检测来自动地启动电池的充电。此外,在充电阶段期间,可拆卸设备的任何移动例如因意外冲击引起的运动由识别系统检测且中断充电。

根据本发明的识别系统优选地是磁类型,但也可以是别的类型,例如光的。根据本发明的识别系统的优选实施方式提供了不需要任何电源的永磁铁的使用。

系统可以以简单且经济的方式被集成在可拆卸设备和固定部件的结构中而无需引入繁重的结构变化。而且,系统的总尺寸是非常有限的。

此外,不存在电磁元件,诸如具有经历断裂和磨损的移动部件的开关,这允许增强识别系统的可靠性和寿命预期以及容易提供密闭的系统。

现在提及与可以是根据本发明的测量组件的一部分的和被用在其中的测量装置和方法有关的其他优势性方面。

测量组件的多个测量装置(或可拆卸设备,或比较器)可以是配备的工作站的一部分,这允许使用者执行具有多个待测量部件的复杂机械结构的多个检查和测量。

工作站包括处理器,在本描述中也称为“主处理器”。

优选地,工作站还包括连接至主处理器的显示屏(在本描述中也称为显示器或“主屏幕”)。

工作站还包括相应的多个握持器,被配置成接纳相应的比较器,例如可以在它们不被使用时被支撑或钩住。

优选地,工作站包括无线连接,用于传输主处理器与每一个比较器的电子电路之间的数据。可选择地,比较器使用信号线缆或电缆(其可以给比较器供电)被连接至计算机。每一个比较器由使用者手动操作。具体地,比较器具有手柄和至少一个按钮(或其他控制元件)。此外,每一个比较器配备有电子电路或电子板,以获取所测量的数据。

每一个比较器具有开机、或充分供电、或“ON”构型,其中比较器被布置成执行测量即检查机械零件,和关机、或待机、或“OFF”构型,具有最低的能量消耗。比较器被配置成在待机与完全供电的构型之间自动地切换。

比较器的电子电路被编程以运行通电过程,以将比较器从OFF构型切换到ON构型。此外,比较器的电子电路被编程以执行断电过程,以将比较器从ON构型切换到OFF构型。

主处理器被编程有涉及连续使用所述多个比较器中的两个或更多个的指令序列。

此指令序列界定了用于使用者的向导程序,包含有关待执行的操作的序列的信息。

主处理器执行所述指令序列确定了向导程序的产生,这以预定的时间间隔(由指令序列确定)发生。因此,在执行所述指令序列期间,主处理器在每一个时刻知道(例如由某一个比较器检查给定的工件)使用者根据向导程序执行的哪一个动作,主处理器知道使用者必须执行的下一个动作是什么且知道使用者将被告知结束目前的动作并开始下一个动作的时间。后一种情形相当于可拆卸设备的变化:例如使用者正在使用的比较器或多个比较器应该被置于合适的位置且一个或更多个其他比较器应该被选择。

提供了多个实施方式以使使用者获得有关根据所述指令序列执行的操作序列的信息。

在一个实施方式中,主处理器被编程以开启或关闭指示灯(形成工作站的一部分)。在另一个实施方式中,主处理器被编程以产生声音消息(音频)。优选地,除了上面涉及指示灯和音频消息的实施例之外或这些实施例的替代实施例,主处理器被编程以在主屏幕上显示涉及连续使用工作站的两个或更多个比较器的指令序列。这具有在机械零件的测量和检查操作中引导使用者的功能。

在一个实施方式中,由于显示在主屏幕上的指令序列,主处理器被编程以将通电或断电信号传输至所述多个比较器中的一个或更多个的电子板,以分别将比较器切换至ON或OFF构型。主处理器根据所显示的指令序列自动控制比较器的通电或断电的事实允许使用者省去由引导过程推动的开启或关闭具体的比较器所需的麻烦和时间。以这样的方式,增加了生产效率。

具体地,处理器被编程以将通电信号传输至所述多个比较器中的一个的电子板,从而根据指令序列,必须被使用的比较器在其必须被使用时或在使用之前不久被开启。在工作站包括显示屏的情形中,处理器传输通电信号与显示使用该比较器的指令基本上同时发生(即,同时或不久之前例如一秒之前,不久之后例如1秒后)。这降低了使用者错误选择比较器的风险,原因是这引发使用者采用被通电或将要被通电的比较器。

优选地,主处理器被编程以根据包括使用所述多个比较器中的一个的指令向其他比较器中的至少一个的(或在一个实施方式中,所有其他比较器)呈ON构型的比较器的电子电路传输断电信号,和/或向其他比较器中的至少一个(或在一个实施方式中,所有其他比较器)呈OFF构型的比较器的电子电路传输通电禁止信号。

根据使用者必须执行的操作,预期他一次使用一个比较器(在此情形中,优选不是正在使用的那个比较器或靠近使用的那个比较器的所有其他比较器被断电或禁止);但使用者还可以要求同时使用两个或更多个比较器(在此情形中,优选地,被使用的或应该被使用的所有比较器被开启,而不需要被使用的所有其他比较器被断电或禁止)。

因此,通常来说,处理器(主处理器)被编程以基于界定向导程序的设置的预设序列对必须被使用的至少一个比较器供电(在执行向导程序期间或可能提前的给定时刻),且被编程以基于界定向导程序的设置的预设序列对当其禁止被使用时必须放置在合适的位置或存储的至少一个比较器断电(可能地禁止)。

当任何比较器在其不应该被使用时的关闭进一步降低了使用者选择错误比较器的风险,原因是这引发使用者避免抓握断电的比较器。此外,节约了能量,即当比较器不被使用时无需浪费来保持比较器通电。

禁止开启已经呈OFF构型的且禁止使用的比较器进一步降低了因可能错误选择不同于向导程序中指示的比较器的任何这样的比较器引起的错误和时间损失的风险。由使用者对其通电的任何可能的错误尝试将是不会成功的。

优选地,处理器被编程以在预定时间间隔(例如数秒钟或在任一情形中,等于或大于对比较器通电的时间)的时刻,在显示要求使用比较器的指令的时刻之前,或在操作者必须抓握比较器并使用比较器的时刻之前,向所述多个比较器中的一个的电子板传输通电信号。

这允许避免因使用者等待所选择的比较器开启并准备使用所引起的空闲时间。

优选地,每一个比较器具有其自己的可以背后照亮的显示器。比较器的电子电路被编程以开启显示器,如在接收到通电信号时打开背景灯。

这降低了使用者选择错误比较器的可能性并缩短了向导程序中所示的使用者选择并抓握比较器所需的时间。

在一个实施方式中,每一个支撑元件包括再充电端子且每一个比较器被设置有连接至电池的充电元件。支撑元件的再充电端子被配置成与比较器的板上的充电元件相互配合来在比较器耦连至支撑元件时产生电池的充电电流。

优选地,支撑元件的再充电端子被配置成与比较器的板上的充电元件在不接触的情况下相互作用,正如前面关于“充电底座”或“支座”所描述的。这允许增强比较器的密封免受灰尘和液体影响的保护程度。

当比较器耦连至支撑元件且电池正在充电时,由比较器的电子板检测充电条件。

优选地,比较器的电子板被编程以设定成来自主处理器的通电或断电或禁止信号的听取模式。这使系统特别简单且有效。

作为上述自动通电过程的替代方案,与其相关联,可以采用不同的比较器的自动通电系统,以便缩短使用者在通电命令与比较器自动准备使用的时间之间的等待时间。

优选地,在每一个比较器中,电子板被连接至充电元件以检测构型(ON,对电池充电电池,或OFF),且被编程以根据充电元件的构型来启动通电过程或断电过程。可选择地,电子板被编程以针对设计成检测比较器与支撑元件的断开的倾斜度传感器或惯性传感器(如加速度计)的信号启动通电或断电过程。

通过例如惯性传感器进行的单个比较器的开启和/或关闭也可以因比较器从休息状态(例如搁置在台面上)转变成移动条件(当比较器由操作者抓握时)而独立于支撑元件的连接被提供。

这允许使用者避免浪费时间来作用于开启或关闭比较器的按钮或另一个命令。

比较器优选是无线设备,其被配置成通过无线通讯接收并传输数据,且这意味着必须在恰当的时刻建立连接的需要,同时保持在大部分时间之外处于待机条件。在无线系统中,重要的是积极利用都节约能量的通讯不存在的条件,避免比较器的电池不必要地放电,以及对比较器再充电。此外,如果比较器处于待机条件时,对工作区域中存在的其他仪器(例如其他工作站或测量台)引起的干扰和噪音量可以被显著减少。

减少这样的干扰和噪音还有助于增加通过合适的协议建立可靠的无线链接过程的速度并避免还可以如果试图连接时达到预设时间之外时防止建立这样的链接的问题(在一些情形中)。这是有助于通过提供更快且更可靠的检查过程来提高生产率的重要的优势。

因此,启动时间是对系统的生产率具有可测量的影响的时间。

此问题由对上述比较器自动通电,优选地提前通电的系统来解决。

本描述还提供了一种使用用于测量并检查机械零件的装置的方法。换句话说,本描述提供了一种用于测量(或检查)机械零件的方法。

该方法包括步骤:由涉及连续使用所述多个比较器中的两个或更多个比较器的一系列指令编程处理器。

该方法提供了主处理器根据指令序列自动地且选择性地启动多个比较器中的一个或多个的通电或断电过程,以引导使用者通过操作以测量和检查机械零件。

观察到的是,比较器是通过唯一分配给每一个比较器的参考代码由主处理器可识别的。

此外,控制向导程序在主屏幕上的显示的主处理器在每一个时刻知道哪一个比较器目前由使用者使用和哪一个比较器随后将被使用,以及替换前一个比较器的时间。

因此,主处理器执行下述动作中的一个或多个:

-开启所选择的比较器;

-关闭在该时刻可能是ON的所述多个其他比较器中的一个或多个比较器;

-禁止开启在该时刻是OFF的其他比较器。

如果装置包括显示屏,则主处理器相对于显示引导使用者使用某一比较器的指示同时地或在其之前(根据设定的时间段)实施这些动作。

在一个实施方式中,该方法为每一个比较器提供了自动通电和/或断电步骤,而无需使用者按压按钮或给出引起这样的通电和/或断电的任何其他命令。

这样的自动通电和/或断电步骤由比较器响应于下述事件(即下述步骤)中的一个或更多个来执行:

-改变由电子电路检测到的比较器在空间中的取向变化;

-中断对电池无线充电的步骤;

-接收由主处理器产生的并通过无线连接传输的通电和/或断电启动命令。

下面对比较器的观察适用于包括在装置中的多个比较器中的所有比较器。

根据本描述的比较器是机械零件的手动测量和/或检查装置。

优选地,比较器在板上具有电源电池。

此外,优选地,比较器被配置成以无线方式与比较器外部的电子设备交换数据(即比较器是无线设备)。

比较器具有细长的形状。

比较器包括具有内部空间的保护壳。壳在外部界定了手柄以允许使用者抓握它。

壳又具有细长的形状且主要沿着纵轴延伸且具有第一端和第二端。手柄被定位在壳的第一端与第二端之间,优选在基本上中间的位置。

优选地,比较器包括至少部分地被罩在壳的内部空间中的第一区块(在本描述中也称为“前端”)。

比较器包括被罩在壳的内部空间中的第二区块(在本描述中也称为“后端”)。后端包括电池和电子电路。在本描述中,还将使用表达“电子板”作表达,以表示所述电子电路,这并不意味着限制同一描述的范围。

电子板包括处理器、存储器,且优选地配置成以无线方式传输比较器外部的数据。

前端和后端两者均具有大体上细长的形状且沿着它们各自的纵轴对准。

此外,比较器包括具有至少一个可移动的触针的探针,其根据待执行的检查的类型,如分别是内径或外径检查而被安装在例如圆柱形主体上(所谓的“测孔规”中)或叉形主体(在所谓的“卡规”中)。触针被配置成接触待测量的工件的机械部分的表面,即在测孔规的情形中通常是圆柱形的底座,或在卡规的情形中通常是圆柱形的突起。

甚至探针具有大体上细长的形状且沿着纵轴延伸。

比较器还具有位置变换器,用于响应于移动触针的位移产生信号。

探针优选地包括传输单元,其被配置成在运动学上将变换器连接至所述至少一个触针。

根据实施方式,位置变换器可以被容纳在两个区块的一个内,例如前端,或在探针中。

在可能的实施方式中,传输单元包括沿着纵轴可移动的且与位置变换器相互配合的杆。在此实施方式中,位置变换器优选地被容纳在前端中。

探针被定位在壳的外部。在一个实施方式中,探针被连接至前端且然后被间接连接至壳,或在另一个实施方式中,探针被直接连接至壳。

当比较器被组装时,探针、壳、前端以及后端一起被沿着纵轴定向,相互对准。

可操作地,使用者抓握比较器并借助探针将其耦连至工作位置中的待测量的机械零件。

当比较器处于工作位置中时,探针的移动的触针与机械零件相互作用,移动并引起探针的杆的位移。杆与前端的位置变换器相互作用,这将表示检测值的量(例如直径的量度或待测量的零件的直径与参照直径之间的差)的信号传输至后端的电子板。

通常,所检测到的数据基本上实时更新,随由抓握比较器自身的手的移动驱动的比较器的移动而变化。

当使用者决定获取所检测到的数据并实施测量时,他按压比较器上存在的按钮(或任何其他命令)。作用于按钮上的压力造成命令发送至电路板,这获取数据并将其从比较器传输(和/或将其存储到存储器)。

比较器被设计成由使用者单手抓握。通常,使用者用握持比较器的同一只手按压按钮(优选地使用拇指)。

比较器还包括预期让使用者看到比较器操作的信息的接口。

在一个实施方式中,接口包括LED或别的灯指示器,这表明比较器被通电。

在一个实施方式中,接口包括比较器的板上的显示器。该显示器是LED之外的显示器或是LED的替代物。显示器被配置成显示数字、消息以及图标。具体地,显示器被连接至电子板,以便实时显示涉及由比较器检测到的变量的数据。

在一个实施方式中,比较器包括第一和第二按钮。按钮被插入到由壳界定的相应的外部罩内,“外部”是因为它们被形成在壳的外表面内,更具体是壳的壁内,使得可以通过握持比较器的手从外部到达按钮。这些第一和第二按钮具有相同的功能。

优选地,按钮被定位成在纵向上彼此隔开,在握柄的相对端附近,因而增强了比较器的人体工程学。事实上,使用者可能需要根据彼此相对的第一或第二方位采用比较器。存在两个按钮,一个接近壳的第一端而另一个接近壳的第二端,这样的两个按钮允许使用者以全部抓握的模式方便地操作按钮。

优选地,按钮彼此对准,例如沿着壳的大体上圆柱形的表面的母线。

优选地,按钮还与显示器对准。

这增强了人体工程系和使用比较器的舒适度,允许使用者看到所检测的图且同时按压按钮,而不会目光离开比较器和在任何处置或抓握布置中。

在一个实施方式中,比较器的电子电路被编程以响应于由使用者通过控制构件(例如按钮)和/或自动给出的命令来旋转屏幕上显示的图像。

这提高了使用比较器的便利性,因为这促进了所检测到的且显示在显示器上的数据的读取,允许人们根据比较器相对于使用者的布置调整所显示的图像的方位(在由显示器界定的平面上)。所显示图像的自动旋转,例如针对比较器的板上的惯性传感器的信号,允许使用者节约了手动控制器旋转的时间和努力。

探针是可更换的,即探针可以被拆卸并用不同的探针替换。此特征赋予比较器特别的通用性和实用性。

本描述提供了用于替换探针的特别有优势的方案。

比较器包括紧固单元,其可操作地被置于探针与前端之间,以及在探针与壳的第一端之间。

紧固单元优选地具有带纵轴的圆柱形的几何形状。

紧固单元配置成固定至探针。优选地,紧固单元和探针具有各自的螺纹部分,以界定螺纹耦连。这使比较器是稳健的且稳定的。

紧固单元被配置成固定至壳的前端或第一端。优选地,紧固单元具有围绕其纵轴径向延伸的凸缘,以便连接至前端。紧固单元还包括一个或更多个可拆卸的锁定构件,其被配置成将紧固单元-更具体是紧固单元的凸缘-固定至前端,进入围绕纵轴的多个有角的位置中。观察到凸缘至前端的连接涉及凸缘连接(至少间接连接)至壳的第一端。

优选地,紧固单元还包括定心元件,例如环形突起凸起,其被配置成围绕纵轴旋转耦连至前端。这样的定心元件具有确保在定心元件所固定的探针与固定至壳前端之间沿着纵轴精确对准的功能。

此方案特别确保了总尺寸的减小(尤其是在纵向方向上)且允许使用者执行特别简单且快速的操作并调节探针相对于壳围绕纵轴的有角度的布置。

因此,使用者可以容易地选择并固定探针相对于壳的有角度的位置,如以对准线作为参照,按钮和屏幕位于对准线上。

以典型的螺纹连接的高稳健性和可靠性为特征的此方案还允许降低成本并改进比较器的可靠性。

关于比较器的稳健性和可靠性,除了在本描述中提到的其他方面,本描述提供了涉及比较器的可相互组合地改动或单独地改动的其他方面的其他方案。

在一个实施方式中,按钮被定位在由壳界定的外部罩内,其形成盲开口(blind opening),仅对壳的外侧是敞开的。换句话说,壳的界定外部罩的壁被物理介于这样的外部罩与壳的内部空间之间,以物理隔离按钮与内部空间。按钮还与前端和后端是电绝缘的。事实上,壳的界定外部罩的壁由介电材料制成,诸如塑性材料,例如聚合物。

这增强了比较器避免灰尘、液体或其他外部剂和污染物进入比较器内部(即进入大多数灵敏的电部件和电子部件所处的壳的内部空间)的保护。

在壳的外部部分(按钮所处的位置)与内部空间之间不存在电连接还改进了比较器的电磁相容性。

在此实施方式中,按钮经由非接触耦连将控制信号传输至电子板(位于壳的内部空间中)。例如,按钮磁性耦连至位于壳内的控制电路,以改变电路的电参数(例如电感)。根据可选择的方案,按钮包括RFID发送器或接收器(例如无源元件),适于与置于壳内的相应的接收器或发送器相互作用,其中每一个发送器和相应的接收器元件被定位在使外部罩与壳的内部空间分开的壁的相对面上。

此方案以相对低的生产成本允许获得以等于或大于IP65的密封程度为特征的比较器。

在一个实施方式中,壳包括可渗透气体的但不可渗透液体的膜,膜被置于内部空间与比较器外部的环境之间。优选地,膜被设置在壳的第二端的密封盖内,在后端附近。

此方案增强了使用比较器的稳健性和便利性,原因是该方案允许维持比较器避免进入灰尘和液体且同时避免在内部空间(例如在显示器上)中发生冷凝的风险的良好的保护水平。如果比较器在较使用比较器的环境相对湿润且温暖的环境中组装和密封的话,那么可能形成冷凝。

在一个实施方式中,比较器具有被定位成靠近壳的第一端,例如离第一端不到15mm的按钮。

这增强了比较器的稳健性和可靠性,原因是这降低了因使用者按压该按钮时施加到探针与前端之间的连接区域的过度应力(弯矩)引起断裂的可能性。

被旋入探针的特定紧固单元允许将探针定位在离壳特别小的距离处;因此进一步降低了断裂风险。

在一个实施方式中,壳包括引入到由塑性材料制成的且界定了包封磁心或其一部分的基质的主体中的磁心(优选地由耐久的金属材料制成)。磁心具有可以在壳的第一端处固定至前端的接合表面。

磁心在从定位在壳的第一端处的第一端到定位在壳的中间区域中且被包封在壳本身的塑性主体内的第二端的纵向上是细长的。这进一步增强了比较器的稳健性和可靠性,特别参考前端与壳之间的连接区域。

就比较器的维护、可修理性以及组装的简化和效率而言,本描述提供了进一步有优势的方案,除了在本描述中提到的其他方面,涉及比较器的可相互组合地改动或单独地改动的其他方面。

根据一个实施方式,壳的内部空间具有用于罩住前端的第一内部罩和用于罩住后端的第二内部罩。

每一个内部罩界定了用于各自的区块从壳的相应开口朝向壳的中心区域纵向滑动的引导件。每一个的工作位置由与壳集成的机械基准界定。

前端或第一区块具有第一多个电触点且后端或第二区块具有连接至第一多个电触点的第二多个电触点。所述电触点被定位在各自区块的相应端上,当前端和后端被罩在壳内时,两个端可操作地彼此面向。

前端和后端具有不同的横截面。第一外部罩和第二外部罩具有相应的不同的截面。

至少一个所述第一多个电触点和第二多个电触点是通过弹性变形沿着纵轴可移动的。

这使得前端和后端之间的电连接特别容易且快速。此外,使用耦连至第二区块(后端)无线按钮简化了比较器的组装,原因是这减少了要执行的连接数目。

甚至,采用上述紧固单元简化了组装,参考连接至前端的探针。

引入到壳的塑性主体中的磁心促进并加强了第一区块(前端)至壳的连接。

本描述还提供了使用比较器的方法。

根据可能的实施方式,这样的使用方法提供了将命令从按钮非接触式传输到电子板。

根据另一个实施方式,该方法提供了显示在比较器的屏幕上的图像的旋转,优选地自动地(但可能也通过手动控制)。

根据另一个实施方式,使用方法提供了通过将紧固单元解锁、旋转和锁定至前端来调整探针相对于壳围绕纵轴的角度位置。

根据另一个实施方式,该方法包括对比较器自动地通电或断电而无需使用者给出具体的控制,如通过按钮。

根据另一个实施方式,该方法通过允许气体穿过但液体不穿过的膜来平衡该内部空间与比较器外部环境的湿度而提供了壳的内部空间的湿度调节。

此外,本描述还涉及了组装比较器的方法,如出于维护目的。

根据本发明的组装方法的实施方式,通过按压在纵向(两个区块沿着纵向被对准)或径向上可弹性位移的弹性电触点,更具体是可回缩的触点来发生前端(第一区块)至后端(第二区块)在壳内部的电连接。

根据另一个实施例,组装方法通过将区块沿着壳的纵轴可滑动地插入到相应的罩中且随后附接至壳来提供前端和后端至壳的耦连,罩被合适地成形以界定滑动引导件。

根据另一个实施例,组装方法涉及通过将探针旋入紧固单元来将探针连接至前端(第一区块),紧固单元又被固定至壳的端,或通过围绕纵轴旋转而可成角度调节的凸缘来将探针连接至前端。

根据另一个实施例,组装方法包括通过将内螺钉或其他紧固元件应用在第一区块的末端的径向膨胀物与嵌入在塑性材料基质的金属磁心之间以形成壳来将前端固定至壳。

此外,本描述还提及用于测量和/或检查机械零件的比较器的壳。

根据一个实施方式,壳具有两个或更多个外部罩或底座,用于罩住许多按钮。

根据一个实施方式,壳具有至少一个用于按钮的外部罩,其由壳的壁界定,构成了按钮的外部罩与壳的内部空间之间的连续屏障(机械的和电的)。

根据一个实施方式,壳具有嵌入在塑性材料基质内的金属磁心。

根据一个实施方式,壳具有不可渗透液体但可渗透气体的膜。

附图简述

现在将参考仅通过非限制性示例给出的附图来描述根据本发明的用于测量装置的识别系统和检测可拆卸设备相对于固定部件的准确定位的相对方法,在附图中:

-图1是具有已知类型的感应充电设备的测量装置的示意图;

-图2是包括紧固结构的测量装置的一部分的透视图;

-图3是测量装置的一部分的部分横截面图;

-图4是根据本发明的测量装置的部件和识别系统的一部分的透视图;

-图5A和5B是操作根据本发明的测量组件中的磁类型的识别系统的第一实施方式的非常示意性的表示;

-图6A和6B是操作根据本发明的测量组件中的磁类型的识别系统的第二实施方式的非常示意性的表示;

-图7是根据本发明的测量组件中的识别系统的部件的可选择的实施方式的非常示意性的表示;

-图8是根据本发明的包括识别系统的测量组件中的测量装置的电路部件的框图;

-图9A和9B是操作根据本发明的测量组件中的光识别系统的非常示意性的表示;

-图10以透视图显示了根据本发明的测量组件的一部分的比较器,更具体是测孔规;

-图11以透视图显示了根据本发明的测量组件的一部分的另一个比较器,更具体是卡规;

-图12显示了图10的沿着纵向面剖开的比较器;

-图13以透视图显示了图10的比较器的壳;

-图14显示了图13的沿着纵向面剖开的壳;

-图15是显示了图10的比较器的探针、前端和后端的分解视图;

-图16显示了图12的放大的且颠倒的细节;

-图17显示了图15的细节;

-图18显示了根据本发明的测量组件的车间;

-图19A显示了显示在图10的比较器的显示器上的图像;

-图19B图示了呈旋转90度构型的图19A的图像;

-图20A图示了图19A的显示器,空的,即无图像要素;以及

-图20B图示了图19B的显示器,空的,即无图像要素。

具体实施方式

图1示意性地显示了在已知类型的测量组件中的测量装置51,设置有可拆卸的设备,例如比较器,且具体是用于检查孔H的内径测孔规52和包括感应充电设备的固定部件53。测孔规52包括具有可围绕支点移动的至少一个臂和固定至臂的且配置成接触孔H的表面的至少一个触针的测量臂套件(measuring armset)。在附图中所示的比较器52中,臂套件包括围绕支点F移动的一对臂A和固定至臂A的且配置成接触孔H的表面的触针S。变换器L提供了响应于触针S对传输单元T的相互位置的电信号,传输单元T包括例如又传输相应的无线信号至外部处理单元U的天线。电池B供给变换器L和传输单元T。当比较器52需要接近具有振荡器O的含有电源单元的固定部件53时,通过与分别布置在固定部件53和比较器52中的初级绕组和次级绕组的感应耦连I,电池B被充电。

图2显示了具有类似于图1的结构的测量装置的优选实施方式,其中固定部件或支座53包括用于比较器52和感应充电设备的罩。用于手动使用的比较器52包括具有壁54的握柄82,测量探针(未显示在图2中)被连接至握柄。测量探针基本上对应于比较器52的下部部分,如图1中显示的。握柄82罩住电池,电池供给包括天线的传输系统。支座53是大体上L形的且设置有用于比较器的第一机械基准,具体是成形的底座55,握柄82的包括绕组81的部分被插入在底座中。电源单元被罩在支座53内,对应支座53本身的竖直壁。当比较器52被插入在支座53的底座55内时,比较器52内部的绕组81面向支座53内存在的绕组或初级绕组80。

如图2显示的比较器的握柄82被设置有用于显示数据的显示器和用于手动启动比较器的两个按钮,但可以呈现不同的特征。

图2中所示的实施方式还包括例如由钢制成的紧固结构56,其被连接至并支撑支座53。紧固结构56是大致上C形的且界定了竖直的中心部分、下部部分以及上部部分。紧固结构56的下部部分在其自由端包括两个元件57,该两个元件被合适地成形以允许支座53在两个元件之间通过连接装置连接至结构56,连接装置诸如,如耦连至支座53的侧壁处的孔的螺钉58。支座以支座的大部分底座被布置在紧固结构56之外的方式被连接至紧固结构56。以这样的方式,由钢制成的紧固结构56基本上不会干扰比较器的天线与外部的处理和显示单元诸如图1的单元U之间的无线传输。第二机械基准元件59以可调节的方式例如通过螺钉被固定至紧固结构56的上部部分的自由端处。第二机械基准元件59包括V形的参照底座60,握柄82的端与插入在支座53的底座55内的端相对的端倚靠在此处。为了确保握柄82倚靠V形的参照底座60,支座53被固定至紧固结构56,使得其略微向内倾斜朝向紧固结构56。支座53和两个机械基准的倾斜,即支座53的底座55和紧固结构56的V形的参照底座60的倾斜有助于增强相对于例如因敲击引起的意外移动和不希望的脱离的比较器52的稳定性。

紧固结构56具有对应于竖直的中心部分和下部部分的孔和凹槽61,以便允许分别附接至竖直壁和支撑面。

虽然图2所示的紧固结构56赋予了许多优势,但是可以省略此结构,且例如将支座53直接置于表面上,例如在工作台上。

在根据本发明的测量组件中,识别系统可以与诸如上述的测量装置关联。识别系统用于检测可拆卸设备,更具体是测量装置或比较器相对于固定部件的准确定位。这样的识别系统包括置于固定部件内的场源、置于比较器内且适于改变由场源产生的场的传播的匹配元件以及至少一个固定至固定部件的已知类型的传感器以检测场并产生检测信号或非检测信号,这取决于该场的传播。此系统还包括处理单元,处理单元被连接至传感器并基于由传感器产生的信号提供了比较器的准确定位的标识。

根据本发明的优选实施方式,如图2所示的测量装置包括磁性识别系统,其中场源和匹配元件包括铁磁性元件,一个置于可拆卸设备52内,而另一个置于固定部件53内。图3显示了如图2所示的比较器52的握柄82的和支座53的部分截面,在图2中,识别系统被部分显示且整个由参考数字62表示。

布置在比较器52的握柄82中的铁磁性元件由参考数字63表示且包括固定至设备的对应于壁54中存在的合适成形且定尺寸的空腔的独立元件。铁磁性元件63例如被胶接并装入壁54的空腔中。

布置在固定部件53中的铁磁性元件包括具有两个相对极的C形的磁心64。磁心64固定至存在于支座53内的电子板68,其还包括电源单元。板68在图3的截面中是可见的,而图4显示了包括磁心64和绕组80的一侧。板68被固定在形成于支座53的竖直壁内的特别成形的空腔中。

两个极性相反的磁铁被布置在磁心64的两端。在图3和4所示的优选实施方式中,磁心64包括由铁磁性材料制成的细长的板65,在板65的表面上固定了两个永磁铁66,每一个在一端处,正如已知的,永磁铁不需要电源。

根据可选择的、不那么有优势的实施方式,具有永磁铁66的磁心64被电磁铁替换,具体地包括C形的铁磁性磁心,合适数量的供给交流电的线圈缠绕该磁心。此可选择的实施方式允许避免铁磁性结构因由永磁铁产生的恒磁场的永磁化的副作用,但增强了系统的复杂度且需要额外的电源。

被布置在比较器52中的铁磁性元件63和布置在支座53内的磁心64被合适地定位,以便当比较器52相对于支座53被合适定位时,铁磁性元件63和磁心64相互面对。

正如下面详细讨论的,为了允许识别系统合适地操作,要求支座53与比较器52之间的最大距离不能超过某一限值。存在至少一个用于比较器52的机械基准允许确保此条件。

磁场传感器67,例如固态传感器或霍耳效应开关被置于固定部件53内在磁心64的附近。传感器向处理单元(未显示)发送检测到或未检测到由磁心64产生的磁场的逻辑信号的指示。基于从传感器67接收到的信号且响应于已知类型的处理,处理单元确定比较器52是否存在和是否相对于固定部件53被准确地定位,或是否未存在或未被准确地定位,并提供相对信息。传感器可以被定位在磁心64的两端之间的中间位置,对应于由磁心的两端密封的区域,如图5A和5B示意性显示的。在此情形中,磁心64应该被合适地定尺寸,以便确保足以放置传感器67的空间,而磁心64的两端彼此间应该是受限的距离,以确保产生合适尺寸的磁场。

可选择地,根据优选的实施方式,传感器67设置在磁心64的旁边,在磁心的外侧,靠近两端中的一端,如图6A和6B显示的。传感器67的此布置允许通过显著减小整个尺寸而获得更紧凑的铁磁性元件且此外不需要磁心64的特定尺寸。

为了提高检测可拆卸设备相对于固定部件的准确定位的准确度,可以使用两个传感器,每一个定位在磁心的两端中的一个的附近。此外,通过并行连接两个传感器67的输出,可以增强识别系统的可靠性,保证即使在两个传感器中的一个没有合适起作用的情况下仍合适的操作。

根据在图7中以非常示意性的方式显示的可选择的实施方式中,磁心64'包括铁磁性材料的层状元件,或具有部分密封磁铁66的两个折叠的相对边缘的板65'。此变化形式允许限定在对应于板65'的折叠边缘的磁场的传播,而不会改变在朝传感器延伸的方向上的传播。这允许提高确定比较器52的准确定位的准确度。事实上,由于磁心64'的特定形状,布置在比较器52中的匹配元件63中的磁场传播仅在匹配元件63和磁心64'共同处于中心时才发生。这样,可以避免因错误检测到匹配元件63中的不期望的磁场传播的风险,即使当匹配元件没有处于准确的位置,即匹配元件相对于磁心64'偏离中心,例如在参考图2,比较器52被定位得比支座53高,没有合适地位于底座55内的情形中。

根据可选择的实施方式,可以具有耦连至布置在比较器52中的铁磁性匹配元件63的一对磁铁。这样的一对磁铁又产生磁场,以便增强由磁心64(或64')产生的磁场与比较器52中存在的磁铁产生的磁场之间的相互作用。

在将识别系统应用于包括非感应型充电设备的测量装置中的情形中,根据可选择的实施方式,布置在可拆卸设备中的铁磁性元件可以是同一设备的组成部件,例如是握柄的一部分,如果握柄由铁磁性材料制成。

根据本发明的测量组件中的识别系统通常如下操作。布置在固定部件中的场源产生场,其传播经历了改变,这取决于匹配元件的位置。该场传播的改变由传感器检测,因此产生检测信号或非检测信号。基于此检测信号或非检测信号,提供了可拆卸设备相对于固定部件的定位的标识。

现在参考包括永磁铁的优选实施方式更详细地描述该操作。下面的描述明确提及了磁心64,但对图7的磁心64'也是有效的。图5A、5B、6A以及6B以示意性的且极简化的方式图示了两种不同的操作条件。虚线表示沿着磁场的通量线的路径,且因而显示了磁场的传播。

如所示的,布置在支座53内且永磁铁66在两端处的磁心64产生磁场。磁场的通量线总是沿着以较低磁阻为特征的路径。更具体地,如果场源附近存在铁磁性元件,则通量线在这样的铁磁性元件而不是在空气中会闭合。

当比较器52不存在或未被相对于固定部件53合适地定位,则由磁心64产生的磁场在空气中传播。在此情形中,如图5A和6A所示,磁场的通量线(自身闭合的)的路径穿过磁心64的两端之间的区域且还穿过接近磁心64的两端的外部区域。因此,在图5A和6A的两个实施方式中,磁场传感器67且由其检测。

相反,当比较器52被准确定位在支座53中时,铁磁性元件,即存在于比较器52中的匹配元件63和布置在支座53中的磁心64提供了磁场通量线的优选路径,原因是其磁阻远低于空气。换句话说,当比较器52存在且被合适地定位,更具体地,当铁磁性元件63位于某一位置中(即面向磁心64)时,则铁磁性元件63的存在造成由磁心64产生的磁场的传播相对于下述情形发生改变:不存在此元件,更具体磁场的通量线自身闭合穿过包括铁磁性元件63的路径。

在此情形中,如图5B和6B所示的,在传感器置于磁心64的两端之间(图5B)和传感器置于两端中的一个的旁边(图6B)的两种情形中,传感器67不会检测到磁场(即磁场(如果存在的话)的强度低于预定阈值且不能够被传感器67检测到),并输出非检测信号。基于简化的缘故,图5B和6B没有显示仍到达传感器67,但是不可检测的(磁场的强度太低,低于阈值)的流动线。

简言之,传感器67对由磁心64产生的磁场的检测表明不存在可拆卸设备或不存在可拆卸设备相对于固定部件53的准确定位,而传感器67对磁心64的磁场的缺少检测或“未检测”表明可拆卸设备52的存在且准确定位。

为了恰当地操作识别系统,可拆卸设备52不需要一定与固定部件53接触。然而,重要的是,两者之间的距离足够小以便避免磁场的分散并确保磁场的传播被改变,即相关通量线穿过可拆卸设备52中存在的铁磁性元件63。否则,正如前面解释的,磁场将被传感器67检测到,且可拆卸设备52不存在或不准确定位的指示将会被提供。

如前所述,用于比较器52的电池的感应充电系统可以与识别系统相关联。两个系统可以以下述方式被关联:当识别系统检测到比较器52的存在和准确定位时,则自动启动充电设备。

图8显示了测量装置1的电路部件的框图。电路部件被界定例如在容纳在支座53中的电子板68中,其中通过两个框示意性显示的识别系统62和充电设备被集成。用于对比较器52的电池(框90)再充电的电流源由处理单元或逻辑单元76控制。板68中还存在电压调节器75,其通过图3中显示的且由参考数字69表示的电缆供给直流电并提供了具有合适值的固定的DC电压,其开启和关闭在识别系统的传感器67产生的信号作用下由逻辑单元76控制的固态开关77、用于控制电流绕组80的过载传感器78以及用于绕组80的电源电路79。

逻辑单元76接收关于电压调节器75的准确操作的信息。根据前面描述的操作,逻辑单元76还从识别系统62,更具体从传感器67接收指示比较器52的存在及其准确定位的非检测信号,或相反,指示比较器52不存在或未准确定位的检测信号。只有在第一种情形中,即在传感器67的非检测信号表示比较器52被相对于支座53合适定位的情形中,逻辑单元76命令开关77关闭且可以传递至下一个步骤,即通过过载传感器78控制绕组80过载。在不存在过载时,维持绕组80的电源电路79的电源。相反,如果由传感器78检测到过载,则电源被中断且定期地(例如每隔3或4秒)重复控制,直至不存在过载。通电后,绕组80产生与比较器52的绕组81中感应的磁场相互作用的磁场,其为比较器的电池90充电。

与已知的系统不同,诸如专利US4031449中描述的那些,感应耦连绕组80未被连续通电。逻辑单元76通过开关77控制电流通向支座53的绕组80,并允许绕组80仅在识别系统检测到可拆卸设备的存在和合适定位时才通电。

为了提供充电设备的操作和/或比较器52的准确定位的视觉指示,具有不同颜色的标示器可以存在于支座53中。这样的标示器可以是LED,其指示例如一些部件的准确操作,或相反,它们的故障,以及电池电荷状态。

参考图2-7描述的识别系统是磁类型。根据可选择的实施方式,可以采用光类型的识别系统,诸如例如图9A和9B显示的且由参考数字70表示的。

包括发射器71例如LED的场源被布置在支座53内并产生电磁场,更具体地是光束,例如在红外波段内。包括接收器72,例如光电二极管的传感器被布置在支座53内与发射器71同样的高度且距离发射器71确定的距离。由直流电压源(未显示)供电的发射器71和接收器72被设置在支座53的外壁中的合适的位置,使得他们可以在比较器52被合适地定位在支座53中时面向比较器52。

匹配元件例如光导73可以包括合适的已知部件诸如光纤,匹配元件被布置在比较器52中。光导73例如是U-形的且被固定在比较器52的壁54中的合适位置,使得其自由端均与外界相通,且当比较器被合适地定位在支座53中时,一端面向发射器71,而另一端面向接收器72。

现在参考图9A和9B来描述光学识别系统70的操作,在图9A和9B中,光束通过虚线示意性地表示。

如前所述,发射器71发射光束。在比较器52不存在或未被准确地定位在支座53中的情形中,由发射器71发射的光束在空气中传播,远离支座53,且接收器72未检测到任何电磁场。在此情形中,接收器72向处理单元传输非检测信号,这产生比较器52缺乏或未准确定位的指示。

如果比较器52存在且被合适地定位在支座53中,则光导73面向发射器71且因此改变光束的传播,使光束穿过光导73并由光导73引导。更准确地说,光束通过光导73的面朝发射器71的端进入光导73,光束在光导73中传播且通过面朝接收器72的端从光导73出来。如果光束强度超过最小阈值,则由接收器72检测到,接收器72将检测信号发送至外部处理单元(未显示在图中)。基于本身已知的处理,处理单元基于所接收到的检测信号提供了比较器52准确定位的信息。正如在磁类型的识别系统的情形中,光类型的识别系统可以与布置在支座53内侧的充电设备相关联,以便为比较器52的电池90充电。图8所示的框图也可以适用于光类型的识别系统。在此情形中,发射器71和接收器72由充电设备的电压调节器供电。

如上所述,在光导73内传播的光束仅在其强度超过某一阈值时由接收器72检测。为了降低接收器72意外检测到与识别系统不相容的不同的、不合适的电磁场,诸如工厂环境的环境光,可以使由接收器72的检测不与某一强度阈值相关联,而与特定的图案相关联,例如界定和控制点亮和关闭序列。这样,接收器33仅检测具有特定图案的光束且显著降低了被检测到的错误光束的可能性。

在识别系统与比较器52的电池的充电设备相关联的情形中,有利地是,将识别系统的布置在支座53内的部件-即磁性系统的磁心64和传感器67,或光学系统的发射器71和接收器72-集成在支座53中存在的且包括电源单元的电子板68中。然而,可以使用用于不同系统的独立的电子板,也放置在支座53的不同位置中,并提供其间的连接。

还可以将识别系统放置在之前描述的不同位置中。换句话说,虽然在上面描述的和图示的实施方式中,场源和传感器被布置在对应于支座53的竖直侧,但是可以将它们布置在支座53的不同区域内,通过合适地确定匹配元件在比较器52中的位置。然而,优选地,磁类型的识别系统未被定位在支座的底座处,原因是磁铁可能会干扰比较器的末端部件处存在的天线,且因此,干扰比较器52与外部处理单元U(图1)之间的无线传输。

还可以在固定部件内设置更多的识别系统,以增强检测或识别的可靠性。

根据本发明的测量组件中的识别系统相对于已知的识别系统具有另外的优势。事实上,该识别系统是以滞后现象为特征的稳定的系统,且因此当比较器52相对于支座53被定位在相当于识别系统的部件之间的距离接近用于允许检测的限值的位置时,避免了间断的且不连续的操作。此特征增强了识别系统的可靠性水平。

根据目前所描述的且显示的实施方式的测量装置包括设置有罩和底座的固定部件,比较器插入在底座内。然而,可能地是,固定部件包括仅一个用于比较器的支撑元件,其被耦连至测量台的壁且识别系统的场源也连接至该壁并被定位在相对于一位置的合适的高度处,该位置是在比较器由支撑元件支撑时该比较器确实采取的位置,如图18所示。

根据本发明的测量组件中的识别系统在本文中连同感应充电设备一起被描述,但也可以与其他种类的充电设备,例如设置有电触点的充电设备相关联。

根据本发明的测量组件中的此处描述的且图示的测量装置包括用于检查机械零件的内径的可拆卸设备。然而,具有不同类型的测量装置可以被设置有如用于检查机械零件的外部尺寸的,或进行其他种类的尺寸和/或形式检查的可拆卸设备。

下面的描述提及了与测量装置和方法有关的其他特征和优势性方面-这可以是根据本发明的测量组件的一部分或被用在根据本发明的测量组件中。

在图10、11、12、18中,参考数字1表示用于测量和/或检查机械零件的比较器。

比较器具有细长的形状且沿着纵轴X延伸。

比较器1包括壳或保护壳2。壳2具有第一端2A和第二端2B。

壳2界定了手柄201。手柄201被置于第一端2A与第二端2B之间。壳2的对应于手柄201的位置具有相对于第一端2A处和第二端2B处的截面减小的外截面。

手柄201被皱褶层覆盖以增强手对壳2的抓握性。

壳2具有第一开口202A,对应于第一端2A,和第二开口202B,对应于第二端2B。

壳2具有内部空间203;内部空间203通过第一开口202A和第二开口202B与外部相通。

壳2包括闭合第二开口202B的闭合盖204。

壳2在至少一个外壁205(或外表面)上界定了一个或更多个外部罩。在所图示的实施例中,壳2界定了第一外部罩206A和第二外部罩206B。

第一外部罩206A被定位在第一端2A与手柄201之间,优选地离第一端2A的距离不到15mm。

第二外部罩206B被定位在第二端2B与手柄201之间。第一外部罩206A和第二外部206B是仅从壳的外部可进入的盲开口。壁205不间断地被介于内部空间203与外部罩206A、206B之间并形成了提供密封的物理屏障。此外,壁界定了外部罩206A、206B与内部空间203之间的电绝缘。

壁205优选由塑性材料,优选地介电材料制成。

壳2包括彼此集成的两个部件:由塑性材料例如聚合物制成的主体207和优选由金属或具有特定机械阻力的另外的材料制成的核208。

主体207构成了包封且包括核208的至少一部分的基质。优选地,主体207被模制到核208中。

核208具有在壳的第一端2A处径向延伸的且可到达的接合表面209。接合表面209位于核208的末端处,是纵向细长的且优选具有环形。在与接合表面209相对的端处,壳2的核208界定了一个或更多个销210,或在纵向上远离接合表面209的其他突起物。这些销210被嵌入在壳2的主体207内以赋予壳2的结构机械强度。

壳2还具有开口211用于支承显示器。在附图显示的实施例中,开口211是矩形的。

壳2的核208界定了引导件212,或合适成形的表面区域以引导物体插入到内部空间203中。

比较器1具有探针3,用于与待测量的或检查的机械零件相互作用。

探针3具有耦连元件301,用于耦连至待测量或检查的机械零件。耦连元件301可以在比较器1具有“插”型(测孔规)的情形中被成形为筒状物301A,或在比较器1具有“咬合”或“叉”型(卡规)的情形中被成形为叉子301B。此不同并不会影响本公开内容的其他方面。

探针具有至少一个可移动的触针302;在图示的实施例中,探针具有两个可移动的触针302,形成了一对。触针302适于与待测量或检查的机械零件接触且因此适于移动。

探针3包括沿着纵轴X可移动的杆303。此外,探针3包括传输单元304,其被配置成在运动学上将杆303(且因而连接位置变换器,参见下面的)连接至所述至少一个触针302。在图示的实施例中,传输单元304包括连接至触针302的一对锥形测砧和与测砧相配合并连接至杆303的球状物。可以采用本身已知的其他传输单元而不会影响本说明书的其他方面。

探针3还包括形成于探针的通常与直接同待测量的工件或零件相互配合的端相对的一端处的螺纹部分305且具有触针302。

比较器还包括第一区块4(也被称为“前端4”)和第二区块5(也被称为“后端”5)。

前端4是沿着纵轴X的细长形的且具有第一端4A和第二端4B。在第一端4A处,前端4具有被成形为凸缘的径向膨胀物401。第一区块4的在径向膨胀物401与第二端4B之间的剩余部分具有比径向膨胀物401小的横截面。此第一区块4的剩余部分可以插入在壳2的内部空间203中。相反,径向膨胀物401被配置成邻接纵向定向的壳2的第一端2A的表面,原因是其具有比壳2的内部空间203大的横截面。

前端4被设置有位置变换器,如在图中由参考数字402示意性显示的,可操作地与探针3的杆303相互作用以检测轴向位移,即杆303沿着纵轴X的位移。

第一区块4包括第一多个电触点403,被定位在前部区块4的第二端4B处;这样的电触点403被电连接至位置变换器402的位置。

径向膨胀物401被钻孔以接纳固定螺钉(或其他紧固件),以将径向膨胀物401固定至壳2的第一端2A,且更具体将核208的接合表面209固定至壳2。

第二区块或后端5是沿着纵轴X细长形的且具有第一端5A和第二端5B。

后端5具有适于通过第二开口202B进入壳2的内部空间203中并在内部空间203中沿着纵轴X滑动的横截面。

后端5在对应于第一端5A的位置处具有第二多个电触点501。第二多个电触点501被配置成与相应的第一多个电触点403相配合,后者是第一区块4的一部分。

在图示的实施例中,第二多个电触点501是弹性的,更具体地,它们是可缩回的触点。即第二多个电触点501是通过弹性变形在第一位置与第二位置之间,例如在纵向上是可位移的,或者如在图示的实施例中,在径向上,在以本身已知的方式沿着纵轴的靠近运动和前端4与后端5的部分叠盖过程中(未显示在图中)是可位移的。

根据另一个实施方式,第一多个电触点403是弹性的,无论第二多个电触点501是否也是弹性的。

当前端4和后端5在由各自的机械基准界定的各自的工作位置(其中第一区块4被固定至壳的第一端2A且第二区块5被完全容纳在内部空间203中,且壳2的第二端2B由盖状物204闭合)中被插入到壳2的内部空间203中时,第一多个电触点403和第二多个电触点501例如沿着径向彼此按压,使弹性电触点变形并推动回到在缩回的位置。

后端5包括电子电路502(在下面的描述中,将以不同的方式参考电子板502,以指示这样的电子电路)。电子板502包括用于处理数据的处理器和用于(至少暂时地)存储数据的存储器。

电子板502预期以输入接收由位置变换器402产生的信号以处理该信号。例如实施这样的信号的模拟/数字转换。

此外,第二区块5包括用于数据的无线通讯的发送器,例如经由蓝牙协议或通过其他通讯协议。

第二区块5还包括电池503,以向比较器1的电子板502以及其他电部件和电子部件供电。

此外,第二区块5包括充电元件(未显示),其被连接至电池503且被配置成产生,更具体是向电池503输出充电电流。

充电元件优选地被插入到壳2内或被插入到壳2的壁205内,且被配置成通过非接触式耦合例如感应耦合接收电功率信号。例如,比较器1的充电元件被配置成与外部再充电端子相互作用。

电子板502被连接至充电元件以便检测电池503的充电条件。

在实施中,充电元件在活动构型与空闲构型之间是可切换的,在活动构型中,充电元件与比较器1外部的电源(被定位在充电元件的附近)相互作用并产生所述充电电流,基本上如参考图1到9B所描述的;在空间构型中,充电元件不向电池503充电。

电子板502被连接至充电元件以检测器构型,且在一个实施方式中,电子版被编程以根据充电元件的构型启动比较器1的通电和/或断电过程。

在一个实施方式中,比较器1包括显示器504。

显示器504被连接至电子板502。显示器504被插入到壳2的开口211中以从比较器1的外部是可见的。

显示器504被罩在硅酸硼玻璃(例如厚3mm)后且由框架和由垫圈保护。显示器504优选地被背景照射,例如具有白色背景灯。

电子板502被编程以在显示器504上显示含有表示由位置变换器402检测到的数据的图像要素的图像和可能的比较器1的状态或构型,诸如电池电荷状态和无线连接的存在。

电子板502被编程以通过用图像要素被相对于与比较器1成一体的基准(诸如,如从壳2的第一端延伸至第二端的纵轴X)旋转(与所替换的图像相比)的其他图像替换来更新显示在显示器504上的图像。

在一个实施方式中,比较器1在壳2的内部空间203中包括惯性传感器诸如加速度计,或适于检测比较器1的空间方位的别的传感器。惯性传感器被连接至电子板502。

在一个实施方式中,电子电路502被编程以根据由惯性传感器产生的信号旋转图像要素。

在一个实施方式中,电子板502被编程以根据由惯性传感器产生的信号启动比较器1的通电和/或断电过程。

在一个实施方式中,电子电路502被编程以将图像要素布置在显示器504的显示区域所划分的区域或象限内来显示图像要素。这样的区域优选是正方形区域。优选地,比较器1的显示器504被划分成多个这样的区域。优选地,至少第一区域和至少第二区域是具有不同延伸部的正方形。

在图示的实施方式中,显示器504具有矩形且被划分成大的第一正方形506,具有与矩形的短边的长度相同的边长度,和多个小的第二正方形507。具体地,显示器504具有矩形形状,其具有短的边和长的边,其中电子电路502被编程以产生具有第一部分和第二部分的图像,第一部分显示了第一正方形,其边是矩形的短边的长度,第二部分显示了多个第二正方形,每一个其边的长度等于矩形的长边与短边的差,其中图像要素被分成多个图形对象,其中每一个图形对象被定位在相应的正方形的内部,在第一正方形506和第二正方形507的背景下。

优选地,电子板502被编程以根据下面的过程旋转图像要素。

可获得的像素被分成具有正方形形状的要素区块,对应于上述区域。大的正方形506包括所检测的图(优选地呈数字和图形格式);小的正方形507包括状态信息,诸如电流操作模式、电池水平、射频信号的水平、键盘按键的反馈以及类似的信息。

电子板502被编程以将图像要素旋转90度或其倍数的角度。

这样,可以将显示器504定位在四个主要方向,两个“肖像”和两个“风景”,保持表示的统一性和图形结果的简化性,原因是每一个单个的正方形区域绕其中心旋转的事实。

从实施角度看,此操作是特别简单的,原因是存储在电子板502(或在电子板502的微处理器中)中的图像保持不变。换句话说,不需要根据期望的显示来处理,且足以将其点对点地复制在显示器504的存储器中,从不同顺序的行和列的电子板502(或在电子板502的微处理器中)的存储器读取。

状态棒的位置以自然的方式从上通向侧面,总是确保操作者可以集中于测量的数值和状态。

比较器1还包括紧固单元6,其将探针3连接至区块4和前面的壳2。

紧固单元6包括螺纹构件601,被配置成匹配探针3的螺纹部分305。因而,探针3可以通过螺纹耦连被固定至紧固单元6,即通过旋入直至两个对应的表面(一个属于探针3而另一个属于紧固单元6)不会彼此邻接。

紧固单元6包括定心元件602,其被配置成耦连至前端4(进入前端4的相应的开口中),具有相对于前端4围绕纵轴X的相对旋转的可能性。在图示的实施例中,定心元件602是环形突起。定心元件602和螺纹构件601沿着纵轴X对准且在相反的方向上面向。

保持组件6还包括围绕纵轴X径向延伸的凸缘603。凸缘603被置于定心元件602与螺纹构件601之间。

凸缘603界定了一个或更多个凹槽604。在图示的实施例中,凸缘603具有围绕纵轴X以相同的角度距离布置的多个凹槽。

紧固单元6包括一个或更多个锁定元件605,以将凸缘603固定至第一区块4的径向膨胀物401。在图示的实施例中,锁定构件605是螺钉。优选地,锁定元件605的数目与凹槽603的数目是相同的。

优选地,螺纹构件601界定了扁平的面606,以有利于通过楔抓握。

锁定构件605是可拆卸的,被配置成在围绕纵轴X的多个角度位置将紧固单元6固定至前端4。

凹槽604围绕纵轴X是细长的。锁定元件605是可拆卸的,以允许在拆卸或松散条件下调整紧固单元6相对于前端4的角度位置。

在不同的实施方式中,不如上面的实施方式那么有优势,紧固单元6可以被直接固定至壳2的第一端2A。

比较器1还包括少一个按钮7。在图示的实施例中,比较器1包括第一和第二按钮7。第一按钮7被插入在壳2的第一外部罩206A内,而第二按钮7被插入在壳2的第二外部罩206B内。

按钮7(或每一个按钮7)包括用于外部保护的盖状物701,优选金属盖状物,操作者的手指作用于盖状物701上。

在图示的实施例中,按钮7包括支撑底座702,其借助垫圈703被牢固地插入在外部罩206A、206B内。

此外,按钮7包括卡式弹簧704,优选单稳态的。弹簧704被布置在壳2的外部罩206A、206B,或固定于其的支撑底座702,与盖状物701之间。例如,弹簧704被配置成在外力不存在下,维持盖状物701处于抬升的构型,这处于远离罩206A、206B的外表面,即壳2的壁205移动的布置中。当使用者的手指按压到盖状物701上,盖状物挤压弹簧704并推动盖状物701靠近壳2的壁205。因此,按钮7在两个操作位置即降低的位置(启动或命令位置)与升高的位置(搁置位置)之间是可移动的。

此外,在优选实施方式的图示的实施例中,按钮7包括磁铁705,例如永磁铁。

磁铁705通过介于磁铁705与盖状物701之间的保持构件706被连接至盖状物701。

比较器1还包括电控制电路8,其被定位在壳2的内部空间203中且被连接至电子板502。

按钮7被磁性耦连至电子控制电路8以根据其操作位置改变可由电子板502检测到的控制参数。

在图示的实施例中,电子控制电路8包括至少一个铁磁性磁心的电感器801,其被定位在对应于外部罩206A、206B的位置,并且壁205介于按钮7的磁铁705与电子控制电路8的铁磁性磁心的电感器801之间。在具有两个按钮7的实施方式中,电子控制电路8具有两个铁磁性磁心的电感器801,每一个都相应于一对应的磁铁705。

在一个实施方式中,比较器1——更具体是例如比较器1的电子板502——包括电子发生器,其被配置成在电子控制电路8中产生振荡电信号(具体是脉冲)。在一个实施方式中,所述振荡电信号的阻尼根据按钮7的操作位置并且构成控制参数。

事实上,磁铁705的位置——所述磁铁依赖于按钮7的操作位置以更大或更小的距离与铁磁性磁心的电感器801间隔布置——确定了控制电路8的电感的变化。

观察到,磁铁705的存在允许使按钮7成为特别精确且可靠的介质,允许正确地传输控制信号并且盖状物701有相对较大的行程。行程的宽度是很重要的,原因就在于其能够由使用者更好地感知并防止错误启动。此外,磁铁705的存在允许正确地传输控制信号,即便在按钮7与控制电路8之间有相对较大的距离时也是如此。通过这种方式,壁205可以是特别厚的,从而提高了比较器1的可靠性和稳健性。

本描述还涉及机械零件的测量和检查装置100,该机械零件构成了使用者的完整工作站。

装置100包括多个测量和检查比较器1。通常来说,比较器1是手动比较器,优选地配有板载的电池和无线通信装置。具体地,比较器1是具有一个或多个上述特征的比较器。

装置100还包括主处理器9,其连接到主屏幕10。

主处理器9可以以无线方式与比较器1通信,发送数据并且接收通过同一比较器1的电子板502所获取的数据。

装置100还包括优选相应的多个保持装置11,这些保持装置被配置成(在比较器不使用时)容纳相应的比较器1。

在一个实施方式中,每一个保持装置11包括再充电端子12。

再充电端子12被配置成比较器1板上的充电单元配合使用,优选有一定距离,以无线方式为电池503充电。

在实践中,当比较器1被钩住或者耦连到保持装置11,随着其自身的充电元件位于相应的再充电端子12的附近,则连接到电源的再充电端子12在比较器1内产生——或者在优选感应耦合的情况下感生出——充电电流,以便给电池充电。每一个比较器1的电子电路502被编程处于待机模式,在该模式下其响应于充电电池的状态(也就是说,当比较器1被钩住或耦连到相应的保持装置11上时)监听来自于主处理器9的信号。

在示例性的实施方式中,主处理器9被编程以产生并选择性地将通电信号和/或断电信号传输至比较器1。主处理器9还能够被编程以产生并选择性地将通电禁止信号传输至比较器1。

主处理器9被编程以便在主屏幕10上显示与使用者必须要执行的操作有关的操作指令序列,呼叫使用者选择要被使用的各比较器1,并且在使用完之后将比较器移走放入其保持装置11,根据显示出的序列移动至下一个比较器。

在一个实现实施例中,主处理器9被编程以将通电信号或断电信号传输至所述多个比较器中的一个或更多个比较器的电子板502,从而根据在主屏幕10上显示的指令序列将所述比较器切换成开启或关闭构型。

特别地,主处理器9被编程——基本上与显示(包括使用该比较器1的)指令同时,或以一预定时间间隔显示之前——将给装置100的比较器1之一的电子板502通电信号。

在一个实施方式中,主处理器9被编程——基本上与显示(包括使用装置100的比较器1之一的)指令同时或者是在(以一预定时间间隔)之前——将断电信号传输至装置100的所有其它比较器1的电子板502,这些比较器处于开启构型。

在一个实施方式中,主处理器9被编程——基本上与显示(包括使用装置100的比较器1之一的)指令同时或者是在(以一预定时间间隔)之前——将禁止通电信号传输至装置100的所有其它比较器1的电子板502,这些比较器处于关闭构型。

优选地,为了响应比较器1的构型从关闭构型切换至开启构型(特别是通过主处理器9响应通电信号),在比较器1上的显示器504被启动并在可能情况下背光照射,从而可更容易由使用者识别。

此处显示的和所描述的装置包括显示屏,其上显示了使用者必须遵守的操作序列。然而,此显示屏可以省略。

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