包括两种调节模式的人体工学的测微计的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开一般涉及手持式测微计，更具体地，具有两种调节模式的手持式测微计。
【背景技术】
[0002]在本领域中，使用手持式机构来执行工件高精度测量的各种测微计设备是已知的。例如，美国专利第1132704、3849890、4485556、4561185以及8091251号(在本文中称为’704、’890、’556、’185以及’251专利)公开了测微计设备，这些专利中的每一个通过引用以其整体并入于此。尤其是，诸如5495677号美国专利(’ 677专利)中公开的现代测微计包括用于确定测量的线性数字传感器，而不依赖于与旋转位置传感设备结合的准确测微计螺纹。使用线性数字传感器无需为了驱动测微计使用极其准确的驱动器或细牙螺纹。例如，’677专利使用了粗驱动螺纹，并且’251专利复制了无驱动螺纹的已知的弹簧加载仪设计的特征。
[0003]上面提到的测微计设计允许测微计的快速调节。然而，其缺乏传统的细牙螺纹驱动测微计的某些可取特征。例如，传统的细牙螺纹驱动测微计允许有良好的人体工程学因素和感觉以控制非常精细的调节。人体工程学因素和感觉的一个方面在于，一方面，该测微计可以保持和操作，同时，另一方面可以自由地保持工件。在一个通用技术中，测微计架以两个或三个较小的手指夹持或钩住，同时拇指和食指延伸并用于转动套管。细牙螺纹允许很好的控制和稳定该位置的调节，而诸如上面提到的大多数的“快速调节测微计”的设计提供了某些稍差的控制和/或稳定性。与细牙螺纹驱动测微计相关联的人体工程学因素和感觉的另一个方面是固有的刚性和/或主轴位置的稳定性，其允许用户通过在测量间隙中略微拖动或移动工件并且通过在测量间隙中感应工件拖动或“运动”的量来检测或调节在工件表面上的测量力或接触的量。用户通常以这种方式在测量设置中获得信心，其使用自觉或者不自觉地细微的运动和触觉反馈。此外，诸如上面提到的最“快速调节测微计”的设计在这方面提供了稍差的刚度、控制和/或稳定性。
[0004]809272号美国专利公开了一种快速调节测微计，其使用对开螺母中的细牙以一个常规模式来调节。对开螺母的部分承载在或形成在可变形臂上，可变形臂可以径向地偏转或打开，以从细牙螺纹脱开螺母，从而允许滑动的“快速调节”模式，其中，螺纹轴向滑动通过打开的对开螺母，以快速移动主轴。然而，该设计提供了快速模式下不足的调节控制。而且，当对开螺母锁定到部分轴向未对齐螺纹上时，其测量位置移动。而且，在操作期间，用户必须行使不寻常的护理，这是由于对开螺母与螺纹之间的分离变量，测微计受到精密螺纹彼此滑动的潜在摩擦和磨损。因此，为了提供符合人体工程学的、快速的并且方便用户的功能，仍然需要能够用于快速驱动的主轴到所需位置的测微计，而且该测微计还提供了易于操作和稳定的高刚度精细调节模式，以及其它所需的特征。
【发明内容】
[0005]以下内容以简化的方式介绍概念的选择，在下文的【具体实施方式】中进一步地进行说明。本概述并不旨在确定所要求保护的主题的关键特征，也不是旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0006]本本所公开的是用于手持测微计的测微计驱动配置，其在符合人体工程学有利配置中提供了两种可供选择的调节模式。精细调节模式提供接合刚度和/或测量“感觉”的所需水平，而对于部分用户，用有限的运动和/或时间，快速调节模式提供了将主轴快速驱动至所需位置的能力。在各种实施例中，测微计配置成使得任一模式可被接合或脱离，并且测量调节可以用单手以任一模式进行，而不显著改变测微计上用户的把手。在各种实施例中，根据本文所公开的原理的测微计包括:框架，其包括砧座；主轴，其可相对于框架和砧座沿其轴线移动，其中，主轴被引导以平行于X轴方向移动;螺纹元件，其具有平行于X轴方向的轴线，其中，螺纹元件联接成与主轴一起关于沿X轴方向的运动移动;套管，其具有平行于X轴方向的旋转轴线;旋转联接配置，其关于旋转将套管联接至螺纹元件；以及位置指示器或传感器，其可用于确定主轴相对于砧座或框架的位置。旋转联接配置设计成将套管和螺纹元件约束成关于旋转一起移动，但不约束螺纹元件关于沿X轴向的运动、相对于套管的位置。例如，花键轴和花键螺母或毂是适合这种描述的旋转联接的一个示例。然而，本示例不是限制性的。还可以使用适合这种功能描述的其它旋转联接。
[0007]测微计还包括齿状元件装置，其包括布置在测微计框架中以围绕横向于X轴方向的齿轮轴旋转的至少一个第一齿状元件，并且包括距齿轮轴一定距离的沿弧线布置的轮齿，其中，轮齿形成为与螺纹元件的螺纹啮合并且沿X轴方向在其上滚动。测微计包括锁定装置，其配置成被解锁，以允许齿状元件装置的第一齿状元件通过绕其齿轮轴的旋转同时与螺纹元件的螺纹啮合来驱动螺纹元件以提供测微计的快速调节状态，并且锁定装置配置成被锁定，以锁定齿状元件装置的可锁定齿状元件，齿状元件装置具有齿，该齿与螺纹元件的螺纹相啮合以防止螺纹元件相对于框架沿X轴方向运动，除非螺纹元件旋转，使得其螺纹以通过螺母的螺纹轴的方式通过锁定的可锁定齿状元件的啮合齿推进，以提供测微计的精细调节状态。在所述快速调节状态期间通过使所述第一齿状元件绕所述齿轮轴旋转以驱动所述螺纹元件，所述主轴可以推进和缩回，并且在精细调节状态期间，通过旋转套管以通过可锁定齿状元件的啮合齿来旋拧螺纹元件的螺纹，主轴可以推进和缩回。在一些实施例中，可锁定齿状元件和第一齿状元件是相同的元件。
[0008]在各种实施例中，旋转联接包括:阴旋转驱动部分，其联接至套管和螺纹元件中之一，其中，阴旋转驱动部分包括中心开放，其包括具有孔横截面的孔或钻孔，孔横截面包括第一配合旋转约束特征；以及阳旋转驱动部分，其联接至套管和螺纹元件中的另一个，其中，阳旋转驱动部分包括在阴旋转驱动部分的中心开放中滑动或者通过阴旋转驱动部分的中心开放滑动的轴。该轴包括第二配合旋转约束特征，其配置成与第一配合旋转约束特征互锁，使得它们必须一起旋转，并且配置成沿着或通过第一配合旋转约束特征沿X轴方向滑动。在各种实施例中，螺纹元件具有中空中心，其允许轴进入到螺纹元件12的内部。在至少一个实施例中，轴可以包括花键轴，并且阴元件可以包括固定至螺纹元件的花键毂或螺母。
[0009]在一些实施例中，联接至套管的阳或阴旋转驱动部分通过转矩限制离合器装置来联接。
[0010]在各种实施例中，位置指示器包括电子线性位置传感器。在一些实施例中，电子线性位置传感器包括相对于框架固定的部分和联接成与主轴一起关于沿X轴方向的运动移动的部分。
[0011 ]在一些实施例中，快速驱动元件联接至第一齿状元件，快速驱动元件配置成由用户操作以围绕齿轮轴旋转第一齿状元件，以便在快速调节状态期间驱动螺纹元件。在一些实施例中，快速驱动元件通过转矩限制离合器联接至第一齿状元件。在一些实施例中，第一齿状元件包括第一圆形齿轮，并且快速驱动元件包括容易被用户的手指或拇指旋转的轮。
[0012]在一些实施例中，锁定装置包括按钮、滑板或杆中的一个，其由用户操作以在提供快速调节状态的解锁位置与提供精细调节状态的锁定位置之间移动。
[0013]在一些实施例中，锁定装置包括自动锁定机构，其联接至第一齿状元件，并当主轴关闭力由用户在快速调节状态期间通过快速驱动器元件来施加并且通过自动锁定机构传递至第一齿状元件以朝砧座移动主轴时，自动锁定机构配置成致动到锁定位置，并且主轴遇到提供反作用力的物体，反作用力通过第一齿状元件传递回以对抗关闭力。在一些实施例中，自动锁定机构包括顺应元件，其被对立的关闭和反作用力变形以提供自动锁定机构的变形状态，由此被致动到锁定位置，以提供精细调节状态。在一些实施例中，锁定装置还可包括释放元件，其由用户操作以释放自动锁定机构，并且将自动锁定机构恢复到解锁位置，以提供快速调节状态。
[0014]在一些实施例中，测