水平带盘卷尺的制作方法

各个实施例涉及一种可伸缩卷尺，更特别地，涉及一种具有水平带盘(tape reel，带卷)的可伸缩卷尺。

背景技术：

可伸缩卷尺可包括主体、带盘和卷尺尺带片。主体容纳带盘和缠绕在带盘周围的卷尺尺带片的至少一部分。带盘和所缠绕的尺带片通常形成具有比高度(例如1.5英寸)大的直径(例如4英寸)的圆柱体。主体通常与带盘相应，从而通常也具有圆柱形形状。主体进一步包括与卷尺的底面平行的槽。卷尺尺带片的远端可延伸通过该槽，以允许使尺带片从主体延伸。可将凸片或钩状物附于卷尺尺带片的远端。凸片可允许将卷尺尺带片的远端固定至物体。

许多卷尺在主体中安装带盘，使得旋转轴线与主体的底面平行地且与主体的左侧和右侧垂直地延伸。这种安装将尺带片大致排列成使得，当将尺带片在主体底面附近从带盘展开时，尺带片的上面与主体的底面和槽平行。带盘的这种安装进一步导致卷尺由于从卷尺主体的底面竖直向上延伸的带盘的直径的原因，而具有窄底部和高重心。由于带盘的这种竖直定向的原因，竖直带盘卷尺具有在使用过程中翻倒的倾向。翻倒会降低重心并使卷尺稳定。然而，翻倒也会使带带盘重新定向，使得槽不再与卷尺位于其上的表面平行，而是与该表面垂直。而且，这种翻倒会进一步使展开的尺带片扭转，使得尺带片的上面不再与卷尺位于其上的表面平行，从而使得难以获得精确的测量。

为了解决以上问题，一些卷尺使用了水平带盘，其具有垂直于卷尺主体的底面的旋转轴线。尽管相对于竖直带盘卷尺重新定向水平带盘卷尺的旋转轴线，但是水平带盘卷尺仍提供与底面平行的槽，以得到这样的尺带片，即，使得尺带片的上面与底面位于其上的表面平行。为了实现展开的尺带片的这种定向，当从水平带盘展开尺带片时，水平带盘卷尺在内部使尺带片扭转。为了适应尺带片的这种内部扭转，水平带盘卷尺在历史上已经表现出比类似尺带片长度的竖直带盘卷尺更大的和/或不同形状的壳体。假设流行竖直带盘卷尺，会将更大的壳体认为是体积大的或笨重的。而且，会将不同形状的壳体认为是具有奇怪的、不合需要的形状。

通过将这种系统与如在本申请的剩余部分中阐述的本发明的方面进行比较，传统的和惯例的方法的限制和缺点对于本领域技术人员来说将变得显而易见。

技术实现要素：

结合至少一幅图，基本上示出和/或描述了水平带盘卷尺，并在权利要求书中对其进行更充分地阐述。

从以下描述和附图中，将更充分地理解本发明的优点、方面和新颖特征，及其所示实施例的细节。

附图说明

为了使说明清楚，图中所示的代表性元件可不用必须按比例绘制。在这点上，例如，可相对于其他元件放大部分元件的尺寸，以使描述清楚。而且，在认为合适的地方，已在图中重复参考标记，以指示对应的或类似的元件。

图1提供了根据本发明的一个实施例的水平带盘卷尺的透视图。

图2提供了其尺带片部分展开的图1的卷尺的透视图。

图3提供了图1的卷尺的顶视图。

图4提供了图1的卷尺的前视图。

图5提供了去除了外壳上部的图1的卷尺的前视图。

图6提供了去除了外壳上部的图1的卷尺的左视图。

图7提供了去除了外壳上部的图1的卷尺的后视图。

图8提供了去除了外壳上部的图1的卷尺的顶视图。

图9提供了去除了外壳和制动件的图1的卷尺的前视图。

图10提供了去除了外壳和制动件的图1的卷尺的后视图。

图11提供了图1的卷尺的侧辊的详细视图。

图12提供了图1的卷尺的底辊的详细视图。

图13提供了制动件脱离接合的图1的卷尺的视图。

图14提供了制动件接合的图1的卷尺的视图。

图15提供了去除外壳以描绘制动件的细节的图1的卷尺的底视图。

图16提供了去除外壳以描绘制动件的另一实施例的细节的图1的卷尺的底视图。

图17提供了去除外壳以描绘制动件的另一实施例的进一步细节的图1的卷尺的透视底视图。

图18示出了适合于执行图13至图17中所示的制动件的凸轮的各种实施例。

具体实施方式

本发明的多个方面通常涉及可伸缩卷尺。更具体地，本发明的某些实施例涉及一种具有水平带盘的可伸缩卷尺。水平带盘卷尺的某些实施例进一步包括制动件，其自动地使尺带片保持在展开位置中，直到释放为止。

现在参考图1至图4，示出了水平带盘可伸缩卷尺10。卷尺10可包括由一个或多个外壁限定的外壳或壳体20。在一个实施例中，外壳20包括上部21和下部22。下部22大致限定卷尺10的底壁23。上部21大致限定前壁24、与前壁24相对的后壁25、左壁26和与左壁26相对的右壁27。而且，上部21进一步包括顶壁28，当使上部21与下部22连接时，顶壁与底壁23相对。将外壳20大致描绘为，具有两个部分的、蛤壳状的结构。在其他实施例中，外壳20可由不同数量的外壳部分21、22形成，或者，外壳壁23-27可以不同的方式分配至各种部分21、22。

卷尺10可进一步包括卷尺尺带片30。尺带片30可包括一长的、窄的金属或其他柔性材料(例如，布、塑料或玻璃纤维)的带。尺带片30可具有较长的长度L(例如25英尺)、较窄的宽度W(例如1英寸)和较小的厚度T(例如0.1毫米)，其限定尺带片30的上面32和下面33。尺带片30在上面32上、在下面33上或者在这两个面上可进一步包括测量标记34。标记34可以规则的间隔隔开(例如，每1/16英寸一个)，并可具有相关的标号35，以帮助工匠获得测量读数。

尺带片30可具有凹凸的横剖面，其中，上面32是凹的，下面33是凸的。结果，尺带片30的左边缘36和右边缘37位于比尺带片30的中心部分38更高的水平面中。尺带片30可在外壳20的底部左拐角附近延伸通过前壁24中的细长槽29。槽29大致具有平行于底壁23延伸的纵向轴线。而且，当尺带片30延伸通过槽29时，使尺带片30的边缘36、37通常与槽29的远端相关联。因此，当从槽29延伸时，尺带片30的上面32通常与底壁23的外表面相对地面对。

尺带片30可进一步包括附接至远端31的钩状物或凸片39。工匠可用凸片39将尺带片30的远端31固定至待测量的物体。而且，可将凸片39的尺寸构造为，使得凸片39过大以至于无法通过外壳20的前壁24中的槽29。槽29和钩状物39的这种尺寸设置可确保尺带片30的远端31不会收回到外壳20的内部中。

现在参考图1至图8，尺带片30的近端可附接至卷尺10的装有弹簧的带盘40。卷尺10可提供竖直轴42，将带盘40可旋转地安装在竖直轴42上。竖直轴42可在外壳20的底壁23和顶壁28之间居中地延伸。竖直轴42通常对带盘40提供旋转轴线R_R，其垂直于外壳20的底壁23和顶壁28。

带盘40可包括中心筒43，其形状是具有比高度H_D大的直径D_D的直圆柱体。例如，见图10。筒43通常用虚线示出，因为卷绕在筒43周围的尺带片30遮住了筒43。筒43在顶壁28附近包括上端44，并在外壳20的底壁23附近包括下端45。可将尺带片30缠绕在筒43周围，其凹的上面32朝向带盘40的旋转轴线R_R面向内部，且其凸的下面33从带盘40的旋转轴线R_R面向外部。带盘筒43的高度H_D可稍微大于尺带片30的宽度W，以当使尺带片30卷绕在带盘40周围时，允许筒43完全容纳尺带片30的上面32。

可用盘状物46覆盖筒43的上端44。而且，盘状物46可具有比筒43的直径D_D大的直径D_C，以提供越过筒43径向延伸的唇缘47。唇缘47在尺带片30的卷绕和展开过程中可用作引导件。特别地，唇缘47可防止尺带片30的左边缘36滑过筒43的上端44。

如上所述，槽29与底壁23平行地或基本上平行地延伸。而且，可引导卷尺尺带片30通过槽29，使得，使尺带片30的宽度W(当尺带片30缠绕在带盘40周围时，尺带片30与竖直轴42平行)扭转，以便宽度W与竖直轴42垂直，从而当尺带片30通过槽29时，宽度与槽29的纵向轴线和外壳20的底壁23平行。结果，尺带片30可从槽29延伸，使得卷尺尺带片30大致沿着由外壳20的底壁23限定的平面延伸。例如，见图2。

如上所述，卷尺10包括底辊70和侧辊90。例如，见图9和图10。底辊70可旋转地安装至带盘40下方的底壁23，其旋转轴线R_B与带盘40的旋转轴线R_R平行。侧辊90可旋转地安装在左壁26中，其旋转轴线R_S与盘状物46所处的平面几乎平行地(偏离10°)定向，从而横向于带盘40的旋转轴线R_R。

卷尺10可进一步包括多个引导件70、90、100，当尺带片沿着槽29和带盘40之间的尺带片路径移动时，这些引导件配合以引导并扭转尺带片30。如上所述，尺带片30的上面32卷绕在带盘40周围，使得上面32位于与筒43的表面相对的地方，从而与卷尺10的底部22大致垂直。然而，上面32在离开延伸槽29时扭转，使得向上引导上面32，并使其与卷尺10的底部22的外表面相对。因此，尺带片30的展开部分的上面32与卷尺10的底部22大致平行。引导件70、90、100配合，以实现尺带片30的这种重新定向或扭转，使得当与筒43相接时和当与槽29相接时，可在适当的方向上引导上面32。

为此，卷尺10可包括底引导件70、侧引导件90和可变直径引导件100。如在下面更详细地说明的，在一个实施例中，引导件70、90和100均包括具有圆形横截面的可旋转辊。然而，在其他实施例中，可将底引导件70、侧引导件90或二者实现为固定的、不可旋转的表面，其与尺带片30相接，以当尺带片30在带盘40和槽29之间移动时，实现尺带片的上述引导和扭转。为此，引导件70、90可包括下述辊，但是是以固定的、不可旋转的方式安装的。在其他实施例中，可将引导件70、90实现为外壳20的延伸部分或伸出部分，其提供以与以下公开的辊类似的方式与尺带片30相互作用的表面。在这些实施例中，引导件70、90不太可能具有圆形横截面，因为这种引导件70、90不旋转。

下面提供了经由辊实现引导件70和90的细节。为了简洁，相对于以下描述，引导件70和90通常叫做辊70和90。然而，引导件70和90的下述辊的实施例的许多方面通常都适用于引导件70和90的固定表面的实施例。

如图9和图10所示，可将底引导件或底辊70安装在带盘40下方，使得其旋转轴线R_B与带盘40的旋转轴线R_R平行。而且，可将底辊70定位为，使得其轴线R_B位于带盘40的轴线R_R和后壁25之间。如图所示，底辊70的外径D_B可比带盘40的直径D_R小得多。在一个实施例中，底辊70的直径D_B可以大约是带盘40的直径D_R的一半。如图所示，可将底辊70进一步定位为，使得其轴线R_B在侧辊90的方向上与带盘轴线R_R偏离。在朝向侧辊90偏离的同时，可将底辊70定位为，使得底辊70不会延伸越过带盘40的左侧49。特别地，可将底辊70定位为，使得其内凹槽74的左侧72大约位于带盘40的左侧49的尺带片30的宽度W处。

在可将底辊70定位为使得底辊70的左侧72不会延伸越过带盘40的左侧49的同时，可将底辊70定位为，使得底辊70的后侧75延伸越过带盘40的后侧51，如图8所示。这种定位使得底辊70能够接合尺带片30的右侧37，并引导尺带片30远离带盘40的后侧51，以提供足够的间隙来朝向预期定向扭转尺带片30。然而，在底辊70延伸越过带盘40的后侧51的同时，底辊70当在底部22上伸出时，主要保持在带盘40的占用空间内。底辊70和带盘40的竖直占用空间中的这种重叠，使得外壳20能够紧密地贴合带盘40的形状，并减小卷尺10的总尺寸。

如在图11中更详细地示出的，侧辊90具有带有圆形横截面的直截锥形状、阶梯形截锥形状或层叠式截锥形状。特别地，侧辊90包括第一层或基层96和第二层98。如图所示，基层96可具有比第二层98的直径D_S2大的直径D_S，第二层98可具有高度H_S2，其共同限定界面或凹槽94。如上所述，凹槽94可配置为，当尺带片30沿着尺带片路径移动时，容纳并接合尺带片30的左边缘36。在一个实施例中，基层96的直径D_S是1英寸，第二层98的直径D_S2是2/3英寸，第二层98的高度H_S2是0.11英寸。

如图所示，当第二层98从基层96延伸时，第二层98的直径可以恒定速率增加，以形成以锐角(例如82.5°)从基层96延伸的平面表面99。然而，在其他实施例中，第二层98的直径可以非恒定速率增加，以形成非平面表面99(例如，凹面、凸面或曲面)，或者，第二层的直径可保持恒定，以形成从基层96垂直延伸的平面表面99。

现在参考图8，可这样安装侧引导件或侧辊90，使得其旋转轴线R_S与左壁26和带盘40的旋转轴线R_R几乎垂直。而且，可这样定位侧辊90，使得其轴线R_S位于带盘40的轴线R_R和前壁24之间。因此，在一个实施例中，可将侧辊90定位在带盘轴线R_R的前面。如图9和图10所示，侧辊90的外径D_S可比带盘40的直径D_R小得多，并与筒43的高度H_D大致相同。而且，可这样定位侧辊90，使得其内凹槽94竖直地位于筒43的下端和底辊70的内凹槽74之间。可进一步这样定位侧辊90，使得其内凹槽94远离底辊70的左侧72水平地大约定位于尺带片30的宽度W处。

还可这样定位侧辊90，使得内凹槽74与带盘40的左边缘49大致对齐。如上所述，侧辊90的轴线R_S与左壁26几乎垂直。更具体地，轴线R_S相对于尺带片路径形成复合角。在一个实施例中，当尺带片30从外壳20延伸时，可使轴线R_S从尺带片向下成10°的角度。例如，见图9。而且，当尺带片30从外壳20延伸时，可使轴线R_S与尺带片垂直地向前成3°的角度。例如，见图8。侧辊90的这种角度可帮助凹槽94接合尺带片30的左边缘36。

如在图12中更详细地示出的，底辊70具有带有圆形横截面的大致直圆柱形的形状，并具有位于辊70的下端72与上端76之间的内凹槽74。如图所示，辊70的上端76和下端72具有比凹槽74的基部75的直径D_g大的直径D_B。如上所述，凹槽74可配置为，当尺带片30沿着尺带片路径移动时，容纳并接合尺带片30的右边缘37。在一个实施例中，上端76和下端72的直径D_B是1.13英寸，凹槽74的直径D_g是2/3英寸，底辊70的高度H_B是0.3英寸。

如图所示，底辊70的直径可从下端72快速地向凹槽74的基部75减小。相反，底辊70的直径可以更平缓的速率从上端76向凹槽74的基部75减小。特别地，直径可以相对恒定的速度从上端76向基部75减小，以形成相对于上端76以锐角(例如28°)延伸的平面表面79。然而，在其他实施例中，底辊70的直径可以非恒定的速率减小，以形成非平面表面79(例如，凹面、凸面或曲面)。在操作中，尺带片30的右边缘37通常与凹槽74的成角度的表面79接合。成角度的表面79帮助朝向凹槽74的基部75引导尺带片30的右边缘37。这样，成角度的表面79可帮助将右边缘37保持在凹槽74中。

返回参考图5和图6，如上所述，可用盘状物46覆盖上端44。然而，在一个实施例中，筒43的下端45不包括对应的盘状物。而是，带盘40和卷绕的尺带片30用作另一引导件或辊100，其具有可变直径。当尺带片30沿着尺带片路径移动时，引导辊100可帮助在底辊70和侧辊90之间引导尺带片30。特别地，当尺带片30从带盘40展开并从卷尺外壳20抽取时，引导辊100的直径减小。相反，当使尺带片30卷绕在带盘40周围并将其收回到卷尺外壳20中时，引导辊100的直径增加。当尺带片30沿着尺带片路径在底辊70和侧辊90之间移动时，直径的这种增加/减小会导致引导辊100的下边缘(其与尺带片30的上面32、右边缘37或二者接合)具有与尺带片30的线性运动紧密匹配的角旋转。

如图1至图5所示，卷尺10可进一步包括制动释放按钮110，其通过外壳20的右前拐角伸出。制动释放按钮110可驱动制动件130(见图13至图18)，其用来将尺带片30保持在展开位置中。在一个实施例中，筒43内的弹簧41施加导致带盘40自动地收回并卷绕尺带片30的力。在一个实施例中，制动件130可配置为，与弹簧41的收缩力相对地，自动地接合并锁定带盘40。由于制动件130的原因，卷尺10可配置为将尺带片30保持在展开位置中，直到驱动制动释放按钮110并释放制动件130为止。

为此，制动件130可包括凸轮132和弹簧134。如图所示，在图13至图17中，凸轮132可位于带盘40下方，并可经由枢转点136枢转地耦接到外壳的底部22。在图13至图15所示的实施例中，枢转点136提供与筒43的下端45平行的旋转轴线。由于旋转轴线的原因，当在第一方向上旋转时，凸轮132可朝向筒43的下端45竖直地枢转，并且，当在相反方向上旋转时，凸轮132可远离筒43的下端45竖直地枢转。在这个实施例中，弹簧134可配置为在凸轮132上施加偏压力，其迫使凸轮132接触筒43的下水平面。

可将枢转点136相对于筒43的与收回尺带片30相关的角旋转放在凸轮132的前面。由于这种放置的原因，当带盘40在尺带片收回的方向上旋转时，筒43的下表面和凸轮132之间的摩擦力导致凸轮132围绕枢转点136旋转，并朝向筒43的下表面向上旋转，从而增加由凸轮132施加的制动力。例如，见图14，其描绘了在锁定位置中与筒43的下表面接合的凸轮132。而且，这种放置的结果是，当带盘40在尺带片抽取的方向上旋转时，筒43的下表面和凸轮132之间的摩擦力导致凸轮132远离筒43的下表面向下枢转，从而减小由凸轮132施加的制动力。因此，可在不按压制动释放按钮110的情况下使尺带片30展开，因为展开尺带片30可减小由凸轮132施加的制动力。

在抽取尺带片30减小制动力的同时，凸轮132与筒43的下表面保持接合。结果，制动件130将尺带片30保持在展开位置中，不管弹簧41是否对带盘40施加了收缩力。为了允许弹簧41使带盘40旋转并收回尺带片30，可使制动释放按钮110耦接到凸轮132，如图15所示。按压按钮110可导致凸轮132远离筒43的下表面枢转，并减小制动力。例如，见图13。通过将制动力去除或减小至低于收缩力，弹簧41可使带盘40旋转，导致尺带片30收回到外壳20中，并卷绕在筒43周围。

现在参考图16和图17，示出了制动件131的另一实施例。图16和图17的制动件131以与图13至图15的制动件130类似的方式操作。然而，制动件131的枢转点137可与带盘40的旋转轴线R_R平行。这样，弹簧134在凸轮132上施加力，其迫使凸轮132朝向筒43的外边缘52径向地向外移动。在这种位置中，凸轮132对筒43施加足以将尺带片30保持在展开位置中的制动力。相反，按压制动释放按钮110可导致凸轮132远离筒43的外边缘52径向地向内枢转。这种枢转减小或去除了施加至筒43的制动力，并允许弹簧41使带盘40旋转并收回尺带片30。

如应理解的，图13至图17的凸轮132可采用许多不同的形式。图18提供了用于制动件130或131的合适凸轮132的各种实例。然而，对凸轮132可使用其他形状。

虽然已经参考某些实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，在不背离本发明的范围的前提下，可进行各种改变并可替换等价内容。另外，在不背离本发明的范围的前提下，可进行许多修改，以使特殊的情况或材料适应本发明的教导。因此，目的是，本发明不限于所公开的特殊实施例或多个实施例，而是，本发明包含所有落在所附权利要求书的范围内的实施例。