CN107677173B

CN107677173B - 测定器

Info

Publication number: CN107677173B
Application number: CN201710645801.7A
Authority: CN
Inventors: 庭野敦也
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2016-08-01
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2021-08-03
Anticipated expiration: 2037-08-01
Also published as: JP6820091B2; DE102017006604A1; JP2018021762A; CN107677173A; US20180031398A1; US10598524B2

Abstract

一种测定器，配置为检测设置为可移动的触点的位移，且配置为在设置在外壳的外表面上的显示单元上数字地显示测量值。所述测定器包括输入单元。所述输入单元设置在所述外壳的外表面上，且配置为允许用户通过手动操作向所述输入装置进行输入。所述输入单元包括传感器，所述传感器配置为检测操作量和操作速度。根据所述操作速度，将所述操作量转换为转换值，然后显示在所述显示单元上。

Description

测定器

技术领域

本发明涉及一种测定器。特别地，本发明涉及一种小型测定器，其配置为在显示单元上数字地显示测量值，例如数字千分表(数字指示器)、数字测微计、数字游标卡尺等。

背景技术

作为允许测量者手动进行测量的小型测定器，例如千分表、游标卡尺或测微计是已知的。

作为实际测量工作之前的准备工作，需要对测定器进行各种设定。

例如，需要诸如设定公差、预设初始值和设定补偿因子等操作。因此，常规的数字测定器设置有多个操作按钮或按键开关。

为了提高工作效率，已知这样的类型(JP-A-S59-180416)，其中由编码器检测到的值被完整地存储，并使用预设开关或保持开关设定在存储器中。在这种情况下，主轴移动，其位置由编码器检测，然后通过预设开关或保持开关将此时的值设定在存储器中。

发明内容

通过多次按压多个操作按钮或按键开关来设定数值(数字化)是非常麻烦且繁琐的。此外，如果由编码器检测的值完整地用作预设值，则难以将预设值精确地设定为目标值。

本发明的目的是提供一种测定器，其中可以快速并简单地进行设定操作。

根据本公开的一个方面，一种测定器配置为检测设置为可移动的触点的位移，且配置为在设置在外壳的外表面上的显示单元上数字地显示测量值。测定器包含输入单元。输入单元设置在外壳的外表面上，且配置为允许用户通过手动操作向输入装置进行输入。输入单元包含传感器，传感器配置为检测操作量和操作速度。根据操作速度，将操作量转换为转换值，然后显示在显示单元上。

根据本公开的一个方面，输入单元包括旋转环，旋转环设置在外壳的外表面上，且配置为通过手动操作旋转。

根据本公开的一个方面，外壳具有短圆柱形状。旋转环是圆环，且可旋转地装配到外壳，同时围绕外壳的侧表面。

根据本公开的一个方面，输入单元是设置在外壳的外表面上的触控面板。

根据本公开的一个方面，触控面板组装在显示单元的显示表面中。

根据本公开的一个方面，测定器是千分表、游标卡尺和测微计中的任一个。

附图说明

图1是示出了数字显示型千分表的外观的透视图。

图2是示出了显示单元的显示示例的视图。

图3是沿着图1中的线III-III截取的截面图。

图4A是沿着图3中的线IVA-IVA截取的截面图，且图4B是沿着图3中的线IVB-IVB截取的截面图。

图5控制电路单元的功能框图。

图6是示出了旋转环的变型的视图。

图7是示出了其中采用触控面板作为输入装置的变型的视图。

具体实施方式

将参考附图中的元件的附图标记来说明并描述本发明的示范性实施例。

(第一实施例)

将描述本发明的第一实施例。

图1示出了数字显示型千分表100的外观的透视图。

千分表100配置为在显示单元130上数字地显示主轴120的位移。

千分表100包含外壳110、主轴120、显示单元130、输入装置(116，140)和控制电路单元160。

外壳110是短圆柱形状的壳体。

杆112设置为从外壳110的侧表面凸出，且杆112用作主轴120的轴承。

主轴120在其远端具有触点121，且被支撑为能够通过外壳110轴向地来回移动。用于检测主轴120的位移的编码器设置在外壳110中。

显示单元130基本上布置在外壳110的前侧端部表面的中心区域上。显示单元130例如是液晶显示面板，且配置为通过分段系统显示信息。

可替代地，作为显示单元130，可以采用点阵型液晶显示面板、有机EL面板或电子纸。

图2示出了显示单元130的显示示例。

显示单元130具有数值显示部分132和模拟标尺显示部分134。

数值显示部分132配置为显示数值，例如通过7段系统来显示。

显示于其上的数值的含义根据当时选择的模式而变化。例如，在测量模式的情况下，数值显示部分132上的数值自然是测量值本身。例如，在公差设定模式或预设模式的情况下，数值显示部分132上的数值表示用户希望通过输入装置116、140来输入的公差或初始值。这些将在下文描述。

在模拟标尺显示部分134上，显示圆弧形标尺135和多个标记(136，137，138)，多个标记被指示并控制以在标尺135上滑动。

在图2的示例中，三个标记在圆弧形标尺135上。

最右边的标记136是用于指示作为上限值的最大公差的标记136。

最左边的标记137是用于指示作为下限值的最小公差的标记137。此外，具有尖端且稍长的针形指针标记138旨在模仿模拟显示型指针，且配置为根据测量值移动。

接下来，将描述输入装置。

作为输入装置，设置有多个按钮116和可旋转操作输入部分140。

多个按钮116布置在外壳110的前侧表面上和显示单元130的下方。

诸如模式切换指令或数值获取指令的功能分配给这些按钮116。

将描述可旋转操作输入部分140。

可旋转操作输入部分140具有旋转环141、以及用于检测旋转环141的旋转的传感器151、512。

旋转环141布置在外壳110的侧表面上，且设置为可旋转的。

参考图3和图4，将描述可旋转操作输入部分140的结构。

图3是沿着图1中的线III-III截取的截面图。

在旋转环141的外表面上设置有防滑的不平整部142，且齿轮齿143形成在旋转环141的内表面上。即是说，旋转环141是所谓的内齿轮。

在外壳110的外表面上，凹槽113设置为围绕其圆柱形侧表面延伸，且旋转环141可旋转地装配在凹槽113中。

传感器151、152附接到外壳110的内表面，且配置为通过形成在外壳110中的孔114来检测旋转环141的旋转。

光传感器被用作传感器151、152，且配置为朝向旋转环141的齿轮发射光，以接收反射光，然后输出光接收信号S1、S2。

为了区分旋转环141的正(例如，顺时针)方向旋转和负(例如，逆时针)方向旋转，提供两个传感器151、152。一个被称为第一传感器151，另一个被称为第二传感器152。

如图4A和图4B所示，第一传感器151和第二传感器152相对于旋转环141的内齿轮的周期(节距)彼此偏移1/4波长定位。由于位置的这种组合，旋转环141的旋转方向由来自第一传感器151和第二传感器152的光接收信号指定。

同时，第一传感器151和第二传感器152之间的偏移量不限于1/4波长，而是可以是1/3波长或1/8波长。此外，如果例如在利萨如(Lissajous)曲线中绘制时，执行处理以对应于偏移量，偏移量也可以是优选的。

接下来，图5是控制电路单元160的功能框图。

计数器161配置为基于来自第一传感器151和第二传感器152的光接收信号S1、S2对旋转环141的齿143移动的方向和节距数进行计数。例如，如果通过在矩形坐标上绘制光接收信号S1和光接收信号S2来获得利萨如曲线的旋转数和旋转方向，则可以得到旋转环141的齿143的移动和方向。计数器161配置为，如果旋转环141在正(顺时针)方向上旋转，则正计数，如果旋转环141在负(逆时针)方向上旋转，则倒计数。

在每一刻，来自计数器的计数值被发送到转换部170。

转换部170具有变化量计算部分171、变化率计算部分172和数值计算部分173。变化量计算部分171配置为计算来自计数器的计数值的变化量。

例如，变化量计算部分171配置为以预定时间间隔(例如，每秒)计算计数值之间的差异。如果上一次(一秒之前)的计数值是C0，且当前(一秒之后)的计数值是C1，则计数值之间的差异为“C1-C0”。

变化率计算部分172配置为计算计数值的变化率。

在本文中，需要计数值的变化率的大小。

由于在每一刻在变化量计算部分171中计算每秒的计数值之间的差异D，其绝对值|D|优选地设定为变化率的大小V。

数值计算部分173配置为基于计数值之间的差异D1和变化率的大小V来获得转换值N。例如，转换值N是根据以下公式来获得：

N＝k×h(V)×D

其中k是根据所选模式(公差设定模式或预设模式)或单位(毫米或英寸)确定的系数；以及

h(V)是相对于V的大小具有正相关的函数，其中函数h设定为使得随着V增加，h(V)增加，而随着V减小，h(V)减小。

h(V)的范围(值的区间)可以设定为单调增加，例如，从0.1到100。

即使当用户以相同的量(以相同的角度)旋转旋转环141，如果旋转环141缓慢地旋转，则转换值N的变化小，如果旋转环141快速地旋转，则转换值N的变化大，如果旋转环141非常快速地旋转，则转换值N的变化非常大。因此，通过旋转旋转环141，用户可以使用旋转量、旋转方向和旋转速度方便且快速地输入期望的命令(数值)。

如上所述，由用户使用旋转环141输入的命令被转换为转换值V，然后输出到控制部180。

在控制部180中，中央处理部分181配置为将转换值N添加到寄存器182的数值(或从其减去)，然后根据所选的模式将计算结果发送到显示控制部分185。然后，由于显示控制部分85的显示控制，其指示被反映在显示单元130上。

将介绍使用可旋转操作输入部分140进行输入的几个示例。

(公差设定的示例1)

例如，如果样板(masterwork)已经存在，且产品相对于样板的公差为+/-0.3mm，则优选地将+/-0.3mm的公差设定在千分表100中。由于千分表100是数字型，当待测对象的测量值偏离设定的公差时，容易通过颜色或声音来通知用户。

用户将“0.3”的数值输入千分表100中，同时通过按压开关来选择公差设定模式。

数值“0.3”是小数值。

同时，用户缓慢地旋转旋转环141。然而，h(V)变为小值，且从而转换值N也变为小值。

按照这种方式，可以仅通过缓慢地旋转旋转环141的非常自然的操作，来简单地输入诸如“0.3”的小数值。如上所述输入的数值(例如，0.3)在数字显示部分132上指示，并且模拟标尺显示部分134的标记136、137也被移动，以对应于数值的大小。如果指示变为目标数值(0.3)，则按下按钮116(也称为保持开关或获取开关)，从而将数值(0.3)作为公差存储在存储器183中。

(公差设定的示例2)

例如，如果不存在样板，但通过设计图的说明将产品允许的范围指示为49.7mm至50.3mm，则将49.7mm至50.3mm的公差设定在千分表100中。

数值“49.7”或“50.3”是大于“0.3”的值。

此时，与上述情况类似，用户仅需要旋转旋转环141，但要快速地旋转旋转环141，这是由于需要输入该较大的数值。然后，h(V)变为大值，且从而转换值N也变为大值。按照这种方式，可以仅通过快速地旋转旋转环141的非常自然的操作，来简单地输入诸如“49.7”或“50.3”的大数值。

如果以与输入“0.3”时相同的步长来增加指示的数值，则需要进行大量的操作以使数值达到“49.7”。

在仅通过按钮116输入数值的常规机器的情况下，其中可以选择待输入的“数字”的机器也是已知的。然而，在移动待输入的数字时，难以输入所有的数值“4”、“9”、“7”、“5”、“0”、“3”。

在这方面，根据本实施例，公差设定的示例1和2都是相同的操作且也是简单的，从而允许更加容易地使用多功能数字千分表100。

(预设)

将介绍数值设定的另一示例。

大量的千分表100具有相对短的测量范围，例如12.5mm。然而，方便的是，实际的产品尺寸(例如50.2mm等)被显示为测量值的指示(或测量值的获取)。

在这种情况下，在实际开始测量之前，将初始值设定(预设)为“50”。预设的方法与上文完全相同，且包括快速地旋转旋转环141，如果显示“50”的指示则按压按钮116，然后将数值(50)作为预设值存储在存储器183中。

在常规机器中，输入诸如“50”的数值是麻烦的，但在本实施例中，预设操作也很简单。可以更加容易地使用多功能数字千分表100。

尽管在上述示例中已经描述了数值的输入，但旋转环141可以用于在显示屏上选择项目。

例如，在使用千分表100之前，将计算公式作为预先准备设定好。

例如，存在这样的情况，设定并输入(校正)计算公式(例如Ax+By+1/C)的参数A、B和C的值。

此时，如果在显示屏上显示计算公式(Ax+By+1/C)时旋转旋转环141，则光标例如按A→B→C移动，从而减少了选择和输入的工作。

(变型1)

尽管在前述实施例中，旋转环141被描述为设置成围绕外壳110的圆柱形外表面延伸，但是可以采用作为变型的较小的旋转环141。如果旋转环141被设置为部分地突出到外壳110之外，并因此由用户旋转操作，则旋转环141可以部分地容纳在外壳110中。

布置旋转环141的位置不限于外壳110的侧表面。例如，如图6所示，旋转环145可以布置在外壳110的前表面上。

(变型2)

尽管在前面的描述中，可旋转操作输入部分140(旋转环141)被示为输入装置，但输入装置不限于可旋转操作输入部分140(旋转环141)，只要能够通过操作量、操作方向和操作速度来指示输入即可。

例如，如图7所示，可以采用作为输入装置的触控面板190，因此可以通过触控面板190检测操作量、操作方向和操作速度。

由于上述旋转环141足以被触控面板190所代替，所以触控面板190的宽度可以较窄，尽管其垂直高度可能在一定程度上是必要的。

例如，触控面板190可以被拉长以具有3至5的纵横比。

可以采用增加的纵横比，即纵横比可以为5以上。

触控面板190可以布置在外壳110的侧表面上，如图7所示。

可替代地，可以制备圆形形状的触控面板，然后可以将触控面板设置为围绕外壳110的侧表面。也就是说，第一实施例的旋转环141可以被圆形形状的触控面板代替。

可替代地，可以采用触控面板代替如变型1(参见图6)中所示的旋转环145，并且还可以将圆环形状的触控面板设置为围绕显示单元130。

可替代地，触控面板可以并入显示单元130中。

与旋转环141相比，触控面板190具有较少的机械元件，因此具有能够容易地提高防水性的优点。

同时，本发明不限于前述实施例，而是可以在不脱离本发明的精神的情况下，在其范围内适当地进行修改。

尽管在前述实施例和变型中，输入装置被描述为具有可以识别操作方向的传感器，但是可以采用不识别操作方向的传感器。例如，在第一实施例中可以采用一个传感器。

在传感器不识别操作方向的情况下，可以提供某个切换按钮，以允许用户选择正计数或倒计数。

尽管已经以示例的方式描述了千分表，但旋转操作输入部分或触控面板可以设置在游标卡尺或测微计上。

Claims

1.一种测定器，配置为检测设置为可移动的触点的位移，且配置为在设置在外壳的外表面上的显示单元上数字地显示测量值，所述测定器包括：

输入装置，所述输入装置设置在所述外壳的外表面上，且配置为允许用户通过手动操作向所述输入装置进行输入，

其中，所述输入装置包括传感器，所述传感器配置为检测操作量和操作速度；

其中，根据所述操作速度，将所述操作量转换为转换值，然后显示在所述显示单元上；

其中，所述输入装置包括旋转环，所述旋转环设置在所述外壳的外表面上，且配置为通过手动操作旋转，所述旋转环的内表面具有齿轮齿；

其中，在外壳的外表面上，凹槽设置为围绕其圆柱形侧表面延伸，且旋转环可旋转地装配在凹槽中；

其中，传感器附接到外壳的内表面，且配置为通过形成在外壳中的孔朝向所述旋转环的齿轮齿发射光以及接收反射光，从而检测旋转环的旋转。

2.如权利要求1所述的测定器，其中，所述外壳具有短圆柱形状，

其中，所述旋转环是圆环，且可旋转地装配到所述外壳，同时围绕所述外壳的侧表面。

3.如权利要求1所述的测定器，还包括设置在所述外壳的外表面上的触控面板。

4.如权利要求3所述的测定器，其中，所述触控面板组装在所述显示单元的显示表面中。

5.如权利要求1至4中任一项所述的测定器，其中，所述测定器是千分表、游标卡尺和测微计中的任一个。