CN203772189U - 一种测径尺 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种测量精度高、测量范围广的测径尺，包括尺体、设置在所述尺体内或所述尺体上并与所述尺体平行的动尺以及设置在所述尺体上并能沿着所述尺体的长度方向滑动的游标，所述尺体上标有刻度，所述游标和所述动尺以能够同步移动的方式连接，所述尺体的尾端设置有测径部件，测径部件具有连接于所述尺体的尾端的安装块，所述安装块两侧分别设置有卡爪，所述卡爪与所述动尺位于同一平面，且两卡爪以所述动尺为中心对称分布，同时两卡爪相互平行，且其距离是预先设定的，所述卡爪的长度也是预先设定的。通过测径块和动尺的配合，可以精确的测量出被测工件的直径，测量精度高。不仅可以测量工件的外径，也可以测量工件的内径，测量范围大。

Description

一种测径尺

技术领域

本实用新型涉及一种测量工具，尤其是一种可快速、精确测量直径的测径尺。

背景技术

常用的用于测量工件直径的量具主要是游标卡尺或千分尺，但是这两种量具都是直接卡住直径进行测量，导致其测量范围存在很大的局限性，对于直径较大的圆形或球形工件，或者小于半圆的球面或圆弧形工件，则需要借助其他量具进行测量。

中国实用新型专利ZL92234699.2公开了一种开合角尺，由刻度尺和尺槽板通过转轴连接在一起，可以自由开合，并用双位销钉与定位孔连接以确定角尺夹角，利用数学上的正余弦定理快速测出工件的直径，该开合角尺测量得到的直径值为被测量圆与刻度尺的切点对应的刻度尺上的刻度值。理论上，该切点只有一个，但是在实际测量过程中，该切点的位置并不容易确定，刻度尺与被测量工件的接触到可能不是一个点而是一条线段或多个接触点，难以获得精确的测量值。

中国实用新型专利ZL03248766.5公开了一种正弦测径尺，由“丫”形尺体、滑块以及与滑块连体同时滑动的触杆组成，尺体两卡足内角为60°，根据数学上“30°角所对直角边都等于斜边的一半”这一定理，可以直接从尺体上的刻度上读出被测圆的直径。但是如果使用该测径尺去测量直径较大的工件，需要将两卡足的规格做得比较大，没有实用性。

中国发明专利ZL92105826.8公开了一种测径靠尺及其测径方法，其测径靠尺由监督尺壁、尺身、动尺、数显表和手柄构成，通过“三点确定一个圆”的数学定理测量工件直径。但是该测径靠尺只能测量工件的外径，无法测量工件的内径，仍然具有局限性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种测量精度高、测量范围广且使用方便的测径尺。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种测径尺，包括尺体、设置在所述尺体内或所述尺体上并与所述尺体平行的动尺以及设置在所述尺体上并能沿着所述尺体的长度方向滑动的游标，所述尺体上标有刻度，所述游标和所述动尺以能够同步移动的方式连接，所述尺体的尾端设置有测径部件，测径部件具有连接于所述尺体的尾端的安装块，所述安装块两侧分别设置有卡爪，所述卡爪与所述动尺位于同一平面，且两卡爪以所述动尺为中心对称分布，同时两卡爪相互平行，且其距离是预先设定的，所述卡爪的长度也是预先设定的。

作为本实用新型的一种改进，所述卡爪为矩形状卡爪、针点状卡爪或刀状卡爪。

作为本实用新型的一种改进，所述尺体上刻有直径刻度和/或长度刻度。

作为本实用新型的一种改进，所述游标上设置有紧固螺钉。

作为本实用新型的一种改进，所述游标上设置有数显装置。

作为本实用新型的一种改进，所述测径块与所述尺体之间是可拆卸连接。

作为本实用新型的一种改进，所述尺体、所述动尺和所述游标分别为游标卡尺上的尺体、动尺和游标。即在现有游标卡尺的基础上，结合本实用新型将其改进成本实用新型的测径尺。

采用上述技术方案后，通过测径块和动尺的配合，再根据推导出来的数学公式可以精确的测量或计算出被测工件的直径，测量精度高，上述公式中，φ为被测工件的直径，m为卡爪的长度，x为动尺测量前后的位移，L为两卡爪之间的距离。由于测径块上的两个卡爪只要卡接在被测工件的圆弧上即可，对圆弧的弧度没有要求，可以测量许多游标卡尺无法测量的直径，不仅可以测量工件的外径，也可以测量工件的内径，测量范围大，使用也较为方便。

将本实用新型的测径块设置成可拆卸的好处是，使其可以适用于直径较小的工件。通过在现有的游标卡尺尾部安装本实用新型的测径块，在被测工件直径较大时，适用测径块进行测量，较小时适用游标卡尺原有的卡爪进行测量，同样能将本实用新型的测径尺适用于直径较小的工件。

此外，还可以通过在尺体上直径标注直径刻度，方便使用者直接读取直径测量值，通过在游标上设置紧固螺钉，方便固定游标位置，通过在游标上设置数显装置，使测量数值读取更为方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例1测径尺的结构示意图；

图2为本实用新型测径尺用于测量外径时的原理图；

图3为本实用新型测径尺用于测量内径时的原理图；

图4为本实用新型实施例2中测径块形状示意图；

图5为本实用新型实施例3中用于测量外径的测径块形状示意图；

图6为本实用新型实施例3中用于测量内径的测径块形状示意图。

图中标示对应如下：

1-尺体；       2-动尺；

3-游标；       31-紧固螺钉；

32-数显装置；  4-测径部件；

41-卡爪；      42-安装块；

5-螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

实施例1：

本实施例的测径尺结构如图1所示，包括尺体1、设置在尺体1内并与尺体1平行的动尺2以及设置在尺体1上并能沿尺体1的长度方向滑动的游标3，动尺2也可以根据实际需要设置在尺体1的夹层、背部或侧面，动尺2的一端与游标3以能够同步移动的方式连接，另一端悬空，动尺2与游标3的具体链接方式可以根据需要选择，如采用固定式链接，也可以直接将游标3和动尺2直接设计成一体式的，动尺2也可以沿着尺体1的长度方向滑动。游标3上还设置有用于固定游标3位置的紧固螺钉31和可以直接显示游标3所处位置刻度值的数显装置32。尺体1的尾端设置有测径部件4，测径部件4与尺体1的连接方式可以是不可拆的，但最好是可拆卸式的，以便可以更换各种不同规格的测径部件4，在本实施例中，测径部件4通过螺钉5连接在尺体1上，螺钉5是可反复拆装的。测径部件4具有连接于所述尺体的尾端的安装块42，其两侧设置有卡爪41，卡爪41与动尺2位于同一平面，同时卡爪41以动尺2为中心对称分布，即动尺2位于两卡爪41的中间，其长度是预先设定的，测径部件4两侧的卡爪41相互平行，且其距离是预先设定的，需要说明的是，两卡爪41之间的距离定义如下：当两卡爪41卡在圆弧上时，两卡爪41与圆弧接触的两个接触点之间的距离为两卡爪41之间的距离。测径尺在测量外径和测量内径时，由于卡爪41在圆弧上的接触点不同，其预先设定的距离是不同的。在本实施例中，安装块42为矩形状安装块，卡爪41为矩形状卡爪，如图1所示，A-A面为安装块42与卡爪41之间的接触面，也是卡爪41的底部平面。预先设定两卡爪41之间的距离为L，同时预先设定卡爪41的长度为m。尺体1上刻有长度刻度和直径刻度，游标3上也刻有长度刻度。在本实施例中，直径刻度还应该将外径刻度和内径刻度分开标示。在初始状态，游标3上的零刻度线位于尺体1上长度刻度的零刻度位置，动尺2悬空一端的端面与卡爪41的底部平面齐平，即位于图1所示的A-A面。为了表述方便，用x表示游标3相对于尺体1上零刻度位置的位移，即游标3指向的尺体1上的长度刻度值。由于游标3与动尺2固定连接，x也是动尺测量前后的位移，直径刻度的刻度值根据公式标定。使用时，游标3上的零刻度线指向的直径刻度即是被测工件的直径。尺体1和游标3上的长度刻度之间关系和读数方式与一般的游标卡尺相同，此处不再详述。

将本实施例的测径尺用于测量外径时，其原理如图2所示，假设扇形OEF为被测工件，其直径为φ，半径为R，即φ=2R，点O是其圆心，弧EF是其圆弧段，线段AM和线段BN分别表示两个卡爪41的长度，即AM=BN=m，点M和点N为卡爪与弧EF的接触点，则线段MN为两卡爪41之间的距离,即MN=L，线段AB表示卡爪41的底部平面，即图1中所示的A-A面，假设直线CG为动尺2，点G在弧EF上，直线CG与线段MN相交于D，线段AM和线段BN以直线CG为中心相互对称，且相互平行。线段CG为动尺2测量前后的位移，即CG=x。由于点M和点N在弧EF上，根据几何上圆的垂直平分线原理可知，点O在直线CG上，由于线段AM和线段BN以直线CG为中心相互对称，且相互平行，且AM=BN=m，根据相关几何原则可以得知，GC⊥AB于C、AC=BC，AB=MN，MA⊥AB于A、NB⊥AB于B、AB//MN、CD⊥MN。进一步可以推算出，∠MDO为直角，则在三角形ODM中，OM²=MD²+OD²，即R²=（L/2）²+（R—DG）²，将此等式化解后可得：由于φ=2R，DG=CD-x=m-x，将其代入化解后的式子，可得即公式： $\mathrm{\φ}$ $=|m-x+\frac{L^2}{4(m-x)}|.$

将本实施例的测径尺用于测量内径时，其原理如图3所示，假设扇形OEF为被测工件，其直径为φ，半径为R，即φ=2R，点O是其圆心，弧EF是其圆弧段，线段AM和线段BN分别表示两个卡爪41的长度，即AM=BN=m，点M和点N为卡爪与弧EF的接触点，则线段MN为两卡爪41之间的距离,即MN=L，线段AB表示卡爪41的底部平面，即图1中所示的A-A面，假设直线CG为动尺2，点G在弧EF上，直线CG与线段MN相交于D，线段AM和线段BN以直线CG为中心相互对称，且相互平行。线段CG为动尺2测量前后的位移，即CG=x。由于点M和点N在弧EF上，根据几何上圆的垂直平分线原理可知，点O在直线CG上，由于线段AM和线段BN以直线CG为中心相互对称，且相互平行，且AM=BN=m，根据相关几何原则可以得知，GC⊥AB于C、AC=BC，AB=MN，MA⊥AB于A、NB⊥AB于B、AB//MN、CD⊥MN。进一步可以推算出，∠MDO为直角，则在三角形ODM中，OM²=MD²+OD²，即R²=（L/2）²+（R—DG）²，将此等式化解后可得：由于φ=2R，DG=x-CD=x-m，将其代入化解后的式子，可得即公式： $\mathrm{\φ}$ $=|m-x+\frac{L^2}{4(m-x)}|.$

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于测径块4上的卡爪41的形状不同，本实施例的测径块4的形状如图4所示，设置在测径块4上的卡爪41为针点状卡爪，其两卡爪41之间的距离为两卡爪尖点之间的距离，使用本实施例的测径尺测量外径和内径时，其卡爪41与被测工件圆弧的接触点都在卡爪41的尖点上，因此其直径刻度的刻度值不需要将外径和内径分开标注。本实施例的测径尺的原理与实施例1相同。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于测径块4有两个，分别用于测量外径和测量内径，使用时根据需要更换不同的测径块4。用于测量外径的测量块4形状如图5所示，用于测量内径的测量块4形状如图6所示，都是刀状卡爪，其两卡爪41之间的距离为两卡爪尖点之间的距离。本实施例的测径尺的原理与实施例1相同。

实施例4：

本实施例的测径尺是在普通的游标卡尺的基础上制作而成，使用普通游标卡尺的尺体、动尺和游标代替实施例1中的尺体1、动尺2和游标3，其他部位与实施例1一样。当被测工件的直径小于两卡爪之间的距离时，可以直接使用游标卡尺的内量爪或外量爪进行测量，提高测径尺的测量范围。

上面结合附图对本实用新型做了详细的说明，但是本实用新型的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本实用新型做出各种变形，如采用单独的数显表代替设置在游标3上的数显装置32或采用其他形状不同的测径块代替上述实施例中的测径块4等，本实用新型的原理也不仅限于上述推导方式，本领域的技术人员根据其他的几何定理也可以推导出相同或类似的直径公式，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种测径尺，其特征在于，包括尺体、设置在所述尺体内或所述尺体上并与所述尺体平行的动尺以及设置在所述尺体上并能沿着所述尺体的长度方向滑动的游标，所述尺体上标有刻度，所述游标和所述动尺以能够同步移动的方式连接，所述尺体的尾端设置有测径部件，测径部件具有连接于所述尺体的尾端的安装块，所述安装块两侧分别设置有卡爪，所述卡爪与所述动尺位于同一平面，且两卡爪以所述动尺为中心对称分布，两卡爪相互平行，且其距离是预先设定的，所述卡爪的长度也是预先设定的。

2.如权利要求1所述的测径尺，其特征在于，所述卡爪为矩形状卡爪、针点状卡爪或刀状卡爪。

3.如权利要求1所述的测径尺，其特征在于，所述尺体上刻有直径刻度和/或长度刻度。

4.如权利要求1所述的测径尺，其特征在于，所述游标上设置有紧固螺钉。

5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的测径尺，其特征在于，所述游标上设置有数显装置。

6.如权利要求1-4中任一权利要求所述的测径尺，其特征在于，所述测径块与所述尺体之间是可拆卸式连接。

7.如权利要求1-4中任一权利要求所述的测径尺，其特征在于，所述尺体、所述动尺和所述游标分别为游标卡尺上的尺体、动尺和游标。