CN212843235U - 一种卷尺 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种卷尺。该卷尺包括壳体、主尺和第一卡勾，壳体上设置有开口；主尺包括多个尺条和固定件，固定件固定在所有尺条的活动端；尺条上设置有多个磁性件，多个尺条伸出开口时，任意相邻两个尺条伸出壳体外的部分可通过位置对应的磁性件吸附在一起，以使所有尺条伸出壳体外的部分围绕成闭合形状；至少一个尺条上设有第一刻度；第一卡勾连接于固定件上且卡在壳体的开口外，用于同时拉动所有尺条伸出壳体并卡在待测物体表面。本公开由多根尺条组合而成的主尺具有一定抗弯强度，适用于较大尺寸的长度测量，提高了测量量程，也能降低因自身变形而导致的精度损失。

Description

一种卷尺

技术领域

本公开涉及测量工具技术领域，具体而言，涉及一种卷尺。

背景技术

机械加工、工程、等各个领域都需要进行长度测量，现有用于测量长度的工具主要包括游标卡尺、卷尺、激光跟踪仪、3D光学测量等。

游标卡尺可以实现高精度测量，但由于其多采用金属制造，重量较重，仅适用于小尺寸的长度测量，若长度超过1米则会因为重量太大而导致操作不便。长度超过1米时多采用卷尺进行测量，而现有卷尺强度较低，在伸出量较长时会由于自重而发生变形，进而影响测量精度。而激光跟踪仪、3D光学测量等大型坐标测量仪价格昂贵且需要在恒温室内工作以保持其精度，限制了其应用范围。

需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种卷尺，解决现有卷尺存在的一种或多种问题。

根据本公开的一个方面，提供一种卷尺，包括：

壳体，所述壳体内设置有多个卷筒，所述壳体上设置有开口；

主尺，所述主尺包括多个尺条和固定件，所述固定件固定在所有所述尺条的活动端，所述主尺位于所述壳体内且能从所述开口伸出；所述尺条上设置有多个磁性件，所述多个尺条伸出所述开口时，任意相邻两个所述尺条伸出所述壳体外的部分可通过位置对应的所述磁性件吸附在一起，以使所有尺条伸出所述壳体外的部分围绕成闭合形状；至少一个所述尺条上设有第一刻度；

第一卡勾，连接于所述主尺的固定件上且卡在所述壳体的开口外，所述第一卡勾用于同时拉动所有的所述尺条伸出所述壳体并卡在待测物体表面。

在本公开的一种示例性实施例中，所述尺条的数量至少为三个。

在本公开的一种示例性实施例中，所述尺条上的多个磁性件包括两个磁性件组，两个所述磁性件组分别靠近所述尺条相对的两个长边，各所述磁性件组中的所有所述磁性件沿所述尺条长度方向间隔分布；相邻两个所述尺条上，位置靠近的两个所述磁性件组的所述磁性件位置一一对应。

在本公开的一种示例性实施例中，所述尺条在所述宽度方向上的截面呈弧形，使所述尺条相对的两面分别为凹面和凸面，任一所述尺条伸出所述壳体外的部分的凸面与相邻所述尺条的凸面通过所述磁性件吸附在一起。

在本公开的一种示例性实施例中，所述尺条在所述宽度方向上的截面呈弧形，使所述尺条相对的两面分别为凹面和凸面，任一所述尺条伸出所述壳体外的部分的凸面与相邻所述尺条的凹面通过所述磁性件吸附在一起。

在本公开的一种示例性实施例中，所述磁性件的材料包括钕铁硼，所述尺条的材料为钢。

在本公开的一种示例性实施例中，所述壳体开口的形状与所述尺条伸出壳体的部分组成的形状相同。

在本公开的一种示例性实施例中，所述壳体开口的内侧设置有用于限制所述尺条伸出长度的限位装置。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一卡勾可转动地设置于所述固定件上，可绕所述主尺的延伸方向转动。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一卡勾可拆卸地设置于所述固定件上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述固定件包括底托、固定套、弹簧、连杆、滑动块和衬套，所述底托固定在所有所述尺条的活动端；所述固定套套设在所述底托外，且与所述底托之间形成第一空腔，所述固定套上在所述尺条延伸方向上与所述底托相对的一面上设置有贯穿孔；所述衬套套设在所述固定套外，所述滑动块位于所述第一空腔内，且所述滑动块具有一凸出部，所述凸出部伸出所述贯穿孔并固定在所述衬套上；所述滑动块上还设有导槽，所述连杆的一端固定在所述底托上，另一端可滑动地设置于所述导槽内且能沿所述导槽移动，所述弹簧套设在连杆外，其一端固定在所述底托上，另一端固定在所述滑动块上；所述第一卡勾套设在衬套上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述壳体内还设置有多个卷筒，所述卷筒的数量与所述尺条的数量相等，多个所述尺条一一对应地卷绕在多个所述卷筒。

在本公开的一种示例性实施例中，所述卷尺还包括游标尺，游标尺位于所述壳体外；所述游标尺包括副尺和设置于所述副尺上的第二卡勾，所述副尺设置在所述主尺上且可相对于所述主尺滑动，且设置有第二刻度，所述第二卡勾用于与所示第一卡勾配合卡在待测物体表面。

在本公开的一种示例性实施例中，所述副尺固定在所述壳体上，或所述副尺可滑动地套设在所述主尺上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一卡勾和所述第二卡勾均包括卡接面，所述第一卡勾和第二卡勾的卡接面相对设置或背向设置；或所述第一卡勾和所述第二卡勾均包括孔定位结构，所述孔定位结构可卡在待测物体上的孔内。

在本公开的一种示例性实施例中，所述卷尺还包括显示屏和自动测试单元，所述显示屏设于所述壳体上，所述自动测试单元包括：

位移传感器，所述位移传感器设于所述壳体内，用于测量所述主尺的尺条伸出所述壳体的长度；

处理器，设于所述壳体内，连接所述位移传感器，用于根据所述位移传感器感测的长度数据计算出待测物体的长度并显示在所述显示屏上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述自动测试单元还包括温度传感器，所述温度传感器设于所述壳体上，用于感测所述环境温度；其中，所述处理器还用于根据所述温度传感器感测的温度数据对所述待测物体的长度进行修正，以修正后的结果作为所述待测物体的实际长度显示在所述显示屏上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述自动测试单元还包括角度传感器，所述角度传感器设于所述壳体内，用于感测所述主尺与待测长度方向之间的角度；其中，所述处理器还用于根据所述角度传感器感测的角度数据对所述待测物体的长度进行修正，以修正后的结果作为所述待测物体的实际长度显示在所述显示屏上。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施方式的卷尺的立体结构示意图；

图2为一种示例性实施方式中的一个尺条的结构示意图；

图3为本公开实施方式三个尺条组成的一种主尺的截面示意图；

图4为本公开实施方式三个尺条组成的另一种主尺的截面示意图；

图5为本公开实施方式四个尺条组成的一种主尺的截面示意图；

图6为本公开实施方式四个尺条组成的另一种主尺的截面示意图；

图7为本公开实施方式一种磁性件和尺条的组合结构示意图；

图8为图1中的壳体和主尺在主尺伸出方向的示意图；

图9为本公开实施方式中壳体的另一种开口结构示意图；

图10为图1中的壳体和主尺在垂直于主尺伸出方向的示意图；

图11为本公开实施方式中一种厚度补偿结构的示意图；

图12为本公开实施方式中带固定游标尺的卷尺结构示意图；

图13为本公开实施方式中带浮动游标尺的卷尺结构示意图；

图14为本公开实施方式中带固定和浮动游标尺的卷尺结构示意图；

图15-图17为第一卡勾和第二卡勾的三种配合示意图；

图18为本公开实施方式中带手柄和罩体的卷尺结构示意图。

图中：10、壳体；20、主尺；30、第一卡勾；101、卷筒；102、开口；210、尺条；220、固定件；230、磁性件；211、第一刻度；212、通孔；231、金属网片；232、钕铁硼；221、底托；222、固定套；223、弹簧；224、连杆；225、滑动块；226、衬套；227、第一空腔；228、第二空腔；229、导槽；40、游标尺；41、副尺；42、第二卡勾；411、第二刻度；110、显示屏；120、手柄；130、罩体；90、待测物体；

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

本公开实施方式中提供了一种卷尺，如图1所示，为本公开实施方式的卷尺的立体结构示意图，包括壳体10、主尺20和第一卡勾30，壳体10内设置有多个卷筒101，壳体10上设置有开口102；主尺20包括多个尺条210和固定件220，固定件220固定在所有尺条210的活动端，主尺20位于壳体10内且能从开口102伸出；尺条210上设置有多个磁性件230，多个尺条210伸出开口102时，任意相邻两个尺条210伸出壳体10外的部分可通过位置对应的磁性件230吸附在一起，以使所有尺条210伸出壳体10外的部分围绕成闭合形状；至少一个尺条210上设有第一刻度211；第一卡勾30，连接于主尺20的固定件220上且卡在壳体10的开口102外，第一卡勾30用于同时拉动所有的尺条210伸出壳体10并卡在待测物体表面。

使用该卷尺时，向外拉动第一卡勾30，第一卡勾30通过固定件220带动所有的尺条210同时伸出壳体10的开口102，伸出开口102的相邻的两个尺条210通过设置在尺条210上的磁性件230吸附在一起，所有的尺条210吸附在一起围绕成一个整体，形成相互支撑的结构，第一卡勾30卡在待测物体表面，根据主尺20上设置的第一刻度211进行读数即可得知待测物体长度。

本公开的主尺20由多根尺条210组合而成，增强了主尺20伸出壳体10部分的强度，使其在自由状态下具有一定抗弯强度，减少由于自重变形弯曲而导致的精度损失，因而可以适用于较大尺寸的长度测量，提高了测量量程。另一方面，由于主尺20刚性增强，在测试待测物体外部尺寸时，能减少主尺20由于自身拉应力变形而导致的精度损失；在测量待测物体内部尺寸时，能减少由于顶住待测尺寸内侧变形而导致的精度损失，因此，该卷尺的测量也精度得到提高。

下面对本公开实施方式的卷尺进行详细说明：

本申请中，主尺中尺条210的数量为多个，是指两个或两个以上。当仅包含两个尺条210时，两个尺条210可以通过磁性件230背靠背吸附在一起，并使第一刻度211搂在外面，也能够起到提高强度的作用。本申请尺条210数量优选三个或三个以上，由此可以形成更立体的结构，使得主尺20整体强度提高地更显著。

如图2所示为一种示例性实施方式中的一个尺条210的结构示意图，尺条210上设置的第一刻度211可以根据测量需要设置为毫米刻度、厘米刻度等，可以只在其中一个尺条210上设置，也可以每个尺条210上都设置，以便于选择最方便的尺条210进行读数。为了便于读数，主尺20上的第一刻度211可包含荧光材料。多个尺条组成的主尺中，可以仅有一个尺条上设置第一刻度，也可以所有尺条上都设置第一刻度，以便于从不同方向读数。

如图所示，尺条210上设置有多个磁性件230，所有磁性件230分为两组，即第一磁性件组和第二磁性件组，两个磁性件组分别靠近尺条210相对的两个长边，即图中上面一排磁性件为第一磁性件组，下面一排为第二磁性件组，这样当两个尺条210接近时，相互靠近的长边上设置的两个磁性件组就会更容易磁吸在一起。以图3所示的三个尺条组成的主尺为例，图中左侧尺条210和右侧尺条210的下侧接近时，两个尺条上下方的磁吸件组位置最近，就会发生磁吸，同理，每两个尺条210两两靠近时，每个尺条210上的两个磁性件组都会分别与相邻尺条上的磁性件组发生磁吸。显然，三角形的边长和角度根据尺条210的宽度和相邻尺条的夹角决定。例如，当三个盘绕的尺条210之间的夹角为120°且三个尺条210宽度相等时，三个尺条210组成的主尺截面近似呈封闭的正三角形，如图3所示。当三个尺条210中的两个尺条宽度相等且不同于第三个尺条宽度时，三个尺条210组成的主尺20截面近似呈封闭的等腰三角形，如图4所示。也就是说，多个尺条210的宽度可以相等，也可以不等。在如图5所示的示例性实施方式中，主尺包括四个尺条，且四个尺条宽度相等，四个尺条相互磁吸后组成的主尺20截面近似呈封闭的正方形。本领域技术人员可以理解的是，当尺条210数量更多时，所有尺条组成的主尺截面呈相应的多边形，此处不再一一列举。

可以理解的是，两个尺条210距离越近，越容易发生磁吸。继续参考图2，每个磁性件组中的各磁性件230沿尺条210长度方向间隔分布，且相邻两个尺条210上，位置靠近的两个磁性件组中磁性件230的位置应当一一对应，以使相邻两个尺条210能够在相同长度处吸合在一起，从而使多个尺条210能够形成一个整体。每个磁性件组距离尺条210长边边缘的距离可以根据实际需要进行设置，此处不做具体限定。

尺条210上一个磁性件组内的磁性件230可以等间隔分布，等间隔分布有利于避免在伸出后进行磁吸时发生错位和变形。一个磁性件组内的磁性件230也可以不等间隔分布，以可以避免尺条210盘绕在卷筒101上后各层之间的磁性件230发生磁吸。另外，同一尺条210上的两个磁性件组的分布方式可以相同，也可以不同，即第一磁性件组内的磁性件230的分布方式和第二磁性件组内的磁性件230的分布方式可以相同，也可以不同，只要保证任一磁性件组和与之配合磁性的另一磁性件组内的磁性件230分布一致，即可实现一一对应的磁性。作为优选，每一组内的磁性件230的间距为尺条210宽度的5～10倍。

继续参考图3-图5，作为进一步的改进，尺条210在宽度方向上的截面设置为弧形，使尺条210相对的两面分别为凹面和凸面。相邻两个尺条210进行磁吸时就会有两种方式。如图3-图5所示，为其中一种磁吸方式，该方式中，一个尺条210伸出壳体10外的部分的凸面与相邻尺条210的凸面通过磁性件230吸附在一起。也就是说，相邻两个尺条210磁吸在一起时，两个尺条210的凸面贴合在一起，整体来看，所有尺条210的弧形开口102都朝外，从而形成如图所示的形状。如图6所示，为另一种磁吸方式，该方式以四个尺条组成的主尺为例，一个尺条210伸出壳体10外的部分的凸面与相邻尺条210的凹面通过磁性件230吸附在一起。也就是说，相邻两个尺条210磁吸在一起时，一个尺条210的凸面与另一个尺条210的凹面贴合在一起，所有尺条210的弧形开口102都朝内，从而形成如图所示的四边形形状。将尺条210的截面设置成弧形，方便相邻两个尺条210结合在一起。

本申请中，磁性件230的磁性越强，相邻的尺条210越容易发生磁吸，而且吸合后的稳定性更好，有助于保持较强的刚性。磁性件230的材料优选钕铁硼，钕铁硼具有极高的磁能积和矫顽力，同时能量密度高，能够起到理想的磁吸作用。尺条210的材料需要选择具有一定弯折性能、弹性且具有一定刚性的材料，同时还应当为不导磁材料。具体可选用塑料片材、合金材料等，优选不锈钢带材，不锈钢的尺条210重量较轻，便于携带和使用。尺条210表面可设置自润滑耐磨涂层，以相邻尺条210磁吸在一起时的摩擦力，减少对于第一刻度211的破坏。

磁性件230和尺条210的具体固定方式可以采用常规的多种方式。举例而言，如图7所示，为一种磁性件230和尺条210的组合结构示意图，在尺条210上可开设通孔，磁性件230由金属网片231和柔性钕铁硼232组成而成，可通过预成型的方式批量制造，且该磁性件230具有与尺条210上开设的通孔相同的形状和厚度。将磁性件230嵌入通孔，并将金属网片231周边的金属环与尺条210的通孔边缘焊接在一起，金属网片231起到固定和支撑的作用，可保证柔性钕铁硼232和尺条210的可靠连接。除此之外，磁性件230还可以通过其他机械方式固定在通孔内，甚至也可以将其制作成薄片包裹在尺条210内部。本申请不对二者的固定方式进行特殊限定。

图8为图1中的壳体10和主尺20在主尺伸出方向的示意图(图中未示出固定件和第一卡勾)，该示例性实施方式中，壳体10内设置有三个卷筒101，主尺包括三个尺条210，三个尺条210分别卷绕在三个卷筒101上。从俯视图上可看出，卷绕在卷筒101上的三个盘绕的尺条210的伸出端的一侧相互靠近，且相邻两个尺条210相互之间形成一定夹角，三个盘绕的尺条210整体呈放射状排布。由于三个尺条210的伸出端相互靠近，因此三个尺条210伸出壳体10后能顺利通过磁吸形成一个整体。当尺条210缩回壳体10时，由于卷筒101设置方向不同，会拉动三个尺条210相互分开，各自独立的缠绕在卷筒101上。

卷尺的壳体10可以设置成与盘绕的多个尺条210相匹配的形状。继续参考图1和图8，壳体10具有与三个盘绕的尺条210相匹配的放射状的外形，由此可见对盘绕的尺条210形成一定的空间限制，防止尺条210散开。壳体10上开设有开口102，供尺条210伸出，因此开口102应当与尺条210的活动端对应。本实施方式中的开口102形状与三个尺条210伸出壳体10后组成的三角形形状相同，即呈三角形状，这样可以在三个尺条210伸出时对尺条210的位置和角度形成一定的限制，便于相邻的两个尺条210靠近并磁吸在一起。向外拉动尺条210时，相邻尺条210的磁吸过程可能在伸出壳体10后进行，也可能在壳体10内部就开始进行，具体方式与壳体10空间、尺条210间距及磁性件230磁力等因素有关。

在其他实施方式中，如图9所示为另一种开口结构示意图，开口也可以设置成三个独立的条形开口102，三个条形开口102按照尺条210伸出壳体10后组成的三角形形状排列，每个尺条210从对应的条形开口102伸出。独立的开口102有助于将缩回的尺条210分开，但尺条210向外伸出时的磁吸过程则会在伸出壳体10后进行。当尺条210采用弧形结构时，条形开口102的形状也可以为与尺条210形状相配合的弧形，从而便于尺条210进出。

可以理解的是，当尺条210的数量为其他数量时，与上述实施方式相同，壳体10可以设置为对应的形状，也可以在壳体10上设置形状对应的开口102，以便于尺条210收纳和伸出。此处不再一一列举。

本申请中，壳体10内可设置一卷绕的弹性件来实现尺条210的收回，弹性件的一端固定在卷筒101上，另一端固定在一固定轴上，当尺条210被拉伸时，卷筒101转动带动弹性件压缩转动，当外力撤销后，弹性件回缩带动卷筒101反向转动，尺条210自动收回。当然，也可以采用结构实现主尺20的自动收回，本申请不对此进行特殊限定。

作为进一步的改进，壳体10开口102的内侧还可以设置用于限制尺条210伸出长度的限位装置，即在尺条210伸出后，能够将尺条210固定以便于读数。限位装置可以为压紧滑块，压紧滑块用于把尺条210沿其厚度方向压向一边锁紧，此时尺条210不能卷入或者卷出，避免测量时压紧滑块相对于壳体10无意中产生卷入或者卷出动作。另一方面，当待测物较高或较低时，测量人员的视线难以与待测物另一边缘、主尺20保持水平，则容易因视线偏差导致读数偏差。通过限位装置对主尺20进行锁紧，可以使卷尺离开待测物后再进行读数，方便测量。限位装置可以为多个，分别设置在对应的尺条210位置处也可以仅设置一个，对所有尺条210同时进行限位。由于卷绕的弹性件和限位装置可采用现有的结构实现，因此未在图中示出。

本申请中，主尺20中的固定件220用于将所有尺条210的活动端固定在一起，以便所有尺条210同步伸出或收回。参考图1和图10，图10为图1中的壳体和主尺在垂直于主尺伸出方向的示意图，固定件220可以包括一筒状结构，套设在多有尺条210活动端的外部，通过铆接、焊接螺栓连接等方式固定。

本申请中，第一卡勾30的形状可以根据待测物体的特征选择不同的形状，例如，当需要固定在待测物体的内表面或外表面时，第一卡勾30具有一卡接面，卡接面可以朝向壳体10，也可以背向壳体10。当需要固定在待测物体的孔洞内，第一卡勾30可以包括孔定位结构，例如为一沿尺条210宽度方向凸出的柱体，该孔定位结构可伸入待测物体上的孔洞内，以实现对带孔结构的长度测量。

在一种示例性实施方式中，第一卡勾30可转动地设置在固定件220上，使其可绕主尺20的延伸方向(即图10中水平方向)进行转动，以便于转动到最合适的位置卡在待测物体表面。进一步地，第一卡勾30可拆卸地设置于固定件220上，便于更换。

使用卷尺量尺寸时，根据待测物体的情况可以选择不同的测量方法，例如挂在物体上或是顶在物体上。两种量法的差别就是卷尺头部第一卡勾30的厚度。为了避免第一卡勾30厚度影响测量准确度，可以在主尺20的固定件220上设置厚度补偿结构。

参考图11，为一种厚度补偿结构的示意图，固定件包括底托221、固定套222、弹簧223、连杆224、滑动块225和衬套226，底托221固定在所有尺条210的活动端，用于将尺条210固定在一起。固定套222套设在底托221外，且与底托221之间形成第一空腔227，固定套222上在尺条延伸方向上与底托221相对的一面上设置有一贯穿孔。衬套226套设在固定套222外。滑动块225位于固定套222和底托221之间的第一空腔227内，且滑动块225具有一凸出部，凸出部伸出固定套222上的贯穿孔并固定在衬套226上，以此将固定套222和衬套226连接在一起。滑动块225上还设有如图所示的心形导槽229。连杆224的一端固定在底托221上，另一端可滑动地设置于导槽229内且能沿导槽229移动，弹簧223套设在连杆224外，其一端固定在底托221上，另一端固定在滑动块225上。第一卡勾30套设在衬套226上，且可绕衬套226转动。

当需要第一卡勾30顶在待测物上时，将第一卡勾30相对于固定件220向左移动，第一卡勾30带动衬套226、滑动块225向左移动，直到连杆224活动端在导槽229内滑动至最右侧极限位置，此时弹簧223处于压缩状态，且衬套226和固定套222之间的第二空腔228消失，二者贴合在一起。此时读数即为待测物的实际长度。当需要第一卡勾30挂在待测物上时，将第一卡勾30相对于固定件220向右拉动，第一卡勾30带动衬套226、滑动块225向右移动，直到连杆224活动端在导槽229内滑动至最左侧极限位置，此时弹簧223处于拉伸状态，且衬套226和固定套222之间形成了第二空腔228，第二空腔228在尺条210长度方向上的宽度等于尺条210厚度。此时读数即为待测物的实际长度。由此可知，第一卡勾30在左右两个极限位置的水平运动范围等于空腔在尺条210长度方向上的宽度，也就是尺条210厚度d。由此可以补偿由于测量方式不同和第一卡勾30厚度引起的误差。图11所示结构仅为一种示例，在其他实施方式中，也可以采用其他结构来实现厚度补偿。

为了实现更精确的测量，参考图12-图14，本实施方式的卷尺还可以进一步包括游标尺40，游标尺40位于壳体10外，包括副尺41和设置于副尺41上的第二卡勾42，副尺41设置在主尺20上且可相对于主尺20滑动，且设置有第二刻度，第二卡勾42用于与第一卡勾30配合卡在待测物体表面。

在一种示例性实施方式中，游标尺40为固定游标尺，如图12所示为带固定游标尺的卷尺结构示意图，游标尺40的副尺41固定在壳体10上且位于壳体10开口处，第二卡勾42也始终处于固定位置。主尺20伸出后，通过主尺20上的第一刻度211和副尺41上的第二刻度411即可得到待测物的准确尺寸。通过该固定游标尺40在一次测量中精确读取一个长度数据。

在一种示例性实施方式中，参照图13，游标尺40为浮动游标尺，即游标尺40的副尺41可滑动地套设在主尺20上，第二卡勾42可随副尺41在主尺20上滑动。由于浮动游标可以移动，因此在一次测量中可以读取多个不同位置处的长度数据，提高测量效率。一个卷尺上可设置多个浮动游标尺40。浮动游标尺40与主尺20接触的表面可设置自润滑耐磨涂层，以减小浮动游标尺40和主尺20相互滑动时的摩擦力，减少对于第一刻度211的破坏。

在再一种示例性实施方式中，参照图14，该卷尺上可以设置一个固定游标尺40和一个/多个浮动游标尺40。当主尺20收回壳体10时，由于游标尺40会占据一定的空间，因此第一卡勾30会卡在游标尺40外侧。

无论是固定游标尺还是浮动游标尺，其第二卡勾42都应当与第一卡勾30相配合，即第二卡勾42的卡接面和第一卡勾30的卡接面可以相对设置，以挂在待测物体90外表面，如图15所示，或第二卡勾42的卡接面和第一卡勾30的卡接面，以背向顶在待测物体90内部，如图16所示；或第一卡勾30和第二卡勾42均包括孔定位结构，两个孔定位结构可卡在待测物体90上的孔内实现对两个孔间距的测量，如图17所示。因此，第二卡勾42也可以设置为可拆卸结构，以便更换。

游标尺上的第二刻度411可分为十分度、二十分度、五十分度等，游标尺40和主尺20配合进行更精确的测量。举例而言，主尺20的第一刻度211单位为毫米(mm)，游标尺40的第二刻度411采用50分度49mm的尺寸，游标尺40上每个接近1mm的刻度实际上长度为0.98mm，在游标尺40上每5个分度纹刻一个指示标线，在游标尺40上的对应读数为0.1mm。游标尺40上对应主尺20刻度的一面可以设置矩形视窗，视窗处覆盖设有第二刻度411的透明片材，以便于测量人员直接从视窗处透过透明片材查看游标尺上第二刻度411的“0”刻度在主尺20上的相对位置，以及查看游标尺40和主尺20上哪个刻度对齐。游标尺40可以采用铝合金制造，以实现轻量化。为了便于对比游标尺40和主尺20上的刻度，主尺20上的第一刻度211包含荧光材料，游标尺40上对应漏光刻槽照射主尺20上的第一刻度211，使游标尺40上第二刻度411和主尺20上第一刻度211相应的刻度对正时，可以和其他刻度有区别的显示，以便于提示。或者，主尺20上的线纹采用蓝色，游标尺40上采用透明材料和黄色半透线纹，以便在刻度对应时表现为绿色。当然也可以采用其他方式作为特别提示，比如在固定游标尺40上集成光电传感器进行信号采集、处理及显示的方式。

本公开中，为了提高测量和读数的便捷性，在一种示例性实施方式中，卷尺还包括显示屏110和自动测试单元，显示屏110设于壳体10上，自动测试单元用于自动读取长度数据并将数据显示在显示屏110上，使测量人员能够直接读数。自动测试单元包括位移传感器和处理器，位移传感器设于壳体10内，用于测量主尺20的尺条210伸出壳体10的长度；处理器也设于壳体10内，连接位移传感器，用于根据位移传感器感测的长度数据计算出待测物体的长度并显示在显示屏110上。位移传感器可以为应变式、电感式、差动变压器式(LVDT)、涡流式、霍尔传感器等多种类型。在一种具体实现方式中，位移传感器可以根据伸出的磁性件230的数量计算伸出的长度。

对于使用钢材的尺条210而言，由于钢材具有热胀冷缩的特性，因此在实现精密测量的过程中测量精度易受温度的影响。按照JJG 4-1999《钢卷尺》的计量检定规程的要求，钢卷尺的精度等级分为Ⅰ、Ⅱ两个等级，其任意两线纹间的允许误差Δ分别为：ΔⅠ＝±(0.1+0.1L)mm；ΔⅡ＝±(0.3+0.2L)mm；其中L为测试长度，单位为米，即测量3米长度实际尺寸时，Ⅰ级精度允许误差为±0.4mm，Ⅱ级精度允许误差为±1mm。其允许误差范围在0.8mm及2mm以内，即便采用合格的卷尺，其精度往往不能满足装配所要求的相对位置精度。

基于此，在一种示例性实施方式中，自动测试单元还包括温度传感器，温度传感器设于壳体10上，用于感测卷尺所在的环境温度。处理器还可以根据温度传感器感测的温度数据对由位移传感器所计算的待测物体的长度数据进行修正，以修正后的结果作为待测物体的实际长度显示在显示屏110上。在一种实施方式中，处理器根据以下方程式对待测物体的长度进行修正：

L_t＝L+ΔL+α·L(t-t₀)

其中，L_t为待测物体在温度t时的实际长度；L为位移传感器在标准温度t₀时未修正的测量的数字；ΔL为温度为标准温度t₀下待测物体实际长度与位移传感器的测试长度的偏差；α为尺条210的热膨胀系数。

其中，α·L(t-t₀)为温度为t时由于热膨胀导致的偏差。对于已经进行自检校准的卷尺，通过测量工作时温度t及卷尺伸出的粗略长度L即可计算出α·L(t-t₀)。当L时通过磁性件230数量计算得到时，ΔL便为磁性件230数量的函数，且α·L(t-t₀)为磁性件230数量及t₀的函数。经过上述方法修正后的数据L_t即为高精度且高可靠度的长度测量结果。

作为一种优化，自动测试单元还可以包括角度传感器，角度传感器设于壳体10内，用于感测主尺20与待测长度方向之间的角度。处理器还用于根据角度传感器感测的角度数据对由位移传感器所计算的待测物体的长度进行修正，以修正后的结果作为待测物体的实际长度显示在显示屏110上。由此可以避免由于主尺20伸出时存在一定角度导致的测量数据准确度受影响的问题。角度传感器可以采用微型陀螺仪。

进一步地，壳体10上还可以设置附加功能以便于测量人员使用，例如设置专用按键等设置偏移归零，以进行快速自检校准。还可以设置专用按键对测量尺寸及偏差进行编号存储，或者调出重新显示。

进一步地，参考图18，壳体10上还可以设置手柄120，以便于携带、操作。手柄120内也可以用于容纳电池等组件。

进一步地，参考图18，壳体10上还设置一可折叠的罩体130，罩体130的一个侧边固定在壳体10上，当主尺20收缩回壳体10后，罩体130可沿该侧边伸展开并罩在壳体10上的开口102外，使得罩体130和壳体10之间形成一空腔，第一卡勾30位于该空腔内。罩体130对第一卡勾30可形成保护。当主尺20需要伸出壳体10进行测量时，只需要将该可折叠罩体130打开即可。壳体10上还可以进一步设置把手等辅助结构。

采用本公开的卷尺进行测量时，还可以搭配一些辅助用具，以提高测量舒适度和测量效率。例如长度标定尺，长度标定尺可以为三棱边结构，可以用作本公开卷尺的自检校准。长度标定尺可以采用铝型材制造，以实现轻量化设计，还可以在保证强度的情况下布置减重孔。再例如定位工具，用于一个人操作时对主尺的第一卡勾或主尺的中间部位进行固定或支撑，减少主尺因自重而发生变形，提高测量精度。该定位工具可以为吸盘、磁吸、双面易拉胶带装置，以将卷尺吸附在待测物体上。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (18)

1.一种卷尺，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体上设置有开口；

主尺，所述主尺包括多个尺条和固定件，所述固定件固定在所有所述尺条的活动端，所述主尺位于所述壳体内且能从所述开口伸出；所述尺条上设置有多个磁性件，所述多个尺条伸出所述开口时，任意相邻两个所述尺条伸出所述壳体外的部分可通过位置对应的所述磁性件吸附在一起，以使所有尺条伸出所述壳体外的部分围绕成闭合形状；至少一个所述尺条上设有第一刻度；

第一卡勾，连接于所述主尺的固定件上且卡在所述壳体的开口外，所述第一卡勾用于同时拉动所有的所述尺条伸出所述壳体并卡在待测物体表面。

2.根据权利要求1所述的卷尺，其特征在于，所述尺条的数量至少为三个。

3.根据权利要求2所述的卷尺，其特征在于，所述尺条上的多个磁性件包括两个磁性件组，两个所述磁性件组分别靠近所述尺条相对的两个长边，各所述磁性件组中的所有所述磁性件沿所述尺条长度方向间隔分布；相邻两个所述尺条上，位置靠近的两个所述磁性件组的所述磁性件位置一一对应。

4.根据权利要求3所述的卷尺，其特征在于，所述尺条在宽度方向上的截面呈弧形，使所述尺条相对的两面分别为凹面和凸面，任一所述尺条伸出所述壳体外的部分的凸面与相邻所述尺条的凸面通过所述磁性件吸附在一起。

5.根据权利要求3所述的卷尺，其特征在于，所述尺条在宽度方向上的截面呈弧形，使所述尺条相对的两面分别为凹面和凸面，任一所述尺条伸出所述壳体外的部分的凸面与相邻所述尺条的凹面通过所述磁性件吸附在一起。

6.根据权利要求1所述的卷尺，其特征在于，所述磁性件的材料包括钕铁硼，所述尺条的材料为钢。

7.根据权利要求1所述的卷尺，其特征在于，所述壳体开口的形状与所述尺条伸出壳体的部分组成的形状相同。

8.根据权利要求7所述的卷尺，其特征在于，所述壳体开口的内侧设置有用于限制所述尺条伸出长度的限位装置。

9.根据权利要求1所述的卷尺，其特征在于，所述第一卡勾可转动地设置于所述固定件上，可绕所述主尺的延伸方向转动。

10.根据权利要求9所述的卷尺，其特征在于，所述第一卡勾可拆卸地设置于所述固定件上。

11.根据权利要求1所述的卷尺，其特征在于，所述固定件包括底托、固定套、弹簧、连杆、滑动块和衬套，所述底托固定在所有所述尺条的活动端；所述固定套套设在所述底托外，且与所述底托之间形成第一空腔，所述固定套上在所述尺条延伸方向上与所述底托相对的一面上设置有贯穿孔；所述衬套套设在所述固定套外，所述滑动块位于所述第一空腔内，且所述滑动块具有一凸出部，所述凸出部伸出所述贯穿孔并固定在所述衬套上；所述滑动块上还设有导槽，所述连杆的一端固定在所述底托上，另一端可滑动地设置于所述导槽内且能沿所述导槽移动，所述弹簧套设在连杆外，其一端固定在所述底托上，另一端固定在所述滑动块上；所述第一卡勾套设在衬套上。

12.根据权利要求1所述的卷尺，其特征在于，所述壳体内还设置有多个卷筒，所述卷筒的数量与所述尺条的数量相等，多个所述尺条一一对应地卷绕在多个所述卷筒。

13.根据权利要求1所述的卷尺，其特征在于，所述卷尺还包括：

游标尺，位于所述壳体外；所述游标尺包括副尺和设置于所述副尺上的第二卡勾，所述副尺设置在所述主尺上且可相对于所述主尺滑动，且设置有第二刻度，所述第二卡勾用于与所示第一卡勾配合卡在待测物体表面。

14.根据权利要求13所述的卷尺，其特征在于，所述副尺固定在所述壳体上，或所述副尺可滑动地套设在所述主尺上。

15.根据权利要求14所述的卷尺，其特征在于，所述第一卡勾和所述第二卡勾均包括卡接面，所述第一卡勾和第二卡勾的卡接面相对设置或背向设置；或所述第一卡勾和所述第二卡勾均包括孔定位结构，所述孔定位结构可卡在待测物体上的孔内。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的卷尺，其特征在于，所述卷尺还包括显示屏和自动测试单元，所述显示屏设于所述壳体上，所述自动测试单元包括：

位移传感器，所述位移传感器设于所述壳体内，用于测量所述主尺的尺条伸出所述壳体的长度；

处理器，设于所述壳体内，连接所述位移传感器，用于根据所述位移传感器感测的长度数据计算出待测物体的长度并显示在所述显示屏上。

17.根据权利要求16所述的卷尺，其特征在于，所述自动测试单元还包括：

温度传感器，所述温度传感器设于所述壳体上，用于感测环境温度；

其中，所述处理器还用于根据所述温度传感器感测的温度数据对所述待测物体的长度进行修正，以修正后的结果作为所述待测物体的实际长度显示在所述显示屏上。

18.根据权利要求16所述的卷尺，其特征在于，所述自动测试单元还包括：

角度传感器，所述角度传感器设于所述壳体内，用于感测所述主尺与待测长度方向之间的角度；

其中，所述处理器还用于根据所述角度传感器感测的角度数据对所述待测物体的长度进行修正，以修正后的结果作为所述待测物体的实际长度显示在所述显示屏上。

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