CN214407216U - 一种压电陶瓷触发的数显卡尺 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种压电陶瓷触发的数显卡尺，包括基尺组件、游标滑尺组件和数显电路系统，游标滑尺组件的卡尺量爪的左侧上部设置有内卡爪主接触柱，右侧下部设置有外卡爪主接触柱；基尺组件的卡尺量爪的右侧上部设置有压电陶瓷内触发柱，左侧下部设置有压电陶瓷外触发柱；数显电路系统还与压电陶瓷内触发柱和压电陶瓷外触发柱电连接。本实用新型通过将数显卡尺游标滑尺部分的卡爪附加压电陶瓷结构，将使用过程中的力/位移变化，敏感、精确、高重复性的转换为电信号，设定电信号阈值，触发数据锁存功能，从而将游标滑尺计数系统与被测工件接触直接相关联，解决了压紧过度或不足的问题，进一步解决了“零位”校准、测量压紧力/位移变形不一致的问题。

Description

一种压电陶瓷触发的数显卡尺

技术领域

本实用新型涉及一种卡尺，具体涉及一种数显卡尺。

背景技术

数显卡尺是一种测量长度、内外径、深度的量具。相对于传统的游标卡尺，数显卡尺具有读数直观、使用方便、功能多样的特点。数显卡尺的尺身装有高精度齿条，齿条运转带动圆形栅格片转动，用光电脉冲计数原理,将卡尺量爪的位移量转变为脉冲讯号，通过计数器和显示器将测量尺寸用数字显示在屏上。

目前常规的数显卡尺在使用时，由于操作人员可能压紧不足或过度，会导致“零位”误差或者尺身变形等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术在应用操作时因操作人员压紧不足或过度带来的“零位”误差或者尺身变形等问题。

为了实现以上目的，本实用新型提出一种压电陶瓷触发的数显卡尺。

一种压电陶瓷触发的数显卡尺，包括基尺组件、游标滑尺组件和数显电路系统，所述基尺组件与游标滑尺组件构成具有导向性的滑动副，基尺组件具有沿滑动方向设置的计数栅尺；所述数显电路系统用于将基尺组件与游标滑尺组件相应卡尺量爪的位移量转变为脉冲讯号，并计数显示测量结果；其特征在于：

所述游标滑尺组件的卡尺量爪的左侧上部固定设置有内卡爪主接触柱，右侧下部固定设置有外卡爪主接触柱；

所述基尺组件的卡尺量爪的右侧上部固定设置有压电陶瓷内触发柱，左侧下部固定设置有压电陶瓷外触发柱；所述压电陶瓷外触发柱与所述外卡爪主接触柱的位置相对应，满足在零位校准状态下两者接触相压；

所述数显电路系统还与压电陶瓷内触发柱和压电陶瓷外触发柱电连接。

进一步的，所述内卡爪主接触柱和外卡爪主接触柱通过胶粘、镶嵌或螺纹连接的方式安装于基尺组件预制的安装槽上。

进一步的，所述内卡爪主接触柱和/或外卡爪主接触柱的形状为圆柱、圆筒、立方体、长方体或三棱柱。

进一步的，所述内卡爪主接触柱和/或外卡爪主接触柱是在基尺组件的本体表面形成的凸起部。

进一步的，所述计数栅尺采用磁栅、容栅或光栅的形式。

进一步的，所述计数栅尺通过胶粘方式安装在基尺组件上，并由栅尺蒙皮以胶粘方式安装在计数栅尺表面。

进一步的，所述游标滑尺组件包括滑尺基座和安装于滑尺基座上的滑尺夹座、深度尺和滑尺预紧推板；所述数显电路系统由外壳封装，与滑尺基座固定连接。

进一步的，所述压电陶瓷内触发柱和/或压电陶瓷外触发柱的形状为圆柱、圆筒、立方体、长方体或层叠片状。

进一步的，所述压电陶瓷内触发柱和压电陶瓷外触发柱通过胶粘、镶嵌或螺纹连接的方式安装于滑尺基座预制的安装槽上。

进一步的，所述数显电路系统所在的电路基板上设置有对应于压电陶瓷内触发柱和压电陶瓷外触发柱的压电陶瓷接口电路，采用触点直焊或电路插座的连接形式。

相比现有技术，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型改变了传统数显卡尺的工作方式，通过将数显卡尺游标滑尺部分的卡爪附加压电陶瓷结构，将使用过程中的力/位移变化，敏感、精确、高重复性的转换为电信号，设定电信号阈值，触发数据锁存功能，从而将游标滑尺计数系统与被测工件接触直接相关联，解决了操作员压紧过度或不足的问题，进一步解决了“零位”校准、测量压紧力/位移变形不一致的问题。

2、本实用新型通过校准和新的使用方式，不仅降低了操作要求，还极大提升测量精度与重复性。

3、本实用新型有效地控制了数显卡尺使用过程中所受外力的大小，减小结构受力变形，有效提升了系统精度，从根本上将现有数显卡尺重复性 0.01mm计量等级提升至0.001mm计量等级。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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它的附图。

图1为本实用新型一个实施例的整体结构示意图(爆炸图)。

图2为基尺组件的卡尺量爪的示意图。

图3为游标滑尺组件的主要安装结构示意图。

图4为游标滑尺组件的卡尺量爪及布线结构示意图。

图5为数显电路系统的结构示意图。

图6为本实施例在零位校准状态时的示意图。

附图标号说明：

1-基尺组件；2-游标滑尺组件；3-数显电路系统；

101-基尺；102-内卡爪主接触柱；103-外卡爪主接触柱；104-计数栅尺； 105-栅尺蒙皮；106-第一安装槽；

201-游标尺(滑尺基座)；202-滑尺夹座；203-滑尺预紧推板；204-深度尺；205-深度尺限位固定板；206-压电陶瓷内触发柱；207-压电陶瓷外触发柱；208-第二安装槽；

301-数显控制电路功能模块；302-电路导线；303-电池；304-外壳；305- 电路基板；306-液晶显示屏；307-压电陶瓷内触发柱电路触点；308-压电陶瓷外触发柱电路触点；309-压电陶瓷内触发柱电路插座；310-压电陶瓷外触发柱电路插座。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图和实施例进一步详述本实用新型。

如图1所示，一种压电陶瓷触发的数显卡尺，包括基尺101、内卡爪主接触柱102、外卡爪主接触柱103、计数栅尺104、栅尺蒙皮105、游标尺(滑尺基座)201、滑尺夹座202、滑尺预紧推板203、深度尺204、深度尺限位固定板205、压电陶瓷内触发柱206、压电陶瓷外触发柱207、数显控制电路功能模块301、电路导线302、电池303、外壳304；内卡爪主接触柱、外卡爪主接触柱通过胶粘、镶嵌或螺纹连接方式安装于基尺预制的第一安装槽上。计数栅尺通过胶粘方式安装于基尺上；计数栅尺可选用磁栅、容栅、光栅等形式。栅尺蒙皮通过胶粘方式安装于计数栅尺上。

如图2所示，内卡爪主接触柱、外卡爪主接触柱，除圆柱形式外，可采用圆筒、立方体、长方体、三棱柱等形式；加工条件满足时，也可直接在基座上加工凸起部。

如图3所示，滑尺夹座、深度尺、数显控制电路功能模块、外壳通过螺钉安装于游标滑尺上；所述电池安装于数显控制电路功能模块上，并通过外壳固定。

游标滑尺通过滑尺夹座、滑尺预紧推板、深度尺限位固定板与基尺构成具有导向性的滑动副。

如图4所示，压电陶瓷触发柱分别通过电路导线与数显控制电路功能模块相连。压电陶瓷触发柱除圆柱状、圆筒状外，还可采用多片叠加、立方体、长方体等形式构成，只要不影响压电陶瓷工作可采用胶粘、镶嵌、螺钉连接等方式。

本实施例选用C-6规格压电陶瓷，具备硬度高、性质稳定、抗老化的机械特性，特别适用于作为接触机构使用，磨损慢长时间稳定性好的特点；其电气特性具有稳定、灵敏、比值高的特性，特别适用于力/位移转化为电信号的使用方式。

数显控制电路功能模块，除传统数显卡尺功能外，主要功能为接受压电陶瓷触发柱在测量过程中，通过其压电特性，将力/位移转化的电信号，通过比较电路比对功能，完成触发、计数锁存功能，且具备过电压保护功能，避免压电陶瓷输出电压过高造成损坏；数显控制电路功能模块，根据需要可以采用独立具备完整功能的形式设计，或者以信号中继或部分信号中继的形式设计。如图5所示，其压电陶瓷电路可采用触点直焊或电路插座等多种形式。

以下简单介绍该压电陶瓷数显卡尺的使用方法与校准方法。

该压电陶瓷数显卡尺与传统数显卡尺使用方法类似，但其测量过程中，不需要由操作员主观的调整对被测工件的夹紧力，在夹紧工件的过程中由压电陶瓷实时将力/位移转化为电信号，确保每次锁存数据时夹紧力一致，并进一步完成测量值锁定。

在压电陶瓷数触发的显卡尺使用过程中，外卡爪与传统数显卡尺的校准方式类似。如图6所示，对于外卡爪校准，测量前通过将压陶瓷外触发柱与外卡爪主触柱接触相压完成零位校准；对于内卡爪校准，与传统数显卡尺使用方式不同的地方在于，内卡爪校准需要通过对提供的标准环规在校准模式下进行校准，以确认其相对零点，之后之后即可进行测量。

基于该压电陶瓷数显卡尺结构，相比传统的校准方式，校准力与测量力一致，避免校准时与测量时操作员作用力不同，导致的误差。同时解决了校准时可能存在的推挤力较大导致的尺身变形问题。同时，使用前的校准可有效解决温度对压电陶瓷各参数的微小影响，进一步提高精度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种压电陶瓷触发的数显卡尺，包括基尺组件(1)、游标滑尺组件(2)和数显电路系统(3)，所述基尺组件与游标滑尺组件构成具有导向性的滑动副，基尺组件具有沿滑动方向设置的计数栅尺(104)；所述数显电路系统用于将基尺组件与游标滑尺组件相应卡尺量爪的位移量转变为脉冲讯号，并计数显示测量结果；其特征在于：

所述游标滑尺组件的卡尺量爪的左侧上部固定设置有内卡爪主接触柱(102)，右侧下部固定设置有外卡爪主接触柱(103)；

所述基尺组件的卡尺量爪的右侧上部固定设置有压电陶瓷内触发柱(206)，左侧下部固定设置有压电陶瓷外触发柱(207)；所述压电陶瓷外触发柱与所述外卡爪主接触柱的位置相对应，满足在零位校准状态下两者接触相压；

所述数显电路系统还与压电陶瓷内触发柱和压电陶瓷外触发柱电连接。

2.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷触发的数显卡尺，其特征在于：所述内卡爪主接触柱(102)和外卡爪主接触柱(103)通过胶粘、镶嵌或螺纹连接的方式安装于基尺组件预制的第一安装槽(106)上。

3.根据权利要求2所述的一种压电陶瓷触发的数显卡尺，其特征在于：所述内卡爪主接触柱和/或外卡爪主接触柱的形状为圆柱、圆筒、立方体、长方体或三棱柱。

4.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷触发的数显卡尺，其特征在于：所述内卡爪主接触柱和/或外卡爪主接触柱是在基尺组件的本体表面形成的凸起部。

5.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷触发的数显卡尺，其特征在于：所述计数栅尺(104)采用磁栅、容栅或光栅的形式。

6.根据权利要求1或5所述的一种压电陶瓷触发的数显卡尺，其特征在于：所述计数栅尺通过胶粘方式安装在基尺组件上，并由栅尺蒙皮以胶粘方式安装在计数栅尺表面。

7.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷触发的数显卡尺，其特征在于：所述游标滑尺组件包括滑尺基座(201)和安装于滑尺基座上的滑尺夹座(202)、滑尺预紧推板(203)和深度尺(204)；所述数显电路系统由外壳(304)封装，与滑尺基座(201)固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷触发的数显卡尺，其特征在于：所述压电陶瓷内触发柱和/或压电陶瓷外触发柱的形状为圆柱、圆筒、立方体、长方体或层叠片状。

9.根据权利要求7所述的一种压电陶瓷触发的数显卡尺，其特征在于：所述压电陶瓷内触发柱(206)和压电陶瓷外触发柱(207)通过胶粘、镶嵌或螺纹连接的方式安装于滑尺基座预制的第二安装槽(208)上。

10.根据权利要求7所述的一种压电陶瓷触发的数显卡尺，其特征在于：所述数显电路系统所在的电路基板上设置有对应于压电陶瓷内触发柱和压电陶瓷外触发柱的压电陶瓷接口电路，采用触点直焊或电路插座的连接形式。

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