CN211041983U - 机电一体式卡尺 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机电一体式卡尺，包括尺身、滑移地套装于尺身上的尺框、圆栅传感器、数显装置、转轴、直线齿条及与直线齿条啮合的齿轮。直线齿条固定于尺身上，转轴沿尺身的厚度方向布置并可转动地装配于尺框上，齿轮安装于转轴的第一端处，圆栅传感器包含相互耦合并平行的圆状动栅和圆状定栅，圆状定栅固定于尺框上，圆状动栅固定于转轴的第二端，数显装置安装于尺框上并与圆状定栅电性连接，数显装置用于显示圆状定栅输出的数字信号。本实用新型的机电一体式卡尺解决了机械卡尺无法数字显示、计算及数据输入输出的问题以及电子数显卡尺测量稳定性问题，并具有绝对值测量、测量稳定、防水、防磁、防尘等优点。

Description

机电一体式卡尺

技术领域

本实用新型涉及一种卡尺，具体地涉及一种机电一体式卡尺。

背景技术

卡尺是一种量具，用来测量长度、内外径及深度，具有计量和检验的作用，广泛地应用于机械加工场合。

众所周知，卡尺可以分为机械带表卡尺和数显卡尺。而对于数显卡尺的数显测量装置为电容传感器来说，其电容传感器由动栅和定栅两部分组成，动栅固定于尺框上，定栅固定于尺身上。故在测量时，随着尺框在尺身上的移动，动栅和定栅相对感应出移动的距离，并通过数显装置(例如显示屏)给予显示。由于电容传感器在一个节距内具有绝对测量特性，一般测量范围往往大于一个节距，因此，电容传感器的数显卡尺的测量与空间位置不是一一对应的绝对关系，而是只能采用增量测量的相对测量，因此，不能进行绝对值测量；另，当卡尺本身的移动速度快于电容传感器感知节距时会造成显示距离数据偏差或乱数，故存在测量不可靠的缺陷。

因此，急需要一种能绝对测量且测量可靠的机电一体式卡尺来克服上述的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能绝对测量且测量可靠的机电一体式卡尺。

为实现上述的目的，本实用新型提供一种机电一体式卡尺，包括尺身、尺框、圆栅传感器、数显装置、转轴、直线齿条及与所述直线齿条啮合的齿轮。所述尺框沿所述尺身的长度方向滑移地套装于所述尺身上的尺框，所述直线齿条沿所述尺身的长度方向布置并固定于所述尺身上，所述转轴沿所述尺身的厚度方向布置并可转动地装配于所述尺框上，所述齿轮安装于所述转轴的第一端处，所述圆栅传感器包含相互耦合并平行的圆状动栅和圆状定栅，所述圆状定栅固定于所述尺框上，所述圆状动栅固定于所述转轴的第二端，所述数显装置安装于所述尺框上并与所述圆状定栅电性连接，所述数显装置用于显示所述圆状定栅输出的数字信号。

较佳地，本实用新型的机电一体式卡尺还包括具有密封腔的密封盒，所述密封盒安装于所述尺框的正面处，所述数显装置位于所述尺框的正面并遮盖所述密封盒，所述圆栅传感器位于所述密封腔内，所述转轴的第二端从所述密封盒的背面穿入所述密封盒并伸至所述密封腔处。

较佳地，所述尺框具有贯穿所述尺框在长度方向的两端面的滑套通道，所述尺框借助所述滑套通道套装于所述尺身上，所述齿轮及直线齿条各位于所述滑套通道内，所述转轴的第一端从所述尺框的正面穿入所述尺框并伸至所述滑套通道处。

较佳地，所述尺身开设有沿所述尺身长度方向布置的容纳腔，所述容纳腔的腔口位于所述尺身的正面、侧面或背面处，所述直线齿条及齿轮各位于所述容纳腔内。

较佳地，本实用新型的机电一体式卡尺还包括密封圈，所述密封圈的内侧套装于所述转轴，所述密封圈的外侧同时套装于所述密封盒及尺框处。

较佳地，所述密封盒包含安装于所述尺框之正面的盒体及盖合于所述盒体上的盖体。

较佳地，所述圆状动栅与所述圆状定栅之间彼此层叠，所述圆状定栅还沿所述尺身的厚度方向位于所述圆状动栅与所述齿轮之间。

较佳地，所述圆栅传感器为容栅传感器、光栅传感器或磁栅传感器。

与现有技术相比，由于圆状定栅固定于尺框处，且转轴可转动地装配于尺框处，且转轴的第一端安装有与固定安装于尺身上的直线齿条相啮合的齿轮，而圆状动栅固定于转轴的第二端处，以及数显装置安装于尺框处；故在尺框相对尺身移动过程中，并在直线齿条的作用下，使得齿轮在跟随尺框移动过程中做同步的自转，由自转的齿轮通过转轴带动圆状动栅相对圆状定栅做同步的旋转运动，由于圆状定栅输出电位相与圆状动栅的位移是一一对应的关系，因此，尺框相对尺身的移动量与圆状动栅相对圆状定栅的转动量之间是一一对应的绝对关系，所以能进行绝对位置测量。同时，正由于圆状定栅固定于尺框处，圆状动栅通过转轴安装于尺框处，且圆状动栅相对圆状定栅的转动是由移动的尺框通过齿轮和直线齿条的配合所实现，且齿轮与直线齿条的传动精准可靠性，故通过齿轮和直线齿条的配合能精准地将尺框相对尺身的移动量转换成圆栅传感器的转动量，因而实现机电一体式的目的，并确保测量的可靠性。此外，由数显装置显示圆栅传感器输出的数字信号，故解决了机械卡尺无法数字显示、计算及数据输入输出的问题。

附图说明：

图1是本实用新型的机电一体式卡尺的立体结构示意图。

图2是图1所示的机电一体式卡尺在主视方向的平面结构示意图。

图3是图1所示的机电一体式卡尺的立体分解结构示意图。

图4是沿图2中A-A线的剖视图。

图5是图4中的B部分的放大图。

图6是本实用新型的机电一体式卡尺中的圆栅传感器、转轴、直线齿条及齿轮四者在装配时的平面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

请参阅图1至图4，本实用新型的机电一体式卡尺100包括尺身10、尺框20、圆栅传感器30、数显装置40、转轴50、直线齿条60及与直线齿条60啮合的齿轮70。尺框20沿尺身10的长度方向滑移地套装于尺身10上，直线齿条60沿尺身10的长度方向布置并固定于尺身10上。转轴50沿尺身10的厚度方向布置并可转动地装配于尺框20上，使得转轴50可于尺框20上做旋转运动，齿轮70安装于转轴50的第一端处，使得齿轮70能相对尺框20转动。圆栅传感器30包含相互耦合并平行的圆状动栅31和圆状定栅32，圆状定栅32固定于尺框20上，使圆状定栅32与尺框20固定在一起；圆状动栅31固定于转轴50的第二端，使得齿轮70、转轴50及圆状动栅31三者固定在一起，从而使得齿轮70、转轴50及圆状动栅31三者做同步的转动，较优的是，圆状动栅31与圆状定栅32之间彼此层叠，圆状定栅32还沿尺身10的厚度方向位于圆状动栅31与齿轮70之间，以使得它们的布置更合理紧凑，但不限于此。数显装置40安装于尺框20上并与圆状定栅32电性连接，由数显装置40用于显示圆状定栅32输出的数字信号，较优的是，数显装置40选择为液晶显示屏，但不限于此。具体地，如图3及图5所示，本实用新型的机电一体式卡尺100还包括具有密封腔81的密封盒80，密封盒80安装于尺框20的正面21处，数显装置40位于尺框20的正面21并遮盖密封盒80，状态见图4所示；圆栅传感器30位于密封腔81内，转轴50的第二端从密封盒80的背面82穿入密封盒80并伸至密封腔81处，以借助密封盒80对圆栅传感器30进行密封，解决防水、防尘及防磁问题，因而使得本实用新型的机电一体式卡尺100的防水、防尘及防磁效果更好；举例而言，密封盒80包含安装于尺框20之正面21的盒体80a及盖合于盒体80a上的盖体80b，以便于圆栅传感器30于密封盒80处的安装，但不限于此。更具体地，如下：

如图3及图4所示，尺框20具有贯穿尺框20在长度方向的两端面的滑套通道22，尺框20借助滑套通道22套装于尺身10上，使得尺框20与尺身10之间的套装配合更紧凑可靠；齿轮70及直线齿条60各位于滑套通道22内，转轴50的第一端从尺框20的正面21穿入尺框20并伸至滑套通道22处，用于防止外界对齿轮70与直线齿条60之间啮合传动的影响，进一步地提高齿轮70与直线齿条60之间的啮合传动精度，因而提高测量精度。具体地，尺身10开设有沿尺身10长度方向布置的容纳腔11，容纳腔11的腔口位于尺身10的正面12处，直线齿条60及齿轮70各位于容纳腔11内，这样可以减少本实用新型的机电一体式卡尺100的厚度尺寸，并防止直线齿条60因凸出尺身20而在尺框20相对尺身10滑移过程中易被碰撞；当然，根据实际需要，腔口还可位于尺身10的背面或侧面，故不以此为限。

如图4及图5所示，本实用新型的机电一体式卡尺100还包括密封圈90，密封圈90的内侧套装于转轴50，密封圈90的外侧同时套装于密封盒80及尺框20处，以进一步提高密封效果，但不限于此。需要说明的是，由于密封圈90是提供密封效果的，因此，密封圈90的内侧与转轴50的套装处是密封配合，同理，密封圈90的外侧分别与密封盒80及尺框20的套装处也是密封配合。

与现有技术相比，由于圆状定栅32固定于尺框20处，且转轴50可转动地装配于尺框20处，且转轴50的第一端安装有与固定安装于尺身10上的直线齿条60相啮合的齿轮70，而圆状动栅31固定于转轴50的第二端处，以及数显装置40安装于尺框20处；故在尺框20相对尺身10移动过程中，并在直线齿条60的作用下，使得齿轮70在跟随尺框20移动过程中做同步的自转，由自转的齿轮70通过转轴50带动圆状动栅31相对圆状定栅32做同步的旋转运动，由于圆状定栅32输出电位相与圆状动栅31的位移是一一对应的关系，因此，尺框20相对尺身10的移动量与圆状动栅31相对圆状定栅32的转动量之间是一一对应的绝对关系，所以能进行绝对位置测量。同时，正由于圆状定栅32固定于尺框20处，圆状动栅31通过转轴50安装于尺框20处，且圆状动栅31相对圆状定栅32的转动是由移动的尺框20通过齿轮70和直线齿条60的配合所实现，且齿轮70与直线齿条60的传动精准可靠性，故通过齿轮70和直线齿条60的配合能精准地将尺框20相对尺身10的移动量转换成圆栅传感器30的转动量，因而实现机电一体式的目的，并确保测量的可靠性。此外，由数显装置40显示圆栅传感器30输出的数字信号，故解决了机械卡尺无法数字显示、计算及数据输入输出的问题。

需要说明的是，圆栅传感器30中的圆状动栅31及圆状定栅32两者之间的耦合工作原理及圆状定栅32往数显装置40输出数字信号的原理均是本领域所熟知的，故在此不再赘述。另，圆栅传感器30可为容栅传感器、光栅传感器或磁栅传感器。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种机电一体式卡尺，包括尺身及沿所述尺身的长度方向滑移地套装于所述尺身上的尺框，其特征在于，所述机电一体式卡尺还包括圆栅传感器、数显装置、转轴、直线齿条及与所述直线齿条啮合的齿轮，所述直线齿条沿所述尺身的长度方向布置并固定于所述尺身上，所述转轴沿所述尺身的厚度方向布置并可转动地装配于所述尺框上，所述齿轮安装于所述转轴的第一端处，所述圆栅传感器包含相互耦合并平行的圆状动栅和圆状定栅，所述圆状定栅固定于所述尺框上，所述圆状动栅固定于所述转轴的第二端，所述数显装置安装于所述尺框上并与所述圆状定栅电性连接，所述数显装置用于显示所述圆状定栅输出的数字信号。

2.根据权利要求1所述的机电一体式卡尺，其特征在于，还包括具有密封腔的密封盒，所述密封盒安装于所述尺框的正面处，所述数显装置位于所述尺框的正面并遮盖所述密封盒，所述圆栅传感器位于所述密封腔内，所述转轴的第二端从所述密封盒的背面穿入所述密封盒并伸至所述密封腔处。

3.根据权利要求2所述的机电一体式卡尺，其特征在于，所述尺框具有贯穿所述尺框在长度方向的两端面的滑套通道，所述尺框借助所述滑套通道套装于所述尺身上，所述齿轮及直线齿条各位于所述滑套通道内，所述转轴的第一端从所述尺框的正面穿入所述尺框并伸至所述滑套通道处。

4.根据权利要求3所述的机电一体式卡尺，其特征在于，所述尺身开设有沿所述尺身长度方向布置的容纳腔，所述容纳腔的腔口位于所述尺身的正面、侧面或背面处，所述直线齿条及齿轮各位于所述容纳腔内。

5.根据权利要求3所述的机电一体式卡尺，其特征在于，还包括密封圈，所述密封圈的内侧套装于所述转轴，所述密封圈的外侧同时套装于所述密封盒及尺框处。

6.根据权利要求2所述的机电一体式卡尺，其特征在于，所述密封盒包含安装于所述尺框之正面的盒体及盖合于所述盒体上的盖体。

7.根据权利要求1所述的机电一体式卡尺，其特征在于，所述圆状动栅与所述圆状定栅之间彼此层叠，所述圆状定栅还沿所述尺身的厚度方向位于所述圆状动栅与所述齿轮之间。

8.根据权利要求1所述的机电一体式卡尺，其特征在于，所述圆栅传感器为容栅传感器、光栅传感器或磁栅传感器。

Images