专利名称：绝对位置测量数显卡尺的制作方法
技术领域：
本发明及数显量具，具体为一种具有绝对位置测量功能的数显卡尺。
背景技术：
传统数显卡尺的数显测量装置为电容传感器，由动栅和定栅两部份组成，数显卡 尺的定、动栅分别固装于尺身和尺框上。由动栅和定栅构成的传感器为增量测量传感器，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，并通过液晶显示屏给予显示。 该传感器在一个节距内具有绝对测量特性，一般数显卡尺的测量范围往往大于容栅的1个 节距，因此其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。因此存在不可避免的缺陷1、在测量时容易因外界信号的干扰而发生错误。2、当尺框在尺身上快速移动时，容栅传感器来不及感知经过第几个节距，显示的 距离数据产生偏差。3、对环境的要求也比较高，比如说周围环境出现瞬间电脉冲，都会造成测量结果 的不准确。而专利申请号为200910114081. 7《绝对位置的电容测量传感器装置》的发明专利， 利用一个工作在一个节距内的标定圆容栅传感器对另一个作为物体位置测量的测量(增 量)圆容栅传感器的节距序列位置进行一一对应的标定，所以该发明就具有全量程的绝对 测量功能。所述《绝对位置的电容测量传感器装置》发明专利的出现，为研究和制造具有绝对 位置测量功能的数显卡尺打下了坚实的基础。

发明内容
本发明的目的是提供一种不受环境干扰、不受操作影响、测量结果精确无误的绝 对位置测量数显卡尺。能够实现上述目的的绝对位置测量数显卡尺，包括尺身和滑动配合在尺身上的尺 框，数显装置安装在尺框，尺身与尺框之间设置将尺框的移动量转换成数显装置测量量的 转换装置，所不同的是所述转换装置包括摩擦带和摩擦轮，摩擦带沿尺身设置，摩擦轮于数 显装置外与传感器的动栅轴同轴连接，摩擦轮与摩擦带相接触，尺框移动时，摩擦轮在摩擦 带上滚动，尺框的移动转换为数显装置传感器动栅的转动。所述数显装置采用具有绝对位置测量功能的圆容栅传感器，该圆容栅传感器由测 量传感器和标定传感器构成，测量传感器和标定传感器之间连接具有一定降速比且带有消 除传动间隙的传动装置，测量传感器的动栅轴连接摩擦轮。在尺框的移动量大于测量传感 器一个圆周节距时，测量传感器的转动节距数由具有一个圆周节距的标定传感器输出的数 据标定，因此测量传感器的转动量与尺框的移动量之间是一一对应地绝对关系，从而可以 实现绝对位置测量。
所述尺框移动量越大即卡尺的量程越大，传动装置的降速比就越大，以满足标定 传感器能够在一个圆周节距内对测量传感器的动栅转动节距数进行标定，若量程过大，还 可以采用多级标定传感器进行多级标定。所述摩擦轮与摩擦带的接触方式是摩擦轮偏离于摩擦带一侧设置，摩擦带包绕在 摩擦轮上，摩擦轮与摩擦带的贴合面为弧面，以此增加两者之间的摩擦力，在尺框快速移 动，或尺框和尺身量面撞击时，确保摩擦轮与摩擦带之间不产生滑移。为防止长期使用过程中摩擦带的延伸变形，所述摩擦带选用钢带、钢条、钢绳，也 可以选用具有相同功能的其它材料。所述钢带、钢条或钢绳的端头设置张紧装置，以自动调节钢带、钢条或钢绳的微量 延伸变形。所述测量传感器和标定传感器采用两片反射式结构或采用三片透射式结构。
所述数显装置采用全密封结构，而伸在数显装置外的测量传感器动栅轴与数显 装置的壳体之间设置密封圈，因此，本发明可以做成真正意义上的全防护(防尘、防潮、防 水)。所述测量传感器和标定传感器之间的传动装置为带有消除齿轮传动间隙的齿轮 传动机构。本发明的优点本发明绝对位置测量数显卡尺是将《绝对位置的电容测量传感器装置》的发明专 利运用于卡尺上，与游标卡尺一样具有了测量结果唯一的绝对位置测量功能，不仅提高了 测量精度，还彻底解决了传统数显卡尺长期受困于环境影响的问题。


图1为本发明一种实施方式的结构示意图。图2是图1实施方式中隐去数显装置后的结构示意图。图3是图1实施方式中数显装置的结构示意图。图4是图3中A-A剖视图。图号标识1、尺身；2、尺框；3、数显装置；4、测量传感器；5、标定传感器；6、摩擦 带；7、摩擦轮；8、张紧装置；9主动齿轮；10、从动齿轮；11、中间齿轮。
具体实施例方式本发明绝对位置测量数显卡尺由尺身1、尺框2、转换装置和数显装置3组成，尺框 2滑动配合在尺身1上，数显装置3安装于尺框2上，如图1所示。所述数显装置3所用传感器为圆容栅结构形式的测量传感器4和标定传感器5构 成，测量传感器4和标定传感器5采用两片反射式结构或三片透射式结构，测量传感器4和 标定传感器5之间由具有一定降速比的齿轮传动机构连接，该齿轮传动机构中的主动齿轮 9与测量传感器4的动栅轴同轴固连，从动齿轮10与标定传感器5的动栅轴同轴固连，中间 齿轮11为双联齿轮，其中的大齿轮与主动齿轮9啮合，其中的小齿轮与从动齿轮10啮合， 如图3、图4所示。所述转换装置为将尺框2移动量转换为测量传感器4动栅转动量的机构，设置在尺身1和尺框2之间，由摩擦带6和摩擦轮7构成，摩擦带6选用钢条，钢条沿尺身1设置， 其端头分别固定在尺身1两端，尺身1尾端设有自动调节钢条绷紧程度的张紧装置8，摩擦 轮7位于摩擦带6 —侧与从数显装置3中伸出的测量传感器4动栅轴同轴固连，摩擦带6 包绕在摩擦轮7上，两者的接触面为弧面，如图2所示。数显装置3可以采用全密封结构，其中包括数显装置3上、下盖壳的密封，显示器、 按扭等在上盖壳面的密封，从下盖壳面伸出的测量传感器4动栅轴与下盖壳之间设置密封 圈。
本发明技术方案的本质是一直线位移测量装置，其不仅仅只限于在卡尺上运用， 其他人无论在任何设备、器具或设施上运用所述技术，都属于本发明保护的范围。
权利要求
绝对位置测量数显卡尺，包括尺身(1)和滑动配合在尺身(1)上的尺框(2)，尺框(2)上安装数显装置(3)，尺身(1)与尺框(2)之间设置将尺框(2)的移动量转换成数显装置(3)测量量的转换装置，其特征在于所述转换装置包括摩擦带(6)和摩擦轮(7)，摩擦带(6)沿尺身(1)设置，接触在摩擦带(6)上的摩擦轮(7)与数显装置(3)的动栅轴连接。
2.根据权利要求1所述的绝对位置测量数显卡尺，其特征在于所述数显装置(3)为 具有绝对位置测量功能的圆容栅传感器，该圆容栅传感器包括测量传感器(4)和标定传感 器(5)，测量传感器(4)和标定传感器(5)之间由具有一定降速比且带有消除传动间隙的传 动装置连接，测量传感器(4)的动栅轴连接摩擦轮(7)。
3.根据权利要求2所述的绝对位置测量数显卡尺，其特征在于所述摩擦轮(7)设于 摩擦带(6) —侧，摩擦带(6)包绕在摩擦轮(7)上，摩擦轮(7)与摩擦带(6)的接触面为弧 面。
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的绝对位置测量数显卡尺，其特征在于所述 摩擦带(6)为钢带、或为钢条、或为钢绳。
5.根据权利要求4所述的绝对位置测量数显卡尺，其特征在于所述钢带、或钢条、或 钢绳的端头设置张紧装置(8)。
6.根据权利要求2或3所述的绝对位置测量数显卡尺，其特征在于所述数显装置(3) 采用全密封结构，而测量传感器(4)的动栅轴与数显装置(3)之间设置密封圈。
7.根据权利要求2或3所述的绝对位置测量数显卡尺，其特征在于所述测量传感器 (4)、标定传感器(5)为两片反射式结构或为三片透射式结构。
8.根据权利要求2或3所述的绝对位置测量数显卡尺，其特征在于所述传动装置为 齿轮传动机构。
全文摘要
本发明涉及一种绝对位置测量数显卡尺，包括尺身和滑动配合在尺身上的尺框，尺框上安装数显装置，所述数显装置采用具有绝对位置测量功能的圆容栅传感器，该圆容栅传感器包括测量传感器和标定传感器，测量传感器和标定传感器之间由具有一定降速比的齿轮传动装置连接，所述尺身与尺框之间设置将尺框的移动量转换成测量传感器动栅转动量的转换装置，所述转换装置包括摩擦带和摩擦轮，摩擦带沿尺身设置，摩擦轮与测量传感器的动栅轴同轴连接，摩擦带包绕在摩擦轮上。本发明与游标卡尺一样具有了测量结果唯一的绝对位置测量功能，不仅提高了测量精度，还彻底解决了传统数显卡尺长期受困于环境影响的问题。
文档编号G01D5/241GK101839727SQ20101018081
公开日2010年9月22日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者赵志强 申请人:钟胜;赵志强;赵飚