[发明专利]具有触觉或听觉反馈的卡尺力指示器

说明书

技术领域

本发明涉及精密测量仪器，并且涉及具有可移动钳用于测量物体尺寸的卡尺。

背景技术

卡尺利用成对的钳来确定测量结果。第一钳一般固定在计量标尺的一端，而第二钳附接至沿着计量标尺移动的滑动器组件。物体的外尺寸可以通过将物体布置在第一钳与第二钳的内表面之间和之上进行测量。物体的内尺寸可以通过将第一钳和第二钳的外表面布置在物体的内表面(例如，孔壁)上进行测量。滑动器组件可以用用户的拇指进行移动，并且可以提供拇指轮来改进控制。利用拇指轮的一个示例性卡尺描述于美国专利号7,533,474中，其全部内容借此通过引用并入本文中。

为了测量卡尺的钳之间的距离，例如，可以使用基于低功率电感的位置感测技术的电子位置编码器。这样的编码器可以包括读数头和标尺(scale)。读数头可以包括读数头传感器和读数头电子装置。读数头输出的信号沿着测量轴作为读数头传感器相对于标尺的位置的函数而变化。标尺可以附至细长的标尺构件，它包括固定的第一测量钳。读数头附至包括第二测量钳的滑动器组件，它沿着标尺构件可移动。基于读数头的信号可以确定两个测量钳之间的距离的测量结果。

示例性电子卡尺公开在共同转让的美国专利号RE37490、5,574,381和5,973,494中，其中每个专利的全部内容借此通过引用并入。能够测量力的现有技术电子卡尺公开在美国专利出版物No.2003/0047009中。如'009出版物中描述的，使用现有卡尺的一个缺陷是由测量钳施加的力的变化，以及可作为结果而发生的测量结果差异。特别在测量柔软物体时，测量结果可能是不可重复的，因为一个人在卡尺的钳上可以施加较高的力或较低的力，使得柔软物体“压缩过量”或“压缩不足”。'009出版物公开的卡尺能够测量施加到物体的大小和力两者，其可以被分析以提供更可重复的测量结果。然而，'009出版物的卡尺的力感测和指示特征可能被许多卡尺用户考虑为“过度的”和/或可能太过昂贵和/或复杂。存在这样的需求：以经济的、符合人体工程学便利的、可重复的和可直观理解的方式改进卡尺的测量力控制和/或重复性。

发明内容

本发明内容设置为以简化的形式引入一种概念的选择，其在下文的具体实施方式进一步进行描述。本发明内容并不意在确定所要求保护的主题的重要特征，也不意在用作辅助来确定所要求保护的主题的范围。

一种力指示器装置为用户提供关于通过力致动器施加到卡尺钳的测量力的反馈，所述卡尺钳沿着卡尺的测量轴方向沿着卡尺标尺构件移动。所述力指示器装置包括增量构件、接合构件和兼容元件。所述增量构件联接到所述卡尺钳和所述力致动器之一，并且至少包括具有相应第一增量标记的第一增量部分。所述接合构件联接到所述卡尺钳和所述力致动器中的另一个，并且布置成当所述接合构件和所述增量构件定位在第一相对位移时接合所述第一增量标记。所述兼容元件(例如，弯曲弹簧元件、扭矩弹簧元件、螺旋弹簧元件、弹性材料元件，等等)定位成耦合所述力致动器和所述卡尺钳之间的力。

所述力指示器装置被构造成使得当它联接到所述卡尺钳和所述力致动器时，所述力致动器沿着所述卡尺标尺构件与所述卡尺钳移动。另外，当力施加到所述力致动器以沿着所述测量轴方向提供力时，所述兼容元件变形，使得所述力致动器相对于所述增量构件和所述接合构件的联接到所述卡尺钳的一个经历受迫的相对位移。这产生了取决于此受迫的相对位移的测量力。此外，当所述受迫的相对位移包括所述第一相对位移时，所述接合构件与所述第一增量标记接合或脱离中的至少一个会导致触觉或听觉反馈(例如，“点击”)中的至少一个，以指示相应的第一各自测量力。

通过提供触觉和/或听觉反馈，用户不需要在还要试图观察所述卡尺的测量结果的同时观察力指示。在现有力指示卡尺中，通常视觉提供力指示(例如，在标尺或LCD显示器上)，这需要用户执行艰巨的任务：同时在视觉上监控力指示、卡尺测量值和/或卡尺钳。通过提供与测量力相关的触觉和/或听觉反馈，用户在仍接收关于所施加测量力的量的引导的同时能够观察测量值和/或卡尺钳。所述触觉和/或听觉反馈允许用户实现更一致的和/或可重复的测量结果，尤其针对标准工件(例如，通过防止施加过少或过多的测量力，这可以导致错误和/或不可重复的测量结果)。