多功能游標(biāo)卡尺的設(shè)計

武向鵬 張玉 尹鵬

摘 要：在形形色色的計量器具家族中工具較多的，游標(biāo)卡尺作為一種被廣泛使用的高精度測量工具，它是刻線直尺的延伸和拓展。針對目前加工與裝配中問題，本文提出了一種多功能游標(biāo)卡尺的設(shè)計，其主要功能是將塞尺盒集成到游標(biāo)頭和增加折疊尺增加測量長度其量程為0到900mm，解決了游標(biāo)卡尺測量尺寸固定且功能單一的問題。

關(guān)鍵詞：游標(biāo)卡尺;測量;塞尺;設(shè)計

一、傳統(tǒng)游標(biāo)卡尺

游標(biāo)卡尺，是一種測量長度、內(nèi)外徑、深度的量具。傳統(tǒng)游標(biāo)卡尺是由主尺和依附在主尺上的游標(biāo)兩部分組成。主尺一般以毫米為單位，而游標(biāo)尺會進(jìn)行分格。圖1為普通游標(biāo)卡尺[6]。

游標(biāo)卡尺上n個刻度的總長度與主尺（n-1）個刻度的總長度相等，如果游標(biāo)尺的最小刻度的長為x，相應(yīng)主尺上的每個最小刻度的長度為y，則有

由此式可得游標(biāo)尺與主尺兩者最小刻度長度的差為

式（2）中K表示游標(biāo)卡尺的精確度。其值由游標(biāo)尺的刻度數(shù)和主尺上的最小刻度長度決定[7]。

通過分析普通游標(biāo)卡尺，可以發(fā)現(xiàn)普通游標(biāo)卡尺最大量程是固定的，游標(biāo)尺為固定長度，而且功能單一。針對上面問題本文通過對現(xiàn)有游標(biāo)卡尺進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計了一種新型游標(biāo)卡尺[8]。

二、多功能游標(biāo)卡尺設(shè)計

在外觀上面，多功能游標(biāo)卡尺尺寸與量程為480mm的普通游標(biāo)卡尺外觀類似，只是在部分結(jié)構(gòu)上面有所改變[9]。通過對普通游標(biāo)卡尺觀察與分析發(fā)現(xiàn)，整個卡尺能夠開發(fā)的空間還有很多，為了不影響游標(biāo)卡尺的測量功能，對于游標(biāo)卡尺卡爪測量部分結(jié)構(gòu)沒有進(jìn)行改變，從而保證了其測量的準(zhǔn)確度與精準(zhǔn)性，經(jīng)過仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)普通的游標(biāo)卡尺在量爪上方為實心結(jié)構(gòu)，而且此處體積較大，通過Creo三維建模對方案經(jīng)行分析確定[10]。游標(biāo)尺背部的空間開發(fā)將不會影響到游標(biāo)卡尺的功能，同時考慮到為了集成更多的功能，將游標(biāo)尺背部經(jīng)行掏空，設(shè)計了一個空腔結(jié)構(gòu)，在空腔結(jié)構(gòu)中將塞尺盒嵌入其中[11]。如圖2塞尺盒安裝在卡尺內(nèi)部，設(shè)置釋放用力按下按鈕后可以彈出，塞尺盒彈出以后可將塞尺拿出進(jìn)行測量使用彈出的塞尺測量，使用完成以后將塞尺盒塞入，以便下次使用[12]。

多功能游標(biāo)卡尺使用方法與普通游標(biāo)卡尺類似。使用時，先確定物測量長度當(dāng)測量長度小于480mm時，使用方法與其讀數(shù)方法與普通游標(biāo)卡尺一樣先讀主尺讀數(shù)再加上有標(biāo)尺讀數(shù)，如圖3。

當(dāng)長度大于480mm小于900mm時，此時仍然可以可是此游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量，其使用方法是將位于游標(biāo)尺內(nèi)的伸縮尺升出對物體進(jìn)行測量其讀數(shù)為測量值為游標(biāo)卡尺讀數(shù)加上尺子本身的長度480毫米，如圖4。

當(dāng)需要使用塞尺時，只需按一下游標(biāo)頭背后按鈕塞尺盒將打開，表1為塞尺規(guī)格。

三、結(jié)論

本卡尺通過分析實際情況，對卡尺進(jìn)行重新設(shè)計。從空間的利用與實用性能相結(jié)合，通過將塞尺盒與游標(biāo)頭相結(jié)合，以及設(shè)計的折疊尺，不僅增加測量長度還提高了使用效率，對于生產(chǎn)裝配具有重要意義。

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