多功能游標卡尺的設計

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卡尺的設計，其主要功能是將塞尺盒集成到游標頭和增加折疊尺增加測量長度其量程為0到900mm，解決了游標卡尺測量尺寸固定且功能單一的問題。

關鍵詞：游標卡尺;測量;塞尺;設計

一、傳統游標卡尺

游標卡尺，是一種測量長度、內外徑、深度的量具。傳統游標卡尺是由主尺和依附在主尺上的游標兩部分組成。主尺一般以毫米為單位，而游標尺會進行分格。圖1為普通游標卡尺[6]。

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

由此式可得游標尺與主尺兩者最小刻度長度的差為

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

通過分析普通游標卡尺，可以發現普通游標卡尺最大量程是固定的，游標尺為固定長度，而且功能單一。針對上面問題本文通過對現有游標卡尺進行改進設計了一種新型游標卡尺[8]。

二、多功能游標卡尺設計

在外觀上面，多功能游標卡尺尺寸與量程為480mm的普通游標卡尺外觀類似，只是在部分結構上面有所改變[9]。通過對普通游標卡尺觀察與分析發現，整個卡尺能夠開發的空間還有很多，為了不影響游標卡尺的測量功能，對于游標卡尺卡爪測量部分結構沒有進行改變，從而保證了其測量的準確度與精準性，經過仔細觀察發現普通的游標卡尺在量爪上方為實心結構，而且此處體積較大，通過Creo三維建模對方案經行分析確定[10]。游標尺背部的空間開發將不會影響到游標卡尺的功能，同時考慮到為了集成更多的功能，將游標尺背部經行掏空，設計了一個空腔結構，在空腔結構中將塞尺盒嵌入其中[11]。如圖2塞尺盒安裝在卡尺內部，設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]。

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

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

當需要使用塞尺時，只需按一下游標頭背后按鈕塞尺盒將打開，表1為塞尺規格。

三、結論

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

參考文獻：

[1]楊鑫，胡軍林，張洋，李彬彬.游標卡尺的改動解決測量誤差[J].金屬加工（冷加工），2019（10）：77-78.

[2]崔永廣，姜景博.除千分尺和游標卡尺外的其他長度測量工具探討[J].湖北農機化，2019（15）：73-74.

[3]施國衛.改造游標卡尺在深槽測量中的應用[J].金屬加工（冷加工），2019（05）：48-49.

[4]趙永東，趙葦航，趙越.新型多功能游標卡尺設計[J].機械設計，2018，35（S2）：360-362.

[5]鮑承德，徐志玲，王鵬峰，陳旺達，于雷.游標卡尺示值檢定裝置設計[J].中國計量學院學報，2016，27（02）：138-143.

[6]黃巖.《游標卡尺的使用》教學設計[J].課程教育研究，2014（31）：235-236.

[7]曹丕顯，宋紹鵬，林學為，林庭安.一種百萬分游標卡尺設計原理[J].科技創新導報，2013（24）：79-80.

[8]羅太景，吳杰.多功能游標卡尺的改進設計[J].煤礦機械，2012，33（02）：180-181.

[9]周志平.多功能游標卡尺的設計與使用[J].工具技術，2009，43（02）：103-106.

[10]王紹勝.游標卡尺創新設計的研究[J].中學物理教學參考，2005（04）：13-14.

[11]張去病.帶深度尺框的三用游標卡尺[J].上海計量測試，1994（03）：21.

[12]李長忍.向量具設計部門進一言——游標卡尺游框導向面的設計不合理[J].計量技術，1978（01）：36.