包括两种调节模式的人体工学的测微计

摘要

一种测微计提供了快速调节模式和精细调节模式。花键状旋转联接配置将测微计套管和螺纹元件约束成关于旋转一起移动，但不约束螺纹元件相对于套管沿测量轴的位置。测微计框架中的齿轮包括轮齿，其与螺纹元件相啮合并且沿测量方向其上滚动。当解锁时，锁定装置允许啮合的齿轮由用户旋转，以在快速调节模式沿测量轴驱动螺纹元件。当锁定时，锁定装置防止齿轮的运动以提供精细调节模式，其中，用户通过齿轮的啮合齿旋转套管以旋拧螺纹元件，进而调节主轴位置。

说明书

技术领域

本公开一般涉及手持式测微计，更具体地，具有两种调节模式的手持式测微计。

背景技术

在本领域中，使用手持式机构来执行工件高精度测量的各种测微计设备是已知的。例如，美国专利第1132704、3849890、4485556、4561185以及8091251号(在本文中称为'704、'890、'556、'185以及'251专利)公开了测微计设备，这些专利中的每一个通过引用以其整体并入于此。尤其是，诸如5495677号美国专利('677专利)中公开的现代测微计包括用于确定测量的线性数字传感器，而不依赖于与旋转位置传感设备结合的准确测微计螺纹。使用线性数字传感器无需为了驱动测微计使用极其准确的驱动器或细牙螺纹。例如，'677专利使用了粗驱动螺纹，并且'251专利复制了无驱动螺纹的已知的弹簧加载仪设计的特征。

上面提到的测微计设计允许测微计的快速调节。然而，其缺乏传统的细牙螺纹驱动测微计的某些可取特征。例如，传统的细牙螺纹驱动测微计允许有良好的人体工程学因素和感觉以控制非常精细的调节。人体工程学因素和感觉的一个方面在于，一方面，该测微计可以保持和操作，同时，另一方面可以自由地保持工件。在一个通用技术中，测微计架以两个或三个较小的手指夹持或钩住，同时拇指和食指延伸并用于转动套管。细牙螺纹允许很好的控制和稳定该位置的调节，而诸如上面提到的大多数的“快速调节测微计”的设计提供了某些稍差的控制和/或稳定性。与细牙螺纹驱动测微计相关联的人体工程学因素和感觉的另一个方面是固有的刚性和/或主轴位置的稳定性，其允许用户通过在测量间隙中略微拖动或移动工件并且通过在测量间隙中感应工件拖动或“运动”的量来检测或调节在工件表面上的测量力或接触的量。用户通常以这种方式在测量设置中获得信心，其使用自觉或者不自觉地细微的运动和触觉反馈。此外，诸如上面提到的最“快速调节测微计”的设计在这方面提供了稍差的刚度、控制和/或稳定性。

809272号美国专利公开了一种快速调节测微计，其使用对开螺母中的细牙以一个常规模式来调节。对开螺母的部分承载在或形成在可变形臂上，可变形臂可以径向地偏转或打开，以从细牙螺纹脱开螺母，从而允许滑动的“快速调节”模式，其中，螺纹轴向滑动通过打开的对开螺母，以快速移动主轴。然而，该设计提供了快速模式下不足的调节控制。而且，当对开螺母锁定到部分轴向未对齐螺纹上时，其测量位置移动。而且，在操作期间，用户必须行使不寻常的护理，这是由于对开螺母与螺纹之间的分离变量，测微计受到精密螺纹彼此滑动的潜在摩擦和磨损。因此，为了提供符合人体工程学的、快速的并且方便用户的功能，仍然需要能够用于快速驱动的主轴到所需位置的测微计，而且该测微计还提供了易于操作和稳定的高刚度精细调节模式，以及其它所需的特征。

发明内容

以下内容以简化的方式介绍概念的选择，在下文的具体实施方式中进一步地进行说明。本概述并不旨在确定所要求保护的主题的关键特征，也不是旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

本本所公开的是用于手持测微计的测微计驱动配置，其在符合人体工程学有利配置中提供了两种可供选择的调节模式。精细调节模式提供接合刚度和/或测量“感觉”的所需水平，而对于部分用户，用有限的运动和/或时间，快速调节模式提供了将主轴快速驱动至所需位置的能力。在各种实施例中，测微计配置成使得任一模式可被接合或脱离，并且测量调节可以用单手以任一模式进行，而不显著改变测微计上用户的把手。在各种实施例中，根据本文所公开的原理的测微计包括：框架，其包括砧座；主轴，其可相对于框架和砧座沿其轴线移动，其中，主轴被引导以平行于X轴方向移动；螺纹元件，其具有平行于X轴方向的轴线，其中，螺纹元件联接成与主轴一起关于沿X轴方向的运动移动；套管，其具有平行于X轴方向的旋转轴线；旋转联接配置，其关于旋转将套管联接至螺纹元件；以及位置指示器或传感器，其可用于确定主轴相对于砧座或框架的位置。旋转联接配置设计成将套管和螺纹元件约束成关于旋转一起移动，但不约束螺纹元件关于沿X轴向的运动、相对于套管的位置。例如，花键轴和花键螺母或毂是适合这种描述的旋转联接的一个示例。然而，本示例不是限制性的。还可以使用适合这种功能描述的其它旋转联接。

测微计还包括齿状元件装置，其包括布置在测微计框架中以围绕横向于X轴方向的齿轮轴旋转的至少一个第一齿状元件，并且包括距齿轮轴一定距离的沿弧线布置的轮齿，其中，轮齿形成为与螺纹元件的螺纹啮合并且沿X轴方向在其上滚动。测微计包括锁定装置，其配置成被解锁，以允许齿状元件装置的第一齿状元件通过绕其齿轮轴的旋转同时与螺纹元件的螺纹啮合来驱动螺纹元件以提供测微计的快速调节状态，并且锁定装置配置成被锁定，以锁定齿状元件装置的可锁定齿状元件，齿状元件装置具有齿，该齿与螺纹元件的螺纹相啮合以防止螺纹元件相对于框架沿X轴方向运动，除非螺纹元件旋转，使得其螺纹以通过螺母的螺纹轴的方式通过锁定的可锁定齿状元件的啮合齿推进，以提供测微计的精细调节状态。在所述快速调节状态期间通过使所述第一齿状元件绕所述齿轮轴旋转以驱动所述螺纹元件，所述主轴可以推进和缩回，并且在精细调节状态期间，通过旋转套管以通过可锁定齿状元件的啮合齿来旋拧螺纹元件的螺纹，主轴可以推进和缩回。在一些实施例中，可锁定齿状元件和第一齿状元件是相同的元件。

在各种实施例中，旋转联接包括：阴旋转驱动部分，其联接至套管和螺纹元件中之一，其中，阴旋转驱动部分包括中心开放，其包括具有孔横截面的孔或钻孔，孔横截面包括第一配合旋转约束特征；以及阳旋转驱动部分，其联接至套管和螺纹元件中的另一个，其中，阳旋转驱动部分包括在阴旋转驱动部分的中心开放中滑动或者通过阴旋转驱动部分的中心开放滑动的轴。该轴包括第二配合旋转约束特征，其配置成与第一配合旋转约束特征互锁，使得它们必须一起旋转，并且配置成沿着或通过第一配合旋转约束特征沿X轴方向滑动。在各种实施例中，螺纹元件具有中空中心，其允许轴进入到螺纹元件12的内部。在至少一个实施例中，轴可以包括花键轴，并且阴元件可以包括固定至螺纹元件的花键毂或螺母。

在一些实施例中，联接至套管的阳或阴旋转驱动部分通过转矩限制离合器装置来联接。

在各种实施例中，位置指示器包括电子线性位置传感器。在一些实施例中，电子线性位置传感器包括相对于框架固定的部分和联接成与主轴一起关于沿X轴方向的运动移动的部分。

在一些实施例中，快速驱动元件联接至第一齿状元件，快速驱动元件配置成由用户操作以围绕齿轮轴旋转第一齿状元件，以便在快速调节状态期间驱动螺纹元件。在一些实施例中，快速驱动元件通过转矩限制离合器联接至第一齿状元件。在一些实施例中，第一齿状元件包括第一圆形齿轮，并且快速驱动元件包括容易被用户的手指或拇指旋转的轮。

在一些实施例中，锁定装置包括按钮、滑板或杆中的一个，其由用户操作以在提供快速调节状态的解锁位置与提供精细调节状态的锁定位置之间移动。

在一些实施例中，锁定装置包括自动锁定机构，其联接至第一齿状元件，并当主轴关闭力由用户在快速调节状态期间通过快速驱动器元件来施加并且通过自动锁定机构传递至第一齿状元件以朝砧座移动主轴时，自动锁定机构配置成致动到锁定位置，并且主轴遇到提供反作用力的物体，反作用力通过第一齿状元件传递回以对抗关闭力。在一些实施例中，自动锁定机构包括顺应元件，其被对立的关闭和反作用力变形以提供自动锁定机构的变形状态，由此被致动到锁定位置，以提供精细调节状态。在一些实施例中，锁定装置还可包括释放元件，其由用户操作以释放自动锁定机构，并且将自动锁定机构恢复到解锁位置，以提供快速调节状态。

在一些实施例中，测微计包括防止主轴旋转的主轴抗旋转配置，和旋转轴承联接，其具有联接至非旋转主轴的联接部分的第一部分以及联接至螺纹元件的联接部分的第二部分，其中，第一和第二部分中的至少一个通过旋转轴承联接至其各自的联接部分，或联接至彼此，旋转轴承被预加载以便沿X轴方向将主轴和螺纹元件保持在固定间距，同时允许螺纹元件旋转。

附图说明

结合所附附图，参照下文详细的描述，本发明的上述方面和许多附带的优点将更易于理解，其中：

图1是包括根据本文公开原理所配置的测微计的第一实施例的相关方面的剖面图；

图2是包括根据本文公开原理所配置的测微计的第二实施例的相关方面的剖面图；

图3A-图3D包括示出旋转联接配置的四个可替代实施例的各自的剖面图和截面，根据本文公开的原理，旋转联接配置用于将测微计套管联接至螺纹元件。

具体实施方式

图1是根据本文公开原理所配置的测微计的第一实施例的相关方面的剖面图。适用于电子设备数字测微计的许多常规特征的设计和制造替代品对于本领域的普通技术人员来说是已知的，如体现在许多专利和商业设备中。因此，与传感器、电路、数字显示、盖，以及操作按钮等相关的细节在图1的剖面图中省略，以便更清晰地示出本文中的新颖方面。然而，应当理解的是，该省略的特征可以包括在如所希望的测微计的不同实施例中。例如，图1或图2的测微计可以合并一般归于'677专利的元件，和/或并入或引用本文的其它参考文献，或现有技术中已知的其它元件和技术，在某种程度上，这些元件和技术与本文所公开的各种原理是兼容的。应当理解的是，图1和图2包括一些所示元件的局部示意图。

图1示出了具有主框架2的数字测微计1。盖构件(未示出)可以设置在框架2的前表面，以形成一个封闭的防水/尘结构，用于容纳通过示意性示出的连接件9连接至位置传感器7的读取头7A的电池和电子设备。数字显示器和多个操作开关(未示出)可以设置在盖构件中并且连接至电子设备。电子设备可以包括常规电路和处理，诸如CPU等(未示出)。位置传感器7可以采用由读取头7A感应的刻度7B以确定其位置，例如在5026164号美国专利中公开的光电型编码器，或者电容或电感式编码器中所发现的。

主轴3适于从框架2推进和缩回到框架2中。框架2的U形部分4沿测量轴方向(本文中也指X轴方向)限定跨越测量范围MR的开放。如图1所示，砧座5布置在开放的一端部。在开放的另一端部，主轴3支撑在套筒或轴承8中并被引导，使得其可以沿轴向移动。主轴3露出的端部适于抵靠砧座5(例如，在主轴的零测量位置)。主轴3的另一端部联接至螺纹元件12。

在一些实施例中，主轴3是非旋转的主轴，其通过在下面更详细描述的旋转轴承联接11联接至螺纹元件12。在所示的非旋转实施例中，主轴由主轴防转动配置10来约束，其包括主轴中的销10A。

沿台肩或凹槽10B滑动。更一般地，可以使用任何可操作的防旋转配置。图1还示出了安装成通过安装元件6与非旋转主轴3移动的刻度7B。在其它实施例中，主轴可以旋转并且可以刚性地联接至螺纹元件12，前提是，兼容的位置传感器和/或安装装置被代替为所示的那些，以允许确定旋转主轴的测量位置。在任何情况下，螺纹元件12联接成与主轴3关于沿X轴方向的运动移动。

图1还示出了具有平行于X轴方向的旋转轴线的套管16。套管16装配到内部套筒18的外周上以便可周向转动。内部套筒18的一个端部固定至框架2，并且其包括中空中心19，螺纹元件12可连同其附接的部件缩回到中空中心中。旋转联接配置14将套管16相对于旋转的联接至螺纹元件12。尤其是，旋转联接配置14设计成将套管和螺纹元件约束为关于旋转一起移动，但不约束螺纹元件关于沿X轴方向的运动、相对套管的位置。组合特征的一个方面在于，允许测微计1提供两种调节模式，如前面所指出和在下面更加详细的描述的。

在图1所示的实施例中，旋转联接配置14包括配合花键轴14A和花键螺母或毂14A'，其每一个都包括配合接口，关于旋转，配合接口将它们锁定在一起，如已知的花键驱动元件。花键轴14A联接成与套管16旋转。在图1所示的实施例中，花键毂14A'联接至螺纹元件12来驱动其旋转，并且可以以其他方式自由地沿花键轴14A滑动，如已知的花键驱动元件。花键毂14A'还可以作为滑动轴承并在内部套筒18的中空中心19中引导螺纹元件12和其附接的部件。在各种实施例中，螺纹元件12可具有中空中心12A，使得其可以缩回到脊柱轴14A，而无冲突。应当理解的是，旋转联接配置的前述示例仅是示例性而并非限制性的。还可以使用其它的旋转联接，该旋转联接根据上面的功能描述中所概述的和/或如本文所公开和要求保护的其他方式的原理进行操作。例如，参照图3A-图3D，许多其它可选的旋转联接示例中的一小部分在下面进行描述。

在图1所示的实施例中，花键轴14A通过端盖17联接至套管16。在一个实施例中，端盖17和/或套管16可以包括在图1中示意性示出的转矩限制离合器20，其将端盖17联接至花键轴14A和/或套管16，以使使用套管16施加至花键轴14A的转矩是有限的。这可能有助于避免测微计部件上过大的应力，或者当关闭测微计时，有助于使用套管提供预测的测量力，或者有助于上述两者。转矩限制离合器20的示意图仅是示例性而并非限制性的。在本领域中，已知各种可用的转矩限制离合器设计，例如所并入的'677专利中公开的。

测微计1还包括齿状元件装置30，在图示的实施例中，齿状元件装置30包括布置在框架2中的单个齿状元件40。在固定至框架2的轴45上，齿状元件40可以绕齿轮轴旋转，齿轮轴横向于X轴方向。齿状元件40包括轮齿，其与螺纹元件的螺纹形成啮合，并且沿X轴方向在其上“滚动”，以便在操作的快速调节模式期间沿X轴方向驱动螺纹元件12。在所示实施例中，有利地，齿状元件40是圆形齿轮。然而，本示例不是限制性的。例如，齿轮的“弧段”可以在一些替代实施例中使用(尽管该实施例的操作可能不便于某些组合或不便于在各个主轴位置的快速调节与精细调节模式之间的序列切换)。因此，更一般地，在各种实施例中，可以使用齿状元件，其包括从齿轮轴以距离的沿弧布置的轮齿，前提是，轮齿与螺纹元件的螺纹形成啮合并且沿X轴方向在其上“滚动”。

应当理解的是，为了如上所述的啮合，最有利的可以是，齿状元件装置的轮齿和/或螺纹元件的螺纹用互补的复杂轮廓来形成，以避免轮齿与螺纹的冲突，而同时在如轮齿旋转并在螺纹上“滚动”或驱动螺纹的接合的每个角度，优化或最大化表面接触面积和齿轮的感觉。该轮廓可以根据已知的齿轮设计方法来确定。

测微计1还包括锁定装置60，在所示的实施例中，锁定装置60包括在狭槽62中滑动的楔形按钮61。当楔形按钮61以一个方向(例如，远离套管16)推动时，其楔入摩擦板63，该摩擦板安装在轴65上抵靠在齿状元件40的外表面42，以摩擦地锁定齿状元件40来防止旋转，并提供测微计的精细调节状态或模式。摩擦板63的目的在于作为“固定”表面或缓冲，以防止楔形按钮61的运动引起齿状元件40的旋转。

从前面的描述中，应当理解的是，在本实施例中，齿状元件40作为可锁定齿状元件。应当理解的是，当齿状元件40以这种方式锁定以提供测微计的精细调节状态或模式时，轮齿保持与螺纹元件12的螺纹啮合。因此，在精细调节模式期间，防止了螺纹元件12沿X轴方向的运动，除非螺纹元件被转动，使得其螺纹以通过螺母的螺纹轴的方式通过“锁定”齿状元件40的啮合齿推进。

反之，当楔形按钮61在另一个方向(例如，朝向套管16)上推动时，其从摩擦板63脱离，并从抵靠在齿状元件40的外表面42的摩擦接合中将其释放以解锁齿状元件40，使得其以旋转的方式自由驱动，并沿X轴方向驱动螺纹元件12，以提供如上文概述的测微计的快速调节状态或模式。

应当理解的是，上文概述的锁定装置60的所示实施例仅是示例性的，而并非限制性的。众多可替代实施例和/或附加特征可以用在根据文本所公开原理的锁定装置中。更一般地，在一些实施例中，手动式锁定装置可以包括按钮、滑板或杆等中的一个，也就是由用户操作以在提供如本文所概述的快速调节状态或模式的解锁位置与提供如本文所概述的精细调节状态或模式的锁定位置之间移动。

在一些实施例中，锁定装置可以包括联接至第一齿状元件的自动锁定机构。例如，当主轴关闭力由用户在快速调节状态期间通过快速驱动器元件来施加，并且通过自动锁定机构传递至第一齿状元件以朝砧座移动主轴时，自动锁定机构可以配置成致动到锁定位置，并且主轴遇到提供反作用力的物体，反作用力通过第一齿状元件传递回以对抗关闭力。在一些实施例中，自动锁定机构包括顺应元件，其被对立的关闭和反作用力变形以提供自动锁定机构的变形状态，由此致动到锁定位置，以提供精细调节状态。在本领域中，可用在该自动锁定机构中的元件和原理是已知的，并不需要在这里详细地描述。例如，8322246、5404975、2905021号美国专利、美国早期公开号2012/0111993，以及0478931号欧洲专利均公开了元件和原理(例如，齿轮、轴、偏置弹簧、棘爪装置，爪等)，其可以组合以制造齿轮组件、棘爪等，其操作如上文所概述的。在一些实施例中，锁定装置还可包括释放元件，其由用户操作以释放自动锁定机构，并且将自动锁定机构恢复到解锁位置，以提供快速调节状态。

在图1所示的实施例中，齿状元件40联接至以虚线轮廓示意性示出的快速驱动元件80。快速驱动元件配置成由用户操作以围绕齿轮轴转动齿状元件40进而在快速调节状态期间驱动螺纹元件12。在本特定的实施例中，快速驱动元件80包括可通过用户的手指或拇指旋转的轮。即，应当理解的是，快速驱动元件80的轮至少部分地外露以由用户在盖(未示出)和框架2的外侧来操作。在一些实施例中，车轮的整个面外露，以通过用户的拇指端部在轮的外周区域的圆周运动使用户可以在任一方向上连续地转动该轮超过360度，其中，轮在拇指的作用下连续地枢转。

在图1所示的特定实施例中，快速驱动元件80通过中间齿轮50联接至齿状元件40，中间齿轮50在固定至框架2的轴55上旋转。中间齿轮50可包括整体方形毂52(以虚线轮廓示出)，其可以通过测微计1的盖(未示出)中的孔或密封件突出，使得快速驱动元件80可以安装到并驱动方形毂以转动齿轮50和齿状元件40，以便在操作的快速调节模式期间，在用户控制的情况下，沿X轴方向驱动螺纹元件12。应当理解的是，中间齿轮50，和/或其它联接元件(例如，附加的或可替代的齿轮，或带等)允许有一定的挠性，用于相对于齿状元件40将快速驱动器元件80定位在特定的所需的人体工程学的位置，和/或在两个元件之间提供所需的齿轮比。然而，在其它实施例中，中间齿轮50可以被省略，并且齿状元件40可以以类似的方式来驱动，同时直接联接至快速驱动元件80的不同位置的实施例。因此，应当理解的是，联接在快速驱动元件80与齿状元件40之间的所示方法仅是示例性的，而并非限制性的。

在各种实施例中，快速驱动元件80可以通过转矩限制离合器21联接至齿状元件40，以使可使用快速驱动元件80施加至齿状元件40的转矩是有限的。这可能有助于避免测微计部件上过大的应力，或者当关闭测微计时，有助于使用快速驱动元件80提供预测的测量力，或者有助于上述两者。转矩限制离合器21的示意图仅是示例性而并非限制性的。当然，如果需要的话，该离合器可以以与齿状元件40而非齿轮50相关联的方式来提供。在本领域中，各种可用的转矩限制离合器的设计是已知的，例如，在所并入的'677专利或4878880或5000721号美国专利中所公开的，其内容通过引用的方式整体地并入本文。

总之，由于上述在测微计1中概述的元件和特征的组合，旋转联接配置约束套管和螺纹元件关于旋转一起移动，但不约束螺纹元件关于沿X轴方向的运动、相对套管的位置。测微计1包括齿状元件装置30，其包括布置在框架2中以绕横向于X轴方向的齿轮轴旋转的至少一个第一齿状元件40，并且包括以距齿轮轴一定距离的沿弧线布置的轮齿，其中，轮齿形成为与螺纹元件12的螺纹啮合并且沿X轴方向在其上滚动。测微计1包括配置成被解锁的锁定装置60，以允许齿状元件装置30的第一齿状元件40通过绕其齿轮轴的旋转来驱动螺纹元件12，同时与螺纹元件12的螺纹啮合，以提供测微计1的快速调节状态。锁定装置60还配置成被锁定以固定齿状元件装置30的可锁定齿状元件40，齿状元件装置30具有齿，该齿与螺纹元件12的螺纹相啮合以防止螺纹元件12相对于框架2沿X轴方向运动，除非螺纹元件12旋转，使得其螺纹以通过螺母的螺纹轴的方式通过锁定的可锁定齿状元件40的啮合齿来推进，以提供测微计1的精细调节状态。因此，在快速调节状态期间，通过使第一齿状元件40绕其齿轮轴旋转以驱动螺纹元件12，联接至螺纹元件12的主轴3可以推进和缩回，并且在精细调节状态期间，通过旋转套管16以通过锁定的可锁定齿状元件40的啮合齿来旋拧螺纹元件12的螺纹，主轴可以推进和缩回。

图2是包括根据本文公开原理所配置的测微计1'的第二实施例的相关方面的剖面图。应当理解的是，测微计1'的许多元件可以类似于或相同于参照图1所示的测微计1的先前描述的元件。在许多情况下，在图2中的附图标记为XX'的元件可以提供类似于图1中的附图标记为XX的元件的功能，并且可以通过类比来理解，使得本文中仅描述显著差异。

特别地，测微计1'与测微计1主要不同在于齿状元件装置30'，在所示的实施例中，齿状元件装置30'包括布置在框架2中的齿状元件40'和分离的可锁定齿状元件70。应当理解的是，齿状元件40'和可锁定齿状元件彼此并不啮合(例如，其彼此之间具有间隙)。类似于齿状元件40，齿状元件40'关于固定至框架2的轴45'旋转，并包括形成为与螺纹元件12的螺纹相啮合并且沿X轴方向在其上“滚动”的轮齿，以便在操作的快速调节模式期间，沿X轴方向驱动螺纹元件12。在所示的实施例中，有利地，齿状元件40'是圆形齿轮。

测微计1'还包括锁定装置60'，在本实施例中，锁定装置60'锁定可锁定齿状元件70，而并非直接锁定齿状元件40'。可锁定齿状元件70关于固定至框架2的轴75旋转，并且包括形成为与螺纹元件12的螺纹相啮合并且沿X轴方向自由地在其上“滚动”的轮齿，以便允许螺纹元件12沿X轴方向的自由运动，除了当可锁定齿状元件70由锁定装置60'锁定时。在所示的实施例中，有利地，齿状元件70也是圆形齿轮。然而，应当理解的是，本实施例的齿状元件装置30'仅是示例性的而并非限制性的(例如，如参照先前所概述的齿状元件40)。

在所示的实施例中，锁定装置60'包括在狭槽62'中滑动的楔形按钮61'。当楔形按钮61'以一个方向(例如，朝向套管16)推动时，其楔入摩擦板63'，该摩擦板安装在轴65'上抵靠在可锁定齿状元件70的外表面72，以摩擦地锁定可锁定齿状元件70来防止旋转，并提供测微计的精细调节状态或模式。摩擦板63'的目的在于作为“固定”表面或缓冲，其防止楔形按钮61'的运动引起可锁定齿状元件70的旋转。应当理解的是，当可锁定齿状元件70以这种方式锁定，以提供测微计的精细调节状态或模式时，其轮齿保持与螺纹元件12的螺纹相啮合。因此，其可以防止精细调节模式期间螺纹元件12沿X轴方向的运动，除非螺纹元件12旋转，使得其螺纹以通过螺母的螺纹轴的方式通过“锁定的”可锁定齿状元件70的啮合齿推进。

反之，当楔形按钮61'在另一个方向(例如，远离套管16)上推动时，其从摩擦板63'脱离，并从抵靠在可锁定齿状元件70的外表面72的摩擦接合中将其释放，以解锁可锁定齿状元件70，使得其以旋转的方式自由驱动，其允许齿状元件40'沿X轴方向驱动螺纹元件12，以提供测微计的快速调节状态或模式。

应当理解的是，上文概述的锁定装置60'的所示实施例仅是示例性的，而并非限制性的。众多可替代实施例和/或附加特征可以用在根据文本所公开原理的锁定装置中，如参照先前所概述的锁定装置60。

在图2所示的实施例中，齿状元件40'联接至以虚线轮廓示意性示出的快速驱动元件80'。类似于图1的类似特征，快速驱动元件80'配置成由用户操作以围绕齿轮轴旋转齿状元件40'，进而在快速调节状态期间驱动螺纹元件12。在图1所示的特定实施例中，快速驱动元件80'通过中间齿轮50'联接至齿状元件40'，中间齿轮50'关于固定至框架2的轴55'旋转。中间齿轮50'可以包括整体方形毂52'(以虚线轮廓示出)，其可以通过测微计1'的盖(未示出)中的孔或密封件突出，使得快速驱动元件80'可以安装到并驱动方形毂以转动齿轮50'和齿状元件40'，以便在操作的快速调节模式期间，在用户控制的情况下，沿X轴方向驱动螺纹元件12。类似于先前讨论的元件80和40，应当理解的是，联接在快速驱动元件80'与齿状元件40'之间的所示方法仅是示例性的，而并非限制性的。

总之，由于上述概述的元件和特征的组合，在测微计1'中，旋转联接配置约束套管16和螺纹元件12关于旋转一起移动，但不约束螺纹元件12关于沿X轴方向的运动、相对套管16的位置。测微计1'包括齿状元件装置30'，其包括第一齿状元件40'和可锁定齿状元件70，每个元件布置在框架2中以绕横向于X轴方向的齿轮轴旋转，并且齿状元件装置30'包括以距齿轮轴一定距离的沿弧线布置的轮齿。该轮齿形成为与螺纹元件12的螺纹啮合并且沿X轴方向在其上滚动。

测微计1'包括配置成被解锁的锁定装置60'，以允许齿状元件装置30'的第一齿状元件40'通过绕其齿轮轴的旋转来驱动螺纹元件12，同时与螺纹元件12的螺纹啮合，以提供测微计1'的快速调节状态。锁定装置60'还配置成被锁定以固定齿状元件装置30'的可锁定齿状元件70，齿状元件装置30'具有齿，该齿与螺纹元件12的螺纹相啮合以防止螺纹元件12相对于框架2沿X轴方向运动，除非螺纹元件12旋转，使得其螺纹以通过螺母的螺纹轴的方式通过锁定的可锁定齿状元件70的啮合齿推进，以提供测微计1'的精细调节状态。因此，在快速调节状态期间，通过第一齿状元件40'绕其齿轮轴旋转以驱动螺纹元件12，联接至螺纹元件12的主轴3可以推进和缩回，并且主轴3可以通过旋转套管16推进和缩回，以在精细调节状态期间通过锁定的可锁定齿状元件70的啮合齿来旋拧螺纹元件12的螺纹。

图3A-图3D包括示出旋转联接配置的四个可替代实施例的各自的剖面图和截面，根据本文公开的原理，旋转联接配置用于将测微计套管16联接至螺纹元件12。应该理解的是，图3A-图3D的许多元件可以类似于或相同于参照图1所示的测微计1的先前描述的元件。在图1和图3A-图3D中具有类似附图标记的元件可以时类似或相同的，并且可以通过类比来理解，使得本文中仅描述显著差异。

在四个实施例的每一个中，旋转联接(14，14'，14”，14”')包括联接至套管16和螺纹元件12中之一的阴旋转驱动部分(14A'，14B'，14C'或14D')。阴旋转驱动部分包括中心开放，其包括具有孔横截面的孔或钻孔，孔横截面包括第一配合旋转约束特征(15A'，15B'，15C'或15D')。阳旋转驱动部分(14A，14B，14C或14D)联接至套管和螺纹元件中的另一个，其中，阳旋转驱动部分包括在阴旋转驱动部分的中心开放或孔中滑动或者通过阴旋转驱动部分的中心开放或孔滑动的轴。该轴包括第二配合旋转约束特征(15A，15B，15C或15D)，其配置成与第一配合旋转约束特征(15A'，15B'，15C'或15D')互锁，使得它们必须一起旋转，并且沿着或通过第一配合旋转约束特征(15A'，15B'，15C'或15D')沿X轴方向滑动。在各种实施例中，螺纹元件12具有中空中心12A，其允许轴进入到螺纹元件12的内部。

图3A示出了参照图1先前描述的的实施例。阳旋转驱动部分14A包括通过端盖17联接至套管16的花键轴，并且阴旋转驱动部分14A'包括固定至螺纹元件12端部的花键毂或螺母。花键螺母以概述阴阳旋转驱动部分别14A'中的孔的波纹图案的形式来提供第一配合旋转约束特征15A'。花键轴以概述图旋转驱动部分14A的横截面的匹配嵌合波纹图案的形式来提供第二配合旋转约束特征15A。

图3B示出了具有较简单的配合旋转约束特征的实施例。阳旋转驱动部分14B包括通过端盖17联接至套管16的矩形轴，并且阴旋转驱动部分14B'包括固定至螺纹元件12端部的毂或盘。毂或盘以概述阴阳旋转驱动部分14B'中的孔的矩形图案的形式来提供第一配合旋转约束特征15B'。矩形轴以阳旋转驱动部分14B的轴的横截面的匹配嵌合矩形形状的形式来提供第二配合旋转约束特征15B。

图3C示出了一个实施例，其中，阴阳旋转驱动部分14C'包括螺纹元件12的内部。螺纹元件12的内部以其内壁中形成的两个相对的键槽或狭槽的形式来提供第一配合旋转约束特征15C'。阳旋转驱动部分14C包括通过端盖17联接至套管16的圆轴。圆轴以在附接至其外周或在其外周形成的两个匹配嵌合键或卡舌15C的形式来提供第二配合旋转约束特征15C。键或卡舌15C安装在螺纹元件12的内壁中的键槽或狭槽中并且在其中滑动。滑动轴承91可以在内套筒18的中空中心19内支撑和引导螺纹元件12和其附接的部件。

图3D示出具有简单的配合旋转约束特征的另一实施例。阳旋转驱动部分14D包括联接至或嵌入在螺纹元件12的内孔12A的内端部或底部的矩形轴。可替代地，该轴可以联接至或嵌入在转动轴承联接11的一部分，转动轴承联接11联接至或紧固在螺纹元件12的一端部，如图所示。阴旋转驱动部分14D'包括通过紧固至端盖17的管92联接至套管16的毂或盘，如图所示。在所示实施例中，毂或盘紧固在管92的内端部。毂或板以在概述阴阳旋转驱动部分14D'中的孔的矩形图案的形式来提供第一配合旋转约束特征15D'。矩形轴以阳旋转驱动部分14D的轴的横截面的匹配嵌合矩形形状的形式来提供第二配合旋转约束特征15D。管92具有允许矩形轴进入到管内部的中空中心，并且螺纹元件12具有允许管92进入到螺纹元件12的内部的中空中心12A。

如参照图1先前所描述的，在一些实施例中，测微计包括防止主轴旋转的主轴抗旋转配置，和将非旋转主轴结合至旋转螺纹元件的旋转轴承联接。图3A-图3D中的每一个示出了旋转轴承联接11的实施例，其也在图1和图2中示出。旋转轴承联接11具有联接至非旋转主轴3的联接部分的第一部分11B，如最好参见图1和图2，以及联接至螺纹元件12的联接部分的第二部分11A。在各种实施例中，第一和第二部分11A或11B中的至少一个通过旋转轴承11C联接至其各自的联接部分，或联接至彼此，预加载旋转轴承11C以便沿X轴方向将主轴3和螺纹元件12保持在固定间距，同时允许螺纹元件12旋转。在图3A-图3D所示的实施例中，预载轴承捕获斜角部分11B，并且预载轴承的外座圈紧固至主轴3中的凹部，如最好参见图1和图2。在本领域中，预载轴承元件的各种形式是已知的，例如，在4553330号美国专利中所公开的，该专利通过引用以其整体并入于此。包括球轴承的所示实施例仅是示例性的而并非限制性的。例如，在一些实施例中，预载轴承可以包括中心球、锥，或尖顶，其抵靠在抵接表面预加载并且在抵接表面上枢轴转动。

虽然对本发明的各种优选实施例进行了说明和描述，但基于本公开，在所示出和所描述的装置的众多变型和操作特征和序列的组合对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。例如，如先前所指出的，在一些实施例中，主轴可以旋转并可以刚性地联接至螺纹元件12，前提是，兼容的位置传感器和/或安装装置用于允许确定旋转主轴的测量位置。在这种情况下，旋转轴承联接可以省略。应当理解的是，在一些这样的实施例中，可能通过主轴3(例如，用合适的联接元件)将螺纹元件12联接至套管16。在该实施例中，螺纹元件不必通过端盖17连接至套管16。因此，应当理解的是，在不偏离本发明的构思和范围的情况下，可以对本文所公开的各实施例进行这种或各种其它的改变。