測量圓弧半徑的卡尺的製作方法

2023-10-18 11:36:04 2

專利名稱：測量圓弧半徑的卡尺的製作方法
技術領域：
本發明涉及是一種量具，尤其涉及一種測量圓弧半徑的卡尺。
背景技術：
目前，為了測量圓弧半徑值，常用的是R規或3D操數機等量具。但是，R規只能在有限的範圍內進行測量。儘管3D操數機可對圓弧半徑進行準確測量，且測量範圍也不受限制，但是其價格昂貴，體積大，攜帶不便，導致使用的場所有限。
為了解決上述缺陷，於2005年3月2日公告的中國實用新型專利(其公告號為CN 2682373Y)揭示另一種測量圓弧半徑的卡尺。該卡尺的測量原理是在被測量的圓弧上取三點，根據圓弧的弦長、弦高和圓弧半徑三者之間的關係，即r＝d2/8h+h/2(r為圓弧半徑；d為弦長；h為弦高)。因此，只要弦高h保持常量，那麼圓弧半徑r值就可以由弦長d值決定，亦即圓弧半徑r的測量就可以通過測量弦長d而間接測得。
但是，圓弧半徑r和弦長d的關係不是成線性關係，當弦長d值等距變化(值的等距變化是指數值以等差的形式增減)時，圓弧半徑r值為不等距變化，其帶來如下缺陷1.導致卡尺的主尺上相鄰刻度間的距離不等，也即主尺的刻度間距不是線性等距設置，不利於讀數。
2.由於主尺的刻度間距不是線性等距設置，且卡尺的遊標尺刻度間距只能取主尺刻度間距比值的平均值，從而導致遊標尺刻度間距也同樣為不等距，這樣就不能在測量時使測量值更準確反映被測圓弧半徑的真實值。
3.由於主尺的刻度間距不是線性等距設置，因此只能製成遊標一類的卡尺，而遊標卡尺測量時，受人的視覺影響，要進一步提高卡尺系統精度就相對較為困難，而且不等刻度間距的卡尺如想製成帶表卡尺和數顯卡尺，就更為困難。
此外，該專利揭示的卡尺在使用時，是把卡尺的三個測頭作成與圓弧相切的三個球頭，來實現圓弧半徑的測量。但是，測量球頭在製造中要達到高精度比較困難，其製造成本也相對較高。

發明內容有鑑於此，本發明提供一種更方便、更準確、更快速地直接讀取被測圓弧半徑值的測量圓弧半徑的卡尺。
本發明的目的是這樣實現的，提供一種測量圓弧半徑的卡尺，其包括尺身及可沿該尺身移動的遊標尺，其中該尺身與該遊標尺分別於其一側設有第一測量爪及第二測量爪，該第一測量爪及第二測量爪的端部設有可同時抵接被測圓弧的具有測量面的第一測頭、第二測頭及第三測頭，該第二測頭與第三測頭可相對第一測頭移動，該第一測頭、第二測頭及第三測頭的測量面中心的連線構成三角形，該第二測頭與第三測頭的測量面中心間的距離為第一固定常量，該第二測頭的測量面中心到第一測頭與第三測頭的測量面中心間連線的距離為第二固定常量，該尺身上設有圓弧半徑值刻度線，其特徵在於該尺身的圓弧半徑值刻度線為線性等間距設置，該尺身的圓弧半徑值刻度線對應地配有修正值。
作為本發明測量圓弧半徑的卡尺的進一步改進，該尺身設有尺身平面，該第一測頭、第二測頭及第三測頭的測量面為圓柱面，該第一測頭、第二測頭及第三測頭的圓柱形測量面與該尺身平面相垂直。
作為本發明測量圓弧半徑的卡尺的進一步改進，該測量圓弧半徑的卡尺配設有檢測該第二測頭和第三測頭與被測圓弧接觸的顯示裝置。
與現有技術相比，作為本發明測量圓弧半徑的卡尺的圓弧半徑數值刻度線性為等間距設置，而且對應該圓弧半徑數值刻度線配有圓弧半徑修正值。因此，在測量時測量者可更方便、更準確、更快速地直接讀取被測圓弧半徑值。
此外，該第一測頭、第二測頭及第三測頭的測量面為圓柱面，從而在確保一定測量精度的同時大大降低製造成本。
另外，該測量圓弧半徑的卡尺配設有檢測該第二測頭和第三測頭與被測圓弧接觸的顯示裝置，從而讓測量者可準確掌握卡尺與被測圓弧接觸狀態，提高測量的可靠性和準確性。

圖1為發明測量原理示意圖。
圖2為本發明第一實施例測量圓弧半徑的卡尺的平面示意圖。
圖3、圖4和圖5分別是圖2中III、IV和V處的放大圖。
圖6為本發明第二實施例測量圓弧半徑的卡尺的平面示意圖。
圖7是圖6中VII處的放大圖。
圖8為本發明第三實施例測量圓弧半徑的卡尺的平面示意圖。
圖9和圖10分別是圖8中IX和X處的放大圖。
圖11為本發明第四實施例測量圓弧半徑的卡尺的平面示意圖。
圖12是圖11中XII處的放大圖。
圖13與圖12相似，但為另一種第二測量爪形狀的平面示意圖。
圖14為配設有顯示裝置的測量圓弧半徑的卡尺的平面示意圖。
圖15為圖14中顯示裝置的電路圖。
圖16為圖14中配設有顯示裝置的測量圓弧半徑的卡尺立體分解示意圖。
圖17為圖14中配設有顯示裝置的測量圓弧半徑的卡尺從另一角度得到的立體分解示意圖。
圖18為圖16中遊標尺的局部剖視的立體圖。
圖19為另一配設有顯示裝置的測量圓弧半徑的卡尺的平面示意圖。
圖20為圖19中顯示裝置的電路圖。
圖21為圖19中遊標尺的局部剖視的立體圖。
圖22為再一配設有顯示裝置的測量圓弧半徑的卡尺的平面示意圖。
圖23為圖22中顯示裝置的電路圖。
圖24為又一配設有顯示裝置的測量圓弧半徑的卡尺的平面示意圖。
圖25為圖24中顯示裝置的電路圖。
具體實施方式以下結合附圖對本發明作進一步詳細的描述。
如圖1所示，理論上，在圓O上取三點A，B，C。AC，AD恆為常數值，AD為三角形ABC的高，OE為三角形OAC的高，BD＞DC，BC＜2r。圖中AB＝c，AC＝b，AD＝h，BD＝a1＝y，DC＝a2，OA＝OC＝r＝x，OE＝h′。由三角形BAD和三角形OAE相似可得(1)a1/h′＝h/(b/2)；又在三角形OAE可得(2)h′2＝r2-(b/2)2。由方程(1)和(2)得到(3)r2＝(b/2h)2a12+(b/2)2(式中r＞0，a1＞0)或者是(4)x2/(b/2)2-y2/h2＝1(式中x＞0，y＞0)。方程(3)為雙曲線方程(r為圓弧半徑；a1+a2為弦長；h為弦高，是一常數；b為AB的長度，是一常數)，由方程(3)可知，只要b和h恆為的常數，那麼r值就可以由a1值決定，當r＝x＝p＞0時(p為常數)，a1(y值)與r(x值)一一對應，a1+a2為ABC三點弦長。就是，當弦高h及AB兩點的距離恆為常數時，a2也恆為常數，弦長a1+a2的值就主要由變量a1決定。根據以上可以知道，可以通過測量a1+a2的方式間接的測量圓弧半徑r。就是說，利用平面裡不共線的三點，保證中間點和其中的邊上一點的距離不變，移動另一邊點，通過測量兩端邊點的距離，即測量圓弧上三點對應的圓弧所對應的弦長，就可以間接測得到被測圓弧的半徑值。
實際上，在卡尺製造裡，理論中的A、B、C三點改為三個測量球頭(一般情況下，測量球頭的直徑大於1mm)。但為了製造方便，降低製造成本，測量球頭還可改為R測量面(一般情況下，R測量面的半徑大於0.5mm)。因R測量面是在測線長卡尺的卡爪上，可以不用裝配而直接加工出(R測量面的結構如圖4、圖5、圖7、圖9、圖10、圖12和圖13所示，以下詳細說明)。R測量面是圓柱面，垂直於卡尺平面。但在測量類似球面的凹弧時，會因為R測量面的厚度方向在測量時R測量面與測量點不能完全接觸會產生一定的誤差。但在卡尺R測量面的位置，只要使R面的厚度小於0.3mm時，因R測量面帶來的誤差就會相對很小。如在SR5的球中測量圓弧半徑值，R測量面的厚度小於0.5mm，R測量面半徑等於0.5mm時，R測量面帶來的誤差小於0.005mm。當被測件圓弧半徑大於5，圓弧半徑值公差大於±0.01mm時，R測量面在圓弧半徑卡尺裡所帶來的誤差就對被測件圓弧半徑測量值不會產生很大影響。而相對測量球頭的製造，則可以避免很多在卡尺製造中形成的誤差。
實際做法是把圓弧上的三點改為與圓弧相切的三個R測量面，使中間的R測量面的R的圓心與兩端R測量面的圓心連線保持常量高度差，兩端R測量面的圓心相對卡尺的尺身中心線的距離相等(採用兩端R測量面的圓心相對卡尺的尺身中心線的距離相等，只是為便於製造，因為兩端R測量面的圓心相對卡尺的尺身中心線的距離不等也是可行的)。把一個R測量面置於卡尺尺身的外量爪，另兩R測量面置於卡尺遊標外量爪(卡尺的量爪結構可參見圖2、圖6、圖8和圖11，以下詳細說明)。並且每個R測量面都垂直於卡尺的尺身平面(尺身平面指尺身有刻度的平面)。測量時，移動遊標，使三R測量面與測量的圓弧面同時接觸，同時使卡尺的尺身平面與測量的圓弧半徑所在的平面平行。採用遊標讀數原理，結合尺身刻度與遊標刻度，就可以讀取要測量圓弧半徑值的大小。
但在圓弧半徑存在凸弧和凹弧，所以在同一把卡尺進行凸弧半徑和凹弧半徑的測量時，本發明卡尺採用調整中間R測量面的圓心與兩端R測量面的圓心連線高度差的方法，例如圖8所示。但在單對凸弧半徑或凹弧半徑進行測量時，中間R測量面是不需要調整的，中間R測量面的圓心與兩端R測量面的圓心要保持常量高度差，如附圖2、附圖6和圖11所示。就是，使中間的R測量面的圓心與兩端R測量面的圓心連線的垂直距離相等，並且使中間R測量面的圓心，在卡尺面的方向，在兩端R測量面的圓心連線的上下位置進行調整。
具體做法於同一把卡尺凸弧和凹弧的測量採用同一刻度(同一把卡尺凸弧和凹弧的測量採用同一刻度將在下面進一步說明)，兩個外端R測量面在一固定位置，即兩個外端R測量面的圓心距長度不變的情況下，調整中間R測量面當被測的圓弧為凹弧時，使中間R測量面的圓心位於兩端R測量面的圓心連線在卡尺面方向的偏離卡尺中心線的位置；當被測的圓弧為凸弧時，使中間R測量面的圓心位於兩端R測量面的圓心連線在卡尺面上下方向的靠近卡尺中心線的位置，如圖11所示。或改變測量凹弧半徑的量爪當測量凸弧半徑時，採用測量凸弧一邊的量爪；當測量凹弧半徑時，採用測量凹弧一邊的量爪(測量凹弧半徑的量爪裡，中間R測量面的圓心位於兩端R測量面的圓心連線在卡尺面方向靠近卡尺中心線的位置；測量凸弧半徑的量爪裡，中間R測量面的圓心位於兩端R測量面的圓心連線在卡尺面方向偏離卡尺中心線的位置)，如圖8所示。
在同一卡尺進行測量凹弧半徑和凸弧半徑，讀數時，如卡尺刻度是以測量凸弧半徑為基準刻出，則凹弧半徑讀數是卡尺的讀數值要加上R測量面直徑值。反之，如卡尺刻度是以測量凹弧半徑為基準刻出，則凸弧半徑讀數是卡尺的讀數值要減去R測量面直徑值。這樣可以知到，同一卡尺裡，測量凸圓弧半徑值和凹圓弧半徑值的刻度可以統一。也就是說，凸圓弧半徑和凹圓弧半徑的測量就可以統一於同一卡尺裡的同一刻度裡。
當然，同一把卡尺裡如果沒有不能調節高度的中間R測量面，也沒有可以測量凸圓弧半徑和測量凹圓弧半徑的兩種量爪，而只有測量凸圓弧半徑和測量凹圓弧半徑的一種量爪，那就只能結合單測凸圓弧卡尺或單測凹圓弧卡尺來完成凸圓弧半徑和凹圓弧半徑的測量，如圖2、圖6和圖11所示。
應說明測量球頭改為R測量面，只是為了製造方便，降低製造成本。相對的，卡尺的系統誤差卻會因此增加。
在專利號為200420043919.0的多用遊標卡尺的卡尺結構裡，因為尺身採用了不等距的刻度，在卡尺的製造裡帶來了一定的難度，又因為採用了不等距的刻度，卡尺只能製造遊標一類的尺。而遊標卡尺測量時，受人的視覺影響，要進一步提高卡尺系統精度就非常困難(當然，在遊標卡尺中，遊標採用無視差遊標可以在讀數時減少一些誤差)。
現在，於圓弧半徑卡尺中，使卡尺尺身的刻度和遊標的刻度都採用等距刻度(相鄰兩條刻度線的距離相等)。當卡尺尺身的刻度值已定，可用遊標計算公式決定其它數值。遊標計算公式是i＝a-b＝a/n，其中n＝a/i；b＝ωa-i；L＝nb＝n(ωa-i)＝a(ωn-1)，式中a為尺身的刻度值，對於公制遊標卡尺，一般a＝1mm；b為遊標尺的每格寬度；n為遊標尺刻線數；i為遊標分度值，又稱遊標讀數值；L為遊標尺刻度部分的總長度；ω為遊標模數。當遊標分度值i確定後，根據對分度值i的換算，就能製成能顯示圓弧半徑卡尺的百分表或千分表的讀數值，或者製成電子顯示錶的讀數值，從而進一步製成帶表卡尺和數顯卡尺。在制遊標卡尺和電子卡尺時，也可以製成多功能卡尺(能夠測量線長，圓弧半徑值，孔深，圓的內徑和外徑的卡尺)。
但是，在圓弧半徑卡尺採用等距刻度，而圓弧r的值與弦長d的函數關係不能成線性方程，如按等距刻度測量的R值時，在圓弧半徑於一定範圍裡，測量值與實際R值有會有很大的差值。
理論上，根據方程(4)x2/(b/2)2-y2/h2＝1(式中x＞0，y＞0)的雙曲線方程可知，方程(4)有一條(5)x/(b/2)-y/h＝0(式中x＞0，y＞0)的漸進線。當隨著方程(4)中x的增大，在函數圖象中，方程(4)的點會逐漸接近它的漸進線。當隨著方程(4)中x的增大到一定數值k＞0後，即x≥k＞0時，方程(4)的函數點會近似一條方程為(5)x/(b/2)-y/h＝0(式中x＞0，y＞0)的直線。即在x≥k＞0時，方程(4)上的點與它的漸進線方程(5)上的點，無論x取何種值，方程中，與x對應的方程(4)的y值與方程(5)的y值的差值的絕對值非常小。方程(5)中的y值是隨著x值的等距變化，y有一個等距變化對應值。因為x≥k＞0時，方程(4)的函數圖象中對應的點無限接近方程(5)的函數圖象，即無限接近一條直線，所以說，當x≥k＞0時，方程(4)中的y值也是隨著x值的等距變化，y有一個等距變化對應值。式中y＝a1，x＝r，r為圓弧半徑，a1+a2為弦長，a2恆為常數。也就是說，在用弦長間接測量圓弧半徑值時，當x≥k＞0，b和h恆為常數時，採用等距刻度是可以的。
在x＜k＞0時，在函數圖象中，方程(4)上的點與它的的漸進線方程(5)上的點，無論x取何種值，方程中，與x對應的方程(4)的y值和方程(5)的y值都會存在比較大的差值。但是，如果對方程(4)x2/(b/2)2-y2/h2＝1(式中x＞0，y＞0)的差值進行修正取一個修正值，使得無論x取應何值，方程(4)的y值和方程(5)的y值相等。就是通過修正值，使方程(4)中的y值隨著x值的等距變化相應有一個等距變化的y值。所以，當x＜k＞0時，b和h恆為常數，通過值的修正後，在用弦長間接測量圓弧半徑值，採用等距刻度也是可以的。
總之，圓弧半卡尺的刻度採用等距刻度也是可以的。
這樣，在用卡尺測量，當x＜k＞0時，讀數值還必須加上一個修正值，即採用遊標原理讀得卡尺上尺身數值與遊標數值的和後，再加上一個修正值。這樣，實際測量值的讀數值就由幾個數組成尺身刻度測量值+遊標刻度測量值+測量修正值(如果同一把尺要以相同刻度來實現凸弧半徑和凹弧半徑測量，那實際測量值還要加上或減去測量球頭的直徑或R測量面的直徑)。
圓弧半卡尺修正值的定值是理論上，由方程(4)x2/(b/2)2-y2/h2＝1(式中x＞0，y＞0)、(5)x/(b/2)-y/h＝0(式中x＞0，y＞0)的雙曲線方程和雙曲線方程的漸進線方程的函數圖象可知，當x≥k＞0時方程(4)函數圖象接近方程(5)的函數圖象，即無論x取何種值方程(4)的y值和方程(5)的y值都會存在非常小的差值。所以此時的修正值應近視為0。當x＜k＞0時方程(4)函數圖象不接近方程(5)的函數圖象，即無論x取何種值方程(4)的y值和方程(5)的y值都會存在比較大的差值。此時的差值就是要的修正的值u(u的絕對值為大於0)。
實際上，修正值的定值和修正值在卡尺中的表示有兩種方法第一種方法是在等距刻度的圓弧半徑卡尺(此處以下所說的卡尺都為刻度是等距刻度卡尺)裡，根據遊標讀數原理可得到每一個圓弧半徑值(每一個圓弧半徑值是當卡尺測量卡爪測量定位時，所測量的圓弧半徑在卡尺上的顯示值，即尺身刻度測量值加上遊標刻度測量值的和)，得到的每一個圓弧半徑值與這個圓弧半值徑真值的差值就是測量修正值。因為值的修正存在每一個被測的圓弧半徑裡，如果把所有的修正值都刻到卡尺上，是既不經濟，也不可能和不必要。在卡尺裡，根據卡尺精度的要求，把測量範圍分為若干測量段，使修正值在每一測量段的測量範圍裡取值相等，並且尺身刻度測量值加上遊標刻度測量值的和再加上修正值，三個值的總和與被測圓弧半徑真值的差不超過卡尺精度的要求。例如卡尺的測量段n，在第二n2的範圍是30＜n2＜40，修正值是0.05mm。這樣，把所有測量段裡的修正值列出，就是整一把卡尺的修正值。
第二種方法是根據方程(4)和方程(5)，當x＝p時，得到方程(4)的y值和方程(5)的y值的差Δy就是修正值。由方程(4)x2/(b/2)2-y2/h2＝1(式中x＞0，y＞0)得(6)y』2＝(2hx/b)2-h2或(7)y』＝(4h2x2-b2h2)1/2/b；由方程(5)x/(b/2)-y/h＝0(式中x＞0，y＞0)得(8)y」2＝(2hx/b)2或(9)y」＝2hx/b。因為y』2-y」2＝(y』-y」)(y』+y」)；所以y』-y」＝(y』2-y」2)/(y』+y」)；由以上得y』-y」＝{((4h2x2-b2h2)1/2/b)+2hx/b}，就是(10)Δy＝y』-y」＝{h(4x2-b2)1/2-2x}}/b。從式(10)可以看到，當b和h值已確定，修正值還可以採用公式的方法進行計算。但在實際使用中，運用公式的方法比較繁瑣，所以修正值採用第一種方法要好，附圖中也用修正值在卡尺測量範圍採用測量段給予修正值的形式。
應說明的是，這裡的修正值是修正因採用等距刻度時產生誤差而加入的理論值，而並非系統誤差修正。通過測量值的修正，去掉理論存在的差值。卡尺的測量就可以提高到所需要的精度。
既然，在卡尺尺身的刻度和遊標的刻度都採用等距刻度，卡尺的尺身刻度的取值和卡尺刻度對應的讀數值是通過以下方法取值的；卡尺卡爪上的三個R測量面的數值是通過以下方法確定的。
在卡尺尺身的刻度和遊標的刻度都採用等距刻度，那麼卡尺的尺身刻度的取值和卡尺刻度對應的讀數值的將取值有兩種方法根據卡尺的製造性和使用性和經濟性，圓弧半徑刻度間距應與現在的測量線長卡尺刻度間距相同，即直接採用測量線長卡尺尺身刻度，公制刻度間距為1mm(同樣，在英制卡尺中，尺身刻度也採用原來的刻度)，使得圓弧半徑卡尺的刻度與測量線長卡尺的刻度統一。
在圓弧半徑卡尺的刻度與測量線長卡尺的刻度刻度相同，但刻度值則不能相同，因為在圓弧半徑卡裡的刻度值是反映被測量圓弧半徑的半徑值，而圓弧半徑卡裡的刻度間距則是被測圓弧半徑在卡尺反映的弦長。圓弧半徑卡尺刻度值如直接採用測線長原來的刻度值，是不行的，因為這樣的情況下，被測圓弧的弦長和圓弧的直徑等長，這相當於測線長卡尺中測量圓的外徑；如採用圓弧半徑卡尺刻度值大於測線卡尺刻度值，就更不可能，因為這樣的情況下，以弦長大於圓弧直徑的弦長來測量圓弧直徑，這樣不可能測量；所以只有當被測圓弧的弦長小於圓弧的直徑，並且被測圓弧的弦長要小於被測圓弧位於四分之一圓對應的弦長，這樣才能在實際測量中，被測圓弧存在的輪廓比較短時，至少在一個不完整圓的圓弧裡，圓弧是整圓的四分之一時，也可以用圓弧半徑卡尺測量出它的半徑。就是，圓弧半徑卡尺的刻度值必須大於測量線長卡尺的刻度刻度值，而且圓弧半徑卡尺的刻度值必須是測量線長卡尺的刻度刻度值的整數倍，如2倍、5倍、10倍或20倍等，這樣才能方便卡尺讀數。在同一卡尺尺身上的刻度對應數值表現為測線長部分尺身每一刻度示值為1mm(在公制卡尺中)，測圓弧半徑部分，因尺身刻度值按規格的不同，圓弧半徑尺身刻度值有2mm、5mm、10mm或20mm等，相應的每一相鄰的刻度線表示的值為R2mm、R5mm、R10mm或R20mm等。尺身刻度值已定，根據測線長部分的遊標的讀數值，就可以確定測圓弧半徑部分的遊標的讀數值，例如測線長部分的遊標的讀數值為0.02mm，如圓弧半徑部分的尺身刻度值是R2mm、R5mm、R10mm或R20mm，那圓弧半徑部分的遊標的讀數值分別是R0.04mm、R0.1mm、R0.2mm或R0.4mm。
圓弧半徑卡尺刻度對應的讀數值在實際取值時，有一定的限制。這主要表現在是卡尺「0」線(「0」線是指遊標尺或尺身的第一跟線)對應的數值。因為圓弧半徑R＞0，所以圓弧半徑卡尺零線對應的數值對應的讀數值不可以為0。而且被測圓弧的弦長要小於被測圓弧位於四分之一圓對應的弦長，如圓弧半徑卡尺零線對應的讀數值過小，那用於測量的測量球頭直徑或R測量面的半徑值都要相應做小，這使卡尺實際測量中，會受到一定的影響。由方程(4)x2/(b/2)2-y2/2＝1(式中x＞0，y＞0)可知道，越靠近x＝0，方程(4)函數圖象中的點離它的漸近線函數圖象的點越遠，那樣在圓弧半徑卡尺採用等距刻度時，修正值的在相鄰的兩條刻度線的變化就越大。這會使修正值在採用在測量段裡進行修正，並且在圓弧半徑卡尺的刻度與測量線長卡尺的刻度統一時，修正值起不到很好的修正作用(這裡主要是指修正值是在卡尺中的測量段進行修正，而不是採用公式來計算修正值，這在具體實施方式
中予以具體說明)。
根據現有量具的具體情況，圓弧半徑卡尺「0」線對應的數值對應的讀數值應大於25。因為在圓弧半徑為0到25之間的測量，現在的卡規(R0-R25)都可以基本完成。而當圓弧半徑卡尺零線對應的數值對應的讀數值應大於25時，這樣也有利用於測量的測量球頭或R測量面在卡尺中的製造(使測量的測量球頭直徑或R測量面半徑大)。
所以，當圓弧半徑卡尺零線對應的數值對應的讀數值應大於25，並使尺身的刻度值和遊標分度值進行相應的修改，在同一卡尺中，圓弧半徑的測量和測量線長就可以使用同一刻度。但測量時，刻度線對應的讀數及測量方法必須按圓弧半徑的測量和測量線長的各自要求進行。
在圓弧半徑的測量時，實際存在圓弧弧長的應意取值(即圓弧弧長對應的弦長可為大於0的一切正整數)，但卡尺卡爪的三個R測量面(或測量球頭)卻因為它們存在一個r值，使R測量(或測量球頭)中心之間存在一定距離d，d≥2r(r為R測量面或測量球頭的半徑值)，這就限制了圓弧半徑卡尺在單段圓弧半徑測量能力。使得圓弧半徑卡尺只能測量在圓弧弧長對應的弦長大於三個R測量面中兩端的R測量面與圓相切時的切點連線長度；當圓弧弧長對應的弦長小於三個R測量面中兩端的R測量面與圓相切時的切點連線長度，圓弧半徑卡尺就沒辦法測量了。
應該說，這是圓弧半徑卡尺不能與3d抄數機相比的一個缺點。要解決這個問題有兩種方法(1)必須有一個可以調節高度的中間R測量面(或測量球頭)，因為這已經不在本發明所在範疇，就不再詳細說明。(2)使卡尺兩端的R測量面(或測量球頭)的中心距儘量縮小。在圖1中，在XOY坐標的第一象向中，A點和C點的距離b，0＜b＞21/2r，r為圓O的半徑。因為要儘量縮小，而在人的視覺範圍，沒有放大儀器時，卻不可應意小。R測量面(或測量球頭)的半徑值也不能應意小。所以A點和C點的距離b必須是在人的視覺可以辨別的範圍，而且R測量面(或測量球頭)的半徑值必須是在正常加工可以做到的值。
根據實際情況和現有測量線長卡尺的結構特點，把公制圓弧半徑卡尺的三個R測量面圓心距離與規格的具體數列表如下
在上面表中，每個R測量面圓心之間的距離應該說不是唯一的。
在圖1中，在XOY坐標的第一象向中，A點和C點的距離b，0＜b＞21/2r，r為圓O的半徑。只要A點和C點的距離b是在人的視覺可以辨別的範圍，而且R測量面(或測量球頭)的半徑值是在正常加工可以做到的值，都是可行的。
根據列表中的數具，通過中間R測量面到兩端R測量面圓心連線距離的調整，可以調整兩端R測量面圓心距離。例如把中間R測量面到兩端R測量面圓心連線的距離縮小，則兩端R測量面圓心距離縮小；反之，把中間R測量面到兩端R測量面圓心連線的距離放大，則兩端R測量面圓心距離也放大，可以得到與表中相等的效果。所以，R測量面之間的距離可以根據卡尺的情況，可以進行調整。
上面的說明主要是針對卡尺用遊標卡尺的讀數方式和卡尺採用百分表的讀數方式。但在電子卡尺裡，顯示和讀數不受視覺的影響，R測量面之間的距離可以做到儘量小，使卡尺的測量能力提高。
再有，上面的說明的主要是圓弧半徑的測量和測量線長就使用同一刻度的情形，使圓弧半徑的測量和測量線長使用同一刻度，主要是為了在測量線長卡尺的基礎上，不改變測量線長卡尺的結構，這樣可以在卡尺的製造中節約材料和成本。但圓弧半徑測量的刻度和刻度值是獨立的，也就是圓弧半徑的測量和測量線長不使用同一刻度，也可以的。就是說圓弧半徑可以單獨製造，只是在卡尺的製造中會增加材料和成本。
本卡尺與現用的R規相比，使測量更方便快捷，測量範圍更大，例如測R30mm～R250mm；R200mm～R2000mm；R800mm～R8000mm，讀數值分別為0.04mm；0.2mm；0.5mm的多用圓弧半徑卡尺，三款卡尺結合，可以把圓弧半徑測量範圍加大到R30到R8000之間。根據實際需要，當製造精度很高時，測量範圍還可以為有限的正整數範圍內的所有圓弧半徑值，所以每一種款式卡尺的測值範圍和讀數值可以根據實際要求進行調整。與現用的3D操數機相比，雖不及極光3D操數機測量的高精度。但是攜帶操作方便，結構簡單，適用於所有工廠、工場和測量房。與專利號為200420043919.0的多用遊標卡尺相比，則結構更簡單，製造更方便，使用性能更好。
圖2、圖6、圖8和圖11是多用測量圓弧半徑的卡尺結構簡圖，測量範圍是測線長範圍0-150；測圓弧範圍R30-R150(因其它規格的結構基本相同，這裡不再說明)。因為圓弧半徑在卡尺裡的刻度是獨立的，就是在卡尺的結構和款式上，即可根據實際需要，做成單獨測量圓弧半徑的單一圓弧半徑卡尺，也可製成能同時測量線長、測深度和測量圓的內徑和外徑的多用卡尺。這四款多用測量圓弧半徑的卡尺是在普通卡尺的尺身上的讀數下面加上測量圓弧半徑讀數值，又在圓弧半徑讀數值的下面加上每一個範圍的修正值(如前所述)；結構上在測線長卡尺的內量爪和外量爪的做修改，其它結構原理，卡尺的測量面的平行度和表面粗糙度都與普通卡尺相同。同樣，帶表圓弧半徑卡尺和數顯圓弧半徑卡尺在結構原理與帶表卡尺和數顯卡尺上也基本一致。所以這裡的測量圓弧半徑的卡尺的結構簡圖只用四款多用測量圓弧半徑的卡尺來說明其結構、構造。
圖2至圖5所示為本發明第一實施例測量圓弧半徑的卡尺200。該卡尺200包括尺身20、可於尺身20上滑動的遊標尺40及用以鎖定遊標尺40於尺身20上的固定螺釘60。其中尺身20的一側設有第一測量爪22，其另一側設有第三測量爪24。遊標尺40的一側對應第一測量爪22設有第二測量爪42，其另一側對應第三測量爪24設有第四測量爪44。
第一測量爪22和第二測量爪42的內緣測量線長部以及第三測量爪24與第四測量爪44的外緣測量線長部可測量通用卡尺也能測量的線性長度，如臺階差距、圓的內外直徑及深度等。
第一測量爪22的端部上一體設有第一測頭222。第二測量爪42的端部一體設有第二測頭422與第三測頭424。其中該第一、第二以及第三測頭222、422、424上分別設有半圓柱形第一、第二以及第三測量面223、423、425，該第一、第二以及第三測量面223、423、425皆與尺身20的尺身平面28垂直設置。其中第二測頭422與第三測頭424相對固定設置，第二和第三測量面423、425的中心間的距離為第一固定常量。第一測頭222的第一測量面223的中心與第三測頭424的第三測量面425的中心間的連線與尺身20的中心線26平行設置。另外，第二測頭422的第二測量面423的中心到第一測頭222與第三測頭424的第一、第三測量面223、425中心間的連線的距離為第二固定常量。因此，該第一測頭222、第二測頭422和第三測頭424的第一、第二和第三測量面223、423、425的中心之間的連線構成三角形，該第一、第二以及第三測頭上222、422、424的第一、第二以及第三圓柱形測量面223、423、425與該三角形所在平面垂直。而且該第二測頭422的第二測量面423的中心位於該第一測頭222與第三測頭424的第一、第三測量面223、425的中心間的連線的上方，因此僅可測量凸圓弧。
如圖3所示，尺身20的尺身平面28上設有線性等間距排列的刻度線282及其下面的三排數值。其中最靠近刻度線282的一排為線性等間距排列的線長整數值284，單位是cm；緊接著下面一排是線性等間距排列的圓弧半徑整數值286，單位是cm；最下面一排為圓弧半徑修正值288，單位是mm。其中刻度282與線長整數值284的設置與通用的測量線性長度的尺的設置相同。圓弧半徑整數值286及圓弧半徑修正值288標於分別對應的刻度282下面。
該卡尺的測量讀數方法為第一步使遊標尺40的零刻度線與尺身20的刻度線282的零刻度線對齊。
第二步移動遊標尺40，使得第一測頭222、第二測頭422與第三測頭424的圓柱形第一、第二以及第三測量面223、423、425與被測圓弧抵接，並保持被測圓弧所在平面於第一、第二以及第三測量面223、423、425的中心之間的連線構成的三角形所在平面或尺身平面28所在的平面平行，然後用固定螺釘60將遊標尺40定位於尺身20上，以方便測量者讀數。
第三步讀整數部分，具體操作是這樣的遊標尺40的零線是讀整數的基準，於遊標尺40的零線的左邊(即遊標尺40的零線靠尺身20的零線的一邊)，尺身20上距離與遊標尺40的零線最近的那根刻度線代表的圓弧半徑整數值即為被測圓弧半徑的整數值；當然，也可先確定該最近的那根尺身刻度線對應的線長整數值，然後根據卡尺200的規格倍數，用該線長整數值乘以規格倍數即為被測圓弧半徑的整數值。
第四步確定小數位部分，具體操作是這樣的確定遊標尺40上哪一根刻度線與尺身20上的刻度線對齊，然後確定該對齊的遊標尺刻度線的序號數，將該序號數乘以遊標尺40的圓弧半徑分度值即為被測圓弧半徑值的小數位；當然，也可先確定該對齊的遊標尺刻度線對應的線長整數值的小數位，然後根據卡尺200的規格倍數，用該線長整數值的小數位乘以規格倍數即為被測圓弧半徑的整數值的小數位。
第五步確定修整值，於尺身20的圓弧半徑整數值286下面對應標有圓弧半徑修整值288，當被測圓弧半徑的整數值確定後，其圓弧半徑修整值也相應的被確定下來，可直接讀取。
第六步將確定的尺身20上的圓弧半徑的整數值、遊標尺40上的圓弧半徑的小數值及圓弧半徑的修整值相加即可得到被測圓弧半徑的值。
圖6和圖7所示為本發明第二實施例測量圓弧半徑的卡尺202，其中與第一實施例相同的元件使用相同的標號。
第二實施例測量圓弧半徑的卡尺202與第一實施例測量圓弧半徑的卡尺200的區別在於該第二測頭422』的第二測量面423』的中心位於該第一測頭222與第三測頭424的第一、第三測量面223、425的中心間的連線的下方，因此卡尺202僅可測量凹圓弧。第二測頭422』的第二測量面423』的中心到第一測頭222與第三測頭424的第一、第三測量面223、425的中心間的連線的距離仍為第二固定常量；第二測頭422』的第二測量面423』的中心與第三測頭424的第三測量面425的中心相對固定設置，即其間的距離仍為第一固定常量。該第二測頭422』的第二測量面423』與第一實施例第二測頭422的第二測量面423的形狀相同。
該第二實施例測量圓弧半徑的卡尺202的測量方法與第一實施例的相同。在該第一、第二實施例的卡尺200、202測量讀數時，需要注意的是若第一實施例的卡尺200的刻度是以測量凸圓弧半徑為基準刻出，則最後讀數為被測圓弧半徑的真實值；若刻度是以測量凹圓弧半徑為基準刻出，則最後讀數還需減去該圓柱形測量面223、423、425的半徑值才是被測圓弧半徑的真實值。若第二實施例的卡尺202的刻度是以測量凸圓弧半徑為基準刻出，則最後讀數還需加上該圓柱形測量面223、423』、425的半徑值才是被測圓弧半徑的真實值；若刻度是以測量凹圓弧半徑為基準刻出，則最後讀數為被測圓弧半徑的真實值。
圖8至圖10所示為本發明第三實施例測量圓弧半徑的卡尺204，其中與第一、第二實施例相同的元件使用相同的標號。
第三實施例測量圓弧半徑的卡尺204與第二實施例的測量圓弧半徑的卡尺202的主要區別在於其可同時測量凸、凹圓弧的半徑值。
具體地講，第三實施例測量圓弧半徑的卡尺204的第三測量爪24』的端部一體設有第四測頭242；第四測量爪44』的端部一體設有第五測頭442及第六測頭444。第四測頭242、第五測頭442及第六測頭444上分別設有圓柱形第四、第五以及第六測量面243、443、445。第四測頭242、第五測頭442及第六測頭444的第四、第五以及第六測量面243、443、445的中心間的連線構成三角形；第五測頭442的第五測量面443的中心與第六測頭444的第六測量面445的中心間的距離也為第一固定常量；第五測頭442的第五測量面的中心到第四測頭242與第六測頭444的第四、第六測量面243、445的中心間連線的距離為也第二固定常量。而且，第二測頭422』的第二測量面423』的中心與第五測頭442的第五測量面443的中心同時分別位於該第一測頭222與第三測頭424的第一、第三測量面223、425的中心間連線與該第四測頭242與第六測頭444的第四、第六測量面243、445的中心間連線的下面(當然第二測頭422』的第二測量面423』的中心與第五測頭442的第五測量面443的中心也可同時分別位於該第一測頭222與第三測頭424的第一、第三測量面223、425的中心間連線與該第四測頭242與第六測頭444的第四、第六測量面243、445的中心間連線的上面，原理相同，在此不必贅述)。通過此修改，第三實施例測量圓弧半徑的卡尺204的第一測頭222、第二測頭422』及第三測頭424的第一、第二以及第三測量面223、423』、425可用以測量凹圓弧半徑；而第四測頭242、第五測頭442及第六測頭444的第四、第五以及第六測量面243、443、445可用以測量凸圓弧半徑。測量凹圓弧和凸圓弧的半徑值的方法與第一、第二實施例的測量方法相同，在此不必贅述。
圖11至圖13所示為本發明第四實施例測量圓弧半徑的卡尺206，其中與第一、第二、第三實施例相同的元件使用相同的標號。
第四實施例測量圓弧半徑的卡尺206與第一實施例的測量圓弧半徑的卡尺200的主要區別在於其提供另一種形狀的第二測量爪42」。具體地講，該第二測量爪42」包括測量臂427，該測量臂427末端設有與該尺身平行的水平延伸部429。該測量臂427與該延伸部429整體上呈倒「7」字形。該水平延伸部429的底邊與該尺身的中心線平行，於該底邊向下延伸出平行的第二測頭臂426以及第三測頭臂428。該第二測頭臂426和第三測頭臂428的末端分別設有第二測頭422」以及第三測頭424』。與第一實施例相似，該第二測頭422」的第二測量面423」的中心位於該第一測頭222與第三測頭424』的第一、第三測量面223、425』的中心間連線的下方。第二測頭422」的第二測量面423」的中心到第一測頭222與第三測頭424』的第一、第三測量面223、425』的中心間的連線的距離為第二固定常量；第二測頭422」與第三測頭424』的第二、第三測量面423」、425』的中心相對固定設置，即其間的距離為第一固定常量。該第二測頭422」與第三測頭424』上分別設有與第一實施例相同的圓柱形第二測量面423」和第三測量面425』。因此，該第四實施例測量圓弧半徑的卡尺206同樣可實現第二實施例的測量圓弧半徑的卡尺202的功能。如圖13所示，該第二測頭422_的第二測量面423_的中心位於該第一測頭222與第三測頭424」的第一、第三測量面223、425」的中心間的連線的上方，該第二測頭422_與第三測頭424」上分別設有與第一實施例相同的圓柱形第二測量面423_和第三測量面425」，此時，該第四實施例測量圓弧半徑的卡尺206可實現第一實施例的測量圓弧半徑的卡尺200的功能。
同樣，該第二測量爪42」也可運用到第一、第二以及第三實施例中。
此外，以上實施例中的卡尺200、202、204、206也可配設顯示其與被測圓弧接觸狀態的顯示裝置。以下以通過使用球狀測頭的卡尺201來說明顯示裝置的結構及其工作原理，其中與第一、第二、第三以及第四實施例中相同的元件使用同樣的標號。
如圖14至圖18所示，卡尺201的尺身20上設有於其上可滑動的遊標尺40。該遊標尺40上開設有滑槽46，以收容該尺身20。組裝時，該尺身20部分收容該滑槽46中，然後通過上下兩檔塊47、48將該尺身20限制在遊標尺40上。該檔塊47、48通過螺釘49與該遊標尺40鎖緊，藉此，該遊標尺40可於該尺身20上滑動，以實現如第一實施例中卡尺200的測量功能。該尺身20上設有第一測量爪22A，該第一測量爪22A上設有可裝卸的第一測量腳222A。該遊標尺40的第二測量爪42A上設置可裝卸的第二、第三測量腳422A和424A。該第一、第二以及第三測量腳222A、422A、424A的末端為球形狀的第一、第二以及第三測頭2222、4222、4242。該第一、第二以及第三測頭2222、4222、4242與第一實施例中的第一、第二以及第三測頭222、422、424的設置及測量原理相同，在此不必贅述。
該顯示裝置50包括設於該遊標尺40一側面的電池箱、設於該電池箱中的電池54、安裝在該電池箱上的顯示燈58以及與第二以及第三測頭4222、4242電性連接的第一、第二導線51、53。該電池箱包括電池盒52、將該電池54封在該電池盒52內的電池盒蓋56。
如圖16和圖17所示，該電池盒52包括底座520。該底座520上開設有四個第一螺絲孔521，該遊標尺40對應該第一螺絲孔521也開設有第二螺絲孔401，因此通過螺絲522就可將該電池盒52固定在該遊標尺40上。
該底座52背對該遊標尺40的一側面向外延伸出呈方框狀的收容殼體523，該收容殼體523內腔設有圓柱狀的電池收容體524，該電池收容體524的內腔為圓柱狀，以收容圓柱形的電池54於其中。該電池收容體524底部設有第一導電片525和第二導電片526，以與該電池524的正負極電性連接。該方形收容殼體523一側的兩個角上端設有第一止擋部527。
該電池盒蓋56呈方形板狀，其一側面上對應該第一止擋部527設有第二止擋部562，該電池盒蓋56遠離該第二止擋部562的一端設有兩突出扣條564。當該電池盒蓋56扣在電池盒52上時，該第一止擋部527對應扣住該第二止擋部562，該兩突出扣條564卡在該收容殼體523內腔的相對兩內側面，從而將該電池盒蓋56裝在該電池盒52上。通過該電池盒蓋56將該電池54限制在該電池收容體524的內腔內。
該電池盒52的上端開設有收容孔528，以放置該顯示燈58於其中，以讓該顯示燈58的第一、第二導電腳582、584插入該收容殼體523內。
需要注意的是該第二以及第三測頭4222、4242是絕緣地設於該第二以及第三測量腳422A、424A上。
該第二測量爪42A對應該第二以及第三測頭4222、4242分別設有第一、第二通道4211、4212，以放置導第一、第二導電線51、53。
該第一、第二導電線51、53一端分別與該第二以及第三測頭4222、4242電性連接，另一端分別穿過第一、第二通道4211、4212，然後經過設於第二測量爪42A上端的第一通孔4213以及對應該第一通孔4213設於電池盒52上的第二通孔529，而進入收容殼體523內。
該第一導線51的另一端連接至顯示燈58的第一導電腳582，該顯示燈58的第二導電腳584連接至第二導電片526，以與電池54的負極相連。該第二導線53的另一端連接至第一導片525，從而連接至電池54的正極。具體的電路圖如圖15所示。
通過該顯示裝置50，當該第一、第二以及第三測頭2222、4222、4242與被測導電圓弧接觸時，通過該第二以及第三測頭4222、4242與被測導電圓弧電性接觸，從而使得顯示裝置50的電路形成通路，該顯示燈58發光。藉此，測量者可準確掌握該第一、第二以及第三測頭2222、4222、4242是否與被測導電圓弧接觸良好，從而可進一減少因第一、第二以及第三測頭2222、4222、4242還未與被測導電圓弧接觸好就讀數的缺陷。
此外，當被測圓弧為非導電材料時，可於被測量圓弧上覆蓋一層厚度均勻的導電薄膜或其他薄的導電層。藉此，在測量時，當第一、第二以及第三測頭2222、4222、4242與被測導電圓弧接觸良好時，仍然可讓該顯示裝置50的顯示燈58發光，實現上述功能。
圖19至圖21所示為另一種顯示裝置50A，其中與上述相同元件使用相同標號。該顯示裝置50A與顯示裝置50的不同僅在於該卡尺203的第三及第四測量爪24A、44A上還分別設有可拆卸的第四、第五以及第六測量腳242A、442A、444A。該第四、第五以及第六測量腳242A、442A、444A末端分別具有球狀的第四、第五以及第六測頭2422、4422、4442，該第四、第五以及第六測頭2422、4422、4442的設置與第二實施例中的第一、第二以及第三測頭222、422』、424相同，以便可測量凹圓弧。
需要注意的是該第五以及第六測量腳442A、444A是絕緣地設於該第四測量爪44A上。
該第四測量爪44A對應該第五以及第六測頭4422、4442分別設有第三、第四通道4214、4215，以放置導第三、第四導電線511、531。
該第三、第四導電線511、513一端分別與該第五和第六測頭4422、4442電性連接，另一端分別穿過第三、第四通道4214、4215，然後經過設於第二測量爪上端的第三通孔4216以及對應該第三通孔4216設於電池盒上的第四通孔529』(如圖16所示)，而進入收容殼體523內。
該第三導線511的另一端連接至顯示燈58的第一導電腳582，該顯示燈58的第二導電腳584連接至第二導電片526，以與電池54的負極相連。該第四導線513的另一端連接至第一導片525，從而連接至電池54的正極。具體的電路圖如圖20所示。
當該第一、第二以及第三測頭2222、4222、4242在測量凸圓弧或第四、第五以及第六測頭2422、4422、4442測量凹圓弧時，通過該顯示裝置50A的顯示燈58都可如上述發光原理而發光，從而可讓測量者可準確掌握卡尺203與被測圓弧接觸狀態，提高測量的可靠性。
如圖22和圖23所示，該卡尺205與第一實施例卡尺200工作原理相同，結構基本相同，不同之處在於卡尺205的第二側頭422B是與該第二測量爪42B分開製造，然後設於該第二測量爪42B上。需要注意的是該第二側頭422B與該第二測量爪42B間設置有絕緣層60，以將該導電第二側頭422B絕緣地設於該導電第二測量爪42B上。
該卡尺205上的顯示裝置50B與顯示裝置50不同的是該第二測量爪42B上僅對應該第二測頭422B設有第五通道4217。該第五通道4217內布置第五導線515。該第五導線515一端與該第二測頭422B連接，另一端與顯示裝置50的第一導線51布置相同，而進入電池盒52內，與顯示燈58的第一導電腳582連接，該顯示燈58的第二導電腳584連接至第二導電片526，以連接至電池54的負極。值得注意的是，該第二測量爪42B直接與該第一導電片525連接，而該第三測頭424與該導電第二測量爪42B一體設置，因此該第三測頭424也與電池54的正極相連。該顯示裝置50B的電路圖如圖22所示。因此，該顯示裝置50B同樣可實現顯示裝置50的功能。
如圖24和圖25所示，該卡尺207與第三實施例卡尺204的工作原理相同，結構基本相同，不同之處在於該第二、四側頭422B、442B是與該第二、四測量爪42B、44B分開製造，然後設於該第二、四測量爪42B、44B上。需要注意的是該第二、四側頭422B、442B與該第二、四測量爪42B、44B間分別設置有絕緣層60、70，以將該導電第二、四側頭422B、442B絕緣地設於該導電第二、四測量爪42B、44B上。
該卡尺207上的顯示裝置50C與顯示裝置50A不同的是該第二、四測量爪上僅對應該第二、四測頭422B、442B設有第五、六通道4217、4218。該第五、六通道4217、4218內分別布置第五、第六導線515、516。該第五、第六導線515、516一端分別與該第二、四測頭422B、442B連接，另一端與顯示裝置50A的第一、三導線51、511布置相同，而進入電池盒52內，與顯示燈58的第一導電腳582連接，該顯示燈58的第二導電腳584連接至第二導電片526，以連接至電池54的負極。值得注意的是，該第二、四測量爪42B、44B直接與該第一導電片525連接。該顯示裝置50C的電路圖如圖24所示。因此，該顯示裝置50C同樣可實現顯示裝置50A的功能。
當然，對該卡尺200、202、204、206做如上適當修改，顯示裝置50、50A、50B、50C也可運用到以上卡尺200、202、204、206上。
儘管以上實施例對本發明作出詳細說明，但本發明並不應僅限於此；在不偏離本發明構思的條件下，以上各元件及其構造可用所屬技術領域人員知悉的相似或等同元件及其構造來替換。
權利要求
1.一種測量圓弧半徑的卡尺，其包括尺身及可沿該尺身移動的遊標尺，其中該尺身與該遊標尺分別於其一側設有第一測量爪及第二測量爪，該第一測量爪及第二測量爪的端部設有可同時抵接被測圓弧的具有測量面的第一測頭、第二測頭及第三測頭，該第二測頭與第三測頭可相對第一測頭移動，該第一測頭、第二測頭及第三測頭的測量面中心的連線構成三角形，該第二測頭與第三測頭的測量面中心間的距離為第一固定常量，該第二測頭的測量面中心到第一測頭與第三測頭的測量面中心間連線的距離為第二固定常量，該尺身上設有圓弧半徑值刻度線，其特徵在於該尺身的圓弧半徑值刻度線為線性等間距設置，該尺身的圓弧半徑值刻度線對應地配有修正值。
2.如權利要求1所述的測量圓弧半徑的卡尺，其特徵在於該第一測頭、第二測頭及第三測頭的測量面為圓柱面，該第一測頭、第二測頭及第三測頭的圓柱形測量面與該第一測頭、第二測頭及第三測頭的測量面中心的連線構成的三角形所在平面相垂直。
3.如權利要求2所述的測量圓弧半徑的卡尺，其特徵在於該每個圓柱形測量面的厚度不大於0.5毫米，測量面半徑大小不小於0.5毫米。
4.如權利要求2所述的測量圓弧半徑的卡尺，其特徵在於該第二測頭的圓柱形測量面為中間R測量面，該第一測頭的圓柱形測量面和第三測頭的圓柱形測量面為兩端R測量面，該三個R測量面圓心距離與規格的具體數列表如下
5.如權利要求2所述的測量圓弧半徑的卡尺，其特徵在於該第一測頭與該第一測量爪一體設置，該第二測頭和第三測頭與該第二測量爪一體設置。
6.如權利要求1至5中任一項所述的測量圓弧半徑的卡尺，其特徵在於該尺身與該遊標尺分別於其另一側設有第三測量爪及第四測量爪，該第三測量爪及第四測量爪的端部設有可同時抵接被測圓弧的具有測量面的第四測頭、第五測頭及第六測頭，該第五測頭與第六測頭可相對第四測頭移動，該第四測頭、第五測頭及第六測頭的測量面中心間的連線構成三角形，該第五測頭與第六測頭的測量面中心間的距離也為第一固定常量，該第五測頭的測量面中心到第四測頭與第六測頭的測量面中心間連線的距離為也第二固定常量，該第四測頭、第五測頭及第六測頭的測量面為圓柱面，該第四測頭、第五測頭及第六測頭的圓柱形測量面與該第四測頭、第五測頭及第六測頭的測量面中心的連線構成的三角形所在平面相垂直，該第二測頭與第五測頭的測量面中心分別位於該第一測頭與第三測頭的測量面中心間連線與該第四測頭與第六測頭的測量面中心間連線的上面或下面。
7.如權利要求1至5中任一項所述的測量圓弧半徑的卡尺，其特徵在於該第二測量爪包括遠離該尺身延伸的測量臂，該測量臂末端設有延伸部，該測量臂與該延伸部的整體形狀呈倒「7」字形，該延伸部的底邊與該尺身的中心線平行，於該底邊向下延伸出第二測頭臂以及第三測頭臂，該第二測頭和該第三測頭分別設於該第二測頭臂和該第三測頭臂的末端。
8.如權利要求1至5中任一項所述的測量圓弧半徑的卡尺，其特徵在於該尺身的圓弧半徑值刻度線也為線性數值刻度線，該刻度線對應的圓弧半徑數值與線性數值之間的關係是x2/(b/2)2-y2/h2＝1，該方程式中x為圓弧半徑數值；y為線性數值；b為該第一固定常量；h為第二固定常量。
9.如權利要求8所述的測量圓弧半徑的卡尺，其特徵在於該圓弧半徑數值與該圓弧半徑修正值之間的關係是Δy＝h{2x-(4x2-b2)1/2}/b，該方程式中的Δy為圓弧半徑修正值。
10.如權利要求8所述的測量圓弧半徑的卡尺，其特徵在於該尺身刻度線的零刻度線對應的圓弧半徑值不為零。
11.如權利要求8所述的測量圓弧半徑的卡尺的修正值的制定方法，用該卡尺測量被測圓弧，讀取卡尺的尺身部分的圓弧半徑數值及遊標尺部分的圓弧半徑遊標數值，將兩數值的和與被測圓弧的真實圓弧半徑值間的差值作為圓弧半徑修正值，把測量範圍分為若干測量段，使圓弧半徑修正值在每一測量段的測量範圍裡取值相等，並使得尺身部分的圓弧半徑數值、遊標尺部分的圓弧半徑遊標數值和對應的圓弧半徑修正值的總和與被測圓弧半徑真值的差不超過卡尺精度的要求，藉此就可把所有測量段裡的圓弧半徑修正值列出，從而得到該卡尺測量範圍內的所有圓弧半徑修正值。
12.如權利要求1至5中任一項所述的測量圓弧半徑的卡尺，其特徵在於該遊標尺具有遊標刻度線，被測圓弧半徑尺寸為圓弧半徑整數值加上遊標刻線序號與遊標分度值乘積在加上對應修正值。
13.如權利要求1至4中任一項所述的測量圓弧半徑的卡尺，其特徵在於該測量圓弧半徑的卡尺配設有檢測該第二測頭和第三測頭與被測圓弧接觸的顯示裝置。
14.如權利要求13所述的測量圓弧半徑的卡尺，其特徵在於該第二測頭和第三測頭電性絕緣設置，該顯示裝置設於該遊標尺上，包括固定在該遊標尺上的電池箱、設於該電池箱中的電池以及顯示燈，其中該第三測頭與該電池的一個電極電性相連，該顯示燈分別與該第二側頭和該電池的另一電極電性相連。
15.如權利要求1至4中任一項所述的測量圓弧半徑的卡尺，其特徵在於該尺身的圓弧半徑值刻度線也為線性數值刻度線，該第一測量爪及第二測量爪上分別設有用來測量線性長度的測量線長部。
全文摘要
本發明涉及一種測量圓弧半徑的卡尺，其包括具有圓弧半徑值刻度的尺身及可沿該尺身移動的遊標尺，該尺身上設有圓弧半徑值刻度線，且該尺身的圓弧半徑值刻度線為線性等間距設置，該尺身的圓弧半徑值刻度線對應地配有修正值。因此，在測量時測量者可更方便、更準確、更快速地直接讀取被測圓弧半徑值。
文檔編號G01B3/38GK1818536SQ20061003350
公開日2006年8月16日 申請日期2006年2月6日 優先權日2006年2月6日
發明者梁加政 申請人:梁加政