具体实施方式

图1示出了在上文背景技术中讨论的现有技术的S-100系列表面粗糙度测试仪计量设备。计量设备100包括承载用户界面的壳体125，用户界面包括屏幕和用户控制模块，用户控制模块包括一个或多个按钮。从壳体125中的孔127延伸的是测量探针150。测量探针150通过轴152连接到包含在壳体125内的滑架组件210。计量设备100还可以在壳体125内包含控制模块，该控制模块包括处理器、数据存储器、以及功率装置。功率装置可以包括存储能量的源，或者可以是从外部源接收能量的装置。计量设备100还可以在壳体125内包含用于通过滑架组件210移动测量探针150的移动装置226，移动装置226由功率装置驱动并由控制模块控制。

图2示出了现有技术的滑架组件210。滑架组件210的主体形成为L形结构。滑架组件包括用于收容基准轨222的孔214和用于收容导轨224的通道225。通道225和孔214形成在L形一侧的前面板205中，孔214沿L形另一侧的长度延伸穿过滑架组件210。

滑架组件210的前面板205通过延伸穿过前面板205中的全圆洞的轴152进一步连接到移动装置226和测量探针150，因此洞的底部防止滑架组件210被移除，除非移动装置(粘附在壳体125上)与滑架组件210一起被移除。

滑架210组件由多个部件形成。例如，两个滑动轴衬被胶合到孔214的相对端部，以允许滑架组件210在基准轨22上滑动。将滑动轴衬胶合到滑架组件210上通常需要至少24小时，以确保胶合完成而不弯曲滑架组件210的主体，并且使得两个滑动轴衬正确地对齐。通道225还包括用于接触导轨224并在导轨224上滑动的导向垫(导向垫也被胶合在适当的位置上)，以及用于将导轨224相对导向垫偏置的板簧(leaf spring)。

然而，如上所述，以这种方式布置这些部件和制造滑架组件210是耗时且复杂的，特别是因为诸如围绕基准轨222的轴衬之类的部件需要仔细地对齐，以便滑架组件210可以沿基准轨222平滑地滑动。此外，由于滑架组件210由多个单独的部件制造形成，设计公差中的变化可能导致滑架组件210发生不利的弯曲和挠曲，这可能影响计量测量。

图3至图6示出了本公开的实施例的滑架组件310的示例。图3至图6的滑架组件310具有与图1和图2所示以及上文讨论的现有技术示例的共同功能。

然而，与图1和图2的滑架组件210相反，图3至图6所示的滑架组件由单个整体件构成，在此示例中，该整体件是注塑塑料，例如聚醚醚酮(PEEK)，可选地，该注塑塑料通过碳纤维增强，和/或可选地，该注塑塑料还包括聚四氟乙烯(PTFE)。

与现有技术的示例一样，图3所示的滑架组件310的主体形成为L形结构。滑架组件310包括用于收容基准轨322的孔314和用于收容导轨324的通道325。通道325和孔314形成在L形一侧的前面板305中，孔314沿L形另一侧的长度延伸穿过滑架组件310。滑架组件310的水平轴穿过孔314和通道315。通道315通常为U形，并形成允许导轨324在沿水平轴的方向上滑入通道315的槽口。

导轨324平行于基准轨322。基准轨322具有纵轴，导轨324具有纵轴。因为孔314沿L形状的另一侧的长度延伸穿过滑架组件310(但通道315不这样)，所以孔314沿基准轨322的纵轴延伸的距离大于通道315沿导轨324的纵轴延伸的距离，并且孔314本身具有穿过滑架组件310的纵轴。

孔314包括一体形成的第一偏置装置375，该第一偏置装置375与滑架组件310的主体一体形成(例如，第一偏置装置375与滑架组件310为整体结构)。孔314还包括与第一偏置装置375相对的收容部377，在所示的示例中，收容部377近似为V形，并在收容部377和基准轨322之间形成两个固定的接触点，第一偏置装置375与基准轨322形成第三接触点。第三点与上述两个点一起定义了与基准轨322的运动接触平面，该平面将基准轨322保持在两个固定点上。如在图5中可以更详细地看到的，第一偏置装置375包括一对弹簧臂，在所示的示例中，这对弹簧臂通过沿穿过滑架组件310的孔314的纵轴大致中间的一点耦合在一起。四个固定点(两个固定点来自于收容部377(当偏置装置将这两个固定点保持在基准轨322上时)，两个固定点来自于第一偏置装置375的两个臂)提供限定的横移方向并去除四个自由度，使得仅沿基准轨322的平移和围绕基准轨322的旋转不受限制。

通道325包括与一体形成的第二偏置装置328相对的一体形成的导向垫326。通道325的导向垫326和一体形成的第二偏置装置328彼此相对的方向横向于孔314的第一偏置装置375和收容部377彼此相对的方向。在所示的示例中，第二偏置装置328包括一对弹簧臂，每个弹簧臂沿着平行于滑架组件水平轴的方向平行于另一个臂延伸。通道325的导向垫326提供第五接触点并去除第五自由度，仅在所需的行进方向上留下剩余自由度。

滑架组件310的前面板305包括可选的中央U形槽口340，槽口340延伸到滑架组件310的前面板310的一侧(在该示例中，基部)。通过限定槽口340的槽加强件341来加强中央槽口340。

在所示的示例中，滑架组件310包括可选的第一加强条342，第一加强条342在孔314和通道315之间延伸，并且在所示的示例中沿前面板305的长度延伸。在所示的示例中，第一加强条342具有靠近孔314的弯销(dog-leg)，在所示的示例中，弯销容纳中心槽口340和槽口加强件341。弯销形状有两个功能。弯销在滑架组件310上保持材料的“脊椎”，这有助于材料的整体硬度，而弯销本身允许该脊椎尽可能地将孔314的最左侧V形特征推向部件的外部。这为孔314提供了尽可能宽的面积，使其在可用长度下的稳定性最大化。第一加强条342可以形成孔314和/或通道315的至少一部分。在所示的示例中，第一加强条342提供孔314的圆周的一半，并且还提供通道315的一半或一侧，并在水平轴上延伸通道315的长度。由第一加强条342形成的孔314的圆周的一半沿孔314的纵轴(以及在使用时沿基准轨322的纵轴)偏离孔314的圆周的另一半，以形成伸缩关闭(telescoping shut-off)。

第一加强条342还将通道325的导向垫326支撑在靠近第一加强条342的端部和通道315的端部，以与第二偏置装置328相对。在所示的示例中，第二偏置装置328沿通道315的一侧延伸，延伸方向平行于第一加强条342沿通道315的另一侧延伸的方向，并且延伸的程度与第一加强条342沿通道315的另一侧延伸的程度相同。在所示的示例中，如图5所示，第一加强条342沿水平轴在第二偏置装置328的两个弹簧臂之间延伸，使得第二偏置装置328的每个弹簧臂和连接到第一加强条342的导向垫326沿使用时的导轨324的纵轴彼此偏移，以在导轨324上提供相反的力矩。

滑架组件310还包括可选的第二加强条344，第二加强条344沿孔314的长度延伸并在使用时平行于基准轨322的纵轴。在所示的示例中，第一加强条342连接到第二加强条344并且具有相同的比例(即，高度和厚度)。

在图3至图6中还示出了与滑架组件310整体构成的止挡指示柱320。

孔314被配置为收容基准轨322并允许基准轨322从该孔中滑过。通道325被配置为收容导轨324并允许导轨324从该通道中滑过。

第一偏置装置375被配置为在平行于滑架组件310的水平轴的方向上将基准轨322偏置到收容部377中。第一偏置装置375的一对弹簧臂被配置为在孔314的相对端处对基准轨322施加偏置力。第一偏置装置375和收容部377被配置为禁止滑架组件310在除了沿基准轨322对应的纵轴以外的方向上相对于对应的基准轨322移动。

第二偏置装置328被配置为在使用时在横向于水平轴和横向于导轨324的纵轴的方向上将导轨324朝导向垫326偏置。

应理解，第一偏置装置375和第二偏置装置328的尺寸使得如果滑架组件310是非柔性的，基准轨322和导轨324将不能装配在在间隙中。因此，第一偏置装置375和第二偏置装置328在弯曲以容纳轨道322、轨道324时固有地承受载荷，从而提供抵抗重量和阻力的始终存在的预载荷(preload)。

滑架组件310的前面板305被配置为经由轴352连接到移动装置326和测量探针350。具体地，如图6所示以及在下文更详细地描述的，中央槽口340和槽口加强件341被配置为允许可拆卸地连接到移动装置326和/或与测量探针350连接的轴352。这简化了包含滑架组件和移动装置的计量设备的组装过程，并便于容易地移除计量设备的部件以进行维修和检查。例如，这意味着可以从壳体中移除滑架组件310，同时将移动装置326留在适当位置。

在所示的示例中，孔314不是圆形的(相反，孔314由两个大致三角形的半部形成以构成近似的菱形或平行四边形)，并且第一偏置装置375与收容部377一起被配置为与基准轨322形成三点运动连接。第一偏置装置375被配置为偏置基准轨322，以在孔314中的收容部377内保持该连接。这样的三点运动连接可以有助于禁止滑架组件310在除了沿基准轨322的纵轴或围绕基准轨322的纵轴以外的方向上相对于基准轨322运动。

通道325被配置为收容导轨324。第二偏置装置328被配置为在使用时沿横向于滑架组件310的水平轴、横向于孔314的纵轴、以及横向于导轨324和基准轨322的纵轴的方向将导轨324偏置到滑架组件310的导向垫326上。第二偏置装置328还被配置为在横向于第一偏置装置375的偏置方向的方向上将导轨324偏置到滑架组件310的导向垫326上。

滑架组件310被配置为沿导轨324和基准轨322的纵轴沿导轨324和基准轨322滑动(例如，由移动装置326实现)。因此，滑架组件310被配置为易于在一个自由度(例如，在一个轴，例如平行于孔314的纵轴以及在使用时的导轨324和基准轨322的纵轴的轴)上运动，但禁止在所有其他自由度上运动。滑架组件310可以被配置为提供与导轨324和基准轨322的低摩擦度。例如，滑架组件310可以由与金属具有低摩擦度的材料(例如聚醚醚酮(PEEK)和/或聚四氟乙烯(PTFE))制成或包括一定比例的上述材料。

孔314的收容部377被配置为禁止滑架组件310绕横向于基准轨322的纵轴的轴旋转，使得基准轨322被孔314固定，但被配置为在孔314内滑动。收容部377和第一偏置装置375被配置为使得基准轨322可以在比其他情况下更大的公差下使用，从而在经过连续使用的一定程度的磨损之后，在孔314和基准轨322之间仍然保持过盈配合。

在图3至图6的示例中所示的孔314的可选伸缩关闭布置被配置为帮助基准轨322在孔314内的对齐。这意味着不再需要滑动轴衬，因此因为不需要胶合轴衬，所以这简化了制造过程。如上所述，否则胶水将需要24小时来凝固，因此这显著减少了滑架组件310的制造时间。如图3至图6的示例所示的孔314的伸缩关闭设计可以使滑架组件310的注塑更简单和更高效。

止挡指示柱320可以被配置为阻止滑架组件310沿基准轨322移动太远/超出范围，和/或作为测量的零点基准，从而可以测量滑架组件310相对于基准轨322的相对位移。例如，计量设备可以包括传感器(例如，光门)，用于感测止挡指示柱320的位置。

在使用时，类似于上面参照图1和图2描述的示例，本公开的实施例的滑架组件310位于计量设备的壳体内。壳体包括连接到壳体的导轨324和基准轨322。滑架组件310安装在导轨324和基准轨322上，并通过延伸穿过壳体中的孔的轴352支撑壳体外部的测量探针350。

滑架组件310连接到移动装置326，并由移动装置326沿导轨324和基准轨322驱动。与参照图1和图2描述的现有技术示例一样，移动装置326可以由控制模块操作。因为滑架组件310支撑测量探针350，所以当滑架组件310沿基准轨322和导轨324移动时，测量探针350(例如，相对于被测量工件)移动。

在一些示例中，孔314包括至少两个收容部377。例如，每个收容部377可以设置为靠近沿基准轨322的纵轴的对应部分的孔314的相应端部。

滑架组件310可以由单一材料形成(或者可以由相同的材料混合物形成，使得其结构是均质的)，从而孔314、通道325、和/或偏置装置375、偏置装置328可以由相同的材料形成。滑架组件310可以例如由聚醚醚酮(PEEK)形成。这可以通过碳纤维来加强。另外或替代地，滑架组件310还可以包含聚四氟乙烯。

在一些示例中，应理解，孔314可以不具有收容部377。例如，孔314可以基本上是圆形的。在这样的示例中，孔314也可以不包括第一偏置装置375。

在一些示例中，孔314的内表面可以包括一个或多个凹槽。这些凹槽可以延伸穿过孔。凹槽可以被配置为使得捕获在孔中的任何颗粒，特别是在基准轨322和孔314之间捕获的任何颗粒被容纳在凹槽内。因此，这些颗粒将在基准轨322和滑架组件310之间引起较少的摩擦和/或磨损。由于凹槽的存在，通过沿基准轨322操纵滑架组件310，也更有可能从孔314移除颗粒。注意，虽然在一些实施例中可以采用多个凹槽，但是可以只需要一个凹槽来实现该效果。在一些实施例中，凹槽可以彼此等距间隔，并且在其他实施例中，凹槽可以沿孔的内表面以随机间隔分开。注意，凹槽的存在是整体滑架组件310的可选特征。

图7是示出用于制造滑架组件(例如图3至图6的滑架组件)的方法700的流程图。

该方法包括步骤：将滑架组件的模具定位710到第一位置，将第一材料送入720(例如，注射)模具中，固化730在滑架组件的模具内的第一材料，将滑架组件从滑架组件的模具中移除740。

该模具可以由耐磨材料制造，例如金属(如铝或钢)。钢可能更耐磨，但使用铝可能更便宜。可以基于一些技术和商业考虑来选择模具的材料。第一材料可以是任何适于注塑的材料，并且可以是液体形式。例如，该材料可能是热塑性塑料、热固性材料、以及弹性体。该材料可以是多种材料的合金或共混物。常用的注塑材料有尼龙、聚乙烯、以及聚苯乙烯。可以通过使材料的温度降低到材料的熔点以下或通过压力的变化来固化材料。

一旦材料固化，就形成了滑架组件。滑架组件的移除可以通过由两个或多于两个部件形成的模具来实现，这两个或多于两个部件可以被拆卸以使得滑架组件可以被移除。例如，模具可以具有顶出梢(ejector pin)，使得可以容易、可靠、以及快速地打开模具，以允许移除滑架组件。

从上述讨论中应理解，图中所示的实施例仅仅是示例性的，并且包括如本文所描述的和如权利要求中给出的可以概括、移除、或替换的特征。总体上参照附图，应理解，使用示意性功能框图来指示本文描述的系统和设备的功能。然而，应理解，功能不需要以这种方式划分，并且不应被认为意味着除了下文描述和要求的硬件结构之外的任何特定的硬件结构。在附图中示出的一个或多个元件的功能可以进一步细分，和/或分布在本公开的整个设备中。在一些实施例中，图中所示的一个或多个元件的功能可以集成到单个单元中。

上述实施例应理解为说明性示例。还设想了其他实施例。应理解，关于任何一个实施例所描述的任何特征可以单独使用，或者与所描述的其他特征结合使用，并且还可以与任何其他实施例的一个或多个特征结合使用，或者与任何其他实施例的任何组合结合使用。此外，在不脱离所附权利要求中定义的本发明的范围的情况下，也可以采用上文未描述的等价物和修改。