具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述一些示例性实施例，在附图中示出了一些但不是所有示例性实施例。实际上，本文描述和描绘的示例不应解释为限制本公开的范围、适用性或配置。相反，提供这些示例性实施例是为了使本公开满足适用的法律要求。相同的附图标记始终表示相同的元件。此外，如本文所使用的，术语“或”应解释为每当其操作数中的一个或多个为真时就结果为真的逻辑运算符。如本文所使用的，可操作联接应该理解为涉及直接或间接连接，在任一情况下，该直接或间接连接使得能够实现可操作地彼此联接的部件的功能性互连。

如上所述，一些示例性实施例可涉及提供一种卷尺装置，该卷尺装置可具有改进的设计，以抵抗自回缩组件的弹簧中的应力和疲劳。这可以通过提供如本文所述的改进的中心柱设计来实现。图1示出了卷尺装置的立体图，图2示出了根据示例性实施例的该装置的框图，以及图3示出了卷尺装置的主视图以示出其半壳。

现在参考图1至3，示例性实施例的卷尺装置100可包括壳体110，该壳体包括第一半壳112和第二半壳114。第一和第二半壳112和114可以在其中容纳卷轴组件120和自回缩组件130。装置100的尺身140(或卷尺)部分可缠绕在卷轴组件120上。尺身140可以通过形成在壳体110中的孔150放出。可以提供锁定组件160，以锁定卷轴组件120，从而当锁定组件160接合时，防止自回缩组件130回缩尺身140。

尺身140具有设置在其一端处的端钩170，并且在尺身140的另一端处可操作地联接到卷轴组件120。端钩170可以(暂时)固定到待测量的介质上的锚定点。一旦将端钩170固定到锚定点，尺身140就可以从孔150中放出，并且从卷轴组件120上松开。当已经放出了尺身140的期望长度时，用户可以进行与可印刷在尺身140上的测量刻度标记相关联的任何必要的标记、读数等。测量刻度标记通常以一个或多个单位测量距端钩170的长度，其中这些单位的分度和子分度清楚地标记在尺身140上。

通过将端钩170固定到锚顶点，可防止自回缩组件130(在一些情况下其可为弹簧加载的)将尺身140的放出部分回缩到壳体110中(经由孔150)。类似地，当接合锁定组件160时，可以在尺身140上施加力(例如，夹紧力)以防止回缩，或者以其他方式抑制卷轴组件120的运动，以防止自回缩组件130回缩尺身140的放出部分。然而，当端钩170没有锚定并且锁定组件160没有接合时，自回缩组件130可以导致卷轴组件120将尺身140卷绕回到卷轴组件120上。

如上所述，自回缩组件130可为弹簧加载的。现在将参照图4至6描述用于弹簧加载的自回缩组件130和可支承该组件的某些部件的示例性结构。图4单独地示出了自回缩组件130和卷轴组件120的各个部件的立体图。在这方面，图4示出了其上缠绕有尺身140的卷轴200。卷轴200通过弹簧220可操作地连接到中心柱210(或简称为“柱”)。弹簧220可以是例如主弹簧、扭转弹簧、钟表弹簧等。在这方面，弹簧220可以在一端(例如，相对于柱210的近端)处锚固到柱210，并且可以在另一端(例如，相对于柱210的远端)处可操作地联接到尺身140。

柱210可以以不同的方式形成，并且图5和图6分别示出了两个示例。在这方面，由图5A、5B、5C和5D限定的图5示出了相对容易制造的结构，并且该结构在某些方面可以被认为类似于常用的柱。同时，由图6A、6B、6C、6D、6E、6F、6G和6H限定的图6示出了改进的结构，该结构改进了如本文所述的弹簧220的寿命。

现在参考图4至6，柱210可以是在柱210的大部分长度上远离凸缘230延伸的基本圆柱形的杆。柱210可以固定在壳体110内，以限定卷轴200围绕其旋转的轴线。在这方面，柱210可经由凸缘230固定到第一半壳112。同时，柱210的与凸缘230相对的端部可嵌套在第二半壳114中或至少朝向其延伸。因此，在一些情况下，柱210的两端可由第一和第二半壳112和114中的相应一个支撑，并且柱210可基本上垂直于第一和第二半壳112和114的相对的外表面延伸。

柱210可具有形成于其中的狭槽240。狭槽240通常可通过机械加工柱210的圆柱形杆以去除材料从而形成本文所述的形状和结构来形成。然而，在一些情况下，根据用于形成柱210的材料，柱210可以被模制或铸造为具有本文所述的形状和结构。例如，如果使用金属来形成柱210，则杆可以被机加工或铸造。然而，如果使用塑料或其它复合材料，则本文所述的形状可以是模制的或机加工的。在示例性实施例中，柱210(和210')可以由锌合金(例如，锌合金3-Zamac 3)压铸而成。然而，在替代示例性实施例中可以使用其他金属。

狭槽240可从杆210的远端(相对于凸缘230)朝向凸缘230延伸(但在一些情况下可不一直延伸到凸缘230)。狭槽240可形成为从柱210移除的材料的基本上平面的部分，其延伸穿过柱的轴线。在一些情况下，狭槽240可沿柱210的纵向轴线延伸并且完全穿过柱210的相对外表面以将柱210的相应部分平分成两个相对的柱部分250和252。柱部分250和252可相对于狭槽240彼此成镜像。此外，柱部分250和252可各自具有(沿其轴线平分的)半圆柱体的形状。因此，横截面(垂直于柱210的轴线截取)可以是基本上半圆形的形状。

在示例性实施例中，用于形成柱210的杆可以在其靠近柱210的远端(相对于凸缘230)的部分上挖空。杆的挖空部分可进一步具有螺纹，以容纳可穿过壳体110的螺钉，从而将柱210固定在壳体110内。螺钉也可以将夹子(例如带夹)固定到壳体110。在一些情况下，用于形成柱210的杆可以在约90％的柱210长度范围内远离凸缘230延伸。同时，狭槽240可以在至少70％且小于95％的杆长度范围内从其远端朝向凸缘230延伸。杆的挖空部分可在小于杆长度的1/3且大于杆的长度1/5的范围内延伸，从远端向内并朝向凸缘230延伸。杆的该挖空部分(即螺纹部分)可以有效地形成为中空圆柱形状，其中狭槽240沿其轴线将中空圆柱形状平分。

弹簧220可以通过使弹簧220的端部(例如，如上所述的近端)穿过狭槽240而锚定到中心柱210。如图4所示，弹簧220可以延伸通过狭槽240，然后弯曲以缠绕柱210。弹簧220围绕柱缠绕的紧密度随着尺身140伸出和回缩而改变。在这方面，当尺身140伸出壳体110时，卷轴200转动以放出尺身140的部分，并且弹簧220相对于柱210更紧密地缠绕。当尺身140被释放并被允许回缩时，弹簧220相对于柱210展开，以转动卷轴200并将尺身140拉回到壳体110中。

如从图5A、5B、5C和5D中可以理解的，外边缘260可以形成在狭槽240的每一侧上，以标记槽240的侧边界或边缘。由于在这种情况下形成狭槽240的方式，每个柱部分250和252的外边缘260可相对尖锐。此外，形成在杆的挖空部分的内边缘262也相对尖锐。因此，在弹簧220围绕柱210的更紧密卷绕和释放弹簧220以相对于柱210松开的循环期间，当弹簧220接触外边缘260和内边缘262中的每一个的这些尖锐边缘时，弹簧220的接触外边缘260和内边缘262的部分上的应力和疲劳由于其尖锐度而加剧。图5D示出了通过柱部分250的一部分和弹簧220的横截面图，以示出这种情况。在这方面，弹簧220沿着柱部分250朝向外边缘260延伸，然后在狭槽240之外并且围绕柱部分250的外部形成弯曲部222。在一些情况下，由于弯曲部222的角度的尖锐度(即，弯曲部222的半径小的特性)，弯曲部222实际上可以在弹簧220中形成折痕。为了减轻这种影响，并由此减小弹簧220上的应力和疲劳，一些示例性实施例可以改为采用图6的柱210'。

如图6所示，柱210'可以与图5所示的柱210类似地配置，除了尖锐边缘从设计中完全去除。用于形成柱210'的杆可以与用于形成图5的柱210的杆相同，并且所使用的材料和这种材料的处理可以与上述那些类似。例如，在一些情况下，狭槽240的形成可以与上述方法相同，但是然后可以应用进一步的加工以产生下面参照图6描述的结构。可替代地，如果模制或铸造可用于形成下述结构，则可在不使用图5的结构作为中间阶段的情况下形成这种结构。无论它们是如何形成的，图6的示例的结构可以更不尖锐，并且当弹簧220经过尺身140的抽出和回缩循环时更有助于减少弹簧220上的应力和疲劳。

现在参照图6，狭槽240可以形成两个镜像的柱部分250'和252'。如上所述，狭槽240具有侧边缘，该侧边缘延伸狭槽240的长度并且由柱部分250'和252'的相应边缘(至少部分地由倒圆边缘270形成)界定。然而，柱部分250'和252'不是如上文针对图5的柱部分250和252所述那样形成为半圆柱体。相反，柱部分250'和252'形成为具有基本上椭圆形或甚至长椭圆形的横截面(垂直于柱210'的轴线截取)。椭圆形或长椭圆形横截面意味着没有尖锐边缘(即，没有外边缘260和内边缘262)。这样，每个柱部分250'和252'形成为具有与狭槽240相邻的倒圆边缘270。

在柱210'的杆部分的远端被挖空的范围内(如上文参考图5所述)，挖空部分形成在柱部分250'和252'中的每一个的相对于狭槽240的内部部分。因此，在挖空部分形成的任何尖锐边缘向内成角度，并且不会将尖锐角部或边缘放置成与弹簧220接触以在相应的角部或边缘处将任何附加力施加在弹簧220上。

图6G和6H示出了柱部分250'的横截面(图6H是柱部分250'的挖空部分的横截面)，以示出倒圆边缘270和弹簧220之间的相互作用。在这方面，可以看到弹簧220沿着柱部分250'延伸，如上文关于图5D所述。然而，在倒圆边缘270处，在该示例中，弹簧220的弯曲部224具有比图5D的弯曲部222大得多的半径。在一些情况下，弯曲部224的半径可以是弯曲部222的半径的至少两倍大。此外，在一些情况下，在弹簧220中可以根本没有任何折痕形成。由倒圆边缘270形成的弧可足以在形成弹簧220的材料离开狭槽时允许弹簧220中的相对小的弯曲。特别地，在图5的示例中，弹簧220可能直到弹簧220几乎完全离开(如果不是完全离开)狭槽240才能开始弯曲。然而，在图6的示例中，严格意义上，弹簧仍在狭槽240中时就能够弯曲。这样，在弹簧220离开狭槽240的横向侧之前，弹簧220可能已经弯曲以经过倒圆边缘270附近。此外，如图6G中所见，形成倒圆边缘(Re)的弧的半径可为柱的半径(Rp)的至少20％(且有时至少四分之一、三分之一或几乎一半)。

因此，图6的示例性实施例在减少弹簧220上的应力和疲劳方面提供了对图5的设计的显著改进。通过将柱部分250'和252'的边缘倒圆以形成图6的倒圆边缘270，减小应力和疲劳，并且可以延长弹簧220(以及因此还有卷尺装置100)的寿命。此外，性能的改进可在柱210/210'直径没有任何变化或弹簧220所用材料没有任何变化的情况下实现。这允许提供寿命周期延长，而不增加卷尺装置100的整体尺寸(即，以容纳更大的柱，这将需要更大的滚筒或卷轴，并且因此也需要更大的壳体)。这也避免了对弹簧220中使用的厚度、硬度或材料的操纵。因此，可以提供更便宜和更轻的装置，其可以更容易地由工人携带在多用途皮带上。当多用途皮带上连接有许多其它可能很重的工具时，情况尤其如此。因此，用于卷尺装置100的更小或更紧凑的设计仍然可以具有非常长的使用寿命。

在示例性实施例中，提供了一种卷尺装置。该卷尺装置可以包括具有孔的壳体、包围在壳体内的卷轴组件，以及尺身，该尺身具有配置为从壳体延伸穿过孔的第一端和配置为缠绕在卷轴组件上的第二端。卷轴组件可以被配置成交替地允许尺身通过孔从卷轴组件抽出或者经由弹簧的操作而被容纳在孔中卷轴组件上。弹簧可以在弹簧的第一端处锚固到布置在壳体内的柱，并且在弹簧的第二端处可操作地联接到尺身。柱可以包括将柱分成第一柱部分和第二柱部分的狭槽。第一和第二柱部分中的每一个在其限定狭槽的侧边界的部分处可以具有倒圆边缘。

在一些实施例中，上述装置的特征可以被增加或修改，或者可以添加附加特征。这些增加、修改和添加可以是可选的，并且可以以任何组合提供。因此，尽管下面列出了一些示例性修改、增加和添加，但是应当理解，修改、增加和添加中的任何一个可以单独地实现，或者与所列出的一个或多个或甚至所有其它修改、增加和添加组合地实现。因此，例如，在一些情况下，第一和第二柱部分可各自被构造成在基本上垂直于柱的轴线的方向上具有椭圆形的横截面。在一些情况下，第一柱部分和第二柱部分可各自被构造成在基本上垂直于柱的轴线的方向上具有长椭圆形的横截面。在示例性实施例中，壳体可以包括第一半壳和第二半壳，并且柱的近端可以经由凸缘锚固在第一半壳中，并且柱的远端可以可操作地联接到第二半壳。在一些情况下，弹簧可以通过使弹簧的第一端穿过狭槽而锚定到柱，并且弹簧可以离开狭槽并且围绕柱行进而不在弹簧中形成折痕。在示例性实施例中，由倒圆边缘形成的弧的半径是柱的半径的至少20％，或者甚至是柱的半径的至少四分之一或三分之一。在一些情况下，在弹簧离开狭槽的对应侧边界之前，弹簧弯曲以至少部分地符合倒圆边缘中的一个。在一些实施例中，第一和第二柱部分关于狭槽彼此成镜像。

受益于在前述描述和相关附图中呈现的教导，本发明所属领域的技术人员将想到本文阐述的本发明的许多修改和其它实施例。因此，应当理解，本发明不限于所公开的具体实施例，并且修改和其它实施例旨在包括在所附权利要求的范围内。此外，虽然前面的描述和相关联的附图在元件和/或功能的某些示例性组合的上下文中描述了示例性实施例，但是应当理解，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以通过替代实施例来提供元件和/或功能的不同组合。在这方面，例如，与上文明确描述的那些不同的元件和/或功能的组合也被预期为可以在所附权利要求中的一些中阐述。在本文描述了优点、益处或问题的解决方案的情况下，应当理解，这些优点、益处和/或解决方案可以适用于一些示例性实施例，但不一定适用于所有示例性实施例。因此，本文所述的任何优点、益处或解决方案不应被认为对所有实施例或本文所要求保护的实施例是关键的、必需的或必要的。尽管在此使用了特定术语，但是它们仅在一般性和描述性意义上使用，而不是为了限制的目的。