CN1425525A - 钻具水平指示器 - Google Patents

Abstract

一种电动工具，包括一个水平装置，该水平装置具有转动部件，该转动部件探寻与一个水平位置相对应的平衡位置。转动装置包括可使光束穿过的部件。一个电路，包括电动耦合的发射装置、接收装置和指示器装置，这样在致动时，发射装置发出光束穿过所述部件。然后，光束由接收装置继而致动指示器装置。指示器通常是一个具有亮度可变的发光装置，因此使用者可从壳体的各个侧面观察指示器。

Description

钻具水平指示器

技术领域

本发明涉及一种电动工具，更具体地说，本发明涉及一种水平装置(leveling device)，该水平装置显示电动工具何时处于一个水平位置。

背景技术

在不同类型的电动工具中，特别是在钻具中，人们很想知道工具何时处于一个水平面或垂直平面中。这一点在钻削用于悬吊门或类似物的孔且希望孔处于水平面中时是很有用的。

在电动工具中已利用了泡沫型水平装置。但是，这些类型的水平装置具有多种缺点。当泡沫水平装置可令人满意地进行水平应用时，使用者观察两条线之间的泡沫依然是件麻烦的事。通常情况下，这些泡沫型水平装置对垂直钻削没有益处。另外，由于工具的振动而在水平装置中产生废物，从而在许多情况下不能利用泡沫型水平装置。

另一种类型的测量装置利用了一个单个的振动体，该振动体具有一个与枢转点相连的硬直杆，硬直杆与一根交叉杆一起形成一个悬吊的重物，交叉杆以与垂直杆成90度安装。当枢转的水平装置被悬吊起来且所述重物达到平衡时，可将交叉杆布置在枢转点的任一侧上，而交叉杆将被定位在一个水平面中。因此，交叉杆的端部可与一个承载板上的两个切口相对准，使承载板水平定位，这样就可测量水平面。

所述这些装置需要使用者在钻孔过程中具有精确的观察标准，以保持电动工具的平面。另外，在这些类型的装置可满意地使用于水平钻孔平面中，当将这些装置应用于垂直钻孔时，它们不特别适用。

因此，本发明的一个目的是为使用者提供一种易于使用的水平装置。该装置通常通过亮光为使用者指示已到达的水平平面或垂直平面。本发明可使使用者较容易地建立目力观察来指示已达到的所需水平位置。

发明内容

根据本发明的第一个实施例，一种电动工具水平装置包括一个壳体，壳体中具有一个腔。在所述壳体中布置有一个转动部件。该转动部件在所述腔中运动而使其探寻一个平衡位置。该平衡位置与一个水平位置相对应。至少一个部件与所述转动部件相关联，使光线能穿过转动部件。一个电路与转动部件相关联。该电路包括一个发射装置、一个接收装置和一个指示器装置。这些装置电动地相耦合，这样在致动时，发射装置发出一个光束穿过所述的至少一个部件。然后，光束由接收装置接收转而启动指示器装置。指示器装置将水平装置处于平衡位置的信息通知使用者。另外，一个电源与电路相耦合而向其提供能量。电路还包括一个用于改变输送至指示器装置的电流的装置，这样，当在接收装置处的光束强度增大时，指示器装置的光亮强度也增大。这与水平情况相对应；例如，随着工具变得更加水平，所述亮度随之增大。用于改变电流的装置是一个PNP晶体管。指示器装置是一个发光装置。发光装置的光亮强度可从关闭(OFF)状态变换至完全开启(FULL ON)的状态。在完全开启的位置上，水平装置处于其水平位置。转动部件中的至少一个部件是一个孔。在另一个实施例中，所述孔包括一个透镜用以折射光束。在第二个不同的实施例中，在转动部件和接收装置之间设置一个透镜用以折射光束。另外，所述的至少一个孔可以是一个伸长缝。此外，所述的至少一个部件可以是一根用以传输光束的光学纤维。另外，一个开关与水平装置相耦合以致动电路及切断电路。

根据本发明的第二个方面，一种电动工具包括一个壳体，在壳体中具有一个马达。一个输出件与马达相耦合。一个致动部件与马达相耦合，该致动部件向马达供能以便驱动输出件。一个电源与马达和致动部件电动地相耦合。在壳体中布置有一个水平装置。水平装置包括一个壳体，壳体中具有一个腔。在所述壳体中布置有一个转动部件。该转动部件在所述腔中运动而使其探寻一个平衡位置。该平衡位置与一个水平位置相对应。至少一个部件与所述转动部件相关联，使光线能穿过转动部件。一个电路与转动部件相关联。该电路包括一个发射装置、一个接收装置和一个指示器装置。这些装置电动地相耦合，这样在致动时，发射装置发出一个光束穿过所述的至少一个部件。然后，光束由接收装置接收转而致动指示器装置。指示器装置将水平装置处于平衡位置的信息通知使用者。另外，一个电源与电路相耦合而向其提供能量。电路还包括一个用于改变输送至指示器装置的电流的装置，这样，当在接收装置处的光束亮度增大时，指示器装置的亮度也增大。这与水平情况相对应；例如，随着工具变得更加水平，所述亮度随之增大。用于改变电流的装置是一个PNP晶体管。指示器装置是一个发光装置。发光装置的光亮强度可从关闭(OFF)状态变换至完全开启(FULL ON)的状态。在完全开启的位置上，水平装置处于其水平位置。转动部件中的至少一个部件是一个孔。在另一个实施例中，所述孔包括一个透镜用以折射光束。在第二个不同的实施例中，在转动部件和接收装置之间布置一个透镜用以折射光束。另外，所述的至少一个孔可以是一个伸长缝。此外，所述的至少一个部件可以是一根用以传输光束的光学纤维。另外，一个开关与水平装置相耦合，以致动电路及切断电路。

根据本发明的第三个方面，一种电动工具包括一个壳体，在壳体中具有一个马达。一个输出件与马达相耦合。一个致动部件向马达供能以便驱动输出件。该输出件与一个输出源和所述马达相耦合。一个水平装置与电动工具相耦合。水平装置包括一个指示器，这样在水平装置致动时，该指示器向使用者发出水平装置处于一个平衡位置的指示。水平装置还与电源相耦合。指示器设置在壳体上，这样当应用电动工具时，使用者就可从壳体的各个侧面观察指示器。当到达水平位置时，指示器的亮度产生变化。指示器通常是一个发光装置。因此，发光装置的亮度可变化，当电动工具处于水平位置时，发光装置最亮。另外，一个开关与致动部件相耦合以在致动马达之前致动水平装置。

结合附图和附加的权利要求书，本领域的技术人员通过下面的详细描述内容可明确本发明的其他目的和优点。

附图说明

图1A为具有本发明水平装置的钻具的部分平面视图；

图1B为图1中的钻具的部分后透视图；

图2为沿着图1中的II-II线所作的截面视图；

图3为根据本发明的一个水平指示器的分解视图；

图4为水平装置的电路的示意图；

图5为水平装置的另一个实施例的截面视图；

图6为本发明的另一个实施例的剖视图；

图7为本发明的另一个实施例的透视图；

图8为本发明的另一个实施例的截面视图。

具体实施方式

参看附图，图1A显示了根据本发明的一种电动工具，用参考数字10标示。电动工具10显示为一个钻具；但是，任何类型的电动工具例如螺丝起子、打磨器、旋转工具、剪取器、障碍修正器、锯或类似物均可利用根据本发明的水平指示器。电动工具10包括一个壳体12，壳体12包括包围马达18的两个半体14。一个致动部件20与马达相耦合且与电源22相配合。电源22可以是电源线(AC电流)，或者，电动工具可具有如图所示的电池(DC电流)。马达18与一个输出件24相配合，输出件24可包括一个传送件26和一个卡具28，以固定具有钻头的工具。

在壳体的半体14中布置有一个水平指示器30。该水平指示器30包括壳体32和电路34。参考图3，水平指示器壳体32包括最好通过一个咬合安装件固定在一起的两个半体36、38。一个可转动部件40转动地布置在壳体半体36中。可转动部件40整体为盘形，其轴42延伸过可转动部件40的中心，且其轴端位于块体(block)43中。另外，在盘40中最好形成四个孔44。此外，一个平衡件46与可转动部件40相配合。

可转动部件40在壳体半体36、38内的腔48中围绕轴42进行转动。平衡件46为可转动部件40提供了一个加重侧，这样，可转动部件40总是在探寻一个平衡位置。孔44围绕可转动部件40以0度、90度、180度和270度的角度设置，且围绕转动部件40的一个360度的圆设置。孔44具有所需的尺寸，其直径优选为0.5mm，该尺寸可按照下文中将描述的内容进行检测。在操纵电动工具时，可转动部件40在壳体32中转动360度。

电路34最好为图4所限定的那样。广义地说，该电路包括一个发光器50、一个光接收器52和一个指示器54。导线56从电源22延伸至开关58。导线60从开关58延伸至发光器50。另外，电阻R1电动地耦合在导线60中。如下面图表1所示，R1的电阻值随电源电压的变化而变化。导线60与导线64相结合，导线64将开关与接收器52电动地耦合在一起。导线64从导线60延伸至接收器52。一对电阻R2和R3电动地耦合在延伸至接收器52的导线64中。导线60与导线66电动地相耦合。导线66与指示器54电动地相耦合。晶体管Q1电动地耦合在导线66中。晶体管Q1是一个PNP晶体管。这样，一个基极导线68与在电阻R2和R3之间的导线64相耦合。一个第四电阻R4与晶体管Q1和指示器54之间的导线66相耦合。此外，导线70与电源22、导线62、64、66相耦合。

发光器50最好是一个红外线发光器，它朝着接收器52发出光束。优选的情况为：将发光器50轴向定位且与可转动部件40相距2.1mm。接收器52最好是一个光电晶体管以接收由红外线LED 50产生的光线。优选的情况为：将光电晶体管52轴向定位且与可转动部件40相距1.5mm。指示器54最好为一个具有所需颜色如红色的LED。

水平装置30的运行如下所述。向内推动致动部件20的扳机17至接触开关58。在进行这种操作时就触发了电路。但是，开关58在马达14之前被致动。在开关58致动时电路闭合，这样电流就流过导线60。当电流流过导线60时，电流传输到发光器50而使发光器50产生光束72。如果可转动部件40处于一个非水平或非平衡位置，孔44不与光束72对准，光线不能穿过可转动部件40且不能由接收器52检测到。在这种情况下，指示器54不亮。这是基于这样一个事实，即电流在导线68处被阻滞，因此，晶体管Q1不允许电流流到指示器LED54。

水平装置一旦到达一个平衡位置或水平位置，电动工具就处于或接近于一个水平或垂直平面上。孔44之一与来自红外线LED50的光束72对准。此时，光束72穿过可转动部件40。光束72由光电晶体管接收器52检测到。在该步骤进行时，接收器光电晶体管52被激发。此时，电流从导线60穿过导线64到达导线70以流过整个电路。在进行该步骤时，基极导线68中的电流是传导性的。当晶体管Q1检测到发光器和基极之间的电流的变化时，电流开始沿着导线66从集电极流向发光器。此时，电流流到指示器LED54而照亮指示器54。

由于所利用的小孔44可为锥形，这样，当可转动部件40变得更为水平且孔44直接与光束72线性对中时，穿过可转动部件44的光束强度增大。此时，接收器光电晶体管52检测较高强度的光束72。由此，更大的电流穿过光电晶体管52。在进行该步骤时，由晶体管Q1的基极检测到的电流在导线68中增大。此时，晶体管Q1检测PNP晶体管的基极电流的增大。在进行该步骤时，PNP晶体管Q1使更大的电流穿过继而增大指示器54的亮度。这样就建立了一个可变的输出。当水平装置处于其最水平的位置时，指示器54的强度从OFF状态变化至其最亮点。

在光线行进的路径上存在有一个距水平面正、负6度(6°)的范围。当工具远离水平面超过6度时，光线处于OFF位置。当电动工具进入水平范围的6度之内时，光线开始出现。当光线射到水平位置时，它处于最亮的状态。当光线到达6度(正或负)范围另一侧的位置时，光线再次处于OFF状态。这样，使用者就可确定：当光线最强时，他是否处于高或低的水平位置。

下面的图表提供了在上述电路图中的电阻R1、R2、R3和R4的电阻值。应注意到：电阻R1和R4的电阻值根据电源电压的变化而变化。

电压	R1	R2	R3	R4
					9.6	1.8K	10K	10K	1.8K
12.0	3.3K	10K	10K	2.2K
					14.4	4.3K	10K	10K	2.7K
18.0	6.8K	10K	10K	3.5K

指示器LED 54设置在工具的后顶处的壳体之间。当使用者利用工具时，他通常位于工具的后面。另外，如图1A和图1B所示，指示器LED通常位于壳体的轮廓之上，这样，使用者就可从钻具的各个侧面和使用角度来观察LED。从而，使用者可较容易地观察是否发光及电动工具是否水平。

如图1所示，致动部件20包括用于致动马达的扳机80。扳机80包括一根柱塞轴82和一个片式接触致动器84。片式接触致动器84与微型开关58相接触以便致动水平电路。片式接触致动器84与片式接触件86相接触，向下推柱塞88启动开关58。

参考图5，图中显示了水平装置的一个第二实施例。此处，水平装置与前面所述的装置基本相同。差别之处在于：透镜90布置在孔44中，以提高光束72的折射度。

参考图6，图中显示了一个附加实施例。此处，该实施例与前面所述的内容相同。但是，在可转动部件40和接收器52之间设置一个透镜92，以增强穿过孔44的光束。

参考图7，图中显示了一个附加实施例。图7显示了一个可转动部件40’。此处，孔44’具有一个伸长的形状以增大指示器54的可变输出。

参考图8，图中显示了一个附加实施例。在图8中，在可转动部件40”中设置有光学纤维96和98。光学部件象辐条一样沿转动部件40”延伸。另外，发光器50和接收器52相对于可转动部件径向定位。

上面的内容详细地描述了本发明的优选实施例，但在不脱离附加的权利要求书的范围和正确涵义的情况下，可对本发明进行变更、变化和更改。

Claims (27)

1、一种电动工具水平装置，包括：

一个壳体，在所述壳体中具有一个腔；

一个在所述壳体中设置的转动部件，所述转动部件在所述腔中运动，使所述转动部件探寻一个平衡位置，该平衡位置与一个水平位置相对应；

至少一个部件，与所述转动部件相关联，使光束穿过转动部件；

一个电路，该电路包括电动耦合的一个发射装置、一个接收装置和一个指示器装置，这样在致动时，所述发射装置发出一光束穿过所述的至少一个部件，然后，所述光束由接收装置接收继而致动指示器装置，指示器装置将水平装置处于平衡位置或接***衡位置的信息通知使用者；

一个电源，与所述电路相耦合用以激励所述电路。

2、根据权利要求1所述的水平装置，其中所述电路还包括一个用于改变输送至指示器装置的电流的装置，这样当在接收装置处的光束强度增大时，指示器装置的强度也增大。

3、根据权利要求2所述的水平装置，其中用于改变电流的所述装置是一个PNP晶体管。

4、根据权利要求2所述的水平装置，其中所述指示器是一个发光装置。

5、根据权利要求4所述的水平装置，其中发光装置的光亮强度可从关闭(OFF)状态变换至完全启动(FULL ON)的状态，在完全启动时，水平装置处于水平位置。

6、根据权利要求1所述的水平装置，其中转动部件中的所述至少一个部件是一个孔。

7、根据权利要求6所述的水平装置，其中在所述孔中设置一个透镜以折射所述光束。

8、根据权利要求6所述的水平装置，其中在所述转动部件和接收装置之间设置一个透镜以折射所述光束。

9、根据权利要求6所述的水平装置，其中所述的至少一个孔是一个伸长缝。

10、根据权利要求1所述的水平装置，其中所述的至少一个部件是用以折射所述光束的光学纤维。

11、根据权利要求1所述的水平装置，该装置还包括一个开关，以致动电路及切断电路。

12、一种电动工具，包括：

一个壳体；

一个在壳体中的马达；

一个与马达相耦合的输出件；

一个致动部件，用于激励所述马达以转动所述输出件；

一个电源，与马达和致动部件电动相耦合；以及

一个水平机构，包括：

一个壳体，在壳体中具有一个腔；

一个在所述壳体中布置的转动部件，所述转动部件在所述腔中运动，使所述转动部件探寻一个平衡位置，该平衡位置与一个水平位置相对应；

至少一个部件，与所述转动部件相关联，使光束穿过所述转动部件；

一个电路，其包括电动耦合的一个发射装置、一个接收装置和一个指示器装置，这样在致动时，所述发射装置发出一光束穿过所述的至少一个部件，然后，所述光束由所述接收装置接收继而致动指示器装置，指示器装置将水平装置处于平衡位置或接近于平衡位置的信息通知使用者；

一个电源，与所述电路相耦合用以激励所述电路。

13、根据权利要求12所述的电动工具，其中所述电路还包括一个用于改变输送至指示器装置的电流的装置，这样当在接收装置处的光束强度增大时，指示器装置的强度也增大。

14、根据权利要求13所述的电动工具，其中用于改变电流的装置是一个PNP晶体管。

15、根据权利要求13所述的电动工具，其中所述指示器是一个发光装置。

16、根据权利要求15所述的电动工具，其中发光装置的光亮强度可从关闭(OFF)状态变换至完全开启(FULL ON)的状态，在完全开启时，水平装置处于一个水平位置。

17、根据权利要求12所述的电动工具，其中转动部件中的所述至少一个部件是一个孔。

18、根据权利要求17所述的电动工具，其中在所述孔中设置一个透镜以折射所述光束。

19、根据权利要求17所述的电动工具，其中在所述转动部件和接收装置之间布置一个透镜以折射所述光束。

20、根据权利要求17所述的电动工具，其中所述的至少一个孔是一个伸长缝。

21、根据权利要求12所述的电动工具，其中所述的至少一个部件是用以传输光束的光学纤维。

22、根据权利要求12所述的电动工具，该电动工具还包括一个开关，以致动电路及切断电路。

23、一种电动工具，包括：

一个壳体；

一个在壳体中的马达；

一个与所述马达相耦合的输出件；

一个致动部件，用于激励所述马达以转动所述输出件；

一个电源，与所述马达和转动部件电动相耦合；以及

一个水平机构，包括：

一个壳体，在壳体中具有一个腔；

一个在所述壳体中布置的转动部件，所述转动部件在所述腔中运动，使所述转动部件探寻一个平衡位置，该平衡位置与一个水平位置相对应；

至少一个部件，与所述转动部件相关联，使光束穿过所述转动部件；

一个电路，包括电动耦合的一个发射装置、一个接收装置和一个指示器装置，这样在致动时，所述发射装置发出一个光束穿过所述的至少一个部件，然后所述光束由所述接收装置接收继而致动所述指示器装置，指示器装置将水平装置处于平衡位置或接近于平衡位置的信息通知使用者；

一个电源，与所述电路相耦合用以激励所述电路；

其中：所述指示器装置设置在所述壳体上，这样当应用电动工具时，使用者可从所述壳体的各个侧面观察指示器。

24、根据权利要求23所述的电动工具，其中所述指示器的光强度可变化。

25、根据权利要求23所述的电动工具，其中所述指示器是一个发光装置。

26、根据权利要求25所述的电动工具，其中所述发光装置的亮度可变化，当电动工具处于所述水平位置时发光装置最亮。

27、根据权利要求23所述的电动工具，其中一个开关与所述致动部件相耦合，以在致动所述马达之前致动水平装置。

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