可攜式基準雷射單元和連接附件的製作方法
2023-10-05 11:44:54
專利名稱：可攜式基準雷射單元和連接附件的製作方法
技術領域：
本發明大體涉及一種可攜式基準雷射單元，還涉及一種和所述雷射單元一起使用的連接附件。然而，如將在下面描述的那樣，除了雷射單元之外，所述連接附件還能與其他裝置例如照相機、雷射測距儀或具有標準三腳架的其他小產品一起使用。
背景技術：
雷射水平儀單元在建築和家庭房屋改建、裝修工業中是眾所周知的，並被用於產生光的水平面以便用作多種應用的基準線。例如，當安裝吊頂，在用於水平櫥櫃或架子的木工作業時以及當安裝電線管和接線盒時，可使用水平線。也已知雷射鉛垂線加入到所述雷射水平線。產生交叉線的水平和鉛垂線的這種結合的使用包括在建築過程中對準地板和牆壁上的磚瓦和產生用於門和窗戶的切口。產生這樣的水平和鉛垂線的雷射組件通常安裝在包括擺動體的安裝結構上以使當所述擺動體達到平衡時所述水平和鉛垂位置自動抵達。
發明內容
簡要地說，本發明的一個實施例提供了一種雷射水平單元，該雷射水平單元能產生水平線或鉛垂線，或者既產生水平線又產生鉛垂線，並且包括用於使自動水平特性不起作用並將所述雷射組件鎖定到固定位置的結構。因此，例如，所述水平和/或鉛垂雷射線能以任何希望的角度投射到表面上。鎖定模式例如能被用來產生基準線，用於在牆壁上噴塗設計(例如以預定角度設定的一個或更多條紋)，或者用於將多幅圖畫掛在某一結構中。更確切地說，本發明的一個例子涉及一種用於提供雷射水平線和雷射鉛垂線中的至少一種的雷射單元。所述雷射單元優選包括外殼、設置在該外殼內的擺動組件、以及用於提供水平線或鉛垂線的雷射組件。所述雷射組件優選安裝在所述擺動組件上以使所述雷射單元被配置成以當所述擺動組件處於打開模式時提供水平線或鉛垂線中的至少一種。還優選存在一種用於將所述雷射組件鎖定到鎖定模式的擺動鎖定機構，其中在所述鎖定模式中，無論所述雷射單元的朝向如何所述雷射組件都被鎖定到固定位置。本發明的實施例的另一特徵是用於和雷射單元，或包括標準的三腳架的其他裝置一起使用的連接附件。所述連接附件優選提供一種用於傾斜和轉動安裝在其上的裝置的機構，並且還提供連接到不同構件例如管道、牆壁、螺栓等的多種方法。在優選的實施例中，所述連接附件是緊湊的，通過使用一系列的摺疊起來的穩定腿而當固定在水平面上時仍提供穩定性。更確切地說，本連接 附件的一個例子包括主體以及連接到該主體的球窩接頭連接組件。所述球窩接頭連接組件被配置成用於將雷射單元或其他裝置連接到所述連接附件以使所述裝置能相對於所述連接附件旋轉或傾斜。可選擇地，所述連接附件可包括被配置成和布置成從所述附件的主體向外擺動的一對穩定腿。
在此參照附圖描述本發明的優選實施例，其中
圖1是示出了在被連接到連接附件之前的雷射單元的視圖；圖2是連接到所述連接附件的雷射單元的視圖，所述單元轉動大約90度；圖3是連接到所述連接附件的雷射單元的視圖，所述單元轉動大約45度；圖4是所述連接附件的詳細的側部和後部透視圖；圖5是所述連接附件的詳細的側部和前部透視圖，以水平臺架位於豎直位置且所述穩定腿向內摺疊示出。圖6是使所述穩定腿向外摺疊的連接附件的底部透視圖；圖7是所述連接附件的橫截面視圖；圖8是所述雷射單元的分解視圖；圖9是所述雷射單元的打開/關閉/鎖定開關的詳細橫截面視圖；圖10是所述擺動組件的視圖；圖11是所述擺動組件的分解視圖；圖12A是示於所述打開位置的擺動鎖定機構的側視圖；圖12B是示於所述鎖定位置的擺動鎖定機構的側視圖；圖13A是示於所述打開位置的擺動鎖定機構的橫截面視圖；圖13B是示於所述鎖定位置的擺動鎖定機構的橫截面視具體實施例方式現在轉向這些附圖，本雷射單元和連接附件的一個例子示於圖1-13中。確切地說，圖1示出了被配置成安裝在連接附件20上的雷射單元10的一個例子。雷射單元10包括一個或多個雷射組件，每個雷射組件被配置成用於產生雷射基準線。例如，所述雷射單元 10可包括用於產生由光扇12表示的水平線的第一雷射組件，和/或用於產生由光扇14表示的鉛垂線的第二雷射組件。在優選的實施例中，所述水平線雷射組件提供了扇形角大約為120度的雷射水平線12，所述鉛垂線雷射組件提供了扇形角大約為140度的雷射鉛垂線 14。然而，其他的扇形角也可被認為在本發明的範圍內。所述雷射組件包含在外殼16內，其中根據應用場合，所述外殼16包括用於水平雷射線的水平光束孔18和/或用於所述鉛垂雷射線的垂直光束孔22。所述外殼16可被配置為以任何已知方式結合在一起的兩個或更多的單獨部分(例如圖8中的部分16A和16B)。 所述外殼16優選包括一個或多個開關，例如開關24，該開關24被用來打開和關閉所述雷射以及將所述雷射組件設置成鎖定模式(這在下面會更全面地描述)，以及開關26，該開關26 是線性選擇按鈕，用於在下面的選擇之間進行選擇僅水平線、僅鉛垂線以及既有水平線又有鉛垂線(以產生交叉線)。當然，線選擇開關26將僅應用到既包括所述水平線雷射組件又包括所述鉛垂線雷射組件的實施例。在外殼16的底部上，優選存在用於將雷射單元10安裝到連接附件20例如螺紋孔 28的構件(示於圖1的視圖中，還示於圖8中)。螺紋孔28還優選被配置成將雷射單元10安裝到三腳架(未示出)，並且可以是例如al/4" X20的三腳架。連接附件20優選包括例如具有螺紋部分30的軸的構件，所述軸配置成與雷射單元10的螺紋孔28 (或者其他類似構件)配合。因此，例如，如果螺紋孔28是al/4" X 20 的三腳架(陰螺紋)，則所述螺紋軸將是al/4" X20的三腳架(陽螺紋)。當然其他的尺寸也被認為在本發明的範圍內。另外，既然連接附件20的螺紋部分30優選為標準尺寸的三腳架，因此所述連接附件還能與除了所述雷射單元之外的其他裝置例如數位照相機、雷射測距儀等一起使用。所述連接附件還能與其他類型的雷射單元，例如產生一個或多個光束的單元一起使用，其中所述其他類型的雷射單元產生基準點(如與線相對)，例如用於建立中心線，這些中心線為鑽出以一定角度傾斜的多個連續對準的孔做準備。螺紋部分30通過軸31連接到還包括窩部分36的球窩接頭34的球部分32 (示於圖7的橫截面視圖中)。因此，軸31包括一個端部上的螺紋部分30以及另一端部上的球部分32。窩36的上部或頸部40包括開槽部分38 (圖4)，兩個都能使螺紋軸30相對於窩36 和連接附件20傾斜。頸部40允許軸31傾斜到第一角度(例如15度)，同時開槽部分38 允許軸31傾斜到第二角度(例如45度)，該第二角度大於所述第一角度。因此，當雷射單元10安裝到所述連接附件20時，所述球窩接頭34允許所述連接附件轉動到任何希望的位置(大約完全360度)，並且例如傾斜直到45度。例如，圖2示出了連接到處於豎直位置中的連接附件20的雷射單元10 (即，沒有傾斜)，但沿著順時針方向轉動90度；圖3示出了連接成沒有任何轉動角度但是傾斜大約45度的雷射單元。雖然已描述了整個360度的轉動角和45度的最大傾斜角，但是還認為可以包括擋板以防止完全360度的旋轉，還可以採用大於或小於45度的最大傾斜角。另外，所述頸部在不是開槽部分的區域不需要限制為傾斜到15度，而是能限制為傾斜到大於或小於15度的角度。所述球窩接頭34的部件可參見圖7，圖7是連接附件20的橫截面。如前所述，球窩接頭34包括軸31，軸31具有連接到螺紋部分30的一個端部，以及連接到球部32的另一端部，所述球部32位於窩36內。窩36的上部限定頸部40，而所述窩的下部限定下部凸緣部分42。在頸部40和下部凸緣部分42之間優選存在上部凸緣41。優選為環形但還可包括一個或更多凹口的上部凸緣部分41位於環形凸肩43上，環形凸肩43形成在連接附件 20的外部頂面上。下部凸緣部分42接觸連接附件外殼50的上部內表面46。向上作用在所述上部凸緣部分41的環形凸肩43以及向下作用在所述下部凸緣部分42的上部內表面 46的結合使窩36從連接附件20分離開。所述連接附件的內部還包括座部52，球部32位於座部52上，但仍能自由轉動和傾斜。座部52優選為開口圓柱體的形式，並且它的上表面開槽斜切以容納球部32。如圖4所示，允許所述螺紋軸傾斜的槽38優選從頸部40延伸到窩36的中部44。當所述螺紋軸30 已被轉動和旋轉到理想位置，通過使用夾持構件53便於該運動，所述位置能通過上緊傾斜 /轉動的鎖定環54得以固定，其中如圖7所示，所述鎖定環54具有與外螺紋58配合的內螺紋56，所述外螺紋58包圍其中設置有窩44的孔60。所述夾持構件53和所述傾斜/轉動的鎖定環54可具有 外圓周，該外圓周被成型為例如具有如圖1、4和5所示的軸向延伸的通道以為用戶提供更好的夾持表面。如同雷射單元10的外殼16 —樣，連接附件20的外殼50優選由多個部分做成，這些多個部分被連接在一起以形成連接附件的主體。例如，外殼50可包括兩個主要部分62和64，最佳示於圖6中，它們通過螺釘68 (圖7)被連接到一起；以及包括橋接部分66。當然，外殼50還可由比所述實施例中更多或更少的部件做成，還可採用將這些部件固定在一起的其他設備。現在回到圖1、4_7，將描述連接附件20的各種可選部件的細節。一個可選部件是水平座或基準板80，其在圖4中示出為處於靜止位置，在圖5中處於豎直位置，或者支承位置。在圖4的靜止位置中，基準板80大體水平延伸，並且大體與連接附件20的上表面齊平。 當希望使用基準板80以為雷射單元20的前部提供額外支承，以及將雷射單元20對準為與連接附件20的基座平行時，基準板80被樞轉到圖5的支承位置，在該位置所述基準板大體垂直延伸。基準板80優選通過兩個樞轉點82 (圖1和4)連接到附件20，其中所述基準板包括兩個突起部，並且所述附件包括一個用於容納每個突起部的孔。為了將基準板80可靠地固定到所述兩個位置(所述靜止位置和所述支承位置)中的任何一個，凸片84和86 (圖4) 可設置在基準板80上，凸片84、86被配置成與設置在附件20上的對應通道配合。除了提供可靠地固定到所述兩個位置中的任何一個之外，凸片/通道結構還提供了可聽見的「嘀嗒」聲，該嘀嗒聲警示用戶所述基準線被可靠地固定到所述理想位置。為了將附件20和雷射單元10結合更好的穩定在水平表面上，還可設置一對穩定腿90(圖1、4、5和6)。圖5示出了腿90如何能被摺疊到閉合位置，這減小了存儲或輸送附件20的壓痕，圖1、4和6示出了向外摺疊到穩定位置的腿90。拇指/手指形的凹槽91 (圖 6)可可選地設置以便於從所述閉合位置移動這些腿。腿90優選樞轉地連接到所述連接附件的主體以使當穩定腿90從所述主體向外樞轉到打開位置時，所述每個穩定腿稍微向下轉動以使每個穩定腿90的下部端面92從所述連接附件20的主體的底面94稍微偏置。所述偏置是通過使所述樞轉軸稍微向外傾斜並使其上部從所述主體指向外部而得以產生的。這樣的結構允許附件20基本通過三個點(端面92和附件邊96)被支承。空隙98可被設置在樞轉連接臂100 (圖5)附近以便為臂100 提供變形可以進入的空間以使臂100在所述樞轉點將這些腿彈性連接到所述附件。本連接附件的其他可選部件包括用於將所述裝置固定到多種其他的裝置或表面的各種設備。例如，如圖6的底部視圖中所示，所述連接附件20可包括螺紋孔，例如孔110 和112，用於將所述附件連接到三腳架例如測繪三腳架(具有a5/8" Xll的三腳架)、或照相機三腳架(具有al/4" X 20的三腳架)。所述連接附件20還可包括兩個或更多通孔， 例如圖1、4、5、6和7的通孔，其能用來將所述連接附件10和所述連接的雷射單元螺釘連接到牆壁或其他大體垂直的表面。為了加強通孔14，黃銅或其他金屬的安裝件115(圖7)可被插入到每個通孔中。為了將所述連接附件20和所述雷射單元10固定到管道或螺柱，所述連接附件可選擇地包括一個或多個帶形線槽(raceway)，例如垂直的帶形線槽116和水平的帶形線槽 118。為了使用這些線槽中的任何一個，帶通所述線槽送入，且所述帶然後纏繞杆件、管道、 擋杆或螺柱並固定在它們的周圍。為了當在固定在所述圓形件周圍時提供更好的對準，所述連接附件20可選擇地設置有對準通道，例如如圖6的對準通道120和122。為了將所述連接附件20和雷射單元10固定到例如鋼螺柱的物體，連接附件20可選擇性地包括一個或多個磁體，例如磁體124，它們示於圖1、4和6中。磁體124優選延伸到所述連接附件外殼50的外部，或者如果不這樣的話，至少足夠結實以在鄰近外殼50的至少一個外表面產生磁場，所述磁場足夠強以將所述連接附件固定到包含磁性材料的物體。 現在轉向圖8-13，將描述雷射單元10的一些特徵。圖8是雷射單元10的分解後部視圖，示出了外殼單元16互相分離開的部分16A和16B。如現有技術中所知的，所述雷射單元是通過電池組或者其他位於電源隔間126內的可攜式供電設備供電，該電源隔間126 包括一個或更多組觸頭128A和128B。如圖11所示，在該實施例中，存在擺動組件130，擺動組件130支承水平線雷射組件132和鉛垂線雷射組件134。圖1和圖10示出了水平線雷射組件132如何產生用於所述水平基準線的光扇12，以及所述鉛垂線雷射組件134如何產生用於所述鉛垂基準線的光扇14。除非處於鎖定位置，如下所述，否則擺動組件130用重力定位所述雷射組件以使產生沿著所述水平方向的真正水平基準線和沿著所述垂直方向的真正鉛垂線(垂直於所述水平線)。更確切地說，如圖11的分解視圖所示，擺動組件130 被允許通過和擺動軸承137連接在擺動軸承支承組件136內樞轉，直到擺錘138抵達平衡。 整個的擺動組件130通過位於支架140內而得到支承和保護。本發明的一個可選擇的特徵是所述雷射組件可被鎖定就位以使所述雷射線保持在相對於雷射單元10的單獨位置，而不用考慮所述雷射單元是如何傾斜或轉動的。換句話說，當處於所述鎖定位置時，所述水平和鉛垂線不會自動變為水平或鉛垂的，因為要防止擺動組件130搖擺為平衡。該位置允許產生不是水平或鉛垂線的線，例如處於45度角，或任何其他的角度，該角度能投射到牆壁或其他表面。例如，當在牆壁上噴塗某些設計，例如以 45度角對準的條紋時，或者當在某種結構中懸掛圖片時，這些線會是很有用的。當然，許多其他的用途也被認為在本發明的範圍內。現在參照圖8-13描述用於鎖定所述擺動單元的機構的一個例子。如最佳示於圖 8和9中，所述打開/關閉/鎖定開關24包括延伸過外殼部分16A中的細長狹槽142的凸片141。凸片141被配置成以與開關適配器146的孔144配合。開關適配器146包括突起部148，該突起部148被配置成與擺動鎖定驅動臂152的垂直槽150配合。現在回到圖11，現在描述在其中擺動鎖定驅動臂152與鎖定擺錘138的前後鎖相互作用的方式。前擺動鎖156和後擺動鎖158被支承在鎖定支架160內。前擺動鎖156通過銷釘162和L形狹槽164之間的連接被驅動，而後擺動鎖158通過銷釘166和L形狹槽 168之間的連接被驅動。擺動鎖驅動臂152通過細長狹槽170和細長突起部172之間相互作用得到維持。圖12A和12B是擺動鎖組件的一部分的側視圖，在此圖12A處於打開位置，圖12B 處於所述鎖定位置，圖13A和13B是側向橫截面視圖，在此圖13A處於所述打開位置，圖13B 處於所述鎖定位置。在圖12A和13A中的打開位置，擺動鎖驅動臂152被轉向右側以使前擺動鎖銷162被定位成朝向L形狹槽164的左下部分。雖然在圖12A和13A中沒有示出， 但是後擺動鎖銷166(圖11的)被定位在L形狹槽168的左上部分內。如圖13A所示，在所述打開位置，前擺動鎖156和後擺動鎖158沒有接觸擺錘138，因此，擺動組件130可自由轉動到平衡點。為了鎖定處於如圖12B和13B所示的位置的擺動組件130，擺動鎖驅動臂152被移動到左側，這引起前擺動鎖銷162向上運動，如當將圖12B的鎖定位置和圖12A的打開位置相比較時看到的那樣。在類似的方式中，雖然沒有示出，但是後擺動鎖銷166向下移動到L形狹槽168內。利用前擺動鎖銷162的向上運動(如圖12B所示)，前擺動鎖156圍繞樞轉點176 順時針樞轉，抵抗彈簧偏置力(未示出)，因為前擺動鎖銷162被在偏置的點連接到前擺動鎖156並且被連 接到樞轉點176的左側(在圖12A和13A的視圖中)。因此，前擺動鎖156 現在接觸且部分圍繞擺錘138，如圖13B所示。同樣地，利用後擺動鎖銷166的運動(圖 11)，抵抗彈簧偏置力的被連接的後擺動鎖158圍繞樞轉點178樞轉以使它也接觸且部分圍繞擺錘138，也如圖13B所示。因此，擺錘138現在被鎖定，因此，雷射組件132和134被鎖定在靜止位置，且不會尋求平衡以自動限定水平線和鉛垂線。當希望打開所述雷射組件以使雷射單元10能自動水平和鉛垂時，打開/關閉/鎖定開關24被移動到右側，因此所述擺動鎖驅動臂處於圖12A的位置，其將擺動鎖156和158打開到圖13A的位置。打開/關閉 /鎖定開關24還優選用來打開和關閉雷射組件132和134，然而，既然該操作在本領域內是已知的，因此所述打開/關閉機構將不在此進行描述。儘管已經描述了本發明的多個實施例和特徵，但是應當理解到其他的修改、替換和選擇對本領域內的普通技術人員將是顯而易見的。在不背離應當由所附權利要求確定的本發明的精髓和範圍內，可以進行這些修改、替換和選擇。本發明的多個特徵將在所附權利要求中予以闡述。
權利要求
1.一種用於雷射單元的連接附件，該連接附件包括 主體；以及球窩接頭連接組件，該球窩接頭連接組件連接到所述主體，所述球窩接頭連接組件被配置成用於將雷射單元連接到所述連接附件以使所述雷射單元能相對於所述連接附件旋轉或傾斜。
2.如權利要求1所述的連接附件，其中所述球窩接頭連接組件包括 軸，該軸包括在第一端部上的螺紋部分以及在第二端部上的球部分；以及窩，該窩用於容納所述球部分，其中所述球部分和所述窩被配置成和布置成以允許所述球部分在所述窩內旋轉360度且使所述軸相對於所述主體傾斜達到大約45度。
3.如權利要求2所述的連接附件，其中所述球窩接頭連接組件包括 軸，該軸包括在第一端部上的螺紋部分以及在第二端部上的球部分；以及窩，該窩用於容納所述球部分，其中所述窩包括允許所述軸傾斜到第一角度的頸部，並且其中所述頸部包括允許所述軸傾斜到第二角度的開槽部分，這裡所述第二角度大於所述第一角度。
4.如權利要求2所述的連接附件，其中所述球窩接頭連接組件包括 軸，該軸包括在第一端部上的螺紋部分以及在第二端部上的球部分；以及窩，該窩用於容納所述球部分，其中所述窩包括鎖定環，用於將所述球窩接頭連接組件相對於所述主體鎖定到固定位置。
5.如權利要求4所述的連接附件，其中 所述鎖定環包括內螺紋部分；並且所述主體包括外螺紋部分，該外螺紋部分被配置成和布置成與所述鎖定環的所述內螺紋部分配合。
6.如權利要求1所述的連接附件，其中所述主體包括用於容納外螺紋的三腳架軸的至少一個內螺紋的三腳架安裝孔。
7.如權利要求1所述的連接附件，還包括 一對穩定腿，配置成和布置成從所述主體向外旋出。
8.如權利要求7所述的連接附件，其中，所述穩定腿每個都經由樞轉軸可樞轉地連接到所述主體，該樞轉軸相對於垂直線稍微向外傾斜，並且其中，主體的底表面水平延伸。
9.如權利要求7所述的連接附件，其中每個所述穩定腿可樞轉地連接到所述主體，並且其中當所述穩定腿從所述主體向外樞轉到打開位置時，所述穩定腿的每個都稍微向下轉動以使每個所述穩定腿的底部端面從所述主體的底表面稍微偏置。
10.如權利要求1所述的連接附件，其中所述主體還包括 至少一個帶形線槽，完全延伸通過所述主體；以及至少一個通道，該至少一個通道沿著所述主體的外表面延伸，用於使所述連接附件相對於圓柱形物體易於對準。
11.如權利要求1所述的連接附件，還包括至少一個磁體，該至少一個磁體在所述主體的至少一個外表面附近產生磁場，其中所述至少一個磁體被配置成和布置成用於將所述連接附件固定到包含磁性材料的物體。
12.如權利要求1所述的連接附件，還包括基準板，該基準板可樞轉地連接到所述主體，其中所述基準板被配置成和布置成在所述基準板大體水平延伸的靜止位置和所述基準板大體垂直延伸的支承位置之間樞轉。
13.如權利要求1-12中任一項所述的連接附件，其連接到雷射單元。
全文摘要
本發明提供一種用於雷射單元的連接附件。該連接附件包括主體；以及球窩接頭連接組件，該球窩接頭連接組件連接到所述主體，所述球窩接頭連接組件被配置成用於將雷射單元連接到所述連接附件以使所述雷射單元能相對於所述連接附件旋轉或傾斜。
文檔編號G01C15/00GK102322852SQ20111013831
公開日2012年1月18日 申請日期2007年8月21日 優先權日2006年8月22日
發明者安德烈亞斯.羅斯納, 拉姆.Y.瓦, 史蒂芬.賴克爾, 楊繼強, 江志清, 維裡納.凱勒, 翁唐霞, 薩布裡納.霍夫曼, 馬克.A.德拉博納, 馬克.K.明 申請人:羅伯特.博世有限公司