专利名称：便携式基准激光单元和连接附件的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及一种便携式基准激光单元，还涉及一种和所述激光单元一起使用的连接附件。然而，如将在下面描述的那样，除了激光单元之外，所述连接附件还能与其他装置例如照相机、激光测距仪或具有标准三脚架的其他小产品一起使用。
背景技术：
激光水平仪单元在建筑和家庭房屋改建、装修工业中是众所周知的，并被用于产生光的水平面以便用作多种应用的基准线。例如，当安装吊顶，在用于水平橱柜或架子的木工作业时以及当安装电线管和接线盒时，可使用水平线。也已知激光铅垂线加入到所述激光水平线。产生交叉线的水平和铅垂线的这种结合的使用包括在建筑过程中对准地板和墙壁上的砖瓦和产生用于门和窗户的切口。产生这样的水平和铅垂线的激光组件通常安装在包括摆动体的安装结构上以使当所述摆动体达到平衡时所述水平和铅垂位置自动抵达。
发明内容
简要地说，本发明的一个实施例提供了一种激光水平单元，该激光水平单元能产生水平线或铅垂线，或者既产生水平线又产生铅垂线，并且包括用于使自动水平特性不起作用并将所述激光组件锁定到固定位置的结构。因此，例如，所述水平和/或铅垂激光线能以任何希望的角度投射到表面上。锁定模式例如能被用来产生基准线，用于在墙壁上喷涂设计(例如以预定角度设定的一个或更多条纹)，或者用于将多幅图画挂在某一结构中。更确切地说，本发明的一个例子涉及一种用于提供激光水平线和激光铅垂线中的至少一种的激光单元。所述激光单元优选包括外壳、设置在该外壳内的摆动组件、以及用于提供水平线或铅垂线的激光组件。所述激光组件优选安装在所述摆动组件上以使所述激光单元被配置成以当所述摆动组件处于打开模式时提供水平线或铅垂线中的至少一种。还优选存在一种用于将所述激光组件锁定到锁定模式的摆动锁定机构，其中在所述锁定模式中，无论所述激光单元的朝向如何所述激光组件都被锁定到固定位置。本发明的实施例的另一特征是用于和激光单元，或包括标准的三脚架的其他装置一起使用的连接附件。所述连接附件优选提供一种用于倾斜和转动安装在其上的装置的机构，并且还提供连接到不同构件例如管道、墙壁、螺栓等的多种方法。在优选的实施例中，所述连接附件是紧凑的，通过使用一系列的折叠起来的稳定腿而当固定在水平面上时仍提供稳定性。更确切地说，本连接 附件的一个例子包括主体以及连接到该主体的球窝接头连接组件。所述球窝接头连接组件被配置成用于将激光单元或其他装置连接到所述连接附件以使所述装置能相对于所述连接附件旋转或倾斜。可选择地，所述连接附件可包括被配置成和布置成从所述附件的主体向外摆动的一对稳定腿。
在此参照附图描述本发明的优选实施例，其中
图1是示出了在被连接到连接附件之前的激光单元的视图；图2是连接到所述连接附件的激光单元的视图，所述单元转动大约90度；图3是连接到所述连接附件的激光单元的视图，所述单元转动大约45度；图4是所述连接附件的详细的侧部和后部透视图；图5是所述连接附件的详细的侧部和前部透视图，以水平台架位于竖直位置且所述稳定腿向内折叠示出。图6是使所述稳定腿向外折叠的连接附件的底部透视图；图7是所述连接附件的横截面视图；图8是所述激光单元的分解视图；图9是所述激光单元的打开/关闭/锁定开关的详细横截面视图；图10是所述摆动组件的视图；图11是所述摆动组件的分解视图；图12A是示于所述打开位置的摆动锁定机构的侧视图；图12B是示于所述锁定位置的摆动锁定机构的侧视图；图13A是示于所述打开位置的摆动锁定机构的横截面视图；图13B是示于所述锁定位置的摆动锁定机构的横截面视具体实施例方式现在转向这些附图，本激光单元和连接附件的一个例子示于图1-13中。确切地说，图1示出了被配置成安装在连接附件20上的激光单元10的一个例子。激光单元10包括一个或多个激光组件，每个激光组件被配置成用于产生激光基准线。例如，所述激光单元 10可包括用于产生由光扇12表示的水平线的第一激光组件，和/或用于产生由光扇14表示的铅垂线的第二激光组件。在优选的实施例中，所述水平线激光组件提供了扇形角大约为120度的激光水平线12，所述铅垂线激光组件提供了扇形角大约为140度的激光铅垂线 14。然而，其他的扇形角也可被认为在本发明的范围内。所述激光组件包含在外壳16内，其中根据应用场合，所述外壳16包括用于水平激光线的水平光束孔18和/或用于所述铅垂激光线的垂直光束孔22。所述外壳16可被配置为以任何已知方式结合在一起的两个或更多的单独部分(例如图8中的部分16A和16B)。 所述外壳16优选包括一个或多个开关，例如开关24，该开关24被用来打开和关闭所述激光以及将所述激光组件设置成锁定模式(这在下面会更全面地描述)，以及开关26，该开关26 是线性选择按钮，用于在下面的选择之间进行选择仅水平线、仅铅垂线以及既有水平线又有铅垂线(以产生交叉线)。当然，线选择开关26将仅应用到既包括所述水平线激光组件又包括所述铅垂线激光组件的实施例。在外壳16的底部上，优选存在用于将激光单元10安装到连接附件20例如螺纹孔 28的构件(示于图1的视图中，还示于图8中)。螺纹孔28还优选被配置成将激光单元10安装到三脚架(未示出)，并且可以是例如al/4" X20的三脚架。连接附件20优选包括例如具有螺纹部分30的轴的构件，所述轴配置成与激光单元10的螺纹孔28 (或者其他类似构件)配合。因此，例如，如果螺纹孔28是al/4" X 20 的三脚架(阴螺纹)，则所述螺纹轴将是al/4" X20的三脚架(阳螺纹)。当然其他的尺寸也被认为在本发明的范围内。另外，既然连接附件20的螺纹部分30优选为标准尺寸的三脚架，因此所述连接附件还能与除了所述激光单元之外的其他装置例如数字照相机、激光测距仪等一起使用。所述连接附件还能与其他类型的激光单元，例如产生一个或多个光束的单元一起使用，其中所述其他类型的激光单元产生基准点(如与线相对)，例如用于建立中心线，这些中心线为钻出以一定角度倾斜的多个连续对准的孔做准备。螺纹部分30通过轴31连接到还包括窝部分36的球窝接头34的球部分32 (示于图7的横截面视图中)。因此，轴31包括一个端部上的螺纹部分30以及另一端部上的球部分32。窝36的上部或颈部40包括开槽部分38 (图4)，两个都能使螺纹轴30相对于窝36 和连接附件20倾斜。颈部40允许轴31倾斜到第一角度(例如15度)，同时开槽部分38 允许轴31倾斜到第二角度(例如45度)，该第二角度大于所述第一角度。因此，当激光单元10安装到所述连接附件20时，所述球窝接头34允许所述连接附件转动到任何希望的位置(大约完全360度)，并且例如倾斜直到45度。例如，图2示出了连接到处于竖直位置中的连接附件20的激光单元10 (即，没有倾斜)，但沿着顺时针方向转动90度；图3示出了连接成没有任何转动角度但是倾斜大约45度的激光单元。虽然已描述了整个360度的转动角和45度的最大倾斜角，但是还认为可以包括挡板以防止完全360度的旋转，还可以采用大于或小于45度的最大倾斜角。另外，所述颈部在不是开槽部分的区域不需要限制为倾斜到15度，而是能限制为倾斜到大于或小于15度的角度。所述球窝接头34的部件可参见图7，图7是连接附件20的横截面。如前所述，球窝接头34包括轴31，轴31具有连接到螺纹部分30的一个端部，以及连接到球部32的另一端部，所述球部32位于窝36内。窝36的上部限定颈部40，而所述窝的下部限定下部凸缘部分42。在颈部40和下部凸缘部分42之间优选存在上部凸缘41。优选为环形但还可包括一个或更多凹口的上部凸缘部分41位于环形凸肩43上，环形凸肩43形成在连接附件 20的外部顶面上。下部凸缘部分42接触连接附件外壳50的上部内表面46。向上作用在所述上部凸缘部分41的环形凸肩43以及向下作用在所述下部凸缘部分42的上部内表面 46的结合使窝36从连接附件20分离开。所述连接附件的内部还包括座部52，球部32位于座部52上，但仍能自由转动和倾斜。座部52优选为开口圆柱体的形式，并且它的上表面开槽斜切以容纳球部32。如图4所示，允许所述螺纹轴倾斜的槽38优选从颈部40延伸到窝36的中部44。当所述螺纹轴30 已被转动和旋转到理想位置，通过使用夹持构件53便于该运动，所述位置能通过上紧倾斜 /转动的锁定环54得以固定，其中如图7所示，所述锁定环54具有与外螺纹58配合的内螺纹56，所述外螺纹58包围其中设置有窝44的孔60。所述夹持构件53和所述倾斜/转动的锁定环54可具有 外圆周，该外圆周被成型为例如具有如图1、4和5所示的轴向延伸的通道以为用户提供更好的夹持表面。如同激光单元10的外壳16 —样，连接附件20的外壳50优选由多个部分做成，这些多个部分被连接在一起以形成连接附件的主体。例如，外壳50可包括两个主要部分62和64，最佳示于图6中，它们通过螺钉68 (图7)被连接到一起；以及包括桥接部分66。当然，外壳50还可由比所述实施例中更多或更少的部件做成，还可采用将这些部件固定在一起的其他设备。现在回到图1、4_7，将描述连接附件20的各种可选部件的细节。一个可选部件是水平座或基准板80，其在图4中示出为处于静止位置，在图5中处于竖直位置，或者支承位置。在图4的静止位置中，基准板80大体水平延伸，并且大体与连接附件20的上表面齐平。 当希望使用基准板80以为激光单元20的前部提供额外支承，以及将激光单元20对准为与连接附件20的基座平行时，基准板80被枢转到图5的支承位置，在该位置所述基准板大体垂直延伸。基准板80优选通过两个枢转点82 (图1和4)连接到附件20，其中所述基准板包括两个突起部，并且所述附件包括一个用于容纳每个突起部的孔。为了将基准板80可靠地固定到所述两个位置(所述静止位置和所述支承位置)中的任何一个，凸片84和86 (图4) 可设置在基准板80上，凸片84、86被配置成与设置在附件20上的对应通道配合。除了提供可靠地固定到所述两个位置中的任何一个之外，凸片/通道结构还提供了可听见的“嘀嗒”声，该嘀嗒声警示用户所述基准线被可靠地固定到所述理想位置。为了将附件20和激光单元10结合更好的稳定在水平表面上，还可设置一对稳定腿90(图1、4、5和6)。图5示出了腿90如何能被折叠到闭合位置，这减小了存储或输送附件20的压痕，图1、4和6示出了向外折叠到稳定位置的腿90。拇指/手指形的凹槽91 (图 6)可可选地设置以便于从所述闭合位置移动这些腿。腿90优选枢转地连接到所述连接附件的主体以使当稳定腿90从所述主体向外枢转到打开位置时，所述每个稳定腿稍微向下转动以使每个稳定腿90的下部端面92从所述连接附件20的主体的底面94稍微偏置。所述偏置是通过使所述枢转轴稍微向外倾斜并使其上部从所述主体指向外部而得以产生的。这样的结构允许附件20基本通过三个点(端面92和附件边96)被支承。空隙98可被设置在枢转连接臂100 (图5)附近以便为臂100 提供变形可以进入的空间以使臂100在所述枢转点将这些腿弹性连接到所述附件。本连接附件的其他可选部件包括用于将所述装置固定到多种其他的装置或表面的各种设备。例如，如图6的底部视图中所示，所述连接附件20可包括螺纹孔，例如孔110 和112，用于将所述附件连接到三脚架例如测绘三脚架(具有a5/8" Xll的三脚架)、或照相机三脚架(具有al/4" X 20的三脚架)。所述连接附件20还可包括两个或更多通孔， 例如图1、4、5、6和7的通孔，其能用来将所述连接附件10和所述连接的激光单元螺钉连接到墙壁或其他大体垂直的表面。为了加强通孔14，黄铜或其他金属的安装件115(图7)可被插入到每个通孔中。为了将所述连接附件20和所述激光单元10固定到管道或螺柱，所述连接附件可选择地包括一个或多个带形线槽(raceway)，例如垂直的带形线槽116和水平的带形线槽 118。为了使用这些线槽中的任何一个，带通所述线槽送入，且所述带然后缠绕杆件、管道、 挡杆或螺柱并固定在它们的周围。为了当在固定在所述圆形件周围时提供更好的对准，所述连接附件20可选择地设置有对准通道，例如如图6的对准通道120和122。为了将所述连接附件20和激光单元10固定到例如钢螺柱的物体，连接附件20可选择性地包括一个或多个磁体，例如磁体124，它们示于图1、4和6中。磁体124优选延伸到所述连接附件外壳50的外部，或者如果不这样的话，至少足够结实以在邻近外壳50的至少一个外表面产生磁场，所述磁场足够强以将所述连接附件固定到包含磁性材料的物体。 现在转向图8-13，将描述激光单元10的一些特征。图8是激光单元10的分解后部视图，示出了外壳单元16互相分离开的部分16A和16B。如现有技术中所知的，所述激光单元是通过电池组或者其他位于电源隔间126内的便携式供电设备供电，该电源隔间126 包括一个或更多组触头128A和128B。如图11所示，在该实施例中，存在摆动组件130，摆动组件130支承水平线激光组件132和铅垂线激光组件134。图1和图10示出了水平线激光组件132如何产生用于所述水平基准线的光扇12，以及所述铅垂线激光组件134如何产生用于所述铅垂基准线的光扇14。除非处于锁定位置，如下所述，否则摆动组件130用重力定位所述激光组件以使产生沿着所述水平方向的真正水平基准线和沿着所述垂直方向的真正铅垂线(垂直于所述水平线)。更确切地说，如图11的分解视图所示，摆动组件130 被允许通过和摆动轴承137连接在摆动轴承支承组件136内枢转，直到摆锤138抵达平衡。 整个的摆动组件130通过位于支架140内而得到支承和保护。本发明的一个可选择的特征是所述激光组件可被锁定就位以使所述激光线保持在相对于激光单元10的单独位置，而不用考虑所述激光单元是如何倾斜或转动的。换句话说，当处于所述锁定位置时，所述水平和铅垂线不会自动变为水平或铅垂的，因为要防止摆动组件130摇摆为平衡。该位置允许产生不是水平或铅垂线的线，例如处于45度角，或任何其他的角度，该角度能投射到墙壁或其他表面。例如，当在墙壁上喷涂某些设计，例如以 45度角对准的条纹时，或者当在某种结构中悬挂图片时，这些线会是很有用的。当然，许多其他的用途也被认为在本发明的范围内。现在参照图8-13描述用于锁定所述摆动单元的机构的一个例子。如最佳示于图 8和9中，所述打开/关闭/锁定开关24包括延伸过外壳部分16A中的细长狭槽142的凸片141。凸片141被配置成以与开关适配器146的孔144配合。开关适配器146包括突起部148，该突起部148被配置成与摆动锁定驱动臂152的垂直槽150配合。现在回到图11，现在描述在其中摆动锁定驱动臂152与锁定摆锤138的前后锁相互作用的方式。前摆动锁156和后摆动锁158被支承在锁定支架160内。前摆动锁156通过销钉162和L形狭槽164之间的连接被驱动，而后摆动锁158通过销钉166和L形狭槽 168之间的连接被驱动。摆动锁驱动臂152通过细长狭槽170和细长突起部172之间相互作用得到维持。图12A和12B是摆动锁组件的一部分的侧视图，在此图12A处于打开位置，图12B 处于所述锁定位置，图13A和13B是侧向横截面视图，在此图13A处于所述打开位置，图13B 处于所述锁定位置。在图12A和13A中的打开位置，摆动锁驱动臂152被转向右侧以使前摆动锁销162被定位成朝向L形狭槽164的左下部分。虽然在图12A和13A中没有示出， 但是后摆动锁销166(图11的)被定位在L形狭槽168的左上部分内。如图13A所示，在所述打开位置，前摆动锁156和后摆动锁158没有接触摆锤138，因此，摆动组件130可自由转动到平衡点。为了锁定处于如图12B和13B所示的位置的摆动组件130，摆动锁驱动臂152被移动到左侧，这引起前摆动锁销162向上运动，如当将图12B的锁定位置和图12A的打开位置相比较时看到的那样。在类似的方式中，虽然没有示出，但是后摆动锁销166向下移动到L形狭槽168内。利用前摆动锁销162的向上运动(如图12B所示)，前摆动锁156围绕枢转点176 顺时针枢转，抵抗弹簧偏置力(未示出)，因为前摆动锁销162被在偏置的点连接到前摆动锁156并且被连 接到枢转点176的左侧(在图12A和13A的视图中)。因此，前摆动锁156 现在接触且部分围绕摆锤138，如图13B所示。同样地，利用后摆动锁销166的运动(图 11)，抵抗弹簧偏置力的被连接的后摆动锁158围绕枢转点178枢转以使它也接触且部分围绕摆锤138，也如图13B所示。因此，摆锤138现在被锁定，因此，激光组件132和134被锁定在静止位置，且不会寻求平衡以自动限定水平线和铅垂线。当希望打开所述激光组件以使激光单元10能自动水平和铅垂时，打开/关闭/锁定开关24被移动到右侧，因此所述摆动锁驱动臂处于图12A的位置，其将摆动锁156和158打开到图13A的位置。打开/关闭 /锁定开关24还优选用来打开和关闭激光组件132和134，然而，既然该操作在本领域内是已知的，因此所述打开/关闭机构将不在此进行描述。尽管已经描述了本发明的多个实施例和特征，但是应当理解到其他的修改、替换和选择对本领域内的普通技术人员将是显而易见的。在不背离应当由所附权利要求确定的本发明的精髓和范围内，可以进行这些修改、替换和选择。本发明的多个特征将在所附权利要求中予以阐述。
权利要求
1.一种用于激光单元的连接附件，该连接附件包括 主体；以及球窝接头连接组件，该球窝接头连接组件连接到所述主体，所述球窝接头连接组件被配置成用于将激光单元连接到所述连接附件以使所述激光单元能相对于所述连接附件旋转或倾斜。
2.如权利要求1所述的连接附件，其中所述球窝接头连接组件包括 轴，该轴包括在第一端部上的螺纹部分以及在第二端部上的球部分；以及窝，该窝用于容纳所述球部分，其中所述球部分和所述窝被配置成和布置成以允许所述球部分在所述窝内旋转360度且使所述轴相对于所述主体倾斜达到大约45度。
3.如权利要求2所述的连接附件，其中所述球窝接头连接组件包括 轴，该轴包括在第一端部上的螺纹部分以及在第二端部上的球部分；以及窝，该窝用于容纳所述球部分，其中所述窝包括允许所述轴倾斜到第一角度的颈部，并且其中所述颈部包括允许所述轴倾斜到第二角度的开槽部分，这里所述第二角度大于所述第一角度。
4.如权利要求2所述的连接附件，其中所述球窝接头连接组件包括 轴，该轴包括在第一端部上的螺纹部分以及在第二端部上的球部分；以及窝，该窝用于容纳所述球部分，其中所述窝包括锁定环，用于将所述球窝接头连接组件相对于所述主体锁定到固定位置。
5.如权利要求4所述的连接附件，其中 所述锁定环包括内螺纹部分；并且所述主体包括外螺纹部分，该外螺纹部分被配置成和布置成与所述锁定环的所述内螺纹部分配合。
6.如权利要求1所述的连接附件，其中所述主体包括用于容纳外螺纹的三脚架轴的至少一个内螺纹的三脚架安装孔。
7.如权利要求1所述的连接附件，还包括 一对稳定腿，配置成和布置成从所述主体向外旋出。
8.如权利要求7所述的连接附件，其中，所述稳定腿每个都经由枢转轴可枢转地连接到所述主体，该枢转轴相对于垂直线稍微向外倾斜，并且其中，主体的底表面水平延伸。
9.如权利要求7所述的连接附件，其中每个所述稳定腿可枢转地连接到所述主体，并且其中当所述稳定腿从所述主体向外枢转到打开位置时，所述稳定腿的每个都稍微向下转动以使每个所述稳定腿的底部端面从所述主体的底表面稍微偏置。
10.如权利要求1所述的连接附件，其中所述主体还包括 至少一个带形线槽，完全延伸通过所述主体；以及至少一个通道，该至少一个通道沿着所述主体的外表面延伸，用于使所述连接附件相对于圆柱形物体易于对准。
11.如权利要求1所述的连接附件，还包括至少一个磁体，该至少一个磁体在所述主体的至少一个外表面附近产生磁场，其中所述至少一个磁体被配置成和布置成用于将所述连接附件固定到包含磁性材料的物体。
12.如权利要求1所述的连接附件，还包括基准板，该基准板可枢转地连接到所述主体，其中所述基准板被配置成和布置成在所述基准板大体水平延伸的静止位置和所述基准板大体垂直延伸的支承位置之间枢转。
13.如权利要求1-12中任一项所述的连接附件，其连接到激光单元。
全文摘要
本发明提供一种用于激光单元的连接附件。该连接附件包括主体；以及球窝接头连接组件，该球窝接头连接组件连接到所述主体，所述球窝接头连接组件被配置成用于将激光单元连接到所述连接附件以使所述激光单元能相对于所述连接附件旋转或倾斜。
文档编号G01C15/00GK102322852SQ20111013831
公开日2012年1月18日 申请日期2007年8月21日 优先权日2006年8月22日
发明者安德烈亚斯.罗斯纳, 拉姆.Y.瓦, 斯蒂芬.赖克尔, 杨继强, 江志清, 维里纳.凯勒, 翁唐霞, 萨布里纳.霍夫曼, 马克.A.德拉博纳, 马克.K.明 申请人:罗伯特.博世有限公司