专利名称：电动灯泡变换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种远程接近工具。更具体地说，本发明涉及一种设计成用来拆卸或更换固定在各种角度和高度处并且从地面处无法接触到的灯泡的电动装置。
背景技术：
已经有许多灯泡拆卸工具被授予了专利，它们一定程度地解决了与从远处更换灯泡有关的问题。一个这类问题是可接近性。高空灯具被特地定位到接触范围之外就是为了降低与热灼伤和会导致球形玻璃破裂的意外接触有关的危险。另一个问题源于必须要从这些远处位置如从枝形吊灯和吊灯装置中在各种角度下取出和更换灯泡。还有一个问题是用于在不同距离处接触灯泡的手柄的可调节性。
Allen的美国专利No.1514814公开了一种具有可枢轴转动地连接到滑动件上的灯泡夹紧臂的电灯泡夹持器，其中该滑动件可使灯泡夹紧臂在灯泡的周围展开，然后可收拢以夹紧灯泡。一旦使用者夹紧了灯泡，她必须旋转整个灯泡夹持器以旋紧或者旋松灯泡。另外，该专利中的手柄不具备柔性臂以接触到处于一定角度下的灯泡。
Maki的美国专利No.2983541公开了一种用于从插座中拆下灯泡和将灯泡安装到插座中的装置。具体来说，Maki提出的装置包括带有弯曲臂以接触到处于不同角度下的灯泡的固定杆。该专利公开了可使用一种可弯曲且可旋转的位于弯曲臂中的螺旋操纵件。然而，由于具有固定杆，Maki提出的装置不允许使用者将杆调节到不同的高度。而且，使用者必须使用气泡(air bulb)来在接合罩中产生吸力，从而与灯泡相接合。这对使用者来说是不方便的，因为无法调节接合罩来与不同尺寸的灯泡相接合。
Negley的美国专利No.2616743公开了一种具有刚性手柄和连接到该手柄上的弯曲臂的灯泡变换装置。虽然该灯泡变换装置使得使用者可以弯曲曲臂以便与不同角度下的灯泡相接合，但是该灯泡变换装置不允许使用者将手柄调整到不同的高度。另外，Negley提出的该灯泡变换装置不能让使用者调节该机构以适应不同尺寸的灯泡。
Rozelle等人的美国专利No.1202432和No.1201506都公开了一种用于安装和拆卸电灯泡的可调装置。具体来说，这些专利所提出的装置使用了杆，该杆具有可围绕紧固螺钉枢轴转动以便接触到处于不同角度下的灯泡的部分。然而，通过旋紧紧固螺钉以锁住枢轴转动部分对使用者来说是比较麻烦的，这是因为使用者必须使用螺丝刀或者一些其它的外部工具来锁住枢轴。另外，该专利中提出的杆也可调节，以接触到不同高度处的灯泡，但是将杆锁定于希望高度处的机构是有局限性的。防止杆滑动的机构包括沿着杆设置且构造成可滑入到切入于杆外表面中的接合槽内的销。因此，使用者只能将杆调整到一定的高度，如果灯泡处于与杆上任何可用位置不对应的高度处就会有麻烦。
发明内容
本发明的一个方面是一种可选择地上紧或松开灯泡的工具。该工具包括用于夹紧灯泡的机构，该夹紧机构构造成具有可调节的尺寸，以便夹紧相应尺寸的灯泡。该工具包括用于促动夹紧机构的机构。该促动机构构造成可与夹紧机构进行远程通信，其中，促动机构可发出控制信号，以使夹紧机构在第一方向和第二方向上运动。该工具还包括用于将夹紧机构设定成所希望的构造以与灯泡接合的机构。该设定机构与夹紧机构相连。该设定机构还包括用于改变上述可调尺寸的机构。该改变机构与促动机构相连。控制信号优选从促动机构无线地发送给夹紧机构。在一个备选实施例中，夹紧机构和促动机构通过电线彼此相连。夹紧机构和促动机构优选与管状件相连。该工具还包括用于将电线紧固到管状件上的机构，其中该管状件的总长能够被选择性地调节。促动机构优选由直流电压源供电，或者由交流电压源供电。
本发明的另一个方面是一种灯泡变换工具，其包括构造成可与灯泡接合的电动夹紧机构。该电动夹紧机构构造成沿着轴线，并且可沿第一方向和第二方向促动。该工具包括构造成可与该电动夹紧机构进行远程通信的电子驱动单元。该电子驱动单元发出控制信号来驱动电动夹紧机构，以便在第一方向和第二方向上选择性地运动。该工具还包括可将电动夹紧机构定位成所希望的构造以与灯泡接合的臂件。该臂件与电动夹紧机构相连。该电动夹紧机构还包括构造成可使电动夹紧机构在第一方向上围绕轴线旋转的旋转机构。该电动夹紧机构还包括多个可被弹性推动的指状物。该工具还包括构造成可在第二方向上促动电动夹紧机构的调节机构。控制信号由电子驱动单元无线地发送给电动夹紧机构。电动夹紧机构和电子驱动单元也可以通过电线彼此相连。电动夹紧机构和电子驱动单元优选与管状件相连。该工具还包括将电线紧固到管状件上的夹子。该电子驱动单元优选由直流电压源供电，或者由交流电压源供电。
本发明的又一个方面是一种组装灯泡变换工具的方法。该方法包括提供构造成可与灯泡接合的夹紧机构的步骤，其中该夹紧机构具有可调节的尺寸。该方法包括提供可与夹紧机构进行远程通信的驱动单元，其中该驱动单元发出控制信号以电气式促动夹紧机构，从而在第一方向和第二方向上促动该夹紧机构。该方法还包括将调节臂连接到夹紧机构上的步骤，借此该调节臂构造成可将夹紧机构调节到相对于灯泡的理想位置。该方法还包括将夹紧机构和驱动单元与管状件相连的步骤。控制信号优选从驱动单元无线地发送给夹紧机构。该方法还包括通过电线将夹紧机构和驱动单元彼此相连的步骤。该方法还包括用夹子将电线紧固到管状件上。
附图简介
图1A显示了根据本发明的带有杆的电动灯泡变换装置的一个备选实施例的侧视图。
图1B显示了根据本发明的带有杆的电动灯泡变换装置的一个备选实施例的侧视图。
图2显示了根据本发明的电动灯泡变换装置的单个部件的备选图3A显示了根据本发明的夹紧机构的备选实施例的截面图。
图3B显示了根据本发明的指状物的优选实施例的截面图。
图4显示了根据本发明的电动灯泡变换装置的单个部件的优选图5显示了根据本发明的夹紧机构的优选实施例的截面图。
优选实施例的详细描述图1A显示了根据本发明的带有杆的电动灯泡变换装置的一个备选实施例的侧视图。通常来说，电动灯泡变换装置100包括夹紧机构102，其具有一组指状物120、电动机单元104、具有一对臂件112A和112B(图2)的臂单元112，以及连接臂113。另外，灯泡变换装置100包括驱动或动力单元106，该驱动单元106通过电线108与夹紧机构102相连。如下文将具体描述的那样，在本发明的优选实施例中，驱动单元106可进行无线通讯，以便控制自供电的夹紧机构102。图1A所示的电动灯泡变换装置100与杆99相接合，该杆99使得使用者可以变换处于各种角度和高度下的灯泡96，否则很难从地面上接触到这些灯泡。尽管不是必需的，然而杆99的长度优选是可以调节的。在于2002年8月12日申请的题为“灯泡变换装置”的共同未决的美国专利申请No._________中描述了可调杆99的详细情况，该申请通过引用结合于本文中。本领域中已知的任何其它的可调杆99均可结合到本发明中使用。
图2显示了根据本发明的电动灯泡变换装置100的单个部件的备选实施例的透视图。图2显示了夹紧机构102，其具有电动机单元104、接头116、两个臂件112A和112B、连接臂113、电线108和驱动单元106。如图2所示，电动机单元104连接到两个可调臂件或部件112A和112B上。或者，可以有任何数量的可调臂件112连接到电动机单元104上。可调臂件112允许使用者可以通过彼此之间的旋转和移动来将夹紧机构102设定成所希望的构造。
电动机单元104连接到上臂件112A上。上臂件112A连接到下臂件112B上。下臂件112B连接到连接臂113上。优选使用一组按压锁定按钮114来使电动机单元104、臂件112A和112B以及连接臂113可在任何角度下相互间可调。或者，可使用一组拉出锁定按钮来使电动机单元104、臂件112A和112B以及连接臂113可在任何角度下相互间可调。优选的是，当按下或松开按钮114时，上臂件112A和下臂件112B相互间可调。相反，当按钮114处于锁定位置时，电动机单元104、上臂件112A和下臂件112B不可调节。因此，当松开按钮114时，使用者能够将臂件112A和112B定位成所希望的构造，然后可旋紧按钮114，并通过使按钮设定在锁定位置来使臂件112A和112B保持该构造。或者，可以使用任何其它的可将驱动单元106、上臂件112A、下臂件112B和连接臂113相互间紧固和松开的装置，包括但不限于可旋转地松开和紧固的按钮、销、螺钉和螺栓。图2中所示的连接臂113包括用来容纳杆99的端部99A的开孔118。这样，夹紧机构102与用来接触灯泡96的杆99的端部99A接合。
在图2中显示了与电动机单元104相连的驱动单元106。驱动单元106连接在杆99的端部99B上或其附近，该端部99B与优选同夹紧机构102相连的端部99A相反。如图1A所示，驱动单元106优选通过一组夹子130与杆99相连，这将在下文中讨论。或者，如图1B所示，驱动单元106′和将驱动单元106′连接到电动机单元104上的电线108′构造成集成到杆99中。驱动单元106包括多个允许使用者驱动夹紧机构102的按钮。如下文将更具体讨论的那样，夹紧机构102可围绕轴线97(图3A)旋转，并构造成可与在相对朝向的指状物120(图3A)之间具有不同尺寸以便与不同尺寸的灯泡96相接合的配件一起使用。驱动单元106可控制夹紧机构102的运动和运动方向。这样，驱动单元106向电动机单元104中的电动机98提供预定的电压和/或电流，使夹紧机构102执行所希望的运动。这样，驱动单元106中的电路(未示出)向电动机98提供预定的电压，从而促动或驱动夹紧机构102沿顺时针方向运动。类似地，驱动单元106中的电路(未示出)向电动机98提供另一个预定的电压，从而驱动夹紧机构102沿逆时针方向运动。驱动单元106由直流电压如电池供能。或者，驱动单元106由交流电压如插到墙上插座中来供能。驱动单元106还通过电线108提供动力以使电动机98运转。如下文要具体讨论的那样，在本发明的优选实施例中，电动机98的电源设于连接臂113中。
在图2中显示了处于下臂件112B和驱动单元106之间的电线108。虽然在图2中显示为进入到下臂件112B中，但是电线108可连接到电动机单元104中的电动机98(图3A)上。虽然显示的是电线108将驱动单元106和电动机单元104相连，然而也可以使用其它的通信手段，包括但不限于红外线、射频和光学手段。如下文要具体描述的那样，在本发明的优选实施例中，驱动单元106优选用红外线手段与电动机单元104进行通信。电线108通过夹子130(图1A)固定到杆99上。由于在电动机单元104和驱动单元106之间沿着杆99的长度需要有足够量的电线108，因此夹子130的数量随电线108的长度和杆99的长度而变化。夹子130本身是钩环型夹子，或者是通常所说的Velcro，然而也可以使用任何其它类型的夹子130。
图3A显示了根据本发明的夹紧机构102的截面图。夹紧机构102包括电动机单元104，以及带有一组与电动机单元104相连的指状物120的配件119。电动机单元104包括位于其壳体128内的步进电动机98，其中电动机98通过电线108与驱动单元106相连。或者，电动机98可以是任何本领域已知的其它适当类型的电动机，包括但不限于螺线管或者直流电压型电动机。夹紧机构102包括构造成可牢固地容纳并固定夹紧配件119的接头116。可使用不同尺寸的配件119来变换不同尺寸的灯泡。
在一个备选实施例中，电动机98控制着沿轴线97延伸到电动机98顶部之外的接头116。在该备选实施例中，根据向电动机98提供的预定电压，接头116在电动机98的控制下沿着轴线97向下和向上运动，从而展开或收紧指状物120。另外，取决于向电动机98提供的预定电压，接头116围绕轴线97沿顺时针和逆时针方向旋转。
图4显示了优选实施例的无线式通信的驱动单元206和电动机单元204。驱动单元206向连接臂213中的红外信号接收器308发送控制信号，从而控制电动机单元204的操作。优选的是，驱动单元206安装在杆99的底部，而电动机单元204安装杆99的顶部。驱动单元206还优选通过包含在其壳体内的电池而自供应动力。
优选实施例的夹紧机构202包括无线控制的电动机单元204、臂件212A和212B、连接臂213、按钮214、接头205和开孔218。臂件212A和212B、按钮214、接头215和开孔218都优选如上面关于图2所述地操作。
图5显示了电动机单元204的优选实施例的截面图。如图5所示，电动机单元204与臂件212相连，而臂件212与连接臂213相连。电动机单元204优选包括步进电动机298。或者，电动机298可以是本领域已知的任何其它适当类型的电动机。控制臂213包括位于其壳体内的控制单元306，以及构造成可固定一个或者多个电池302以向电动机298和控制单元306供能的电池腔300。可通过电池门304来更换电池302。夹紧机构202包括构造成可牢固地容纳并固定夹紧配件119的接头216。如上所述，可使用不同尺寸的配件119来变换不同尺寸的灯泡。
控制单元306包括红外信号接收器308，其可接收来自驱动单元206的控制信号以控制电动机298的运转。根据从驱动单元206中接收到的控制信号，控制单元306便可控制电动机298的运转，使之沿顺时针或逆时针方向转动。如图5所示，电动机单元204、臂件212和控制臂213均优选包括一组触点132，它们用于在连接臂213和电动机单元204之间提供电流，以向电动机298提供动力和控制信号。具有触点132的任何数量的臂件212也可优选在连接臂213和电动机单元204之间连接在一起。或者，连接臂213可通过电线(未示出)向电动机单元204提供电流。
如图3A和3B所示的夹紧配件包括用于夹紧灯泡96的一组若干个指状物120。夹紧配件119′优选包括如图3B所示的延伸并用于夹住灯泡96的四个指状物120′。另外，优选的夹紧配件119′包括用于将夹紧配件119′接合到接头116(图3A)上的夹紧配件开孔134。或者，如图3A所示，指状物120以八边形的样式延伸，在各指状物120的内表面上带有衬垫122，以便帮助夹紧灯泡96。或者，可以使用任何其它数量的指状物120来夹紧灯泡96。或者，可用粘合剂如胶水将各衬垫122设置并粘附到每一指状物120的内部。或者，可使用任何其它适当的手段来将衬垫122连接到指状物120上。或者，可收紧或弹性地推动指状物120以便紧密地安装在灯泡96上，从而将灯泡96从其灯座上旋紧或者旋松。如图3A和图5所示，各指状物120的外形均使指状物120的一部分在靠近接头116处与轴线97平行，并且在远离轴线97的向外方向上逐渐延伸到用来衬垫粘附122的区域。另外，各指状物120优选由弹性材料制成，以允许指状物12可根据灯泡96的尺寸来彼此相向或者相背地弯曲。
夹紧机构202优选能够围绕轴线97旋转，从而使指状物120旋转并与由电动机298驱动的接头216进行通信。这样，夹紧机构202能够相对于轴线97沿顺时针方向或逆时针方向旋转。换句话说，夹紧机构202优选根据控制单元306从驱动单元206中接收到的控制信号而顺时针或者逆时针旋转。这样，当由控制单元306促动时，电动机298便使接头216围绕轴线97旋转，从而使指状物120随着接头216一起旋转。指状物120沿顺时针方向的旋转允许使用者旋紧灯泡96(图1A)。与此相反，指状物120沿逆时针方向的旋转允许使用者旋松灯泡96(图1A)。应当注意到，指状物120的组沿顺时针或者逆时针方向的旋转与夹紧机构202和杆99的构造或位置无关。
在备选实施例中，如图3A所示，夹紧机构102也能够沿另一个方向运动，使得相对朝向的指状物120之间的距离或者尺寸可变化或者调节，以允许夹紧机构102夹紧不同尺寸的灯泡96或与之接合。如图3A所示，夹紧机构102中的每一个指状物120都具有安装在接头116之下的突出部124。如上所述，接头116位于电动机单元104内，并且可沿着轴线97上下运动。另外，在本实施例中，接头116可根据驱动单元106向电动机98提供的电压量而沿着轴线97运动到任意位置。驱动单元106向电动机98提供的预定电压可使接头116沿着轴线97向上运动。与此相反，驱动单元106向电动机98提供的不同的预定电压可使接头116沿着轴线97向下运动。
如图3A所示，指状物120具有向外延伸的构造，并且位置邻近电动机单元104的壳体128。由于指状物120与接头116相连，接头116沿着轴线97的向下运动使得各指状物120的外表面轮廓彼此相向地运动且移向轴线97本身。这样，驱动单元106提供的使接头116向下运动的电压使得相对朝向的指状物120之间的尺寸减小。与此相反，由于各指状物120的外形在远离轴线97的向外方向上逐渐延伸，在接头沿着轴线97向上运动时，相对朝向的指状物自然会移离轴线97。这样，驱动单元106提供的使接头116向上运动的电压使得相对朝向的指状物120之间的尺寸增加。因此，电动机单元104的壳体128内的接头116的位置变化可以调节指状物120之间的尺寸或者间距，以允许夹紧机构102夹紧从泛光灯到圣诞节用灯泡的范围内的不同尺寸的灯泡96。
下文将讨论旋紧灯泡96的操作。在操作中，如图1所示，使用者用一组夹子130将具有开孔118的下臂件112连接到杆99的一端99A。然后使用者将驱动单元106连接到杆99的另一端99B。然后使用者如上所述地用适当数量的夹子将电线紧固在电动机单元104和驱动单元106之间。应当理解，优选实施例中的驱动单元206和电动机单元204以类似的方式与杆99相连，而未使用电线108。一旦电动灯泡变换装置100与杆99相连并被充分地紧固住，就可以使用按钮114来将臂件112和连接臂113调节成所希望的构造。一旦获得所希望的构造，使用者便按下或拉起按钮114，使得夹紧机构102可接触到容纳了灯泡96的插座。如果需要的话，使用者可以调节灯泡变换装置100的长度。然后使用者将指状物120定位到灯泡96的周围，并且与灯泡96相接合。优选通过将适当尺寸的夹紧配件119′(图3B)连接到接头116上来完成此项操作。或者，可通过按下驱动单元106上相应按钮来完成此项操作，其中驱动单元106可提供适当的电压来促动接头116。一旦使灯泡96接合到夹紧机构102中，使用者便可将灯泡放入到对应的插座中(图1A)，并按下驱动单元106上的相应按钮来促动夹紧机构102。驱动单元106所施加的电压使得电动机98和接头116顺时针旋转。接头116的运动使得指状物120相应地旋转。这样，电动机98和接头116的顺时针旋转使得指状物120可在臂件112的任何方位下顺时针旋转。通过相同的方法来完成旋松灯泡96的操作，不同的是，使用者按下驱动单元106上的按钮来使夹紧机构102逆时针旋转。
在上文中已经就结合了细节的具体实施例来描述了本发明，以便于理解本发明的结构原理和操作。这里对其具体实施例和细节的这种引用并不意味着限制了所附权利要求的范围。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可对为说明而选择的实施例进行可能的修改。
权利要求
1.一种用于选择性地上紧或松开灯泡的工具，包括a.用于夹紧灯泡的机构，所述夹紧机构构造成具有可调的尺寸以夹紧相应尺寸的灯泡；和b.用于促动所述夹紧机构的机构，所述促动机构构造成可与所述夹紧机构进行远程通信，其中，所述促动机构发出控制信号，使所述夹紧机构在第一方向和第二方向上运动。
2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述工具还包括将所述夹紧机构设置成所希望的构造以与灯泡相接合的机构，所述设定机构与所述夹紧机构相连。
3.根据权利要求2所述的工具，其特征在于，所述设定机构还包括用于改变所述可调尺寸的机构，所述改变机构与所述促动机构相连。
4.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述控制信号从所述促动机构无线地发送给所述夹紧机构。
5.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述夹紧机构和促动机构通过电线彼此相连。
6.根据权利要求5所述的工具，其特征在于，所述夹紧机构和促动机构与管状件相连。
7.根据权利要求6所述的工具，其特征在于，所述工具还包括用于将电线紧固到所述管状件上的机构。
8.根据权利要求6所述的工具，其特征在于，所述工具还包括用于选择性地调节所述管状件的总长度的机构。
9.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述促动机构由直流电压源供电。
10.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述促动机构由交流电压源供电。
11.一种灯泡变换工具，包括a.构造成与灯泡相接合的电动夹紧机构，所述电动夹紧机构构造成沿着轴线，并可在第一方向和第二方向上促动；和b.构造成可与所述电动夹紧机构进行远程通信的电子驱动单元，其中所述电子驱动单元发出控制信号来驱动所述电动夹紧机构，从而可选择地在第一方向和第二方向上运动。
12.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述工具还包括用于将所述电动夹紧机构定位成所希望的构造以与灯泡相接合的臂件，所述臂件与所述电动夹紧机构相连。
13.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述电动夹紧机构还包括构造成可使所述电动夹紧机构在所述第一方向上围绕所述轴线旋转的旋转机构。
14.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述电动夹紧机构还包括多个可被弹性推动的指状物。
15.根据权利要求14所述的工具，其特征在于，所述工具还包括构造成在可在所述第二方向上促动所述电动夹紧机构的调节机构，所述调节机构使得所述多个可被弹性推动的指状物中的至少两个朝向和远离所述轴线促动。
16.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述控制信号从所述电子驱动单元无线地发送给所述电动夹紧机构。
17.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述电动夹紧机构和电子驱动单元通过电线彼此相连。
18.根据权利要求17所述的工具，其特征在于，所述电动夹紧机构和电子驱动单元与管状件相连。
19.根据权利要求18所述的工具，其特征在于，所述工具还包括将电线紧固到所述管状件上的夹子。
20.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述电子驱动单元由直流电压源供电。
21.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述电子驱动单元由交流电压源供电。
22.一种组装灯泡变换工具的方法，所述方法包括步骤a.提供构造成可与灯泡相接合的夹紧机构，所述夹紧机构具有可调的尺寸；和b.提供与所述夹紧机构进行远程通信的驱动单元，所述驱动单元发出控制信号，从而电气式促动所述夹紧机构以在第一方向和第二方向上运动。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将调节臂连接到所述夹紧机构上的步骤，所述调节臂构造成可将所述夹紧机构调节到相对于灯泡的所希望的位置。
24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述夹紧机构和驱动单元与管状件相连的步骤。
25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述控制信号从所述驱动单元无线地发送给所述夹紧机构。
26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过电线将夹紧机构和驱动单元彼此相连的步骤。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括用夹子将电线紧固到所述管状件上。
全文摘要
一种灯泡变换工具，其包括构造成可与灯泡接合的电动夹紧机构，该电动夹紧机构沿着轴线来构造，并且构造成可在第一方向和第二方向上促动；以及构造成可与该电动夹紧机构进行远程通信的电子驱动单元，其中，该电子驱动单元发出控制信号来驱动电动夹紧机构，使之选择性地在第一方向和第二方向上运动。该工具还包括将电动夹紧机构定位成所希望的构造以与灯泡接合的臂件，其中该臂件与电动夹紧机构相连。该电动夹紧机构还包括构造成使电动夹紧机构在第一方向上围绕轴线旋转的旋转机构。
文档编号B25B9/00GK1688416SQ03823821
公开日2005年10月26日 申请日期2003年8月7日 优先权日2002年8月12日
发明者R·L·约翰逊, N·苏加诺 申请人:瓦吉克公司