CN101688773A - 水准工具 - Google Patents

Abstract

一种水准工具，其包括具有限定孔表面的至少一个水准泡开口的主体和至少部分地位于至少一个水准泡开口内并由主体直接支承的水准泡，其中，孔表面构造成增强水准泡的可见性，并且孔表面包括反射性表面修饰。

Description

水准工具

相关申请

本申请要求2007年4月10日提交的美国临时专利申请No.60/922,750在35U.S.C.§119(e)下的优先权，该申请通过引用而结合于本申请中。

技术领域

本发明大体涉及用于指示结构或表面的方位的水准工具。更具体地，本发明涉及构造成支承一个或更多个水准泡(vial)并增强水准泡的可见性的水准工具。

背景技术

如本领域所已知的，水准工具用于指示特定结构或表面相对于参考轴线的方位，该参考轴线诸如大致平行于水平面的水平参考轴线，垂直于水平轴线并且与重力方向大致对齐的垂直参考轴线或者具有其它方位的参考轴线。

典型的水准工具通常包括细长体，其限定一对相对的、大致平行的工作表面和在其中固定水泡(bubble vial)的一个或更多个水准泡开口。水准泡可相对于工作表面在不同方向上排列，以指示结构的方位。例如，垂直水准泡可在垂直于工作表面的方向上排列，而水平水准泡可在平行于工作表面的方向上排列。因此，当一个工作表面接合大致垂直的结构时，气泡在垂直水准泡内大致居中。同样地，当一个工作表面接合大致水平的结构时，气泡在水平水准泡内大致居中。

已知许多组件用于在水准泡开口中安装水准泡，例如包括构造成在水准泡开口中牢固地布置并在其中保持水准泡的塑料或橡胶的插入件、网、板和环。当水准工具的主体是具有中空横截面形状的挤压框架时，通常使用这些水准泡安装组件，但是，应认识到的是，当水准工具主体具有大致实心的横截面形状时也可使用这些水准泡安装组件。例如，如本领域所已知的，提供不同颜色的水准泡安装组件，以便显示装在其中的水准泡。

然而，当处于一些工作状况时，中空框架可易于弯曲、凹陷或者破裂。此外，塑料插入件在使用期间可从水准工具的主体内移出，从而使水准工具的内部暴露于湿气和污染物和/或使水准泡从主体分离。而且，塑料插入件会增加制造成本和/或增加制造水准工具的复杂性。

一些已知的水准工具包括大致实心的铝合金主体，其具有穿过主体形成的水准泡开口；和直接固定在水准泡开口中的水准泡。这些水准工具典型地具有已处理外表面，用于改善水准工具的抗划伤特性、外观或者整体的零件寿命。例如，一些已知的铝合金水准工具进行阳极化处理和/或涂覆，以改善水准工具的美观或者符合制造商的商业包装。然而，当水准泡直接支承在水准泡开口中时，如果在围绕水准泡的区域中或者在水准泡的视线方向上使用了修饰(finish)，则水准工具的外表面上的修饰可能降低水准泡内的液体和气泡的可见性。

实心主体水准仪通常还包括连接到水准泡开口的通道，用于水准泡的安装和进一步支承。典型地，通道的端部填充有硅树脂、蜡或者胶粘剂，以防止水准泡从通道中移出。然而，当水准工具大批量生产时，这些材料的使用会增加装配成本或者导致不一致的产品质量或变化的产品质量。此外，这些材料很难去除以对水准泡进行维护或更换，因此可能增加维护水准工具的费用。

因此，期望提供一种水准工具，其包括具有适合的强度和耐用性以及美学上满意的外观的主体和相对于水准工具主体有效固定的易于可见的水准泡。

发明内容

在本发明的一个方面中，提供一种水准工具，其包括具有限定孔表面的至少一个水准泡开口的主体和至少部分地位于至少一个水准泡开口内并由主体直接支承的水准泡。孔表面构造成增强水准泡的可见性，并包括反射性表面修饰。

在本发明的另一个方面中，提供一种制造水准工具的方法，其包括以下步骤：(a)形成水准工具的主体；(b)在主体内形成至少一个水准泡开口，其中该水准泡开口限定主体的孔表面；(c)将着色修饰施加到主体的至少一部分上；以及(d)在该孔表面的至少一部分上提供反射性表面修饰。

当结合附图并考虑下述说明和权利要求书时，本发明的更多目的、特征和优点将变得明显。

附图说明

图1是示出体现本发明原理的水准仪的顶壁和前侧壁的前透视图；

图2是示出图1所示的水准仪的顶壁和后侧壁的另一透视图；

图3是示出图1所示的水准仪的底壁和后壁的另一透视图；

图4是用于在图1所示水准仪的水准泡开口内进一步固定水准泡的插塞的侧视图；

图5是图4所示的插塞的前视图；

图6是图4所示的插塞的顶视图；

图7是用于在图1所示水准仪的水准泡开口内进一步固定水准泡的另一种插塞的侧视图；

图8是图7所示的插塞的顶视图；

图9是用于在图1所示的水准仪的水准泡开口内进一步固定水准泡的另一种插塞的侧视图；

图10是图9所示的插塞的前视图；以及

图11是图9所示的插塞的顶视图。

具体实施方式

现在参考本发明，图1-3示出根据本发明原理的具有由水准工具的主体直接支承的一个或更多个水准泡的水准工具。应理解的是，水准工具可包括在本实施例中未示出的其它特征，诸如一对位于水准工具的相对端上的端帽、用于夹持水准工具的手柄开口和手柄插入件、用于产生沿着结构或表面的激光束的激光二极管、或者适合用于水准工具中的任何其它特征。

图1示出用于指示结构相对于诸如水平轴线、垂直轴线或其它轴线的参考轴线的方位的水准工具实施例100。水准工具100通常包括主体102，除了开口、通道和在主体102内或者在主体102上形成的或加工出的凹坑以外，该主体在其整个长度上具有大致实心的横截面。主体102优选地由铝合金制成，但是可使用任何其它适合的材料，诸如其它的合金和塑料或复合材料。一个或更多个水准泡开口110形成在主体102中，每个水准泡开口各包含水准泡112。主体102构造成将水准泡112直接支承在水准泡开口110内，并增强水准泡112的可见性，如下文所述。

主体102包括在一对相对面对的端部124，126之间延伸的一对顶壁116和底壁118(图3)和在顶壁116和底壁118之间连接的一对相对面对的侧壁120，122(图2)。顶壁116包括V形槽142，其沿着其纵向长度延伸以便于放置在管道或导管上。在本实施例中，主体102具有大致I形的横截面形状。具体地，顶壁116和底壁118与侧壁120，122配合以分别限定沿着主体102的中心部分的纵向长度延伸的一对相对的上凸缘128和一对相对的下凸缘130。然而，应理解的是，主体102的横截面轮廓可具有任何其它适合的形状，例如，大致矩形的横截面形状。此外，每对凸缘128，130可在主体102的端部124，126附近成渐缩形，如图2所示。如果需要的话，距离标志标记也可沿着一对相对的下凸缘130形成，该标记例如具有公制和英制单位并具有数字以在各个凸缘130上指示离起始标记的距离。

顶壁116和底壁118与侧壁120，122配合以限定主体102的外表面104。例如，主体102的外表面104具有至少一个已处理部分106，以改善水准工具100的美学外观或者耐用性。在本实施例中，主体102的已处理部分106优选地具有着色的铝阳极化修饰，该修饰可采用诸如铬酸阳极化、硫酸阳极化或硬质(hardcoat)阳极化的任何适合的阳极化工艺和诸如电解着色或有机染色的任何适合的着色工艺而获得。例如，已处理部分106可具有较暗的颜色，诸如蓝色。更具体地，已处理部分106可以是水蓝色(aque blue)和/或可具有00CCCC的十六进制码。

可选地，应理解的是，已处理部分106可通过粉末覆盖(coat)、涂覆(paint)或者适合于将覆层施加到铝合金表面上的任何其它的方法形成。此外，尽管图1-3所示的水准工具100包括由已处理部分106大致完全覆盖的外表面104，但是已处理部分106可以可选地包括外表面104面积的更小的或更大的百分比。另外可选地，外表面104可包括具有不同颜色的多个已处理部分106。

外表面104还包括限定一个或更多个工作表面132的一个或更多个部分，当水准工具100用于指示结构的方位时，工作表面132以大致齐平接合的方式与结构接触。工作表面132可至少部分地由已处理部分106限定。在本实施例中，工作表面132由底壁118的外表面限定。此外，顶壁116和底壁118优选地互相平行，以便顶壁116的最外部表面限定第二工作表面132。优选地，工作表面132被铣削或者另外被加工，以例如提供改善的精确度和与结构的水平接触。

如上所述，水准工具100的主体102限定在其中接收水准泡112的多个水准泡开口110。水准泡开口110的每个在侧壁120，122之间完全通过主体102延伸，以允许使用者观察到水准泡112，如图1-3所示。在本实施例中，水准工具100包括沿着主体102的纵向长度均匀间隔开的四个水准泡开口110。两个水准泡开口110支承分别平行于和垂直于工作表面132安装的一对水准泡112，以便水准仪100可指示结构相对于水平轴线或者垂直轴线的方位。其它水准泡开口110支承相对于工作表面132以三十度角和四十五度角安装的一对水准泡112。

如上所述，水准泡112由水准工具100的主体102直接支承在水准泡开口110内，而不是由布置在水准泡开口110中的插入件或其他单独的构件支承。这种构造在主体102和水准泡112之间产生较牢固的且不复杂的连接，因此可改善水准工具100的耐用性和降低制造成本。

尤其，多个通道134形成在主体102中，使得至少一个通道134与水准泡开口110中的各个相交，并与位于相应水准泡开口110内的水准泡112轴向对齐。通道134各具有与水准泡112的直径和形状相对应的直径和形状，使得水准泡112能够通过通道134插入到水准泡开口110内。水准泡112各具有足够长于水准泡开口110的直径的长度，使得一旦水准泡112跨过水准泡开口110插入时各水准泡的第一端137延伸到通道134的一个内并支承在其中。

另外，因为水准工具100具有大致实心的主体102，故各水准泡开口110限定孔表面108。各孔表面108具有凹坑136，其形成在孔表面108中，并且与相交于水准泡开口110的相应通道134直接相对。因此，各凹坑136与相应的水准泡112和相应的通道134对齐，用于接收和支承相应水准泡112的第二端139。凹坑136各具有与水准泡112的直径和形状相对应的直径和形状，以便一旦水准泡112插入水准泡开口110时，水准泡的第二端139在水准泡开口110内直接牢固地位靠主体102。

如上所述，主体102的孔表面108构造成以便增强固定在相应水准泡开口110内的水准泡112的可见性。优选地，孔表面108具有适合于将光反射到水准泡112上的表面修饰，并且更优选地具有反光性能比已处理部分106的表面修饰更好的表面修饰。例如，孔表面108可以是未处理的反光表面，诸如未处理的金属表面，其在加工和/或抛光时具有天然的反射性表面修饰。可选地，孔表面108可以是已处理的反光表面，诸如覆盖有、涂覆有或染有较浅颜色的表面，以产生适合于将光反射到水准泡12上的表面修饰。在本实施例中，铝合金主体102的孔表面108是具有大致光滑的且反射性的铝修饰的加工面。相比于施加到主体102的已处理部分106上的着色阳极化修饰，这种表面修饰更适合于将光反射到水准泡112上。

主体102还包括多个观察窗133，其形成在顶壁116和底壁118中并与一个或更多个相应的水准泡开口110相交。因此，例如，当由底壁118的外表面限定的工作表面132接合结构时，使用者可在面对顶壁116时通过形成在顶壁116中的观察窗133观察一个或更多个水准泡112。

水准工具100还包括多个插塞140，用于在水准泡开口110内进一步固定水准泡112，如图1-2所示。插塞140各位于一个通道134内，以防止水准泡112在使用水准工具100期间通过通道134不期望地移动。优选地，插塞140各构造成与通道134形成干涉配合，但是插塞140可另外地或可选地通过粘合剂或其他紧固方式固定到主体102上。此外，插塞140可预成形，以符合顶壁116的横截面轮廓，包括槽142。在本实施例中，例如，水准工具100包括三种插塞140a，140b和140c，如图4-11所示。插塞140a，140b和140c各具有大致圆柱形的横截面形状，并且在其一端限定与形成在主体102的顶壁116上的槽142大致齐平的槽。插塞140各优选地由有机聚合物制成，而不是胶粘剂、蜡或硅树脂。例如，插塞140优选地由下列材料中的一种制成：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)。

如图3所示，水准工具100还可包括由主体102支承的多个磁性插入件146，用于将水准工具可释放地固定到待测量的含铁构件上。例如，磁性插入件146各位于形成在底壁118中的孔148内。磁性插入件146可通过干涉配合或通过粘合剂或其他固定方式固定在孔148内。磁性插入件146优选地具有适合于通过磁性引力将水准工具100暂时固定到待测量的含铁构件上的类型和尺寸。更具体地，磁性插入件146优选地各具有有效的强度，使得磁性插入件能够在水准工具100接合垂直定向的含铁结构时总体上支承水准工具100的重量，并且在需要时并不显著地妨碍从含铁结构上移开水准工具100。

在本实施例中，水准工具100优选地通过将铝合金坯加工成图1-3所示的主体102的大体形状制成。更具体地，主体102首先从实心铝合金坯，例如6000系列的铝合金，利用CNC加工或成形，以包括凸缘128，130、水准泡开口110、观察窗133、通道134、凹坑136和槽142。可选地，应理解的是，主体102可通过挤压工艺、铸造工艺或任何其它适合的工艺由铝合金形成。然后，对主体102进行阳极化处理，以使着色的阳极化修饰覆盖主体的所有暴露表面，包括外表面104和孔表面108。

接着，包括凹坑136的孔表面108和限定工作表面132的外表面104的部分均被铣削，以去除阳极化修饰。尤其，铣削孔表面108，以具有适合于将光反射到水准泡112上的大致光滑的且反射性的铝修饰，该铝修饰可在颜色上比阳极化修饰浅。可选地，阳极化修饰可通过诸如激光刻蚀的其它适合的方法从孔表面108上去除。因此，在本实施例中，在对主体102进行阳极化处理之前，对水准泡开口110进行加工，然后通过适合的方法将阳极化修饰从孔表面108上去除。

主体102还可经过激光刻蚀或其他适合的工艺，以在侧壁120，122上形成距离标志标记，包括尺寸标志和数字，或其它期望的文字和符号。然后，水准泡112通过通道134插入到水准泡开口110内，使得水准泡的第二端139接收在形成在孔表面108中的相应凹坑136中以及水准泡的第一端137延伸到相应通道134内。最后，一旦水准泡112插入到水准泡开口110内，插塞140插入在通道134中，以便关闭通道并将水准泡112固定在水准泡开口110内。

在另一个实施例中，在对主体102进行阳极化处理、粉末覆盖或者涂覆以形成已处理部分106之前，孔表面108覆盖有保护性盖子或覆层。尤其，水准工具100通过将铝合金坯加工成主体102的形状制成，包括凸缘128，130、水准泡开口110、观察窗133、通道134、凹坑136和槽142。此外，铣削孔表面108，以具有适合于将光反射到水准泡112上的大致光滑的且反射性的铝修饰。在对主体102进行阳极化处理、粉末覆盖或者涂覆以形成已处理部分106之前，孔表面108覆盖有保护性盖子以防止孔表面被处理。因此，孔表面108保持它们的光滑的且反射性的铝修饰。

在另一个实施例中，在对主体102进行阳极化处理之后对水准泡开口110进行加工。尤其，至少除了水准泡开口110外，水准工具100通过将铝合金坯加工成主体102的大体形状而制成。然后，对主体102进行阳极化处理、粉末覆盖或者涂覆以形成已处理部分106。接着，在主体102上加工和/或铣削水准泡开口110以及还可能铣削观察窗133，通道134和工作表面132。因此，孔表面108可形成有适合于将光反射到水准泡112上的光滑的且反射性的铝修饰。

在又一个实施例中，在对主体102进行阳极化处理、粉末覆盖或者涂覆以形成已处理部分106之前，覆盖和/或涂覆孔表面108以提供适合于将光反射到水准泡112上的修饰。因此，在对主体102进行阳极化处理、粉末覆盖或者涂覆以形成已处理部分106之前，孔表面108覆盖有保护性的盖子或覆层。另外可选地，在对主体102进行阳极化处理、粉末覆盖或者涂覆以形成已处理部分106之后，覆盖和/或涂覆孔表面108以提供适合于将光反射到水准泡112上的修饰。

尽管已经通过优选实施例说明了本发明，但是应当理解的是，本发明当然不局限于此，这是因为尤其基于上述教导，本领域技术人员可对本发明进行改进。

Claims (24)

1.一种水准工具，其包括：

主体，其包括限定孔表面的至少一个水准泡开口；和

水准泡，其至少部分地位于所述至少一个水准泡开口内，并且由所述主体直接支承，

其中，所述孔表面构造成用于增强所述水准泡的可见性，并且所述孔表面包括反射性表面修饰。

2.根据权利要求1所述的水准工具，其特征在于，所述反射性表面修饰是未处理的反射性表面修饰。

3.根据权利要求1所述的水准工具，其特征在于，所述孔表面是包括未处理的反射性表面修饰的加工表面。

4.根据权利要求1所述的水准工具，其特征在于，所述加工表面是包括大致光滑的且反射性的铝修饰的经加工的铝表面。

5.根据权利要求1所述的水准工具，其特征在于，所述反射性表面修饰是已处理的反射性表面修饰。

6.根据权利要求1所述的水准工具，其特征在于，所述已处理的反射性表面修饰选自覆盖的反射性表面修饰、涂覆的反射性表面修饰和染色的反射性表面修饰。

7.根据权利要求1所述的水准工具，其特征在于，所述主体的外表面具有包括着色修饰的至少一个已处理部分，所述孔表面的反射性表面修饰比所述着色修饰更具有反射性。

8.根据权利要求1所述的水准工具，其特征在于，所述水准工具还包括：

至少一个通道，其形成在所述主体中，使得所述至少一个通道与所述至少一个水准泡开口相交并与所述水准泡轴向对齐；和

插塞，其位于所述至少一个通道内以固定所述水准泡，所述插塞在其一端预成形以大致符合所述主体的顶壁的横截面轮廓。

9.根据权利要求8所述的水准工具，其特征在于，所述插塞由有机聚合物制成。

10.根据权利要求8所述的水准工具，其特征在于，所述插塞构造成用于与所述至少一个通道形成干涉配合。

11.一种制造水准工具的方法，其包括以下步骤：

(a)形成所述水准工具的主体；

(b)在所述主体中形成至少一个水准泡开口，其中，所述水准泡开口限定所述主体的孔表面；

(c)将着色修饰施加到在所述主体的至少一部分上；以及

(d)在所述孔表面的至少一部分上提供反射性表面修饰。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)在所述步骤(c)之前执行。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)在所述步骤(c)之后执行。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)在所述步骤(d)之前执行。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括覆盖所述反射性修饰的步骤(e)，其中，所述步骤(c)在步骤(d)和步骤(e)之后执行。

16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤(a)中的所述形成至少部分地通过对铝合金坯进行加工、挤压或者铸造而实现。

17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中的所述形成至少部分地通过加工工艺而实现。

18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤(c)中的所述施加至少部分地通过阳极化处理工艺、覆盖工艺或涂覆工艺而实现。

19.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤(c)中的所述施加包括将所述着色修饰施加到所述孔表面的至少一部分上，在步骤(d)中的所述提供至少部分地通过对所述孔表面的至少一部分进行加工以去除所述着色修饰并形成所述反射性表面修饰而实现。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述反射性表面修饰是大致光滑的且反射性的铝修饰。

21.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤(c)中的所述施加包括将所述着色修饰施加到所述孔表面的至少一部分上，在步骤(d)中的所述提供至少部分地通过对所述孔表面的至少一部分进行激光刻蚀以去除所述着色修饰而实现。

22.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中的所述提供至少部分地通过覆盖所述孔表面的至少一部分以形成反射性表面修饰而实现。

23.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中的所述提供至少部分地通过涂覆所述孔表面的至少一部分上以形成反射性表面修饰而实现。

24.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

(f)在所述主体内形成与所述至少一个水准泡开口相交的至少一个通道；

(g)经由所述至少一个通道将水准泡插入在所述至少一个水准泡开口中；和

(h)将插塞插入在所述通道中，以便关闭所述通道并将所述水准泡固定在所述至少一个水准泡开口内，其中，所述插塞在其一端预成形以大致符合所述主体的顶壁的横截面轮廓。

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