CN101711344B - 夹持水准仪工具 - Google Patents

Abstract

夹持水准仪工具包括主体和安置于主体的一端处的夹持部分。夹持部分包括第一臂和第二臂，第一臂具有多个间隔开的接触表面，且第二臂具有紧固构件。第一臂和第二臂限定开口用于接纳工件的一部分。多个间隔开的接触表面和紧固构件协同工作以可释放地夹持在开口中所接纳的工件的部分。

Description

夹持水准仪工具

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.§119(e)，本专利文献主张在2007年5月4日提交的临时美国专利申请第60/927,661号的提交日的优先权，该专利以引用的方式结合到本文中。

技术领域

本发明大体而言涉及用于指示出工件方位的水准仪工具(leveltool)。更具体而言，本发明涉及被配置成夹持到工件的水准仪工具。

背景技术

如本领域中已知的情况，水准仪工具用于指示出工件、表面或结构相对于参考轴线的方位，参考轴线诸如为大体上平行于地平线的水平参考轴线、垂直于水平轴线且大体上与重力方向对准的竖直参考轴线、或者具有其它方位的参考轴线。

典型的水准仪工具大体上包括细长主体，细长主体限定至少一个外工作表面和一个或更多个瓶开口，且气泡瓶(bubble vial)固定于瓶开口中。瓶可相对于工作表面在不同方向上对准，用以指示工件的方位。举例而言，垂直瓶(plumb vial)可在垂直于工作表面的方向上对准，且水准瓶(level vial)可在平行于工作表面的方向上对准。因此，当工作表面接合大体上竖直的工件时，空气泡大体上在垂直瓶内居中。同样，当工作表面接合大体上水平的工件时，空气泡大体上在水准瓶中大体上居中。

某些当前已知的水准仪工具还包括用于将水准仪端部夹持到工件上的器械，使得使用者可操纵该工件而无需同时握持到水准仪上，如在美国专利第6,839,973号和美国专利第D509,158号中所示。举例而言，这种水准仪工具可用于使电导管弯曲，如在美国专利第6,839,973号中所述。在弯曲操作中，需要将水准仪固定到电导管端部，使得使用者可使电导管弯曲成所希望的配置并且监视弯曲角而无需同时握持并操纵水准仪。但是，已知的水准仪工具未能提供用于将水准仪端部夹持到工件上的最有效和牢固的器械。

因此需要提供一种改进的水准仪工具，其能较为牢固地夹持到工件。

发明内容

在本发明的一个方面，提供一种水准仪工具，其包括主体和安置于主体一端处的夹持部分。夹持部分包括第一臂和第二臂，第一臂具有多个间隔开的接触表面且第二臂具有紧固构件。第一臂和第二臂限定开口用于接纳工件的一部分。多个间隔开的接触表面和紧固构件协同工作以可释放地夹持住在开口中所接纳的工件的部分。

在本发明的另一方面，提供一种水准仪工具，其包括主体和从主体的一端延伸的一对臂，该一对臂包括具有相对地面对着的内表面的第一臂和第二臂，相对地面对着的内表面在第一臂与第二臂之间限定开口用于接纳工件的一部分。第一臂的内表面被成形为具有多个共面的、间隔开的接触表面。紧固构件在操作上耦接到第二臂，并且抵靠着接触表面而可释放地接合工件的部分。

当结合附图理解时，通过考虑下文的描述和所附权利要求书，本发明的其它目的、特点和优点将显而易见。

附图说明

图1是示出体现本发明原理的水准仪的顶部正面透视图；

图2是图1所示的水准仪的正面立视图；

图3是图1所示的水准仪的顶部平面图；

图4是图1所示的水准仪的底部平面图；

图5是图1所示的水准仪的正面端视图；

图6是图1所示的水准仪的背面端视图；

图7是示出图1所示水准仪的夹持部分的局部正面端部透视图。

图8是示出夹持到工件上的图1的水准仪的正面端视图；

图9是示出夹持到另一工件上的图1的水准仪的正面端视图；以及

图10是示出夹持到另一工件上的图1的水准仪的正面端视图。

具体实施方式

先参看图1至图7，其示出根据本发明原理的夹持水准仪的一个实施例。在图1中，夹持水准仪100包括细长主体110，细长主体110具有安置于其第一端112处的夹持部分150。如在下文中更详细地描述，当水准仪工具100用于表示工件方位时，夹持部分150被配置成将水准仪100可释放地夹持到工件上。与夹持部分150相反的主体110的第二端114具有圆形外轮廓以便利携带和安全，但也应了解第二端可具有适合于这些或其它目的的任何其它形状。

在本实施例中，除了形成或机加工于主体110内的、或者从主体110形成或加工的开口、槽、通路和凹口之外，主体110可大体上为实心构件，但应了解到主体110可替代地可以是具有框架状结构的大体上中空的构件。主体110优选地由铝合金制成，但也可使用任何其它合适材料，诸如其它金属合金和塑料或复合材料。主体110可具有大体上I形截面，如图1至图7所示。但应了解主体110的截面轮廓可具有任何其它合适形状，例如大体上矩形的截面形状。

特别地，主体110包括在相对地面对着的端部112、114之间延伸的一对顶壁116和底壁118，以及在顶壁116与底壁118之间延伸的一对相对地面对着的侧壁120、122。顶壁116和底壁118分别限定基本上完全沿着主体110的纵向长度延伸的上部成对的相对凸缘124、和下部成对的相对凸缘126。若需要，也可沿着下部成对的相对凸缘126(例如)以米制和英制单位形成距离标示标记，和指示出与凸缘126中每一个上的开始标记相距的距离的数字。

主体110还包括一个或更多个平行工作表面128，其被配置成大体上齐平接合地接触着工件用于对工件进行水准测量。在本实施例中，一个工作表面128的至少一部分由平行于主体纵向轴线的底壁118外表面所限定。另外，顶壁116和底壁118优选地彼此平行，从而使得顶壁116的最外部表面可限定另一工作表面128的一部分。优选地，工作表面128被碾压或以另外方法加工，以提供(例如)改进的准确度和与工件的水平接触。此外，顶壁116可包括V形凹槽117，其沿着顶壁的纵向长度延伸以在需要的情况下便利抵靠着管路或导管而放置。

多个间隔开的瓶开口130形成于主体110中，其中的每一个接纳并且支承着瓶132用于指示工件相对于参考轴线的方位。在本实施例中，例如，水准仪工具100包括四个瓶开口130，每一个具有安装于其内的瓶132以便当工作表面之一接合工件时指示出工件相对于参考轴线的方位。特别地，四个瓶132被定位成指示出工件相对于水平轴线、竖直轴线、相对于水平轴线以三十(30)度定向的轴线，以及相对于水平轴线以四十五(45)度定向的轴线的方位。每个瓶开口130完全延伸穿过侧壁120、122之间的主体110以允许使用者从两侧观察瓶132，如在图1至图2中所示。

多个通路134也形成于主体110中，使得至少一个通路134与瓶开口130中的每一个相交、并且在轴向上与将要定位于相应瓶开口130内的瓶132对准。通路134各自具有与瓶132直径和形状相对应的直径和形状，以允许通过通路134将瓶132插入于瓶开口130内。瓶132各自具有比瓶开口130的直径充分更长的长度，从而使得在瓶穿过瓶开口130插入之后，每个瓶132的第一端保留在通路134之一内并且被支承于其内。

每个瓶开口130还限定内孔表面136，该内孔表面具有形成于其内的凹口138，凹口138直接地对着与瓶开口130相交的相应通路134。以此方式，每个凹口138与相应瓶132和相应通路134对准，用于接纳并支承相应瓶132的第二端。凹口138各自具有与瓶132的直径和形状相对应的直径和形状，使得一旦瓶132插入到瓶开口130内时，瓶132的第二端在瓶开口130内牢固地直接抵靠着主体110而搁置。尽管在本实施例中，瓶132是经由形成于内孔表面136中的凹口138和通路134而在瓶开口130内由主体110直接支承的，但应了解到替代地，瓶132可通过插件、或安装于瓶开口130内的其它瓶安装组件来支承。

主体110还包括多个观察窗140，观察窗140形成于顶壁116和底壁118中并且与相应瓶开口130中的一个或更多个相交。以此方式，例如，当由底壁118的外表面所限定的工作表面128接合工件时，使用者可通过形成于顶壁116中的观察窗140在面对顶壁116时观察瓶132中的一个或更多个。

主体110还包括用于将瓶132进一步固定于瓶开口130内的多个插塞142，如图3所示。插塞142各自安置于通路134之一内，用以在水准仪工具100使用期间防止瓶132通过通路134发生不期望的迁移。优选地，插塞142各自被配置成与通路134形成干涉配合，但插塞142可额外地或替代地利用粘合剂或其它紧固器械固定到主体110上。插塞142优选地由有机聚合物制成，所述有机聚合物例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚氯乙烯(PVC)，且插塞142具有基本上圆柱形的截面形状。或者，插塞142可由胶、蜡、硅酮或任何其它合适材料制成。

此外，如图4所示，主体110可支承多个磁性插件146用于将水准仪工具可释放地固定到待测量的含铁部件上。举例而言，磁性插件146各自定位于在底壁118中形成的内孔148内。磁性插件146可通过干涉配合或通过粘合剂或其它固定器械而固定于内孔148内。磁性插件146的类型和大小优选地适合于经由磁性吸引力将水准仪工具100暂时固定到待测量的含铁部件上。更优选地，磁性插件146各自具有一定的有效强度，其足以在水准仪工具100接合着竖直定向的含铁工件时共同支承水准仪100的重量，同时不会显著地阻碍水平仪工具100在需要时从含铁工件移除。

如上文所述，夹持部分150安置于主体110的第一端112处，用于将水准仪100可释放地夹持到工件上。在此实施例中，夹持部分150形成为主体110的第一端112的大体上U形部段。特别地，夹持部分150包括：从主体110中部沿纵向延伸的一对平行、间隔开的臂160、170，以及在它们之间限定的开口180。开口180完全延伸通过侧壁120、122之间的主体110。

第一臂160和第二臂170具有外表面162、172，外表面162、172分别是大体上与主体的底壁118和顶壁116共面的。以此方式，外表面162、172也可限定工作表面128的部分，从而使得每个工作表面128可大体上齐平接合地接触工件以对工件进行水准测量，如上文所述的那样。

第一臂160和第二臂170还具有相对地面对着的内表面164、174，其限定开口180。将内表面164、174之间的间距制成足够大以在它们之间接纳工件的一部分。

如在下文中更详细地描述，第一臂160的内表面164被配置成抵靠着紧固构件190而牢固地保持工件，紧固构件190可螺纹接纳于第二臂170中。在此实施例中，第一臂160的内表面164具有大体上凹入的形状，其限定一对共面的、间隔开的接触表面166用于接合在开口180中所接纳的工件的一部分。但应了解到，第一臂160的内表面164可替代地可包括平行于第一臂160的纵向轴线而延伸的一个或更多个通道、沟槽或任何其它合适凹陷，以便形成至少一对共面的、间隔开的接触表面166。举例而言，内表面164可替代地可包括形成一对间隔开的接触表面166的V形凹槽或U形通道。接触表面166优选地布置于与主体110的工作表面128平行的平面中，使得瓶132也可指示由夹持部分150所保持的工件的方位。

第二臂170包括螺纹开口176，其在接触表面166之间的位置处沿着垂直于主体110纵向轴线的方向延伸而完全穿过第二臂170。提供紧固构件或翼形螺钉190，其可螺纹接合螺纹开口176。翼形螺钉190包括具有互补螺纹部分的轴杆192和附连到轴杆一端的旋钮构件194。旋钮构件194可具有带肋条、带滚花或其它粗糙外表面以允许使用者抓持和转动翼形螺钉190。通过转动翼形螺钉190，可使轴杆192的另一端与工件接合和脱离接合。

随着翼形螺钉190抵靠着工件而拧紧，轴杆194抵靠着第一臂160的接触表面166而夹持工件。由于翼形螺钉190沿着在接触表面166之间延伸的垂直轴线在螺纹开口176中对准，由翼形螺钉190施加的夹持力沿横向转移并且集中于两个接触表面166上。这种布置大体上提供在夹持部分150与工件之间的至少三个间隔开的接触区域，其形成三点支承系统或斜三角，由此提供机械稳定的配置，其有助于防止水准仪100相对于工件发生移动、旋转、扭转或滑移。当翼形螺钉190被充分拧紧时，工件将牢固地保持于翼形螺钉190与第一臂160之间，且将被平行于水准仪100保持。当翼形螺钉190在相反方向上转动时，其将会从工件释放水准仪100。

在使用中，例如，水准仪100通过将管路P的一端定位于第一臂160上而夹持到圆柱形管路或管状导管P上，即，第一臂接纳于管路内部并拧紧翼形螺钉，如图10所示。当在截面中观察时，第一臂160的两个接触表面166在接触表面166的平面中、在与跨越该管路P的壁上而延伸的弦的端部相对应的相对位置处与管路P的内部圆柱形壁接合。翼形螺钉190在该弦的端部之间的位置处接合管路P的外部圆柱形壁。因此，水准仪100牢固地夹持到管路P上并且防止其相对于管路P发生移动、旋转、扭转或滑移。而且，水准仪100被布置成平行于管路，且因此可用于指示出管P的方位并且监视管路的弯曲角。

在另一实例中，水准仪100可夹持到管路P上，管路P的一端完全定位于夹持部分150的臂160、170之间，如图8和图9所示。图9示出管路P，其具有曲率半径大于第一臂160的凹入内表面164的曲率半径的壁部分。因此，两个接触表面166和翼形螺钉190可接合管路P的外壁从而提供机械稳定的配置。特别地，两个接触表面166可沿着曲率半径大于凹入内表面164的曲率半径的壁部分而接合管路P外壁。以此方式，两个接触表面166在接触表面的平面中、在与跨越管路P的壁上而延伸的弦的端部相对应的相对位置处与管路P的外壁接合，而翼形螺钉190在弦的端部之间的位置处接合着管路P的外壁。因此，水准仪100被牢固地平行地夹持到管路P上，并且防止其相对于管路P发生移动、旋转、扭转或滑移。

图8示出曲率半径大约与第一臂160的凹入内表面164的曲率半径相同或更小的圆形管路P。在此实例中，第一臂160的大体上凹入的内表面164提供额外和/或替代的间隔开的接触区域，该接触区域接合并环抱着管路P的外壁的一部分。以此方式，第一臂160的凹入内表面164支承着管路P以克服横向移动，而翼形螺钉190偏压着管P以克服竖直移动，由此提供机械上稳定的配置。因此，水准仪100牢固地平行地夹持到管路P上，并且防止其相对于管路P发生移动、旋转、扭转或滑移。

另外，应了解到，本文所述的圆柱形管路旨在为说明性的而非限制性的，且根据本发明，在夹持水准仪100的操作中可使用其它类型的工件。举例而言，水准仪100可夹持到诸如金属或胶合板薄片这样的大体上平坦工件的边缘，该大体上平坦工件完全地接纳于夹持部分150的臂160、170之间。当翼形螺钉190被拧紧时，由翼形螺钉190所施加的压力集中于间隔开的接触表面166上。因此，水准仪100牢固地平行地夹持到平坦工件上，并且防止其相对于平坦工件移动、旋转、扭曲或滑移。

在本实施例中，夹持部分150与主体110一体地形成。举例而言，水准仪工具100优选地通过将铝合金坯料机加工成主体110的大体形状而制造，主体110的大体形状包括：夹持部分150的第一臂160和夹持部分150的第二臂170，第一臂160具有一对共面的、间隔开的接触表面166用于接合工件，第二臂170具有螺纹开口170、瓶开口130、观察窗140、通路134、凹口138、以及凹槽117。但应了解到，主体110可以是可替代地或额外地由铝合金通过挤压过程、铸造过程或任何其它合适的过程而形成的。

在另一实施例中，夹持部分150独立于主体110形成。举例而言，夹持部分150可单独地形成为U形构件并且固定地附连到主体110的第一端112。或者，形成夹持部分150的U形构件可经由铰链、转环(swivel)或其它合适的枢转器械而枢转地附连到主体110上，以允许夹持部分150旋转到不同的方位，如在美国专利第6,839,973号中所述。

虽然关于优选实施例描述了本发明，但当然，应了解，本发明并不限于这些实施例，因为本领域技术人员可做出修改，特别是鉴于上文的教导内容。

Claims (14)

1.一种水准仪工具，其包括： 

主体；以及， 

安置于所述主体的一端处的夹持部分，所述夹持部分包括第一臂和第二臂，所述第一臂具有大体上凹入形状的内表面，该内表面限定多个间隔开的接触表面，该接触表面平行于第一臂的纵向轴线延伸，所述第二臂具有紧固构件，所述第一臂和第二臂限定用于接纳工件的一部分的开口，所述多个间隔开的接触表面和所述紧固构件协同工作以可释放地夹持在所述开口中所接纳的所述工件的一部分。 

2.根据权利要求1所述的水准仪工具，其特征在于，所述第一臂的大体上凹入形状的内表面是大体上V形的内表面。 

3.根据权利要求1所述的水准仪工具，其特征在于，所述第一臂的大体上凹入形状的内表面是大体上U形的内表面。 

4.根据权利要求1所述的水准仪工具，其特征在于，所述接触表面布置在大体上与所述主体的工作表面平行的平面中。 

5.根据权利要求1所述的水准仪工具，其特征在于，所述紧固构件能够以螺纹方式接纳于螺纹开口中，所述螺纹开口在所述接触表面之间的位置处、在大体上垂直于所述主体纵向轴线的方向上完全穿过所述第二臂延伸，其中所述紧固构件在一个方向上的旋转造成所述紧固构件抵靠着所述接触表面而夹持所述工件的一部分。 

6.根据权利要求5所述的水准仪工具，其特征在于，所述夹持部分形成所述主体的大体上U形的部段。 

7.根据权利要求5所述的水准仪工具，其特征在于，所述第一臂和所述第二臂从所述主体沿纵向延伸，并且安置成大体上彼此平行。 

8.根据权利要求5所述的水准仪工具，其特征在于，所述主体和所述夹持部分由铝合金制成的单个一体式构造所限定，其中所述主体具有大体上I形的截面形状和大体上实心的截面，其中与所述主体的一端相对的所述主体的第二端具有圆形外轮廓，所述水准仪工具还包括： 

形成于所述主体中的多个间隔开的瓶开口； 

多个水准指示瓶，其安装于所述多个间隔开的瓶开口中并且由所 述主体直接支承； 

形成于所述主体中的多个通路，其中所述多个通路中的每个通路与所述多个间隔开的瓶开口之一相交、并且沿轴向与所述多个水准指示瓶之一对准，以允许通过所述多个通路将所述多个水准指示瓶插入到所述多个间隔开的瓶开口内； 

形成于所述主体的壁中的至少一个观察窗，所述至少一个观察窗与所述多个间隔开的瓶开口中的至少一个相交； 

多个插塞，其牢固地安装于所述多个通路内，用于将水准指示瓶固定在瓶开口内；以及， 

多个磁性插件，其安置于在所述主体中形成的内孔内。 

9.一种水准仪工具，其包括： 

主体； 

一对从所述主体的一端延伸的臂，包括具有相对地面对着的内表面的第一臂和第二臂，所述相对地面对着的内表面在所述第一臂与第二臂之间限定开口用于接纳工件的一部分， 

其中所述第一臂的内表面具有大体上凹入的形状，其平行于第一臂的纵向轴线延伸；以及， 

紧固构件，其在操作上耦接到所述第二臂并且抵靠着接触表面可释放地接合所述工件的部分。 

10.根据权利要求9所述的水准仪工具，其特征在于，所述内表面的大体上凹入的形状限定多个共面的、间隔开的接触表面。 

11.根据权利要求10所述的水准仪工具，其特征在于，所述大体上凹入的形状是V形或U形。 

12.根据权利要求9所述的水准仪工具，其特征在于，所述紧固构件能够以螺纹方式接纳于螺纹开口中，所述螺纹开口在所述接触表面之间的位置处在大体上垂直于所述主体纵向轴线的方向上完全穿过所述第二臂延伸，其中所述紧固构件在一个方向上的旋转造成所述紧固构件抵靠着所述接触表面而夹持所述工件的一部分。 

13.根据权利要求12所述的水准仪工具，其特征在于，所述第一臂和所述第二臂从所述主体的一端沿纵向延伸，并且安置成大体上彼此平行以便限定所述主体的大体上U形的夹持部分。 

14.根据权利要求12所述的水准仪工具，其特征在于，所述主体 和所述夹持部分由铝合金制成的单个一体式构造所限定，其中所述主体具有大体上I形的截面形状和大体上实心的截面，其中与所述主体的一端相对的所述主体的第二端具有圆形外轮廓，所述水准仪工具还包括： 

形成于所述主体中的多个间隔开的瓶开口； 

多个水准指示瓶，其安装于所述多个间隔开的瓶开口中并且由所述主体直接支承； 

形成于所述主体中的多个通路，其中所述多个通路中的每一个通路与所述多个间隔开的瓶开口之一相交、并且与多个水准指示瓶之一对准，以允许通过所述多个通路将所述多个水准指示瓶插入到所述多个间隔开的瓶开口内； 

形成于所述主体的壁中的至少一个观察窗，所述至少一个观察窗与所述多个间隔开的瓶开口中的至少一个相交； 

多个插塞，其牢固地安装于所述多个通路内，用于将水准指示瓶固定在瓶开口内；以及， 

多个磁性插件，其安置于在所述主体中形成的内孔内。 

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