CN101852611B - 应用于工具的同源双线标线装置及其标线方法 - Google Patents

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Abstract

本发明所揭示了应用于工具的同源双线标线装置及其标线方法，所述工具包含一可切割工件形成具有一宽度的切缝的刀具，该刀具具有一切割宽度，该同源双线标线装置包含：一发出第一光束的光源；将光源发出的第一光束发散并转变为平面光束的成线光学元件，所述成线光学元件位于所述光源的发射端；一个挡光装置位于所述光源和成线光学元件形成的光路上。该挡光装置可挡住部分激光，优选地，当光装置可设置在光束的中间，从而将激光一分为二，使得标线装置最终发出两个基本平行的平面激光束，投射到物体上形成两条基本平行的激光线。

Description

应用于工具的同源双线标线装置及其标线方法
技术领域
本发明涉及一种适用于各种工具的光学标线装置及其标线方法，属于工具附件领域。
背景技术
在现有技术中，光学标线装置被广泛地应用于工具上，尤其是切割类电动工具。其中，激光标线装置是一种常用的光学标线装置。所述的激光标线装置通常包含一个装有激光二极管的激光发生模块，该激光发生模块可以发射出一个扇形平面激光束，投射到加工件上形成一条激光线。激光标线装置可以被设置成使扇形平面激光束的一侧面与刀具的一个侧面或者刀具厚度方向的中心平面对齐。因此，将投射在加工件上的激光线与加工件上预先画好的墨线对准，就能使得刀具的一个侧面或者刀具的中心平面与墨线对准。这样，使用者在进行切割时，可以很容易地使刀具沿所画的墨线进行切割。
上述的激光标线装置只能在加工件上投射出一条激光线，在某些情况下不能满足使用者的需求。
如果将扇形激光束设置成与刀具的一侧对齐，那么在加工件上形成的激光线仅能显示刀具的一个侧面切入工件的位置，而刀具具有一定厚度。在这种情况下，当操作者需要从刀具的左右两侧进料时，从左边进料切割出的工件长度与从右边进料切割出的工件长度将不相等。因此，这种单线激光标线装置限制了在同一工具上分别左右两侧进料。
如果将扇形激光束设置成与刀具厚度方向的中心平面对齐，并且激光线可以指示刀具的两侧，那么必须使在工件上形成的激光线的宽度和刀具厚度相等，而在同一工具上经常会根据需要采用不同厚度的刀具，调节激光线宽度对于操作者而言比较困难。另外，以斜锯为例，当装有刀具的切割头向下运动至靠近加工件时，切割头将会挡住激光线，因此，对激光标线装置的安装位置有一定的限制。
发明内容
本实用新型的目的在于：针对以上现有技术存在的不足，提出一种只用一个发光元件便可产生所需多条标记线的装置，即同源双线标线装置。
本发明所揭示了应用于工具的同源双线标线装置，所述工具包含一可切割工件形成具有一宽度的切缝的刀具，该刀具具有一切割宽度，该同源双线标线装置包含：一发出第一光束的光源；将光源发出的第一光束发散并转变为平面光束的成线光学元件，所述成线光学元件位于所述光源的发射端；一个挡光装置位于所述光源和成线光学元件形成的光路上，所述挡光装置是一不透光的膜。
本发明还揭示了一种应用与工具的同源双线标线装置的标线方法，包括以下步骤：在光源和成线光学元件的光路上设置一个挡光装置，所述挡光装置是一不透光的膜，使得标线装置发出两个基本平行的平面激光束；将两个平面激光束投射到物体上，形成两条基本平行的激光线，每条激光线都具有两侧边，两激光线相互靠近的侧边之间具有一间隔。
本发明所揭示的同源双线标线装置中的挡光装置位于光源和成线光学元件形成的光路上，其可以阻挡部分光。优选地，所述光源包含一个激光发生模块，挡光装置位于激光的中间，将激光一分为二，从而使得投射到物体上的两条激光线中间形成一个间隔。当该激光标线装置应用于电动工具上时，尤其是圆锯、斜锯等切割类电动工具，挡光装置沿着光路在成线光学元件上的投影的宽度可以设置成与锯片的切割宽度相等，从而使得投射出的两条激光线之间的间隔显示的是锯片的切割宽度。使用者在操作具有此激光标线装置的电动工具时，只要很容易的将锯片的一个侧面与加工件上的待切割线对齐即可切割，也可以很选择从锯片的左侧或者右侧进料。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1a是本发明实施方案一中的激光标线装置内部结构示意图。
图1b是图1a中激光标线装置沿方向A-A的剖视图。
图1c是图1a所示激光标线装置的爆炸图。
图1d是图1a所示的激光标线装置的光路示意图。
图2是采用图1a激光标线装置的电动切割工具的示意图。
图3a是本发明实施方案二中的激光标线装置的内部结构示意图。
图3b是图3a的右面视图。
图3c是图3a所示的激光标线装置的光路示意图。
图4a是本发明实施方案三的激光标线装置内部结构示意图。
图4b是图4a中波纹镜的立体图。
图5是本发明实施方案四的激光标线装置内部结构示意图。
图6是图5中激光标线装置的爆炸图。
具体实施方案
实施方案一
图1和2显示了本发明实施方案一的激光标线装置10，包含壳体1、激光发生模块2、光阑3以及波纹镜4。其中，壳体1遮盖住激光发生模块2的电源线端，避免其直接暴露在外而容易损坏。本领域内的技术人员熟知的是，优选地，激光发生模块2可以包含一个激光二极管21和一个凸透镜或透镜组23，该激光二极管21发出的激光通过该凸透镜或透镜组23后成为一准直光束29。
光阑3位于激光发生模块2和波纹镜4之间，一个盖子5部分地覆盖波纹镜4和激光发生模块2并将其固定在盖子5中。盖子5的端面上有孔50，以便于通过波纹镜4的激光可以从该孔50中发射出。如图1b中的A-A剖面图，在本实施方案中，光阑3为细长条状，并且相对于波纹镜4的波纹纵向位于中间位置。波纹镜4具有多个相互平行的波纹部分，平行于波纹部分的纵向且位于波纹镜中心的线为波纹镜的纵向中心线41。优选地，光阑3沿光路方向在波纹镜4上的投影的两个侧边31、33为两相互平行的直线并垂直于波纹镜的纵向中心线41。从激光发生模块2中发出的激光束比该投影宽，因此，激光发生模块2发射出的激光束经过光阑3后，中间部分的激光被光阑3阻挡，未被光阑3阻挡的两侧部分的激光照射到波纹镜4上，经过该波纹镜4后，形成两个基本相互平行的扇形平面激光束25、27。该扇形激光束25、27投射到物体上可形成两条相互平行的激光线25’、27’，如图1d所示。每个扇形平面激光束25、27都具有两个基本平行的侧面，因此在物体上形成的两激光线25’、27’分别具有两个侧边251’、253’和271’、273’，其中相互靠近的侧边253’、271’之间存在一间隔宽度。
在其他实施方案中，光阑3也可位于波纹镜4远离激光发生模块2的外侧，例如装在波纹镜4和盖子5之间。这样，激光发生模块2发射出的激光束先经过波纹镜4成为一较宽的平面激光束，该平面激光束的中间部分再被光阑3阻挡且余下的平面激光束则被一分为二，形成两个相互平行的扇形平面激光束，投射到物体上形成两条相互平行的激光线。在其他实施方案中，还可以将光阑粘贴或者形成在波纹镜的侧面、或凸透镜或凸透镜组的侧面上，只要光阑不透光即可，例如光阑为一层膜等。
上述实施方案中的激光标线装置10可应用于电动工具上，例如电圆锯、斜锯等。如图2所示，激光标线装置10可利用一个固定装置安装在斜锯100上，用于在工件105上投射出两条平行的激光线25’、27’。 斜锯100包含一刀具110，该刀具110具有一切割宽度。优选地，激光标线装置10内的光阑3在光路方向上在波纹镜4上的投影的宽度可被设置为与刀具的切割宽度相等。这样，投射在加工件上的两条平行的激光线的相互靠近的的侧边253’、271’之间的间隔宽度就等于锯片的切割宽度。因此，操作者可以很容易地准确得知刀具切入工件的宽度，从而方便从刀具的任一侧进料都能得到准确的切割尺寸。
实施方案二
图3a和3b所示的是本发明的实施方案二的激光标线装置，图中的数字标记与实施方案一中相同的代表同一个零件或者部件。如图所示，在该实施方案二中没有如实施方案一中单独设置的光阑。激光发生模块2发射出的激光束直接照射在波纹镜4上。如图3b所示，该图显示了图3a中激光标线装置10的右面视图。盖子5的端面上具有两个小半圆孔51、52，位于两个小半圆孔51、52之间的是一个竖条50，该竖条50作为光阑起作用并与盖子5作为一体，两个小半圆孔51、52的外径位于同一个孔径上。优选地，竖条50沿光路方向在波纹镜4上的投影的两侧边501和503相互平行并垂直于波纹镜4的纵向中心线41。经过波纹镜4形成的扇形平面激光穿过盖子5时，中间部分被竖条50挡住，其余的两侧激光从两个小半圆孔51、52中射出形成两个相互平行的扇形平面激光束，从而可以在物体上投射出两条平行的激光线，如图3c所示。
上述第二个实施方案中的激光标线装置10同样可以应用于电动工具。当应用于切割类电动工具时，例如圆锯、斜锯等，优选地，盖子5上的竖条50的宽度可被设置成竖条50沿光路方向在波纹镜4上的投影的宽度与锯片的切割宽度相等。这样的结构安排使得激光标线装置10投射在加工件上的两条激光线正好显示了锯片两侧进入工件的位置。
实施方案三
图4a和4b显示了本发明的实施方案三，图中的数字标记与实施方案一和二中相同的代表的是同一个零件或者部件。在实施方案三中仍然没有如实施方案1中单独设置的光阑3。实施方案三中，盖子5的端面上具有圆孔50。图4b显示了波纹镜4的立体示意图。波纹镜4在靠近激光发生模块2的一侧上具有一个条状的平面部分40位于波纹镜4的中间优选地，该平面部分40的两侧边401、403相互平行且垂直于波纹镜4的纵向中心线41。当激光发生模块2发射出的激光束照射到波纹镜4上时，照射到平面部分40上的激光将不会被发散成扇形平面光，而投射到平面部分40两侧的波纹部分上的激光被折射发散成两个相互平行的扇形平面激光束，并可在物体上形成两条平行的激光线。
在其他实施方案中，还可以用具有不透光颜色的材料直接在波纹镜4上形成不透光的区域，该不透光区域也作为光阑起作用。
上述第三个实施方案中的激光标线装置10可以应用于电动工具。当应用于切割类电动工具时，优选地，波纹镜4上的平面部分40的宽度可被设置成与锯片的切割宽度相等。
实施方案四
如图5和6所示，其显示了本发明的实施方案四，图中的数字标记与前述的三个实施方案中相同的代表的是同一个零件或者部件。实施方案四揭示了光阑可调节的激光标线装置10。如图所示，光阑3大致为一个圆柱体，其上端固定连接一个杆35。光阑3可转动地安装在光阑座6内，盖子5套接在光阑座6上，杆35从光阑座6上的孔61和盖子5上的孔51中伸出。光阑3在圆柱体一部分的径向上具有两个位置相对的凹槽30，这使得光阑3的该部分在径向上具有不同尺寸。当凹槽30正对着激光发生模块2时，从图示的左面看过去，光阑3沿光路方向投影到波纹镜4上的宽度最大；当凹槽30垂直于激光发生模块2时，光阑3沿光路方向投影到波纹镜4上的宽度最小。可通过转动杆35进行转动调节，光阑3沿光路方向投影到波纹镜4上的宽度可在最大投影宽度和最小投影宽度之间变化。盖子5上包含两个带有螺纹孔52的凸耳53，一个螺钉7可以与螺纹孔52配合，光阑3的投影宽度达到要求，例如和锯片的切割宽度相等时，光阑3调节到位，此时将光阑3的位置固定。在其他实施方案中，光阑3也可以是扁平片状或其他合适的形状，当转动光阑时，光阑在波纹镜上的沿光路方向投影的宽度也会逐渐变化。
上述的结构安排使得操作者可通过转动杆35调节光阑3在波纹镜3上的投影宽度，使得激光标线装置10在物体上投射出的两条平行激光线之间的宽度将随着光阑3在波纹镜上的投影宽度的变化而变化。当该激光标线装置10应用于电动工具时，操作者可根据锯片的切割宽度的需要将光阑3调节到合适的位置。例如首先将两条平行激光线相互靠近的侧边中的一个侧边调节到与刀具一侧对准，再将两条平行激光线相互靠近的侧边中的另一个侧边调节到与刀具的另一侧对准。
    本发明所揭示的激光标线装置除了可以应用于电动工具上，还可应用于其他需要投射出两条平行光线的场合。并且光源除了激光外，还可以是其他合适类型的光源。
本发明揭示的激光标线装置并不局限于上文所述内容以及附图所示的结构。例如，作为可折射光线使其形成扇形激光束的成线光学元件的一种，波纹镜也可被其他成线光学元件替代，如柱面透镜或柱面反射镜以及其他合适的成线光学元件。这些成线光学元件都具有垂直于扇形激光束发散方向的纵向。优选地，光阑在成线光学元件上沿光路方向投影的两侧边垂直于成线光学元件的纵向。
在本发明的基础上对其他构件的形状及位置做了显而易见地改变、替代或者修改，都在本发明的范围之内。

Claims (24)

1.一种应用于工具的同源双线标线装置，所述工具包含一可切割工件形成具有一宽度的切缝的刀具，该刀具具有一切割宽度，该同源双线标线装置包含：
一发出第一光束的光源；
将光源发出的第一光束发散并转变为平面光束的成线光学元件，所述成线光学元件位于所述光源的发射端；
其特征在于，一个挡光装置位于所述光源和成线光学元件所处的光路上，所述挡光装置是一不透光的膜。
2.如权利要求1所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述光源为一激光发生模块。
3.如权利要求2所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述激光发生模块包含一个激光二极管、一个将激光二极管发出的激光转变成准直激光束的凸透镜或透镜组。
4.如权利要求1所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述挡光装置位于所述光源和所述成线光学元件之间、或位于所述成线光学元件远离所述光源的另一侧之外。
5.如权利要求4所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述挡光装置的有效区域为细长条状。
6.如权利要求4所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述挡光装置可调节地安装于所述光路上，当所述挡光装置被调节时，所述挡光装置沿着所述光路在所述成线光学元件上的投影的宽度可变。
7.如权利要求4所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述第一光束比所述挡光装置沿着所述光路在所述成线光学元件上的投影宽。
8.如权利要求4所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述挡光装置沿着所述光路在所述成线光学元件上的投影的两侧边相互平行。
9.如权利要求7所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述投影的两侧边垂直于所述成线光学元件的纵向。
10.如权利要求9所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述投影宽度基本和所述刀具切割宽度相等。
11.如权利要求1所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述挡光装置位于所述成线光学元件的两侧面的其中一个上。
12.如权利要求11所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述第一光束比所述挡光装置宽。
13.如权利要求12所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述挡光装置宽度基本和所述刀具切割宽度相等。
14.如权利要求1-13中任一项所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，第一光束经过所述成线光学元件和所述挡光装置后形成两个基本相互平行的平面光束，投射到工件上形成两条基本平行的线形光标记。
15.如权利要求14所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述两条线形光标记的每一条都具有两侧边，其中所述两条线形光标记相互靠近的侧边之间的宽度基本等于所述刀具的切割宽度。
16.如权利要求1-13中任一项所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述成线光学元件为波纹镜。
17.如权利要求1-13中任一项所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述成线光学元件为柱面镜。
18.一种应用于工具的同源双线标线装置，所述工具包含一可切割工件形成具有一宽度的切缝的刀具，该刀具具有一切割宽度，该同源双线标线装置包含：
一发出第一光束的光源；
将光源发出的第一光束发散并转变为平面光束的成线光学元件，所述成线光学元件位于所述光源的发射端；
其特征在于，所述成线光学元件为一透镜，所述透镜上具有一允许光不发散地通过的第一部分，一个挡光装置位于所述光源和成线光学元件所处的光路上，所述挡光装置是一不透光的膜。
19.如权利要求18中所述的应用于工具的同源双线标线装置，其特征在于，所述透镜的第一部分为一平面部分。
20.一种应用于工具的同源双线标线装置标线的方法，包括以下步骤：
在光源和成线光学元件的光路上设置一个挡光装置，所述挡光装置是一不透光的膜，使得所述标线装置发出两个基本平行的平面激光束；
将所述两个平面激光束投射到物体上，形成两条基本平行的激光线，每条激光线都具有两侧边，两激光线相互靠近的侧边之间具有一间隔。
21.如权利要求20所述的应用于工具的同源双线标线装置标线的方法，其特征在于，该方法还包含：调节所述挡光装置，使所述两条激光线相互靠近的侧边中的一个侧边对准工具的刀具一侧，并使所述两条激光线相互靠近的侧边中的另一个侧边对准工具的刀具的另一侧。
22.如权利要求20所述的应用于工具的同源双线标线装置标线的方法，其特征在于，所述光源为一激光发生模块。
23.如权利要求22所述的应用于工具的同源双线标线装置标线的方法，其特征在于，所述激光发生模块包含一个激光二极管、一个将激光二极管发出的激光转变成准直激光束的凸透镜或透镜组。
24.如权利要求20所述的应用于工具的同源双线标线装置标线的方法，其特征在于，所述挡光装置被设置在所述光源和所述成线光学元件之间、或位于所述成线光学元件远离所述光源的另一侧之外。
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