CN103302333B - 用于电钻的支柱发现器‑激光水平仪组件 - Google Patents

Abstract

本发明为用于电钻的支柱发现器‑激光水平仪组件。一种电动工具包括包封电机的壳体和被构造成由电机驱动而转动的筒夹。所述筒夹限定出钻动轴线，且被构造成绕着所述钻动轴线转动。电动工具还包括传感器组件，其具有前壁，所述前壁具有壁接触表面。所述前壁包括第一壁部分和第二壁部分，所述第一壁部分和第二壁部分在它们之间限定出缺口。目标传感器邻近于所述缺口固定到前壁。支撑件包括连接到前壁的第一端部和连接到壳体的第二端部。所述支撑件从壳体延伸，以将前壁定位在筒夹的前方，使得钻动轴线穿过缺口。

Description

用于电钻的支柱发现器-激光水平仪组件

技术领域

本公开总体上涉及电动工具，例如电钻，特别是涉及用于与电钻一起使用的附件，例如支柱发现器和激光水平仪。

背景技术

建筑和室内装修工程通常使用隐藏在墙板之后的结构件，例如支柱和梁，以提供用于将目标安装到墙的结构支撑件。手持式位置传感器、通常称作支柱发现器已被开发用于实现该目的。通常，支柱发现器用于定位充当目标的安装点的隐藏的梁或支柱，且该区域然后用铅笔标记。随后，电动工具、例如电钻用于在标记位置处钻孔或将固定件驱动穿过墙板进入隐藏的梁或支柱中。

许多工程、例如悬挂架子或悬挂多个相框时使用水平对齐的多个孔和/或固定件。这些工程通常需要多个框架支柱位于墙板之后。为了实施这些工程，使用支柱发现器来定位要用于提供结构支撑作用的框架支柱。对齐装置、例如激光水平仪此时通常用于提供水平基准，以便于期望对齐。使用水平基准，框架支柱在合适的位置处被标记。电钻然后用于在标记位置处钻孔或将驱动件驱动进入支柱中。由于支柱发现器、激光水平仪和电钻通常作为单独的工具提供，因此这些工具的操作人员必须拿起和放下不同的工具来执行每项任务。

已有集成了支柱发现器和激光水平仪的手持式工具。然而，这些工具仍需要操作人员使用多个工具来钻孔和/或将固定件驱动进入水平对齐的多个支柱中。支柱发现器和激光水平仪工具已经被结合在电动工具上。例如，美国专利No.6,851,487公开了安装到电动工具、例如电钻或钉枪上的位置传感器和激光水平仪装置。然而，美国专利No.6,851,487中的位置传感器和激光水平仪装置需要工具在定位支柱和发现期望对齐之后重新定位或重新调整，以将固定件、例如钉子或螺钉驱动到支柱中。

发明内容

因此，需要这样一种电钻，其具有集成到工具上的支柱发现器和激光水平仪，从而使得一系列的水平对齐的孔能够被钻入隐藏在墙板之后的结构件中，而不必停下来用铅笔标记该区域、操纵或重新调整手中工具和/或拿起不同的工具。

一种电动工具包括包封电机的壳体和被构造成由电机驱动而转动的筒夹。所述筒夹限定出钻动轴线，且被构造成绕着所述钻动轴线转动。电动工具还包括传感器组件，其具有前壁，所述前壁具有壁接触表面。所述前壁包括第一壁部分和第二壁部分，所述第一壁部分和第二壁部分在它们之间限定出缺口。目标传感器邻近于所述缺口固定到前壁。支撑件包括连接到前壁的第一端部和连接到壳体的第二端部。所述支撑件从壳体延伸，以将前壁定位在筒夹的前方，使得钻动轴线穿过缺口。

附图说明

图1是电动工具的一个实施例的透视图，所述电动工具包括根据本公开的支柱发现器-激光水平仪组件。

图2A是图1的电动工具和支柱发现器-激光水平仪组件的局部视图。

图2B是图2A中示出的电动工具和支柱发现器-激光水平仪组件的示意图。

图3是图1的支柱发现器-激光水平仪组件的主体的正视图。

图4是图3的支柱发现器-激光水平仪组件的主体的顶视图。

图5是图3的支柱发现器-激光水平仪组件的主体的侧视图。

图6是图1的支柱发现器-激光水平仪组件的示意图。

图7是图1的电动工具和支柱发现器-激光水平仪组件在工作时的透视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明的原理，现请参看附图中示出的和下面描述的实施例。可以理解，这并不是用于限制本发明的范围。还可以理解，本发明包括本发明所属的技术领域的技术人员通常可以想到的对所说明的实施例的任何替换方案和修改以及本发明的原理的其他应用。

图1示出了配备有根据本公开的支柱发现器-激光水平仪组件14的电钻10。如下所述，支柱发现器-激光水平仪组件14包括目标传感器18、即支柱发现器，用于探测隐藏的结构件、例如位于墙板之后的梁或支柱；以及激光水平仪20，其用于将激光线投射到墙板上，该激光线能够使钻孔和/或固定件与单独的基准点水平对齐。支柱发现器-激光水平仪组件14以使支柱发现器18和激光水平仪20在电钻正相对于墙板保持在工作位置时能够彼此协作使用的方式连接到电钻10。如图7所示，支柱发现器-激光水平仪组件14能够使得在隐藏于墙板W之后的结构件中钻出一系列水平对齐的孔，而不必停下来用铅笔标记该区域、操纵或在手中再调整工具和/或拿用不同的工具。

参看图1，电钻10包括壳体22，所述壳体22具有驱动部分24和手柄26。壳体22由硬的耐用材料、例如塑料、金属或复合材料例如纤维加强聚合物形成。壳体22的驱动部分24包封马达(未示出)，所述马达被构造成用于绕着钻动轴线D转动筒夹28。筒夹28被构造成可拆卸地保持各种工具头，包括钻头和螺丝刀，以便绕着钻动轴线D一同转动。筒夹28被示为保持钻头30。钻头30从筒夹延伸的方向在此称作前向方向F，而与前向方向相反的方向在此称作后向方向R。在一个实施例中，马达(未示出)包括电机，所述电机被构造成从连接在手柄26的底部处的可充电电池32接收电能。在其他实施例中，用于电机的电能可经由电缆(未示出)从AC输出端口接收。手柄26包括扳动开关34，所述扳动开关被构造成用于选择性地将电机连接到电源。

支柱发现器-激光水平仪组件14包括主体36和支撑件38。主体36提供用于支撑和保持目标传感器18和激光水平仪20的结构。支撑件38在主体36与电钻壳体22之间延伸，以将组件14连接到电动工具10。支撑件38还用于将组件14的主体36定位在通常位于筒夹28和保持在筒夹28中的工具头30的前方的区域。主体36和支撑件38由刚性材料、例如硬质塑料或金属形成，且对于主体36和支撑件38的不同部分来说，可由不同的材料组合制成。

参看图2-5，主体36包括前壁40，所述前壁40具有朝前面向表面42和朝后面向表面43。朝前面向表面42被构造成用于充当目标传感器18的壁接触表面。壁接触表面42是平坦的和光滑的，以便能够在探测位于壁之后的支柱和其他结构件时使接触表面42沿着壁表面移动。如图3所示，前壁40由上边缘部分44、左侧边缘部分46、右侧边缘部分48和下边缘部分50共同限定。

前壁的上边缘部分44包括切口区段52，所述切口区段52限定出从上边缘部分44向着下边缘部分50延伸穿透朝前面向和朝后面向表面42、43的大致V形或U形槽口或缺口。切口区段52沿着上边缘部分44定位，使得缺口居中于左侧边缘部分46与右侧边缘部分48之间。

当支柱发现器-激光水平仪组件14安装在电钻10上时，前壁40被设置成使壁接触表面42与钻动轴线D大致垂直地定向。此外，前壁部分40相对于电钻10定位成使钻动轴线D横穿缺口52。前壁40包括设置在缺口52的第一侧、例如左侧的第一壁部分56和设置在缺口52的第二侧、例如右侧的第二壁部分58。第一壁部分56包括第一缺口边缘60，第二壁部分包括第二缺口边缘62。第一缺口边缘60和第二缺口边缘62共同限定缺口52的形状。

参看图6，目标传感器18包括一个或多个电容器极板64、65，所述电容器极板电连接到感测电路66。每个电容器极板64、65均位于前壁40内并邻近壁接触表面42地位于壁接触表面42之后。感测电路66被构造成用于探测反映电容器极板之前的材料的介电常数的变化的电容器极板64、65中的电容电荷的变化。如现有技术中所知，介电常数的明显变化表示壁之后的厚实目标，例如，框架支柱。尽管示出了两个电容器极板64、65，但如现有技术中可知，在可选实施例中，也可使用单个电容器极板或两个以上的电容器极板来定位壁内或壁之后的目标。

如图6示意性所示，目标传感器18包括第一电容器极板64，所述第一电容器极板接近左侧边缘部分46在前壁44的上边缘部分44与下边缘部分50之间延伸。目标传感器18还包括第二电容器极板65，所述第二电容器极板65接近右侧边缘部分48在前壁44的上边缘部分44与下边缘部分50之间延伸。从而，第一和第二电容器极板64、65的至少一部分分别在缺口52的左侧和右侧定位。这样，当支柱发现器-激光水平仪组件14安装在电钻上的工作位置时，钻动轴线D延伸穿过第一电容器极板64与第二电容器极板65之间的缺口。

目标传感器18包括一个或多个报告装置，用于以视觉和/或听觉的方式报告厚实目标、例如框架支柱何时位于电容器极板之前。在图1-5的实施例中，目标传感器18包括成发光二极管(LED)的形式的视觉报告装置68、69、70。目标传感器还包括成蜂鸣器的形式的听觉报告装置72。感测电路66被构造成用于基于电容器极板64、65的电容电荷选择性地操作LED68、69、70和蜂鸣器72，以报告框架支柱或其他结构件是否位于目标传感器18之前的壁后。

组件14的激光水平仪20包括激光线产生器76和水平指示器78。激光线产生器76包括第一激光线产生器80和第二激光线产生器82。第一激光线产生器80连接到前壁40的第一壁部分56，第二激光线产生器82连接到前壁40的第二壁部分58。第一和第二激光线产生器80、82中的每个均包括光源，例如一个或多个LED，所述光源将光线传播通过透镜，所述透镜被构造成以平面形式发射光线。透镜被构造成用于引导和成形光线，使得光平面与壁接触表面42大致垂直地定向。这样，由每个激光线产生器产生的光平面与壁相交，以产生图7所示的照射激光线G。由第一和第二激光线产生器80、82发射的光线限定出与壁接触表面42垂直的光平面F。光平面F与缺口52相交以及与位于壁接触表面42之前的任何表面相交，以形成直照射线。

请参看图3，第一激光线产生器80被构造成用于投射光平面F的第一部分84，第二激光线产生器82被构造成用于投射光平面F的第二部分86。第一激光线产生器80和第二激光线产生器82被构造成用于产生光平面F的第一和第二部分84、86而使得所述第一和第二部分基本上共面，以投射出直线G，所述直线G从组件14的主体36的每一侧侧向延伸，如图7所示。

第一和第二激光线产生器80、82分别连接到前壁40的第一和第二壁部分56、58，使得激光线产生器80、82位于缺口52的相对侧。因此，钻动轴线D在第一和第二激光线产生器80、82之间延伸穿过缺口52。激光线产生器80、82相对于缺口52和相对彼此定位成使钻动轴线D基本上位于光平面F上。

激光水平仪20的水平指示器78(图6)被构造成用于指示出由激光线产生器80、82产生的激光线的角度方位。在一个实施例中，水平指示器78包括气泡水平仪。该气泡水平仪包括透明的管或瓶87，所述透明的管或瓶87被填充液体、例如乙醇，且具有被捕获在液体内的气泡88。当管87的方位改变时，气泡88的位置移向管的一端或另一端。第一和第二激光线产生器80、82被校准到由气泡水平仪78指示的水平线，使得当气泡水平仪78指示水平方位时，由这些装置产生的激光线84、86是水平的。

现请参看图2A和2B，支撑件38将主体36连接到电钻壳体22。支撑件包括连接到主体36的第一端部92和连接到电钻壳体22的第二端部94或壳体端部。电钻壳体22包括连接件90，所述连接件90限定出用于接收支撑件38的壳体端部94的接收结构96。连接件90和壳体端部94被构造成相配合以便可移除地将壳体端部94保持在接收结构中。

在一个实施例中，支撑件38的壳体端部94通过弹簧加载式保持机构97固定到连接件90，但任何合适的机构均可用于可拆卸地将支撑件38连接到壳体22。此外，在一些实施例中，支撑件38具有伸缩式结构，该伸缩式结构使得组件14的主体38能够轴向收缩和伸展。该结构使得支柱发现器-激光水平仪组件14的主体36能够在电钻10向前移动以驱动钻头或使固定件进入壁中时保持靠触在壁的表面上的合适位置处。作为该伸缩式结构的替代方式或附加方式，支撑件38和电钻10的连接件90可被构造成使目标传感器和激光水平仪组件14可远离筒夹28和钻头30向下枢转。

参看图6，在一个实施例中，用于支柱发现器-激光水平仪组件14的电路110至少部分结合到支撑件38中。电路110将目标传感器18和激光水平仪20电连接到电源。在一个实施例中，用于组件14的电源通过电池74提供，所述电池74位于支撑件38中。可选地，支柱发现器-激光水平仪组件14可被构造成当组件14连接到电钻10时从电钻接收电能。支柱发现器-激光水平仪组件14包括操作开关112，所述操作开关112使支柱发现器18和激光水平仪20能够在需要时被选择性地启动。

在一个实施例中，操作开关112包括设置在支撑件38的壳体端部94上的电极114。当支撑件38的壳体端部94保持在连接件90的接收结构96中时，电极114操作性地耦合到电钻的扳动开关34。此时基于扳动开关34的位置控制向支柱发现器和激光水平仪的电能供给。在一个实施例中，当扳动开关34被按下近似一半行程时，电极114被电耦合或机械耦合，以闭合供电电路，使得电能被提供给支柱发现器和激光水平仪装置。当扳动开关34释放时，电极114被解除耦合，以打开供电电路，从而使支柱发现器-激光水平仪组件14断电。

支柱发现器-激光水平仪组件14还被构造成当它与电钻分离时也可操作。支柱发现器-激光水平仪组件14包括用于在组件与电钻分离地操作时接通和断开到支柱发现器-激光水平仪组件14的电能供给的电能开关。电能开关116被构造成用于将电能从电池74供给到支柱发现器-激光水平仪组件14。在一个实施例中，电能开关116接近报告器LED设置在主体36上，但电能开关116也可设置在主体36上的另一位置处。

尽管通过附图和前面的描述已经详细地说明和描述了本发明，但这应认为是示例性的，而非限制性的。可以理解，仅提供了优选的实施例，而属于本发明的精神下的所有变化、修改和其他应用也予以请求保护。

Claims (8)

1.一种电动工具，包括：

包封电机的壳体；

被构造成由电机驱动而转动的筒夹，所述筒夹限定出钻动轴线，且所述筒夹被构造成绕着所述钻动轴线转动；以及

传感器组件，包括：

前壁，所述前壁具有壁接触表面，且包括第一壁部分和第二壁部分，所述第一壁部分和第二壁部分在它们之间限定出缺口；

邻近于所述缺口固定到前壁的目标传感器；以及

支撑件，所述支撑件包括连接到前壁的第一端部和连接到壳体的第二端部，且从壳体延伸，以将前壁定位在筒夹的前方，使得钻动轴线穿过缺口，

其中，目标传感器包括电容传感器，所述电容传感器具有位于第一壁部分中的第一电容器极板部和位于第二壁部分中的第二电容器极板部，使得钻动轴线和所述缺口的至少一部分位于第一电容器极板部与第二电容器极板部之间。

2.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于，它还包括：

连接到前壁的激光水平仪。

3.如权利要求2所述的电动工具，其特征在于，

激光水平仪包括第一激光线产生器和第二激光线产生器；

第一激光线产生器安装到第一壁部分，第二激光线产生器安装到第二壁部分；以及

第一激光线产生器和第二激光线产生器限定出与缺口相交的光平面。

4.如权利要求3所述的电动工具，其特征在于，

钻动轴线位于光平面上。

5.如权利要求3所述的电动工具，其特征在于，

钻动轴线在第一光线产生器与第二光线产生器之间延伸。

6.如权利要求3所述的电动工具，其特征在于，

激光水平仪还包括气泡水平仪。

7.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于，它还包括：

安装在支撑件中的电池，以给目标传感器提供电能。

8.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于，它还包括：

可拆卸地保持在筒夹中的工具头。