CN110375714A - 工具用的磁体安装及保持系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工具用的磁体安装及保持系统。提供了具有嵌置在工作表面的磁体的工具，比如水平仪。例如，磁体有助于将水平仪联接至磁性工件。磁体安置在室中，该室具有带有周缘的底部以及从底部的周缘延伸的内壁。凸缘从室的内壁朝向中心轴线或中心点延伸并且还部分地限定室容积部。凸缘可以通过下述方式而形成：对水平仪的位于室附近的表面进行压制，从而使水平仪本体表面发生变形以形成通道以及由从通道排出的材料形成的凸缘。

Description

工具用的磁体安装及保持系统

背景技术

本发明总体涉及工具领域。本发明具体地涉及比如水平仪、酒精水平仪(a spiritlevel)、坯锭状鱼雷式水平仪(billet torpedo type level)、块状鱼雷式水平仪(blocktorpedo type level)等之类的具有一个或更多个磁性部件的工具，其中，所述一个或更多个磁性部件构造成将水平仪耦合至磁性结构或磁性工件。水平仪比如酒精水平仪用于确定结构、表面或工件的水平度。在使用中，水平仪放置在待被测量的表面上或与待被测量的表面接触，并且使用者观察管内的气泡相对于指示结构、表面或工件的水平度的标记的位置。

发明内容

本公开的一个实施方式涉及一种工具，具体地涉及一种水平仪，该水平仪包括定位成有助于使用该水平仪的磁体。在各种实施方式中，工具是具有下述表面——比如，平的基部表面——的水平仪：所述表面构造成接合工件的表面。

在各种实施方式中，该水平仪包括具有磁体的水平仪本体，该磁体定位在位于邻近工件放置的平表面中的室——比如钻孔——中。该水平仪可以包括沿着水平仪的工作表面(例如，基部表面、顶表面等)定位的多于一个的磁体，比如在水平仪的每个端部附近具有磁体。

室由底部表面以及从底部的周缘延伸至水平仪的工作表面的壁的表面限定。水平仪包括可压缩部件和磁体，该可压缩部件位于室内并接触底部表面，该磁体在室内定位成使得磁体的下表面面向可压缩部件。在一个实施方式中，由磁性材料制成的部件(例如，某些类型的钢)被安置于磁体与可压缩部件之间。在将磁体安置于室容积部中之后，通过使水平仪的表面的材料发生变形以形成通道和凸缘，由此形成了凸缘。凸缘从内壁朝向室的中间突出成使得凸缘的下表面与磁体的上表面重叠，以使得磁体被保持在室内。在一个实施方式中，室的两个端部呈弧形的并且经由直的侧壁连接，从而赋予室大致呈矩形的形状。

室的相对两侧上的凸缘之间的距离小于安置于室中的磁体的宽度。因此，凸缘将磁体固定在室中。紧围绕凸缘形成有通道，形成凸缘的材料来源于该通道。

将在随后的详细描述中对另外的特征和优点进行阐述，并且根据描述，另外的特征和优点将在某种程度上对于本领域的技术人员而言是显而易见的，或者将通过实践如书面描述、本文的权利要求以及附图中所描述的实施方式而被认识到。应当理解的是，前面的总体描述和下面的详细描述两者均是示例性的。

包括附图以提供进一步的理解，并且附图被结合在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图图示了一个或更多个实施方式并且与说明书一起用于说明各种实施方式的原理和操作。

附图说明

图1是根据实施方式的具有磁体室的水平仪的立体图。

图2是设置在图1中的水平仪的实施方式的底表面中的磁体室的截面图。

图3是根据实施方式的磁体室的俯视图。

图4是根据实施方式的具有磁体室的水平仪的立体图。

图5是根据实施方式的磁体的立体图。

图6是根据实施方式的磁体室的俯视图。

图7是根据实施方式的设置在水平仪的底表面中的磁体室的截面图。

图8是图7中的可压缩部件的立体图。

图9是根据实施方式的可压缩部件的立体图。

图10是根据实施方式的设置在水平仪的底表面中的磁体室的截面图。

具体实施方式

总体上参照附图，示出了水平仪比如酒精水平仪的各种实施方式。通常，水平仪具有用于在水平测量期间与工件接合的一个或更多个精密表面。本文所论述的水平仪在水平仪的接合表面上包括一个或更多个磁体。

所述一个或更多个磁体有助于将水平仪的接合表面保持抵靠磁性工件。在将磁体安置在位于水平仪中的室中之后，使用压力固定件来对围绕室的水平仪金属本体进行冲压以使金属本体的一部分扩展，从而形成将磁体保持在室中的凸缘。由围绕室和凸缘的材料形成的单件结构件(例如，连续的和/或相连的)不需要粘合剂来将磁体固定在室中。

参照图1，示出了根据示例性实施方式的可延伸的、可扩展的或长度可调节的水平仪，比如水平仪10。通常，水平仪10是可延伸的，原因在于：水平仪10的长度是可以可逆的方式调节的，从而允许使用者增大及减小水平仪10的长度，如各种用途可能所需的那样。

通常，水平仪10包括外部本体12，该外部本体12包括基部表面14和相反的顶表面16。基部表面14和顶表面16是平坦的平表面，该平坦的平表面可以用于接合工件的待使用水平仪10被测量的表面。在一些具体实施方式中，在外部本体12形成之后(例如，在形成外部本体12的金属挤出之后)，基部表面14和/或顶表面16被加工成具有平坦的、齐平的或平的表面，并且在一些实施方式中，该经加工的表面可以被阳极氧化。表面14和16可以被称为水平仪10的工作表面。表面14和16是彼此平行且还平行于水平仪10的纵向轴线18的平表面。

外部本体12包括被示出为固定部分20的第一部分和被示出为可滑动部分22的第二部分。通常，固定部分20在水平仪10的第一端部21处刚性地和/或永久地联接至内部本体24，并且可滑动部分22可滑动地接合内部本体24。可滑动部分22限定水平仪10的第二端部23，该第二端部23位于可滑动本体构件22的与固定部分20相反的端部处。通常，为了扩展水平仪10，可滑动部分22沿纵向轴线18沿着内部本体24背离固定部分20移动，而为了缩回/收缩水平仪10，可滑动部分22沿着内部本体24朝向固定部分20移动。

在一些实施方式中，内部本体24的尺寸设定成使得内部本体24的整个长度适配在可滑动部分22内。因此，当水平仪10移动至完全缩回位置或完全收缩位置时，固定部分20的面向内边缘28邻接可滑动部分22的面向内边缘26。在该完全收缩的位置中，固定部分20和可滑动部分22合(come)在一起，从而完全覆盖内部本体24。

参照图1，水平仪10包括形成在可滑动本体部分22中的多个孔。如图1所示，水平仪10包括穿过外部本体12的可滑动部分22形成的第一管开口30、第二管开口32和抓握开口36。开口30和32均接纳取向测量部件比如水平仪管34(例如，气泡管、酒精管等)，根据特定的水平仪设计或水平仪类型的需要，该取向测量部件由可滑动本体部分22支承成——比如由中间部件间接地支承成——相对于表面14和/或表面16处于适当的取向，以而使管指示工件的相应表面的角度、水平度、垂直度等。应该理解的是，如对于特定水平仪设计所可能期望的，该水平仪10可以包括少于两个的水平仪管(以及相应地少于两个的开口30、32)或者多于两个的水平仪管(以及相应地多于两个的开口30、32)。此外，水平仪10可以配备有除酒精水平仪管以外的其他水平仪感测及指示装置。例如，水平仪10可以配备有数字/电子水平仪传感器和显示器来代替水平仪管34，或者水平仪10除配备水平仪管34之外还可以配备有数字/电子水平仪传感器和显示器。

为了允许水平仪10提供呈不同长度的平工作表面，固定部分20的上表面和下表面与可滑动部分22的上表面和下表面彼此共面。具体地，固定部分20包括上表面40和下表面42，并且可滑动部分22包括上表面44和下表面46。上表面40是与上表面44共面的，和/或下表面42是与下表面46共面的。在这种布置中，上表面40和上表面44一起操作，以提供水平仪10的呈水平仪10的从完全延伸到完全缩回的所有可调节长度的上工作表面16。类似地，下表面42和下表面46一起操作，以提供水平仪10的呈水平仪10的从完全延伸到完全缩回的所有可调节长度的基部表面14。

水平仪10的顶表面16包括一个或更多个磁体60或者一个或更多个磁路61。例如，顶表面16上的一个磁体60位于水平仪10的第一端部21附近，顶表面16上的一个磁体60位于水平仪10的第二端部23附近，并且顶表面16上的一个磁体60位于水平仪10的纵向中间附近。水平仪10的基部表面14也包括处于与位于顶表面16上的磁体60所在的位置相似的位置处的一个或更多个磁体60。

参照图2，详细地示出了被示出为室74的室以及水平仪本体的细节，该室位于水平仪本体内并用于容纳(hold)并保持磁体60。应当理解的是，尽管室74是根据沿着底表面14定位的磁体进行描述的，但是沿着顶表面16定位的磁体室可以具有相同的结构。室74包括具有周缘79的底部表面78。内壁表面76从周缘79延伸至底表面14。底部表面78和内壁表面76共同地限定室容积部80。可压缩部件72比如橡胶在室容积部80中被安置成邻近于底部表面78，并且可压缩部件72包括肋部73。在一个实施方式中，肋部73为大致管状的，并且肋部73的主轴线平行于水平仪10的主轴线18延伸(在图2中最佳地示出)。抵靠可压缩部件72安置有中间部件70，比如磁性部件(例如，某些类型的钢)。

在一个实施方式中，磁体60抵靠磁性部件70安置。在替代性实施方式中，磁体60安置成与可压缩部件72直接接触。

磁体60抵靠中间部件70安置，并且，形成有凸缘68，以将磁体60包围在室74中。在凸缘68的形成期间，可压缩部件72被压缩，并且利用橡胶部件72的可压缩性来形成这样的偏压力：该偏压力对位于底部表面78与凸缘68的下表面94之间的部件进行按压，使得这些部件被紧紧地保持在室74内，并且磁体60与基部表面14之间的距离减小。在一个实施方式中，磁体60与基部表面14之间的距离尽可能地减小(例如，最小化)。

凸缘68在室容积部80上方突出并部分地包围磁体60，以将磁体60固定在室74中。如图2中可以看到的，在这种布置中，在凸缘68处测得的室74的直径或宽度小于在凸缘68下方测得的室74的宽度或直径。凸缘68包括面向室底部96并面向磁体60的下表面94。在特定实施方式中，下表面94接合磁体60的上表面98，使得磁体60被保持在室74内。凸缘68可以通过以足够的压力抵靠水平仪10的底表面14进行按压以使底表面14中的材料发生变形而形成。凸缘68从内壁表面76朝向室74的中心轴线92延伸。通常，凸缘68的顶表面67与水平仪的安装有磁体的工作表面共面或相对于水平仪的安装有磁体的工作表面凹陷。在特定实施方式中，水平仪10的工作表面略高于凸缘68的顶表面67(图2中最佳地示出)。

在一个实施方式中，磁体60包括第一磁体64和第二磁体66。第一磁体64和第二磁体66的磁极的布置是互补的，其中，第一磁体64的北极58背离底部表面78设置，而第二磁体66的北极58朝向底部表面78设置，并且中间部件70比如磁性金属件位于磁体64、66的下方。

尽管图2示出了室74形成在底表面14中，但是室74也可以形成在其他表面中，例如形成在水平仪10的顶表面16中。

参照图3，在一个实施方式中，室74是长形的且具有两个弧形端表面88并且这两个弧形端表面88由一对直的且平行的侧壁86连接。凸缘68是通过对底表面14进行压制而形成的，从而使凸缘68从内壁表面76朝向室74的中心轴线92延伸。由于凸缘68是由原先处于水平仪10的底表面14中的材料形成的，所以考虑到变形成凸缘的材料，水平仪10的底表面14在底表面14的其余平面的下方渐缩。在另一个实施方式中，凸缘68是圆形的(图5中最佳地示出)。在又一个实施方式中，在室74的上方具有六个凸缘68(图6中最佳地示出)。

图4中图示的是磁体60设置在不可延伸的水平仪10的顶表面16内的示例性实施方式。根据特定应用的需要，水平仪10的工作表面均可以包括任意数目的磁体和/或磁性表面，比如单个磁体(图4中最佳地示出)、两个磁体、三个磁体(图1中最佳地示出)、零个磁体(比如在其他表面具有至少一个磁体的情况下)等。

在一个实施方式中，室74包括彼此分开的两个凸缘68(图3中最佳地示出，其中，凸缘68位于室74的相对两侧上)。在图3中的实施方式中，凸缘74位于室74的直的壁86上。然而，凸缘68可以位于弧形的壁(例如端部88)上。此外，凸缘68可以是从内壁表面76朝向中心轴线延伸且完全环绕室74的单个连续突出部。

图5中图示的是磁路61经由圆形凸缘68被固定在室74内的示例性实施方式。在该实施方式中，凸缘68围绕磁路61的上周缘。与一个或更多个其他实施方式类似，水平仪10的工作表面——在这种情况下为底表面14——延伸超出凸缘68和磁路61。

图6中图示的是磁体60经由六个凸缘68而被固定在室74内的示例性实施方式。图6中的所述六个凸缘68在室74上延伸。在替代性实施方式中，磁体60可以经由位于室74的任一侧上的任意数目的凸缘(例如，图6示出了位于室74的任一侧上的三个凸缘68)而被固定在室74中。

图7中图示的是可压缩部件72的实施方式。磁体60通过比如由凸缘68施加的向下力DF而抵靠可压缩部件72被固定。因此，磁体60压靠可压缩部件72的肋部73。肋部73具有大致半圆形截面且具有肋部高度102和肋部宽度104。在图7中的实施方式中，肋部73包括相对较短的肋部平台106，肋部73的半圆形部分位于该相对较短的肋部平台106的上方。在至少一个特定实施方式中，可压缩部件72和肋部73用的橡胶具有30A至85A的硬度测量值。肋部73的这种布置和设置跨过磁体60(或磁路61)与可压缩部件72之间的整个接合表面为磁体60(或磁路61)提供均匀的支承基部，并且因此，磁体60即使在经由凸缘68而压靠可压缩部件72时也保持平坦。在提供稳定且均匀的基部的可压缩部件72的替代性实施方式中，可压缩部件72可以具有与磁体60或磁路61接触的凹陷(dimpled)表面。在可压缩部件72的另一替代性实施方式中，可压缩部件72可以具有蜂窝状内部结构。

图8中图示的是图7中示出的可压缩部件72的实施方式的另一视图。肋部73沿着可压缩部件72的纵向轴线100延伸，并且肋部73是彼此大体横向地均匀间隔开的。

在另一个实施方式中，肋部73垂直于可压缩部件72的纵向轴线100延伸(图9中最佳地示出)。在该实施方式中，肋部73仍然可以彼此大体横向地均匀间隔开。

图10示出了设置在室74的内壁表面76内的磁体60、中间部件70和可压缩部件72的另一个实施方式。

在一个或更多个其他实施方式中，可压缩部件72可以是除橡胶以外的材料，比如弹簧钢板。

应当理解的是，附图详细地图示了示例性实施方式，并且应当理解的是，本申请不限于在说明书中阐述的或者在附图中图示的细节或方法。还应当理解的是，术语仅是为了描述的目的，并且不应当被认为是限制性的。

鉴于本说明书，本发明的各个方面的另外的改型和替代的实施方式对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本说明书应被解释为仅是说明性的。在各种示例性实施方式中示出的构型和布置仅是说明性的。尽管在本公开中已详细描述了仅一些实施方式，但是在实质上不背离本文所述的主题的新颖性教示和优点的情况下可以有许多改型(例如，在各个元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等方面的变型)。示出为一体地形成的一些元件可以由多个零部件或元件构成，元件的位置可以颠倒或以其他方式变化，并且分开的元件的性质或数目或者位置可以改变或变化。任何过程、逻辑算法或方法步骤的顺序或次序可以根据替代性实施方式而变化或重新排序。在不背离本发明的范围的情况下，还可以在各种示例性实施方式的设计、操作条件和布置方面进行其他替换、修改、改变和省略。

除非另有明确说明，否则决不意在将本文阐述的任何方法解释为要求该方法的步骤以特定的顺序执行。因此，在方法权利要求实际上没有叙述方法权利要求的步骤要遵循的顺序或者在权利要求或说明书中没有另外明确说明这些步骤将受限于具体顺序的情况下，决不意在推测任何特定的顺序。此外，如本文所使用的，冠词“一”意在包括一个或更多个的部件或元件，并且不意在解释为表示仅一个。

本发明的各种实施方式涉及任何特征的任何组合，并且在本申请或将来的申请中可以要求保护特征的任何这些组合。上面论述的任何示例性实施方式的任何特征、元件或部件可以单独利用或者可以与上面所论述的任何其他实施方式的任何特征、元件或部件组合使用。

在各种示例性实施方式中，如附图中所示的包括角度、长度和半径在内的相对尺寸按比例绘制。附图的实际测量结果将公开各种示例性实施方式的相对尺寸、角度和比例。各种示例性实施方式围绕可以从附图确定的绝对尺寸和相对尺寸、角度和比例而扩展到各种范围。各种示例性实施方式包括可以从附图确定的一个或更多个相对尺寸或角度的任意组合。此外，在该说明书中没有明确陈述的实际尺寸可以通过将附图中测量的尺寸的比与该说明书中陈述的明确尺寸结合使用来确定。此外，在各种实施方式中，本公开围绕本文公开的任何绝对尺寸或相对尺寸或者能够从附图中确定的任何绝对尺寸或相对尺寸而扩展到各种范围(例如，加或减30％、20％或10％)。

Claims (20)

1.一种水平仪，包括：

取向测量部件；

平的基部表面；

与所述基部表面相反的顶表面；

第一室，所述第一室形成在所述基部表面中，所述第一室包括：

室底部，所述室底部具有周缘；

内壁，所述内壁从所述室底部的周缘延伸至所述基部表面；

室容积部，所述室容积部由所述内壁和所述室底部限定；

可压缩部件，所述可压缩部件邻近于所述室底部；

磁体，所述磁体在所述室容积部中设置成使得所述可压缩部件位于所述磁体与所述室底部之间；

凸缘，所述凸缘从所述内壁朝向所述室的中间向外突出，所述凸缘在所述室容积部上方部分地突出并且部分地位于所述磁体上方，使得所述凸缘将所述磁体保持在所述室容积部内。

2.根据权利要求1所述的水平仪，其中，所述第一室是长形的且具有由两个直的且平行的侧壁连接的两个弧形的端壁，并且其中，所述凸缘包括两个凸缘，所述两个凸缘中的每个凸缘沿着所述两个侧壁中的一个侧壁延伸。

3.根据权利要求1所述的水平仪，其中，所述凸缘包括两个凸缘，并且其中，所述内壁在所述两个凸缘之间的第一位置处具有第一直径，所述第一直径小于所述两个凸缘的正下方的第二直径。

4.根据权利要求1所述的水平仪，其中，所述磁体包括第一磁体和第二磁体，所述第一磁体和所述第二磁体中的每一者均具有北极和南极，所述第一磁体的北极背离所述室底部设置，并且所述第二磁体的北极朝向所述室底部设置。

5.根据权利要求1所述的水平仪，其中，所述第一室是靠近所述水平仪的第一端部设置在所述基部表面中的，所述水平仪还包括：

第二室，所述第二室是靠近所述水平仪的第二端部形成在所述基部表面中的，所述第二室包括：

室底部，所述室底部具有周缘；

内壁，所述内壁从所述室底部的周缘延伸至所述基部表面；

室容积部，所述室容积部由所述内壁和所述室底部限定；

可压缩部件，所述可压缩部件邻近于所述室底部；

磁体，所述磁体在所述室容积部中设置成使得所述可压缩部件位于所述磁体与所述室底部之间；

凸缘，所述凸缘从所述内壁朝向所述第二室的中间向外突出，所述凸缘部分地突出超出所述室容积部；以及

第三室，所述第三室是靠近在所述水平仪的中间形成在所述基部表面中的，所述第三室包括：

室底部，所述室底部具有周缘；

内壁，所述内壁从所述室底部的周缘延伸至所述基部表面；

室容积部，所述室容积部由所述内壁和所述室底部限定；

可压缩部件，所述可压缩部件邻近于所述室底部；

磁体，所述磁体在所述室容积部中设置成使得所述可压缩部件位于所述磁体与所述室底部之间；

凸缘，所述凸缘从所述内壁朝向所述第三室的中间向外突出，所述凸缘在所述室容积部上方部分地突出。

6.根据权利要求1所述的水平仪，其中，所述取向测量部件是支承在所述基部表面与所述顶表面之间的水平仪管。

7.根据权利要求1所述的水平仪，所述水平仪还包括位于所述磁体与所述可压缩部件之间的磁性部件，其中，所述可压缩部件包括与所述磁性部件接合的肋部。

8.根据权利要求7所述的水平仪，其中，所述肋部顺着所述可压缩部件的纵向轴线而轴向地对齐。

9.根据权利要求8所述的水平仪，其中，所述可压缩部件包括肖氏硬度为30A和85A的橡胶。

10.根据权利要求7所述的水平仪，其中，所述肋部垂直于所述可压缩部件的纵向轴线而轴向地对齐。

11.根据权利要求1所述的水平仪，其中，所述凸缘为大致圆形的并且周向地围绕所述第一室。

12.一种水平仪，包括：

平的基部表面；

与所述基部表面相反的顶表面；

水平仪管，所述水平仪管支承在所述基部表面与所述顶表面之间；

第一室，所述第一室形成在所述基部表面中，所述第一室包括：

室底部，所述室底部具有周缘；

内壁，所述内壁从所述室底部的周缘延伸至所述基部表面；

室容积部，所述室容积部由所述内壁和所述室底部限定；

可压缩部件，所述可压缩部件邻近于所述室底部；

磁体，所述磁体在所述室容积部中设置成使得所述可压缩部件位于所述磁体与所述室底部之间；

凸缘，所述凸缘从所述内壁朝向所述室的中间向外突出，所述凸缘在所述室容积部上方部分地突出，其中，所述凸缘包括两个凸缘，并且其中，所述内壁在所述两个凸缘之间的第一位置处具有第一直径，所述第一直径小于所述两个凸缘的正下方的第二直径。

13.根据权利要求12所述的水平仪，其中，所述第一室和所述第二室是长形的且具有由两个直的且平行的侧壁连接的两个弧形的端壁。

14.根据权利要求13所述的水平仪，其中，所述第一室和所述第二室中的每一者的凸缘包括两个凸缘，所述两个凸缘中的每个凸缘沿着相应的两个侧壁中的一个侧壁延伸。

15.根据权利要求12所述的水平仪，其中，所述磁体包括第一磁体和第二磁体，所述第一磁体和所述第二磁体中的每一者均具有北极和南极，所述第一磁体的北极背离所述室底部设置，并且所述第二磁体的北极朝向所述室底部设置。

16.根据权利要求12所述的水平仪，所述水平仪还包括位于所述磁体与所述可压缩部件之间的磁性部件，其中，所述可压缩部件包括与所述磁性部件接合的肋部。

17.根据权利要求16所述的水平仪，其中，所述肋部顺着所述可压缩部件的纵向轴线而轴向地对齐。

18.根据权利要求16所述的水平仪，其中，所述肋部垂直于所述可压缩部件的纵向轴线而轴向地对齐。

19.一种水平仪，包括：

取向测量部件；

平的基部表面；

与所述基部表面相反的顶表面；

第一室，所述第一室形成在所述基部表面中，所述第一室包括：

室底部，所述室底部具有周缘；

内壁，所述内壁从所述室底部的周缘延伸至所述基部表面；

室容积部，所述室容积部由所述内壁和所述室底部限定；

可压缩部件，所述可压缩部件邻近于所述室底部；

磁体，所述磁体在所述室容积部中设置成使得所述可压缩部件位于所述磁体与所述室底部之间；

凸缘，所述凸缘从所述内壁朝向所述室的中间向外突出，所述凸缘在所述室容积部上方部分地突出。

20.根据权利要求19所述的水平仪，其中，所述第一室是靠近所述水平仪的第一端部设置在所述基部表面中的，其中，所述磁体包括位于所述第一室中的永磁体和铁磁套筒。