CN1392389A - 带附加工具的水平仪 - Google Patents

Abstract

一种具有一个带基准表面的框架和一个被固定在框架上的水平传感器的水平仪。该水平仪包括至少一个可拆卸地被固定在水平仪上的附加工具。所述的至少一个附加工具可以包括鱼雷形水平仪、第二水平传感器、测量卷尺、书写工具、笔记本或其它可供水平仪使用者使用的辅助工具。

Description

带附加工具的水平仪

交叉参照有关申请

本申请涉及在1999年7月6日申请的美国专利申请序列号为09/347450的申请。在此，作为参考地引入在先的美国申请(序列号09/347450)。

发明领域

本发明涉及几何仪器，确切地说，本发明涉及对地球万有引力有反应的水平仪和垂准仪，所述水平仪包括各种通常可供水平仪使用者使用的辅助附加工具。

背景技术

当需要精密测量来确定正水平和正垂直时，需要水平探测仪。在任何类型的建筑中，许多构件必须根据正水平或正垂直来精确定位。例如，大多数立柱和壁骨必须是垂直的，地板接头必须是水平的，门窗框架通常是方形的，自重排水系统必须足够直。确保这样的部件相对正水平和正垂直进行正确定位的基本工具就是水平仪和垂准仪。

最常见类型的水平仪和垂准仪是气泡型的，它利用了部分填充有液体的密封指管。所形成的气泡基于其在指管中的位置被用作仪器方位的指示标志。指管通常以各种当测量仪器根据正水平、正垂直或偏离它们的方向定位时而与正水平和正垂直有关的角度被固定在测量仪器上。通常，当指管处于水平位置时，其中的气泡将移向中心。当指管处于转动位置时，气泡将因指管中的液体比气泡重而移向指管的上位端。水平仪和垂准仪看起来可以利用除标准气泡指管外的其它多种技术来探测并决定正水平度和正垂直度，其中包括电子测量仪器。

实际上，普通的气泡指管或其它水平探测仪被安装在测量仪器或测量装置的刚性框架中以便与测试表面相对地定位，框架将作为基准地被用在根据测试表面决定正水平或正垂直的过程中。两种最常见的确定水平和垂直的仪器就是箱体型水平仪和I梁框架型水平仪，它们是以其横截面的外形来命名的。指管在框架中的方位取决于仪器的指定用途。例如，如果想把仪器用于测量测试表面的水平方位，则指管被安装成平行于框架基准侧并且这个工具被称为“水平仪”。或者，当指管被安装成垂直于测量仪器的框架时，它可以被用于测量测试表面的垂直方位并且被称为“垂准仪”。通常，大多数这样的仪器配备有水平气泡指管和垂直气泡指管，这其中包括相对仪器基准侧处于选定角度的气泡指管，从而它们可以被用作水平仪和垂准仪并且测量同水平和垂直的其它偏差。在这里，意思很广泛地使用了术语“水平仪”并且它包括用于探测水平和垂直及其它角度的几何仪器。

在任何类型的建筑中，工人通常要在工程建筑之前、之后及其过程当中进行各种测量并进行标记。此外，工人必须携带帮助进行这样的测量或记录的仪器。工人必须在衣服口袋、皮带或包儿中携带各种仪器即测量卷尺、铅笔、笔记本、鱼雷形水平仪、可拆卸的水平探测仪等，这些东西因妨碍了工人而让人觉得是累赘。

人们需要一种作为附加工具地在水平仪或形状类似的建筑器械中整齐存放各种有用的建筑工具的装置。

发明内容

本发明提供一种测量仪器如水平仪，在这种仪器上可以固定有各种辅助附加工具以便人们在建筑工地上轻松地获得常用的工具。本发明的测量仪器或水平仪包括一个具有一个基准表面的框架、一个一般成气泡指管形状的且被固定在框架上的水平传感器、至少一个成附加工具形状的且被固定在水平仪或测量仪器之内或之上的有用的建筑工具。各种附加工具(建筑工具)通常与测量仪器或水平仪的整体形状齐平，从而当外侧部件接触测量仪器(水平仪)时，附加工具将不容易变得混乱。

根据本发明的优选实施例，测量仪器是一个水平仪，在水平仪上，各种辅助附加器械被固定在其框架内或框架上。各种附加器械最好包括鱼雷型水平仪、可拆卸的线性传感器水平仪、测量卷尺、铅笔、带纸垫的纸架和把附加器械固定在测量仪器或水平仪上的固定件。也考虑到其它附加器械，这将在具体的说明中进一步说明。

根据本发明的另一个实施例，测量仪器是具有至少一个铰接臂的水平仪，所述铰接臂在其一端上可转动地与测量仪器或水平仪的框架相连，以便把测量仪器的基准表面固定在测试表面上。根据本发明的又一个实施例，成水平仪形式的测量仪器包括一个卷绕或缠绕条带的卷绕工具，所述条带在其开口端上具有一个钩件，从而条带可以被固定在测试表面上或环绕该测试表面地被固定住。

在阅读以下的具体说明时，本发明的其它实施例和细节将变得一清二楚。

附图简介

为了更充分地解释本发明的特征和优点，只作为例子而没有限制性地参见附图来描述以下的具有附加工具的本发明测量仪器的优选实施例。其中：

图1是成带有各种固定于其上的附加工具的水平仪形式的测量仪器的透视图；

图2是测量仪器的分解视图，它示出了从测量仪器上被取下来的各种附加工具；

图3是沿图1的4-4线截取的图1所示水平仪的局部侧视图，其中一个附加工具位于测量仪器外；

图4是与图3相似的视图，其附加工具被锁定在测量仪器中；

图5是表示另一个附加工具的测量仪器的局部透视图，所述附加工具成可拆卸的线性水平仪传感器形式，它已经被从测量仪器中取出来并且被校准以便在不同于附加工具存放方位的方位上把可拆卸的水平传感器安装到测量仪器中，图5也示出了被固定在测量仪器中的书写工具和有关的记录仪；

图6是与图5相似的视图，除了可拆卸的水平传感器被固定在不同于图1的固定位置的测量仪器部位上；

图7是沿图1的8-8线截取的图1所示测量仪器的局部侧视图，它示出了被固定在测量仪器山的附加工具；

图8是与图7类似的视图，其附加工具在测量仪器中被从其外壳中取出；

图9是测量仪器的I梁框架的横截面图；

图10是成可被固定在垂直的测试件上的水平仪形式的测量仪器的透视图；

图11是局部俯视图，它示出了图10所示测量仪器的截去部分。

具体实施例

图1-图8表示成水平仪2形式(为了示范)的测量仪器的一个实施例，它带有可被固定在测量仪器之上或之内的各种附加工具。本发明的这个实施例可以成箱体型水平仪或I梁框架型水平仪。图9示出了I梁框架型水平仪的横截面视图。图10、图11表示本发明的第二实施例。图12、图13表示本发明的另一个实施例，它具有一个被连接到条带上的卷绕器械，而条带具有一个被连接到条带自由端上的钩件。

图1-图8为示范地示出了如成水平仪形式的测量仪器，但可预想到，其它测量仪器如划线板或箱体构件可以被用作整个测量仪器。水平仪2包括一个I梁框架6，它具有一个可抵靠着测试件如墙壁或窗框的表面的基准侧面或表面。框架6的其它侧面、表面和边缘也可被用作基准表面并且也可使用包括箱体框架在内的其它类型的框架。

框架6如图所示地示出了两个按不同方位沿框架长度布置在安放结构10中的指管，但也可以采用其它任何数量的指管和指管布局。应该注意的是，只是作为示范例子地提到了气泡指管，可以预想到的是，可以与气泡指管联用地或与之分开地使用包括电子水平探测器在内的其它各种水平探测仪，以便测量距水平或垂直的各种角度。安放结构10可以成模塑形，例如气泡指管8被永久地固定在安放结构上，以便精确地定位并轻松地安装在框架6中。除了被永久地装入安放结构10中的气泡指管8外，各种其它附加工具可以被可拆卸地连接到水平仪6上。图2示出了各种其它附加工具是如何可以从水平仪6上取下来和装上去的。各种其它附加工具可能包括鱼雷形水平仪3、测量卷尺11、可拆卸的水平传感器5、成铅笔形式7的书写工具、纸垫9、可拆卸地把各种附加工具固定在水平仪2之内或之上的有关附加工具固定装置。

图3、图4示出了鱼雷形水平仪3或形状类似的器械是如何被安装到水平仪2的框架6上和从水平仪2框架6上拆下来的。如图4所示，鱼雷形水平仪3被固定在I梁框架6内。图4是图1的水平仪2的局部侧视图，其中附加工具固定装置31把鱼雷形水平仪3牢固锁定在水平仪2的I梁框架6中。鱼雷形水平仪3通过附加工具固定装置31被可拆卸地固定在水平仪2中。附加工具固定装置31包括一个销栓311，所述销栓绕一个在其处于锁定位置时大致垂直于水平仪2纵向的轴线摆动，由此紧固鱼雷形水平仪3。摆动销栓311可转动地被固定在支架313上。支架313和底座314相连，而支架313和底座314被固定到一个把附加工具固定装置31固定在I梁框架6上的支架连接部316上。底座314包括一个安放表面315。

图4示出了被固定在I梁框架6内的鱼雷形水平仪3，其中摆动销栓311如图1所示地如此在锁定位置上转动，即鱼雷形水平仪3的端部3a被固定在摆动销栓311的外边缘和附加工具固定装置31的安放部315之间。图3示出了在I梁框架6外的鱼雷形水平仪3。当摆动销栓311在松开位置上如图2所示地如此枢转时，鱼雷形水平仪3可被拆下来，即摆动销栓311的外边缘转离开鱼雷形水平仪3的端部3a。只作为例子地，附加工具固定装置31如图所示地是摆动销栓，但可以预想到的是，也可以用其它等同的固定装置把鱼雷形水平仪3或者形状类似的仪器固定在水平仪2之内或之上。此外，如图5-图7所示地，鱼雷形水平仪3可以通过摩擦嵌合而与把其它器械固定在水平仪2上的方式类似地被固定在I梁框架6上。

图5、图6表示可拆卸的水平传感器5相对水平仪2的拆卸和重新安装的情况。图5表示从图1的固定或存放位置上拆下可拆卸的水平传感器5的情况。可拆卸的水平传感器5的支架51包括两个其中水平传感器8位于其中间的端部。可拆卸的水平传感器5的第一端52可以被固定到可拆卸的水平传感器5的外壳5a的螺纹口中。可拆卸的水平传感器5的外壳5a被固定到I梁框架6上。可拆卸的水平传感器5的第一端55a可以被固定到可拆卸的水平传感器5的外壳5a的凹座55中。可拆卸的水平传感器5可以通过在固定可拆卸的水平传感器5第二端55a的凹座55与可拆卸的水平传感器5外壳5a的接片59之间的摩擦嵌接而被固定在其外壳5a上。接片59包括一个和用于第二端55a的凹座55一起进一步固定可拆卸的水平传感器5的第一端52的唇部59a。当外壳5的接片59弯离开可拆卸的水平传感器5的第一端时，可拆卸的水平传感器5可从其外壳5a上被取下来。

图6示出了可拆卸的水平传感器是如何被安装到其外壳5a上的。在这种情况下，可拆卸的水平传感器5的第一端52包括可被固定到外壳5a的插口53中的阳螺纹，而插口如图所示地具有阴螺纹。在图6中，可拆卸的水平传感器5的第一端52被固定在外壳5a的插口53中。在可拆卸的水平传感器与其外壳5a之间的阴阳螺纹定位可以略作改动地颠倒过来。此外，本领域熟知的其它附加工具固定装置可被用于把可拆卸的水平传感器5或尺寸及形状类似的器械固定到外壳5a上。为了进一步加强可拆卸的水平传感器5第一端52的连接，可以预想到的是，一个圆筒形套筒(未示出)可以伸出可拆卸的水平传感器5的第一端52外并且沿径向离开螺纹部地延伸向外壳5a的插口53，插口53具有阴螺纹凸起(未示出)，从而第一端52的阳螺纹可以被拧入插口53的阴螺纹凸起中，其圆柱形套筒围绕着插口53的阴螺纹凸起，插口53的凸出阴螺纹和第一端52的延长套筒的组合在可拆卸的水平传感器5和外壳5a之间产生了更强的配合连接。可以想象到这种加强可拆卸件和框架6之间的连接的结构的变形方式。

图7、图8表示如何在水平仪2的框架6中固定可拆卸的水平传感器5。当接片59弯离开水平传感器5的两端中的一端并且接片59的唇部59a不再产生足以阻止可拆卸的水平传感器5被拆下来的摩擦阻力时，可拆卸的水平传感器5可以从其外壳5a上被卸下来。可拆卸的水平传感器5的外壳5a包括底座57，它包括一个其一端有唇部57b的挠性舌片57a。当可拆卸的水平传感器5被固定在I梁框架6内时，挠性舌片57a的唇部57b可以压在可拆卸的水平传感器5的一侧2上。当挠性舌片57a从I梁框架6的底侧被推向可拆卸的水平传感器5时，挠性舌片57a的唇部57b可以通过提供足以使接片59弯曲的力而迫使可拆卸的水平传感器5离开其在I梁框架6内的固定位置，这其中包括让其唇部59a离开可拆卸的水平传感器5的两端中的一端。这样的释放机构只是示范性的，可以想象到的是，可以使用本领域众所周知的其它释放机构来松开可拆卸的水平传感器5或形状类似的器械，如承受弹簧偏载的释放机构(未示出)。

水平传感器5也可通过凹座55中的缝55b被用作线性水平仪。

图9是I梁框架6的横截面并且它示出了可以在水平仪2中被用于存放各种附加工具的自由空间。

图10、图11表示成水平仪2形式的测量仪器，这种水平仪与图1-图8所示的结构相似，但增加了被固定在I梁框架6上的铰接臂12。框架6在水平仪2的每一侧上包括一个铰接臂或臂组件12，以便可松开地把水平仪固定到测试件4如杆或其它可固定上成水平仪2形式的测量仪器的部件上。这样的铰接臂组件12包括一个U形内件14和一个U形外件16，它们最好由线棒材制成。内件14和/或外件16也可以基本上是直线状的或者成L形。但是，延伸于外U形件16的每一侧之间的下横接部允许臂组件16更轻松地展开。也可以使用除线棒材之外的其它材料如塑料或木头，也可以利用除线材弯曲外的其它制造方法来生产部件14、16。

每个U形内件14的上端或开口端通过外壳141可转动地与水平仪2相连，U形内件14的端部被固定在所述外壳上。用于铰接臂组件12的外壳141可以与水平仪2的I梁框架6成一体并且如图10、图11所示地作为独立部件地被牢固固定住。例如，本发明可以提供作为配套部件地配备有独立臂组件12和/或可以轻松改进的且可连接到水平仪上的外壳141。

铰接臂组件12起到了把水平仪2固定到测试件4上的作用。

外壳141具有一一对应于U形内件自由端的孔，从而如图11所示地，U形内件14的端部被固定在外壳141的孔中。每个部件14受框架6偏压或推动地转入折叠位置。例如，U形内件14的端部可以配设有扭簧143，它推动内件14地使其转离图11的页面并且将其压在框架6的腹板24(图9所示)上。旋簧可以承受约6-10英寸·磅的初始扭矩，或者6-10磅的初始打开力或其它足够大的力。也可以采用本领域熟知的许多其它构件地把内件14旋转偏压在框架6上。内、外件14、16(和/或其枢转连接部)也可以被制成具有足够大的弹性，从而这些部件可以不用弹簧地夹在测试件4上。

图12、图13示出了本发明的另一个实施例。该实施例与图10、图11类似，除了与测试件相连的器械不是铰接臂组件，而是卷轮或卷轴38、38a，它被固定在条带38、38a的一端上，卷绕条带38、38a的自由端具有一个钩件40、40a。卷轴36可以永久地或可拆卸地被固定在框架6上。从卷轮或卷轴36上放出条带38、38a并使其环绕测试件4，钩件40、40a被固定在水平仪2上。本发明可以包括一个以上的卷轮或卷轴36，在这种情况下，钩件可以被固定在延伸于每个卷轴(未示出)之间的单条连续带材的中央附近。卷轴36可以具有各种形状如轮状、圆盘状、轴状或销状，条带38、38a卷绕在该部件上。卷轴36最好可转动地被固定在框架腹板24上，腹板连接着I梁框架6的凸缘。但是，卷轴36也可以被固定在框架6上。卷轴36可以在其外表面上具有球柄(未示出)以便用手卷绕至少一条带材38、38a。或者，卷轴36可以具有一个承受弹簧力的且由电动机驱动的棘轮机构和/或其它卷绕机构，以便自动地卷绕条带38、38a。条带38、38a可以成弹性带材、缆线、丝线、细绳、线材、绳索和/或其它构件的形式。钩件40、40a最好由线棒材制成并且具有一个环或其它紧固件，它永久地与不与卷轴36相连的条带38、38a端部相连。设置卷轴36和条带以及钩件40、40a的目的是，要以相对水平或垂直的特定角度把水平仪2固定到测试件4上，这样的角度由水平传感器8来测量。

可拆卸地固定在水平仪2上的各种附加工具可以包括除如图所示外的其它工具。例如，任何在建筑工地现场有助于工人的且整齐地安装在水平仪2之内或之上的装置可以被固定在水平仪2上。另外，本发明不局限于用于水平仪2，而是可以包括其它形状类似的物体如划线板或箱形容器。在建筑工地现场有用的且其形状和结构被设计成能被装在测量仪器或水平仪2之内或之上的其它附加工具可以被固定在侧仪器上。例如，各种电子工具如口述机、迷你扫描仪、激光测量仪等可以可拆卸地被固定在成水平仪2形式或形状类似的测量仪器上。在图1、2、5、6中，成铅笔7形式的书写工具在其外壳71上摩擦固定在水平仪2上。此外，水平仪2提供了一个用于纸垫或纸9的支座91。可以与电子书写垫一起地想象到其它书写工具即电子打标机，所述电子书写垫可以轻松地被固定在水平仪2上。

另一个可想象到的附加工具就是迷你笔记本或带显示器的小型化个人电脑，它可以轻松地被装在水平仪2上，如被安装在固定鱼雷形水平仪2的空间内。

在本发明仪器的工作过程中，被固定在成水平仪形式的测量仪器上的附加工具可以方便地被拆下来并可供工人使用且放回到水平仪或形状类似的仪器之中或之上，从而这样的附加工具在建筑过程中不会丢失或受损。本发明决不局限于上述优选实施例，而是涵盖了可以通过使用对本领域普通技术人员来说是显而易见的功能等同的部件或仪器而实施的变形方案或者落在后续权利要求书的精神和范围内的修改。

Claims (18)

1、一种水平仪，它包括：一个具有一个基准表面的框架；一个被固定在框架上的水平传感器；至少一个可拆卸地被固定在所述水平仪上的附加工具。

2、如权利要求1所述的水平仪，其特征在于，所述的至少一个附加工具包括鱼雷形水平仪。

3、如权利要求1所述的水平仪，其特征在于，所述的至少一个附加工具包括第二水平传感器。

4、如权利要求1所述的水平仪，其特征在于，所述的至少一个附加工具包括一个测量卷尺。

5、如权利要求1所述的水平仪，其特征在于，所述的至少一个附加工具包括一个书写工具。

6、如权利要求1所述的水平仪，其特征在于，所述的至少一个附加工具包括一个其尺寸和形状足以容放一个纸垫的垫座。

7、如权利要求1所述的水平仪，其特征在于，它还包括一个可以把水平仪固定在一个测试件上的紧固机构。

8、如权利要求7所述的水平仪，其特征在于，所述紧固机构包括一个铰接臂组件。

9、如权利要求7所述的水平仪，其特征在于，所述紧固机构包括一个绕有带的卷轴，所述带具有一个钩件。

10、一种测量仪器，它包括：一个具有一个基准表面的框架；至少一个可拆卸地被固定在测量仪器上的附加工具。

11、如权利要求10所述的水平仪，其特征在于，所述的至少一个附加工具包括鱼雷形水平仪。

12、如权利要求11所述的水平仪，其特征在于，所述的至少一个附加工具包括一个可拆卸的水平传感器。

13、如权利要求11所述的水平仪，其特征在于，所述的至少一个附加工具包括一个测量卷尺。

14、如权利要求11所述的水平仪，其特征在于，所述的至少一个附加工具包括一个书写工具。

15、如权利要求11所述的水平仪，其特征在于，所述的至少一个附加工具包括一个其尺寸和形状能够容纳纸张的纸垫座。

16、如权利要求11所述的水平仪，其特征在于，它还包括一个可把水平仪固定在测试件上的紧固机构。

17、如权利要求16所述的水平仪，其特征在于，该紧固机构包括一个铰接臂组件。

18、如权利要求16所述的水平仪，其特征在于，该紧固机构包括一个绕有带材的卷轴，所述带材具有一个钩件。

Images