CN1689765A - 带有可去除的物体传感器的手持工具 - Google Patents

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杰弗里·M·迪尔斯
K·M·布拉泽尔
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Abstract

一种手持式动力工具，带有一个壳体、一个固连构件以及一个能够从所述固连构件上去除的物体传感器。所述固连构件可以被从所述工具中去除。可以被用来探测隐蔽在墙壁之后的立柱、电线以及其它材料的物体传感器能够轻易地被工人获取到。

Description

带有可去除的物体传感器的手持工具
本申请要求享有于2001年11月16日提交的、题目为“Hand-HeldTool Containing a Removable Attachable Object Sensor”、序列号为No.09/993177的美国专利申请的优先权，并且是该美国专利申请的后续部分，而所述美国专利申请又是美国专利No.6364580的后续部分，在此通过参考将它们中的全部内容结合入本发明。
技术领域
本发明涉及手持式电动或者气动工具，该工具具有一个可去除地固连在该工具上的物体传感器。
背景技术
利用电力(导线连接(AC)或电池组(DC))或者压缩空气提供动力的手持工具，比如钻具、往复锯、改锥以及钉钉器，被电工、水暖工、木工以及其它工种广泛使用。对于这些设备来说，通常的任务包括钻孔、驱动诸如螺钉这样的紧固件、以及切割各种材料。这些任务中的某些需要使用钻头和刀头(tool bit)，它们一般与手持钻具分开存放。
经常地，建筑工人(building tradesmen)面临着这样的任务，即寻找某些隐藏在可视壁面后方的合适结构，比如立柱，来牢固地固定一根钉子或者螺钉。为了对立柱进行定位，已经研发出各种立柱传感器。这些传感器还可以被用于对管道、排气孔、钢筋、给排水设施以及其它隐蔽材料进行定位，因为工人有可能希望避免钻入或者切入它们之内。更为重要的是，建筑工人必须在“通电的”电线附近来钻孔或者切割材料。为了对电线进行定位，尤其是对“通电的”电线进行定位，已经研发出各种传感器。还有，为了有助于工人对隐藏在墙壁之后的不同材料进行定位和分辨，已经研发出其它类型的传感器。总的来说，这些传感器被定义为物体传感器。
尽管非常有效，但是伴随这种物体传感器的一个问题是，它们是独立的设备部件，工人有可能丢失或者往往在其需要时没有携带。现有的解决方案已经提出为工人配备口袋和可以穿戴在腰部的类似物体。尽管这些口袋避免了操作人员必须离开工作岗位来取得物体传感器，但是工人必须牢记首先将物体传感器放置在口袋中，并且随后搜寻无数个口袋来找出该物体传感器。由此，无法明显节省时间。
一种解决方案在美国专利No.5262240中示出，该美国专利示出了一种钉枪，具有一个固连在该钉枪上的物体传感器。这种设备的一个缺点是物体传感器无法被轻易地从钉枪上去除，并且由此不便于与钉枪分开使用。此外，传感器通过夹具固连在所述工具上，需要另外一种工具来将所述夹具松脱或者去除并且由此将传感器取下。
另外一种解决方案在美国专利申请公告No.2001/0053313 A1中示出，该美国专利申请示出了一种表面下物体定位器，其可以被固连在钻具壳体的顶部上，并且被加工成提供一个用于操作钻具的扶手。但是，所公开的设备需要一个特殊的钻具壳体，并且还需要若干个协作部件，这些增大了设备的成本和复杂度。
因此，仍旧希望提供一种带有一个可去除固连的物体传感器的手持式电动(AC和/或DC)或者气动工具，所述物体传感器便于制造并且可以与工具分开使用。
发明内容
因此，本发明提供了一种具有可去除的物体传感器的手持式电动(AC和/或DC)或者气动工具。所述物体传感器可以是一个被制成工具壳体一部分的固连构件，或者被固连在一个可去除的固连构件上，比如一个辅助托盘或者电池组上。
按照本发明的一个实施例，一种手持式动力工具带有一个壳体。该壳体包括一个连接于一根旋转输出轴上的驱动机构，所述旋转输出轴沿着一条工具轴线设置。还有，一个手柄部分沿着一条手柄轴线设置。该手柄部分具有一个用于启动所述驱动机构的动力操控开关。在一个实施例中，一个物体传感器被可去除地固连在一个被制成所述壳体一部分的固连构件上。在另外一个实施例中，所述物体传感器被可去除地固连在一个固连构件上，而该固连构件被可去除地固连在所述壳体上。所述工具可以利用电力(AC和/或DC电能)或者压缩空气提供动力。
在另外一个实施例中，所述工具是一个手持钻具，其包括一个固连构件，其中该固连构件是一个电池组。所述物体传感器可以被制成电池组的一部分或者与其一体成形，或者可以被可去除地固连在电池组上。所述可去除的固连构件还可以包括水准仪。
在另外一个实施例中，所述手持工具是一个往复锯，具有一个驱动机构和一个壳体。一个包括物体传感器的可去除固连构件被可去除地固连在所述壳体上。这种往复锯可以利用电力(AC或DC)或者压缩空气提供动力。
当结合附图时，本发明的前述目的和其它目的、特征以及优点将轻易地从下面的详细描述中得知。
附图说明
图1是一个按照本发明的手持式动力工具的透视图，带有一个包含一整体式物体传感器的可去除固连构件。
图2是一个按照本发明的手持式动力工具的横剖视图，带有一个包含一整体式物体传感器的可去除固连构件。
图3是一个按照本发明的手持式动力工具的透视图，带有一个包含一整体式物体传感器和一水准仪的可去除固连构件。
图4是一个按照本发明的手持式动力工具的动力源端部的透视图，带有一个包含一整体式物体传感器和一水准仪的可去除固连构件。
图5是一个按照本发明的手持式动力工具的动力源端部的透视图，带有一个包含一整体式物体传感器和一水准仪的可去除固连构件。
图6是一个按照本发明的可去除固连构件的透视图，包含位于一段木头上的一个整体式物体传感器和一个水准仪。
图7是一个按照本发明的可去除固连构件的顶部，其包含一个整体式物体传感器。
图8是一个具有一牛眼水准仪的手持式动力工具的透视图。
图9是一个按照本发明由压缩空气提供动力的往复锯的透视图，带有一个包含一整体式物体传感器的可去除固连构件。
图10A是一个手持式动力工具的透视图，带有一个固连在形成于钻具壳体底部上的固连构件上的可去除固连物体传感器。
图10B是一个手持式动力工具的一部分的放大视图，示出了物体传感器的移动方向，以便将该物体传感器从形成于钻具壳体底部上的固连构件上去除。
图10C是一个处于可工作的打开位置的物体传感器实施例，用于与图10A中所示的手持式动力工具一同使用。
图11A是一个手持式动力工具的透视图，带有一个固连在形成于钻具壳体底部上的固连构件上的可去除固连物体传感器。
图11B是一个手持式动力工具的一部分的放大视图，示出了物体传感器的移动方向，以便将该物体传感器从形成于钻具壳体底部上的固连构件上去除。
图11C是一个处于可工作的打开位置的物体传感器实施例，用于与图11A中所示的手持式动力工具一同使用。
图11D是一个手持式动力工具的一部分的放大视图，示出了固连在该手持式动力工具一部分上的物体传感器。
图12A一个手持式动力工具的透视图，带有一个固连在形成于钻具壳体底部上的固连构件上的可去除固连物体传感器。
图12B是一个手持式动力工具的一部分的放大视图，示出了物体传感器的移动方向，以便将该物体传感器从形成于钻具壳体底部上的固连构件上去除。
图13是一个手持式动力工具的透视图，带有一个固连在一个可去除固连构件上的可去除固连物体传感器，其中所述可去除固连构件与钻具壳体的底部接合。该图示出了将所述固连构件去除，接着将所述物体传感器去除，并且将所述物体传感器打开至一个可工作位置。
图14是一个手持式动力工具的透视图，带有一个固连在一个可去除固连构件上的可去除固连物体传感器，其中所述可去除固连构件与钻具壳体的底部接合。该图示出了将所述物体传感器连接到所述固连构件上，并且接着将所述固连构件固连到钻具壳体的一部分上。
图15A是一个被一体式制成为可去除固连构件一部分的物体传感器的透视图，其中所述可去除固连构件是一个固连在钻具壳体的手柄部分上的可去除电池组。
图15B是图15A中所示物体传感器的透视图，同时该传感器处于一个可工作位置。
图16A是一个被一体式制成为可去除固连构件一部分的物体传感器的透视图，其中所述可去除固连构件是一个固连在钻具壳体的手柄部分上的可去除电池组。
图16B是图16A中所示物体传感器的透视图，同时该传感器处于一个可工作位置。
图17A是一个固连在一可去除固连构件上的可去除物体传感器的分解视图，其中所述可去除固连构件是一个固连在钻具壳体的手柄部分上的可去除电池组。
图17B示出了图17A中所示可去除物体传感器被固连在固连构件上的状态。
具体实施方式
下面参照图1，示出了一个手持式电动钻具10。电动钻具10具有一个壳体12，该壳体12容纳着一个驱动机构和一个马达14，用于驱动一根旋转输出轴16。所述驱动机构、马达以及旋转输出轴沿着一条工具轴线18排列。所述壳体还包括一个用于握持该动力工具的手柄部分20，并且使得工具端部21朝向一个工件。所述手柄部分沿着一条手柄轴线22排列。
在工作过程中，一个诸如刀头、钻头或者类似装置的工具被联接在所述旋转输出轴上，用于对一个工件进行加工。正如通常公知的那样，所述工具利用一个卡盘29被可去除地联接在旋转输出轴上。所述卡盘可以无键或者需要一个键(未示出)，以便打开和闭合所述卡盘。利用所述工具与手持电动钻具组合体执行的通常任务比如包括，在工件上钻孔和将紧固件驱动到该工件内。
一个动力操控开关24被设置在所述手柄上，用于启动所述驱动机构和马达来使得旋转输出轴发生旋转。优选的是，一个电池组26在供能端部28处被连接在所述手柄部分上，并且提供直流(DC)电能来启动所述驱动机构和马达，用于使得旋转输出轴发生旋转。但是，本发明也可以被结合入导线连接的电动钻具(未示出)内，供给交流(AC)电能。在本申请中使用的术语电力表示的是借助于AC或DC能量提供的电能。此外，本发明还可以被结合入压缩空气供能工具内(如图9中所示)。用于压缩空气供能工具的驱动机构和动力操控开关将属于本技术领域那些熟练人员已知的类型。
如图1和2中所示按照本发明的一个实施例，一个可去除固连构件30被固连在所述钻具上。下面将对该可去除固连构件进一步描述。所述可去除固连构件被从后方滑动到壳体12之上。所述壳体可以包含有向外突伸的凸缘72，形成了沟槽76。所述可去除固连构件具有用于形成沟槽36的向内突伸凸缘34。当可去除固连构件30被滑动到所述壳体之上时，凸缘34和72与沟槽36和76协同工作，来如图2中示出的那样将所述可去除固连构件固定到壳体12上。
替代性地，如图3中所示，所述可去除固连构件可以利用一对从壳体向上延伸的突起54和56被固连在所述钻具上。一对形成于所述可去除固连构件底部上的凹槽58和59被加工成接收突起54和56，来将所述可去除固连构件可去除地到壳体上。相反，所述可去除固连构件可以包括突起，而所述壳体可以包含有用于接收这些突起的凹槽。也可以使用其它对于本技术领域中普通技术人员已知的固连方案，只要容许将所述可去除固连构件可去除地固连在壳体上即可。
在图4和5中示出的替代性实施例内，所述可去除固连构件被设置在手柄部分的供能端部28处。所述供能端部具有一对被构造成将固连构件30可去除地固附在壳体上的切槽44。所述可去除固连构件具有一个下侧45，该下侧45被制成与切槽44装配起来，用于可去除地固连于其上。
正如在图2和5中清楚示出的那样，所述可去除固连构件包括一个物体传感器60，用于探测比如由干砌墙遮蔽起来的立柱、电线、管道、导管、各种金属、钢筋以及其它材料。物体传感器60属于一种能够常规得到的类型。物体传感器60可以包括至少一个可见灯62，如图7中所示，当该物体传感器比如被放置在一根立柱上方时该可见灯点亮。还有，所述物体传感器可以包括一个扬声器64，比如当探测到一根立柱或者“通电的”电线时发出一种可听到的声响。根据所述物体传感器的特征，还可以包括有诸如测量仪这样的其它部件。
所述可去除固连构件可以被构造成带有一个水准仪52。所述可去除固连构件还可以带有一个凹槽38，用于接收一个刀头40，其中刀头40利用一个由两个相对的弹簧突起42形成的卡爪俘获在所述凹槽中。优选的是，在所述可去除固连构件的相反侧面上设置有一个相同凹槽38，具有一个由弹簧突起42形成的卡爪，用于将另外一个刀头40牢固地保持在合适位置。
在工作过程中，本发明中的钻具被用作一个普通钻具。当工人必须检查一个表面的方位时，他可以将所述可去除固连构件从钻具上拆卸下来，并且将其放置在表面70上，如图6中所示。为了定位一根立柱或者其它隐蔽材料，所述可去除固连构件被从钻具10上拆卸下来，并且沿着一个表面80移动，直至如图7中所示定位出立柱75。
此外，如图8中所示，在一个基本上垂直于工具轴线的平面上，在壳体的后端部处设置有一个牛眼泡状水准仪78，用于指示工具轴线何时处于竖直状态。
本发明还可以被结合入其它手持式动力工具上，比如往复锯(如图9中所示)、钉钉器、电动改锥、圆锯或者竖锯。这些工具可以利用电能(导线连接(AC)或电池组驱动(DC))、压缩空气或者其它方式提供动力。
参照图9，一个往复锯100具有一个壳体112和一个驱动机构114。在本示例中，驱动机构以一种本技术领域那些熟练人员已知的方式通过螺纹接套150由压缩空气提供动力。可去除固连构件130包括一个物体传感器160，并且被以任何如前所述的方式可去除地固连在壳体112上。物体传感器160还可以包括一个灯162和扬声器164，来提醒工人存在有立柱、电线或者其它隐蔽材料。
下面参照图10A-C，一个诸如手持钻具这样的动力工具10装备有一个固连构件230，该固连构件230形成于钻具的供能端部28处。在本实施例中，所述固连构件无法被去除，而是被制成钻具壳体的一部分，尤其是钻具的供能端部的一部分。在一个优选实施例中，所述固连构件被制成工具壳体的底部23的一部分。固连构件230带有一个沟槽232，用以可滑动地接纳一个物体传感器60。优选的是，所述沟槽被加工成使得其仅在一个方向上可滑动地接纳所述传感器，所述传感器具有一个被加工成与所述沟槽形状互补的部分。因此，正如在图10B中清楚看到的那样，箭头指示了用于将物体传感器从所述固连构件上去除并且更换的滑动行进方向。
由此，物体传感器在存储位置处被固连在所述固连构件上。当工人希望使用该传感器时，该传感器被从所述固连构件上滑动去除，并且根据传感器的类型，可以将其打开或者置于一个可工作位置，如图10C中所示。在所述打开或者可工作位置，传感器准备用于或者能够对所需目标进行探测。
图11A-C示出了一个类似于图10A-C中所示的动力工具实施例。但是，在本实施例中，物体传感器60被加工成使得其具有一个唇缘66，正如在图11D中清楚看到的那样，唇缘66悬垂在沟槽上方。
图12A和12B示出了动力工具10的另外一个实施例，比如手持钻具，带有一个形成于该钻具的供能端部28处的固连构件230。在本实施例中，所述固连构件无法被去除，而是被制成钻具壳体的一部分，尤其是钻具的供能端部的一部分。固连构件230带有一个用于可去除地固连物体传感器的表面。优选的是，在本实施例中，所述固连构件带有一个磁性表面234，该磁性表面234将磁性接纳一个位于传感器上的表面68，用以将所述传感器可去除地固连在固连构件上。图12A描绘了工人将物体传感器从所述固连构件上去除，而图12B描绘了移动物体传感器以便将其固连到所述固连构件上的方向。
图13描绘了本发明的又一个实施例。在本实施例中，固连构件30能够在供能端部处被从钻具壳体的一部分上去除。尤其是，所述固连构件可以被从钻具壳体的底部23上去除。所述固连构件可以以任何合适方式可去除地固连在所述底部上，比如利用一种滑动结构。
物体传感器60被可去除地固连在固连构件30上。在图13所示的实施例中，所述固连构件带有一个用于可去除地接纳物体传感器的联接构件310。该联接构件可以带有一对与所述物体传感器配合的支臂312。优选的是，所述支臂与物体传感器接合，以便使得该物体传感器可以仅从一个方向进行去除和固连，比如从顶部以竖直运动方式。所述支臂可以具有弹性，以便在与物体传感器发生配合时形成一种贴切装配。
替代性地，所述联接构件可以带有一个互补接合构件314的一部分，比如一个用于榫舌与沟槽接合构件的榫舌部分，以便接纳一个设置于物体传感器(未示出)上的互补部分。在本方案中，所述物体传感器将仅从一个方向与固连构件发生接合。例如，所述物体传感器将被向上提升，来使得该物体传感器与设置于所述固连构件上的联接构件脱离配合。
可以设置在本实施例中的固联构件上的一种优选部件是托盘300，其可以被用于存储适用于该工具的物品。例如，钻头、螺钉以及类似元件可以被存储在该托盘中。所述托盘可以被磁化，以便更好地保持住放置在托盘中的物品。替代性地，一个盖子(未示出)可以被放置在所述托盘上，来保持住放置于所述托盘内的物品。
图14示出了本发明中带有一个可去除的物体传感器的手持工具的另外一个实施例。尤其是，图14描绘了将物体传感器60重新固连到一个盖子400或者固连板上，以及如果盖子400被后续固连在一个诸如图5中示出的固连构件30上该盖子400的行进方向。类似于图13中示出的实施例，所述物体传感器被可去除地固连在一个固连构件上，该固连构件本身被可去除地固连在钻具壳体上，并且尤其是固连在钻具壳体的底部23上。
图15、16和17均示出了本发明的一个不同实施例，其中固连构件包括可以从工具壳体上去除的电池组。下面参照图15A和15B，所述固连构件包括一个电池组26，该电池组26用于与诸如在图1中所示钻具这样的动力工具一同使用。物体传感器60与所述固连构件一体式制成。为了使用，所述传感器的一个传感器板69被从所述固连构件旋转或者伸展至一个打开位置，并且当定位出一个物体时，灯62将会亮起。
图16A和16B示出了一种类似于图15A-B的结构，其中物体传感器与固连构件成为一体，并且所述固连构件包括电池组。在本实施例中，传感器板与所述固连构件成为一体。设置有一条沟槽27，用以标记出被感知到的物体的位置。
图17A和17B示出了本发明的一个实施例，其中固连构件30包括一个电池组。在本实施例中，所述固连构件具有一个开口32，用以可去除地接纳物体传感器60。尤其是，所述物体传感器被插入所述开口之内，并且利用任何已知方法，比如凸缘等保持在合适位置。
由此，与现有技术相比，本发明具有许多优点和益处。例如，本发明提供了一种用于使得工人能够轻易获取到传感器和水准仪的装置。
替代性地，所述物体传感器可以被设计成固连在供电软线和/或压缩空气软管上。所述物体传感器可以在任何表面上包括一个凹槽，该凹槽被加工成接纳所述供电软线和/或压缩空气软管。所述凹槽可以被加工成略微小于所述软线和/或软管，以便进行牢固固连。可以从所述具有凹槽的表面上突伸出许多尖头，来部分地覆盖住所述凹槽，以便进一步固定所述软线和/或软管。当工人希望使用物体传感器时，他可以使用固连在所述软线和/或软管上的传感器，或者简单地通过轻轻地拉动所述物体传感器直至其松脱出来而将所述物体传感器从所述软线和/或软管上去除。当结束时，工人可以通过将所述软线和/或软管压入所述凹槽之内来重新将物体传感器固连到所述软线和/或软管上。
所述物体传感器也可以利用一个固连在壳体上的C形夹子固连在所述软线和/或软管上。所述C形夹子可以由弹性塑料或者金属制成，以便使得它发生挠曲来装配在所述软线和/或软管上，并且随后回弹而牢固地环绕在所述软线和/或软管的周围。所述夹子的另外一个端部可以被直接固连在物体传感器上或者利用链条或类似装置连接在物体传感器上。类似地，工人可以在物体传感器固连在软线和/或软管上的同时使用所述物体传感器，或者可以利用轻轻的拉力将所述物体传感器去除以便进行使用，并且当使用结束时将其重新固连到所述软线和/或软管上。
本技术领域中那些熟练人员可以想出其它用于将物体传感器固连到软线和/或软管上的方法。尽管已经图示和描述了本发明的一些实施例，但是并非意味着这些实施例图示和描述了本发明的所有可能形式。相反，本说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且需要明白，在不脱离本发明的精神和范围的条件下可以进行各种改变。

Claims (15)

1.一种便携式动力工具，包括：
a.壳体，该壳体包括驱动机构、马达、沿着手柄轴线排列的手柄部分，并且具有动力操控开关和供能端部；和
b.物体传感器，该物体传感器被可松脱地固连在位于所述供能端部附近的固连构件上。
2.如权利要求1中所述的便携式工具，其特征在于，所述固连构件被一体式制成所述壳体底部的一部分。
3.如权利要求1中所述的便携式工具，其特征在于，所述固连构件能够从所述壳体的底部被去除。
4.如权利要求2中所述的便携式工具，其特征在于，所述固连构件包含沟槽，用以可滑动地接纳所述物体传感器。
5.如权利要求4中所述的便携式工具，其特征在于，所述物体传感器被仅从一个方向可滑动地接纳。
6.如权利要求2中所述的便携式工具，其特征在于，所述固连构件具有磁性部分，用以磁性接纳所述物体传感器的一部分。
7.如权利要求2中所述的便携式工具，其特征在于，所述固连构件还包括托盘。
8.如权利要求3中所述的便携式工具，其特征在于，所述固连构件还包括联接构件，用以可去除地接纳所述物体传感器。
9.如权利要求8中所述的便携式工具，其特征在于，所述联接构件包括一对用于接纳所述物体传感器的支臂。
10.如权利要求2中所述的便携式工具，还包括由所述固连构件可去除地接纳起来的固连板，并且所述物体传感器被可去除地固连在该固连板上。
11.如权利要求3中所述的便携式工具，其特征在于，所述固连构件还包括一个电池组。
12.如权利要求11中所述的便携式工具，其特征在于，所述物体传感器与所述电池组一体式制成。
13.如权利要求12中所述的便携式工具，其特征在于，所述物体传感器包括传感器板，该传感器板能够从所述电池组延伸出来。
14.如权利要求11中所述的便携式工具，其特征在于，所述物体传感器能够从所述电池组上被去除。
15.如权利要求14中所述的便携式工具，其特征在于，所述电池组包含切槽，用以可滑动地接纳所述物体传感器。
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