CN1724223A - 工具倾斜度确定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装置(12)包括：连接到工具(2)上的激光器(14)，基本上为圆柱形的透镜(20)，所述透镜(20)通过一个旋转臂(24)可自由旋转的悬挂在工具(2)上。当上具(2)移动或者发生偏斜时，透镜(20)的第一轴线(28)在重力的作用下保持竖直，在工件(8)上产生的光斑(I，II，III)形状可指示工具(2)的使用者工具(2)是否发生偏斜。

Description

工具倾斜度确定装置

技术领域

本发明设计一种确定工具水平偏斜度的装置，特别是用于确定电钻水平方向的装置。

背景技术

一些类似电钻的工具在使用时需要保持水平状态。为了能够正确的在竖直的墙壁上打孔，通常情况下，钻头必须与墙壁接触并且钻头的纵向轴线位于一个水平平面上，在钻孔过程开始前，应该发现并校正钻头相对于水平平面的偏离。对于使用者而言，在没有任何指示装置的帮助下确定电钻的偏斜是很困难的，特别是当使用者不能够正好站在电钻后面或者使用者不得不站在电钻的侧面或者站在高空的情况。因此，当使用者想要在竖直墙壁上钻水平孔时，电钻是否发生相对于水平方向的竖直偏移最好能够被明确的指示出来，以便在需要的情况下纠正。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种能够确定工具是否相对于水平方向发生了偏移，并且能够给出明确指示的装置。

本发明的目的是这样实现的：一种确定工具水平方向倾斜度的装置，包括：至少基本上是圆柱形并具有第一轴线的透镜，连接到所述工具上的激光器，以及将所述透镜与所述工具相连的连接装置，所述透镜的第一轴线在重力作用下保持竖直；所述连接装置包括旋转臂；所述旋转臂连接到支撑臂上，所述支撑臂连接到所述工具上；所述旋转臂连接到支撑臂上，所述支撑臂连接到所述工具上；当所述工具位于工作位置指向水平方向时，所述支撑臂位于所述工具的上方；所述透镜上设有重物；所述装置固接到所述工具上；还包括一个接收所述激光器和透镜的壳体；所述工具是电钻；所述透镜中间部分的直径与至少其中一个端部的直径不同；所述透镜上还设有阻尼装置；其还包括一个附着于所述工具的附加激光器，一个基本上为圆柱形的附加透镜，以及将所述附加透镜连接到所述工具或者所述附加激光器的辅助连接装置；所述激光器和所述附加激光器相互平行的连接到所述工具上；连接臂将所述透镜连接到所述激光器上，所述旋转臂连接到由所述透镜、激光器和连接臂构成第一组件上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该装置指示工具是否相对于水平平面产生偏斜的情况，帮助使用者容易的确定工具是否需要调节。该装置成本低，操作简单、方便。

附图说明

下面结合附图与具体的实施方式对本发明作进一步说明。

图1是本发明用于电钻的侧视图；

图2是沿图1中A-A线的剖视图；

图3是本发明中工具位于水平位置时的放大立体图；

图4是本发明的另一个具体实施例位于水平位置的示意图；

图5是本发明在工件上形成三个光斑的示意图；

图6是本发明在工具发生X方向偏斜的示意图；

图7是本发明设有阻尼系统的示意图；

图8是本发明中电钻位于水平位置时第一附加装置的示意图；

图9是图8中电钻发生X方向偏斜的示意图；

图10是图8中电钻发生Y方向偏斜的示意图；

图11是本发明中电钻发生如图9所示X方向偏转时第二附加装置的示意图。

其中：2、工具；4、纵向轴线；6、钻头；8、工件；10、水平线；12、倾斜度确定装置；14、激光器；14s、辅助激光器；16、激光光束；16a、发散光束；17、实际水平线；18、支撑件；20、透镜；20s、辅助透镜；22、重物；24、旋转臂；25、旋转轴线；26、支撑臂；28、第一轴线；28s、辅助第一轴线；30、阻尼系统；32、硅油；36、管子；38、第一管端；39、第一旋转插头；40、第二管端；41、第二旋转插头；42、管子轴线；43、偏转方向；44、框架；46、连接臂；46s、辅助连接臂。

具体实施方式

参见附图1～2，一种常用工具2，本优选实施例是一个电钻，使用者需要严格将其保持在水平位置上。为此，需要使钻头6的纵向轴线4确实与竖直设置的工件8，比如墙壁，保持相对垂直，从而在工件8上打孔。工具2的使用者应该纠正任何相对于实际水平方向朝向图1中所示X和Y方向的偏离。为此，在工具2顶部的中间部分设置了一个偏斜确定装置12。

工具2包括一个激光器14，发射出激光光束16。附图1～2中所示的激光光束16沿着水平线17(位于纸面内)传播。激光器14连接到固连于工具2中部上表面的支撑件18上。当装置12插到钻上时，激光光束16平行于钻头6的纵向轴线4。工具2包括一个位于工具前部的(至少基本上)圆柱形的透镜20。透镜20由玻璃或者塑料材料制成。操作过程中，透镜20被激光光束16照亮。铁质或者铅质重物22附着在透镜20的下端。透镜20的上端中心设有一个刚性旋转臂24，可以是一根细线或者任何其他适合的装置。

旋转臂24的上端连接到相对于激光光束16垂直设置的旋转轴线25上。旋转轴线25形成于L形支撑臂26的纵向端部的末端。支撑臂26的另一端固连到工具2的上表面。从而，悬挂的透镜20能够在水平线17所在的平面内自由旋转。换句话说，即使工具2发生X或Y方向的偏移，透镜20的第一轴线28在透镜20和重物22的重力作用下仍然保持竖直。

透镜20的直径大于或者大约等于激光光束16的宽度。透镜的直径可以是1～2mm。透镜20的作用是让光束发散，产生如图2中所示的发散光束16a。激光器14、透镜20以及支撑臂26可以被容纳于一个隔间或者壳体(图中未示出)中。

参见附图3所示装置12的其中一部分。如果没有X或Y方向的偏斜，发散光束16a离开透镜20后会在工件8上产生一条直线光斑I。

参见附图5，前面提到直线光斑I是工具2以及激光光束16位于完全水平位置时获得的，也就是说，X＝Y＝0。这种情况下，激光光束16位于实际的水平线17上。然而，当工具2以及激光光束16向上发生偏斜X，光斑会是一条曲线II。同样的，如图6所示，当工具2以及激光光束16向下发生偏斜Y，光斑会是一条曲线III。与曲线II相比，曲线III弯曲方向与曲线II正好相反。因此，无论工具的使用者是否站在垂直的位置，都能正确调整工具的方向从而获得直线I。

参见附图4，本发明的另一个实施例中，透镜20并不是严格意义上的圆柱形，透镜20中间部分的直径比两端部的直径小。这种形状的透镜20产生的曲线II和曲线III比圆柱形透镜20产生的曲线II和曲线III弯曲更明显。因此，更容易识别和确认X和Y方向的偏离程度。

参见附图7，透镜20上设置了阻尼系统30用于抑止透镜20的振荡。透镜20通过一个U形框架44悬挂在固定于工具2上的支撑臂26上。该阻尼系统30内含有硅油32。透镜20通过一个上端连接到含有硅油32的管子36中部的刚性连接件或者旋转臂24悬挂起来，旋转臂24下端连接到圆柱形透镜20的上端中间。管子36的两边通过两管端38、40支撑，第一管端38和第二管端40相对于同一轴线42平齐并转动延伸到管子36的端部。虚线显示了两个旋转插头39、41。两个管端38、40的外端连接到U形框架44上。框架44的中间部分与支撑臂26相连。从而，如果发生如箭头43方向所示的X或Y方向偏斜，组件20、24、36可共同绕轴线42旋转。

硅油32的作用是一个低通滤波器，吸收和抑止所有频率约在2赫兹以上的振荡。当偏斜X或Y发生时，因为重力的作用，透镜20能够缓慢的移动到一个竖直位置，电钻电机和钻头6产生的振动影响就被消除了。

应该指出，如图8～10所示，装置12还可以附加一个辅助激光器14s和一个辅助圆柱形透镜20s。

激光器14和辅助激光器14s相互平行并且靠近设置，操作过程中固连在工具2上。必要的情况下，两个激光器14和14s可以可释放的连接到工具2上。每个激光器14和14s分别有相应的圆柱形透镜20和20s，由相应的激光光束16照亮。辅助透镜20s通过连接臂46s固定到辅助激光器14s上。同样的，辅助透镜20s也可以固定到第一激光器14或者直接连接到工具2上。整个组件20s、46s和14s连接到工具2上。辅助透镜20s没有旋转臂支撑，因此，如果发生X和Y方向的偏斜，辅助透镜20s与辅助激光器14s一起随着工具2移动。从而，辅助激光器14s发出的激光光束投射到辅助透镜20s上始终与透镜20的轴线垂直。

上述具体实施例中透镜20以同样的方式悬挂，也就是通过一个刚性旋转臂24悬挂。透镜20绕轴线25与旋转臂24一起自由旋转并且在重力的作用下在竖直方向XY移动，因此其第一轴线28始终保持竖直位置。

当工具2完全处于水平时，分别由两透镜20和20s投射的两激光光斑I都是直线，也就是同一条线。如图8所示，使用者只能够看到一条直线。

然而，如果工具2向上或者向下移动(朝X或者Y方向偏斜)，使用者就会看到两条线II或者III。因为辅助透镜20s固定到辅助激光器14s或者工具2上，所以由辅助激光器14s和和辅助透镜20s发出的第一条线是直线(如图9和图10中Is)。由第一激光器14和第一透镜20发出的第二条线是曲线。根据偏斜方向的不同(X或Y方向)，第二条线的形状可能是曲线II(参见图9)或者曲线III(参见图10)。第二条线II和III与第一条线Is分离。这样就可以指示出存在偏斜情况。使用者可以容易的将工具2调节到水平位置上，只需将工具2上下移动，直至第一条线Is和第二条线II或者III完全重合，使用者仅看到如图8所示的一条线为止。

附图11所示为第二附加装置。与附图8～10中所示的装置12相似，但如果发生X和Y方向偏斜，装置12提供的不是一条直线光斑和一条曲线光斑，而是两条直线光斑I和Is，并且工件8上两直线激光光斑I和Is之间有一定的距离g。附图11所示为发生X方向偏斜的情况。

参见附图11，第一组件包括激光器14、透镜20和一个设置在两者之间的连接臂46。需要指出的是激光器14并不是直接连接到工具2上，整个第一组件14、20和46依次通过与工具2相连的L形支撑臂26和刚性的旋转臂24悬挂起来。通过该装置，整个第一组件14、20、46和24可以自由的关于轴线25转动，从而，无论是否发生X或者Y方向的偏斜，在重力作用下，透镜20的第一轴线28保持在竖直位置而激光光束保持在水平线17上。

还有一个第二组件包括辅助激光器14s、辅助透镜20s以及设置在两者之间的辅助连接臂46s。需要指出的是辅助激光器14s直接连接到工具2上，因此，整个第二组件14s、20s和46s与工具2一起移动，从而，当X方向偏斜发生时，辅助透镜20s的轴线28s倾斜。

分别来自激光器14和14s的激光光斑I和Is形成于工件8上，两个光斑I和Is均是直线。光斑I可以作为参考线。

当工具2位于水平位置上时，第一轴线28和28s位于竖直位置，两个激光光斑I和Is位于同一水平(g＝0)，也就是说两光斑重合。一旦工具2不再位于水平位置，两条线I和Is就不再重合。因为重力的作用会使透镜轴线28位于竖直位置，所以第一激光组件20、46和14发出的光斑I保持水平。然而，第二激光组件20s、46s和14s发出的光斑Is随着工具偏斜。竖直墙壁8上能够看到两条不同的线I和Is，两条线之间的间隙或者距离g与偏斜度X和Y有关。将工具2调节到水平位置非常简单，使用者要做的只是使两条线I和Is重合。装置12操作方便，成本低。

Claims (13)

1.一种确定工具(2)水平方向倾斜度的装置(12)，包括：至少基本上是圆柱形并具有第一轴线(28)的透镜(20)，连接到所述工具(2)上的激光器(14)，以及将所述透镜(20)与所述工具(2)相连的连接装置(24，26，46)，所述透镜(20)的第一轴线(28)在重力作用下保持竖直。

2.根据权利要求1所述的一种装置，其特征在于：所述连接装置(24，26，46)包括旋转臂(24)。

3.根据权利要求2所述的一种装置，其特征在于：所述旋转臂(24)连接到支撑臂(26)上，所述支撑臂(26)连接到所述工具(2)上。

4.根据权利要求3所述的一种装置，其特征在于：当所述工具(2)位于工作位置指向水平方向时，所述支撑臂(26)位于所述工具(2)的上方。

5.根据权利要求1～4中的任意一个所述的一种装置，其特征在于：所述透镜(20)上设有重物(22)。

6.根据权利要求1所述的一种装置(12)，其特征在于：所述装置(12)固接到所述工具(2)上。

7.根据权利要求1所述的一种装置，其特征在于：还包括一个接收所述激光器(14)和透镜(20)的壳体。

8.根据权利要求1所述的一种装置(12)，其特征在于：所述工具(2)是电钻。

9.根据权利要求1所述的一种装置(12)，其特征在于：所述透镜(20)中间部分的直径与至少其中一个端部的直径不同。

10.根据权利要求1所述的一种装置(12)，其特征在于：所述透镜(20)上还设有阻尼装置(30)。

11.根据权利要求1所述的一种装置(12)，其特征在于：其还包括一个附着于所述工具(2)的附加激光器(14s)，一个基本上为圆柱形的附加透镜(20s)，以及将所述附加透镜(20s)连接到所述工具或者所述附加激光器(14s)的辅助连接装置(46s)。

12.根据权利要求11所述的一种装置(12)，其特征在于：所述激光器(14)和所述附加激光器(14a)相互平行的连接到所述工具(2)上。

13.根据权利要求11或12所述的一种装置(12)，其特征在于：连接臂(46)将所述透镜(20)连接到所述激光器(14)上，所述旋转臂(24)连接到由所述透镜(20)、激光器(14)和连接臂(46)构成第一组件(14，20，46)上。

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