TWI687653B - 水平儀 - Google Patents

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TWI687653B
TWI687653B TW104137543A TW104137543A TWI687653B TW I687653 B TWI687653 B TW I687653B TW 104137543 A TW104137543 A TW 104137543A TW 104137543 A TW104137543 A TW 104137543A TW I687653 B TWI687653 B TW I687653B
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湯瑪斯Ｐ 佛倫
馬修 多伊爾
克里斯托福Ｆ 貝姆
馬修 雷戴爾
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美商米沃奇電子工具公司
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Abstract

一種水平儀包括一框架，該框架具有一頂平坦表面、一底平坦表面、及耦合該頂平坦表面與該底平坦表面之一腹板。該頂平坦表面及該底平坦表面互相平行。該水平儀更包括被該框架支持之一小玻璃管。該小玻璃管具有通過該小玻璃管之一中心的一縱軸及界定一內部之一本體，且該內部收納一液體及一指示氣泡。該水平儀更包括多數LED。各LED具有一發光點，且該等多數LED之各LED定位成靠近該小玻璃管之一端且定向成使得該發光點位在該小玻璃管之本體的內部內。

Description

水平儀
本申請案主張2014年11月13日申請之美國暫時專利申請案第62/079,062號；及2015年7月21日申請之美國暫時專利申請案第62/195,037號的優先權，且所有該等申請案之全部內容在此加入作為參考。
本發明係有關於用於水平儀之小玻璃管，且更特別有關於具有較佳可見性之小玻璃管。本發明更有關於具有用以照亮該等小玻璃管之LED的水平儀。
水平儀通常用以決定一物體或表面是否相對一特定表面為水平或調整一物體至一水平表面。水平儀通常被用來在各種角度(例如，0度、30度、45度及90度)進行測量及水平調整。水平儀通常包括一小玻璃管，且該小玻璃管包括酒精(即，流體)及浮在該酒精中之一氣泡。當該水平儀傾斜時該氣泡在該小玻璃管中移動以指示該水平儀是否在所欲角度。就微光之情況而言，某些水平儀包括光源以照亮該等水平儀並提供較佳之可見性及可讀性。
在一實施例中，本發明提供一種水平儀，其包括 一框架，而該框架具有一頂平坦表面、一底平坦表面、及耦合該頂平坦表面與該底平坦表面之一腹板。該頂平坦表面及該底平坦表面互相平行。該水平儀更包括被該框架支持之一小玻璃管。該小玻璃管具有通過該小玻璃管之一中心的一縱軸及界定一內部之一本體，且該內部收納一液體及一指示氣泡。該水平儀更包括多數LED。各LED具有一發光點，且該等多數LED之各LED定位成靠近該小玻璃管之一端且定向成使得該發光點位在該小玻璃管之本體的內部內。
在另一實施例中，本發明提供一種水平儀，其包括一框架，而該框架具有一頂平坦表面、一底平坦表面、及耦合該頂平坦表面與該底平坦表面之一腹板。該頂平坦表面及該底平坦表面互相平行。該水平儀更包括各被該框架支持且包括一第一小玻璃管及一第二小玻璃管之多數小玻璃管，而該第一小玻璃管具有定向在一第一小玻璃管方位之一第一縱軸，且該第二小玻璃管具有定向在不與該第一小玻璃管方位平行之一第二小玻璃管方位的一第二縱軸。該水平儀更包括與該第一小玻璃管聯結之一第一光源，及與該第二小玻璃管聯結之一第二光源。該水平儀更包括一方位感測器，而該方位感測器與該等多數光源電氣地耦合。該方位感測器係組配成當該水平儀在對應於該第一小玻璃管方位之一第一水平方位時開啟該第一光源以照亮該第一小玻璃管，且當該水平儀在對應於該第二小玻璃管方位之一第二水平方位時開啟該第二光源以照亮該 第二小玻璃管。
在又一實施例中，本發明提供一種水平儀，其包括一框架，而該框架具有一頂平坦表面、一底平坦表面、及耦合該頂平坦表面與該底平坦表面之一腹板。該頂平坦表面及該底平坦表面互相平行。該水平儀更包括被該框架支持之一小玻璃管。該水平儀更包括：一第一組分，其被收納在該小玻璃管內；一第二組分，其被收納在該小玻璃管內且可因應該水平儀之方位而在該第一組分內移動；及一第三組分，其被收納在該小玻璃管內且與該等第一與第二組分配合以增加在該第一組分內之該第二組分的可見性。
本發明之其他特徵及特性可藉由考慮以下詳細說明及附圖而了解。
10,910,1010,1110‧‧‧水平儀
12,912,1012,1112‧‧‧框架
14‧‧‧腹板
18,918,1118‧‧‧頂平坦表面
22,922,1122‧‧‧底平坦表面
26‧‧‧水平或地平小玻璃管總成
30‧‧‧鉛垂或垂直小玻璃管總成
34,38,234,334,400,500,600,700,800,1134‧‧‧小玻璃管
42,242,342‧‧‧液體
46,246,346524‧‧‧氣泡
50,250,350‧‧‧記號
54,154A,154B‧‧‧外安裝結構
58,158‧‧‧內安裝結構
62,162‧‧‧小玻璃管本體
66,166‧‧‧小玻璃管端蓋
70‧‧‧內套筒；光亮劑套筒
74,174,804‧‧‧內孔
78,178‧‧‧螺絲
82‧‧‧U形缺口
86,186‧‧‧發光二極體(LED)
90‧‧‧井或凹部
94,194‧‧‧孔
98‧‧‧電源；電池
102‧‧‧按鈕；開關
106‧‧‧控制器或處理器
110‧‧‧方位或位置感測器
116,198‧‧‧光管
162‧‧‧小玻璃管本體
182‧‧‧圓形缺口
196‧‧‧帶或條
262‧‧‧插入物
266‧‧‧腿部
362‧‧‧反射條
404,520,608,712‧‧‧第一流體
408‧‧‧第二流體
412‧‧‧小球或泡
414‧‧‧界面
416‧‧‧第三組分或材料
420‧‧‧記號線
502‧‧‧透明長形塊
504‧‧‧底側
506‧‧‧頂側
508‧‧‧垂直側
512,612,710,1032‧‧‧第一部份
516,616,714,1036‧‧‧第二部份
528‧‧‧指示線
604,704,802‧‧‧本體
510,606,708‧‧‧內凹孔
610,716‧‧‧空氣
618‧‧‧實心部份
622,626‧‧‧彎液面
720‧‧‧流體液面
722‧‧‧參考線
724‧‧‧障礙物
728‧‧‧窄通道
808‧‧‧實心指示器
812‧‧‧球體
816‧‧‧外包圍物；立方體
824‧‧‧端面
828‧‧‧縱向面
832‧‧‧圓窗
914,1014,1114‧‧‧前腹板
916,1016,1116‧‧‧後腹板
930,1126‧‧‧頂肋部
934,1128‧‧‧底肋部
938,1130‧‧‧前開口
942,1132‧‧‧後開口
950‧‧‧電子盒總成
954‧‧‧電子盒
958‧‧‧橫桿
962‧‧‧前面板
966‧‧‧背部
970‧‧‧水平部份
974‧‧‧垂直部份
978‧‧‧扣持部份
982,1064‧‧‧唇部
986‧‧‧背面
990‧‧‧電池室
992,1044‧‧‧通道
994‧‧‧銷
996‧‧‧銷孔
998,1060,1162‧‧‧固結件
1000‧‧‧電池盒
1020‧‧‧肋部
1024‧‧‧電池盒開口
1028‧‧‧按鈕孔
1040‧‧‧電池室蓋
1048‧‧‧電池
1052‧‧‧孔
1056‧‧‧舌片
1066,1220‧‧‧外壁
1068‧‧‧電池室蓋固結件
1072‧‧‧按鈕
1138‧‧‧小玻璃管安裝總成
1142‧‧‧安裝卡匣
1146‧‧‧前小玻璃管包圍物
1150‧‧‧後小玻璃管包圍物
1154‧‧‧垂直腹板
1158‧‧‧凸緣
1160‧‧‧小玻璃管安裝孔
1166‧‧‧注入孔
1170‧‧‧內通道
1174‧‧‧第一對出口
1178‧‧‧第二對出口
1194‧‧‧接腳
1186,1196‧‧‧按扣配合構件
1188,1198‧‧‧注入孔銷
1200‧‧‧磁鐵安裝總成
1204‧‧‧磁鐵安裝本體
1208‧‧‧磁鐵
1212‧‧‧帶
1216‧‧‧基座
1224‧‧‧半壁
1228‧‧‧凸起
1232‧‧‧彈性可撓按扣配合臂
1236‧‧‧磁鐵安裝總成孔
A,B‧‧‧縱軸
A1‧‧‧第一寬度
A2‧‧‧第二寬度
H1,H2,H3‧‧‧高度
W1,W2‧‧‧寬度
圖1係實施本發明之一水平儀的立體圖。
圖2係圖1之水平儀的側視圖。
圖3係沿線3-3所截取之圖1之水平儀的橫截面側視圖。
圖4係沿線4-4所截取之圖1之水平儀的橫截面側視圖。
圖5係圖1之水平儀的示意方塊圖。
圖6係依據另一組態之圖1之水平儀的示意方塊圖。
圖7係依據又一組態之圖1之水平儀的示意方塊圖。
圖8係依據再一組態之圖1之水平儀的示意方塊圖。
圖9顯示配置成一第一組態的一小玻璃管及一 LED。
圖10顯示配置成一第二組態的小玻璃管及LED。
圖11顯示配置成一第三組態的小玻璃管及二LED。
圖12顯示配置成一第四組態的小玻璃管及一LED。
圖13顯示包括一插入物之一小玻璃管。
圖14顯示包括多數反射條之一小玻璃管。
圖15係顯示一小玻璃管的側視圖，該小玻璃管具有有一較佳可見性的一氣泡。
圖16係顯示一扁平小玻璃管的俯視平面圖。
圖17係沿線17-17所截取之圖16的扁平小玻璃管的橫截面圖。
圖18係圖16之扁平小玻璃管的側視圖。
圖19係顯示在一第一方位之一環形小玻璃管的側視圖。
圖20係顯示在一第二方位之圖5的環形小玻璃管的側立體圖。
圖21係在一水平位置之一小玻璃管的橫截面側視圖。
圖22係圖21之橫截面側視圖，顯示在相對圖21之水平位置的一傾斜位置。
圖23係包括一實心指示器之一小玻璃管的分解圖。
圖24係圖23之小玻璃管的橫截面立體圖。
圖25係一數位水平儀之一放大部份分解立體圖。
圖26係圖25之數位水平儀之一電子盒安裝總成的分解圖。
圖27係圖25之數位水平儀之部份分解端視圖。
圖28係圖25之數位水平儀之放大後視圖。
圖29係用於一水平儀之一電池室的立體圖。
圖30係圖29之電池室的放大橫截面立體圖，顯示安裝在一水平儀內之電池盒。
圖31係圖29之電池室的俯視平面圖，顯示該電池室蓋已被移除。
圖32係一水平儀之放大分解圖。
圖33係圖32之水平儀的側平面圖，顯示插在該水平儀之一框架內的一卡匣。
圖34係圖32之水平儀之橫截面側視圖，顯示該卡匣之內通道。
圖35係一磁鐵安裝總成之立體圖。
圖36係圖35之磁鐵安裝總成的分解圖。
圖37係圖35之磁鐵安裝總成的放大橫截面圖，顯示被支持在圖32之水平儀內的該磁鐵安裝總成。
在詳細說明本發明之任何實施例前，應了解的是本發明之應用不限於在以下說明中提出或在以下圖中顯示的結構細節及組件之配置。本發明可具有其他實施例或可以各種方式實行或實施。此外，應了解的是在此使用之用 語及術語係用以說明而不應被視為限制。
圖1至2顯示一水平儀10，而該水平儀10可用以決定一物體或表面相對真正地平是否水平或調整一物體或表面相對真正地平為一水平表面。該水平儀10亦可用以在不同角度，例如，0度及90度進行測量及水平調整。在其他實施例中，該水平儀10可用以在其他角度，例如，30度及45度進行測量及水平調整。應可輕易了解的是各種使用者及熟練技術人員可使用該水平儀10來實施各種水平調整功能。
在所示實施例中，該水平儀10係一箱形水平儀且具有一框架12，而該框架12包括與一頂平坦表面18及一底平坦表面22之各表面耦合的一對平行腹板14。該頂平坦表面18與該底平坦表面22分開且大致平行。該對平行腹板14、頂平坦表面18、及該底平坦表面22界定該水平儀10之一中空箱形內部。
該框架12亦支持多數小玻璃管總成26、30。在所示實施例中，該框架12支持三小玻璃管總成，即一水平或地平小玻璃管總成26及一對鉛垂或垂直小玻璃管總成30。各小玻璃管總成26、30包括一對應小玻璃管34、38。該地平小玻璃管總成26之小玻璃管34，或者0度或地平小玻璃管係用以測量地平(或水平)之一水平小玻璃管且具有一縱軸A，而該縱軸A與該頂平坦表面18及該底平坦表面22平行，如圖3所示。該垂直小玻璃管總成30之該等小玻璃管38，或 者90度小玻璃管或垂直小玻璃管係用以測量垂直(即，鉛垂)之鉛垂小玻璃管，且各小玻璃管38具有與該頂平坦表面18及該底平坦表面22垂直之一縱軸B，如圖4所示。在其他實施例中，該框架12可支持更少或更多小玻璃管總成及對應小玻璃管。例如，各具有相對該頂平坦表面18及該底平坦表面22定向在30度或45度之一縱軸的一或多數另外的小玻璃管。如圖3與4所示，各小玻璃管34、38收納一液體42、一氣泡46、及一連串記號50。該氣泡46浮在該液體42中且作為相對於該等記號50之一指示器。在某些實施例中，該液體42與該氣泡46可如下所述地以互不相溶之一第一與第二流體取代。此外，各小玻璃管34、38係由玻璃、壓克力、塑膠、或至少部份透明的其他材料製成以便觀看在該等小玻璃管34、38內之液體42及氣泡46。
當該水平儀10之角度(及因此各小玻璃管34、38之角度)相對於一固定軸(即，重力、真正地平等)改變時，該氣泡46在各小玻璃管34、38內沿該等長軸A、B移動。各小玻璃管34、38可用以決定一欲水平調整之表面或物體相對於該水平儀10(即，該固定軸)的方位。該氣泡46相對於該等記號50之位置讓使用者可決定該欲水平調整之表面或物體相對於該對應小玻璃管34、38的方位。例如，當該頂平坦表面18接合該欲水平調整之表面或物體時，且當該氣泡46沿該小玻璃管34之長軸A在該等記號50之間居中時，該欲水平調整之表面或物體水平(即，地平)。
請參閱圖3，在所示實施例中，該地平小玻璃管 總成26更包括一外安裝結構54及一內安裝結構58。該地平小玻璃管總成26之小玻璃管34包括一小玻璃管本體62、一對小玻璃管端蓋66、及一內套筒70。該小玻璃管本體62界定收納該液體42及該氣泡46之一筒形內孔或內部74。該內套筒70係定位在該內孔74內，使得該內套筒70之一外表面接觸該內孔74之一表面。該對小玻璃管端蓋66之各小玻璃管端蓋在該小玻璃管本體62之相對端被收容在該內孔74內以保持該液體42及該氣泡46在該內孔74內。
該外安裝結構54係透過多數螺絲78固定在該框架12上。該外安裝結構54具有大致U形結構且組配成可被收容在一U形缺口82中，而該U形缺口82延伸通過該頂平坦表面18及該對腹板14。該內安裝結構58亦具有一大致U形結構且被該外安裝結構54支持。該內安裝結構58相對該外安裝結構54被校準且透過黏著劑被固定在該外安裝結構54內。該內安裝結構58支持該小玻璃管34。在某些實施例中，該外安裝結構54包括用以將該地平小玻璃管總成26固定在該框架12上之多數按扣配合件，或可藉由其他固結方法固定。在其他實施例中，該小玻璃管34可藉由將該小玻璃管34固持定位之任何裝置，例如，藉由具螺紋之固定螺絲、或黏著劑，固定在該框架12上。
該地平小玻璃管總成26亦包括一紫外(UV)光源。如圖3所示，該UV光源包括發射UV光之一對發光二極體86(LED)。在所示實施例中，該等LED沿該小玻璃管34之縱軸A對齊。該等LED86各被收容在被界定在各小玻璃管 端蓋66中之一對應井或凹部90內，使得該等小玻璃管端蓋66支持該等LED86。各LED86具有延伸穿過在該內安裝結構58中之一對應孔94的電線。各LED86係組配成當獲得電力時在該小玻璃管34內發射UV光。在某些實施例中，該等LED86可發射具有在大約375奈米與大約410奈米間之一波長的光。在其他實施例中，該等LED86可發射具有在該UV光譜內(或外)之波長的光。在另外之實施例中，該等LED86可一起發射另一顏色(即，波長)之光，例如在該可見光譜內之光。在該等實施例中，該可見光可為任何所需顏色。
該小玻璃管總成26亦包括一紫外(UV)光敏組分。該UV光敏組分與UV光反應，讓一使用者更容易看到該小玻璃管34。在所示實施例中，該UV光敏組分包括該內套筒70，或光亮劑套筒。該光亮劑套筒70包括埋入其中的一黏著劑。在製造該光亮劑套筒70時，該添加劑可混合且分散在構成該內套筒70之玻璃、壓克力、塑膠或其他材料內。該添加劑使由該等LED86發射之UV光線在它們由該小玻璃管34之軸A向外傳送時與該內套筒70反應，讓使用者更容易看到該小玻璃管34。詳而言之，在該內套筒70內之添加劑吸收由該等LED86發射之UV光線的一部份。該吸收之UV光與該添加劑反應，使該添加劑發射可見光。因該反應而發射之可見光使該小玻璃管34發亮且讓一使用者更容易看見。換言之，在該光亮劑套筒70內之添加劑使該光亮劑套筒70，及因此該小玻璃管34發光(即，發螢光或發冷光)，藉此當暴露於由該等LED86發射之UV光時，讓該使用者更 容易看到該小玻璃管34。由該等LED86發射之光的波長、及該小玻璃管34之對應UV光敏組分可依據該小玻璃管34之所需發光顏色(例如，紅、藍等)來選擇。此外，該UV光線之一部份在該套筒70內朝該小玻璃管34之軸A反射回來，且大部份之反射UV光線最後被吸收，藉此增加由該等LED86發射之UV光線的分散及吸收。
請繼續參閱圖3，該等LED86定位在該小玻璃管34之相對端且沿該長軸A對齊，使得光分散在小玻璃管34之內孔74內且被該光亮劑套筒70對稱地反射，藉此更均一地照亮該小玻璃管34全體。該等小玻璃管端蓋66各伸入該小玻璃管34中，使得該等LED86至少部份地伸入該小玻璃管本體62之內孔74中。在所示實施例中，該光亮劑套筒70定位在該小玻璃管本體62之內孔74內並延伸至該等小玻璃管端蓋66上。此外，該等LED86被支持在該等小玻璃管端蓋66內，使得各LED86之一發光點軸向地定位在該光亮劑套筒70內。該發光點係定義為由其中一LED86發射的一發光圓錐半球、或球之最後方中心點(即，其中一LED86之一光始點)。換言之，該光亮劑套筒70在所有方向環繞發射光之該發光點(在這例中為一半球)，使得由該等LED86發射之大部份UV光與該光亮劑套筒70反應或被該光亮劑套筒70反射而增加在該小玻璃管34內之分散，且藉此增加該小玻璃管34之可見性。在其他實施例中，該等LED86可相對於該小玻璃管34之縱軸A偏移且相對於該小玻璃管34之縱軸A傾斜，使得光之一中心不沿該軸A在小玻璃管34 內直接軸向地，而是如圖11所示且如下所述地以相對該長軸A之一角度且朝向該光亮劑套筒70地傳送。這組態可使該UV光線在該光亮劑套筒70內有更佳反射及分散。
在其他實施例中，該UV光敏組分包括直接埋入該小玻璃管本體62內之添加劑，以附加於，或取代該光亮劑套筒70。類似於該光亮劑套筒70，在製造該小玻璃管34時，該添加劑可混合或分散在構成該小玻璃管34之玻璃、壓克力、塑膠、或其他材料內。另外地或替代地，該UV光敏組分(即，該光亮劑套筒70及/或該小玻璃管本體62)可包括施加在一表面上之一塗層(例如，一壓克力基材)。在該等實施例中，該塗層可包括另外之添加劑以增加當暴露於UV光時之發光強度，或該塗層可具反射性以增加在該小玻璃管內之分散。
在另外之實施例中，該UV光敏組分包括一UV光敏液體，而非收納在該小玻璃管34內之液體42，以附加於，或取代該光亮劑套筒70。該UV光敏液體有助於增加該氣泡46之可見性。在某些實施例中，該液體可為螢光或磷光化學物質。在其他實施例中，一添加劑可添加在該液體42中以使該液體42具有UV光敏性，使得當暴露於該UV光時，該UV光敏液體發光(例如，發螢光或發冷光)，藉此增加在該液體42與該氣泡46間之對比。
在另外之實施例中，該小玻璃管34可包括二液體(而不是一液體42及一氣泡46)。第一液體填充大部份的小玻璃管34且係一UV光敏液體。該第二液體填充小部份的 小玻璃管34且不具有UV光敏性。該第二液體亦與該第一液體不互溶使得該等二液體保持分開。當暴露於UV光時，該第二液體將在該小玻璃管34內產生一比較暗點。或者，該第二液體可具有UV光敏性，且該第一液體可不具有UV光敏性。在該等實施例中，當暴露於UV光時，該第二液體發光而比該第一液體亮，使得該氣泡46在該液體42內產生對比而增加該氣泡46之可見性。在該小玻璃管34收納或塗布有該UV光敏組分之實施例中，該第一液體及該第二液體可具有當該小玻璃管34發光時變成更容易看到的對比色。在另外之實施例中，該等二液體可均具有UV光敏性，但當暴露於UV光時具有不同顏色及/或強度。或者，該等二液體可均不具UV光敏性，但在某些顏色中具有一高對比。
請參閱圖4，在所示實施例中，各垂直小玻璃管總成30更包括多數外安裝結構154A、154B及一對內安裝結構或小玻璃管包圍物158。類似於該地平小玻璃管總成26之小玻璃管34，各垂直小玻璃管總成30之小玻璃管38包括一圓柱形小玻璃管本體162及一對小玻璃管端蓋166，而該小玻璃管本體162界定收納該液體42及該氣泡46的一筒形內孔或內部174。該小玻璃管38被支持在該對內安裝結構158之間。該對內安裝結構158係由玻璃、壓克力、塑膠、或至少部份透明之材料製成以便通過該等內安裝結構158看見該小玻璃管38。該等內安裝結構158，及因此該小玻璃管38，被支持在該等多數外安裝結構154A、154B之間。該等多數外安裝結構154A、154B係透過一對螺絲178固定 在一起。各垂直小玻璃管總成30安裝在延伸穿過該等腹板14之一圓形缺口182中。各外安裝結構154A、154B界定用以觀看該小玻璃管38之一視窗。在其他實施例中，該等垂直小玻璃管總成30之小玻璃管38可藉由將該等小玻璃管34固持定位之任何裝置(例如，環氧樹脂或其他黏著劑)固定在該框架12上。
請繼續參閱圖4，類似於該地平小玻璃管總成26，一對小玻璃管端蓋166之各小玻璃管端蓋在該小玻璃管本體162之相對端被收容在該內孔174內以保持該液體42及該氣泡46在該內孔174內。各垂直小玻璃管總成30更包括一對LED186。該等LED186各被該等內安裝結構158支持且被收容在一孔194內，而該孔194在該等內安裝結構158組合時形成。該孔194使該等LED186對齊該小玻璃管38之縱軸B。類似於該地平小玻璃管總成26之LED86，該等LED186至少部份地被收容在由各小玻璃管端蓋166界定之一對應井90內，使得該等LED186沿該小玻璃管38之縱軸B伸入該內孔74中。詳而言之，各LED186之發光點軸向地定位在該小玻璃管本體162內。該等LED186可組配成發射可見光、UV光、或任何其他種類的光以照亮該等小玻璃管38。
在其他實施例中，各小玻璃管38可包括類似於如上所述且如圖3所示之該地平小玻璃管總成26之該光亮劑套筒70的一光亮劑套筒。此外，該等垂直小玻璃管總成30之小玻璃管38可包括以上關於該地平小玻璃管總成26所述之任一UV光敏組分，以增加該小玻璃管38、該液體50及該 氣泡46之任一者或全部的可見性。例如，該小玻璃管本體162之內或外表面可包括施加在一表面上之一塗層(例如，一壓克力基材)，而當暴露於UV光時該塗層發光或發亮。
在另一外之實施例中，該UV光敏組分包括埋在該對小玻璃管包圍物158內之添加劑。類似於該地平小玻璃管總成26之該光亮劑套筒70，在製造該對小玻璃管包圍物158時，該添加劑可混合及分散在構成等該小玻璃管包圍物158之玻璃、壓克力、塑膠或其他材料內。另外地或替代地，該UV光敏組分(即，該光亮劑套筒及/或該小玻璃管本體162)可包括施加在一表面上之一塗層(例如，一壓克力基材)。在該等實施例中，該塗層可包括另外之添加劑以增加當暴露於UV光時之發光強度，或該塗層可具反射性以增加在該小玻璃管內之分散。
圖9至12顯示用以相對於該等地平及垂直小玻璃管總成30之小玻璃管34、38定位該等LED86、186的各種其他組態。雖然已參照該地平小玻璃管總成26之LED86及小玻璃管34顯示及說明過了，但該等組態同樣適用於該等垂直小玻璃管總成30之LED186及小玻璃管38。如圖9所示，不包括一對LED86，而是一單一LED86定位成靠近該對應小玻璃管34之一側(即，與該小玻璃管34之一縱軸A徑向地分開)。當該LED86朝該小玻璃管34發射UV光時，照亮該小玻璃管34及/或收納在該小玻璃管34內之液體42。該氣泡46(或第二液體)沿該小玻璃管34之一部份投射一陰影。該陰影在該小玻璃管34內形成讓一使用者可相對於該等記 號50輕易看見的一帶或條196，因此提供較佳可見性及可讀性。在某些實施例中，該LED86被該框架12支持。在其他實施例中，該LED86可被該地平小玻璃管總成26之內與外安裝結構54、58，或該等垂直小玻璃管總成30之內與外安裝結構154A、154B、158支持。
如圖10所示，不包括定位成靠近相對端之二LED86，而是在某些組態中只有一LED86定位成沿該小玻璃管34之縱軸A靠近該小玻璃管34之一端。當該LED86朝該小玻璃管34發射UV光時，該UV光傳送通過該小玻璃管34而照亮該小玻璃管34及/或收納在該小玻璃管34內之液體42。該氣泡46(或第二液體)未被照亮且，因此，讓一使用者容易看見。或者，該氣泡46可被照亮，但使該液體42產生對比而讓該使用者容易看見。雖然未顯示，但該LED86可被該小玻璃管34之其中一小玻璃管端蓋66支持。
如圖11所示，該小玻璃管34與該對LED86聯結。類似於圖1至4所示之實施例，一LED86定位成靠近該小玻璃管34之各端。但是，該等LED86相對於該小玻璃管34之中央縱軸A傾斜。此外，該等LED86相對於該小玻璃管34之中央縱軸A偏移。在某些實施例中，該等LED86可只相對於該小玻璃管34之中央縱軸A傾斜或只偏移。雖然未顯示，但該等LED86可被該小玻璃管34之端蓋66支持。該等小玻璃管端蓋66之井90可組配成相對於該小玻璃管34之縱軸A傾斜及/或偏移以便支持該等LED86在這方位。在某些實施例中，該等小玻璃管端蓋66之該等井90具有與該小 玻璃管34之縱軸A形成一角度的一軸，且該角度係在大約15度與大約45度之間(例如，大約20度、大約25度、大約30度、大約35度及大約40度)。在該等實施例中，該等LED86被收容在該等井90內使得各LED86與該等井90之對應軸同軸且因此相對於該小玻璃管34之縱軸A定向在對應於在該等井90之軸與該小玻璃管34之縱軸A間的角度。這使由該等LED86發射之光可相對該縱軸A呈一角度地而不是沿該縱軸A直接軸向地傳送。若使用一光亮劑套筒70，將產生較多反射光而增加在該小玻璃管34內之光分散及吸收的效率。
如圖12所示，一單一LED86透過光管198與該小玻璃管34互通。該等光管198可為，例如，管、纜線(光纖)、或可傳送光之纖維。所示光管198將光由該LED86傳送至該小玻璃管34之兩端。在其他實施例中，該等光管198可將光只傳送至該小玻璃管34之一端。此外，該等光管198讓該LED86可相對於該小玻璃管34被定位在任一位置。在某些實施例中，當該等光管198與該光亮劑套筒70組合使用時，各光管198之一發光點可軸向地定位在該光亮劑套筒70內以反射全部或幾乎全部由該等光管198發射之光，因此，增加在該小玻璃管34內之光分散及吸收的效率。
請再參閱圖3且參閱圖5，該水平儀10亦包括一電源98、及一按鈕102(即，電源開關)。該電源96及該按鈕102被該水平儀10之框架12之該對腹板14支持。在所示實施例中，該電源98係一電池，或如在所示實施例中之多數 電池。該等電池98可為可移除且可替換之標準AA或AAA(或任何其他種類之電池，例如，鋰電池)電池。在其他實施例中，該等電池98可為整合在該水平儀10中之一可充電電池(或多數電池)。如圖5所示，該水平儀10更包括一控制器或處理器106(例如，一PCB)。該按鈕102及該等LED86、186與該處理器106耦合。第一次致動該按鈕102將切換至對應於該地平小玻璃管總成26之小玻璃管34的該等LED86接通的一第一照明組態，藉此只照亮該地平小玻璃管總成26之小玻璃管34。第二次致動該按鈕102將切換至該等LED86斷路且對應於該垂直小玻璃管總成30之小玻璃管38的LED186接通的一第二照明組態，使得只有該垂直小玻璃管總成30之小玻璃管38被照亮。在某些實施例中，第三次致動該按鈕102將切回該第一照明組態，而在其他實施例中，所有LED86、186斷路或接通。在某些實施例中，下壓且保持該按鈕102在一下壓位置一預定時間使所有LED86、186斷路。該處理器106更包括用以在一設定時間後(例如，大約1分鐘、大約2分鐘、或大約3分鐘)自動地關閉所有LED86、186之計時器。應了解的是雖然本發明已說明了使得該等LED86、186發射UV光，但在其他實施例中，該等LED86、186可發射可見光或任何其他種類之光。
圖6顯示該水平儀10之另一組態。該按鈕102係電氣地耦合在該電池98與該等LED86、186間之一電源開關(即，on/off開關)。該開關102由一使用者致動以選擇地開啟或關閉所有LED86、LED186以照亮該等小玻璃管34、38。 在另外之實施例中，可致動該電源開關102以開啟該等LED86、186一段設定時間(例如，大約1分鐘、大約2大分鐘、或大約3分鐘)。在該等實施例中，該等LED86、186可在該段設定時間後自動地關閉。
圖7顯示該水平儀10之又一組態。所示水平儀10更包括一方位或位置感測器110。該處理器106係與該等LED86、186及該位置感測器110耦合。該位置感測器110可操作以決定該水平儀110相對於一參考軸(例如，重力或真正地平)之一方位。在所示實施例中，該位置感測器110係一加速計。在其他實施例中，亦可使用或替代地使用其他適合位置感測器。該處理器106係組配成，使得該處理器106依據該水平儀10之所偵測方位選擇地供電至該等LED86、186。例如，當該水平儀10係大致水平地定向時，該處理器106可開啟對應於該地平小玻璃管總成26之0度小玻璃管34的LED86。或者，當該水平儀10係大致垂直地定向時，該處理器106可開啟對應於該等垂直小玻璃管總成30之90度小玻璃管38的LED186。在其他實施例中，當該水平儀10定向在一傾斜角度時，該處理器106可開啟對應於一30度小玻璃管、一45度小玻璃管、及/或一60度小玻璃管的LED。
圖8顯示該水平儀10之再一組態。在這水平儀10之組態中，該水平儀10包括一單一光源或LED86及延伸在該LED86與該等小玻璃管34、38間之光管116。該等光管116將UV光由該LED86導向該等小玻璃管34、38以選擇地照亮 該等小玻璃管34、38。在其他實施例中，該水平儀10可包括延伸在該LED86與該等小玻璃管34、38間之另外的光管以便照亮該等小玻璃管34、38之兩端，如圖12所示。在某些實施例中，該等光管116可為形成在該水平儀210之腹板中之通道。在其他實施例中，該等光管116可為被支持在該水平儀10之框架12內或被該框架12支持的管、纜線(光纖)、或纖維。雖然在某些實施例中只顯示與所有小玻璃管34、38互通之一LED86，但可使用一LED陣列照亮該等小玻璃管34、38。另外地或替代地，該水平儀10可包括各透過光管照亮小玻璃管之多數LED(或LED陣列)(例如，照亮該等垂直小玻璃管總成30之小玻璃管38之一第一LED及照亮該地平小玻璃管總成26之小玻璃管34之一第二LED)。
圖13至24顯示具有用以增加可見性、準確性及可讀性之各種構造的各種小玻璃管。圖15至24之小玻璃管可代替該等小玻璃管34、38與該水平儀10組配在一起。圖13至24之小玻璃管可與該水平儀10及該水平儀10之對應參考表面(即，頂平坦表面18及底平坦表面22)組配在一起，使得該等小玻璃管定向成可決定一表面是否為鉛垂(即，垂直)、水平(即，地平)，或定向在任何其他所欲參考角度。圖13至24之小玻璃管可由玻璃、一透明聚合物(例如，壓克力)、塑膠、或另一適當材料形成。或者，該等小玻璃管可與任何其他適當工具、裝置或結構組配在一起。
圖13顯示供一水平儀使用之一小玻璃管234的另一構造。類似於上述該等小玻璃管34、38，該小玻璃管 234包括一液體242、一氣泡246及多數記號250。所示小玻璃管234更包括定位在該液體242內之一插入物262。該插入物262包括二腿部266。該氣泡246被保持在該等腿部266之間使得該插入物262與該氣泡246一起相對於該等記號250移動。該等腿部266提供表示該氣泡246之末端相對於該等記號250之非常截然不同的線。在所示實施例中，該等腿部266為半透明或透明使得光可由該小玻璃管234之一端通過該等腿部266到達該小玻璃管234之另一端。在某些實施例中，該等腿部266亦可或替代地具有顏色。另外地或替代地，該等腿部266可包括埋入或塗布在該等腿部266上之一UV光敏組分，使得該等腿部266可在暴露於UV光時發光。在該實施例中，可如上所述地由LED發射該UV光。
圖14顯示供一水平儀使用之一小玻璃管334的另一構造。類似於上述該等小玻璃管34、38，該小玻璃管334包括一液體342、一氣泡346及多數記號458。所述小玻璃管334更包括多數反射條362。該等反射條362捲繞該小玻璃管334之多數部份。在所述實施例中，該等反射條362捲繞靠近該小玻璃管334之端部的該小玻璃管334之多數部份使得該等條362不會遮蔽該等記號350。該等條362可設置在該小玻璃管334之內側或外側。各反射條362包括白色或由一反射色或材料製成的一內表面(即，面向該小玻璃管334之表面)。該內表面由一光源(例如，LED)反射光以增加在該小玻璃管334內之光強度。在某些實施例中，該等條362之內表面可包括當暴露於UV光時發光的一UV光敏 組分。另外地或替代地，可使該等條362之外表面(即，遠離該小玻璃管334之表面)暗化使得該等條334不會使一使用者分心。
圖15顯示供一水平儀使用之一小玻璃管400的另一構造。該小玻璃管400包括保持一第一及第二組分之一內凹孔。該第一組分係一第一流體404(例如，乙醇、礦油精等)且該第二組分係一第二流體408(例如，空氣、液體等)。該第一流體404及該第二流體408不互溶。該第二流體408浮在該第一流體404中而形成一小球或泡412以作為一傾斜指示器。該第一流體404及該第二流體408界定出一界面414在該第二流體408與該第一流體404之外表面之間。該小玻璃管400更包括附接且聚集在該第二流體408之外表面上的一第三組分或材料416。該第三材料416可為與該等第一與第二流體404、408不互溶的一第三流體、一微粒、或被吸引至該第二流體408而不是該第一流體404或被該第一流體104排斥之任何其他適當材料。該第三材料416可部份地或完全地包圍該泡412，換言之，該第三材料416可部份地或完全地封閉該泡之外表面，且可具有各種厚度。該第三材料416使該泡412之周圍邊界更為明顯以提供在該小玻璃管400內之該泡412的較佳可見性，及該泡412相對於該小玻璃管400之一對記號線420的位置的較佳可讀性。在一實施例中，該第三材料416可具有UV光敏性使得該第三材料416在暴露於UV光敏光時發光或發亮。在另一實施例中，該第一流體404、該第二流體408及該第三材料 416可分別為油、水、及肥皂(例如，洗潔精(dish soap))。在另一實施例中，當該第三材料416與該泡412之表面分開(例如，藉由突然降低該水平儀、搖晃、攪拌等)時，該第三材料416係組配成可在一預定時間(例如，小於大約3秒，在另一實施例中，小於大約2秒，在又一實施例中，小於大約1秒，在另一實施例中，小於大約0.5秒)返回該泡412之表面。
圖16至18顯示供一水平儀使用之一扁平小玻璃管500。該扁平小玻璃管500包括一透明長形塊502，而該塊502具有一底側504、一頂側506及一對垂直側508。該塊502界定一T形內凹孔510，如圖17所示。此外，類似於上述小玻璃管34，該凹孔510填充有一第一流體520及一氣泡524，或不互溶第二流體，以作為一傾斜指示器。該T形內凹孔510具有平行於該等垂直側508之一第一、垂直部份512，及平行於該頂側506之一第二、水平部份516。請參閱圖16，該第二部份516具有一寬度W2，而該寬度W2明顯比該第一部份512之一寬度W1寬。此外，請參閱圖17，該第二部份516具有一高度H2，而該高度H2明顯小於該第一部份512之一高度H1(例如，該第二部份516之高度H2可小於1又1/16英吋，即，小於大約1.5mm)。因此，當由該等垂直側508之任一側觀看氣泡524時，該第二部份516之可見性最小。在某些實施例中，可使用圖15之小玻璃管400之第三材料416，如以上關於圖15之小玻璃管400所述地，提供圖16至18之小玻璃管500之氣泡524的進一步可見性。此 外，該第一部份512及該第二部份516均具有一凹筒形狀使得當該扁平小玻璃管500水平時，該氣泡524移往該第二部份516之中央。
使用時，圖16至18之小玻璃管500藉由迫使該氣泡524在它通常出現為小之可見區中出現為大來提供更佳之可見性。例如，由該等垂直側508之任一側(圖18)看見該氣泡524水平地延伸通過該凹孔508之第一部份512而提供該氣泡524之較佳可見性。當由該頂側506觀看該小玻璃管500(圖16)時，該氣泡之一部份可定位在該第二部份516中，因此可看見該氣泡524延伸通過該凹孔508之第二部份516，而由於相較於該第一部份512之寬度W1之尺寸(即，相較於沒有一第二部份516之一扁平小玻璃管)，該第二部份516之寬度W2的尺寸較大，如此可提供該氣泡524之較佳可見性。因此，當由該頂側506觀看該氣泡524時，如圖16所示，該第二部份516提供該氣泡524之較佳可見性及該氣泡524相對於一對指示線528之位置的可讀性。在沒有該第二部份516之情形中，該氣泡524將與該第一部份512之寬度W1一樣薄。因此，當由該頂側506觀看時將難以看到及讀取該氣泡524。
圖19至20顯示供一水平儀使用之一環狀小玻璃管600。該環狀小玻璃管600包括一碟形本體604。該本體604界定具有一變化橫截面積之一環形內凹孔606。該內凹孔606收納一第一流體608及空氣610，或類似於上述圖15之小玻璃管400，與該第一流體608不互溶之一第二流體。 該內凹孔606具有一第一部份612及與該第一部份612相對之一第二部份616。該第一部份612具有界定一第一橫截面積之一第一寬度A1及該第二部份616界定一第二橫截面積之一第二寬度A2。該環形小玻璃管600更具有一中央實心部份618，而該實心部份618居中地定位在該內凹孔606內且非對稱地伸入該等第一與第二部份612、616中。該實心部份618比該第一部份612更伸入該凹孔606之第二部份616中，使得該第一寬度A1比該第二寬度A2寬。由於該凹孔606之深度(即，垂直於圖19至20之尺寸)是均一的，該第一橫截面積比該第二橫截面積大。因此，該第一部份612具有比該第二部份616大之體積。由於在該第一部份612與該第二部份616間之體積差異，使該環形小玻璃管600由圖19所示之第一位置傾斜至圖20所示之第二位置可使該流體608由該第一部份612移動至該第二部份616而使佔據該第一部份612之流體608的量產生小變化(隨著在該第一部份612中之流體總量而改變)，同時使佔據該第二部份616之流體608的量產生大變化(隨著在該第二部份616中之流體總量而改變)，如圖20所示。換言之，當迫使流體608通過該第二部份616時，在該第一部份612中之流體608之一彎液面622、或流體液面(即，該第一流體608及該空氣610接觸之區域)高度的小變化造成在該第二部份616中之流體608之一彎液面626高度的大變化。因此，由於在該凹孔606之第二部份616中之流體高度的大變化，該環形小玻璃管600之小角變化具有較佳感受性及可讀性。因此，使用該 環形小玻璃管600可更準確地測量一表面之水平或鉛垂。在某些實施例中，該凹孔之深度(即，垂直於圖19之尺寸)可在該第一部份612中比在該第二部份616中大以提供在該第一部份612與該第二部份616間之一較大體積差及使在該第二部份616中之流體608的高度產生一較大變化。
該環形小玻璃管600可包括沿圓周環繞該環形小玻璃管600之多數指示記號(未圖示)，且該等指示記號係以在該凹孔606內之流體608的量校準以顯示何時該小玻璃管600水平(即，地平)。或者，該等指示記號可環繞該小玻璃管600設置在小玻璃管包圍物或支持該小玻璃管300之一支持物上。此外，由於該連續環形凹孔606，可在不必重新定向該小玻璃管或使用另一小玻璃管之情形下，使用該小玻璃管600作為一水平小玻璃管及一鉛垂小玻璃管以決定水平或垂直。
圖21至22顯示供一水平儀使用之一小玻璃管700。該小玻璃管700包括界定一內凹孔708之一本體704。該內凹孔708具有當該小玻璃管700水平時，收納一第一流體712之一第一部份710及收納空氣716、或一不互溶第二流體之一第二部份714，如圖21所示。該第一流體712界定一流體液面720。該小玻璃管700更包括一參考線722，以便在該流體液面720對齊或平行於該參考線722時表示該小玻璃管700為水平，如圖21所示。該小玻璃管更包括多數分開障礙物724，而該等障礙物724界定在該等障礙物724間之多數窄通道728。該等窄通道728流體地連接該內 凹孔708之第一部份710及第二部份714。該等障礙物724減少在該第一部份410與該第二部份714間之橫截面積，及因此體積至該等窄通道728之橫截面積及體積。因此，當該小玻璃管700傾斜時，該第一流體712向上移動通過該等窄通道728，使得在該流體液面720與該參考線722間之一高度H3增加，如圖22所示。由於該等窄通道728，該流體液面720之可見性及該小玻璃管700之可讀性增加。因此，一使用者可更容易且準確地決定該記號線流體液面420是否對齊該參考線722，且因此更準確地決定一測量表面是否為水平或鉛垂。
圖23至24顯示供一水平儀使用之一小玻璃管800。該小玻璃管800包括具有一內孔804之一透明圓柱形本體802，而該內孔804係組配成可保持一第一組分。在所示實施例中，該第一組分係一流體(例如，乙醇、礦油精等)。一實心「泡」或指示器808浮在該流體中。該實心指示器808包括一第一組分及一第三組分。該第二組分係一球體812且該第三組分係套在該球體812上之一外包圍物816。該實心指示器808取代標準酒精水平儀工具之氣泡。該外包圍物816係一立方體，而該立方體具有一對相對端面824及延伸在該等端面824間之四縱向面828。各縱向面828界定一圓窗832。該球體812係由一緻密材料(例如，金屬、硬塑膠等)且係實心，但在某些實施例中可使用一中空球體。
如圖24所示，該球體812定位在該立方體816內使得該球體812被該立方體816部份地包圍。該球體812部 份地突出該圓窗832。該球體812在該立方體816內自由地旋轉使得該球體812可沿該內孔804之一內表面滾動，藉此容許該指示器808可在該小玻璃管800之圓柱形本體802內軸向地移動。當該小玻璃管800相對於被測量之軸傾斜時，該指示器808朝該小玻璃管800之下端移動。該內孔804之內表面具有當該小玻璃管800平行於被測量之軸時，可讓該指示器808移向該內孔804之中央的一凹形或筒形。使用時，類似於使用氣泡之水平儀，當該指示器808落在該本體802上之一對指示記號或線之間時，表示一表面為水平或鉛垂。該等端面824與在該小玻璃管800之圓柱形本體802上的指示線平行。因此，可輕易地決定在該等端面824與對應指示線間之距離，相較於一球體812或氣泡增加可讀性。此外，可選擇該立方體820及用以製造該立方體820之材料的顏色以確保該立方體820為顯著且可在一般或所需照明環境中容易被看見。因此，該立方體820為在該小玻璃管800內之指示器808提供較佳可見性及準確性。在其他實施例中，該球體812及該立方體820中之一者或兩者可包括如上所述地當暴露於UV光時發光的一UV光敏組分。
圖25至28顯示用以決定一物體或表面是否相對於真正地平為水平或調整一物體或表面相對真正地平為一水平表面的一數位水平儀910。該水平儀910可用以在不同角度，例如，0度及90度進行測量及水平調整。在其他實施例中，該水平儀910可用以在其他角度，例如，30度及45度進行測量及水平調整。在另外之實施例中，該水平 儀910可用以在0與90度間之所有角度進行測量及水平調整。應可輕易了解的是各種使用者及熟練技術人員可使用該水平儀910來實施各種水平調整功能。
請參閱圖27，在所示實施例中，該水平儀910係一箱形水平儀且具有一框架912，而該框架912包括與一頂平坦表面918及一底平坦表面922之各表面耦合的一前腹板914及一後腹板916。該等前與後腹板914、916分開且大致平行。該頂平坦表面918與該底平坦表面922分開且大致平行。該對平行腹板914、頂平坦表面918、及該底平坦表面922界定該水平儀910之一中空箱形內部。一對頂肋部930及一對底肋部934由該等前與後腹板914、916向內突出。該等肋部930、934沿該框架912之長度縱向地延伸且平行於該等頂與底平坦表面918、922。該前腹板914界定一前開口938且該後腹板916界定一後開口942，如圖25所示。一電池室門(未圖示)係組配成可分離地覆蓋該後開口942。
請參閱圖25至26，該數位水平儀910更包括一電子盒總成950，而該電子盒總成950包括一電子盒954及一橫桿958。該電子盒954包括一前面板962及一背部966，而該背部966支持例如一控制器、一數位顯示器、及多數控制器(未圖示)的電子設備。該數位顯示器可組配成顯示該水平儀910之方位，例如相對真正垂直(即，重力)或真正地平(即，相對重力呈90度)的角度。
該橫桿958包括一水平部份970及垂直部份974，而該等垂直部份974各由該水平部份970之相對端垂直地 延伸。一扣持部份978由各垂直部份974之各端延伸且具有大致等於在該等前與後腹板914、916間界定之空間的一寬度。該橫桿958藉由將該橫桿958沿該水平儀910之長度插入該框架912之內部而被收容在該框架912內使得該等扣持部份978中之二扣持部份沿該對頂肋部930滑動且該等扣持部份978之其他二扣持部份沿該對底肋部934滑動，藉此垂直地支持及對齊該橫桿958在該框架912之內部，如圖27所示。
關於該電子盒954，該前面板962與該背部966耦合且延伸超出該背部966之周邊以界定一唇部982。該背部966嵌入該水平儀910之前開口938，使得該唇部982抵靠該前腹板914而環繞該前開口938。該背部966具有一背面986且界定一對電池室990及一通道992。該通道992沿該背面986之一縱向中心延伸且收容該橫桿958之水平部份970以對齊及支持該電子盒954在該前開口938內。一對銷994定位在該通道992內。各銷994被在該橫桿958之水平部份970中的一銷孔996收容以便在該電子盒954嵌入該前開口938內後，協助對齊該橫桿958及該電子盒954。
請參閱圖26與28，該數位水平儀910更包括耦合該電子盒954及該橫桿958之一對固結件998。該等固結件998在該電子盒954之唇部982與在該框架912之前腹板914上之該橫桿958間提供一夾持力以保持該電子盒954在該框架912上。該等固結件998可為螺絲、鉚釘、或另一種固結件。或者，該等電子盒954及該橫桿958可藉由一黏著劑 (例如，環氧樹脂)耦合在一起。
為了組裝該數位水平儀910，只需將該橫桿958縱向地插入該框架912之內部，使得該等扣持部份978對齊橫桿958且防止該橫桿958垂直地移動。該橫桿958沿該等肋部930、934移動直到該橫桿958定位成靠近該等前與後開口938、942為止。接著將該電子盒954之背部966插入該前開口938，使得該通道992收容該橫桿958之水平部份970且該等銷孔996收容該等銷994，藉此對齊該橫桿958及該電子盒954。該電子盒954之唇部982抵靠該前腹板914。接著將該等固結件998插入該後開口942中(圖28)且用以耦合該橫桿958及該電子盒954，並且在該唇部982與該橫桿958之間提供一夾持力以便保持該電子盒954在該前開口938內之該框架912上。最後，該後開口942被該電池室門(未圖示)以隱藏該等固結件998且防止污染物進入該框架912之內部。
圖29至31顯示供類似於圖25至28之水平儀910的一水平儀1010使用的一電池盒1000。詳而言之，請參閱圖30，該水平儀1010係一箱形水平儀且具有一框架1012，而該框架1012包括與一頂平坦表面(未圖示)及一底平坦表面(未圖示)之各表面耦合的一前腹板1014及一後腹板1016。該等前與後腹板1014、1016分開且大致平行。該頂平坦表面與該底平坦表面分開且大致平行。該等前與後腹板1014、該頂平坦表面、及該底平坦表面界定該水平儀1010之一中空箱形內部。一對肋部1020(在圖30中只顯示一肋部)由該 前腹板1014向內突出。該等肋部1020沿該框架1012之長度縱向地延伸且平行於該等頂與底平坦表面。該後腹板1016亦與由該前腹板1014延伸之肋部1020成鏡像的另一對肋部(未圖示)。該後腹板1016界定一電池盒開口1024。該前腹板1014界定一按鈕孔1028。
該電池盒1000包括一第一部份1032、一第二部份1036、及一電池室蓋1040。該第一部份1032界定一對通道1044，且該對通道1044分開與在該框架1012上之該對肋部1020相同的距離。該第一部份1032可被收容在該框架1012之一開口端(未圖示)內，使得該等通道1044收容該框架1012之肋部1020以對齊該第一部份1032而沿該框架1012之長度在該等肋部1020上滑動。或者，該第一部份1032可被收容在該電池盒開口1024內且與該等肋部1020對齊。該第一部份1032及該第二部份1036界定用以收容電池1048之一電池室。該第一部份1032亦界定用於一按鈕1072之一孔1052。該第一部份1032係安裝且對齊在該框架1012內使得在該第一部份1032中之孔1052對齊該按鈕孔1028使得該按鈕1072延伸穿過該按鈕孔1028。
請參閱圖30至31，該第二部份1036包括三舌片1056，而該等舌片1056具有對齊在該第一部份1032中之對應螺孔的多數孔。在該等舌片1056中之各孔及在該第一部份1032中之對應螺孔收容一螺紋固結件1060以結合該第二部份1036與該第一部份1032。該第二部份1036更包括延伸環繞該電池盒開口1024之周邊的一唇部1064。當該等固結 件1060鎖緊時，該第二部份1036之唇部1064及該第一部份之一外壁1066夾持該後腹板1016並環繞該電池盒開口1024之周邊，藉此將該電池盒1000固定在該電池盒開口1024內之該框架1012上且防止該電池盒1000沿該等肋部1020縱向地滑動。該電池室蓋1040可定位在該第二部份1036上以覆蓋該電池室。接著使用一電池室蓋固結件1068將該電池室蓋1040耦合在該電池盒1000之第二部份1036上，藉此將該等電池1048保持在該電池室內及防止污染物進入。
為了將該電池盒1000組裝在該水平儀1010上，只需將該第一部份1032由該框架1012之一開口端插入該框架1012之內部，使得該等通道1044收容且沿該等肋部1020滑動，橫交地對齊在該框架1012內之第一部份1032。接著將該第一部份1032定位在該框架1012之內部而靠近該電池盒開口1024，使得該按鈕1072延伸穿過該按鈕孔1028。接著將該第二部份1036插穿該電池盒開口1024使得在該等舌片1056上之孔對齊在該第一部份1032上之孔。鎖緊該等固結件1060將該第一部份1032耦合在該第二部份1036上，且藉此將該後腹板1016夾在該第二部份1036之唇部1064與該第一部份1032之外壁1066之間，並將該電池盒1000固定在該水平儀1010之框架1012上。接著將該電池室蓋1040定位在該等電池室上且藉由該電池室蓋固結件1068固定在該第二部份1036上。
圖32至37顯示用以決定一物體或表面是否相對於真正地平為水平或調整一物體或表面相對真正地平為 一水平表面的一水平儀1110。該水平儀1110可用以在不同角度，例如，0度及90度進行測量及水平調整。在其他實施例中，該水平儀1110可用以在其他角度，例如，30度及45度進行測量及水平調整。應可輕易了解的是各種使用者及熟練技術人員可使用該水平儀1110來實施各種水平調整功能。
請參閱圖32，在所示實施例中，該水平儀1110係一箱形水平儀且具有類似於圖25至28之框架912的一框架1112。詳而言之，圖32所示之水平儀1110的框架1112包括與一頂平坦表面1118及一底平坦表面1122之各表面耦合的一前腹板1114及一後腹板1116。該等前與後腹板1114、1116分開且大致平行。該頂平坦表面1118與該底平坦表面1122分開且大致平行。該對平行腹板1114、頂平坦表面1118、及該底平坦表面1122界定該水平儀1110之一中空箱形內部。一對頂肋部1126及一對底肋部1128由該等前與後腹板1114、1116向內突出。該等肋部1126、1128沿該框架1112之長度縱向地延伸且平行於該等頂與底平坦表面1118、1122。該前腹板1114界定一前開口1130且該後腹板1116界定一後開口1132。該前開口1130及該後開口1132大致對齊，如圖32所示。
請繼續參閱圖32，該水平儀1110包括一小玻璃管1134及一小玻璃管安裝總成1138。該小玻璃管安裝總成1138包括一安裝卡匣1142、一前小玻璃管包圍物1146及一後小玻璃管包圍物1150。該安裝卡匣1142具有形成一大致 I形體之一垂直腹板1154及一對凸緣1158。該垂直腹板1154界定用以收容該小玻璃管1134(圖33)之一小玻璃管安裝孔1160。該安裝卡匣1142被收容在該框架1112之一開口端內以透過該等頂肋部1126及該等底肋部1128中之一肋部對齊且抓住該等凸緣1158之各凸緣，以容許該安裝卡匣1142沿該框架1112之長度滑動。該安裝卡匣1142係透過一對固結件1162固定在該框架上。該安裝卡匣1142界定一對注入孔1166，且該對注入孔1166各與用以收容環氧樹脂(圖34)之一對應內通道1170流體連通。各內通道1170界定一第一對出口1174及一第二對出口1178。該等第一對出口1174靠近該小玻璃管安裝孔1160以便大致環繞該小玻璃管1134之周邊提供環氧樹脂而將在該小玻璃管安裝孔1160內之該小玻璃管1134固定在該安裝卡匣1142中。該等第二對出口1178係定位成靠近該框架1112以便大致在該安裝卡匣1142與該框架1112之間提供環氧樹脂。
後小玻璃管包圍物1150包括按扣配合構件1186、注入孔銷1188及一視窗。該後小玻璃管包圍物1150可分離地收容在該後開口1132內。當被收容在該後開口1132內時，該等注入孔銷1188被收納在該等注入孔1166內。該等按扣配合構件1186接合在該安裝卡匣1142上之對應接腳(未圖示)以固定在該後腹板1116中之後開口1132內的後小玻璃管包圍物1150。類似地，該前小玻璃管包圍物1146包括按扣配合構件1196、注入孔銷1198及一視窗，且可分離地收容在該前開口1130內。當被收容在該前腹板1114中之前開 口1130內時，該等注入孔銷1198伸入該等注入孔1166內。該等按扣配合構件1196接合在該安裝卡匣1142上之接腳1194以固定在該前腹板1114中之前開口1130內的前小玻璃管包圍物1146且將該小玻璃管1134扣持在該小玻璃管安裝孔1160內。該等前與後小玻璃管包圍物1146、1150係各與一熱可塑性樹脂彈性體(TPE)覆蓋模共模製。
為了組裝該小玻璃管安裝總成1138與框架1112，只需將該安裝卡匣1142插入該框架1112之小玻璃管安裝孔1160中且使該安裝卡匣1142滑入靠近在該框架1112中之前與後開口1130、1132的位置。接著透過該等固結件1162將該安裝卡匣1142固定在該框架1112上。接著，將該小玻璃管1134插入在該框架1112中之前與後開口1130、1132並收容在該安裝卡匣1142之小玻璃管安裝孔1160內。該小玻璃管1134起初利用氰基丙烯酸酯(例如，超級膠)或一類似黏著劑固定。接著，將該後小玻璃管包圍物1150插入在該框架1112中之後開口1132且透過該等按扣配合構件1186及該等對應接腳固定在該安裝卡匣1142上。接著將環氧樹脂，或一類似黏著劑注入在該安裝卡匣1142中之各注入孔1166以便流過該等內通道1170。該環氧樹脂透過該等第一對出口1174離開而環繞該小玻璃管1134之周邊在該小玻璃管1134與該安裝卡匣1142之間提供及導引環氧樹脂。該環氧樹脂亦離開該等第二對出口1178而在該安裝卡匣1142與該框架1112之間提供環氧樹脂。最後，將該前小玻璃管包圍物1146插入該前開口1130並透過該等按扣 配合構件1196及該等對應接腳1194固定在該安裝卡匣1142上。
請參閱圖35至37，該水平儀1110更包括一磁鐵安裝總成1200。該磁鐵安裝總成1200包括一磁鐵安裝本體1204、一對磁鐵1208及一帶1212。該等磁鐵1208係釹磁鐵，且該帶1212由鋼製成。該磁鐵安裝本體1204具有一基座1216及多數外壁1220，而該等外壁1220由該基座1216延伸以界定收容及扣持各磁鐵1208之多數凹部。該等磁鐵1208藉由一半壁1224分開，且藉由該帶1212連接以形成一磁迴路。該帶1212亦被該等外壁1220收容。由該帶1212形成之磁迴路增加該等磁鐵1208之磁保持力。該磁鐵安裝本體1204更包括由該基座1216延伸之四彈性可撓按扣配合臂1232及由該基座1216與該等外壁1220延伸之多數凸起1228。該磁鐵安裝總成1200可收容在由該底平坦表面1122界定之一磁鐵安裝總成孔1236內。當該磁鐵安裝總成1200插入該磁鐵安裝總成孔1236時，該等彈性可撓按扣配合臂1232由於各底肋部1128而向內彎曲且扣合在該等底肋部1128上，藉此將該對底肋部1128夾在該等按扣配合臂1232與該等凸起1228之間。該等凸起1228抵靠該等底肋部1128以防止該磁鐵安裝總成1200過度插入該磁鐵安裝總成孔1236。當該磁鐵安裝總成1200固定定位時，該基座1216之底表面與該框架1112之底平坦表面1122大致齊平。
為了組裝該磁鐵安裝總成1200與框架1112，只需將該等磁鐵1208插入由該等外壁1220及該半壁1224界 定之對應凹部。接著將該帶1212插入該凹部並磁性地連接該等磁鐵1208。該等磁鐵1208及該帶1212可被一黏著劑固持定位。一旦該等磁鐵1208及該帶1212定位後，將該磁鐵安裝總成1200插入該磁鐵安裝總成孔1236中使該等按扣配合臂1232向內彎曲且扣合在各底肋部1128上，藉此將該磁鐵安裝總成1200固定在該框架1112上。接著可使該水平儀1110之底平坦表面1122抵靠一鐵磁表面(例如，一鐵管)使得該等磁鐵1208將該水平儀1110固持定位。
雖然本發明已參照某些較佳實施例詳細說明過了，但多數變化例及修改例存在所述本發明之一或多數獨立特性的範疇及精神內。例如，所述水平儀及小玻璃管之各組態的特徵可組合成任一可行之組合以獲得具有各種所述特徵之任一組合的一小玻璃管或包括一小玻璃管之水平儀。
此外，雖然本發明已特別針對UV光說明過了，但亦可使用其他種類之光及/或光敏組分。例如，該等小玻璃管可包括或包含當暴露於一特定波長之光時，不論該光是否在UV光譜中，均會發冷光或發螢光的任何化合物/化學物質。
另外，雖然本發明已特別針對組配成可測量0度及90度之小玻璃管總成說明過了，但亦可使用組配成可測量各種角度之其他小玻璃管。例如，該等小玻璃管可定向在，例如，30度與45度以便在這些角度進行測量及水平調整。
再者，雖然以上所示及所述之水平儀10係一箱形 水平儀，但本發明亦可應用於其他種類之水平儀，例如魚雷水平儀、石工水平儀、工字樑水平儀、設備水平儀等。
此外，在此提供之圖顯示小玻璃管為大致圓柱形。但是，如所屬技術領域中具有通常知識者可了解地，該等小玻璃管之內孔宜為筒形以便在該小玻璃管定向成平行於真正地平時容許該氣泡定位在中央。
本發明之各種特徵及優點在以下申請專利範圍中提出。
10‧‧‧水平儀
12‧‧‧框架
14‧‧‧腹板
18‧‧‧頂平坦表面
22‧‧‧底平坦表面
26‧‧‧水平或地平小玻璃管總成
30‧‧‧鉛垂或垂直小玻璃管總成
34,38‧‧‧小玻璃管
102‧‧‧按鈕；開關

Claims (24)

  1. 一種水平儀，包含：一框架，其包括一頂平坦表面、一底平坦表面、及將該頂平坦表面耦合至該底平坦表面之一腹板，該頂平坦表面及該底平坦表面係平行；一小玻璃管(vial)，其被該框架支持，該小玻璃管具有通過該小玻璃管之一中心的一縱軸及界定出一內部之一本體，且該內部收納一液體及一指示氣泡；以及多數LED，各LED具有一發光點，且該等多數LED之各LED係定位成靠近該小玻璃管之一端，且係定向成使得該發光點位在該小玻璃管之本體的內部內。
  2. 如請求項1之水平儀，其中該小玻璃管更包括多數端蓋，且該等端蓋中之一端蓋定位在該小玻璃管之本體的各端，其中各端蓋相對於該小玻璃管來支持該等多數LED中之一LED。
  3. 如請求項2之水平儀，其中各端蓋至少部份地伸入該本體之內部，其中各端蓋界定一井，而該井至少部份地伸入該本體之內部且至少部份地收容該等多數LED中之一對應LED。
  4. 如請求項1之水平儀，其中該等多數LED之各LED係沿著該小玻璃管之縱軸對齊。
  5. 如請求項1之水平儀，其中該水平儀更包括一光敏組分，該光敏組分因應暴露於由該等多數LED發射之光而發 射光，以照亮該小玻璃管之本體、該液體及該指示氣泡中之至少一者。
  6. 如請求項5之水平儀，其中該光敏組分包括一定位在該小玻璃管之本體之內部內的套筒，該套筒反射由該等LED發射之光之至少一部份以增加光在該小玻璃管內的分散。
  7. 如請求項5之水平儀，其中由該等多數LED發射之光包括UV光，其中該UV光具有在大約375奈米與大約410奈米間之一波長，且其中該光敏組分因應暴露於該UV光而發射可見光。
  8. 如請求項1之水平儀，其中該流體包括一光敏組分，該光敏組分因應暴露於由該等多數LED發射之光而發射可見光以照亮該小玻璃管之該本體、該液體及該指示氣泡中之至少一者。
  9. 一種水平儀，包含：一框架，其包括一頂平坦表面、一底平坦表面、及將該頂平坦表面耦合至該底平坦表面之一腹板，該頂平坦表面及該底平坦表面係平行；多數小玻璃管，其各被該框架支持且包括一第一小玻璃管及一第二小玻璃管，而該第一小玻璃管具有一定向在一第一小玻璃管方位之第一縱軸，且該第二小玻璃管具有一第二縱軸，而該第二縱軸定向在一不與該第一小玻璃管方位平行之第二小玻璃管方位；一第一光源，其與該第一小玻璃管聯結； 一第二光源，其與該第二小玻璃管聯結；以及一方位感測器，其組配成當該水平儀係定向在一對應於該第一小玻璃管方位之第一水平方位時開啟該第一光源以照亮該第一小玻璃管，且組配成當該水平儀係定向在一對應於該第二小玻璃管方位之第二水平方位時開啟該第二光源以照亮該第二小玻璃管。
  10. 如請求項9之水平儀，其中該第一小玻璃管之縱軸在該第一小玻璃管方位與該頂平坦表面平行，且其中該第二小玻璃管之縱軸在該第二小玻璃管方位與該頂平坦表面垂直。
  11. 如請求項9之水平儀，其中該方位感測器包括一加速計。
  12. 如請求項9之水平儀，更包含一控制器，其中該第一光源、該第二光源及該方位感測器與該控制器耦合。
  13. 如請求項9之水平儀，其中該小玻璃管更包括多數端蓋，且該等端蓋中之一端蓋定位在該等第一與第二小玻璃管中之一小玻璃管的各端，其中各端蓋相對於該小玻璃管來支持該等第一與第二光源中之一光源。
  14. 如請求項9之水平儀，其中該等第一與第二光源之各光源具有一發光點，且其中該等第一與第二光源之各光源係定位成靠近該等第一與第二小玻璃管中之一小玻璃管的一端，且定向成使得該發光點位在該小玻璃管之本體的內部內。
  15. 如請求項9之水平儀，其中該水平儀更包括一光敏組分， 該光敏組分與該等第一與第二光源中之一光源所發射之光反應，以照亮該等第一與第二小玻璃管中之一對應小玻璃管。
  16. 一種水平儀，包含：一框架，其包括一頂平坦表面、一底平坦表面、及將該頂平坦表面耦合至該底平坦表面之一腹板，該頂平坦表面及該底平坦表面係平行；一小玻璃管，其被該框架支持；一第一組分，其被收納在該小玻璃管內；一第二組分，其被收納在該小玻璃管內且可因應該水平儀之方位而在該第一組分內移動；以及一第三組分，其被收納在該小玻璃管內且與該等第一與第二組分配合以增加該第二組分在該第一組分內的可見性。
  17. 如請求項16之水平儀，其中該第一組分係一第一流體且該第二組分係一與該第一組分不互溶之第二流體，該第二流體形成一小球。
  18. 如請求項17之水平儀，其中該第三組分係一相對於該第一流體及該第二流體均不互溶之第三流體。
  19. 如請求項17之水平儀，其中該第三組分包括一實心微粒。
  20. 如請求項16之水平儀，其中該第二組分具有一外表面，而該外表面係界定在該第一組分與該第二組分之間的一界面處，其中該第三組分係選擇成可聚集在該界面處 以至少部份地覆蓋該外表面且使該第二組分之該外表面更為明顯。
  21. 如請求項20之水平儀，其中該第三組分係組配成使得若該第三組分變得與該第二組分之該外表面分開，則該第三組分在一預定時間返回該第二組分。
  22. 如請求項16之水平儀，其中該第一組分係油，該第二組分係水，且該第三組分係肥皂。
  23. 如請求項16之水平儀，其中該第一組分係一流體，該第二組分係一實心球體，且該第三組分係部份包圍該球體之一實心外包圍物。
  24. 如請求項23之水平儀，其中該實心外包圍物界定出一窗，且該實心球體部份地伸出該窗以在該水平儀係傾斜時容許該實心球體及該實心外包圍物在該小玻璃管內滾動。
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