專利名稱：鉆具水平指示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電動工具，更具體地說，本發(fā)明涉及一種水平裝置(leveling device)，該水平裝置顯示電動工具何時處于一個水平位置。
背景技術：
在不同類型的電動工具中，特別是在鉆具中，人們很想知道工具何時處于一個水平面或垂直平面中。這一點在鉆削用于懸吊門或類似物的孔且希望孔處于水平面中時是很有用的。
在電動工具中已利用了泡沫型水平裝置。但是，這些類型的水平裝置具有多種缺點。當泡沫水平裝置可令人滿意地進行水平應用時，使用者觀察兩條線之間的泡沫依然是件麻煩的事。通常情況下，這些泡沫型水平裝置對垂直鉆削沒有益處。另外，由于工具的振動而在水平裝置中產(chǎn)生廢物，從而在許多情況下不能利用泡沫型水平裝置。
另一種類型的測量裝置利用了一個單個的振動體，該振動體具有一個與樞轉(zhuǎn)點相連的硬直桿，硬直桿與一根交叉桿一起形成一個懸吊的重物，交叉桿以與垂直桿成90度安裝。當樞轉(zhuǎn)的水平裝置被懸吊起來且所述重物達到平衡時，可將交叉桿布置在樞轉(zhuǎn)點的任一側(cè)上，而交叉桿將被定位在一個水平面中。因此，交叉桿的端部可與一個承載板上的兩個切口相對準，使承載板水平定位，這樣就可測量水平面。
所述這些裝置需要使用者在鉆孔過程中具有精確的觀察標準，以保持電動工具的平面。另外，在這些類型的裝置可滿意地使用于水平鉆孔平面中，當將這些裝置應用于垂直鉆孔時，它們不特別適用。
因此，本發(fā)明的一個目的是為使用者提供一種易于使用的水平裝置。該裝置通常通過亮光為使用者指示已到達的水平平面或垂直平面。本發(fā)明可使使用者較容易地建立目力觀察來指示已達到的所需水平位置。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例，一種電動工具水平裝置包括一個殼體，殼體中具有一個腔。在所述殼體中布置有一個轉(zhuǎn)動部件。該轉(zhuǎn)動部件在所述腔中運動而使其探尋一個平衡位置。該平衡位置與一個水平位置相對應。至少一個部件與所述轉(zhuǎn)動部件相關聯(lián)，使光線能穿過轉(zhuǎn)動部件。一個電路與轉(zhuǎn)動部件相關聯(lián)。該電路包括一個發(fā)射裝置、一個接收裝置和一個指示器裝置。這些裝置電動地相耦合，這樣在致動時，發(fā)射裝置發(fā)出一個光束穿過所述的至少一個部件。然后，光束由接收裝置接收轉(zhuǎn)而啟動指示器裝置。指示器裝置將水平裝置處于平衡位置的信息通知使用者。另外，一個電源與電路相耦合而向其提供能量。電路還包括一個用于改變輸送至指示器裝置的電流的裝置，這樣，當在接收裝置處的光束強度增大時，指示器裝置的光亮強度也增大。這與水平情況相對應；例如，隨著工具變得更加水平，所述亮度隨之增大。用于改變電流的裝置是一個PNP晶體管。指示器裝置是一個發(fā)光裝置。發(fā)光裝置的光亮強度可從關閉(OFF)狀態(tài)變換至完全開啟(FULL ON)的狀態(tài)。在完全開啟的位置上，水平裝置處于其水平位置。轉(zhuǎn)動部件中的至少一個部件是一個孔。在另一個實施例中，所述孔包括一個透鏡用以折射光束。在第二個不同的實施例中，在轉(zhuǎn)動部件和接收裝置之間設置一個透鏡用以折射光束。另外，所述的至少一個孔可以是一個伸長縫。此外，所述的至少一個部件可以是一根用以傳輸光束的光學纖維。另外，一個開關與水平裝置相耦合以致動電路及切斷電路。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，一種電動工具包括一個殼體，在殼體中具有一個馬達。一個輸出件與馬達相耦合。一個致動部件與馬達相耦合，該致動部件向馬達供能以便驅(qū)動輸出件。一個電源與馬達和致動部件電動地相耦合。在殼體中布置有一個水平裝置。水平裝置包括一個殼體，殼體中具有一個腔。在所述殼體中布置有一個轉(zhuǎn)動部件。該轉(zhuǎn)動部件在所述腔中運動而使其探尋一個平衡位置。該平衡位置與一個水平位置相對應。至少一個部件與所述轉(zhuǎn)動部件相關聯(lián)，使光線能穿過轉(zhuǎn)動部件。一個電路與轉(zhuǎn)動部件相關聯(lián)。該電路包括一個發(fā)射裝置、一個接收裝置和一個指示器裝置。這些裝置電動地相耦合，這樣在致動時，發(fā)射裝置發(fā)出一個光束穿過所述的至少一個部件。然后，光束由接收裝置接收轉(zhuǎn)而致動指示器裝置。指示器裝置將水平裝置處于平衡位置的信息通知使用者。另外，一個電源與電路相耦合而向其提供能量。電路還包括一個用于改變輸送至指示器裝置的電流的裝置，這樣，當在接收裝置處的光束亮度增大時，指示器裝置的亮度也增大。這與水平情況相對應；例如，隨著工具變得更加水平，所述亮度隨之增大。用于改變電流的裝置是一個PNP晶體管。指示器裝置是一個發(fā)光裝置。發(fā)光裝置的光亮強度可從關閉(OFF)狀態(tài)變換至完全開啟(FULL ON)的狀態(tài)。在完全開啟的位置上，水平裝置處于其水平位置。轉(zhuǎn)動部件中的至少一個部件是一個孔。在另一個實施例中，所述孔包括一個透鏡用以折射光束。在第二個不同的實施例中，在轉(zhuǎn)動部件和接收裝置之間布置一個透鏡用以折射光束。另外，所述的至少一個孔可以是一個伸長縫。此外，所述的至少一個部件可以是一根用以傳輸光束的光學纖維。另外，一個開關與水平裝置相耦合，以致動電路及切斷電路。
根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，一種電動工具包括一個殼體，在殼體中具有一個馬達。一個輸出件與馬達相耦合。一個致動部件向馬達供能以便驅(qū)動輸出件。該輸出件與一個輸出源和所述馬達相耦合。一個水平裝置與電動工具相耦合。水平裝置包括一個指示器，這樣在水平裝置致動時，該指示器向使用者發(fā)出水平裝置處于一個平衡位置的指示。水平裝置還與電源相耦合。指示器設置在殼體上，這樣當應用電動工具時，使用者就可從殼體的各個側(cè)面觀察指示器。當?shù)竭_水平位置時，指示器的亮度產(chǎn)生變化。指示器通常是一個發(fā)光裝置。因此，發(fā)光裝置的亮度可變化，當電動工具處于水平位置時，發(fā)光裝置最亮。另外，一個開關與致動部件相耦合以在致動馬達之前致動水平裝置。
結合附圖和附加的權利要求書，本領域的技術人員通過下面的詳細描述內(nèi)容可明確本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點。


圖1A為具有本發(fā)明水平裝置的鉆具的部分平面視圖；圖1B為圖1中的鉆具的部分后透視圖；圖2為沿著圖1中的II-II線所作的截面視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個水平指示器的分解視圖；圖4為水平裝置的電路的示意圖；圖5為水平裝置的另一個實施例的截面視圖；圖6為本發(fā)明的另一個實施例的剖視圖；
圖7為本發(fā)明的另一個實施例的透視圖；圖8為本發(fā)明的另一個實施例的截面視圖。
具體實施例方式
參看附圖，圖1A顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種電動工具，用參考數(shù)字10標示。電動工具10顯示為一個鉆具；但是，任何類型的電動工具例如螺絲起子、打磨器、旋轉(zhuǎn)工具、剪取器、障礙修正器、鋸或類似物均可利用根據(jù)本發(fā)明的水平指示器。電動工具10包括一個殼體12，殼體12包括包圍馬達18的兩個半體14。一個致動部件20與馬達相耦合且與電源22相配合。電源22可以是電源線(AC電流)，或者，電動工具可具有如圖所示的電池(DC電流)。馬達18與一個輸出件24相配合，輸出件24可包括一個傳送件26和一個卡具28，以固定具有鉆頭的工具。
在殼體的半體14中布置有一個水平指示器30。該水平指示器30包括殼體32和電路34。參考圖3，水平指示器殼體32包括最好通過一個咬合安裝件固定在一起的兩個半體36、38。一個可轉(zhuǎn)動部件40轉(zhuǎn)動地布置在殼體半體36中?？赊D(zhuǎn)動部件40整體為盤形，其軸42延伸過可轉(zhuǎn)動部件40的中心，且其軸端位于塊體(block)43中。另外，在盤40中最好形成四個孔44。此外，一個平衡件46與可轉(zhuǎn)動部件40相配合。
可轉(zhuǎn)動部件40在殼體半體36、38內(nèi)的腔48中圍繞軸42進行轉(zhuǎn)動。平衡件46為可轉(zhuǎn)動部件40提供了一個加重側(cè)，這樣，可轉(zhuǎn)動部件40總是在探尋一個平衡位置?？?4圍繞可轉(zhuǎn)動部件40以0度、90度、180度和270度的角度設置，且圍繞轉(zhuǎn)動部件40的一個360度的圓設置?？?4具有所需的尺寸，其直徑優(yōu)選為0.5mm，該尺寸可按照下文中將描述的內(nèi)容進行檢測。在操縱電動工具時，可轉(zhuǎn)動部件40在殼體32中轉(zhuǎn)動360度。
電路34最好為圖4所限定的那樣。廣義地說，該電路包括一個發(fā)光器50、一個光接收器52和一個指示器54。導線56從電源22延伸至開關58。導線60從開關58延伸至發(fā)光器50。另外，電阻R1電動地耦合在導線60中。如下面圖表1所示，R1的電阻值隨電源電壓的變化而變化。導線60與導線64相結合，導線64將開關與接收器52電動地耦合在一起。導線64從導線60延伸至接收器52。一對電阻R2和R3電動地耦合在延伸至接收器52的導線64中。導線60與導線66電動地相耦合。導線66與指示器54電動地相耦合。晶體管Q1電動地耦合在導線66中。晶體管Q1是一個PNP晶體管。這樣，一個基極導線68與在電阻R2和R3之間的導線64相耦合。一個第四電阻R4與晶體管Q1和指示器54之間的導線66相耦合。此外，導線70與電源22、導線62、64、66相耦合。
發(fā)光器50最好是一個紅外線發(fā)光器，它朝著接收器52發(fā)出光束。優(yōu)選的情況為將發(fā)光器50軸向定位且與可轉(zhuǎn)動部件40相距2.1mm。接收器52最好是一個光電晶體管以接收由紅外線LED 50產(chǎn)生的光線。優(yōu)選的情況為將光電晶體管52軸向定位且與可轉(zhuǎn)動部件40相距1.5mm。指示器54最好為一個具有所需顏色如紅色的LED。
水平裝置30的運行如下所述。向內(nèi)推動致動部件20的扳機17至接觸開關58。在進行這種操作時就觸發(fā)了電路。但是，開關58在馬達14之前被致動。在開關58致動時電路閉合，這樣電流就流過導線60。當電流流過導線60時，電流傳輸?shù)桨l(fā)光器50而使發(fā)光器50產(chǎn)生光束72。如果可轉(zhuǎn)動部件40處于一個非水平或非平衡位置，孔44不與光束72對準，光線不能穿過可轉(zhuǎn)動部件40且不能由接收器52檢測到。在這種情況下，指示器54不亮。這是基于這樣一個事實，即電流在導線68處被阻滯，因此，晶體管Q1不允許電流流到指示器LED54。
水平裝置一旦到達一個平衡位置或水平位置，電動工具就處于或接近于一個水平或垂直平面上?？?4之一與來自紅外線LED50的光束72對準。此時，光束72穿過可轉(zhuǎn)動部件40。光束72由光電晶體管接收器52檢測到。在該步驟進行時，接收器光電晶體管52被激發(fā)。此時，電流從導線60穿過導線64到達導線70以流過整個電路。在進行該步驟時，基極導線68中的電流是傳導性的。當晶體管Q1檢測到發(fā)光器和基極之間的電流的變化時，電流開始沿著導線66從集電極流向發(fā)光器。此時，電流流到指示器LED54而照亮指示器54。
由于所利用的小孔44可為錐形，這樣，當可轉(zhuǎn)動部件40變得更為水平且孔44直接與光束72線性對中時，穿過可轉(zhuǎn)動部件44的光束強度增大。此時，接收器光電晶體管52檢測較高強度的光束72。由此，更大的電流穿過光電晶體管52。在進行該步驟時，由晶體管Q1的基極檢測到的電流在導線68中增大。此時，晶體管Q1檢測PNP晶體管的基極電流的增大。在進行該步驟時，PNP晶體管Q1使更大的電流穿過繼而增大指示器54的亮度。這樣就建立了一個可變的輸出。當水平裝置處于其最水平的位置時，指示器54的強度從OFF狀態(tài)變化至其最亮點。
在光線行進的路徑上存在有一個距水平面正、負6度(6°)的范圍。當工具遠離水平面超過6度時，光線處于OFF位置。當電動工具進入水平范圍的6度之內(nèi)時，光線開始出現(xiàn)。當光線射到水平位置時，它處于最亮的狀態(tài)。當光線到達6度(正或負)范圍另一側(cè)的位置時，光線再次處于OFF狀態(tài)。這樣，使用者就可確定當光線最強時，他是否處于高或低的水平位置。
下面的圖表提供了在上述電路圖中的電阻R1、R2、R3和R4的電阻值。應注意到電阻R1和R4的電阻值根據(jù)電源電壓的變化而變化。

指示器LED 54設置在工具的后頂處的殼體之間。當使用者利用工具時，他通常位于工具的后面。另外，如圖1A和圖1B所示，指示器LED通常位于殼體的輪廓之上，這樣，使用者就可從鉆具的各個側(cè)面和使用角度來觀察LED。從而，使用者可較容易地觀察是否發(fā)光及電動工具是否水平。
如圖1所示，致動部件20包括用于致動馬達的扳機80。扳機80包括一根柱塞軸82和一個片式接觸致動器84。片式接觸致動器84與微型開關58相接觸以便致動水平電路。片式接觸致動器84與片式接觸件86相接觸，向下推柱塞88啟動開關58。
參考圖5，圖中顯示了水平裝置的一個第二實施例。此處，水平裝置與前面所述的裝置基本相同。差別之處在于透鏡90布置在孔44中，以提高光束72的折射度。
參考圖6，圖中顯示了一個附加實施例。此處，該實施例與前面所述的內(nèi)容相同。但是，在可轉(zhuǎn)動部件40和接收器52之間設置一個透鏡92，以增強穿過孔44的光束。
參考圖7，圖中顯示了一個附加實施例。圖7顯示了一個可轉(zhuǎn)動部件40’。此處，孔44’具有一個伸長的形狀以增大指示器54的可變輸出。
參考圖8，圖中顯示了一個附加實施例。在圖8中，在可轉(zhuǎn)動部件40”中設置有光學纖維96和98。光學部件象輻條一樣沿轉(zhuǎn)動部件40”延伸。另外，發(fā)光器50和接收器52相對于可轉(zhuǎn)動部件徑向定位。
上面的內(nèi)容詳細地描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但在不脫離附加的權利要求書的范圍和正確涵義的情況下，可對本發(fā)明進行變更、變化和更改。
權利要求
1.一種電動工具水平裝置，包括一個殼體，在所述殼體中具有一個腔；一個在所述殼體中設置的轉(zhuǎn)動部件，所述轉(zhuǎn)動部件在所述腔中運動，使所述轉(zhuǎn)動部件探尋一個平衡位置，該平衡位置與一個水平位置相對應；至少一個部件，與所述轉(zhuǎn)動部件相關聯(lián)，使光束穿過轉(zhuǎn)動部件；一個電路，該電路包括電動耦合的一個發(fā)射裝置、一個接收裝置和一個指示器裝置，這樣在致動時，所述發(fā)射裝置發(fā)出一光束穿過所述的至少一個部件，然后，所述光束由接收裝置接收繼而致動指示器裝置，指示器裝置將水平裝置處于平衡位置或接近平衡位置的信息通知使用者；一個電源，與所述電路相耦合用以激勵所述電路。
2.根據(jù)權利要求1所述的水平裝置，其中所述電路還包括一個用于改變輸送至指示器裝置的電流的裝置，這樣當在接收裝置處的光束強度增大時，指示器裝置的強度也增大。
3.根據(jù)權利要求2所述的水平裝置，其中用于改變電流的所述裝置是一個PNP晶體管。
4.根據(jù)權利要求2所述的水平裝置，其中所述指示器是一個發(fā)光裝置。
5.根據(jù)權利要求4所述的水平裝置，其中發(fā)光裝置的光亮強度可從關閉(OFF)狀態(tài)變換至完全啟動(FULL ON)的狀態(tài)，在完全啟動時，水平裝置處于水平位置。
6.根據(jù)權利要求1所述的水平裝置，其中轉(zhuǎn)動部件中的所述至少一個部件是一個孔。
7.根據(jù)權利要求6所述的水平裝置，其中在所述孔中設置一個透鏡以折射所述光束。
8.根據(jù)權利要求6所述的水平裝置，其中在所述轉(zhuǎn)動部件和接收裝置之間設置一個透鏡以折射所述光束。
9.根據(jù)權利要求6所述的水平裝置，其中所述的至少一個孔是一個伸長縫。
10.根據(jù)權利要求1所述的水平裝置，其中所述的至少一個部件是用以折射所述光束的光學纖維。
11.根據(jù)權利要求1所述的水平裝置，該裝置還包括一個開關，以致動電路及切斷電路。
12.一種電動工具，包括一個殼體；一個在殼體中的馬達；一個與馬達相耦合的輸出件；一個致動部件，用于激勵所述馬達以轉(zhuǎn)動所述輸出件；一個電源，與馬達和致動部件電動相耦合；以及一個水平機構，包括一個殼體，在殼體中具有一個腔；一個在所述殼體中布置的轉(zhuǎn)動部件，所述轉(zhuǎn)動部件在所述腔中運動，使所述轉(zhuǎn)動部件探尋一個平衡位置，該平衡位置與一個水平位置相對應；至少一個部件，與所述轉(zhuǎn)動部件相關聯(lián)，使光束穿過所述轉(zhuǎn)動部件；一個電路，其包括電動耦合的一個發(fā)射裝置、一個接收裝置和一個指示器裝置，這樣在致動時，所述發(fā)射裝置發(fā)出一光束穿過所述的至少一個部件，然后，所述光束由所述接收裝置接收繼而致動指示器裝置，指示器裝置將水平裝置處于平衡位置或接近于平衡位置的信息通知使用者；一個電源，與所述電路相耦合用以激勵所述電路。
13.根據(jù)權利要求12所述的電動工具，其中所述電路還包括一個用于改變輸送至指示器裝置的電流的裝置，這樣當在接收裝置處的光束強度增大時，指示器裝置的強度也增大。
14.根據(jù)權利要求13所述的電動工具，其中用于改變電流的裝置是一個PNP晶體管。
15.根據(jù)權利要求13所述的電動工具，其中所述指示器是一個發(fā)光裝置。
16.根據(jù)權利要求15所述的電動工具，其中發(fā)光裝置的光亮強度可從關閉(OFF)狀態(tài)變換至完全開啟(FULL ON)的狀態(tài)，在完全開啟時，水平裝置處于一個水平位置。
17.根據(jù)權利要求12所述的電動工具，其中轉(zhuǎn)動部件中的所述至少一個部件是一個孔。
18.根據(jù)權利要求17所述的電動工具，其中在所述孔中設置一個透鏡以折射所述光束。
19.根據(jù)權利要求17所述的電動工具，其中在所述轉(zhuǎn)動部件和接收裝置之間布置一個透鏡以折射所述光束。
20.根據(jù)權利要求17所述的電動工具，其中所述的至少一個孔是一個伸長縫。
21.根據(jù)權利要求12所述的電動工具，其中所述的至少一個部件是用以傳輸光束的光學纖維。
22.根據(jù)權利要求12所述的電動工具，該電動工具還包括一個開關，以致動電路及切斷電路。
23.一種電動工具，包括一個殼體；一個在殼體中的馬達；一個與所述馬達相耦合的輸出件；一個致動部件，用于激勵所述馬達以轉(zhuǎn)動所述輸出件；一個電源，與所述馬達和轉(zhuǎn)動部件電動相耦合；以及一個水平機構，包括一個殼體，在殼體中具有一個腔；一個在所述殼體中布置的轉(zhuǎn)動部件，所述轉(zhuǎn)動部件在所述腔中運動，使所述轉(zhuǎn)動部件探尋一個平衡位置，該平衡位置與一個水平位置相對應；至少一個部件，與所述轉(zhuǎn)動部件相關聯(lián)，使光束穿過所述轉(zhuǎn)動部件；一個電路，包括電動耦合的一個發(fā)射裝置、一個接收裝置和一個指示器裝置，這樣在致動時，所述發(fā)射裝置發(fā)出一個光束穿過所述的至少一個部件，然后所述光束由所述接收裝置接收繼而致動所述指示器裝置，指示器裝置將水平裝置處于平衡位置或接近于平衡位置的信息通知使用者；一個電源，與所述電路相耦合用以激勵所述電路；其中所述指示器裝置設置在所述殼體上，這樣當應用電動工具時，使用者可從所述殼體的各個側(cè)面觀察指示器。
24.根據(jù)權利要求23所述的電動工具，其中所述指示器的光強度可變化。
25.根據(jù)權利要求23所述的電動工具，其中所述指示器是一個發(fā)光裝置。
26.根據(jù)權利要求25所述的電動工具，其中所述發(fā)光裝置的亮度可變化，當電動工具處于所述水平位置時發(fā)光裝置最亮。
27.根據(jù)權利要求23所述的電動工具，其中一個開關與所述致動部件相耦合，以在致動所述馬達之前致動水平裝置。
全文摘要
一種電動工具，包括一個水平裝置，該水平裝置具有轉(zhuǎn)動部件，該轉(zhuǎn)動部件探尋與一個水平位置相對應的平衡位置。轉(zhuǎn)動裝置包括可使光束穿過的部件。一個電路，包括電動耦合的發(fā)射裝置、接收裝置和指示器裝置，這樣在致動時，發(fā)射裝置發(fā)出光束穿過所述部件。然后，光束由接收裝置繼而致動指示器裝置。指示器通常是一個具有亮度可變的發(fā)光裝置，因此使用者可從殼體的各個側(cè)面觀察指示器。
文檔編號B25F5/00GK1425525SQ0212694
公開日2003年6月25日 申請日期2002年7月24日 優(yōu)先權日2001年7月26日
發(fā)明者馮志豪, 郭志光, 文森特·P·庫珀, 利奧·德里森, 陳家誠 申請人:布萊克和戴克公司