激光定位装置的制作方法

专利名称：激光定位装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够确定工具倾斜程度的激光定位装置，尤其是一种用于 确定手持工具倾斜程度的激光定位装置。
背景技术：
一些类似电钻的工具在使用时需要保持与工作面垂直的状态。为了能够准 确地在竖直或水平的墙壁上打孔，通常情况下，钻头必须与墙壁接触，且钻头 的纵向轴线必须位于一个与工作面相垂直的平面。在钻孔过程开始前，应该发 现并矫正钻头相对于工作面的倾斜程度。对于使用者而言，在没有任何指示装 置帮助的情况下，要想确定电钻的倾斜程度是比较困难的，特别是当使用者不 能够正好站在电钻后面的情况。因此，使用者想要在工作面上准确钻孔，电钻 是否发生倾斜最好能够被明确的指示出来，以便在需要的情况下纠正。
中国公开专利申请第1724223号揭示了一种能够确定工具(这里指电钻) 水平倾斜程度的激光定位装置。
该激光定位装置包括连接到工具上的激光器，基本上为圆柱形的透镜， 所述透镜通过一个旋转臂可自由旋转地悬挂在工具上。当工具移动或者发生倾 斜时，透镜的第一轴线在重力的作用下保持竖直，在工件上产生的光斑形状可 指示使用者工具是否发生倾斜，及其发生的倾斜程度。
该激光定位装置的不足之处在于当工作面是水平的，即需要指示工具竖 直倾斜程度的时候，上述激光定位装置不再具备指示功能。即该上述激光定位 装置的指示功能有局限性。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种既能够确定工具相对工作面的水
平倾斜程度，又能够确定其相对工作面的竖直倾斜程度，并且能够给出明确指
示的激光定位装置。
为解决上迷技术问题，本发明采用的技术方案是 一种确定工具倾斜程度
的激光定位装置，包括壳体，设置在壳体内用于产生激光光束的激光发射装置，
设置在该壳体内的透镜架，设置在该透镜架内且至少基本上是圆柱形的第一透
镜，该第一透镜具有第一轴线，将透镜架与壳体连接的连接装置，该激光定位所述连接装置具有两个对称设置的接触部，
所述接触部的连线穿过所述第一轴线。 所述透镜架可围绕所述中心轴线旋转。 所述第一透镜，第二透镜均由透明材料制成。 所述工具为电钻。
所述激光定位装置与所述工具可拆卸地连接
装置还包括，设置在透镜架内且基本为圆柱形的第二透镜,该第二透镜具有第 二轴线，且第二轴线与第一轴线垂直，该第一轴线在重力作用下始终保持竖直， 且该激光光束从至少一个透镜中穿过。
本发明进一步的技术方案是所述透镜架由钢或者比重大于钢的材料制成。
本发明进一步的技术方案是所述透镜架上对称设置有具有中心轴线的两 个圆孔。
本发明进一步的技术方案是 用于与所述圆孔相配接。
本发明进一步的技术方案是
本发明进一步的技术方案是
本发明进一步的技术方案是
本发明进一步的技术方案是
本发明进一步的技术方案是 的。
本发明激光定位装置的有益效果是由于采用了垂直设置两个透镜，且第 一透镜的第一轴线始终保持竖直这样的结构，使得该激光定位装置既能够确定 工具相对工作面的水平倾斜程度，又能够确定其相对工作面的竖直倾斜程度， 并且能够给出明确指示。该装置的制造成本低，操作简单，使用方便。


下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
图1所示为本发明用于电钻在竖直墙壁上钻孔的示意图。
图2所示为本发明用于电钻在水平地面上钻孔的示意图。
图3所示为本发明沿着图1中A-A线的剖视图。
图4所示为沿图3中B-B线的剖视图。
图5所示为本发明的透镜架的立体图。
图6所示为图5所示透镜架的沿C-C线的剖视图。
图7所示为本发明在竖直墙壁上形成直线光斑的示意图。
图8所示为本发明在竖直墙壁上形成三条光斑的示意图。
图9所示为本发明在水平地面上形成直线光斑的示意图。
图10所示为本发明在水平地面上形成三条光斑的示意图。
其中
l.工具 3.钻头轴线 5.竖直墙壁5'.水平地面7.激光定位装置9.壳体
9a.大长方体9b.小长方体11.激光发射装置
13.第一透镜15.第一轴线17.连接装置
19.第二轴线21.第二透镜23.激光光束
25.小通孔27.开关29.大通孔
31.透镜架31a.透镜架第一部分31b.透镜架第二部分
3 3 35.底座37.电池
39.导线41a. , 41b.铜片4 3.绝缘体
45.表面47.开口49.表面
51.矩形开口52.矩形开口53.表面
55.表面57.圆孔59.表面
61.圆孑L63.表面65.圆孔
66.中心轴线67.通孔68.中心轴线
69.中心轴线X, Y.水平倾斜程度x', r.竖直倾斜程度
具体实施例方式
参照图1至图2所示， 一种常用手持类工具l,如电钻，使用者需要严格
控制其倾斜程度。为此，需要使得钻头的轴线3与工作面，比如竖直的墙壁5，
或者水平的地面5，，保持相对垂直状态，从而能够在工作面上准确地打孔。工
具1的使用者应该能够纠正任何水平或者竖直方向的倾斜。为此，在工具1的
顶部设置了 一个激光定位装置7。
参照图3至图6所示，本优选实施方式所揭示的激光定位装置7，包括壳
体9,设置在壳体9内用于产生激光光束的激光发射装置11 ，设置在壳体9内
的透镜架31,设置在透镜架31内且至少基本上是圆柱形的第一透镜13,该第
一透镜13具有第一轴线15，将透镜架31与壳体9连接的连接装置17,该激光
定位装置7还包括，设置在透镜架31内且基本为圆柱形的第二透镜21 ,第二
透镜21具有第二轴线19，且第二轴线19与第一轴线15垂直，该第一轴线15
在重力作用下始终保持竖直，且该激光光束23从至少一个透镜中穿过。
其中，第一透镜13和第二透镜21均由透明材料，如玻璃，树脂或者塑料制成，且都基本为圓柱形，并具有一个曲面。透镜的作用是让激光发射装置发射出的光束经过曲面后被发散。透镜的直径大于或者等于激光光束23 (图1至图2中所示)的宽度。
由于只有透镜的曲面才能对射入的激光光束起散射作用，而第一透镜13的第一轴线15与第二透镜21的第二轴线19相垂直，敌而每个透镜只能对一个方向的倾斜程度起作用。当工具需要指示水平倾斜程度的时候，第一透镜13起作用。当工具需要指示竖直倾斜程度的时候，第二透镜21起作用。
参照图3所示，所述壳体9的主体为一大一小两个长方体9a, 9b叠在一起的形状，在两个长方体的一端各自设置有一收容空间。
其中，收容空间25用于安装开关27,收容空间29用于安装透镜架31。长方体9b的顶部设置有盒盖33，长方体9a的底部一体设置有一突出部，为底座35。
所述底座35用于与工具1上的凹槽相配接(图中未示出)，使所述激光定位装置7与工具1能够可拆卸的连接。
激光定位装置7的壳体9内还设置有电池37,连接导线39,导电铜片41a, 41b,绝缘体43。
所述电池37用于为激光发射装置11提供能源，所述连接导线39将开关27,铜片41a, 41b，电池37，激光发射装置11连接成为一个回路。当按下开关27，回路通电，激光发射装置11发射出激光光束。
如前所述，激光定位装置7的壳体9内设置有一透镜架31。图5所示即为所述透镜架31的立体视图。
所述透镜架31包括第一部分31a和第二部分31b。
其中，第一部分31 a大体呈长方体设置。其表面45上设置有一开口 47,并贯穿第一部分31a。该开口 47的外形由若干段曲线及直线组成，并具有中心轴线68 (如图6所示)。第 一透镜13从该开口 47处装入透镜架31内。
表面49上设有一矩形槽51,并贯穿第一部分31a，在与表面49相对的表面53 (参照图4所示)上对称地形成一个与矩形槽51相同的矩形槽52 (如图4所示)，用于使激光发射装置11发射出的激光光束穿过。
在表面55上设置有一圆孔57,并贯穿第一部分31a,在与表面55相对的表面59 (参照图6所示)上形成一个与圆孔57相同的圆孔61。参照图6所示，圆孔57与圓孔61形成中心轴线69。
进一步地，参照图5所示，第二部分31b大体呈半球形设置。其与第一部分31a相连部分为一与第一部分31a相垂直的平面。在第二部分31b的表面63上设置一具有中心轴线66的圆孔65,并部分贯穿第二部分31b。第二透镜n从圆孔65装入透镜架31的第二部分31b，并被固定在透镜架31中。参照图3所示，在第二部分31b的底部还开有一通孔6乙特别地，开口 47的中心轴线68与圓孔65的中々轴线66垂直，这样地结构使得安装在透镜架31内的两个透镜能够相互垂直设置。
其中，透镜架31由由钢或者比重大于钢的材料制成。这样制成的透镜架具有一定的重量，在本优选实施方式中可将其看作一个类似重锤的物体。
当第一透镜13，第二透镜21都安装到了透镜架31中的时候，圆孔57与圓孔61的中心轴线69 (如图6所示)与第一轴线15相垂直。开口 47的中心轴线68与第一透镜13的第一轴线15重合。圆孑L 65的中心轴线66 (如图5所示)与第二透镜的第二轴线19重合。第一透镜13的第一轴线15与第二透镜21的第二轴线19相互垂直。
本优选实施方式中选用的第一透镜13与第二透镜21的尺寸大小分别与透镜架31上的开口 47及圓孔65的尺寸大小相匹配，形成过盈配合。由于两个透镜之间以及透镜与透镜架31之间存在着静摩擦力，故而第一透镜13与第二透镜21能够相对固定地设置在透镜架31中，在透镜架发生旋转时，两个透镜能够被固定在透镜架31内。
若透镜的尺寸小于透镜架上的开口 47和圆孔65的尺寸，可用螺钉或铆钉将其固定在透镜架内。
所述激光定位装置7里还设置有一连接装置17,本实施方式中为一卡簧17。如图3所示，该卡簧17呈半圆形设置，其对称的两端17a， 17b弯折成一定角度。该两端17a， 17b插接在透镜架31第一部分31a的圆孔61, 57内。当该激光定位装置7发生旋转时，透镜架31可在卡簧17的作用下，绕着圆孔61, 57的中心轴线69旋转。
连接装置17还可以设计成其他形状，但必须有对称设置的两个接触部17a, 17b。当连接装置17被安装到透镜架31上后，该两个端部17a, 17b的连线与中心轴线69相重合，并且穿过第一透镜的第一轴线15。这样的结构设计使得透镜架31可绕中心轴线69旋转，并且确保激光光束23能够穿过至少一个透镜。
如前所述，包含有第一透镜13和第二透镜21的透镜架31类似一个重锤，且能够旋转，在重力作用下，第一轴线15始终保持竖直，也就是说与第一轴线15垂直的第二轴线19始终保持水平。
因此，参照图l所示，当工作面为竖直的墙壁5之类的时候，即工具l需要水平打孔时，要保证工具1处于水平位置，就需要使得工具1的轴线3与第二轴线19保持平行。参照图1至图7所示，工具1处于水平位置时，激光发射
7装置11发出的激光光束2 3穿过透镜架31的第一部分51a上的矩形槽51，经过第一透镜13,发生散射，并从矩形槽2中射出，在这种情况下，只有第一透镜13对激光光束2 3起到散射作用，从而在工作面5上形成如图7所示的直线光斑I。
参照图7所示，直线光斑I是工具1以及激光光束23位于完全水平位置时获得的，也就是说，X=Y=0，其中X， Y分别为工具1相对于水平线向上，向下的倾斜程度。
在这种情况下，激光光束23位于实际的水平线。然而，当工具1以及激光光束23向上发生偏斜X,光斑会是一条曲线II (参照图8所示)。同样的，如图8所示，当工具1以及激光光束23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的弯曲方向与曲线II的弯曲方向正好相反。因此，无论工具1的使用者是否站在垂直于工具1的位置，都能够正确调整工具1的方向，从而获得直线光斑I。
当工作面为水平的地面5'之类的时候，即工具1需要竖直打孔的时候，参照图2至图6及图9至图10所示，内置第一透镜13和第二透镜21的透镜架31随着工具1发生旋转。正如前面所阐述的，第一透镜13的第一轴线15在重力的作用下，始终保持竖直，故而，在竖直打孔的时候，第一透镜13的第一轴线15仍然保持竖直，而第二透镜21的第二轴线19仍然保持水平。
需要保证工具1处于竖直位置，就需要使得工具1的轴线3与第一透镜13的第一轴线15保持平行。如图2至图6及图9至图10所示，工具l处于竖直位置时，激光发射装置11发出的激光光束23穿过透镜架31的第一部分31a上的开口 47,经过第一透镜13,穿过第二透镜21，发生散射，从透镜架n的第二部分31b上的通孔67射出。在这种情况下，只有第二透镜21对激光光束2 3起到散射作用，从而在工作面上形成如图9所示的直线光斑I'。
参照图9所示，直线光斑I，是工具1以及激光光束23位于完全竖直位置时获得的，也就是说，X，=Y， = 0,其中X，，Y，分别是工具l相对竖直方向向左，向右发生的倾斜程度。
在这种情况下，激光光束23位于实际的竖直线。然而，当工具l以及激光光束2 3向左发生偏斜X，，光斑会是一条曲线II'(参照图10所示)。同样的，如图10所示，当工具1以及激光光束23向右发生偏斜Y，，光斑会是一条曲线
nr。与曲线ir相比，曲线nr的弯曲方向与曲线n，的弯曲方向正好相反。因此，无论工具i的使用者是否站在垂直于工具i的位置，都能够正确调整工具i的方向，从而获得直线光斑r。
总之，本实施方式所揭示的激光定位装置7实现了本发明的目的，既指示了 工具的水平倾斜程度，又指示了工具的竖直倾斜程度。
基于本发明的发明构思，本领域技术人员所做的技术方案均属于本发明的 保护范围。
权利要求
1.一种确定工具(1)倾斜程度的激光定位装置(7)，包括壳体(9)，设置在所述壳体(9)内用于产生激光光束(23)的激光发射装置(11)，设置在所述壳体(9)内的透镜架(31)，设置在所述透镜架(31)内且至少基本上是圆柱形的第一透镜(13)，所述第一透镜具有第一轴线(15)，将所述透镜架(31)与壳体(9)连接的连接装置(17)，其特征在于所述激光定位装置(7)还包括，设置在所述透镜架(31)内且基本为圆柱形的第二透镜(21)，所述第二透镜(21)具有第二轴线(19)且第二轴线(19)与第一轴线(15)垂直，所述第一轴线(15)在重力作用下始终保持竖直，且所述激光光束(23)从至少一个透镜中穿过。
2. 根据权利要求1所述的激光定位装置(7)，其特征在于所述透镜架(31) 由钢或者比重大于钢的材料制成。
3. 根据权利要求1所述的激光定位装置(7),其特征在于所述透镜架(31) 上对称设置有具有中心轴线(69)的两个圆孔(57, 61 )。
4. 根据权利要求1所述的激光定位装置(7 ),其特征在于所述连接装置(17 ) 具有两个对称设置的接触部(17a, 17b )，用于与所述圆孔(57， 61)相配 接。
5. 根据权利要求4所述的激光定位装置(7)，其特征在于所述接触部(l7a,l7b)的连线穿过所述第一轴线(l5)。
6. 根据权利要求5所述的激光定位装置(7 )，其特征在于所述透镜架(31) 可围绕所述中心轴线(69 )旋转。
7. 根据权利要求1所述的激光定位装置(7),其特征在于所述第一透镜(13), 第二透镜(21)均由透明材料制成。
8. 根据权利要求1所述的激光定位装置(7),其特征在于所述工具(1)为 电钻。
9. 根据权利要求1所述的激光定位装置(7),其特征在于所述激光定位装 置(7 )与所述工具(1 )可拆卸地连接。
全文摘要
本发明涉及一种确定工具倾斜程度的激光定位装置，包括壳体，设置在壳体内内用于产生激光光束的激光发射装置，设置在该壳体内的透镜架，设置在该透镜架内且至少基本上是圆柱形的第一透镜，该第一透镜具有第一轴线，将透镜架与壳体连接的连接装置，该激光定位装置还包括，设置在透镜架内且基本为圆柱形的第二透镜，该第二透镜具有第二轴线，且第二轴线与第一轴线垂直，该第一轴线在重力作用下始终保持竖直，且该激光光束从至少一个透镜中穿过。本发明激光定位装置既能够确定工具相对工作面的水平倾斜程度，又能够确定其相对工作面的竖直倾斜程度，并且能够给出明确指示。该装置的制造成本低，操作简单，使用方便。
文档编号G02B7/02GK101676755SQ20081014902
公开日2010年3月24日 申请日期2008年9月16日 优先权日2008年9月16日
发明者陈成忠 申请人:苏州宝时得电动工具有限公司