ПОРТАТИВНЫЙ ОПОРНЫЙ ЛАЗЕР И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ДЛЯ ЛАЗЕРА
PORTABLE REFERENCE LASER AND LASER ACCESSORIES

Настоящее изобретение в целом относится к портативным опорным лазерам, а также к принадлежности, которая используется вместе с таким лазером. Однако, как будет показано далее, принадлежности могут также использоваться с другими устройствами помимо лазера, такими как камеры, лазерные дальномеры или другие небольшие приборы, имеющие стандартные приспособления для крепления на штативах.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Лазерные приборы для определения уровня широко известны в строительной промышленности или при перестройке домов. Они применяются для получения освещенной плоскости на определенном уровне, которая используется как опорная при различных работах. Например, линия уровня может использоваться при установке выступа потолка, в столярном деле при выравнивании шкафов или стеллажей и при установке электрических проводников и распределительных коробок. Использование лазерных линий отвеса по отношению к линии уровня также известно в уровне техники. Применение такой комбинации линий уровня и отвеса, когда создается пересечение линий, известно при выравнивании плиток, укладывающихся на полу или на стенах, а также при выполнении проемов для дверей и окон при строительстве. Лазерные устройства, создающие такие линии уровня и отвеса, обычно крепятся на монтажных конструкциях с маятником, при этом положения горизонтального уровня и вертикального отвеса достигается автоматически, когда маятник приходит в равновесное состояние.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вкратце, одно из воплощений настоящего изобретения предлагает лазер, который может формировать отдельно линию уровня или линию отвеса или обе эти линии и который содержит конструкцию, которая отключает возможность автоматического определения уровня и блокирует узлы лазеров в фиксированном положении. Таким образом, например, лазерные линии уровня или отвеса могут проектироваться на какую-либо поверхность под любым требующимся углом. Фиксированный режим может использоваться, например, для создания опорных линий при нанесении определенного рисунка при окраске стен (например, при нанесении одной или нескольких полос под предварительно заданным углом) или при развешивании большого количество картин в определенной конфигурации.
Для более конкретного рассмотрения обратимся к одному из примеров настоящего изобретения, относящемуся к лазеру, обеспечивающему получение, по меньшей мере, одной лазерной линии уровня и одной лазерной линии отвеса. Лазер преимущественно включает корпус, узел отвеса, расположенный в корпусе, и узел лазера, обеспечивающий линию уровня или линию отвеса. Узел лазера преимущественно устанавливается на узле маятника, при этом лазер выполняется с возможностью формирования, по меньшей мере, одной лазерной линии уровня или одной лазерной линии отвеса, когда маятник находится в свободном положении. Преимущественно имеется также стопорный механизм маятника для закрепления узла лазера в фиксированном положении вне зависимости от ориентации лазера.
Другой особенностью воплощения настоящего изобретения является принадлежность для использования с лазером или другое устройство, включая обычный треногий штатив. Принадлежность для лазера преимущественно обеспечивает возможность как наклона, так и поворота устройства, которое на нем устанавливается, а также возможность крепления к различным конструкциям, таким как трубы, стены, стойки и т.п. В преимущественном воплощении принадлежность выполняется компактным устройством, но в тоже время обеспечивающим устойчивость при установке на горизонтальной поверхности благодаря применению комплекта складных стабилизирующих опор.
В частности, в одном из примеров принадлежность включает основной корпус и шаровой шарнир, укрепленный на основном корпусе. Шаровой шарнир принадлежности выполнен для соединения с лазером или другим устройством таким образом, что устройство может вращаться или наклоняться по отношению к принадлежности. Дополнительно принадлежность может включать пару стабилизирующих опор, выполняющихся и устанавливающихся так, что выдвигаются из основного корпуса принадлежности.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ
Преимущественное воплощение настоящего изобретения рассматривается далее со ссылками на следующие рисунки:
ФИГ.1 - общий вид лазера перед его установкой на принадлежность;
ФИГ.2 - общий вид лазера, установленного на принадлежности и повернутого приблизительно на 90°;
ФИГ.3 - общий вид лазера, установленного на принадлежности и наклоненного приблизительно на 45°;
ФИГ.4 - увеличенный вид принадлежности для лазера в перспективе сбоку и сзади;
ФИГ.5 - увеличенный вид принадлежности для лазера в перспективе, у которой горизонтальная опора показана в вертикальном положении, а стабилизирующие опоры - в сложенном положении;
ФИГ.6 - вид в перспективе снизу принадлежности для лазера с выдвинутыми наружу опорами;
ФИГ.7 - вид в поперечном разрезе принадлежности для лазера;
ФИГ.8 - вид лазера в разобранном виде;
ФИГ.9 - увеличенный вид в разрезе переключателя с фиксатором лазера;
ФИГ.10 - вид узла маятника;
ФИГ.11 - вид узла маятника в разобранном виде;
ФИГ.12А - вид сбоку фиксирующего механизма маятника, показанного в разблокированном положении;
ФИГ.12В - вид сбоку фиксирующего механизма маятника, показанного в блокированном положении;
ФИГ.13А - вид в разрезе фиксирующего механизма маятника, показанного в разблокированном положении;
ФИГ.13В - вид в разрезе фиксирующего механизма маятника, показанного в блокированном положении.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕИМУЩЕСТВЕННОГО ВОПЛОЩЕНИЯ
Обратимся теперь к чертежам, где один из примеров заявленного лазера и принадлежности показан на ФИГ.1-13. В частности, на ФИГ.1 показан лазер 10, который выполнен с возможностью крепления на принадлежности 20. Лазер 10 включает один или более лазерных узлов, каждый из которых выполнен с возможностью создания лазерной опорной линии. Например, лазер 10 может включать первый лазерный узел для создания линии уровня, представленной световым веером 12, и/или второй лазерный узел для получения линии отвеса, представленной световым веером 14. В преимущественном воплощении лазерный узел, формирующий линию уровня, обеспечивает лазерную линию 12 уровня с веерным углом, составляющим приблизительно 120°, а лазерный узел, формирующий линию отвеса, обеспечивает лазерную линию 14 отвеса с веерным углом, составляющим приблизительно 140°. Однако другие веерные углы также возможны в рамках данного изобретения.
Узел лазера или узлы лазеров располагаются внутри корпуса 16, который включает в зависимости от назначения горизонтальную апертуру 18 для получения лазерной линии уровня луча и/или вертикальную апертуру 22 для получения лазерной линии отвеса. Корпус 16 может выполняться состоящим из двух или более отдельных частей (например, части 16А и 16В на ФИГ.8), которые соединяются вместе любым из известных способов. Корпус 16 преимущественно включает один или более переключателей, таких как переключатель 24, который используется для включения и выключения лазера или лазеров и для перевода узла лазера в фиксированный режим (который более подробно рассматривается далее), и выключатель 26, который является кнопкой выбора режима лазерной линии из следующих вариантов: только линия уровня, только линия отвеса и обе линии уровня и отвеса (для получения пересечения линий). Конечно, переключатель 26 типа линий устанавливается только в случае воплощений, включающих как лазерный узел для получения лазерной линии уровня, так и лазерный узел для получения лазерной линии отвеса.
На нижней стороне корпуса 16 преимущественно располагается конструкция для монтажа лазера 10 на принадлежности 20, например отверстие 28 с резьбой (показано на изображении ФИГ.1, а также ФИГ.8). Отверстие 28 с резьбой преимущественно выполняется таким, чтобы обеспечивать также установку лазера 10 на треножный штатив (на рисунках не показан), например на треножнике 1/4''×20.
Принадлежность 20 для лазера преимущественно включает структуру, такую как штырь с резьбовой частью 30, который выполняется с резьбой, соответствующей резьбе отверстия 28 (или другой аналогичной структуры) лазера 10. Так, например, если отверстие 28 с резьбой представляет собой соединение 1/4''×20 для треножного штатива (принимающее), то штырь с резьбовой частью должен быть также с резьбой 1/4''×20 (вставляющийся). Конечно, в настоящем изобретении могут применяться другие размеры резьбы. Кроме того, в связи с тем, что резьбовая часть 30 принадлежности 20 имеет преимущественно стандартную резьбу для треножных штативов, эта принадлежность может также использоваться с другими типами лазеров, такими как лазеры, формирующие один или более лучей, которые создают опорную точку (в противоположность линии), которые необходимы для установления центральных линий при подготовке сверления многочисленных последовательных находящихся на одной линии отверстий, которые отклоняются на определенный угол.
Резьбовая часть 30 соединяется с помощью оси 31 с шаровой частью 32 (показана на поперечном сечении ФИГ.7) шарового шарнира 34, который также содержит втулку 36. Таким образом, ось 31 включает резьбовую часть 30 на одном конце и шаровую часть 32 на другом конце. Верхняя часть, или кольцо 40, втулки 36 включает щелевую часть 38 (ФИГ.4), обе эти части позволяют резьбовой части 30 отклоняться относительно втулки 36 и принадлежности 20. Кольцо 40 дает возможность валу 31 отклоняться на первый угол (например, 15°), в то время как щелевая часть 38 дает возможность валу 31 отклоняться на второй угол (например, 45°), причем второй угол больше первого угла. Таким образом, когда лазер 10 крепится к принадлежности 20, шаровой шарнир 34 дает возможность принадлежности поворачиваться на любой требующийся угол (на полный оборот в 360°) и отклоняться, например, на угол до 45°. Например, на ФИГ.2 лазер 10, установленный на принадлежности 20, показан в вертикальном положении (т.е. не имеет наклона), но повернутым на 90° в направлении по часовой стрелке, а на ФИГ.3 лазер показан установленным без поворота на какой-либо угол, но наклоненным приблизительно на 45°. Несмотря на то что выше описывается пример, в котором полный поворотный угол 360° и максимальный угол наклона 45°, может устанавливаться упор, предотвращающий полный оборот в 360°, а также может использоваться другой максимальный угол наклона, который больше или меньше 45°. В дополнение к этому кольцо не должно обязательно ограничивать наклон максимумом в 15° в областях за пределом щелевой части, а может давать возможность наклона на угол, больший или меньший 15°.
Компоненты шарового шарнира 34 можно видеть на ФИГ.7, на которой показано поперечное сечение принадлежности 20. Как упоминалось выше, шаровой шарнир 34 включает вал 31, один конец которого соединяется с резьбовой частью 30, а другой конец соединяется с шаровой частью 32, которая располагается внутри втулки 36. Верхняя часть втулки 36 представляет собой кольцо 40, а нижняя часть втулки 36 представляет собой нижнюю фланцевую часть 42. Между кольцом 40 и нижней фланцевой частью 42 преимущественно находится верхняя фланцевая часть 41. Верхняя фланцевая часть 41, которая преимущественно является кольцевой и может включать один или несколько вырезов, опирается на кольцевой выступ 43, который устанавливается на верхней наружной поверхности принадлежности 20. Нижняя фланцевая часть 42 находится в контакте с верхней внутренней поверхностью 46 корпуса 50 принадлежности. Комбинация кольцевого выступа 43, действующего в верхнем направлении на верхнюю фланцевую часть 41, и верхней внутренней поверхности 46, действующей вниз на нижнюю фланцевую часть 42, удерживает втулку 36 на принадлежности 20, предотвращая ее отделение.
Внутренняя часть принадлежности включает также опорную часть 52, на которую опирается шаровая часть 32, но при этом сохраняет возможность вращаться и наклоняться. Опорная часть 52 преимущественно выполняется в форме открытого цилиндра с верхней поверхностью, имеющей фаску для посадки шаровой части 32. Как показано на ФИГ.4, щель 38, которая дает возможность валу с резьбой наклоняться, преимущественно проходит от кольца 40 в среднюю часть 44 втулки 36. Когда вал 30 с резьбой поворачивается в требующееся положение, это вращение облегчается благодаря наличию зажимного элемента 53, причем положение наклона и поворота может фиксироваться затяжкой стопорного кольца 54, которое, как показано на ФИГ.7, имеет внутреннюю резьбу 56, которая соответствует наружной резьбе 58 вокруг отверстия 60, где располагается втулка 44. Зажимной элемент 53 и фиксирующее положение наклона и поворота стопорное кольцо 54 могут иметь внешнюю поверхность с рельефом, например с продольными вырезами, как показано на ФИГ.1, 4 и 5, для обеспечения пользователю более удобной для захвата поверхности.
Как и в случае корпуса 16 лазера 10, корпус 50 принадлежности 20 преимущественно выполняется из нескольких секций, которые соединяются вместе с формированием основного корпуса принадлежности. Например, корпус 50 может состоять из двух основных секций 62 и 64, хорошо видных на ФИГ.6, которые соединяются вместе с помощью винтов 68 (ФИГ.7) и соединительной секции 66. Конечно, корпус 50 может выполняться из большего или меньшего количества частей, чем в описанном воплощении, а также могут использоваться другие крепежные средства для соединения компонентов вместе.
Обращаясь теперь к ФИГ.1 и 4-7, можно рассмотреть дополнительные признаки принадлежности 20. Одной из дополнительных особенностей является горизонтальная опорная или отсчетная пластина 80, которая показана на ФИГ.4 в исходном положении, а на ФИГ.5 в вертикальном или опорном положении. В исходном положении на ФИГ.4 опорная пластина 80 располагается в целом горизонтально заподлицо с верхней поверхностью принадлежности 20. Когда необходимо использовать отпорную пластину 80 для обеспечения дополнительной опоры для передней части лазера 10 и настройки лазера 10 параллельно основанию принадлежности 20, опорная пластина 80 поворачивается в опорное положение, показанное на ФИГ.5, в котором она располагается в целом вертикально.
Опорная пластина 80 преимущественно крепится к принадлежности 20 с помощью двух осей 82 поворота (ФИГ.1 и 4), причем пластина включает два выступа, а у принадлежности имеется по одному отверстию под каждый из выступов. Для надежной фиксации опорной пластины 80 в каждом из двух положений (исходное положение и опорное положение), на опорной пластине 80 могут выполняться ушки 84 и 86 (ФИГ.4), причем эти ушки 84 и 86 выполняются такими, что они соответствуют каналам, выполненным на принадлежности 20. В дополнение к выполнению надежной фиксации в каждом из двух положений, комбинация ушко/канал производит также слышимый "щелчок", извещая пользователя о том, что опорная пластина надежно установлена в требующееся положение.
Для лучшей устойчивости комбинации принадлежности 20 и лазера 10 на горизонтальной поверхности, на принадлежности может выполняться пара опор 90 устойчивости (ФИГ.1, 4, 5 и 6). На ФИГ.5 показано, как могут складываться опоры 90 в закрытое положение для уменьшения размеров принадлежности 20 при хранении или транспортировке, а на ФИГ.1, 4 и 6 опоры 90 показаны развернутыми в положение устойчивости. Углубления 91 для пальцев (ФИГ.6) могут дополнительно выполняться для того, чтобы облегчить выдвижение опор из сложенного положения.
Опоры 90 преимущественно соединяются с основным корпусом принадлежности с помощью шарниров таким образом, что когда опоры 90 поворачиваются наружу от основного корпуса в развернутое положение, эти стабилизирующие опоры немного поворачиваются вниз, при этом нижняя конечная поверхность 92 каждой из стабилизирующих опор 90 слегка отстает от нижней поверхности 94 основного корпуса принадлежности 20. Это отставание создается благодаря небольшому наклону поворотной оси наружу, при этом верхняя часть указывает в сторону от основного корпуса. Такая конфигурация позволяет принадлежности 20 опираться существенно на три точки (обе конечные поверхности 92 и край 96 принадлежности). Около поворотных соединительных плеч 100 (ФИГ.5) могут выполняться полости 98 для обеспечения пространства для плеч 100, которые деформируются с тем, чтобы осуществлялось надежное крепление стабилизирующих опор с принадлежностью в точках поворота.
Другие дополнительные признаки настоящей принадлежности включают различные средства для соединения устройства с возможными другими приборами или поверхностями. Например, как показано на виде снизу на ФИГ.6, принадлежность 20 может иметь резьбовые отверстия 110 и 112 для соединения принадлежности с треножным штативом, например с геодезическим треножным штативом (треножник с креплением 5/8''×11) или к треножному штативу для камеры (треножник с креплением 14''×20). Принадлежность 20 может также включать два или более сквозных отверстий, таких как отверстия 114 на ФИГ.1, 4, 5, 6 и 7, которые могут использоваться для крепления принадлежности и лазера к стене или другой вертикальной поверхности с помощью винтов или гвоздей. Для укрепления отверстий 114 в каждое из них может вставляться вкладыш 115 (ФИГ.7) из бронзы или другого металла.
Для того чтобы укрепить принадлежность 20 и лазер 10 на трубе или на стойке, принадлежность дополнительно включает один или более каналов для ленты, например вертикальный канал 116 для ленты и горизонтальный канал 118 для ленты. При использовании любого из этих каналов, в нем прокладывается лента, которая затем оборачивается вокруг столба, трубы, балки или стойки. Для того чтобы обеспечить лучшее прилегание к круглому предмету, принадлежность 20 дополнительно имеет установочные пазы, такие как установочные пазы 120 или 122 на ФИГ.6.
Для крепления принадлежности 20 и лазера 10 на таком объекте, как стальная стойка, принадлежность 20 может дополнительно содержать один или более магнитов, таких как магниты 124, которые показаны на ФИГ.1, 4 и 6. Магниты 124 преимущественно устанавливаются по наружной поверхности корпуса 50 принадлежности и являются, по меньшей мере, достаточно сильными, чтобы создавать магнитное поле около, по меньшей мере, одной внешней поверхности корпуса 50. Это магнитное поле может быть также достаточно сильным для крепления принадлежности к предмету, содержащему магнитный материал.
Обратившись теперь к ФИГ.8-13, рассмотрим некоторые признаки, относящиеся к лазеру 10. На ФИГ.8 представлен лазер 10 в разобранном виде, показаны секции 16А and 16B корпуса 16, отделенные друг от друга. Как известно из уровня техники, лазер питается от батареи или от другого портативного источника питания, который может размещаться в отсеке 126 для источника питания, где находится один или более комплектов контактов, таких как контакты 128А и 128В. Как показано на ФИГ.11, в этом воплощении изобретения имеется узел 130 маятника, который поддерживает узел лазера 132, задающего линию уровня, и узел 134 лазера, задающего линию отвеса. На рисунках 1 и 10 показано, как узел 132 лазера создает световой веер 12 для отсчетной линии уровня, и узел 134 лазера создает световой веер 14 для отсчетной линии отвеса. Если узел 130 маятника не находится в фиксированном положении, он использует силу тяжести для установки узлов лазеров так, что создается истинная линия уровня и истинная линия отвеса (перпендикулярная линии уровня). Более подробно, следует указать, что, как показано на ФИГ.11 в разобранном виде, узел 130 маятника может поворачиваться в узле 136 опорного подшипника благодаря соединению с подшипником 137 маятника до тех пор, пока груз 138 маятника не придет в равновесие. Весь узел 130 маятника удерживается и защищается опорной рамой 140.
Один из дополнительных признаков настоящего изобретения заключается в том, что узлы лазеров могут фиксироваться в определенном положении, при этом лазерная линия (или линии) остается в одном положении по отношению к лазеру 10 вне зависимости от того, как лазер наклоняется или поворачивается. Другими словами, когда лазер находится в фиксированном положении, линии уровня и отвеса уже не становятся автоматически реальными линиями уровня и отвеса, потому что узел 130 маятника не может проворачиваться для достижения равновесия. Такое положение позволяет получать линии, отличающиеся от линий уровня или отвеса, такие как линии под углом 45° или под каким-либо иным углом, которые могут проецироваться на стену или на другую поверхность. Такие линии могут применяться, например, при окраске с нанесением на стену определенного рисунка, как, например, полос под углом 45°, или когда требуется развешивать картины в определенном положении. Конечно, можно указать также много других возможных применений в рамках настоящего изобретения.
Один из примеров механизма для фиксации узла маятника описывается далее со ссылками на ФИГ.8-13. Как хорошо видно на ФИГ.8 и 9, выключатель 24 для включения и выключения и для перевода в фиксированное положение содержит планку 141, которая проходит через вытянутую щель 142 в корпусной секции 16А. Планка выполнена соответствующей отверстию 144 держателя 146 переключателя. Держатель 146 переключателя имеет выступ 148, который выполнен соответствующим вертикальной канавке 150 в приводном рычаге 152 фиксатора маятника.
Обратившись теперь к ФИГ.11, рассмотрим, как приводной рычаг 152 фиксатора маятника взаимодействует с передним и задним фиксаторами, которые блокируют груз 138 маятника. Передний фиксатор 156 и задний фиксатор 158 маятника удерживаются в фиксирующей опорной раме 160. Передний фиксатор 156 маятника приводится в движение через соединение стержня 162 и L-образного выреза 164, а задний фиксатор 158 маятника приводится в движение через соединение стержня 166 и выреза 168 обратной формы. Прямолинейное движение приводного рычага 152 фиксатора маятника поддерживается через взаимодействие удлиненного выреза 170 и удлиненного выступа 172.
На ФИГ.12А и 12В представлен вид сбоку части узла фиксации маятника, где на ФИГ.12А этот узел в незафиксированном положении, а на 12В - в фиксированном положении. На ФИГ.13А и 13В представлен поперечный разрез, где на ФИГ.13А узел в незафиксированном положении, а на 13В - в фиксированном положении. В незафиксированном положении на ФИГ.12А и 13А приводной рычаг 152 фиксатора маятника смещен направо, при этом передний фиксирующий маятник стержень 162 располагается в левой нижней части L-образного выреза 164. Хотя задний фиксирующий маятник стержень 166 (см. ФИГ.11) не показан на ФИГ.12А и 13А, он располагается в левом верхнем положении L-образного выреза 168. Как видно на ФИГ.13А, в незафиксированном положении передний фиксатор 156 маятника и задний фиксатор 158 маятника не контактируют с грузом 138 маятника, и, соответственно, узел 130 маятника свободен для совершения колебаний до точки равновесия.
Для блокирования узла 130 маятника, который показан в таком положении на ФИГ.12В и 13В, приводной рычаг 152 фиксатора маятника смещается налево и вызывает движение переднего фиксирующего маятник стержня 162 вверх, что можно видеть, сравнивая фиксированное положение на ФИГ.12В с незафиксированным положением на ФИГ.12А. Аналогичным образом, хотя и не показанном на рисунках, задний фиксирующий маятник стержень 166 смещается вниз налево и вызывает движение переднего фиксирующего маятник стержня 162 вверх в L-образном вырезе 168.
При движении переднего фиксирующего маятник стержня 162 вверх (как показано на ФИГ.12В), передний фиксатор 156 маятника поворачивается по часовой стрелке вокруг поворотной точки 176, противодействуя смещающей силе пружины (не показана на рисунке), потому что передний фиксирующий маятник стержень 162 соединяется с передним фиксатором 156 маятника в точке, которая смещена и находится слева (как видно на ФИГ.12А и 13А) от поворотной точки 176. Таким образом, передний фиксатор 156 маятника теперь находится в контакте и частично окружает груз 138 маятника, как показано на ФИГ.13В. Подобным образом, при движении заднего фиксирующего маятник стержня 166 (ФИГ.11), присоединенный задний фиксатор 158 маятника, противодействуя смещающей силе пружины, поворачивается вокруг поворотной точки 178, как показано на ФИГ.13В. Соответственно, груз 138 маятника оказывается теперь фиксированным в неподвижном положении, и при этом фиксируется положение узлов 132 и 134 лазеров, и они не могут автоматически устанавливаться для задания линии уровня и линии отвеса. Когда требуется разблокировать узлы лазеров, чтобы лазер 10 устанавливался автоматически для определения уровня и отвеса, переключатель 24, который используется для включения и выключения лазера и для перевода узла лазера в фиксированный режим, смещается направо, при этом приводной рычаг 152 фиксатора маятника находится в положении, показанном на ФИГ.12А, в котором разблокируются фиксаторы 156 и 158 маятника в положение, показанное на ФИГ.13А. Переключатель 24 преимущественно используется также для включения и выключения узлов лазеров 132 и 134. Однако эти операции известны в уровне техники, и механизм включения/выключения здесь не будет рассматриваться.
Несмотря на то что различные воплощения и признаки настоящего изобретения были показаны и описаны выше, необходимо понимать, что возможны другие модификации, замены и альтернативы, которые сможет предложить специалист в данной области. Такие модификации, замены и альтернативы могут выполняться в соответствии с идеей и на основании признаков данного изобретения, которое должно определяться только формулой изобретения.