專利名稱：水平儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水平儀。
背景技術(shù)：
水平儀，又稱氣泡水準(zhǔn)儀，是眾所周知的用于確定水平或垂直表面的儀器。水平儀包括一個密封的管狀瓶(指管)，其含有一個漂浮在液體中的氣泡。當(dāng)氣泡停留在指管上預(yù)定的分度標(biāo)記之間時(shí)，這種特定的表面被認(rèn)為是水平或垂直的。
當(dāng)以一普通水平儀設(shè)定(又稱鉛垂測量)一垂直表面時(shí)，氣泡管大致垂直于被測表面，因此氣泡必須從一個不直接與被測表面相對的位置觀測。從這樣一種位置來觀測氣泡有時(shí)會十分的不便與費(fèi)力。
Schrader的美國專利4,103,430描述了一種用于水平儀的觀測裝置，該裝置包括一個發(fā)光板和一個可樞轉(zhuǎn)的鏡子，它們被布置成可提供一被照亮的氣泡圖像，這就使觀測者不必直接注視氣泡管就可觀測到。但是，氣泡還必須從一個不直接與被測表面相對的位置來觀測。
發(fā)明簡述本發(fā)明的目的在于提供一種新穎的水平儀，其中氣泡可從與被測表面直接相對的位置上觀測。
因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種水平儀，包括一主體，其有一水平面用于測定一表面；至少一個氣泡管，其安裝在主體內(nèi)，氣泡管有一縱向軸線，該軸線大致垂直于所述水平面；以及一光學(xué)傳送元件，其固定在主體上，將氣泡管的圖像傳送到一觀測面上，該觀測面大致平行于所述水平面。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，光學(xué)傳送元件可放大所述圖像。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，光學(xué)傳送元件可減小所述圖像的尺寸?？稍O(shè)置照明裝置用于照亮圖像。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，光學(xué)傳送元件包括一反射面，其設(shè)置成與氣泡管和觀測面成一角度，該反射面將氣泡管的圖像反射到所述觀測面上。反射面可以為例如一鏡子或一棱鏡。根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，光學(xué)傳送元件包括一電子觀測裝置。
光學(xué)傳送元件可安裝在水平儀的內(nèi)部或外部?；蛘撸鈱W(xué)傳送元件可從水平儀上拆卸下來。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，光學(xué)傳送元件是一種外接式附件，其被連接到一水平儀上。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種在測定一垂直表面時(shí)便于觀測一水平儀的氣泡管的方法，氣泡管有一縱向軸線，該軸線大致垂直于所述垂直表面，該方法包括如下步驟將一光學(xué)傳送元件固定到水平儀上，該元件將氣泡管的圖像傳送到一觀測面上，該觀測面大致平行于所述垂直表面；并在所述觀測面上觀測所述氣泡。
附圖簡述下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述將使本發(fā)明變得更加清楚明了，其中

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)作和操作的水平儀的簡化示意圖；圖2為圖1中的水平儀遠(yuǎn)離被測垂直表面而處于傾斜狀態(tài)的簡化示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)作和操作的水平儀的簡化示意圖；圖4為圖3中的水平儀相對于被測垂直表面傾斜的簡化示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)作和操作的水平儀的簡化示意圖，該水平儀包括一光學(xué)傳送元件，該元件可放大氣泡管的圖像；圖6為根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)作和操作的水平儀的簡化示意圖，該水平儀包括一光學(xué)傳送元件，該元件可縮小氣泡管的圖像尺寸；圖7為根據(jù)本發(fā)明的再一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)作和操作的水平儀的簡化示意圖，該水平儀包括一光學(xué)傳送元件，該元件用電力傳送氣泡的圖像；以及圖8為根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)作和操作的水平儀的簡化示意圖，該水平儀包括一光學(xué)傳送元件，該元件為一外接式附件。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述現(xiàn)在參照圖1，該圖示出了一個根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)作和操作的水平儀10。水平儀10最好包括一主體12，該主體具有一水平面14，用于測定一表面16。主體12最好由具有機(jī)械穩(wěn)定性和耐磨性的金屬合金制成，正如現(xiàn)有技術(shù)所公知的那樣。水平面14通常具有高度精確的平面度和光滑度。端帽18通常由塑料制成，其可如現(xiàn)有技術(shù)所知道的那樣固定于主體12的兩端。
水平儀10最好包括一個或多個安裝在主體12中的氣泡管20用于測定一垂直表面，以及一個或多個氣泡管22用于測定一水平表面。氣泡管20最好有一縱向軸線24，該軸線大致垂直于水平面14。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，一光學(xué)傳送元件30被固定到主體12上，該元件將氣泡管20的圖像傳送到一大致與被測表面16平行的觀測面32上。如圖1所示，光學(xué)傳送元件30最好包括一反射面36，該面安裝在主體12的一中空部分的內(nèi)部，與氣泡管20和觀測面32成一角度，該反射面36將氣泡管20的圖像反射到觀測面32上。反射面36可以為例如一拋光鏡或一棱鏡。最好，在表面34上切出一窗38，從而使用者40可方便地觀測觀測面32上氣泡管20的圖像。
現(xiàn)在參照圖2，該圖示出了水平儀10相對于被測垂直表面16以一角度α傾斜。在圖2的方向上，可以看出將水平儀10的下邊緣移離表面16使得氣泡42朝使用者40移動，從而可以看出氣泡42的圖像在觀測面32上向上移動。這是因?yàn)楣鈱W(xué)傳送元件30在圖2的方向上，位于氣泡管20之上。應(yīng)該知道，相反地使水平儀10的上邊緣移離表面16會使氣泡42遠(yuǎn)離使用者40而移動，從而可以看到氣泡42的圖像在觀測面32上向下移動。
光學(xué)傳送元件30可具有屈光力。例如，光學(xué)傳送元件32可為曲面，從而可使氣泡管20的圖像放大或變形。
現(xiàn)在參照圖3，該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)作和操作的水平儀50。水平儀50與水平儀10大致相同，因此對相同的元件采用相同的標(biāo)號。水平儀50與水平儀10的不同之處在于光學(xué)傳送元件52安裝在氣泡管20的下面，該變化的重要性將參照圖4進(jìn)行描述。
現(xiàn)在參照圖4，該圖示出了水平儀50相對于被測垂直表面16傾斜一個角度β。在圖4的方向上，可以看出水平儀50的下邊緣遠(yuǎn)離表面16的傾斜使得氣泡42朝著使用者40移動，從而可見氣泡42的圖像在觀測面32上向下移動。這是因?yàn)楣鈱W(xué)傳送元件52在圖4的方向上位于氣泡管20的下面。相反地，可以知道水平儀52的上邊緣遠(yuǎn)離表面16而傾斜時(shí)，氣泡42會朝著遠(yuǎn)離使用者40的方向移動，從而使氣泡42在觀測面32上的圖像向上移動。
現(xiàn)在參照圖5，該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)作和操作的水平儀60的一部分。水平儀60與水平儀10大致相同，因此對相同的元件采用相同的標(biāo)號。水平儀60與水平儀10的不同之處在于所設(shè)置的光學(xué)傳送元件62可放大氣泡管20的圖像。這可通過例如在反射面36和觀測面32的中間設(shè)置一放大透鏡64來實(shí)現(xiàn)?？稍O(shè)置照明裝置66，例如電燈或發(fā)光二極管(LED)，用來照亮氣泡管20的圖像。
現(xiàn)在參照圖6，該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)作和操作的水平儀70的一部分。水平儀70與水平儀10大致相同，因此對相同的元件采用相同的標(biāo)號。水平儀70與水平儀10的不同之處在于所設(shè)置的光學(xué)傳送元件72可減小氣泡管20的圖像尺寸。這可通過例如在反射面36和觀測面32的中間設(shè)置一縮小透鏡74來實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)在參照圖7，該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的再一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)作和操作的水平儀80的一部分。水平儀80與水平儀10大致相同，因此對相同的元件采用相同的標(biāo)號。水平儀80與水平儀10的不同之處在于光學(xué)傳送元件82通過一電子觀測裝置86，例如微型攝像機(jī)，將氣泡管20的圖像傳送到一屏幕84上，例如液晶顯示屏(LCD)，該屏幕位于觀測面32上。光學(xué)傳送元件82不需要任何反射面。
現(xiàn)在參照圖8，該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)作和操作的水平儀90的一部分。水平儀90與水平儀10大致相同，因此對相同的元件采用相同的標(biāo)號。水平儀90與水平儀10的不同之處在于所設(shè)置的光學(xué)傳送元件92安裝在水平儀90的外部。光學(xué)傳送元件92最好包括一反射面94，例如一鏡或棱鏡，該反射面將氣泡管20的圖像反射到一觀測面96上，該觀測面大致平行于被測表面16。反射面94最好可從水平儀90上拆卸下來，并可通過一鉸鏈98與水平儀90鉸接在一起。因此，光學(xué)傳送元件92可作為水平儀90的外接式附件。
光學(xué)傳送元件92可具有屈光力。例如，光學(xué)傳送元件92可為曲面，從而可使氣泡管20的圖像放大或變形。光學(xué)傳送元件92也可繞氣泡管20的一軸線99轉(zhuǎn)動。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道，本發(fā)明不僅僅局限于上面所示與所述的實(shí)施例。而且本發(fā)明的范圍還包括上述特征的組合和變形，以及它們的修正和變化，這些都是本領(lǐng)域技術(shù)人員通過閱讀上面的描述可獲得的，而且這些特征都不包括在現(xiàn)有技術(shù)中。
權(quán)利要求
1.一種水平儀，包括一主體，其有一水平面用于測定一表面；至少一個氣泡管，其安裝在所述主體內(nèi)，所述氣泡管有一縱向軸線，該軸線垂直于所述水平面；以及一光學(xué)傳送元件，其固定在所述主體上，將所述氣泡管的圖像傳送到一觀測面上，該觀測面平行于所述水平面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平儀，其特征在于，所述光學(xué)傳送元件放大所述圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平儀，其特征在于，所述光學(xué)傳送元件減小所述圖像的尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平儀，其特征在于，還包括照明裝置，其連接到所述主體上，用于照亮所述圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平儀，其特征在于，所述光學(xué)傳送元件包括一反射面，其設(shè)置成與所述氣泡管和所述觀測面成一角度，該反射面將所述氣泡管的所述圖像反射到所述觀測面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水平儀，其特征在于，所述反射面包括一鏡子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平儀，其特征在于，所述反射面包括一棱鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平儀，其特征在于，所述光學(xué)傳送元件包括一電子觀測裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平儀，其特征在于，所述光學(xué)傳送元件安裝在所述水平儀的內(nèi)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平儀，其特征在于，所述光學(xué)傳送元件安裝在所述水平儀的外部。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平儀，其特征在于，所述光學(xué)傳送元件可從所述水平儀上拆卸下來。
12.一種光學(xué)附件，其與一水平儀一起使用，該水平儀包括一主體，其有一水平面，用于測定一表面；還包括至少一個氣泡管，其安裝在所述主體內(nèi)；所述氣泡管有一縱向軸線，該軸線垂直于所述水平面；該光學(xué)附件包括一光學(xué)傳送元件，其固定到所述主體上，將所述氣泡管的圖像傳送到一觀測面上，該觀測面平行于所述水平面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)附件，其特征在于，所述光學(xué)傳送元件放大所述圖像。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)附件，其特征在于，所述光學(xué)傳送元件減小所述圖像的尺寸。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)附件，其特征在于，所述光學(xué)傳送元件包括一反射面，其設(shè)置成與所述氣泡管和所述觀測面成一角度，該反射面將所述氣泡管的所述圖像反射到所述觀測面上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)附件，其特征在于，所述反射面包括一鏡子。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)附件，其特征在于，所述反射面包括一棱鏡。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)附件，其特征在于，所述光學(xué)傳送元件包括一電子觀測裝置。
19.一種在測定一垂直表面時(shí)便于觀測一水平儀的氣泡管的方法，所述氣泡管有一縱向軸線，該軸線垂直于所述垂直表面，該方法包括如下步驟將一光學(xué)傳送元件固定到所述水平儀上，該元件將所述氣泡管的圖像傳送到一觀測面上，該觀測面平行于所述垂直表面；以及在所述觀測面上觀測所述氣泡。
全文摘要
一種水平儀(10),包括:一主體(12),其有一水平面(14)用于測定一表面(16);至少一個氣泡管(20),其安裝在所述主體內(nèi),所述氣泡管有一縱向軸線(24),該軸線垂直于所述水平面;以及一光學(xué)傳送元件(30),其固定在所述主體上,將所述氣泡管的圖像傳送到一觀測面(32)上,該觀測面平行于所述水平面。
文檔編號G01C9/18GK1242075SQ97180569
公開日2000年1月19日 申請日期1997年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月7日
發(fā)明者杜安·朱格爾 申請人:杜安·朱格爾