数字水平仪制造技术

一种诸如数字水平仪之类的工具，该工具具有指示水平仪的取向的多种方法。水平仪的一个实施方式包括以互补的取向比如相对于彼此成90°布置的两个或更多个加速度计。与具有单个较昂贵的加速度计的水平仪相比，互补的取向允许通过较便宜的加速度计进行更精确的测量。电源模块和管理电源的相关联的控制模块部分地基于用户输入、水平仪的运动以及水平仪的设置来选择地向加速度计和显示器提供电力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数字水平仪相关申请的交叉引用本申请要求于2018年1月25日提交的标题为“DigitalLevel(数字水平仪)”的美国申请No.62/622,011的优先权以及于2018年4月27日提交的标题为“DigitalLevel(数字水平仪)”的美国申请No.62/663,945的优先权，并且这两个美国申请的全部内容并入本文中。
技术介绍
本专利技术总体上涉及水平仪的领域，并且更具体地涉及数字水平仪。水平仪被用于各种应用，特别是用于建筑和建造行业中。传统地，水平仪使用含有液体(例如，乙醇)和小气泡(例如，空气泡)的一个或更多个小瓶以测量取向。小瓶的壁为弧形形状，使得当水平仪放置在足够水平或竖向的表面上时，空气泡在小瓶中的至少一个小瓶的中心处或附近对准。
技术实现思路
在一个实施方式中，水平仪包括壳体。壳体包括：纵向轴线、平坦的基部表面、与基部表面相对的顶部表面、取向传感器比如加速度计、控制器以及显示器。控制器计算壳体的取向与目标取向之间的取向差。目标取向是所选择的取向和默认的目标取向(例如，与水平地面水平、与水平地面垂直)中的一者。水平仪包括一个或更多个显示器，所述一个或更多个显示器中的一个显示器位于壳体的前表面上并且另一显示器位于壳体的顶部表面上。前表面上的显示器发出第一图像，该第一图像相对于壳体旋转，使得第一图像中的字母数字字符相对于水平地面定向成水平，而与水平仪自身的取向无关。本专利技术的一个实施方式涉及一种包括两个加速度计、显示器和电源的数字水平仪。加速度计以互补的布置而设置，比如相对于彼此旋转90度。因此，对于不同的取向而言，使用两个加速度计的组合的分辨率误差被最小化。在一些实施方式中，加速度计产生输入信号，输入信号由处理器处理以确定水平仪壳体的取向，然后水平仪壳体的取向被用于向用户显示取向。在一个实施方式中，圆形显示器上的特征旋转以使得所述特征相对于重力的向下拉动是垂直的，并且因此相对于水平地面是大致水平的。例如，表示水平仪的取向(例如，角度)的数字、水平仪的电池状态、指示水平仪的取向的线、指示与重力的向下拉动平行的铅垂线的线以及目标取向可以绕显示器连续地旋转以使得它们相对于水平地面保持相同的取向。在另一实施方式中，当水平仪在目标角度的可接受范围内时，水平仪的显示器改变其背景色。例如，当水平仪在可接受的主范围内读数时，背景可以为第一颜色或图案(例如，绿色、纯色等)；当水平仪在可接受的主范围外但是在可接受的副范围内读数时，背景色可以是不同于第一颜色或图案的第二颜色或图案(例如，黄色、格子图案等)；并且/或者当水平仪在可接受的副范围外读数时，背景色可以是不同于第一颜色和第二颜色的第三颜色或图案(例如，红色和闪光等)。在另一实施方式中，可以选择交替的角度(例如，除0度或90度以外的角度)作为水平仪的目标取向。例如，用户可以将水平仪放置在以用户想要重复的角度定向的表面上。当水平仪处于期望的取向时按下目标按钮，并且随后水平仪将该取向标识为目标角度。替代性地，用户可以经由一个或更多个输入按钮手动地输入或调整目标角度。在一个或更多个实施方式中，数字水平仪包括控制模块，该控制模块降低电源(例如，电池)上的功率消耗或使电源(例如，电池)上的功率消耗最小化。例如，控制模块可以配置成在若干情况中的任何情况下进入睡眠模式，比如当设备在阈值时间段内没有接收到用户输入时进入睡眠模式。当电池供应在阈值电量以下时，该控制模块还可以使用耗尽操作模式。在耗尽操作模式下，显示器可以较暗，显示器中的一个显示器可以完全关闭，并且/或者水平仪可以在比正常操作期间的阈值时间段短的阈值时间之后进入睡眠模式等。在一个实施方式中，水平仪包括粗略视图模式和详细视图模式。当水平壳体的取向接近目标取向时，水平仪(例如，控制器)基于水平仪取向与目标取向的对比而确定将显示器切换到详细视图模式。从粗略视图模式到详细视图模式的过渡点是用户可配置的，并且该过渡点可以具有从目标取向起在任一方向上的3度的默认值。在详细视图模式下，水平仪的显示器上的与水平仪的取向相对应的标记夸大了水平仪的角度。例如，如果水平仪的物理取向与目标取向相距3度，则水平仪的显示取向与该目标取向成30度角。随着水平仪的物理取向接近目标取向，水平仪的显示取向对应地接近显示器上的目标取向标记。在各种实施方式中，水平仪的物理取向的改变线性地对应于水平仪的显示取向的改变(例如，当水平仪将取向朝向目标取向改变1度时，所显示的取向朝向该目标取向改变10度)。在各种实施方式中，水平仪的目标取向可以切换到其镜像。例如，如果目标取向是水平仪的左侧高于水平仪的右侧13度，则镜像目标取向是水平仪的右侧高于水平仪的左侧13度。将目标取向切换到其镜像的一种方法是双击输入按钮。在各种实施方式中，显示器列出若干用户可选择的目标取向。可以根据使用水平仪的环境来改变列表中的条目。在各种实施方式中，水平仪包括若干功率模式。在睡眠模式中，水平仪的显示器被禁用，并且除了电源按钮以外的输入按钮类似地被禁用。如果水平仪包括多个处理器，则在处于睡眠模式时使用需要较少能量而操作的处理器。水平仪可以由于若干原因中的任何原因而进入睡眠模式，所述若干原因包括：水平仪在一段时间内不动，水平仪以预定的取向放置(例如，水平仪的具有前部显示器的面位于底部)。水平仪还具有耗尽模式，当用于水平仪的电池电源在预定水平(例如，10％、20％)以下时，水平仪进入耗尽模式。在耗尽模式下，水平仪可以禁用需要更多能量而操作的显示器(例如，前部显示器)。将在下面的详细描述中阐述附加的特征和优点，并且这些特征和优点中的部分特征和优点对于本领域技术人员而言将根据说明书而变得显而易见，或者这些特征和优点中的部分特征和优点将通过实践如所包括的书面描述内容以及附图中所描述的实施方式而被认识到。应当理解的是，前述总体描述和以下详细描述两者均是示例性的。包括有附图以提供进一步理解，并且附图被包括在本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图示出了一个或更多个实施方式并且附图与描述一起用于说明各种实施方式的原理和操作。附图说明图1是根据示例性实施方式的水平仪的正视立体图。图2是根据示例性实施方式的图1的水平仪的侧壁显示器的细节正视图。图3是根据另一示例性实施方式的图1的水平仪的侧壁显示器的细节正视图。图4是根据示例性实施方式的图1的水平仪的侧壁显示器的一部分的带注释的细节正视图。图5是根据示例性实施方式的图1的水平仪的侧壁显示器的一部分的正视图。图6是根据示例性实施方式的水平仪显示器中的特征的说明性图示。图7是根据示例性实施方式的水平仪显示器的正视图。图8是根据示例性实施方式的水平仪的正视立体图。图9是根据示例性实施方式的水平仪的正视图。图10是根据示例性实施方式的水平仪的正视图。图11是根据示例性实施方式的水平仪显示器的正视图。图12是根据示例性实施方式的水平仪显示器的正视图。图13是根据示例性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水平仪，包括：/n壳体，所述壳体包括纵向轴线；/n平坦的基部表面；/n顶部表面，所述顶部表面与所述基部表面相对；/n取向传感器，所述取向传感器配置成测量所述壳体相对于重力的感知方向的取向；/n控制器，所述控制器计算所述壳体的取向与目标取向之间的取向差；以及/n显示器，所述显示器发出与所述取向差相对应的图像，所述显示器响应于所述壳体的旋转而使所述图像旋转，使得所述图像相对于重力的所述感知方向保持一致的取向。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180125 US 62/622,011;20180427 US 62/663,9451.一种水平仪，包括：
壳体，所述壳体包括纵向轴线；
平坦的基部表面；
顶部表面，所述顶部表面与所述基部表面相对；
取向传感器，所述取向传感器配置成测量所述壳体相对于重力的感知方向的取向；
控制器，所述控制器计算所述壳体的取向与目标取向之间的取向差；以及
显示器，所述显示器发出与所述取向差相对应的图像，所述显示器响应于所述壳体的旋转而使所述图像旋转，使得所述图像相对于重力的所述感知方向保持一致的取向。


2.根据权利要求1所述的水平仪，所述取向传感器包括至少两个加速度计，所述两个加速度计相对于彼此旋转地定向成使得所述两个加速度计相对于所述壳体具有不同取向。


3.根据权利要求1所述的水平仪，所述取向传感器包括第一加速度计和第二加速度计，所述第一加速度计包括与所述第二加速度计的取向相比旋转了90度的取向。


4.根据权利要求1所述的水平仪，其中，所述图像包括指示所述壳体的取向的字母数字字符。


5.根据权利要求1所述的水平仪，所述图像包括指示平面与重力垂直的水平标记以及指示平面与重力平行的铅垂标记。


6.根据权利要求1所述的水平仪，其中，所述水平仪接收输入以基于所述壳体的当前取向调整所述目标取向。


7.根据权利要求6所述的水平仪，其中，所述水平仪接收输入以将所述目标取向调整为所述壳体的所述当前取向。


8.根据权利要求1所述的水平仪，其中，所述图像包括第一图像，并且所述显示器发出不响应于所述壳体的旋转而旋转的第二图像。


9.根据权利要求1所述的水平仪，其中，所述控制器将控制信号发送至所述显示器，并且由所述显示器发出的所述图像基于所述控制信号。


10.一种水平仪，包括：
壳体，所述壳体具有纵向轴线；
平坦的基部表面；
顶部表面，所述顶部表面与所述基部表面相对；
取向传感器，所述取向传感器用以测量所述壳体相对于重力的感知方向的取向；
控制器，所述控制器计算所述壳体的取向与目标取向之间的取向差；以及
显示器，所述显示器发出与所述取向差相对应的图像，所述显示器由于所述取向差小于第一阈值的判定而将所述图像从第一图像调整为第二图像。


11.根据权利要求10所述的水平仪，其中，所述图像包括所述壳体的取向的夸大表示。


12.根据权利要求11所述的水平仪，所述图像中的所述夸大表示包括第一角度，所述第一角度是所述取向差的至少三倍。


13.根据权利要求11所述的水平仪，所述图像中的所述夸大表示包括第一角度，所述显示器...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修·莱德尔，加雷特·J·米克尔，埃里克·麦基，加里·利·麦克默里，泰勒·韦恩·克伦肖，
申请(专利权)人：米沃奇电动工具公司，
类型：发明
国别省市：美国;US