一种带有可取下的物体探测器的手持式工具 本申请要求具有2001年11月16日提交的题为“包括可取下的物体探测器的手持式工具”的美国专利申请No.09/993,177的优先权并且作为其部分继续申请，而美国专利申请No.09/993,177是美国专利No.6,364,580的部分继续申请，在此引用参考这些专利的全部内容。
【技术领域】
本发明涉及手持式电动或风动工具，带有可拆卸地连接其上的物体探测器。
背景技术
由电流(交流电缆或直流电池组)或压缩空气提供动力的手持式工具，如钻孔机、往复锯、螺丝旋起和自动射钉机，被电工、管道工、木工等广泛地使用。这类装置的主要任务包括钻孔、驱动紧固件如螺钉、以及切断各种材料。其中有一些工作需要使用通常与手持式钻孔机分开存放的钻头和工具。
建筑工匠往往需要找到隐藏在可见墙壁表面后的某些适当结构如柱螺栓来牢固地固定钉子或螺钉。已经研制出许多可找出柱螺栓位置的柱螺栓探测器。这些探测器还可以用来确定导管、排气孔、钢筋、管道及其它隐蔽的物体的位置，避免钻入或切入这些材料。更重要的是，建筑工匠必须在“带电地”输电线靠近钻孔或切割材料。已经研制许多种可确定电线尤其是“带电”导线位置的探测器。而且，还已经研制出其它类型的探测器来帮助工匠定位及区分隐蔽在墙壁后面的不同材料。总体地，这些探测器定义为物体探测器。
虽然这类物体探测器效率很高，但存在的问题是，探测器是单独部件，因此工匠可能会丢失物体探测器或是在需要物体探测器时却没有随身携带。现有技术的解决方法是向工人提供可以戴在腰上的小袋等类似的装备。虽然这些小袋使操作人员不必离开工作地点去取物体探测器，但是工人必须记着先将物体探测器放置在袋子中，然后还得搜查许多袋子寻找物体探测器。因此，现有技术得解决方法并不能节约很多时间。
美国专利No.5,262,240提出了一种解决方法，其中示出了安装有物体探测器的射钉枪。这种装置的缺点是物体探测器不容易从射钉枪上取下，因此不能方便地与射钉枪分开使用。而且，探测器通过夹具安装在工具上，于是还需要另一工具来松开或取下夹具，从而取下探测器。
美国专利申请2001/0053313 A1提出了另一种解决方法，其中示出了可以安装在手电钻外壳顶部的表面下目标定位器，其形状可作为操作手电钻的扶手。然而，所公开的这种装置需要有特殊的手电钻外壳而且还需要有若干个配合的部件，因此会增加装置的成本和复杂程度。
所以，需要有这样一种手持式电动(交流和/或直流)或气动工具，可取下地安装其上的物体探测器易于制造并能与工具分开使用。
【发明内容】
因此，本发明提供了一种带有可拆卸物体探测器的手持式电动(交流和/或直流)或气动工具。这种物体探测器可以安装在构成工具外壳一部分的附件，或是安装在可拆卸的附件，如辅助托盘或电池组。
根据本发明的一个实施例，手持式动力工具设有外壳。外壳包括与旋转输出轴相连的驱动机构，其中旋转输出轴与工具轴线对准。此外，把手部分沿把手轴线对准设置。把手部分带有用来启动驱动机构的动力启动开关。在一实施例中，物体探测器可取下地安装在构成外壳一部分的附件上。在另一实施例中，物体探测器可取下地安装在附件上，而附件可拆卸地安装在外壳上。工具可以由电流(交流和/或直流电力)或压缩空气提供动力。
在另一实施例中，所述工具是包括附件的手持式钻孔机，其中附件是电池组。物体探测器可以构成电池组的一部分或与电池组整体形成，或者是可拆卸地安装在电池组上。可拆卸的附件中还可以包括水准泡。
在另一实施例中，手持式工具是具有驱动机构和外壳的往复锯。包括物体探测器的可拆卸附件可拆卸地安装在外壳上。往复锯可以由电流(交流和/或直流电)或压缩空气提供动力。
通过下面结合附图的详细说明，将对本发明的上述和其它的目的、特点、特征和优点有更加清楚了解。
【附图说明】
图1是根据本发明的带有可拆卸附件的手持式动力工具的透视图，其中可拆卸附件包括整体形成的物体探测器；
图2是根据本发明的带有可拆卸附件的手持式动力工具的断面图，其中可拆卸附件包括整体形成的物体探测器；
图3是根据本发明的带有可拆卸附件的手持式动力工具的透视图，其中可拆卸附件包括整体形成的物体探测器和水准泡；
图4是根据本发明的带有可拆卸附件的手持式动力工具的电源端的透视图，其中可拆卸附件包括整体形成的物体探测器和水准泡；
图5是根据本发明的带有可拆卸附件的手持式动力工具的电源端的透视图，其中可拆卸附件包括整体形成的物体探测器和水准泡；
图6是根据本发明的可拆卸附件的透视图，包括整体形成的物体探测器和在一块木材上的水准泡；
图7是根据本发明的可拆卸附件的顶视图，包括整体形成的物体探测器；
图8是带有牛眼水准仪的手持式动力工具的透视图；
图9是根据本发明的带有可拆卸附件并由压缩空气提供动力的往复锯的透视图，其中可拆卸附件包括整体形成的物体探测器和水准泡；
图10A是带有可拆卸地安装的物体探测器的手持式动力工具的透视图，其中物体探测器安装在设于手电钻外壳底部的附件中；
图10B是手持式动力工具的部分放大视图，示出了将物体探测器从手电钻外壳底部的附件取出时物体探测器的移动方向；
图10C示出了可用于图10A的手持式动力工具的物体探测器的一个实施例，其处于打开的操作位置；
图11A是带有可拆卸地安装的物体探测器的手持式动力工具的透视图，其中物体探测器安装在手电钻外壳底部的附件；
图11B是手持式动力工具的部分放大视图，示出了将物体探测器从手电钻外壳底部的附件取出时物体探测器的移动方向；
图11C示出了可用于图11A的手持式动力工具的物体探测器的一个实施例，其处于打开的操作位置；
图11D是手持式动力工具的部分放大视图，示出了安装在该手持式动力工具一部分的物体探测器；
图12A是带有可拆卸地安装的物体探测器的手持式动力工具的透视图，其中物体探测器安装在手电钻外壳底部的附件；
图12B是手持式动力工具的部分放大视图，示出了物体探测器从手电钻外壳底部的附件取出时物体探测器的移动方向；
图13是带有可拆卸地安装的物体探测器的手持式动力工具的透视图，其中物体探测器安装在与手电钻外壳底部接合的可拆卸附件中，该图示出了附件的拆卸、随后物体探测器的拆卸、以及物体探测器打开至操作位置；
图14是带有可拆卸地安装的物体探测器的手持式动力工具的透视图，其中物体探测器安装在与手电钻外壳底部接合的可拆卸附件中，该图示出了将物体探测器连接到附件，以及随后的将附件安装到手电钻外壳的一部分；
图15A是作为可拆卸附件的一部分整体形成的物体探测器的透视图，其中可拆卸附件是安装在手电钻外壳的把手部分的可拆卸电池组；
图15B是图15A中物体探测器的透视图，其中探测器处于可操作位置；
图16A是作为可拆卸附件的一部分整体形成的物体探测器的透视图，其中可拆卸附件是安装在手电钻外壳的把手部分的可拆卸电池组；
图16B是图16A中物体探测器的透视图，其中探测器处于可操作位置；
图17A是安装在可拆卸附件上的可拆卸物体探测器的分解图，其中可拆卸附件是安装在手电钻外壳的把手部分上的可拆卸电池组；和
图17B示出了图17A中的安装在附件上的可拆卸的物体探测器。
【具体实施方式】
现在参见图1，图中示出了手持式电动钻孔机10。电钻10具有外壳12，里面装有用来驱动旋转输出轴16的驱动机构和马达14。驱动机构、马达和旋转输出轴沿工具轴线18对准设置。外壳还包括用来握住动力工具并将工具端部21指向工件的把手部分20。该把手部分沿把手轴线22对准设置。
当操作时，将工具如刀具、钻头或类似的物体连接到旋转输出轴以在工件上工作。如通常所知道的，利用夹具29将工具可拆卸地连接到旋转输出轴上。夹具可以不用钥匙或需要用钥匙(未示出)来打开和关闭夹具。可由工具和手持式电钻组合体进行的常见工作包括钻孔，以及驱动紧固件到工件上或到工件中。
动力启动开关24布置在把手上，用来启动驱动机构和马达以转动旋转输出轴。电池26最好在电源端28与把手部分相连并提供直流电力以启动驱动机构和马达来转动旋转输出轴。然而，本发明也可以用于带交流电缆的电钻(未示出)。在本申请书中使用的术语“电”指的是交流或直流电源供电。另外，本发明还可应用于压缩空气提供动力的工具(如图9所示)。用于气动工具的驱动机构和动力启动开关具有所属领域技术人员已知的类型。
按照如图1和2所示的本发明的实施例，可拆卸的附件30安装在电钻上。对可拆卸的附件的进一步说明在下面提供。可拆卸的附件是从后面滑移到外壳12上。外壳可以包括形成有凹槽76的向外突出的凸缘72。可拆卸的附件具有形成有凹槽36的向内突出的凸缘34。当把可拆卸的附件30滑动到外壳上时，凸缘34和72与凹槽36和76配合将可拆卸的附件固定到外壳12上，如图2所示。
作为一种选择方案，如图3所示，可以利用一对从外壳向上伸出的突起54和56将可拆卸的附件安装在电钻。设置在可拆卸附件底部的一对凹口58和59的尺寸设计成可容纳突起54和56，可将可拆卸附件可取下地安装到外壳上。相反地，可拆卸的附件可以包括突起，而外壳可以设有凹口以容纳这些突起。还可以使用本领域中普通技术人员已知的其它连接方式将可拆卸的附件可取下地安装在外壳上。
在图4和5所示的另一实施例中，可拆卸的附件布置在把手部分的电源端28。电源端具有一对插槽44，设计成能将附件可拆卸地固定到外壳上。可拆卸的附件具有可与插槽44配合的底面45，用来可拆卸地安装到插槽。
如图2和5中清楚所示，可拆卸的附件包括物体探测器60，用来检测物体如柱螺栓、输电线、导管、管道、各种金属、钢筋、以及其它被干彻墙遮住而无法看到的材料。该物体探测器60属于普通类型。物体探测器60可以包括至少一个可见发光体62，当把物体探测器放置在如柱螺栓上面时，该可见发光体62会发出光线，如图7所示。此外，物体探测器还可以包括扬声器64，当检测到如柱螺栓或“带电”导线时会发出可听到的声音。根据物体探测器的特性还可以包括其它器件如仪表等。
可拆卸的附件可以设计带有水准泡52。可拆卸的附件还可以设有容纳刀具40的凹进部分38，其中刀具40被由两个相对弹簧突起42构成的卡销锁定在凹进部分中。在可拆卸附件的另一侧最好设有相同的凹进部分38，其具有由弹簧突起42构成的卡销，用以将另一个刀具40牢固地固定在适当位置。
工作时，本发明的电钻的使用与普通的电钻相同。当必须检查某一表面位置时，工匠可以将可拆卸附件从电钻上拆下放置在表面70上，如图6所示。为了找出柱螺栓或其它隐蔽材料的位置，可拆卸附件与电钻10分开，沿表面80移动直至找到柱螺栓75，如图7所示。
另外，如图8所示，在外壳后端基本上与工具轴线正交的平面设有牛眼气泡水准仪78以指示工具轴线是否垂直。
本发明还可以应用于其它手持式动力工具，比如往复锯(如图9所示)、自动敲钉机、动力螺定旋起、圆锯或竖锯。所述工具可以由电力(交流电缆或直流电池)、压缩空气或其它方式提供动力。
参见图9，往复锯100具有外壳112和驱动机构114。在此实例中，驱动机构通过管接头150以所属领域技术人员已知的方式由压缩空气提供动力。可拆卸的附件130包括物体探测器160，并以上述任何一种方式可拆卸地安装在外壳112上。物体探测器160还可以包括发光体162和扬声器164以提醒工匠有柱螺栓、输电线或其它隐蔽材料存在。
现在参见图10A-C，动力工具10如手电钻在其电源端28设有附件230。在此实施例中的附件不是可拆卸的，而是构成手电钻外壳的一部分，具体地构成手电钻的电源端。在优选实施例中，附件构成工具外壳底部23的一部分。附件230中设有凹槽232用来可滑动地容纳物体探测器60。凹槽的形状最好设计成能沿单一方向可滑动地接收探测器，探测器某一部分的形状设计成与所述凹槽互补。因此，如图10B清楚所示，箭头表示从附件上拆卸和更换物体探测器的滑动方向。
于是，位于存放位置的物体探测器安装在附件上。当工匠想要使用探测器时，使其滑动从附件中取出，然后根据探测器的类型可以将其打开或是放置到操作位置，如图10C所示。在打开或可操作位置，探测器准备好能够检测所要求的物体。
图11A-C示出了与图10A-C类似的动力工具实施例。然而，在此实施例中，物体探测器60的形状设计成具有伸出凹槽的唇缘66，如图11D中清楚所示。
图12A和12B示出了动力工具10如手电钻的另一个实施例，其中在手电钻的电源端28设有附件230。在此实施例中的附件不是可拆卸的，而是构成手电钻外壳的一部分，具体地构成手电钻的电源端。附件230设有能够可拆卸地安装物体探测器的表面。在此实施例中，附件最好设有磁性表面234，可以通过磁力接纳探测器上的表面68，将探测器可拆卸地安装到附件上。图12A示出了工匠从附件上取下物体探测器，而图12B示出了移动物体探测器以安装到附件上的方向。
图13示出了本发明的又一个实施例。在此实施例中，可以将电源端的附件30从手电钻外壳拆卸下来。更具体地，可以将附件从手电钻外壳的底部23拆卸下来。附件能够以任何一种适当的方式比如通过滑动结构可拆卸地安装在所述底部。
物体探测器60可拆卸地安装在附件30上。在图13所示的实施例中，所述附件设有连接件310可拆卸地容纳物体探测器。连接件可以设有一对与物体探测器接合的臂312。臂可与物体探测器接合，最好能够从单个方向比如从顶部沿竖直方向取出和安装物体探测器。臂可以是有弹力的，当与物体探测器接合时可形成紧密配合。
作为选择方案，连接件的一部分可以设有互补接合件314如用于舌槽接合件的舌榫部分，以接收设置在物体探测器上的互补部分(未示出)。在这种构造方式中，物体探测器将从单一方向与附件接合。例如，可以向上提起物体探测器使其滑动脱离设置在附件上的连接件。
本实施例附件的一个希望具有的特征是设置可以存放工具所用器件的托盘300。例如，钻头、螺丝等类似器件可以存放在托盘中。托盘可以带有磁性以更好地保持放在其中的物体。或者，可以在托盘上设置盖子(未示出)，以保持放在其中的物体。
图14示出了本发明的带有可拆卸物体探测器的手持式工具的另一个实施例。具体地，图14示出了将物体探测器60重新安装到盖子400或连接板，以及随后将盖子400安装到如图5所示附件30上时的移动方向。与图13所示实施例类似，物体探测器可拆卸地安装在附件上，而附件本身又可拆卸地安装在手电钻外壳上，具体地安装在手电钻外壳的底部23。
图15、16和17分别示出了本发明的不同实施例，其中附件包括可从工具外壳上拆卸下来的电池组。现在参考图15A和15B，附件包括可用于动力工具如图1所示手电钻的电池组26。物体探测器60与附件整体形成。使用时，转动探测器的探测器板69或者使其从附件延伸至打开位置，而当找到目标时，发光体62发光。
图16A和16B示出了与图15A-B类似的构造方式，其中物体探测器与附件整体形成，且附件包括电池组。在此实施例中，探测器板与附件整体形成。凹槽27用来标记所检测到的物体的位置。
图17A和17B示出了本发明的实施例，其中附件30由电池组构成。在此实施例中，附件具有孔口32，用来可拆卸地接收物体探测器60。具体地，物体探测器插入该孔口中，并通过任何一种已知方法如凸缘等保持在适当位置。
因此，本发明具有许多超过现有技术的优点和益处。举例来说，本发明的结构使工匠能够十分方便地使用探测器和水准仪。
作为选择方案，物体探测器可以设计成可安装电源线和/或压缩空气软管。物体探测器可在任何表面上设置沟槽，沟槽的尺寸能容纳电源线和/或压缩空气软管。沟槽尺寸可以略微小于软线和/或软管以牢固地连接。带有沟槽的表面可以具有突出部分以部分覆盖沟槽，从而进一步固定电线和/或软管。当工匠想要使用物体探测器时，可以使用安装有软线和/或软管的探测器，或者只须从软线和/或软管上取下物体探测器，这可以通过轻拉物体探测器直至松脱来实现。当用完之后，工匠可以通过将软线和/或软管压入沟槽中而使物体探测器重新安装到软线和/或软管上。
物体探测器还可以利用固定在外壳上的C形夹连接软线和/或软管。C形夹可以用有弹力的塑料或金属制成，因此能够挠曲套在软线和/或软管上，然后迅速回复卡在软线和/或软管周围。夹子的另一端可以直接固定在物体探测器上或利用链子等类似器件连接在物体探测器。类似地，工匠可以使用安装有软线和/或软管的物体探测器，或者可以轻拉物体探测器将其取下，在用完之后将其重新安装到软线和/或软管上。
所属领域的技术人员可以设计出物体探测器与软线和/或软管连接的其他方法。虽然已经说明和介绍了本发明的实施例，但这些实施例并不说明和介绍本发明的所有可能形式。相反地，在技术说明书中所用的语言是说明性的而不是限制性的，而且还应当知道在不违背本发明精神和范围的情况下可以作出各种变化。