水平仪 【技术领域】
本发明涉及水平仪。
背景技术
水平仪，又称气泡水准仪，是众所周知的用于确定水平或垂直表面的仪器。水平仪包括一个密封的管状瓶(指管)，其含有一个漂浮在液体中的气泡。当气泡停留在指管上预定的分度标记之间时，这种特定的表面被认为是水平或垂直的。
当以一普通水平仪测定(又称铅垂测量)一垂直表面时，气泡管大致垂直于被测表面，因此气泡必须从一个不直接与被测表面相对的位置观测。从这样一种位置来观测气泡有时会十分的不便与费力，特别是当待测部位空间狭小、操作不便或对观察方位存在一些限制时，这种情况更为突出。
Schrader的美国专利4,103,430描述了一种用于水平仪的观测装置，该装置包括一个发光板和一个可枢转的镜子，它们被布置成可提供一被照亮的气泡图像，这就使观测者不必直接注视气泡管就可观测到。但是，气泡还必须从一个不直接与被测表面相对的位置来观测。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种新颖的水平仪，其中气泡可从与被测表面直接相对的位置上观测，且其结构简单、携带方便、并可方便地应用于各种工作场合。
为达到上述目的，本发明提供一种水平仪，它包括：(a)一主体，其具有一用于测定一表面的水平面；(b)至少两个气泡管，它包括一第一气泡管和一第二气泡管，所述第一气泡管居中地安装在所述主体内，并具有一平行于所述水平面的纵向轴线，以测定一水平表面，所述第二气泡管位于所述主体的一端，并具有一垂直于所述水平面的纵向轴线，以测定一垂直表面，所述第二气泡管具有一气泡和一设有一对分度标记的中央部分，以检测所述气泡相对于所述分度标记的位置；以及(c)一光学传送元件，其安装在所述主体的外部，并带有一与所述第二气泡管成角度的反射表面，以沿着一基本平行于所述第二气泡管的纵向轴线并相对于该纵向轴线偏移的视线反射所述第二气泡管的至少中央部分的图像。
有利的是，所述光学传送元件可从所述主体上拆卸下来。
有利地是，所述光学传送元件与所述主体铰接相连。
有利的是，所述反射表面由一镜子构成。
有利的是，所述反射表面由一棱镜构成。
【附图说明】
下面结合附图的详细描述将使本发明变得更加清楚明了，其中：
图1为根据本发明的一优选实施例构作和操作的水平仪的简化示意图；
图2为图1中的水平仪远离被测垂直表面而处于倾斜状态的简化示意图；
图3为根据本发明的另一优选实施例构作和操作的水平仪的简化示意图；
图4为图3中的水平仪相对于被测垂直表面倾斜的简化示意图；
图5为根据本发明的另一优选实施例构作和操作的水平仪的简化示意图，该水平仪包括一光学传送元件，该元件可放大气泡管的图像；
图6为根据本发明的又一优选实施例构作和操作的水平仪的简化示意图，该水平仪包括一光学传送元件，该元件可缩小气泡管的图像尺寸；
图7为根据本发明的再一优选实施例构作和操作的水平仪的简化示意图，该水平仪包括一光学传送元件，该元件用电力传送气泡的图像；以及
图8为根据本发明的又一优选实施例构作和操作的水平仪的简化示意图，该水平仪包括一光学传送元件，该元件为一外接式附件。
【具体实施方式】
现在参照图1，该图示出了一个根据本发明的一优选实施例构造和操作的水平仪10。水平仪10最好包括一主体12，该主体具有一水平面14，用于测定一表面16。主体12最好由具有机械稳定性和耐磨性的金属合金制成，正如现有技术所公知的那样。水平面14通常具有高度精确的平面度和光滑度。端帽18通常由塑料制成，其可如现有技术所知道的那样固定于主体12的两端。
水平仪10最好包括一个或多个安装在主体12中的气泡管20用于测定一垂直表面，以及一个或多个气泡管22用于测定一水平表面。气泡管20最好有一纵向轴线24，该轴线大致垂直于水平面14。
根据本发明的一优选实施例，一光学传送元件30被固定到主体12上，该元件将气泡管20的图像传送到一大致与被测表面16平行的观测面32上。如图1所示，光学传送元件30最好包括一反射面36，该反射面安装在主体12的一中空部分的内部，与气泡管20和观测面32成一角度，该反射面36将气泡管20的图像反射到观测面32上。反射面36可以为例如一抛光镜或一棱镜。最好，在表面34上切出一窗38，从而使用者40可方便地观测观测面32上气泡管20的图像。
现在参照图2，该图示出了水平仪10相对于被测垂直表面16以一角度α倾斜。在图2的方向上，可以看出将水平仪10的下边缘移离表面16使得气泡42朝使用者40移动，从而可以看出气泡42的图像在观测面32上向上移动。这是因为光学传送元件30在图2的方向上，位于气泡管20之上。应该知道，相反地使水平仪10的上边缘移离表面16会使气泡42远离使用者40而移动，从而可以看到气泡42的图像在观测面32上向下移动。
光学传送元件30可具有屈光力。例如，光学传送元件32可为曲面，从而可使气泡管20的图像放大或变形。
现在参照图3，该图示出了根据本发明的另一优选实施例构作和操作的水平仪50。水平仪50与水平仪10大致相同，因此对相同的元件采用相同的标号。水平仪50与水平仪10的不同之处在于光学传送元件52安装在气泡管20的下面，该变化的重要性将参照图4进行描述。
现在参照图4，该图示出了水平仪50相对于被测垂直表面16倾斜一个角度β。在图4的方向上，可以看出水平仪50的下边缘远离表面16的倾斜使得气泡42朝着使用者40移动，从而可见气泡42的图像在观测面32上向下移动。这是因为光学传送元件52在图4的方向上位于气泡管20的下面。相反地，可以知道水平仪52的上边缘远离表面16而倾斜时，气泡42会朝着远离使用者40的方向移动，从而使气泡42在观测面32上的图像向上移动。
现在参照图5，该图示出了根据本发明的另一优选实施例构作和操作的水平仪60的一部分。水平仪60与水平仪10大致相同，因此对相同的元件采用相同的标号。水平仪60与水平仪10的不同之处在于所设置的光学传送元件62可放大气泡管20的图像。这可通过例如在反射面36和观测面32的中间设置一放大透镜64来实现。可设置照明装置66，例如电灯或发光二极管(LED)，用来照亮气泡管20的图像。
现在参照图6，该图示出了根据本发明的又一优选实施例构作和操作的水平仪70的一部分。水平仪70与水平仪10大致相同，因此对相同的元件采用相同的标号。水平仪70与水平仪10的不同之处在于所设置的光学传送元件72可减小气泡管20的图像尺寸。这可通过例如在反射面36和观测面32的中间设置一缩小透镜74来实现。
现在参照图7，该图示出了根据本发明的再一优选实施例构作和操作的水平仪80的一部分。水平仪80与水平仪10大致相同，因此对相同的元件采用相同的标号。水平仪80与水平仪10的不同之处在于光学传送元件82通过一电子观测装置86，例如微型摄像机，将气泡管20的图像传送到一屏幕84上，例如液晶显示屏(LCD)，该屏幕位于观测面32上。光学传送元件82不需要任何反射面。
现在参照图8，该图示出了根据本发明的又一优选实施例构作和操作的水平仪90的一部分。水平仪90与水平仪10大致相同，因此对相同的元件采用相同的标号。水平仪90与水平仪10的不同之处在于所设置的光学传送元件92安装在水平仪90的外部。光学传送元件92最好包括一反射面94，例如一镜或棱镜，该反射面将气泡管20的图像反射到一观测面96上，该观测面大致平行于被测表面16。反射面94最好可从水平仪90上拆卸下来，并可通过一铰链98与水平仪90铰接在一起。因此，光学传送元件92可作为水平仪90的外接式附件。
光学传送元件92可具有屈光力。例如，光学传送元件92可为曲面，从而可使气泡管20的图像放大或变形。光学传送元件92也可绕气泡管20的一轴线99转动。
本领域的技术人员应该知道，本发明不仅仅局限于上面所示与所述的实施例。而且本发明的范围还包括上述特征的组合和变形，以及它们的修正和变化，这些都是本领域技术人员通过阅读上面的描述可获得的，而且这些特征都不包括在现有技术中。