斜面水准仪的制作方法

专利名称：斜面水准仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于确定表面斜度(slope)的装置，尤其涉及一种上 面设置有可用于确定表面倾斜角度(angle of a slops)的斜度测量装置的斜 面水准仪(slope level )。
背景技术：
在施工现场，确定表面的斜度是确保被建造的设备、物品或结构符合 合适的技术要求的一项重要技能。例如，为了建造房屋、安装地板或进行 类似工作，建筑工人和木工常常需要确定表面的斜度。如果被支承表面的 倾斜程度不符合规定的技术要求，那么结构就达不到正确的标准，且可能 导致建筑物存在缺陷。例如，确定屋顶的倾斜度(pitch)在确定屋顶的形 状和尺寸以及使用的材料量方面是至关重要的。
当前，在市场上已有用于表面斜度精确测量的昂贵的数字斜度测量装 置。但是，这些装置要求一定的使用知识，而且获得、维修和操作这些装 置也是非常昂贵的。也有其他一些不太贵的机械装置。但是，它们使用起 来很笨重并要求多个活动部分。例如，对于建筑工人在建筑物屋顶的支撑 结构上平衡而言，很难使用铅垂线。

发明内容
因此，需要一种可相当方便地确定表面斜度同时使用者能以简单方式 知道该表面斜度的简单的机械装置。
根据本发明主题的某些方面，提供一种用于测量表面斜度的斜面水准 仪。该斜面水准仪包括具有顶侧和底侧的主体。该主体具有处于顶侧和底 侧之间的前面和背面。底侧限定出第一平坦(planar)测量表面。在主体上 设有透明的弧形管。弧形管具有第一末端和第二末端，且在第一末端和第 二末端之间限定出顶点。弧形管的第一和第二末端比顶点更接近第一平坦 测量表面。弧形管限定出内部空间，该空间内容纳有液体，在内部空间内
所述液体中设有气态流体泡。在接近弧形管的位置定位有量规。该量规包 括设置于其上的测量标记以表示斜面的量度。
根据本发明主题的另一些方面，提供一种用于测量表面斜度的斜面水 准仪。该斜面水准仪包括具有顶侧和底侧的细长主体。主体的长度长到足 以抵消被测表面上的斜度的微小的变化。此外，该主体具有设置于顶侧和 底侧之间的前面和背面。底侧限定出第一平坦测量表面。主体上设有至少 一个透明的弧形管。弧形管具有第一末端和第二末端且在第一末端和第二 末端之间限定出顶点。弧形管也限定出内部空间，该空间具有设于其中的 斜度指示器。斜度指示器可在内部空间内运动。在接近弧形管的位置上定 位有量规。量规包括设置在其上的测量标记，用来根据弧形管内部空间内 的斜度指示器的位置指示斜面的量度。


下面更全面地公开了本发明的主题，其包括指导本领域技术人员实施、 更具体地列举于包括附图在内的本说明书的其余部分中的最佳实施方式。 附图中
图1为根据本发明主题的斜面水准仪的一实施例的透视图； 图2为根据本发明主题的斜面水准仪的一实施例的后视图； 图3A为根据本发明主题的斜面水准仪的另一实施例的局部前视图，图
中斜面水准仪处于水准面(level surface )上；
图3B为图3A所示斜面水准仪的所述实施例的局部前视图，图中斜面
水准仪处于倾斜表面上；
图4为根据本发明主题的斜面水准仪的再一实施例的局部前视图； 图5为根据本发明主题的斜面水准仪的又一实施例的局部前视图； 图6为根据本发明主题的斜面水准仪的另 一 实施例的横截面示意图。
具体实施例方式
现参考附图中示出的 一 或多个实例详细描述本发明当前的 一 些优选实
一个实施例的部分示出或描述的特征也可用于另一实施例中以再形成又一 实施例。本发明的主题力图涵盖这些可供选择的组合、改型和变换。
本说明书所定义的"斜面水准仪，，是指一种被放置在表面上以确定该
表面的倾斜角度或倾斜度(pitchofasl叩e)的仪器。
本说明书所定义的"水平地轴线(groundaxis)"是指与地球表面正切、 因而大致与其常规的地表面相应的理论水平轴线。
本说明书所定义的"弧形管，，是指具有通常沿相同方向弯曲的管壁的 管。例如，这种弧形管可具有基本平行于弧形管的曲率半径的外周边的壁。
图1示出了用在屋顶支撑结构24上、总体用IO表示的斜面水准仪。
水准仪10包括主体11，斜度测量装置30被嵌入主体11内。斜面水准仪10 的主体11可具有前面14和背面(未示出)。如图所示，背面可与前面相同 或相似，或可设有如下文将描述的不同的斜度测量装置。主体可由金属、 木材、塑料、复合材料或它们的组合制成。例如，主体可包括金属I-梁和设 置在该I-梁的翼之间的复合材料。
可从前面14或背面或从前面和背面两者观察斜度测量装置30。斜面水 准仪10包括斜度测量装置30,该装置可指示放置有斜面水准仪10的表面 的倾斜角度或倾斜度。例如，可将斜面水准仪10放置在屋顶支撑结构24 的表面26上，以确定该表面的斜度。
斜度测量装置30包括透明的弧形管32和处于弧形管32内的斜度指示 器34。在图l所示的实施例中，斜度指示器34是设置在弧形管32的内部 空间内的液体中的充有气态流体的小珠(bead )。构成斜度指示器34的充有 气态流体的小珠的密度小于弧形管32的内部空间内的液体密度。将斜面水 准仪10以图1所示方式放置在表面26上时,斜度指示器34沿弧形管32 的外壁浮动于弧形管32内的液体中以达到平衡点。在斜度指示器34上的 平衡点指示出上面放置有斜面水准仪10的表面相对于水平地轴线的角度。
斜面水准仪10的主体11还可包括水平和垂直水平仪52、 54。水平的 水平仪(horizontal level) 52确定上面放置有斜面水准仪的表面的水平状况， 垂直水平仪54可用来确定该表面的垂直状况。具体地说，可用水平的水平 仪52来确定上面放置有斜面水准仪10的表面沿水平方向是否水平。通过 将斜面水准^义10 ii置在表面上垂直水平4义54可用来确定表面沿垂直方向 是否水平。可用传统的酒精水准仪作为水平的水平仪52和垂直水平仪54。
图2示出了斜面水准仪10的另一实施例。该斜面水准仪10包括主体11,测量装置30被嵌入主体11的背面18内。在该实施例中，在主体11 的前面(未示出)内可安置第二测量装置。测量装置30包括具有第一末端 36和第二末端38的透明弧形管32。弧形管32限定出内部空间39,在该内 部空间内容纳有液体35。构成气态流体泡33的斜度指示器34处于斜度测 量装置30的液体35内。在所示的实施例中，包括测量标记42的量规40 沿弧形管32的外边缘41被标记于主体11上。气态流体泡33沿限定出弧形 管32的外边缘41的壁的内部上升。
可将量规40的测量标记42用来以比例或倾斜度形式(in degree or pitch)表示斜面。倾斜度测量是木工和建筑工人通用的测量方式。倾斜度 定义为水平长度的每十二个单位升高一个单位。例如，若在12英寸的水平 长度范围，斜面升高l英寸，那么该表面的倾斜度等于1。类似地，如果在 12英寸的水平长度范围，斜面升高6英寸，则倾斜度等于6。
若将主体11放置在相对于地面位置的特定角度处，测量标记42沿弧 形管32的外边缘41的位置与斜度指示器34的位置相应。若斜度指示器4氐 于特定的量度指示器42,每个指示器42反映的角度是主体11相对于水平 地轴线的角度。可将量,见40的测量标记42标记或刻划在斜面水准仪10的 主体11上。或者，量规40可以是沿弧形管32的外边缘41安置的背面有粘 胶的才示记物(sticker )。可将测量标记42标记在该背面有粘胶的标记物上。 在另 一些实施例中，可将量规置于弧形管32上或在弧形管32后面。
4+面水准仪10的主体11具有顶侧12和底侧16，而顶侧12具有平坦 测量表面22，底侧16具有平坦测量表面20。在图2所示的实施例中，第 二斜度测量装置可处于与背面18相对的壁上的前面(未示出)上。与背面 18上的斜度测量装置30相比，可将在前面上的斜度测量装置倒置。在这种 方式下，将平坦测量表面20放置在需测量的表面上时，可用处于前面上的 斜度测量装置指示该表面的斜面量度。反之，将平坦测量表面22放置在需 测量的表面上时，在背面18上的斜度测量装置30将指示该表面的斜度。 在这种方式下，主体11的顶侧12和底侧16均可用作平坦测量表面，因此 提高了斜面水准仪10的多适用性。
在这样的一个实施例中，在一个面上的一个斜度测量装置可包括表示 比例(degree)的测量标记的量规，而在另 一面上的斜度测量装置上的量规 可具有表示倾斜度的测量标记。在这种方式下，斜面水准仪可给出对于木
工和建筑工人两者都有用的两种不同测量制式的斜度的量度。
在另一些实施例中，斜度测量装置可在前面和背面上具有相同的方4立，
以<更不以同一平》旦观'J量表面为基石出(based off the same planar measurement surface)进行一些测量。例如，可将斜度测量装置30定位于背面18和前面 上，致使顶侧12及其平坦测量表面22被置于需测量的表面上时进行测量。 再者，在这样的实施例中，用于量规40的测量标记42可以比例或倾斜度 的方式测量角度。或者，在一个面上的一个斜度测量装置可具有以比例方 式测量角度的测量标记，而在另 一面上的斜度测量装置的量规的测量标记 可测量倾斜度。
在图2所示的实施例中，弧形管32的末端36、 38被定位在沿与平坦 测量表面22平行走向的同一平面P上。弧形管32具有定位在第一末端36 和第二末端38之间的二分之一处的顶点37。顶点37位于弧形管32的一点 上，在该点处弧形管32的正切平面T的走向平行于平坦测量平面22。在所 示的实施例中，第一和第二末端36、 38比顶点37更接近平坦测量表面22。 若斜度指示器34停留于顶点37处，平坦测量表面22则停留于不倾斜的表 面上且正切平面T与水平地轴线平行。由于被测表面没有斜度，对于倾刮-度和比例两者而言，在顶点37处的量度指示器42读数将为零("0")。
可用顶点37任意一侧弧形管32的部分来测量与所述表面和斜面水准 仪10的方位有关的斜度。在主体11的左侧13的位置高于主体11的右侧 15的位置时，弧形管32的左侧45上的测量标记42可指示^皮测表面的向下 的斜度(从左到右测量时)。或者，在左侧13的位置低于主体11的右侧15 的位置时，弧形管32的右侧46上的测量标记42可指示^C测表面的向上的 斜度。由于第一末端36和第二末端38沿平行于正切平面T的平面P #皮定 位在离顶点37相等距离的位置，可在顶点37的各侧设置测量标记42的相 等数值。在这种情况下，在这样的实施例中不需要将斜面水准仪10的主体 11翻转就可以相同的比例测量向下斜度的角度或向上斜度的角度。但是， 顶点37的各侧上弧形管32的这种相等测量标记或相等的长度不是必需的。
主体11的长度L足以提供适当的平坦测量表面20、 22以便提供对需 测量表面的斜度进行测量的合适基础。长度L应足够长以抵消被测量表面 上的斜度的微小变化。换句话说，长度L还应足够长以使被测结构的表面 上的微小变化的影响最小。例如，对于长度不合适的斜面水准仪来说，粗
糙的表面可能具有在表面内产生错误读数的斜度。在某些实施例中，主体 11的长度L可在约一英尺和约五英尺之间。例如，长度可为四英尺。对于 某些用途来说，另一些实施例，例如，对于铺设地板而言，可使用较小的
长度。冻牛面水准仪10的主体11还具有宽度W。宽度W应能在主体11的 前面或背面14、 18的至少之一中容纳弧形管32。弧形管32的尺寸将根据 被斜度测量装置所测量的角度或倾倾斜度的范围和弧形管32的曲率半径来 决定。冻+面水准4义10的主体11的长度和宽度应使斜面水准仪10在各部4立 都可方便地使用并可精确测量斜度。
图3A和3B示出了^f"面水准^义10的一部分，该部分包括主体11和釗-度测量装置30。图3A示出了在斜度为零("0")的表面29上的斜面水准 仪10。图3B示出了在具有角度为a的斜度的表面上的斜面水准仪10。 4牛 度测量装置30包括具有壁31的弧形管32。壁31可由一个单一的连续壁构 成或由与弧形管32的横截面形状有关的一系列连接侧面构成。弧形管32 在第一末端36处被帽56覆盖，在第二末端38处被帽58覆盖。弧形管32 的壁31限定出处于两个盖帽的末端36、 38之间的内部空间39。内部空间 39装有液体35,气态流体泡33处于液体中起斜度指示器34的作用。斜度 测量装置30也可包括具有测量标记42的量规40。
用于密封弧形管32的内部空间39内的液体35的帽56、 58可防止液 体35泄漏，这种泄漏可能引起气泡33的尺寸增大，因此降低斜度测量装 置30的准确度。此外，帽56、 58有利于防止由于温度或其他环境变化所 引起的影响到斜面水准仪10的气泡33的尺寸变化或使这种变化最小。例 如，帽56、 58可以是随液体膨胀和收缩而膨胀和收缩的压力帽，以使液体 35内的气泡33保持通常的恒定的尺寸。在这种情况下，温度变化对于斜度 测量装置30的影响较小。
顶点37处于弧形管32的第一末端36和第二末端38之间，该顶点与 正切平面T接触的弧形管32的外边缘41的点重合。正切平面T沿与主体 11的底侧16上的平坦测量表面20平行地走向。在顶点37处，量规40具 有"0"倾斜度的测量标记，由此表示将斜度指示器定位于该处时平坦测量 表面20所处的表面没有斜度。图3A示出了处于具有零("0")倾斜度的表 面29上、即表面29没有斜度的斜面水准仪10。
测量标记42还提供在顶点的任意一侧上的从1到12的倾斜度量度。
由斜度测量装置30测量的倾斜度或角度的范围能根据最终使用改变。在所
示的实施例中，倾斜度的量度可高达12,这与大约45度的角度相关。弧形 管具有曲率半径R,该曲率半径是从轴线45到穿过弧形管22的中间的中心 线44所测得的。横贯弧形管22的曲率半径R是一致的。
由斜度测量装置测量的角度范围和测量标记42的精度影响主体11的 宽度以及弧形管32的曲率半径R。曲率半径R越大，斜度测量装置30的 测量越准确。同时，必须考虑主体11的宽度W以确保其宽度是为了方便地 使用斜面水准仪10而可控制的宽度。根据能被斜面水准仪10测得的角度 范围和需要的精度等级，可增大或减少曲率半径R，同时还可提供方便使用 斜面水准仪10的主体11的宽度W。例如，为了在任意一侧提供高达12的 倾斜度的量度，在宽度约为2^英寸的主体11上可使用约为5/8英寸的曲率 半径R。这样的宽度便于工作于屋顶或其他不稳定位置上的建筑工人或木工 使用。
对于要求精度更精密的较小斜度的测量，可使用较大的曲率半径R， 这样可使用较小间隔的测量标记。例如，使砖瓦水平(leveling tile )时，可 使用能允许测量到1/10度的角度或微小倾斜度、测量能力(measurement capabilities )的范围较、的斜面水准仪10 。
图3B示出了图3A所示的斜面水准仪10的具有其平坦测量表面20处 于抵靠需测量的表面28的那部分。当弧形管32的内部空间39中的液体35 稳定时，气态流体泡33形式的斜度指示器34沿弧形管32的外边缘41运 动。通过使用具有测量标记42的量规40,斜度指示器34停留的位置表示 表面28相对于水平地轴线G延伸的角度oc (以倾斜度的方式进行测量时)。 在斜度指示器34停留在与沿平行于水平地轴线G延伸的正切平面T！的点 相应的点处，沿弧形管32的外边缘41的点通过弧形管32的外边缘41。再 者，该点可与表面28相对于水平地轴线G延伸的角度oc相关。在图3B所 示的实施例中，斜度指示器34表示斜度角度a具有约5.33的倾斜度，这大 约是20度。
图4示出了 一种可供选择的斜面水准仪110的一部分的示例性实施例。 斜面水准仪IIO具有主体lll,该主体具有顶侧112和底侧116以及前面114 和背面。底侧116具有抵靠需测量的表面放置的平坦测量表面120。
斜面水准仪110也包括斜度测量装置130。斜度测量装置130具有位于
斜面水准仪110的主体111的前面114上的弧形管132。弧形管132具有第 一末端136和第二末端138。如上所述，弧形管132具有位于第一末端136 和第二末端138之间的顶点137。顶点137与弧形管132的外边缘141上、 平4亍于平坦测量表面120的正切平面T3经过的点相应。
弧形管132限定出内部空间139,该空间内设置有实心球状小珠160 形式的斜度指示器134。优选实心球状小珠160由金属构成。例如，所述小 珠可由铝、不锈钢、钛等材料构成。或者，可用如水银之类的重的液滴代 替球状小珠。弧形管132被定位在主体111上，致使可从前面114或背面的 至少之一观察到弧形管132。第一末端136和第二末端138比顶点137更远 离平坦测量表面120，这样与图3A和3B所示的孤形管32相比，该弧形管 132处于相反位置。在某些实施例中，内部空间139可包含带有球形小J朱 160的液体，该球形小珠由密度比所述液体的密度大的材料构成。例如，所 述液体可以是矿物油。在这样的实施例中，液体可减小珠160运动的格格 声并緩沖小珠160的运动。当在弧形管132中使用液体时，在液体中可包 括小空气泡，以允许液体因所使用的液体的温度变化而收缩和膨胀。
具有测量标记142的量规140沿弧形管132的外边缘141延伸。每一 测量标记142处于将平坦测量表面120放置在具有与特定测量标记142的 倾斜角度相应的表面上时小珠160停留的点处。
弧形管132可具有较大的曲率半径或较小的曲率半径。例如，在某些 实施例中曲率半径可为12英寸或更大。在另一些实施例中，曲率半径可小 到约1英寸。弧形管132具有一致的曲率半径。将斜面水准仪110放置成 贴靠需测量的表面时，斜度指示器134停留的点是平行于水平地轴线的正 切平面经过的点。因此，顶点137出现在平行于平坦测量表面120的正切 平面上，这意味着所指示的部位没有斜度。因此，位于顶点137处的量度 指示器142表示倾斜度为零("0")。
在图4所示的实施例中， 一旦平坦测量表面120贴靠需测量的表面放 置而主体111倾斜时，重力的作用沿弧形管132的外边缘141拉动球形小珠 160。而球形小珠160停留的位置直接与被测表面相对于水平地轴线的角度 相关。
如上所述，斜面水准仪的长度对于操作斜面水准仪110而言是很重要 的。长度应足够大以抵消被测表面上的斜度的微小变化。例如，主体111 的长度应足够长以使木工或建筑工人在具有粗糙表面的结构上使用水准^义 110。例如，长度可在从约l英尺到约5英尺的范围。斜面水准仪的深度也 应使斜面水准仪在不需要另外的支撑的情况下能贴靠被测量的表面。深度
(见图6的横截面图)应能使得将斜面水准仪110放置在需测量的表面上 时不会翻倒。
图5示出了再一示例性实施例的斜面水准仪210。斜面水准仪210包4舌 主体211,该主体具有前面214和背面(未示出)以及顶侧212和底侧216。 底侧216具有可贴靠需测量表面放置的平坦测量表面220。
斜面水准仪210包括斜度测量装置230,该装置具有弧形管232和测量 标记242的量规240。在所示的实施例中，测量标记42以比例的形式表示 倾斜的角度。管232的弧度具有较大的曲率半径并提供允许测量有限的倾 斜角度的范围的外边缘241。由于曲率半径较大，量规240的测量标记242 的测量详细程度可提高。例如，被测角度可达十分之一度。在这种情况下， 用这种装置可更准确地确定能测到的在倾斜角度范围内的坡度(grade)或 倾斜度的微小变化。
在所示的实施例中，弧形管232具有限定出内部空间239的壁231。内 部空间239充有液体235并容纳有斜度指示器234,该斜度指示器是充有气 态流体的中空小珠262。中空小珠262的密度小于流体235的密度。弧形管 232具有第一末端236和第二末端238及顶点237,顶点与平行于平坦测量 表面222的正切平面通过的点相应。顶点237与由零("0")斜度测量指示 器242表示的零("0")斜度相应。将主体211及其测量平坦表面222放置 成贴靠需测量的表面时，中空的球形小珠262在外边缘241上移动到停留 位置。该停留位置与被测量的表面的倾斜角度相关。倾斜角度可根据中空 球形小珠262停留处的最靠近的测量指示器242读出。
图6示意地示出了斜面水准仪310的另一实施例的横截面。斜面水准 仪310包括主体311。在所示的实施例中，主体311由形成基底的金属I-梁 352构成。填充材料350填充了形成在I-梁的任意一侧上的在I-梁的翼之间 的空间，以给出主体311的常规矩形横截面。填充材料350可为木材、合 成树脂、塑料等。主体311具有顶侧312和底侧316。平坦测量表面320形 成在底侧316上。主体311具有深度D，该深度允许将其方便地贴靠需测量 的表面放置而不必考虑翻倒的情况。深度D允许斜面水准仪在不需要另外
的支撑的情况下直立于其测量位置。因此，使用者不必站立和保持斜面水
准仪310竖直。
主体具有嵌入到前面314内的测量装置330和嵌入到主体311背面318 内的第二测量装置330，。每一测量装置330、 330，包括透明的弧形管332、 332，以及如上所述的量规(未示出)。每一弧形管332、 332，被嵌入到切进填 充材料350内的凹槽329、 329，内。透明覆敷部分354在各凹槽329、 329， 内侧包围弧形管332、 332，。覆敷部分354可为清澈透明的环氧树脂、丙蹄 酸等。覆敷部分354保护弧形管332、 332，不被物理损坏以及某些程度的热 变化。
每一弧形管332、332，分别限定出装有液体335、335，的各内部空间339、 339，，在每一弧形管332、 332，中，包括有分别停留于流体335、 335，中的 气态流体泡333、 333，的斜度指示器334、 334，。在所示的实施例中，带测 量标记的用于每一测量装置330、330，的量规(未示出W皮标记在弧形管332、 332，上或被标记于填充材料354上。或者，测量标记量规可设于主体311上。 例如，可沿各凹槽329、 329，的外边缘326、 326，标记出测量标记。在另一 些实施例中，可沿各凹槽329、 329，的后壁328、 328，标记测量标记。
可将斜面水准仪的斜度测量装置设于斜面水准仪主体的前面或背面或 设于前面和背面两者上。或者，可通过置于斜面水准仪主体的中部的相应 孔内的单个弧形管从两侧观看到斜度测量装置。在一些实施例中，可在斜 面水准仪主体的同一面上安置多个斜度测量装置。例如，将可测量大到约 90°的倾斜角度的第一斜度测量装置设于前面，并将可测量大到约10°的 第二斜度测量装置设于相同的面上。
上面描述的这些实施例中所使用的弧形管可由玻璃、塑料、或其他透 明材料构成。弧形管可以是刚性的或也可是柔性的。可将弧形管置于前面 或背面或两者上的主体内的凹槽中。可将弧形管后面的凹槽部分遮蔽或涂 上颜色以提高区别和定位斜度指示器的能力。弧形管可具有圆形的外横截 面以及圆形内部空间。在一些实施例中，外部结构可以是正方形形状，而 内部空间可具有圆形横截面。此外，弧形管可具有其他对称形状的横截面， 只要该形状不妨碍斜度指示器的移动从而使斜度指示器能够准确地预测被 测表面的斜度。
如上所述，在弧形管^l嵌入到斜面水准仪的主体内的那些实施例中，
靠近弧形管的主体的区域以及弧形管可被清澈透明(clear )的覆敷部分覆盖， 以便保护斜度测量装置的弧形管。这种清澈透明的覆敷部分可以很厚以有 助于弧形管与冲击和温度变化的隔离。同时，清澈透明的覆敷部分有助于 放大斜度测量装置从而便于获取测量读数。例如，覆敷部分可以是清澈透 明的环氧树脂、丙烯酸等。例如，如果采用清澈透明的环氧树脂、环氧树 脂起保护弧形管的作用；同时也有助于放大斜度测量装置从而可方便地识 别出斜度指示器在弧形管内的位置。
在斜度测量装置内的液体中使用充有气态流体的小珠可根据小珠停留 于测量标记下方的位置提供准确而精确的定点测量。同样，对于液体内的 气态流体泡斜度指示器而言，气泡越小则被测表面的斜度的测量越准确和 测量位置越精确。当然，气态流体泡的尺寸应使其有益于方便地读取倾斜 角度。气泡内的气态流体可以是空气、氧气、氟、氯、溴、氮、或氢。此 外，气态流体可为惰性气体，例如，氦、氖、氩、氙、氡等。与在该位置 使用充有空气的小珠相比，使用气态流体泡可使弧形管内的液体更容易膨 胀和收缩。
在所示的实施例中使用的液体可包括水、防冻液、酒精、矿物油、合 成有机流体、硅基流体等。可使用的一种合适的液体是由Whitehall, Pennsylvania的Dynalene Transfer Fluids生产的Dynalene-HC。 Dynalene-HC 具有膨胀和收縮最小的有利的热性能。可使弧形管内使用的液体具有颜色， 以使在气泡和流体之间的反差更鲜明。或者，如果使用小珠，可使小珠具 有颜色，而液体可以是比较透明的。
附图中示出的和在上面所描述的本发明的那些实施例阐述了可在本发 明的范围内实施的多个实施例的示例。可以预料的是，可釆用很多其他结
料和尺寸。简而言之，申请人力图使本申请的保护的范围只由所附权利要 求的范围限制。
权利要求
1.一种用于测量表面斜度的斜面水准仪，所述斜面水准仪包括具有顶侧和底侧的主体，该主体具有设置在所述顶侧和所述底侧之间的前面和背面，所述底侧限定出第一平坦测量表面；设于所述主体上的透明弧形管，该弧形管具有第一末端和第二末端，所述弧形管限定出处于所述第一末端和所述第二末端之间的顶点；所述弧形管的所述第一和第二末端比所述顶点更接近所述第一平坦测量表面；所述弧形管限定出的内部空间，该内部空间内容纳有液体，所述弧形管还具有设置在所述内部空间内、所述液体中的气态流体泡；及被定位于靠近所述弧形管的量规，所述量规包括设置在其上的用来指示斜面量度的测量标记。
2. 如权利要求1所述的斜面水准仪，其中，所述顶点停留在所述弧形 管的正切平面内，所述正切平面平行于所述第一平坦测量表面。
3. 如权利要求1所述的斜面水准仪，其中，所述气态流体泡被包含于 小珠内。
4. 如权利要求1所述的斜面水准仪，其中，还包括限定在所述顶侧上 的第二平坦测量表面以及设置在所述主体的所述背面的第二透明弧形管。
5. 如权利要求4所述的斜面水准仪，其中，所述第二弧形管具有第一 末端和第二末端，所述第二弧形管在这两末端之间限定出顶点，所述第二 弧形管的所述第 一和第二末端比所述顶点更接近所述第二平坦测量表面， 所述第二弧形管限定出内部容纳有液体的内部空间，所述第二弧形管还具 有设置在所述液体内的气态流体泡以及沿所述第二弧形管的外部边缘定位 地设置在所述第一末端和所述第二末端之间的量规，所述量规包括设于其 上、用来表示斜面量度的测量标记。
6. 如权利要求1所述的斜面水准仪，其中，所述弧形管具有的曲率半 径允许在所述顶点的任意一侧测量约0度和至少约45度之间的斜面。
7. 如权利要求1所述的斜面水准仪，其中，所述弧形管具有的曲率半 径允许在所述顶点的任意一侧测量约0度和约至少约5度之间的斜面。
8. 如权利要求1所述的斜面水准仪，其中，还包括处于所述主体的所 述前面上的第二弧形管，该第二弧形管能测量与所述第 一弧形管的倾斜角 度范围不同的倾斜角度范围。
9. 如权利要求1所述的斜面水准仪，其中，所述气态流体泡包括空气。
10. 如权利要求1所述的斜面水准仪，其中，所述气态流体泡包括氦、 氖、氩、氪、氙、氡、氧、氟、氯、溴、氮、或氢中的至少一种。
11. 如权利要求1所述的斜面水准仪，其中，还包括至少一个设置在 所述主体上的水平装置，该至少一个水平装置能确定表面沿水平方向或垂 直方向中至少之一是否水平。
12. 如权利要求1所述的斜面水准仪，其中，所述量规包括用于以比 例或倾斜度的至少 一种方式测量的测量标记。
13. 如权利要求1所述的斜面水准仪，其中，所述管被嵌入所述主体 内，所述弧形管具有至少从所述前面或所述背面可观察到的至少 一部分。
14. 如权利要求13所述的斜面水准仪，其中，所述可观察到的部分被 透明覆敷层包覆。
15. 如权利要求14所述的斜面水准仪，其中，所述透明覆敷层是环氧 树脂或丙烯酸中的至少一种。
16. 如权利要求1所述的斜面水准仪，其中，所述量规沿设置在所述 第 一末端和所述第二末端之间的所述弧形管的外边缘定位。
17. 用于测量表面斜度的斜面水准仪，所述斜面水准仪包括细长主体，其具有顶侧和底侧并具有足够长的长度以抵消被测表面上 的斜度的微小变化，所述主体具有设置在所述顶侧和所述底侧之间的前面 和背面，所述底侧限定出第一平坦测量表面；设于所述主体上的至少 一个透明弧形管，该弧形管具有第 一末端和第 二末端，该弧形管限定出处于所述第 一末端和所述第二末端之间的顶点；所述弧形管限定出的内部空间，该内部空间具有设置在所述弧形管的 所述内部空间内的斜度指示器，所述斜度指示器可在所述内部空间内移动； 及定位于靠近所述弧形管的量规，所述量规包括设置在其上的测量标记， 该标记根据所述斜度指示器在所述弧形管的所述内部空间内的位置指示斜 面的量度。
18. 如权利要求17所述的斜面水准仪，其中，所述顶点停留在所述弧 形管的正切平面内，所述顶点的所述正切平面与所述第 一平坦测量表面平行。
19. 如权利要求17所述的斜面水准仪，其中，所述弧形管的所述第一 和第二末端比所述顶点更接近所述第 一平坦测量表面，所述内部空间中容 纳有液体，所述斜度指示器包括气态流体泡。
20. 如权利要求17所述的斜面水准仪，其中，所述顶点比所述弧形管的所述第一和第二末端更靠近所述平坦测量表面，所述斜度指示器包括可 沿最靠近所述量规的所述弧形管的部分移动的重于空气的材料。
21. 如权利要求20所述的斜面水准仪，其中，所述斜度指示器是球形 小珠。
22. 如权利要求21所述的斜面水准仪，其中，所述球形小珠包括金属。
23. 如权利要求17所述的斜面水准仪，其中，所述量规包括用于测量 比例或倾斜度中的至少 一种的测量标记。
24. 如权利要求17所述的斜面水准仪，其中，所述沐形管具有的曲率 半径允许在所述顶点的任意一侧测量约为O度和约至少约为5度之间的斜 度。
25. 如权利要求17所述的斜面水准仪，其中，所述弧形管具有的曲率 半径允许在所述顶点的任意一侧测量约为0度和至少约为45度之间的斜 度。
26. 如权利要求17所述的斜面水准仪，其中，所述长度在约为1英尺 和约为5英尺之间。
27. 如权利要求17所述的斜面水准仪，其中，所述量规沿设置在所述 第 一末端和所述第二末端之间的所述弧形管的外边缘定位。
全文摘要
本发明提供一种用于测量表面斜度的斜面水准仪。该斜面水准仪包括具有前面和背面、并限定出第一平坦测量表面的主体。主体上设有透明弧形管。弧形管具有第一末端和第二末端且在第一末端和第二末端之间限定出顶点。弧形管限定出内部空间，内部空间中设有斜度指示器。斜度指示器可在内部空间中移动。量规被定位在靠近弧形管之处。量规包括设置在其上的测量标记，该测量标记根据弧形管内部空间内的斜度指示器的位置指示斜面的量度。
文档编号G01C9/00GK101365923SQ200680051216
公开日2009年2月11日 申请日期2006年11月14日 优先权日2005年11月16日
发明者马修·蒙哥马利 申请人:马修·蒙哥马利