[发明专利]数字水平仪

说明书

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。

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“Digital Level(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“Digital Level(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。

背景技术

本发明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。

发明内容

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。

本发明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。