具有改进端钩抓持件的粉箱的制作方法

1.示例性实施例总体上涉及一种粉箱或粉卷筒，尤其涉及一种具有改进的端钩抓持件设计的粉箱或粉卷筒。


背景技术：

2.粉箱(有时被称为粉卷筒或粉线工具)是一种用于在表面上标记直线的工具。为了实现这一点，粉箱通常包括细线或线，其可以由尼龙、棉或其它材料制成，并且能够缠绕或卷绕在卷轴组件上。线暴露于工具内的粉(chalk)(或其它标记物质)。线通常在一端具有端钩，并且该端钩从工具的主体延伸。端钩可被拉动，从而从卷轴组件中抽出线，以将端钩放置在第一点，该第一点远离第二点，工具的其余部分将被保持在该第二点附近。可替代地，端钩可以固定到第一点，并且工具的其余部分可以移动到第二点，同时从卷轴组件收回线。在任一情况下，端钩将线保持在第一点，并且使用者可以将线相对张紧地拉动到第二点(例如，用使用者的手或拇指将线保持在第二点)。然后，使用者可以急剧地拨动或弹击线，并且粉可以被转移到该表面以在第一点和第二点之间标记直线。标记线通常被称为粉线，并且在其形成之后，使用者通常操作可旋转手柄，该手柄可操作地联接到卷轴组件以将线缩回到卷轴或其卷筒上。
3.上述方法和适于执行该方法的工具都非常陈旧。然而，与该工具相关的同样旧的事实是，传统设计倾向于采用简单的端钩，该端钩在其两个垂直部分之间具有90度弯曲。这种类型的端钩虽然制造简单且易于使用，但在一些表面上不提供良好的抓持强度。这些年来的一些设计改进导致端钩的远端被分成两个叉状物，并且进一步的改进导致两个叉状物的远端弯曲。然而，尽管这些简单的设计改进已经在工业中反复复制，但是从来没有任何明显的努力来优化设计的抓持强度。特别地，在工业中从未认识到，在这种一般设计中的特定设计参数的优化可以显著地改善设计的性能。
4.在粉箱适用于多种不同介质或不同类型的表面材料的情况下，重要的是在形成粉线之前(或特别是当线被抽出以用于拨动时)，端钩不会从介质或材料的端部滑脱。因此，重要的是提供一种端钩，该端钩提供了改进的抓持特性，该抓持特性可以应用于多种不同使用情况中的任何一种。


技术实现要素：

5.一些示例性实施例可以提供一种粉箱，该粉箱具有改进的端钩设计，使得端钩能够更牢固地抓持表面。
6.在示例性实施例中，提供粉箱(也被称为粉卷轴或粉线工具)。粉箱可以包括具有孔的壳体、包封在壳体内的卷轴组件、具有可操作地连接到端钩的第一端并被构造为从壳体延伸穿过孔且具有被构造成缠绕在卷轴组件上的第二端的线、以及粉盒，线被保持在粉盒中或线在延伸出孔之前穿过粉盒。端钩可包括在第一平面中从近端延伸到远端的杆部分和接合部分。接合部分可以由具有外横向边缘的一组齿限定，外横向边缘在其间限定钩宽
度。接合部分可以远离杆部分延伸接合长度。每个齿可以包括在基本上垂直于第一平面的第二平面内远离杆部分的远端延伸的齿的一部分。每个齿还可包括靠近齿的远端并且从第二平面弯曲出来以形成接合角的一部分。在一些情况下，齿中的每一个从齿弯曲出第二平面的点向远端渐缩，以在相应的渐缩边缘之间限定齿角。齿半径可以从齿的远端的顶点到齿弯曲出第二平面的点限定。钩宽度可以在大约16.5mm和大约21mm之间的范围内，并且齿半径可以小于大约1.4mm。作为齿半径小于约1.4mm的替代或附加，接合角可以大于约45度。
7.在另一示例性实施例中，提供了一种测量装置的端钩。端钩可包括在第一平面中从近端延伸到远端的杆部分和接合部分。端钩可以在近端可操作地联接到测量装置。接合部分可以由具有外横向边缘的一组齿限定，外横向边缘在其间限定钩宽度。接合部分可以远离杆部分延伸接合长度。每个齿可以包括在基本上垂直于第一平面的第二平面内远离杆部分的远端延伸的齿的一部分。每个齿还可包括靠近齿的远端并且从第二平面弯曲出来以形成接合角的一部分。在一些情况下，齿中的每一个从齿弯曲出第二平面的点向远端渐缩，以在相应的渐缩边缘之间限定齿角。齿半径可以从齿的远端的顶点到齿弯曲出第二平面的点限定。钩宽度可以在大约16.5mm和大约21mm之间的范围内，并且齿半径可以小于大约1.4mm。作为齿半径小于约1.4mm的替代或附加，接合角可以大于约45度。
附图说明
8.已经概括地描述了一些示例性实施例，现在将参考附图，附图不一定按比例绘制，并且其中：
9.图1示出了根据示例性实施例的粉箱的框图。
10.图2示出了根据示例性实施例的粉箱的主视立体图；
11.图3示出了根据示例性实施例的粉箱的后视立体图；
12.图4示出了根据示例性实施例的沿穿过粉箱的半壳之间的相交处的平面截取的横截面图；
13.图5是根据示例性实施例的沿着粉箱的纵向中心线通过垂直于图4中所述平面的平面截取的横截面图。
14.图6a是根据示例性实施例的端钩的立体单独视图；
15.图6b是根据示例性实施例的端钩的侧视图；
16.图6c是根据示例性实施例的端钩的主视图；
17.图6d是根据示例性实施例的端钩的后视图；以及
18.图7示出了一系列测试数据和相应结果的表。
具体实施方式
19.现在将在下文中参考附图更全面地描述一些示例性实施例，在附图中示出了一些但不是所有示例性实施例。实际上，本文描述和描绘的示例不应解释为限制本公开的范围、适用性或配置。相反，提供这些示例性实施例是为了使本公开满足适用的法律要求。相同的附图标记始终表示相同的元件。此外，如本文所使用的，术语“或”应解释为每当其操作数中的一个或多个为真时就结果为真的逻辑运算符。如本文所使用的，可操作联接应该理解为涉及直接或间接连接，在任一情况下，该直接或间接连接使得能够实现可操作地彼此联接
的部件的功能性互连。
20.如上所述，一些示例性实施例可以涉及提供一种粉箱，该粉箱可以具有用于更好抓持强度的改进的端钩设计。这可以通过提供如本文所述的端钩几何形状来实现。图1示出了根据一个示例性实施例的粉箱100的框图，图2和图3分别示出了粉箱的主视立体图和后视立体图。图4示出了沿穿过粉箱的半壳之间的相交处的平面截取的横截面图。图5是沿着粉箱的纵向中心线通过垂直于图4中所述平面的平面截取的横截面图。由图6a、6b、6c和6d限定的图6示出了根据示例性实施例设计的端钩的各种视图。
21.值得注意的是，尽管图2-5示出了特定的粉箱设计，其可以很好地与示例性端钩设计一起使用，但是应该理解，这里描述的端钩设计也可以用于任何其它的粉箱设计。因此，图2-5所示的粉箱设计仅仅作为示例而提供，以便于大体描述粉箱的操作，并示出这里所述的端钩设计如何也可以有利地应用于一个示例性粉箱设计中。
22.现在参考图1-6，示例性实施例的粉箱100可包括壳体110，该壳体包括第一半壳112和第二半壳114。第一和第二半壳112和114可以在其中容纳卷轴组件120和回缩组件130。线140(或绳)可以缠绕在卷轴组件120上，并且可以可替换地从卷轴组件120上抽出和回缩到其上。回缩到卷轴组件120上可通过回缩组件130实现，该回缩组件可包括可折叠手柄132，该可折叠手柄被折叠以套入第二半壳114的一部分中，并被展开以使用户能够转动手柄132。当手柄132被展开和转动时，毂134旋转并且可操作地联接到齿轮组件(参见图5的齿轮组件136)，对于手柄132的每个相应旋转，齿轮组件可以提供卷轴组件120的卷筒或卷轴的多个旋转。
23.线140可以通过形成在壳体110的一部分中的孔150放出。孔150可以形成为稍大于线140的直径，并且可以进一步容纳或保持过滤器或擦拭构件，例如一片毛毡或其它材料，其防止粉末从粉盒160中过量漏出(该粉盒在线140位于壳体110内部时暴露于线140)，并且还在线140从壳体110抽出时从线140除去过量的粉末。毛毡可以通过保持线或其它结构保持在其位置中。因此，线140在离开孔150之前可以穿过或保留在粉盒160中。在示例性实施例中，粉盒160可以包括插塞162，其可以从壳体110的外部接近并被移除，以能够再次填充粉盒160。该示例的插塞162位于壳体110的底部，但是插塞162的其它位置也是可能的。
24.线140具有设置在其一端处的端钩170，并且在线140的另一端处固定到卷轴组件120。端钩170可以(暂时)固定到待标记的介质或表面上的锚定点。一旦将端钩170固定到锚定点，线140就可以从孔150中放出，并且从卷轴组件120上松开。当已经放出了期望长度的线140时，使用者可以通过如上所述地弹击或拨动线140来进行任何必要的标记。然后，端钩170可从锚定点释放，且手柄132可用于操作回缩组件130，以通过将线140经由孔150拉回到壳体110内而将线140卷绕回到卷轴组件120上。
25.尽管端钩170可以在孔150附近从壳体110悬垂，但是一些示例性实施例可以采用支座组件180，其可以形成为嘴或喷嘴，其包括形成在其中的接收腔182以允许端钩170回缩到接收腔182中。当端钩170回缩到接收腔182中时，端钩170可以与支座组件180的远端(相对于壳体110的其余部分)齐平地安置。换句话说，端钩170完全安置在壳体110的一部分中(具体地，安置在支座组件180的接收腔182中)，使得端钩170的主体、背部、基部或脊部的基本上全部由接收腔182接收或围绕，并且仅齿或叉部(其相对于主体、背部、基部或脊部以大约90度的角度延伸)在接收腔182的外部。如果采用这种布置，则可以确保端钩170不会被无
意地绊住或卡在物体、衣服和/或类似物上，而且还产生光滑且美观的外观。
26.参照图6，将讨论示例性实施例的端钩170的一些一般特征。在这方面，端钩170可以包括，线140附接到该杆部分200。特别地，杆部分200可以是朝向其近端202(相对于端钩170与线140的连接而考虑近端)渐缩的金属片的扁平件(例如，大约1.3mm厚)。杆部分200可包括接收腔210，线140可穿过该接收腔被送入以便于线140连接到端钩170。
27.杆部分200可以在第一平面中从其近端202延伸到其远端204。在杆部分200的远端204处，端钩170可以包括到接合部分220的过渡部(例如，弯曲部)。接合部分220可以由彼此间隔开齿间间隙232的两个齿230限定。齿230可以在基本上垂直于杆部分200所处的第一平面的方向上远离杆部分200的远端204延伸。这样，齿230可在基本上垂直于第一平面的第二平面内延伸(至少最初且靠近接合部分220和杆部分200之间的过渡)。
28.接合部分220和杆部分200之间的过渡可以发生在杆部分200的远端204和齿230的近端(相对于杆部分200)。同时，齿230可以各自朝向它们各自的远端240延伸，在那里发生两个同时的过渡。在这方面，每个齿230将弯曲出第二平面(并且通常朝向第一平面返回)，并且还从弯曲开始的点附近宽度逐缩直到在一点处到达远端240。弯曲出第二平面的量可以被称为接合角(α)。
29.如上所述，从未有任何明显的努力来优化工业中的端钩相对于抓持强度的特征。然而，在设计示例性实施例中，已经为某些参数确定了多个变量范围，这些变量范围实际上导致端钩170的抓持强度的显著改进。现在将详细描述已经发现的优化端钩170的抓持强度的范围，并且随后是示出这些先前未知的参数范围的结果有效性质的测试结果的演示。
30.钩宽度(w)可以在每个齿230的相对的横向边缘之间测量。钩宽度(w)是已经发现的变量之一，与下面描述的其它变量中的一些相结合，能够被优化以提高抓持强度。在这方面，当与小于大约45度的接合角(α)或小于大约1.4mm的齿半径(tr)结合时，已经表明在大约16.5mm和21mm之间的钩宽度(w)范围是最佳的。齿半径(tr)可以从齿230的远端232到弯曲开始超出第二平面的点测量。与上述接合角(α)和齿半径(tr)尺寸中的任一个或两个相结合能够积极地影响端钩170的抓持强度的另一尺寸，可以是齿230的接合长度(l)。当齿230延伸远离第一平面时，接合长度(l)可测量齿230的全长。在示例性实施例中，接合长度(l)可以选择为大于大约9mm。
31.从图6可以理解，齿230的远端240可以渐缩成一点。因此，当横向边缘242远离远端240延伸时，齿230的远端240的横向边缘242之间可限定角度(即，齿角)。在示例性实施例中，可将齿角选择为大约90度，或在80度至100度之间的范围内。
32.测试结果已经表明，选择上述几何形状和尺寸可以提供平均抓持力相对于由其它端钩施加的抓持力的大于90％的增加。由表a、b、c、d、e和f限定的图7示出了在各个不同的端钩设计的各个样本的性能测试期间响应于测量的各个力而收集的数据。在这方面，示例性实施例(即，端钩170)的性能在表a中示出。在四个竞争对手的端钩的相同性能测试期间进行的测量分别显示在表b、c、d和e中。表f示出了所有各端钩平均值的比较。
33.值得注意的是，测试装备对于每组测量是相同的，并且包括标准长度的线和在线的远端处的标准重物。然后将被测试的端钩连接到竖直定向表面(实际上是保持在老虎钳中的板)的边缘，以通过线悬挂标准重物。然后使用测力计在两个方向上推动端钩，并测量
在每个各自的方向上移动端钩所需的力。推力d1是当在平行于第一平面(因此也平行于板表面)的方向上移动端钩时测量的推力(使用测力计)。因此，推力d1是推动端钩以使其沿竖直定向表面滑动(即，不将端钩推离或远离该表面)所需的力。同时，推力d2是当在垂直于第一平面(因此也垂直于板表面)的方向上移动端钩时测量的推力(使用测力计)。因此，推力d2是推动端钩以使其远离竖直定向表面滑动(即，将端钩推离或远离该表面)所需的力。
34.表a中示出了用于示例性实施例的端钩170的五个样本测量。表b中示出了用于竞争者1的端钩的五个样本测量。表c中示出了用于竞争者2的端钩的五个样本测量。表d中示出了用于竞争者3的端钩的五个样本测量。表e中示出了用于竞争者4的端钩的五个样本测量。然后，表f示出了每个相应端钩的平均滑动力(即，五个推力d1测量的平均值)以及平均推力(即，五个推力d2测量的平均值)。然后计算滑动力和推力的平均值，并显示为每个相应端钩的平均“抓持力”。从所示数据可以理解，示例性实施例的端钩170(即，采用在此描述的优化范围内的尺寸，具体地，端钩宽度(w)为17.5mm，齿半径为1mm，接合角为45度，接合长度为10.7mm)具有1.38磅(lb)的平均抓持力。同时，四个竞争者端钩的平均抓持力为0.71(lb)，从而导致超过所有竞争者设计的平均性能的94％抓持力改进。
35.在示例性实施例中，提供了一种粉箱。粉箱可以包括具有孔的壳体、包封在壳体内的卷轴组件、具有可操作地联接到端钩的第一端并被构造为从壳体延伸穿过孔且具有被构造成缠绕在卷轴组件上的第二端的线、以及粉盒，线被保持在粉盒中或线在延伸出孔之前穿过粉盒、以及示例性实施例的端钩。
36.(粉箱或其它测量装置的)端钩可包括在第一平面内从近端延伸到远端的杆部分和接合部分，该测量装置用于测量和/或标记直线。端钩可以在近端可操作地联接到测量装置(例如，通过线)。接合部分可以由具有外横向边缘的一组齿限定，该外横向边缘在其间限定钩宽度。接合部分可以远离杆部分延伸接合长度。每个齿可以包括在基本上垂直于第一平面的第二平面内远离杆部分的远端延伸的齿的一部分。每个齿还可包括靠近齿的远端的一部分，该部分从第二平面弯曲出来以形成接合角。在一些情况下，齿中的每一个从齿弯曲出第二平面的点向远端渐缩，以在相应的渐缩边缘之间限定齿角。齿半径可以从齿的远端的顶点到齿弯曲出第二平面的点限定。钩宽度可以在大约16.5mm和大约21mm之间的范围内，并且齿半径可以小于大约1.4mm。作为齿半径小于约1.4mm的替代或附加，接合角可以大于约45度。
37.在一些实施例中，上述装置的特征可以被增加或修改，或者可以添加附加特征。这些增加、修改和添加可以是可选的，并且可以以任何组合提供。因此，尽管下面列出了一些示例性修改、增加和添加，但是应当理解，修改、增加和添加中的任何一个可以单独地实现，或者与所列出的一个或多个或甚至所有其它修改、增加和添加组合地实现。这样，例如，接合长度可以大于约9mm。在示例性实施例中，齿角可以在大约80度和大约100度之间。在一些情况下，齿之间的间隙可以在约3mm和约4mm之间。在示例性实施例中，杆部分的长度可以是接合长度的至少两倍。在一些情况下，测量装置可以是粉箱，并且端钩可以经由线可操作地联接到粉箱。
38.受益于在前述描述和相关附图中呈现的教导，本发明所属领域的技术人员将想到本文阐述的本发明的许多修改和其它实施例。因此，应当理解，本发明不限于所公开的具体实施例，并且修改和其它实施例旨在包括在所附权利要求的范围内。此外，虽然前面的描述
和相关联的附图在元件和/或功能的某些示例性组合的上下文中描述了示例性实施例，但是应当理解，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以通过替代实施例来提供元件和/或功能的不同组合。在这方面，例如，与上文明确描述的那些不同的元件和/或功能的组合也被预期为可以在所附权利要求中的一些中阐述。在本文描述了优点、益处或问题的解决方案的情况下，应当理解，这些优点、益处和/或解决方案可以适用于一些示例性实施例，但不一定适用于所有示例性实施例。因此，本文所述的任何优点、益处或解决方案不应被认为对所有实施例或本文所要求保护的实施例是关键的、必需的或必要的。尽管在此使用了特定术语，但是它们仅在一般性和描述性意义上使用，而不是为了限制的目的。