CN1052848C - 组合作用的手动修枝剪 - Google Patents

Abstract

一种手动修枝剪，它包括一个上手柄和可绕枢轴转动地连接在该上手柄上的一个下手柄，一个刀片和作为另一刀片的钩，其中所述的刀片固定在下手柄上，钩绕枢轴可转动地连接在下手柄上，以便通过运动与刀片啮合，该手动修枝剪还包括将钩子与上手柄连接起来的连杆，从而当上手柄绕柄轴转动后与下手柄接合时，钩绕枢轴转动与刀片啮合。

Description

组合作用的手动修枝剪

本发明涉及一种剪枝工具，更确切地说是涉及一种手持式修枝剪，它在剪刀片上所提供的切割力多倍于使用者在手柄上所施加的力。

已设计有各种类型的手动工具以杠杆作用原理为基础进行工作，它们的杠杆设计成当剪刀闭合时能增加作用在刀片上的力。这类剪切装置中典型的有：用于修枝装置的美国专利，专利号1,436,603，颁发于1922年11月21日；用于剪刀的美国专利，专利号2,744,323，颁发于1956年5月8日；用于金属剪的美国专利，专利号2,766,526，颁发于1956年10月16日；用于树篱剪的美国专利，专利号2528816，颁发于1950年11月7日；以及，用于扁嘴钳的美国专利，专利号787,414，颁发于1905年4月18日。所有这些装置都采用一种连杆机构来获得力学上的好处，即在剪刀闭合时增加了施加的力。Walton的美国专利787,414号公开了一种钳子，它所提供的切割力从零起迅速增加，当手柄绕着枢轴转成直角时迅速减为零。

颁发于1993年9月21日用于力倍增装置的美国专利5,245,755，以及颁发于1971年6月28日的用于金属切削剪的美国专利3,587,173，均提出了一种杠杆机构，当剪刀在切削金属时闭合的情况下，能提供一个增加了的力。

本发明的主要目的是提供了一种改进的手动修枝剪，当用一个不变的力加在手柄上使手柄闭合一半距离时，可在刀片上产生一个最大的力。

本发明的一个重要特点是在手动修枝剪上采用了一种结构，它能根据所要切割的材料，将一种剪式的修枝剪很容易地改造成一种砧式的修枝剪。

本发明的另一个特点是对操纵手柄采用了一种符合人机学的设计，使操纵手柄端部弯曲，以便能更好地观察刀片，以及减少操作者手臂中的腕部的疲劳。

这种手动修枝剪的一个重要优点是，所用的组合式连杆机构能在刀片行程的中点产生一个大得多的切割力，这个力明显地大于手动修枝剪所提供的力。

本发明的这些和其他的一些特点，都来自于所采用的力倍增连杆，它包括一对在其一端连接并可绕枢轴转动的手柄。刀片和钩可折卸地装在其中一个手柄上。一对连杆可绕枢轴转动地连接在其中一个手柄和钩上，用来使钩绕枢轴转动与刀片进入啮合。连杆被安排成在钩与刀片进入啮合的行程中点时，在刀片和钩之间产生一个最大的切割力。

本发明的其他基本特点和优点，在参阅附图、下文的详细说明和所附的权利要求后，对于那些普通技术人员而言是显而易见的。其中：

图1  按本发明的修枝剪左侧视图，表示其处于闭合位置；

图2  一透视图，表示此修枝剪处于张开位置；

图3  图1的前视正视图；

图4  图1的后视正视图；

图5  沿图1中A-A线所取的视图；

图6  沿图1中B-B线所取的视图；

图7  沿图1中C-C线所取的视图；

图8  沿图1中D-D线所取的视图；

图9  局部剖去的左侧正视图，表示连杆组件的打开位置；

图10  连杆组件的分解透视图；

图11  类似于图10的视图，表示局部装配后的连杆；

图12  修枝剪的左侧透视图，此修枝剪有一个装在钩片上的

      砧；

图13  修枝剪的右侧透视图

图14  类似于图12的视图，表示修枝剪处于打开位置；

图15  修枝剪的左侧视图；

图16  修枝剪右侧正视图；

图17  修枝剪顶视图；

图18  修枝剪底视图；

图19  局部剖去的修枝剪左侧视图，表示连杆组件；

图20  类似于图19的视图，表示连杆组件处于打开位置；

图21  分解透视图，表示砧、钩和刀片。

在详细介绍本发明的至少一个实施例之前，应该指出，本发明不限于在下列说明或附图中所表示构件的结构和配置的具体应用。本发明可有其他实施例，或通过不同的方式实施。还应指出，文中所使用的措辞和术语，其目的是为了进行说明，而不应认为是一种限制。

图1至11中表示的按本发明的手动修枝剪是一种旁侧式或剪式修枝剪，图12至21中所涉及的则是一种砧式修枝剪。尽管这两类修枝剪工作原理不同，但两者都有一个下手柄12和一个上手柄或操纵手柄14，操纵手柄14用一个销子16与下手柄12相连，并可绕枢轴转动，销子16穿过手柄12上的孔17和手柄14上的孔19。手柄14的端部15大约相对于手柄14弯曲45°角，以提供更好的视域以及减少操作者手臂的疲劳。刀片18可折卸地借助于螺钉20固定在下手柄12上，螺钉穿过手柄12上的孔21和刀片18上的孔23。螺钉20用螺帽11固定在这些孔中。钩22可绕枢轴转动地装在螺钉20上，螺钉20穿过钩22上的孔25，如图10中所示。

如图10和11所示，钩22借助于三连杆机构24运动，进入与刀片18啮合，当钩22移过其行程一半时，这种三连杆机构可在钩22与刀片18之间产生最大切割力。三连杆机构24本身包括一对连杆26，它们各有一端用销子28可转动地连接在手柄14的端部15上，销子28穿过上手柄14上的孔30和连杆26一端的孔32。连杆26的另一端用销子34可转动地连接在钩22上，销子34穿过连杆26上的孔36和钩22上的孔38。

手柄14在一个压缩弹簧40的作用下偏移到如图9所示的张开位置，弹簧40安装在下手柄12的凸起42上和上手柄14凹座46中的凸起44上。可借助于锁48将操纵手柄14锁定在它与下手柄12接合的位置上。为此，如图11所示，锁48上包括一对凸缘50，它们与操纵手柄14上的凸缘52配合。锁48上还有一对设在底部的凸缘54，它们用来与手柄12上的槽56相啮合，当锁48向下推动时，它们与下手柄12的槽56啮合，如图11所示。

图1和图12至21中所示之修枝剪10，有一个装在钩22上的砧58。如图21所示，在将砧58装在钩22的边缘65上后，钩22被改造成为一种砧式的切割器具。砧58上有一个槽66，它与钩22边缘65的曲率相配。用一个螺钉68将砧58固定在钩22上，螺钉68穿过砧上的孔70和钩22上的孔72，为了拧螺钉68，在砧上制有一个螺纹孔(图中未表示)。应该注意，砧58是沿横向偏置地进入刀片18的运动轨迹中的。

操纵时锁48向上推，将锁从手柄12中的槽56脱出。弹簧40使操纵手柄14绕销子16转动到与下手柄12大约成30°角。手柄14绕枢轴的转动，使在钩22上的砧绕支点作离开刀片18的转动。当手柄14闭合时，它将绕销子16转动，此时连杆26拉动钩22绕螺钉20转动，因此使砧58与刀片18进入切割啮合。砧58压在刀片18上的力一开始将增大，因为连杆26与销子16和螺钉20的枢轴点之间均有间距，下文中将对此作更具体的说明。

刀片18可拆卸地装在手柄12上，以允许更换刀片或磨快刀片18的刃边60。对此应该注意，刀片18应齐正地装在手柄12的槽31(图7)中，并用螺钉20固定在手柄12中，此螺钉穿过刀片18的孔23。当将螺帽11从螺钉20上拆下，并将螺钉从刀片18的孔23中退出时，刀片18便可以取下。

当三连杆机构24通过中点时，刀片18和钩22将达到最大切割力F_R，也就是说，最大切割力发生在手柄14从完全张开向完全闭合运动了15°时。图9中表示了三连杆机构中，连杆P₁P₄、P₄P₃和P₃P₂的关系。当连杆P₁P₄和P₄P₃成直角以及连杆P₄P₃和P₃P₂成直角时，加在被切割对象上的力F_R最大。这种关系发生在手柄从30°角运动到15°角的时候。对这种关系的三连杆机构的公式为 $F_r=\left[\frac{(F_1\×\mathrm{Dis}\tan \mathrm{ce}{P}_1\mathrm{to}{F}_1)}{\mathrm{Dis}\tan \mathrm{ce}{P}_1\mathrm{to}{P}_4}\cos \mathrm{\α}\right]\×\left[\left(\mathrm{Dis}\tan \mathrm{ce}{P}_2\mathrm{to}{P}_3\right)\cos \mathrm{\β}\right]\×\left[\frac{1}{\mathrm{Dis}\tan \mathrm{ce}{F}_1\mathrm{to}{P}_2}\right]$ 式中：

F_R是作用在工件上的力

F₁是作用在手柄14上的力

P₁是销子16

P₂是螺钉20

P₃是销子34

P₄是销子28

α＝连杆P₄P₃与在P₄处的一条与连杆P₁P₄垂直的线的夹角

β＝连杆P₃P₄与在P₃处的一条与连杆P₂P₃垂直的线的夹角

当连杆转到中点位置时，在钩22中点的力F_R将增大，当钩与旁边的刀片18闭合时或与砧58进入啮合时，此力F_R减小。

因此，按本发明显然提供了一种组合作用的手动修枝剪，它完全满足前面所提出的目的和优点。尽管对本发明是结合其具体实施例加以说明的，但是对于那些本领域的普通技术人员而言，显然可以作出许多修改和变化。当然，企图采用的所有这些修改和变化，都属于所附权利要求的精神和基本范围之内。

Claims (8)

1.一种手动修枝剪，它包括一个上手柄(14)和可绕枢轴转动地连接在该上手柄(14)上的一下手柄(12)，一个刀片(18)和作为另一刀片的钩(22)，其特征在于所述的刀片(18)固定在下手柄(12)上，钩(22)绕枢轴可转动地连接在下手柄(12)上，以便通过运动与刀片(18)啮合，该手动修枝剪还包括将钩(22)与上手柄(14)连接起来的连杆(26)，从而当上手柄(24)绕枢绕转动后与下手柄(12)接合时，钩(22)绕枢轴转动与刀片(18)啮合。

2.按照权利要求1所述之修枝剪，其特征是它包括将手柄偏移到一个张开位置的机构。

3.按照权利要求1所述之修枝剪，其特征为：连杆(26)的一端(32)可绕枢轴转动地连接在上手柄(14)上，并与上手柄(14)和下手柄(12)作为枢轴的连接点(P₁)相隔一定距离，此连杆(26)的另一端(36)可绕枢轴转动地连接在钩(22)上，并与钩(22)和下手柄(12)作为枢轴的连接点(P₂)相隔一定距离。

4.按照权利要求3所述之修枝剪，其特征为：上手柄(14)包括一个手柄部分和一个端部(15)，端部(15)与手柄部分成一个角度，此手柄相对于下手柄(12)有一个最大为30°的张开角。

5.一种手动修枝剪，它包括一个上手柄(14)，一绕枢轴可转动地连接在上手柄(14)上的下手柄(12)，一刀片(18)和作为另一刀片的钩(22)，其特征在于所述的上手柄(14)包括一端部(15)和一手柄部分，端部(15)通过一销子(16)在枢轴点(P₁)处与下手柄(12)连接，钩(22)的一端绕枢轴可转动地通过螺钉(20)连接在下手柄(12)上，而刀片(18)也通过螺钉(20)固定在下手柄(12)上，还包括一对连杆(26)，它们将钩(22)与端部(15)连接起来，从而当上手柄与下手柄绕枢轴相对转动而接合时，将拉动钩(22)与刀片(18)啮合。

6.按照权利要求5所述之修枝剪，其特征为：连杆(26)与端部(15)的连接点(P₄)与销子(16)的枢轴点(P₁)相隔一定距离；连杆(26)与钩的连接点(P₃)与螺钉(20)相隔一定距离。

7.按照权利要求6所述之修枝剪，其特征是包括一个装在钩(22)上并在刀片运动轨迹中的砧(58)。

8.按照权利要求7所述之修枝剪，其特征是包括一个砧(58)，它装在钩(22)上，并相对于钩(22)沿横向偏置地进入刀片(18)的运动轨迹中。

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