CN108207374B - 一种可精确修剪的剪刀 - Google Patents
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Abstract
一种可精确修剪的剪刀,实现了枝干的精确修剪,可根据需要只剪切某一根所需修剪的枝干,避免了剪掉周边其他枝干的发生。使用时,通过调节圆盘A、旋转圆盘A调整一对滑块在弧形轨道板上的位置,继而使刀片置于被剪切物位置,然后通过调节圆盘B、旋转圆盘B调整刀尖与被剪切物的角度。剪切时,通过弹簧的弹簧力作用、调节柱与滑槽的滑动配合,刀片可根据被剪切物的外轮廓自动调整位置和角度,更好地与下剪刀臂配合完成剪切,同时该自适应机构也起到对刀片刀刃以及下剪刀臂刀刃的保护作用。本发明结构简单合理,生产制造容易,省时省力,实现精确修剪,可应用于园林领域,修剪树枝或采摘蔬果,具有广阔的市场空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种剪刀的结构,具体是一种可精确修剪的剪刀的结构。
背景技术
剪刀,是一种剪裁物件的工具,有双刀刃,常用于剪裁头发、布料、纸及食物等,医生进行手术亦有使用,还可以用于园林领域,修剪树枝或采摘蔬果。
现有的剪刀一般由两个相同的上、下剪刀臂铰接而成,且上、下剪刀臂均设有一定长度的刀刃。人们在修剪树枝时,当需要修剪某一根叉出的枝干,或者是某一根长有成熟果实的枝干,采用现有的剪刀修剪时,通常会剪到周边不需要修剪的枝干,无法精确修剪掉所需修剪的那根枝干,费时费力,甚至对树木造成了伤害。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足,提供一种能够实现精确修剪的剪刀。
本发明的技术方案如下:一种可精确修剪的剪刀,包括上剪刀臂、下剪刀臂,上剪刀臂、下剪刀臂的手柄处通过销轴铰接,其特征是,设有调节机构,该机构包括调节圆盘A、调节圆盘B、旋转圆盘A、旋转圆盘B、一对滑块、圆弧形轨道板、调节杆A、调节杆B,调节圆盘A、调节圆盘B置于上、下剪刀臂的铰接处,并与该铰接处的销轴转动连接;所述上剪刀臂头部为U型结构,旋转圆盘A置于U型结构内,且U型结构的一端与旋转圆盘A的中心转动连接;所述圆弧形轨道板的一端固定连接于上剪刀臂中部,并置于U型结构与下剪刀臂之间,所述弧形轨道板中部设置镂空口,一对滑块置于镂空口内,并分别与镂空口的两侧壁滑动连接;
所述调节杆A的一端转动连接于旋转圆盘A的偏心位置,另一端与调节杆B的一端共同通过销轴转动连接于一对滑块之间,调节杆B的另一端转动连接有刀片;一对滑块底部分别设有连杆A,所述旋转圆盘B为两个,两个连杆A分别与两个旋转圆盘B的中心转动连接;所述调节杆B的下部两侧分别转动连接有连杆B,两个连杆B的端部分别转动连接于两个旋转圆盘B的偏心位置;所述调节圆盘A与旋转圆盘A之间通过绳索A相连,所述调节圆盘B与旋转圆盘B之间通过绳索B相连。
进一步地,所述U型结构的一端连接于旋转圆盘A的一侧,调节杆A连接于旋转圆盘A的另一侧。
进一步地,所述下剪刀臂的刀刃的外轮廓线与刀片的刀尖运动轨迹相适应。
进一步地,所述刀尖运动轨迹的计算方法如下:
已知剪刀手柄处的销轴坐标为(X1,Y1),剪刀咬合时圆弧形轨道板的起点,即圆弧形轨道板与上剪刀臂的交点,坐标为(X2,Y2),圆弧形轨道板半径为R,滑块距离刀片刀尖长度为L,圆弧形轨道板对应圆弧的圆心角α1~αn;
轨道圆心(X3,Y3)=(X2+Rsinα1,Y2-Rcosα1);
滑块在圆弧形轨道板上滑动对应的转角为[α1,α2,α3....αn],对应上剪刀臂整体的倾角为
保持剪刀剪切时剪力最大,此时刀尖位置为
[x1,x2,x3....xn]=[X3-Rsinα1+Lsinβ1,X3-Rsinα2+Lsinβ2,X3-Rsinα3+Lsinβ3,....X3-Rsinαn+Lsinβn],[y1,y2,y3....yn]=[Y3+Rcosα1-Lcosβ1,Y3+Rcosα2-Lcosβ2,Y3+Rcosα3-Lcosβ3,....Y3+Rcosαn-Lcosβn],令集合X=[x1,x2,x3....xn],集合Y=[y1,y2,y3....yn],则映射曲线f:X→Y为刀尖运动轨道及下剪刀臂刀刃的形状。
进一步地,所述调节圆盘A、调节圆盘B上分别设有一圈刻度。
进一步地,所述调节圆盘A上刻度设置方法如下:已知旋转圆盘A的半径为R1,圆心坐标为(X4,Y4),调节杆A的长度L1,则滑块位置(X5,Y5)=(X3-Rsinα,Y3+Rcosα);
调节圆盘A与旋转圆盘A同步运动,故通过映射f:θ→X可以制作调节圆盘A上的刻度,1刻度表示剪刀剪下处与剪刀手柄处销轴间的距离为1mm;
调节圆盘B刻度计算方法与调节圆盘A方法一致,调节圆盘B通过旋转圆盘B控制刀片刀尖的角度,保证剪切时刀尖的作用力方向垂直于剪切点与手柄处销轴的连线;
滑块至旋转圆盘B圆心距离为L2,旋转圆盘B半径为R2,连杆B长度为L3,滑块位置(X5,Y5)=(X3-Rsinα,Y3+Rcosα),旋转圆盘B圆心位置(X6,Y6)=(X3-(R-L2)sinα,Y3+(R-L2)cosα),旋转圆盘B转角为其中/>调节圆盘B与旋转圆盘B同步运动,故通过映射/>可以制作调节圆盘B的刻度,1刻度表示剪刀剪下处与剪刀手柄处销轴间的距离为1mm。
转动调节圆盘B可以调整刀臂的角度,可以根据映射原理计算调节圆盘A处于任意点时调节圆盘B所处的对应位置,并根据这种映射关系制作调节圆盘B上的刻度,根据这种方法制作的刻度可以保证当调节盘A和调节盘B上的刻度数相同时(即等于剪刀剪下处与剪刀手柄处销轴间的距离),刀尖作用力的方向垂直于剪切点与手柄处销轴的连接线。
进一步地,所述调节杆B与刀片之间设有自适应调节机构,该机构包括调节柱、弹簧;所述调节杆B的底端通过连接板转动连接刀片,调节杆B底端中部设有弹簧安装腔,弹簧置于该安装腔内;所述刀片的背部设有滑槽,该滑槽沿刀尖至刀尾方向设置,所述调节柱一端抵住弹簧端部,另一端滑动连接于滑槽中。
进一步地,所述绳索A的一端固定于调节圆盘A外侧壁,另一端连接于旋转圆盘A的外圆周边缘位置;所述绳索B的一端固定于调节圆盘B的外侧壁,另一端连接于旋转圆盘B的外圆周边缘位置。
进一步地,所述上剪刀臂的上表面、下表面分别设有供绳索A、绳索B穿过的导向管。
上述可精确修剪的剪刀的使用方法,其特征是,包括以下步骤:
1)将下剪刀臂置于被剪切物的下方,测量剪切点与剪刀手柄处销轴间的距离;
2)根据调节圆盘A上1刻度表示剪切点与剪刀手柄处销轴间的距离为1mm,旋转调节圆盘A,调节圆盘A通过绳索A使旋转圆盘A转动,使调节杆A带动调整一对滑块在弧形轨道板上的位置;
同时,根据调节圆盘B上1刻度表示剪切点与剪刀手柄处销轴间的距离为1mm,旋转调节圆盘B,调节圆盘B通过绳索B使旋转圆盘B转动,使连杆B带动调节杆B下部摆动,保证剪切时刀尖的作用力方向垂直于剪切点与手柄处销轴的连线;
3)转动上、下剪刀臂,剪切过程中,刀片受到被剪切物的反作用力,刀片通过弹簧以及调节柱与滑槽的滑动配合,自适应调整刀片与被剪切物的角度,刀片与下剪刀臂的刀刃配合,完成剪切。
本发明实现了枝干的精确修剪,可根据需要只剪切某一根所需修剪的枝干,避免了剪掉周边其他枝干的发生。使用时,通过调节圆盘A、旋转圆盘A调整一对滑块在弧形轨道板上的位置,继而使刀片置于被剪切物位置,然后通过调节圆盘B、旋转圆盘B调整刀尖与被剪切物的角度。剪切时,通过弹簧的弹簧力作用、调节柱与滑槽的滑动配合,刀片可根据被剪切物的外轮廓自动调整位置和角度,更好地与下剪刀臂配合完成剪切,同时该自适应机构也起到对刀片刀刃以及下剪刀臂刀刃的保护作用。本发明结构简单合理,生产制造容易,省时省力,实现精确修剪,可应用于园林领域,修剪树枝或采摘蔬果,具有广阔的市场空间。
附图说明
图1为本发明的立体图;
图2为本发明的立体图;
图3为本发明的爆炸示意图;
图4为本发明中旋转圆盘B、调节杆B与刀片的连接示意图;
图5为图4的A向剖视图;
图6为本发明中旋转圆盘A的结构示意图;
图7为本发明中刀片的结构示意图;
图8为本发明中自适应调节机构的结构示意图;
图9为本发明中调节圆盘A的结构示意图;
图10为本发明中调节圆盘B的结构示意图;
图中:1上剪刀臂、2下剪刀臂、3调节圆盘A、4调节圆盘B、5旋转圆盘A、6旋转圆盘B、7滑块、8弧形轨道板、9调节杆A、10调节杆B、11U型结构、12镂空口、13刀片、14连杆A、15连杆B、16绳索A、17绳索B、18下剪刀臂的刀刃的外轮廓线、19刀片的刀尖、20调节柱、21弹簧、22连接板、23滑槽、24导向管。
具体实施方式
一种可精确修剪的剪刀,包括上剪刀臂1、下剪刀臂2,上剪刀臂以及调节机构,下剪刀臂的手柄处通过销轴铰接,调节机构包括调节圆盘A 3、调节圆盘B 4、旋转圆盘A 5、旋转圆盘B 6、一对滑块7、圆弧形轨道板8、调节杆A 9、调节杆B 10。
调节圆盘A、调节圆盘B置于上、下剪刀臂的铰接处,并与销轴转动连接,上剪刀臂在其销轴位置设有安装两调节圆盘的凹槽。上剪刀臂头部为U型结构11,旋转圆盘A置于U型结构内,且U型结构的一端与旋转圆盘A的中心转动连接。圆弧形轨道板的一端固定连接于上剪刀臂中部,并置于U型结构与下剪刀臂之间,圆弧形轨道板中部设置镂空口12,一对滑块置于镂空口内,并分别与镂空口的两侧壁滑动连接,滑块在镂空口内滑动,调整位置。
调节杆A的一端转动连接于旋转圆盘A的偏心位置(与U型结构和旋转圆盘A的连接点相对设置),另一端与调节杆B的一端共同通过销轴转动连接于一对滑块之间(调节杆B的端部为U型状,调节杆A的端部置于U型的两端之间),调节杆B的另一端转动连接有刀片13。一对滑块底部分别设有连杆A 14,旋转圆盘B为两个,两个连杆A分别与两个旋转圆盘B的中心转动连接。调节杆B的下部两侧分别转动连接有连杆B 15,两个连杆B的端部分别转动连接于两个旋转圆盘B的偏心位置。
绳索A 16的一端固定于调节圆盘A外侧壁,另一端连接于旋转圆盘A的外圆周边缘位置(旋转圆盘A上设有供绳索A固定的孔)。绳索B 17的一端固定于调节圆盘B的外侧壁,另一端连接于旋转圆盘B的外圆周边缘位置(旋转圆盘B上设有供绳索B固定的孔,绳索B与任意一个旋转圆盘B连接),其中一个滑块上设有供绳索B穿过的通孔。上剪刀臂的上表面、下表面分别设有供绳索A、绳索B穿过的导向管24,其中一个滑块上设有供绳索B穿过的通孔。
下剪刀臂的刀刃的外轮廓线18与刀片的刀尖19运动轨迹相适应,刀尖运动轨迹的计算方法如下:
已知剪刀手柄处的销轴坐标为(X1,Y1),剪刀咬合时圆弧形轨道板的起点,即圆弧形轨道板与上剪刀臂的交点,坐标为(X2,Y2),圆弧形轨道板半径为R,滑块距离刀片刀尖长度为L,圆弧形轨道板对应圆弧的圆心角α1~αn;
轨道圆心(X3,Y3)=(X2+Rsinα1,Y2-Rcosα1);
滑块在圆弧形轨道板上滑动对应的转角为[α1,α2,α3....αn],对应上剪刀臂整体的倾角为
保持剪刀剪切时剪力最大,此时刀尖位置为
[x1,x2,x3....xn]=[X3-Rsinα1+Lsinβ1,X3-Rsinα2+Lsinβ2,X3-Rsinα3+Lsinβ3,....X3-Rsinαn+Lsinβn],[y1,y2,y3....yn]=[Y3+Rcosα1-Lcosβ1,Y3+Rcosα2-Lcosβ2,Y3+Rcosα3-Lcosβ3,....Y3+Rcosαn-Lcosβn],令集合X=[x1,x2,x3....xn],集合Y=[y1,y2,y3....yn],则映射曲线f:X→Y为刀尖运动轨道及下剪刀臂刀刃的形状。
调节圆盘A、调节圆盘B上分别设有一圈刻度,调节圆盘A上的刻度非均匀分布,1刻度表示剪刀剪下处与剪刀手柄处销轴间的距离为1mm;调节圆盘B上的刻度也非均匀分布,1刻度表示剪刀剪下处与剪刀手柄处销轴间的距离为1mm。
调节圆盘A上刻度设置方法如下:已知旋转圆盘A的半径为R1,圆心坐标为(X4,Y4),调节杆A的长度L1,则滑块位置(X5,Y5)=(X3-Rsinα,Y3+Rcosα);
调节圆盘A与旋转圆盘A同步运动,故通过映射f:θ→X可以制作调节圆盘A上的刻度,1刻度表示剪刀剪下处与剪刀手柄处销轴间的距离为1mm;
调节圆盘B刻度计算方法与调节圆盘A方法一致,调节圆盘B通过旋转圆盘B控制刀片刀尖的角度,保证剪切时刀尖的作用力方向垂直于剪切点与手柄处销轴的连线;
滑块至旋转圆盘B圆心距离为L2,旋转圆盘B半径为R2,连杆B长度为L3,滑块位置(X5,Y5)=(X3-Rsinα,Y3+Rcosα),旋转圆盘B圆心位置(X6,Y6)=(X3-(R-L2)sinα,Y3+(R-L2)cosα),旋转圆盘B转角为其中/>调节圆盘B与旋转圆盘B同步运动,故通过映射/>可以制作调节圆盘B的刻度,1刻度表示剪刀剪下处与剪刀手柄处销轴间的距离为1mm。
调节杆B与刀片之间设有自适应调节机构,该机构包括调节柱20、弹簧21。调节杆B的底端通过连接板22转动连接刀片,调节杆B底端中部设有弹簧安装腔,弹簧置于该安装腔内。刀片的背部设有滑槽23,该滑槽沿刀尖至刀尾方向设置,调节柱一端抵住弹簧端部,另一端滑动连接于滑槽中。刀片可根据被剪切物的作用力自动调整位置和角度,实现自适应调节。
上述可精确修剪的剪刀的使用方法,其特征是,包括以下步骤:
1)将下剪刀臂置于被剪切物的下方,测量剪切点与剪刀手柄处销轴间的距离Xmm;
2)根据调节圆盘A上1刻度表示剪切点与剪刀手柄处销轴间的距离为1mm,旋转调节圆盘A转动X个刻度数,调节圆盘A通过绳索A使旋转圆盘A转动,使调节杆A带动调整一对滑块在圆弧形轨道板上的位置,;
同时,根据调节圆盘B上1刻度表示剪切点与剪刀手柄处销轴间的距离为1mm,旋转调节圆盘B转动X个刻度数,调节圆盘B通过绳索B使旋转圆盘B转动,使连杆B带动调节杆B下部摆动,保证剪切时刀尖的作用力方向垂直于剪切点与手柄处销轴的连线;
3)转动上、下剪刀臂,剪切过程中,刀片受到被剪切物的反作用力,刀片通过弹簧以及调节柱与滑槽的滑动配合,自适应调整刀片与被剪切物的角度,刀片与下剪刀臂的刀刃配合,完成剪切。
Claims (8)
1.一种可精确修剪的剪刀,包括上剪刀臂(1)、下剪刀臂(2),上剪刀臂、下剪刀臂的手柄处通过销轴铰接,其特征是,设有调节机构,所述调节机构包括调节圆盘A(3)、调节圆盘B(4)、旋转圆盘A(5)、旋转圆盘B(6)、一对滑块(7)、圆弧形轨道板(8)、调节杆A(9)、调节杆B(10),调节圆盘A、调节圆盘B置于上、下剪刀臂的铰接处,并与该铰接处的销轴转动连接;所述上剪刀臂头部为U型结构(11),旋转圆盘A置于U型结构内,且U型结构的一端与旋转圆盘A的中心转动连接;所述圆弧形轨道板的一端固定连接于上剪刀臂中部,并置于U型结构与下剪刀臂之间,所述弧形轨道板中部设置镂空口(12),一对滑块置于镂空口内,并分别与镂空口的两侧壁滑动连接;
所述调节杆A的一端转动连接于旋转圆盘A的偏心位置,另一端与调节杆B的一端共同通过销轴转动连接于一对滑块之间,调节杆B的另一端转动连接有刀片(13);一对滑块底部分别设有连杆A(14),所述旋转圆盘B为两个,两个连杆A分别与两个旋转圆盘B的中心转动连接;所述调节杆B的下部两侧分别转动连接有连杆B(15),两个连杆B的端部分别转动连接于两个旋转圆盘B的偏心位置;所述调节圆盘A与旋转圆盘A之间通过绳索A(16)相连,所述调节圆盘B与旋转圆盘B之间通过绳索B(17)相连;
所述U型结构的一端连接于旋转圆盘A的一侧,调节杆A连接于旋转圆盘A的另一侧;
所述下剪刀臂的刀刃的外轮廓线(18)与刀片的刀尖(19)运动轨迹相适应。
2.根据权利要求1所述的一种可精确修剪的剪刀,其特征是,所述刀尖运动轨迹的计算方法如下:
已知剪刀手柄处的销轴坐标为(X1,Y1),剪刀咬合时圆弧形轨道板的起点,即圆弧形轨道板与上剪刀臂的交点,坐标为(X2,Y2),圆弧形轨道板半径为R,滑块距离刀片刀尖长度为L,圆弧形轨道板对应圆弧的圆心角α1~αn;
圆弧形轨道板轨道圆心(X3,Y3)=(X2+Rsinα1,Y2-Rcosα1);
滑块在圆弧形轨道板上滑动对应的转角为[α1,α2,α3....αn],对应上剪刀臂整体的倾角为
保持剪刀剪切时剪力最大,此时刀尖位置为[x1,x2,x3....xn]=[X3-Rsinα1+Lsinβ1,X3-Rsinα2+Lsinβ2,X3-Rsinα3+Lsinβ3,....X3-Rsinαn+Lsinβn],[y1,y2,y3....yn]=[Y3+Rcosα1-Lcosβ1,Y3+Rcosα2-Lcosβ2,Y3+Rcosα3-Lcosβ3,....Y3+Rcosαn-Lcosβn],令集合X=[x1,x2,x3....xn],集合Y=[y1,y2,y3....yn],则映射曲线f:X→Y为刀尖运动轨迹及下剪刀臂刀刃的外轮廓线。
3.根据权利要求2所述的一种可精确修剪的剪刀,其特征是,所述调节圆盘A、调节圆盘B上分别设有一圈刻度。
4.根据权利要求3所述的一种可精确修剪的剪刀,其特征是,所述调节圆盘A上刻度设置方法如下:已知旋转圆盘A的半径为R1,圆心坐标为(X4,Y4),调节杆A的长度L1,则滑块位置(X5,Y5)=(X3-Rsinα,Y3+Rcosα);
调节圆盘A与旋转圆盘A同步运动,故通过映射f:θ→X可以制作调节圆盘A上的刻度,1刻度表示剪刀剪下处与剪刀手柄处销轴间的距离为1mm;
调节圆盘B刻度计算方法与调节圆盘A方法一致,调节圆盘B通过旋转圆盘B控制刀片刀尖的角度,保证剪切时刀尖的作用力方向垂直于剪切点与手柄处销轴的连线;
5.根据权利要求1所述的一种可精确修剪的剪刀,其特征是,所述调节杆B与刀片之间设有自适应调节机构,所述自适应调节机构包括调节柱(20)、弹簧(21);所述调节杆B的底端通过连接板(22)转动连接刀片,调节杆B底端中部设有弹簧安装腔,弹簧置于该安装腔内;所述刀片的背部设有滑槽(23),该滑槽沿刀尖至刀尾方向设置,所述调节柱一端抵住弹簧端部,另一端滑动连接于滑槽中。
6.根据权利要求1所述的一种可精确修剪的剪刀,其特征是,所述绳索A的一端固定于调节圆盘A外侧壁,另一端连接于旋转圆盘A的外圆周边缘位置;所述绳索B的一端固定于调节圆盘B的外侧壁,另一端连接于旋转圆盘B的外圆周边缘位置。
7.根据权利要求1所述的一种可精确修剪的剪刀,其特征是,所述上剪刀臂的上表面、下表面分别设有供绳索A、绳索B穿过的导向管(24)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的可精确修剪的剪刀的使用方法,其特征是,包括以下步骤:
1)将下剪刀臂置于被剪切物的下方,测量剪切点与剪刀手柄处销轴间的距离;
2)根据调节圆盘A上1刻度表示剪刀剪下处与剪刀手柄处销轴间的距离为1mm,旋转调节圆盘A,调节圆盘A通过绳索A使旋转圆盘A转动,使调节杆A带动调整一对滑块在弧形轨道板上的位置;
同时,根据调节圆盘B上1刻度表示剪刀剪下处与剪刀手柄处销轴间的距离为1mm,旋转调节圆盘B,调节圆盘B通过绳索B使旋转圆盘B转动,使连杆B带动调节杆B下部摆动,保证剪切时刀尖的作用力方向垂直于剪切点与手柄处销轴的连线;
3)转动上、下剪刀臂,剪切过程中,刀片受到被剪切物的反作用力,刀片通过弹簧以及调节柱与滑槽的滑动配合,自适应调整刀片与被剪切物的角度,刀片与下剪刀臂的刀刃配合,完成剪切。
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CN108207374A (zh) | 2018-06-29 |
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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