CN108207374B - 一种可精确修剪的剪刀 - Google Patents

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

一种可精确修剪的剪刀

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～α_n；

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....α_n]，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....x_n]＝[X₃-Rsinα₁+Lsinβ₁,X₃-Rsinα₂+Lsinβ₂,X₃-Rsinα₃+Lsinβ₃,....X₃-Rsinα_n+Lsinβ_n]，[y₁,y₂,y₃....y_n]＝[Y₃+Rcosα₁-Lcosβ₁,Y₃+Rcosα₂-Lcosβ₂,Y₃+Rcosα₃-Lcosβ₃,....Y₃+Rcosα_n-Lcosβ_n]，令集合X＝[x₁,x₂,x₃....x_n]，集合Y＝[y₁,y₂,y₃....y_n]，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)；

旋转圆盘A的转角为θ＝[θ₁,θ₂,θ₃....θ_n]，其中

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～α_n；

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....α_n]，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....x_n]＝[X₃-Rsinα₁+Lsinβ₁,X₃-Rsinα₂+Lsinβ₂,X₃-Rsinα₃+Lsinβ₃,....X₃-Rsinα_n+Lsinβ_n]，[y₁,y₂,y₃....y_n]＝[Y₃+Rcosα₁-Lcosβ₁,Y₃+Rcosα₂-Lcosβ₂,Y₃+Rcosα₃-Lcosβ₃,....Y₃+Rcosα_n-Lcosβ_n]，令集合X＝[x₁,x₂,x₃....x_n]，集合Y＝[y₁,y₂,y₃....y_n]，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)；

旋转圆盘A的转角为θ＝[θ₁,θ₂,θ₃....θ_n]，其中

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～α_n；

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....α_n]，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....x_n]＝[X₃-Rsinα₁+Lsinβ₁,X₃-Rsinα₂+Lsinβ₂,X₃-Rsinα₃+Lsinβ₃,....X₃-Rsinα_n+Lsinβ_n]，[y₁,y₂,y₃....y_n]＝[Y₃+Rcosα₁-Lcosβ₁,Y₃+Rcosα₂-Lcosβ₂,Y₃+Rcosα₃-Lcosβ₃,....Y₃+Rcosα_n-Lcosβ_n]，令集合X＝[x₁,x₂,x₃....x_n]，集合Y＝[y₁,y₂,y₃....y_n]，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)；

旋转圆盘A的转角为θ＝[θ₁,θ₂,θ₃....θ_n]，其中

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f:/>

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。

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。

Images