[實用新型]一種多功能仿生剪刀

有效

• 申請號: 201720242629.6
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN206598308U
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 馬云海;王虎彪;李強;李建蓉;馮樊樊;李曉軍;王慧鑫;莊健;佟金
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B26B13/00
• 分類號: B26B13/00;B26B13/22;B26B13/06
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 邵銘康,朱世林

技術領域

本實用新型屬剪切工具技術領域，具體涉及一種多功能仿生剪刀。

背景技術

剪刀主要由刀把、刀刃、銷軸三部分組成，兩刃交錯，可以開合,它是將物理學中的杠桿原理應用于剪刀的設計中，以達到省力、增大壓強的目的，但剪刀在剪切的過程中存在如下問題：剪刀在對肉類、樹枝、布料等較軟的材料進行加工的過程中，由于刀刃及齒面光滑，無固定被加工物件的結構，滑切將造成加工效率低、費力、加工困難等問題。過去，人們對剪刀的改進主要通過改變剪刀的力臂、材料及整體結構來解決費力及磨損的問題，以提高剪刀的鋒利性和耐磨性。

剪刀刀片的結構設計卻很少有人研究，尤其是將仿生原理應用于剪刀的結構設計中的研究更是少之又少，剪刀的滑切問題充分地證明了這一點。目前來看對剪刀制造的理論和模型的建立并不完善，其結構也往往是建立在經驗基礎上的，因此亟需在現有設計方法的基礎上，探索新的剪刀設計理論和方法。使剪刀在作業時達到高效率以及更大的作業能力,這對于提高剪刀的綜合性能,促進剪刀技術的發展有著重要的理論意義和現實意義。

眾所周知動物經過億萬年的進化，其功能器官及組織逐步形成了優化的幾何結構并具有優良的力學性能，如狼：其牙齒鋒利堅韌使其進食過程中獲得了較低的切割阻力而具有較高的效率，因此將狼牙的仿生曲線應用于剪刀刀刃部件，可對剪刀的幾何結構參數及力學性能進行優化。

剪刀的失效形式主要有：彎曲、斷裂和磨損，研制出高效率、低成本和耐用的剪刀，已成為剪刀的發展方向。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種剪切能力強、使用壽命長、工作效率高、生產成本低的多功能仿生剪刀。

本實用新型由半刀Ⅰ、半刀Ⅱ和銷軸1組成，半刀Ⅰ和半刀Ⅱ中部經銷軸1活動連接，半刀Ⅰ和半刀Ⅱ以銷軸1為軸心對稱布置，其中半刀Ⅰ和半刀Ⅱ的上部內側為刀刃4，半刀Ⅰ和半刀Ⅱ的上部外側為刀背2，半刀Ⅰ和半刀Ⅱ的下部為刀柄7，剪刀的整體長度H1為155-165mm，銷軸1軸心到剪刀尾部的長度H2為75-80mm，刀柄7的寬度H3為34-37mm.剪刀上部的厚度b1為2-3mm；其中刀刃4為直線，刀刃4上設有緊密排列的鋸齒組3，刀背2為曲線，由a-b段曲線和b-c段曲線組成，c-d之間的距離s1為15-16.35mm；

a-b段曲線的數學表達式為：

y＝-0.0024x4+0.0406x3-0.2284x2-2.3782x-0.1002

其中：0<x<12.2582

b-c段曲線的數學表達式為：

y＝0.0945x4-5.1141x3+102.87x2-922.2x+3091.5

其中：12.2582<x<16.35

半刀Ⅰ的刀背2上設有刮鱗器5，刮鱗器5由鋸齒6構成，鋸齒6設于刀背，占整個刀背的2/3，其起始點離a點距離s2為11-12mm；半刀Ⅱ中刀柄7的下端設有開瓶器8。

所述的鋸齒組3由一個大齒e和兩個小齒f組成，其中一個大齒e為具有狼牙特征的半個犬齒曲線A1繞y軸旋轉180°而成，半個犬齒曲線A1的數學表達式為：

y＝19.067x5-45.615x4+37.517x3-11.114x2+1.6431x-0.0279

其中：0<x<1.11；

一個小齒f由兩個連續的門齒邊緣曲線B構成，其厚度為0.9mm-1.1mm，門齒邊緣曲線B的數學

表達式為：

y＝-0.0008x5+0.0728x4-0.8083x3+3.0329x2-3.8417x-0.0893

其中：0<x<6.1171。

所述的鋸齒6為半個犬齒曲線A2及其對稱曲線A3組成，半個犬齒曲線A2的數學表達式為：

y＝26.413x5-55.993x4+40.663x3-10.391x2+1.4135x-0.022

其中：0<x<0.99

半個犬齒曲線A2的對稱曲線A3的數學表達式為：

y＝-26.413x5+55.993x4-40.663x3+10.391x2-1.4135x+2.2967

其中：0<x<0.99。

以上A1和A2是同一犬齒的不同比例的擬合曲線。