[实用新型]一种多功能仿生剪刀

说明书

技术领域

本实用新型属剪切工具技术领域，具体涉及一种多功能仿生剪刀。

背景技术

剪刀主要由刀把、刀刃、销轴三部分组成，两刃交错，可以开合,它是将物理学中的杠杆原理应用于剪刀的设计中，以达到省力、增大压强的目的，但剪刀在剪切的过程中存在如下问题：剪刀在对肉类、树枝、布料等较软的材料进行加工的过程中，由于刀刃及齿面光滑，无固定被加工物件的结构，滑切将造成加工效率低、费力、加工困难等问题。过去，人们对剪刀的改进主要通过改变剪刀的力臂、材料及整体结构来解决费力及磨损的问题，以提高剪刀的锋利性和耐磨性。

剪刀刀片的结构设计却很少有人研究，尤其是将仿生原理应用于剪刀的结构设计中的研究更是少之又少，剪刀的滑切问题充分地证明了这一点。目前来看对剪刀制造的理论和模型的建立并不完善，其结构也往往是建立在经验基础上的，因此亟需在现有设计方法的基础上，探索新的剪刀设计理论和方法。使剪刀在作业时达到高效率以及更大的作业能力,这对于提高剪刀的综合性能,促进剪刀技术的发展有着重要的理论意义和现实意义。

众所周知动物经过亿万年的进化，其功能器官及组织逐步形成了优化的几何结构并具有优良的力学性能，如狼：其牙齿锋利坚韧使其进食过程中获得了较低的切割阻力而具有较高的效率，因此将狼牙的仿生曲线应用于剪刀刀刃部件，可对剪刀的几何结构参数及力学性能进行优化。

剪刀的失效形式主要有：弯曲、断裂和磨损，研制出高效率、低成本和耐用的剪刀，已成为剪刀的发展方向。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种剪切能力强、使用寿命长、工作效率高、生产成本低的多功能仿生剪刀。

本实用新型由半刀Ⅰ、半刀Ⅱ和销轴1组成，半刀Ⅰ和半刀Ⅱ中部经销轴1活动连接，半刀Ⅰ和半刀Ⅱ以销轴1为轴心对称布置，其中半刀Ⅰ和半刀Ⅱ的上部内侧为刀刃4，半刀Ⅰ和半刀Ⅱ的上部外侧为刀背2，半刀Ⅰ和半刀Ⅱ的下部为刀柄7，剪刀的整体长度H1为155-165mm，销轴1轴心到剪刀尾部的长度H2为75-80mm，刀柄7的宽度H3为34-37mm.剪刀上部的厚度b1为2-3mm；其中刀刃4为直线，刀刃4上设有紧密排列的锯齿组3，刀背2为曲线，由a-b段曲线和b-c段曲线组成，c-d之间的距离s1为15-16.35mm；

a-b段曲线的数学表达式为：

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

其中：0<x<12.2582

b-c段曲线的数学表达式为：

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上设有刮鳞器5，刮鳞器5由锯齿6构成，锯齿6设于刀背，占整个刀背的2/3，其起始点离a点距离s2为11-12mm；半刀Ⅱ中刀柄7的下端设有开瓶器8。

所述的锯齿组3由一个大齿e和两个小齿f组成，其中一个大齿e为具有狼牙特征的半个犬齿曲线A1绕y轴旋转180°而成，半个犬齿曲线A1的数学表达式为：

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

其中：0<x<1.11；

一个小齿f由两个连续的门齿边缘曲线B构成，其厚度为0.9mm-1.1mm，门齿边缘曲线B的数学

表达式为：

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

其中：0<x<6.1171。

所述的锯齿6为半个犬齿曲线A2及其对称曲线A3组成，半个犬齿曲线A2的数学表达式为：

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

其中：0<x<0.99

半个犬齿曲线A2的对称曲线A3的数学表达式为：

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

其中：0<x<0.99。

以上A1和A2是同一犬齿的不同比例的拟合曲线。