[发明专利]一种竹子切断方法

说明书

本发明涉及竹子采收和加工技术领域，公开了一种竹子切断方法：一组位于同一圆周上、对称布置的圆盘光刃刀绕竹子中心轴线公转、且自适应转动切割竹子；实现竹子的多刀盘对称、沿圆周逐层切割，使竹子切削过程中受力均匀，避免竹子开裂，确保竹子径向断口质量，减少竹材在采收和加工过程中的浪费。

技术领域

本发明涉及一种竹子切断方法，属于竹子采收和加工技术领域。

背景技术

我国在竹子的种植面积、蓄积量、产量和出口额方面均居世界首位，素有“竹子王国”美誉。竹材资源具有广泛的经济利用价值和环保、绿化观赏价值，它已成为我国林业资源利用和开发的重要组成部分。目前我国对于竹材资源的开发和利用还远远满足不了人们需求，很大一部分原因是因为竹材本身的特点，竹子本身比较脆、采伐易劈、空心受力不均容易裂开。

目前竹子采伐方式主要有2种：人工用砍刀采伐，人工用专用链锯采伐。传统的人工用砍刀采伐仍是最普遍的采伐方式，主要存在的弊端是劳动强度大、效率低、切口质量低(切口不平整且容易因为受力不均而撕裂)等；用专用链锯采伐竹子时，竹子的切口较平整，但竹子在锯切过程中向一边倾斜会出现未锯断的竹子从切口处撕裂的问题。现在比较先进的竹子采伐方式是使用往复式油锯采伐，虽然工作效率有所提高，但油锯质量大，加上锯齿过粗，容易撕开竹子竹青而炸裂。以上几种采伐竹子的方法均未能实现保证竹子砍伐后切口平整且不开裂。因此针对竹子空心切割容易出现撕裂的问题，探索一种减少竹子开裂的竹子切割新方法具有实际应用价值。

发明内容

本发明的目的是要提供一种竹子切断方法，实现竹子的多刀盘对称、沿圆周逐层切割，使竹子切削过程中受力均匀，避免竹子开裂，确保竹子径向断口质量。

为了达到本发明的目的所采取的技术方案为：一组位于同一圆周上、对称布置的圆盘光刃刀绕竹子中心轴线公转、且自适应转动切割竹子，具体包括：

1、刀具布置：两个长度相等的连杆在一端铰接形成V形刀架，位于同一平面内三个直径相等的圆盘光刃刀在V形刀架上呈等腰三角形布置、分别与两连杆转动连接，等腰三角形与V形刀架共用同一对称轴线，两连杆绕铰接点转动可以改变V形刀架的夹角α、实现刀具的开合以便竹子进入刀具中，同时当竹子直径d变化时、α改变以适应不同直径的竹子，三个圆盘光刃刀转动中心位于垂直于竹子中心轴线的同一圆周上、该圆的圆心位于竹子中心轴线上；设同一连杆上的两圆盘光刃刀转动中心距h、即等腰三角形腰长，圆盘光刃刀直径f、竹子壁厚b，其中一个圆盘光刃刀转动中心与两连杆铰接点重合，另外两个圆盘光刃刀转动中心距e＝2hsin(α/2)，圆盘光刃刀不干涉条件：h>f且α>2sin^-1(f/2/h)，竹子进入切割刀具条件：α₀>2sin^-1[(d+f)/2/h]，开始切割条件：α₁＝2cos^-1[h/(d+f)]，结束切割条件：α₂＝2cos^-1[h/(d+f-2b)]；

2、刀具公转：V形刀架绕竹子中心轴线公转,完成竹子整个圆周切割；设V形刀架公转角速度ω，ω正、反向交替运动，V形刀架往复摆动转角β<180°、满足β>2sin^-1[h/(d+f)]且β>2α₁条件，即可完成竹子整周切割；

3、刀盘自适应转动：刀具公转对竹子切割过程中，V形刀架上的三个圆盘光刃刀分别绕各自的中心轴线自适应转动，对竹子进行滚切，通过圆盘光刃刀滚切挤压获得光滑、整洁的竹子径向断口；

4、刀具进给：改变α实现刀具切削进给，沿圆周逐层切割、直至切断竹子，V形刀架的夹角α进给量Δα＝α₁-α₂。

上述的竹子切断方法中，在V形刀架上三个圆盘光刃刀等腰三角形布置可换成四个圆盘光刃刀等腰梯形布置，以适应更大直径竹子切割，具体包括：