增力杠杆式剪切装置 【发明领域】
本发明总体上涉及一种剪切装置，特别是涉及一种增力杠杆式剪切装置，例如修枝剪刀。背景技术
用于剪切或修剪各种植物材料的枝叶和枝干的剪切装置通常是被手工抓持着的，并且具有用于绕着一个可回转关节协同咬合动作的细长件或手柄。具体地讲，枢轴式工具例如修枝剪刀或剪子通常包括两个细长件，它们通常由冲压或锻造金属或其他适宜材料制成，并且用于绕着一个可回转关节协同咬合动作。通常，每个细长件分别包含一个位于其前端部分的夹爪、一个相反扁尾和一对连接着连接着夹爪和扁尾的手柄。
在传统枢轴式修枝剪刀的情况下，在剪切枝叶时，施加到枝叶上的剪切力在剪切过程中是恒定的。通常，在剪切刀片到达枝叶或剪切对象的中央时，所需的剪切力处于最大值。典型的传统修枝剪刀具有简单的剪子状机构，其中一个铆钉连接着修枝剪刀的手柄和剪切爪。在这种结构中，在剪切过程的任何时刻，工具的剪切动力均只取决于同一时刻手部压紧在手柄上地力。常见的结构是，设有较长的手柄，以施加绕着枢轴点的更大力矩，从而增大剪切枝叶的剪切动力。然而，这种较长的手柄比较笨重且难以利用一只手使用，并且在整个剪切过程中，不论刀片承受的阻力如何，剪切力均是恒定的。
在已有的剪子状修枝剪刀结构中，通常在剪切过程中操作者要部分地利用其食指或中指。由于上述手指通常是最接近剪切工具夹爪枢轴点的手指，因此它们的力量不能产生很大的绕着枢轴点的力矩。上述两个手指同抓持着修枝剪切工具手柄的同一只手上的无名指和小拇指相比，移动的距离也较短。
在传统的修枝剪刀中，如前所述，剪切行程中的峰值动力是在刀片经过被剪切的枝叶或枝干的中央时达到的。然而，随着剪切行程进一步通过枝叶，就不需要这样大的力量了，因此在剪切行程末端，即被剪切的工件提供的阻力减小时，会产生相对强烈的冲击。这种强烈冲击被描述为“急冲效应”。
以前曾经有过各种各样的尝试以图解决急冲效应问题，同时使操作剪切装置的手部的所有手指施加的动力最大化。例如，本申请的受让方正在销售一种枢轴式手工工具，其采用了一个位于工具细长件之间的齿轮齿条机构，以提高夹爪施加到剪切对象上的剪切力。本受让方的枢轴式手工工具的另一个实施例提供了在距手柄旋转轴线一段距离处形成在工具手柄中的细长柔性元件和槽。然而，这两种装置均结构复杂，而且难以组装和制造。还有其他一些装置采用了加长手柄，以提供所需的力，或者采用了在固定夹爪与活动夹爪之间回转的弹簧或摆动臂的组合结构，其中摆动臂被引导着通过一个槽并且与各个切口咬合，以改变施加到夹爪上的力。这种机构不能将力分散到操作这种装置的手指或手上，也不能使剪切行程末端的急冲效应最小化或消除。
因此，需要有这样一种剪切装置例如修枝剪刀，其能够在剪切过程中使手柄彼此相向着直线运动。还需要有这样一种剪切装置，其可以在剪切行程中使操作者的所有手指施加的力最大化。还附加需要有这样一种剪切装置或修枝剪刀，其在剪切工具的刀片和夹爪的剪切行程中使用可变剪切动力。此外，还需要有这样一种剪切装置或修枝剪刀，其能够使剪切行程末端的“急冲效应”最小化或消除。本发明概述
本发明可以在刀片和夹爪运行通过被剪切工件时以可变的方式提高剪切装置或修枝剪刀的输出力(即施加到被剪切工件上的力)。本发明并非依靠加长手柄提高绕着枢轴点的力矩，以增大剪切过程中的动力。通过本发明，可以利用更大的动力旋转刀片，而非改变绕着将刀片和夹爪的夹持铆钉的力。一个与本发明的两个细长件或手柄相连的增力杠杆可以使手柄以直线的方式彼此移向对方，其效果是使操作者的所有手指施加的力最大化。
根据本发明的增力杠杆式剪切装置包括：一个金属板件，其具有一个中央孔、一个向前延伸的刀片和一个向后延伸的扁尾，扁尾上具有相对于中央孔偏置的第二孔；第一细长件，其包括一个以夹爪的形式终止在远端处的第一手柄；第二细长件，其包括第二手柄；以及一个增力杠杆，其具有第一端和第二端。第一和第二细长件分别在中央孔和第二孔处通过连接件枢轴式连接着板件。此外，第一和第二细长件还分别枢轴式连接着增力杠杆的相应一端，从而使第二细长件向着第一细长件直线运动，以使刀片和夹爪响应于第一和第二手柄绕着中央孔和第二孔中的连接件的回转运动的而作可回转运动。第二细长件可以包含一个安装指，该安装指被构造得咬合在增力杠杆的一端。
根据本发明的另一个方面，一种修枝剪刀包括连接在一个金属板件上的第一细长件和第二细长件以及一个增力杠杆。金属板件具有一个中央孔、一个向前延伸的刀片和一个向后延伸的扁尾，扁尾上具有相对于中央孔偏置的第二孔。一个夹爪安装在第一细长件上。增力杠杆具有第一端和第二端。第一连接件枢轴式安装在中央孔中，并且将第一细长件连接到板件上，而第二连接件枢轴式安装在第二孔中，并且将第二细长件连接到板件上。通过用于将增力杠杆的第一端枢轴式连接到第二细长件上的第三连接件和用于将增力杠杆的第二端枢轴式连接到第一细长件上的第四连接件，增力杠杆连接到第一和第二细长件上。增力杠杆强迫第二细长件向着第一细长件直线运动，以使刀片和夹爪响应于第一和第二手柄的直线运动而作回转运动。在一个实施例中，修枝剪刀包含一个安装指，该安装指形成在第二细长件上并且被构造得咬合在增力杠杆的一端。
本发明的另一个实施例是一种剪切装置，其包括一个剪切器具，该剪切器具具有一个中央孔、一个向前延伸的刀片和一个向后延伸的安装器具，安装器具上具有相对于中央孔偏置的第二孔。第一抓持器具包括一个以夹爪的形式终止在远端处的第一手柄，第二抓持器具包括第二手柄，而且一个杠杆传动器具具有第一端和第二端。第一和第二抓持器具分别在中央孔和第二孔处通过连接器具枢轴式连接着剪切器具，并且还分别枢轴式连接着杠杆传动器具的一端，从而使第二抓持器具向着第一抓持器具直线运动，以使刀片和夹爪响应于第一和第二抓持器具的直线运动而作回转运动。本发明的一个方面设有一个包含抵抗器具的第二抓持器具，该抵抗器具被构造得咬合杠杆传动器具的一端。附图简述
图1是增力杠杆式剪切装置的一个示例性实施例的侧视图；
图2是增力杠杆式剪切装置的一个示例性实施例在不带增力杠杆时的局部侧向透视图；
图3a是增力杠杆式剪切装置的示例性实施例在刀片和夹爪彼此相对张开60°时的侧视图；
图3b是图3a所示的增力杠杆式剪切装置的示例性实施例在刀片和夹爪彼此相对张开50°时的侧视图，并且示出了第二细长件向着第一细长件的直线运动；
图3c是图3a所示的增力杠杆式剪切装置的示例性实施例在刀片和夹爪彼此相对张开40°时的侧视图，并且示出了第二细长件向着第一细长件的直线运动；
图3d是图3a所示的增力杠杆式剪切装置的示例性实施例在刀片和夹爪彼此相对张开30°时的侧视图，并且示出了第二细长件向着第一细长件的直线运动；
图3e是图3a所示的增力杠杆式剪切装置的示例性实施例在刀片和夹爪彼此相对张开20°时的侧视图，并且示出了第二细长件向着第一细长件的直线运动；
图3f是图3a所示的增力杠杆式剪切装置的示例性实施例在刀片和夹爪彼此相对张开10°时的侧视图，并且示出了第二细长件向着第一细长件的直线运动；
图3g是图3a所示的增力杠杆式剪切装置的示例性实施例在刀片和夹爪彼此相对张开0°时的侧视图，并且示出了第二细长件向着第一细长件的直线运动；优选实施例详细描述
本发明涉及枢轴式剪切工具，其具有用于绕着至少一个可回转关节协同咬合动作的细长件或手柄，其中施加到工具手柄上的力被传递到咬合着被剪切工件的夹爪上。一种典型应用是用于剪切枝叶、枝干和主干的修枝剪刀。
参照附图，一种剪切装置10或修枝剪刀包含一个金属板件16、第一细长件12、第二细长件14和一个增力杠杆44。金属板件16具有一个中央孔38、一个向前延伸的刀片34和一个向后延伸的扁尾36，扁尾具有相对于中央孔38偏置的第二孔40。第一细长件12包括第一手柄18，其以夹爪20的形式终止在远端19处。第二细长件14包括第二手柄22。增力杠杆44是刚性的细长杆或棒，其具有第一端46和第二端48。增力杠杆44上还设有分别毗邻第一端46和第二端48的孔，用于分别容纳一个连接件或紧固件，如后文所述。相应的一个孔分别设在第一和第二细长件12、14中。金属板件16的刀片34上可以设有一个剪切刃，在刀片34的剪切刃的一侧或两侧上设有斜面。中央孔38的尺寸被构造得能够容纳一个连接件或紧固件，以将板件16毗邻夹爪20的后端连接到第一细长件12上。通过一个在第二孔40处连接着第二细长件14和金属板件16的连接件或紧固件，第二细长件14被连接到板件16上。这些连接件提供了用于将上述细长件连接在一起的途径。
每个第一和第二细长件12、14分别在中央孔38和第二孔40处连接着板件16。见图1。此外，第一和第二细长件12、14分别枢轴式连接着增力杠杆44的一端。通过一个安装在增力杠杆44的孔和第二细长件14的相应孔中的连接件54，增力杠杆44的第一端46连接着第二细长件14。通过一个穿过增力杠杆44的孔和第一细长件12的相应孔的连接件56，增力杠杆44的另一端48连接到第一细长件12上。连接件54、56可以是简便的紧固件，例如螺栓以及优选采用的铆钉。还可以为紧固件或连接件提供位于孔中的塑料填料，从而在连接件或紧固件插入增力杠杆44的孔和细长件12、14的孔中时形成螺纹孔。还可以设想，连接件可以是金属或其他适宜材料制成的销钉，其模塑在细长件12、14中，并且对准增力杠杆中的孔。
通过将增力杠杆44连接到第一和第二细长件12、14上，第二细长件14可以直线式移向第一细长件12，以使刀片34和夹爪20响应于第一和第二手柄18、20分别绕着中央孔38和第二孔40的回转运动而作可回转运动。与本剪切装置10的两个细长刀片12、14相连的增力杠杆44可以导致手柄12、14以直线方式彼此移向对方，其作用是使操作者的手指施加的力最大化。增力杠杆44将细长件12、14连接在一起，并且使绕着剪切刀片的连接枢轴点的力矩最小化或消除。现有技术的剪切装置具有一个或多个枢轴点，在剪切行程中，手柄和刀片绕着枢轴点旋转，从而施加绕着枢轴点的力矩。本剪切装置10不以这样的方式操作，因为通过操作者将手柄向一起压紧，直线运动会施加到细长件12、14上。
图3a-3g中示出了第二细长件14向第一细长件12的直线运动，其中剪切刀片34从刀片34与夹爪20之间的大约60度夹角移向刀片34与夹爪20闭合时的零度夹角。第二细长件14在刀片34的剪切运动中向着第一细长件12的这种直线运动的效果是，可以利用操作者抓持着第二细长件14的手柄22的所有四个手指的力量。换言之，在剪切行程中，手部的食指和中指施加的力与无名指和小拇指施加的力几乎相等。
在剪切装置的剪切行程的开始，如图3a和3b所示，刀片34在初始咬合到剪切对象(未示出)时移动得较快且动力较小。随着剪切过程的继续，而且刀片34移动通过剪切对象而大致到达剪切对象的中央，即在图3d所示的大约30°夹角处，此时第一和第二细长件12、14接近平行位置。这个位置是增力杠杆强迫第二细长件14作直线运动的结果。其结果是，会有更大的动力用于转动或移动刀片，而非用于压紧连接件或铆钉50、52。随着刀片到达图3f所示的10°，连接件50、54和56接近于形成一条直线，而连杆机构用作4杆式曲拐。当刀片34与夹爪闭合时，刀片角度变为零，连接件50、54和56之间更接近一条直线，以使刀片变慢，并且使最终柔合且舒适地剪切通过对象，从而消除现有技术的剪切装置出现的“急冲效应”。
剪切装置10还可以设有这样的第二细长件14，即它包含一个安装指24，该安装指被构造得咬合在增力杠杆44的一端46。安装指24可以与第二细长件14整体式形成为一件，从而向连杆机构提供附加的机械利益，并且在剪切装置10的整个剪切行程中抵抗着增力杠杆44。在剪切装置10的另一个实施例中，夹爪20可以被构造为砧座21和刀片23中的一个。见图1和2。将夹爪20选择为砧座或刀片结构是在其制造和设计时决定的，以适合于工具10未来的用途。第一和第二细长件12、14可以由可模塑材料如塑料制成，并且被成形为实心或空心件。还可以设想，第一细长件12在制造过程中模塑在夹爪20上。还可以设想，第一和第二细长件12和14、增力杠杆44和板件16可以均由金属制成，而在优选实施例中，至少第一和第二细长件12、14由可模塑材料构成，而板件16由金属制成。
显然，这里根据本发明提供了一种增力杠杆式剪切装置，但本发明并不局限于前面描述的特定形式。例如，根据本发明的剪切装置可以设有两个增力杠杆，其中每个增力杠杆分别安装在第一细长件和第二细长件中相应一个的一侧，从而将两个细长件叠加在两个增力杠杆之间。这种结构可以便于利用薄材料制作增力杠杆。剪切装置还可以被构造成一对对置的剪切刀片，例如双路修枝剪刀中那样，而非前面在一个优选实施例中描述的一个刀片与一个砧座协作的结构。还可以设想，可以将美观的护罩或蒙皮施加到剪切装置上，以覆盖住增力杠杆以及部分的第一和第二细长件和板件。还可以设想，一个动力源可以连接在剪切装置上，以提供用于将细长件彼此相向或相背移动的动力。例如，一个电池供电的装置、液压装置或内燃机可以用作动力源。这些其他结构被认为包含在本发明的范围内，而且在不脱离附属 中的范围的前提下，可以在元件的设计和布置中以及在制造过程中作出这些以及其他替代、修改、改变和省略。