CN107984504B - 一种仿生手锯锯片 - Google Patents

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Abstract

一种仿生手锯锯片属手锯配件技术领域，本发明由仿生高锯齿、仿生低锯齿、锯条体和手柄组成，仿生高锯齿和仿生低锯齿设于锯条体上部的锯齿段上，仿生高低锯齿的轮廓线由齿背直线、齿尖曲线和齿前曲线顺序连接而成，仿生高低锯齿的排列方式为：单个间隔排列，或1高加2低间隔排列；本发明利用楔角切叶蜂的上颚切割部分的曲线特征，设计手锯的锯齿，能降低切割阻力，提高切割效率和手锯的工作寿命。

Description

一种仿生手锯锯片
技术领域
本发明属手锯配件技术领域，具体涉及一种仿生手锯锯片。
背景技术
手工锯片操作简单、携带方便，可进行园林绿化，也可以切割一些塑料管材，利用率高，使用简便。
市面上现有手锯锯片存在如下问题：对不同类型植物或塑料管材进行切割时，刃口易受到损伤，效率较为低下，耐磨性差，使用寿命短；修剪韧性植物时效率低下，锋利性不足，往往需要往复多次作业才能将植物锯断。因此，耐磨性强、锋利性好、切割效率高和使用寿命长是未来手锯锯片的发展方向。
过去的研究多从手工锯片的尺寸参数、材料和整体结构入手来提高手锯锯片的耐磨性和锋利性，进而提高工作效率，增加使用寿命。很少有手工锯片锯齿的设计的研究，特别是将仿生原理应用于手工锯片锯齿的研究更是寥寥无几。现有手工锯片设计制造有待提高和完善，亟需探索新的手工锯片设计制造方法和理论。在现有手工锯片设计制造方法基础上，运用仿生原理，设计新型耐磨高效仿生手工锯片，提高其作业效率和使用寿命，对手工锯片设计研发技术具有十分重要的理论意义和现实意义。
楔角切叶蜂可以啃食花卉和树木的树叶、茎叶等吃竹子，其上颚切断树叶、茎叶的效率高，具有优化的几何结构和优良的力学性能，在切断过程中，上颚切割效率高，所受到的切割阻力低，因此将楔角切叶蜂上颚的仿生曲线应用于手工锯片锯齿的设计，对手工锯片锯齿的几何结构和力学性能进行优化，设计一种仿生新型手工锯片。
发明内容
本发明的目的在于利用仿生学原理，设计一种工作效率高，生产成本低的仿生手锯锯片。
本发明其侧面轮廓线由ab水平线、bc锯齿段、cd水平线、de垂线、ef水平线、fg垂线、gh水平线、hi水平线、ia曲线顺序连接而成，其中ef水平线、fg垂线、gh水平线所围为手柄4，手柄4上设有通孔5两个；仿生手锯锯片的总长度L1为240-370mm，宽度H1为27-48mm，厚度H3为0.6-1.3mm，其中ab水平线长度L4为7-18mm，cd水平线长度L3为7-18mm；手柄长度L2为45-75mm，宽度H2为22-36mm，其特征在于，所述的bc锯齿段上设有仿生高锯齿2和仿生低锯齿3，仿生高锯齿2的轮廓线由j1k1段的齿背直线B1、k1l1段的齿尖曲线C1和l1m1段的齿前曲线D1顺序连接而成，其中：齿背直线B1的长度L5为4-9mm，且齿背直线B1与垂线的夹角α1为1-6°；
齿尖曲线C1的数学表达式为：y1＝-0.0561x2+2.0424x-17.099,其中：15≤x≤24；
齿前曲线D1的数学表达式为：y2＝0.0765x3-3.936x2+65.922x-357.75,其中
15≤x≤24；
仿生低锯齿3的轮廓线由j2k2段的齿背直线B2、k2l2段的齿尖曲线C2和l2m2段的齿前曲线D2顺序连接而成，其中：齿背直线B2的长度L6为2.5-7mm，且齿背直线B2与垂线的夹角α2为1-6°；
齿尖曲线C2数学表达式为：y1＝-0.0561x2+2.0424x-17.099,其中：15≤x≤24；
齿前曲线D2数学表达式为：y2＝0.0765x3-3.936x2+65.922x-357.75,其中：16≤x≤21；
ia曲线为A曲线，其数学表达式为：其中：75≤a≤130，28≤b≤45。
所述的仿生高锯齿2和仿生低锯齿3的排列方式为两种：一种为单个间隔排列，即按仿生高锯齿2、仿生低锯齿3、仿生高锯齿2、仿生低锯齿3的顺序排列；另一种为1加2的间隔排列，即1个仿生高锯齿2、2个仿生低锯齿3、1个仿生高锯齿2、2个仿生低锯齿3的顺序排列。
所述锯片的材料为W18钢。
楔角切叶蜂上颚切割叶片、叶茎和小型树枝能力突出，效率较高，本发明利用楔角切叶蜂的上颚切割部分的曲线特征，设计手锯的锯齿，能降低切割阻力提高切割效率和手锯的工作寿命。
附图说明
图1为仿生手锯锯片的主视图
图2为仿生高锯齿的结构示意图
图3为仿生低锯齿的结构示意图
图4为两种仿生锯齿的排列方式一(俯视图)
图5为两种仿生锯齿的排列方式二(俯视图)
图6为齿尖曲线C1和C2的示意图
图7为齿前曲线D1的示意图
图8为齿前曲线D2的示意图
图9为曲线A的示意图
其中：1.锯条体2.仿生高锯齿3.仿生低锯齿4.手柄5.通孔
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实例进行详细阐述。
如图1所示，本发明其侧面轮廓线由ab水平线、bc锯齿段、cd水平线、de垂线、ef水平线、fg垂线、gh水平线、hi水平线、ia曲线顺序连接而成，其中ef水平线、fg垂线、gh水平线所围为手柄4，手柄4上设有通孔5两个；仿生手锯锯片的总长度L1为240-370mm，宽度H1为27-48mm，厚度H3为0.6-1.3mm，其中ab水平线长度L4为7-18mm，cd水平线长度L3为7-18mm；手柄长度L2为45-75mm，宽度H2为22-36mm，其特征在于，所述的bc锯齿段上设有仿生高锯齿2和仿生低锯齿3，仿生高锯齿2的轮廓线由j1k1段的齿背直线B1、k1l1段的齿尖曲线C1和l1m1段的齿前曲线D1顺序连接而成，其中：齿背直线B1的长度L5为4-9mm，且齿背直线B1与垂线的夹角α1为1-6°；
齿尖曲线C1的数学表达式为：y1＝-0.0561x2+2.0424x-17.099,其中：15≤x≤24；
齿前曲线D1的数学表达式为：y2＝0.0765x3-3.936x2+65.922x-357.75,其中
15≤x≤24；
仿生低锯齿3的轮廓线由j2k2段的齿背直线B2、k2l2段的齿尖曲线C2和l2m2段的齿前曲线D2顺序连接而成，其中：齿背直线B2的长度L6为2.5-7mm，且齿背直线B2与垂线的夹角α2为1-6°；
齿尖曲线C2数学表达式为：y1＝-0.0561x2+2.0424x-17.099,其中：15≤x≤24；
齿前曲线D2数学表达式为：y2＝0.0765x3-3.936x2+65.922x-357.75,其中：16≤x≤21；
ia曲线为A曲线，其数学表达式为：其中：75≤a≤130，28≤b≤45。
所述的仿生高锯齿2和仿生低锯齿3的排列方式为两种：一种为单个间隔排列，即按仿生高锯齿2、仿生低锯齿3、仿生高锯齿2、仿生低锯齿3的顺序排列；另一种为1加2的间隔排列，即1个仿生高锯齿2、2个仿生低锯齿3、1个仿生高锯齿2、2个仿生低锯齿3的顺序排列。
所述锯片的材料为W18钢。

Claims (1)

1.一种仿生手锯锯片，其侧面轮廓线由ab水平线、bc锯齿段、cd水平线、de垂线、ef水平线、fg垂线、gh水平线、hi水平线、ia曲线顺序连接而成，其中ef水平线、fg垂线、gh水平线所围为手柄(4)，手柄(4)上设有通孔(5)两个；仿生手锯锯片的总长度L1为240-370mm，宽度H1为27-48mm，厚度H3为0.6-1.3mm，其中ab水平线长度L4为7-18mm，cd水平线长度L3为7-18mm；手柄长度L2为45-75mm，宽度H2为22-36mm，其特征在于，所述的bc锯齿段上设有仿生高锯齿(2)和仿生低锯齿(3)，仿生高锯齿(2)的轮廓线由j1k1段的齿背直线B1、k1l1段的齿尖曲线C1和l1m1段的齿前曲线D1顺序连接而成，其中：齿背直线B1的长度L5为4-9mm，且齿背直线B1与垂线的夹角α1为1-6°；
齿尖曲线C1的数学表达式为：y1＝-0.0561x2+2.0424x-17.099,其中：15≤x≤24；
齿前曲线D1的数学表达式为：y2＝0.0765x3-3.936x2+65.922x-357.75,其中15≤x≤24；
仿生低锯齿(3)的轮廓线由j2k2段的齿背直线B2、k2l2段的齿尖曲线C2和l2m2段的齿前曲线D2顺序连接而成，其中：齿背直线B2的长度L6为2.5-7mm，且齿背直线B2与垂线的夹角α2为1-6°；
齿尖曲线C2数学表达式为：y1＝-0.0561x2+2.0424x-17.099,其中：15≤x≤24；
齿前曲线D2数学表达式为：y2＝0.0765x3-3.936x2+65.922x-357.75,其中：16≤x≤21；
ia曲线为A曲线，其数学表达式为：其中：75≤a≤130，28≤b≤45；
所述的仿生高锯齿(2)和仿生低锯齿(3)的排列方式为两种：一种为单个间隔排列，即按仿生高锯齿(2)、仿生低锯齿(3)、仿生高锯齿(2)、仿生低锯齿(3)的顺序排列；另一种为1加2的间隔排列，即1个仿生高锯齿(2)、2个仿生低锯齿(3)、1个仿生高锯齿(2)、2个仿生低锯齿(3)的顺序排列；所述锯片的材料为W18钢。
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