一种市政绿化用苗木修剪装置的制作方法

1.本发明涉及苗木修剪技术领域，具体为一种市政绿化用苗木修剪装置。


背景技术：

2.随人类文明的发展，社会的进步，城市绿化的问题已引起社会上各类人群的高度重视，目前，在市政建设过程中，通常会按需种植绿化植物，市政绿化主要的树木包括香樟、雪松、银杏、悬铃木等，在市政绿化施工时，绿化树木会被移植到所需要的地方（路边绿化带、公园等）。
3.为保证苗木的成活率一般市政绿化施工时会选择1.5至2m高度且处于健康苗木阶段的香樟、雪松、银杏、悬铃木等进行移植，而且即使在同一阶段的苗木也会出现枝条生长不均，长短不一的情况，因此在苗木移植后，需要根据周边市政建筑分布对苗木枝干进行修剪，以保证苗木的枝干定向生长，避免影响周边建筑，同时保证市政环境平整有序。
4.目前，对于一些大型树木的枝干市面上常通过油锯、电锯或者手持式拉锯并配合扶梯进行修剪，主要适用于枝干较粗较大的树木，而针对如上述1.5至2m高度的中小型苗木枝干一般采用手持式修剪刀进行修剪，具有经济环保且便携的优点，但是传统的手持式修剪刀在使用时存在一个较为普遍的问题：即过于费力，修剪刀一般是通过单手或者双手压握两个刀柄来旋转闭合刀身，以达到修剪的效果，从力学角度来看，两侧刀体就相当于两个杠杆，中心铰接处为杠杆中心，刀柄和刀身分别是两个力臂，切断枝干的力视为恒定，刀柄和刀身长度也恒定，而根据力矩等于力乘以力臂的原理需要对刀柄施加的力实际上与切断枝干的力成正比例，若是施加的力不够，则刀身无法合并，即无法切断枝干，尤其是在修剪一些密度较大较为坚实的枝干时，需要花费很大的力气才能剪断。
5.针对上述问题，本发明提出一种中心轴自适应变化的省力式市政绿化用苗木修剪装置。


技术实现要素：

6.本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案，具体地本发明的目的在于提供一种市政绿化用苗木修剪装置，以解决上述背景技术提出传统的手持式修剪刀在使用时存在一个较为普遍的问题：即过于费力，修剪刀一般是通过单手或者双手压握两个刀柄来旋转闭合刀身，以达到修剪的效果，从力学角度来看，两侧刀体就相当于两个杠杆，中心铰接处为杠杆中心，刀柄和刀身分别是两个力臂，切断枝干的力视为恒定，刀柄和刀身长度也恒定，而根据力矩等于力乘以力臂的原理需要对刀柄施加的力实际上与切断枝干的力成正比例，若是施加的力不够，则刀身无法合并，即无法切断枝干，尤其是在修剪一些密度较大较为坚实的枝干时，需要花费很大的力气才能剪断的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种市政绿化用苗木修剪装置，包括第一剪刀片和第二剪刀片，所述第一剪刀片和第二剪刀片为交叉错位设置，且第一剪刀片
和第二剪刀片的交叉处贯穿设置有杠杆中心轴，并且杠杆中心轴的一端铰接有始终位于第一剪刀片和第二剪刀片中心线上的推板，所述第一剪刀片和第二剪刀片刀柄处的内侧均设置有伸缩杆，且推板的下端对称铰接有平衡转板，并且两个所述平衡转板与两个所述伸缩杆之间均安装有居中定位伸缩调节组件，所述推板与第一剪刀片和第二剪刀片之间均安装有防反弹单向限位组件。
8.优选的，所述第一剪刀片的刀背处开设有第一导轨，且第二剪刀片的刀背处开设有第二导轨，所述第一导轨和第二导轨为交叉错位设置，且杠杆中心轴的两端分别卡合滑动于第一导轨和第二导轨的内部。
9.优选的，所述伸缩杆的外端固定连接有握把，且两个所述伸缩杆分别与第一剪刀片和第二剪刀片刀柄处的内侧表面平行。
10.优选的，所述居中定位伸缩调节组件包括限位转杆、限位槽和连接块，且两个所述平衡转板的外端均铰接有限位转杆，所述第一剪刀片和第二剪刀片的刀柄端均开始有限位槽，且限位转杆的端部贯穿限位槽铰接有连接块，所述连接块位于第一剪刀片和第二剪刀片的背侧且与伸缩杆为固定连接。
11.优选的，所述限位转杆与平衡转板和连接块均为转动连接，且限位转杆与限位槽为可旋转的卡合式滑动连接。
12.优选的，所述第一剪刀片和第二剪刀片刀柄处的内侧均固定有限位块，且两个所述伸缩杆分别滑动贯穿两个所述限位块，并且两个所述伸缩杆的内端均缠绕有复位弹簧，所述复位弹簧的一端焊接于限位块的侧壁，且复位弹簧的另一端固定于伸缩杆端部的外壁。
13.优选的，所述防反弹单向限位组件包括固定柱、套环、涡旋弹簧、卡槽、支撑板、抵板和凹槽，且第一剪刀片和第二剪刀片同一位置的刀柄处均开设有开口式的环形槽，所述环形槽的中心处固定有固定柱，且固定柱的外部环绕有套环，并且套环与环形槽的内壁贴合连接，所述固定柱的外壁焊接有涡旋弹簧的一端，且涡旋弹簧的另一端固定于套环内侧的外壁，所述套环内侧的外壁开设有卡槽，且卡槽的内部滑动设置有支撑板的一端，并且支撑板的另一端固定于固定柱的外壁，所述套环的外壁固定有抵板，且推板两侧的外壁均等间距开设有八组与抵板配合的凹槽，并且抵板的端部插接于一个所述凹槽的内部。
14.优选的，所述抵板与套环的组合为“9”字形，且抵板与套环通过涡旋弹簧与固定柱构成具有复位功能的旋转结构，所述抵板的外端为半球形设置，且凹槽的上表面为水平设置，并且凹槽的侧壁为倾斜设置。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：在传统剪刀式市政苗木修剪装置的基础上，对刀体的结构进行了优化调整，刀体交叉设置，且两个刀体内部均开设有导轨，而杠杆中心轴同时位于两个导轨内部对两个刀体进行限位，开始修剪时，两个握把同步带动第一剪刀片和第二剪刀片以杠杆中心轴为轴心进行上端相互靠近的对称式旋转，当两个剪刀片旋转靠近时，两个剪刀片会通过下端的两个限位槽同步对两个平衡转板产生向内的挤压作用，从而使得两个平衡转板同步进行下端相互靠近的对称式旋转运动，与此同时两个平衡转板会带动推板竖直向上移动，而推板会同步带动杠杆中心轴竖直向上移动，当杠杆中心轴竖直向上移动时，两个剪刀片的旋转轨迹就会随着中心轴的移动发生适应性变化，从而使得动力臂（杠杆中心轴与握把之间的
垂直距离）逐渐延长，阻力臂（杠杆中心轴与刀片之间的垂直距离）逐渐缩短，而且在两个平衡转板旋转时，两个限位转杆会沿着两个限位槽的内壁进行适应性的滑动并带动两个握把逐步向外延伸，从而进一步延长动力臂并最大程度实现省力，具体分析如下：初始状态下（剪刀未旋转合并）阻力臂长度设为h1，动力臂长度设为h2，剪断枝干所需的力设为f1，剪切断枝干所需要的力（也就是需要人为施加的外力大小）设为f2，根据力学公式可得h1xf1=h2xf2；在剪切时（剪刀开始旋转），阻力臂长度设为h3，动力臂长度设为h4，剪断枝干所需的力不变依旧为f1，而剪切断枝干所需要的力（也就是需要人为施加的外力大小）设为f3，根据力学公式可得h3xf1=h4xf3；其中，对比h1xf1=h2xf2和h3xf1=h4xf3，因为h1＞h3，所以h1xf1=h2xf2＞h3xf1=h4xf3，由于h2xf2＞h4xf3，且h2＜h4，得出结论f3＜f2，因此动力臂越长、阻力臂越短，所需要的施加的外力越小，而且本方案是在一种动态过程中实现逐步省力，随着剪刀旋转的进行，动力臂越来越长，阻力臂越来越短，在刀片长度能够剪切枝干的极限范围内能够实现最大程度省力。
16.本设计方案在对枝干进行剪切时，修剪刀的杠杆中心轴会根据力的大小向刀片处进行自适应的移动，在剪切枝干的同时实现动力臂的不断延长以及阻力臂的不断缩短，从而能够最大程度实现省力。
17.此外，本发明在两个剪刀片和推板之间设置有防反弹单向限位组件，在涡旋弹簧的初始状态下抵板的端部恰好抵紧在上端的凹槽中，由于凹槽下端为倾斜设置，因此当推板上升时，抵板与凹槽之间的抵紧作用会自动解除，但是当推板上升结束（即剪切结束）后，推板会快速复位向下移动，而抵板会自动复位抵紧在对应的凹槽中，并限制推板快速向下复位，进而达到的效果是，防止枝干剪切完毕后第一剪刀片和第二剪刀片快速反弹打开，而且不同高度的凹槽对应了剪刀不同的开口角度以及阻力臂和动力臂长度，因此可根据需要使剪刀处于最佳的开口角度以及阻力、动力臂分配状态，同时由于凹槽的上表面与推板具有一定的平行关系，因此只需要稍微用力向外拉动两个握把即可将剪刀恢复初始状态，两个抵板就会从对应的凹槽中脱离，从而完成推板的下落，而且两个抵板会再次落入最上端的两个凹槽中。
附图说明
18.图1为本发明初始状态下整体的结构示意图；图2为本发明剪切时整体的结构示意图；图3为本发明初始状态下动、阻力臂分布示意图；图4为本发明剪切时动、阻力臂分布示意图；图5为本发明图1中第一剪刀片的正视安装结构示意图；图6为本发明图2中第一剪刀片的正视结构示意图；图7为本发明套环与固定柱的连接结构示意图。
19.图中：1、第一剪刀片；11、第一导轨；2、第二剪刀片；21、第二导轨；3、杠杆中心轴；4、推板；5、平衡转板；51、限位转杆；52、限位槽；53、连接块；54、伸缩杆；55、握把；56、限位块；57、复位弹簧；6、固定柱；61、套环；62、涡旋弹簧；63、卡槽；64、支撑板；7、抵板；8、凹槽。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种市政绿化用苗木修剪装置，包括第一剪刀片1和第二剪刀片2，第一剪刀片1和第二剪刀片2为交叉错位设置，且第一剪刀片1和第二剪刀片2的交叉处贯穿设置有杠杆中心轴3，并且杠杆中心轴3的一端铰接有始终位于第一剪刀片1和第二剪刀片2中心线上的推板4，第一剪刀片1和第二剪刀片2刀柄处的内侧均设置有伸缩杆54，且推板4的下端对称铰接有平衡转板5，并且两个平衡转板5与两个伸缩杆54之间均安装有居中定位伸缩调节组件，推板4与第一剪刀片1和第二剪刀片2之间均安装有防反弹单向限位组件。
22.第一剪刀片1的刀背处开设有第一导轨11，且第二剪刀片2的刀背处开设有第二导轨21，第一导轨11和第二导轨21为交叉错位设置，且杠杆中心轴3的两端分别卡合滑动于第一导轨11和第二导轨21的内部，当杠杆中心轴3沿着竖直方向移动时，第一剪刀片1和第二剪刀片2的旋转轴心也会随着杠杆中心轴3的移动而发生变化，并且会使得阻力臂逐渐缩短。
23.伸缩杆54的外端固定连接有握把55，且两个伸缩杆54分别与第一剪刀片1和第二剪刀片2刀柄处的内侧表面平行，两个伸缩杆54会始终保持着与第一剪刀片1和第二剪刀片2平行的状态进行伸缩滑动。
24.居中定位伸缩调节组件包括限位转杆51、限位槽52和连接块53，且两个平衡转板5的外端均铰接有限位转杆51，第一剪刀片1和第二剪刀片2的刀柄端均开始有限位槽52，且限位转杆51的端部贯穿限位槽52铰接有连接块53，连接块53位于第一剪刀片1和第二剪刀片2的背侧且与伸缩杆54为固定连接，该居中定位伸缩调节组件利用两个平衡转板5能够将推板4居中定位，同时当第一剪刀片1和第二剪刀片2旋转收紧时，两个平衡转板5会同步进行收紧式旋转并向上推动推板4。
25.限位转杆51与平衡转板5和连接块53均为转动连接，且限位转杆51与限位槽52为可旋转的卡合式滑动连接，保证了限位转杆51能够在限位槽52的能够进行滚动式移动，以减小摩擦。
26.第一剪刀片1和第二剪刀片2刀柄处的内侧均固定有限位块56，且两个伸缩杆54分别滑动贯穿两个限位块56，并且两个伸缩杆54的内端均缠绕有复位弹簧57，复位弹簧57的一端焊接于限位块56的侧壁，且复位弹簧57的另一端固定于伸缩杆54端部的外壁，利用限位块56对伸缩杆54起到支撑限位和导向的作用，使得伸缩杆54只能够进行定向移动。
27.防反弹单向限位组件包括固定柱6、套环61、涡旋弹簧62、卡槽63、支撑板64、抵板7和凹槽8，且第一剪刀片1和第二剪刀片2同一位置的刀柄处均开设有开口式的环形槽，环形槽的中心处固定有固定柱6，且固定柱6的外部环绕有套环61，并且套环61与环形槽的内壁贴合连接，固定柱6的外壁焊接有涡旋弹簧62的一端，且涡旋弹簧62的另一端固定于套环61内侧的外壁，套环61内侧的外壁开设有卡槽63，且卡槽63的内部滑动设置有支撑板64的一端，并且支撑板64的另一端固定于固定柱6的外壁，套环61的外壁固定有抵板7，且推板4两
侧的外壁均等间距开设有八组与抵板7配合的凹槽8，并且抵板7的端部插接于一个凹槽8的内部，该防反弹单向限位组件利用涡旋弹簧62使套环61和抵板7同步具有旋转复位作用，使抵板7能够抵紧在凹槽8中，同时不会影响推板4的上升，但是会限制推板4的下落。
28.抵板7与套环61的组合为“9”字形，且抵板7与套环61通过涡旋弹簧62与固定柱6构成具有复位功能的旋转结构，抵板7的外端为半球形设置，且凹槽8的上表面为水平设置，并且凹槽8的侧壁为倾斜设置，在涡旋弹簧62的作用下抵板7的外端始终具有向推板4靠近的旋转动能。
29.工作原理：在使用该市政绿化用苗木修剪装置时，如图1所示，两个抵板7抵紧在最上端的两个凹槽8内部为该苗木修剪装置的初始状态，此时第一剪刀片1和第二剪刀片2的开口较大，两个复位弹簧57以及两个涡旋弹簧62均处于初始状态（未被压缩或拉伸），当需要对苗木枝干进行剪切时，首先使枝干位于第一剪刀片1和第二剪刀片2的刀片开口内，随后双手分别握住两个握把55并开始向内发力，两个握把55通过两个限位块56以及两个限位转杆51的连接作用同步带动第一剪刀片1和第二剪刀片2进行相互靠近的对称式旋转，且由于当第一剪刀片1和第二剪刀片2进行相互靠近的旋转运动时，第一剪刀片1和第二剪刀片2会同步对两个平衡转板5产生挤压收紧的作用，从而使得两个平衡转板5同步进行开口逐渐变小的对称式旋转运动，而且两个平衡转板5旋转的同时会推动推板4竖直向上位移并且两个平衡转板5会同步带动两个限位转杆51沿着两个限位槽52斜向下进行适应性滑动，与此同时两个限位转杆51斜向下滑动时会通过两个连接块53同步带动两个伸缩杆54以及两个握把55沿着第一剪刀片1和第二剪刀片2的倾斜方向向外进行适应性延伸并压缩两组复位弹簧57，握把55斜向下延伸实现了动力臂的第一步延长。
30.与此同时，随着推板4的逐步上升，推板4会通过杠杆中心轴3同步对第一导轨11和第二导轨21产生竖直向上的挤压推动作用，从而使得第一剪刀片1和第二剪刀片2的旋转轴心逐渐向上偏移，可对比图1和图2，可见经过旋转一定角度后图2中杠杆中心轴3的位移发生了偏移，使第一剪刀片1和第二剪刀片2的力臂逐步缩短，同时使两个握把55与杠杆中心轴3之间的距离进一步延长。
31.同时第一剪刀片1和第二剪刀片2和推板4之间设置有防反弹单向限位组件，在涡旋弹簧62的初始状态下抵板7的端部恰好抵紧在最上端的凹槽8中，由于凹槽8下端为倾斜设置，因此当推板4上升时，抵板7与凹槽8之间的抵紧作用会自动解除，但是当推板4上升结束（即剪切结束）后，在复位弹簧57作用下推板4具有快速向下复位的趋势，而抵板7会如图2所示自动复位抵紧在对应的凹槽8中，并限制推板4快速向下复位，进而达到的效果是，防止枝干剪切完毕后第一剪刀片1和第二剪刀片2快速反弹打开，而且不同高度的凹槽8对应了剪刀不同的开口角度以及阻力臂和动力臂长度，因此可根据需要使剪刀处于最佳的开口角度以及阻力、动力臂分配状态，同时由于凹槽的8上表面与推板4具有一定的平行关系，因此只需要稍微用力向外拉动两个握把55即可使两个抵板7就会从对应的凹槽8中脱离，并使剪刀恢复如图1的初始状态，而且两个抵板7会再次落入最上端的两个凹槽8中。
32.如图3所示，初始状态下（剪刀未旋转合并）阻力臂长度设为h1，动力臂长度设为h2，剪断枝干所需的力设为f1，剪切断枝干所需要的力设为f2，根据力学公式可得h1xf1=h2xf2；如图4所示，在剪切时（剪刀开始旋转），阻力臂长度设为h3，动力臂长度设为h4，剪
断枝干所需的力不变依旧为f1，而剪切断所需要的力设为f3，根据力学公式可得h3xf1=h4xf3；其中，对比h1xf1=h2xf2和h3xf1=h4xf3，因为h1＞h3，所以h1xf1=h2xf2＞h3xf1=h4xf3，由于h2xf2＞h4xf3，且h2＜h4，得出结论f3＜f2，因此动力臂越长、阻力臂越短，所需要的施加的外力越小，而且本方案是在一种动态过程中实现逐步省力，随着剪刀旋转的进行，动力臂越来越长，阻力臂越来越短，在刀片长度能够剪切枝干的极限范围内能够实现最大程度省力。
33.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种市政绿化用苗木修剪装置，包括第一剪刀片（1）和第二剪刀片（2），其特征在于：所述第一剪刀片（1）和第二剪刀片（2）为交叉错位设置，且第一剪刀片（1）和第二剪刀片（2）的交叉处贯穿设置有杠杆中心轴（3），并且杠杆中心轴（3）的一端铰接有始终位于第一剪刀片（1）和第二剪刀片（2）中心线上的推板（4），所述第一剪刀片（1）和第二剪刀片（2）刀柄处的内侧均设置有伸缩杆（54），且推板（4）的下端对称铰接有平衡转板（5），并且两个所述平衡转板（5）与两个所述伸缩杆（54）之间均安装有居中定位伸缩调节组件，所述推板（4）与第一剪刀片（1）和第二剪刀片（2）之间均安装有防反弹单向限位组件。2.根据权利要求1所述的一种市政绿化用苗木修剪装置，其特征在于：所述第一剪刀片（1）的刀背处开设有第一导轨（11），且第二剪刀片（2）的刀背处开设有第二导轨（21），所述第一导轨（11）和第二导轨（21）为交叉错位设置，且杠杆中心轴（3）的两端分别卡合滑动于第一导轨（11）和第二导轨（21）的内部。3.根据权利要求1所述的一种市政绿化用苗木修剪装置，其特征在于：所述伸缩杆（54）的外端固定连接有握把（55），且两个所述伸缩杆（54）分别与第一剪刀片（1）和第二剪刀片（2）刀柄处的内侧表面平行。4.根据权利要求1所述的一种市政绿化用苗木修剪装置，其特征在于：所述居中定位伸缩调节组件包括限位转杆（51）、限位槽（52）和连接块（53），且两个所述平衡转板（5）的外端均铰接有限位转杆（51），所述第一剪刀片（1）和第二剪刀片（2）的刀柄端均开始有限位槽（52），且限位转杆（51）的端部贯穿限位槽（52）铰接有连接块（53），所述连接块（53）位于第一剪刀片（1）和第二剪刀片（2）的背侧且与伸缩杆（54）为固定连接。5.根据权利要求4所述的一种市政绿化用苗木修剪装置，其特征在于：所述限位转杆（51）与平衡转板（5）和连接块（53）均为转动连接，且限位转杆（51）与限位槽（52）为可旋转的卡合式滑动连接。6.根据权利要求4所述的一种市政绿化用苗木修剪装置，其特征在于：所述第一剪刀片（1）和第二剪刀片（2）刀柄处的内侧均固定有限位块（56），且两个所述伸缩杆（54）分别滑动贯穿两个所述限位块（56），并且两个所述伸缩杆（54）的内端均缠绕有复位弹簧（57），所述复位弹簧（57）的一端焊接于限位块（56）的侧壁，且复位弹簧（57）的另一端固定于伸缩杆（54）端部的外壁。7.根据权利要求1所述的一种市政绿化用苗木修剪装置，其特征在于：所述防反弹单向限位组件包括固定柱（6）、套环（61）、涡旋弹簧（62）、卡槽（63）、支撑板（64）、抵板（7）和凹槽（8），且第一剪刀片（1）和第二剪刀片（2）同一位置的刀柄处均开设有开口式的环形槽，所述环形槽的中心处固定有固定柱（6），且固定柱（6）的外部环绕有套环（61），并且套环（61）与环形槽的内壁贴合连接，所述固定柱（6）的外壁焊接有涡旋弹簧（62）的一端，且涡旋弹簧（62）的另一端固定于套环（61）内侧的外壁，所述套环（61）内侧的外壁开设有卡槽（63），且卡槽（63）的内部滑动设置有支撑板（64）的一端，并且支撑板（64）的另一端固定于固定柱（6）的外壁，所述套环（61）的外壁固定有抵板（7），且推板（4）两侧的外壁均等间距开设有八组与抵板（7）配合的凹槽（8），并且抵板（7）的端部插接于一个所述凹槽（8）的内部。8.根据权利要求7所述的一种市政绿化用苗木修剪装置，其特征在于：所述抵板（7）与套环（61）的组合为“9”字形，且抵板（7）与套环（61）通过涡旋弹簧（62）与固定柱（6）构成具有复位功能的旋转结构，所述抵板（7）的外端为半球形设置，且凹槽（8）的上表面为水平设
置，并且凹槽（8）的侧壁为倾斜设置。

技术总结
本发明公开了一种市政绿化用苗木修剪装置，涉及苗木修剪技术领域，包括第一剪刀片和第二剪刀片，所述第一剪刀片和第二剪刀片为交叉错位设置，且第一剪刀片和第二剪刀片的交叉处贯穿设置有杠杆中心轴，并且杠杆中心轴的一端铰接有始终位于第一剪刀片和第二剪刀片中心线上的推板，在传统剪刀式市政苗木修剪装置的基础上，对刀体的结构进行了优化调整，刀体交叉设置，且两个刀体内部均开设有导轨，而杠杆中心轴同时位于两个导轨内部对两个刀体进行限位，修剪刀的杠杆中心轴会根据力的大小向刀片处进行自适应的移动，在剪切枝干的同时实现动力臂的不断延长以及阻力臂的不断缩短，从而能够最大程度实现省力。而能够最大程度实现省力。而能够最大程度实现省力。


技术研发人员：朱斌 马丽 李瑞 曹晨馨 彭庭胜
受保护的技术使用者：林海生态环境股份有限公司
技术研发日：2023.07.25
技术公布日：2023/9/6