一种用于快速切割泡沫的可变轴向USB综合电切刀工具的制作方法

本发明涉及泡沫切割技术领域，尤其涉及一种适用于美工操作人员、学校学生、家庭主妇、艺术工作者以及泡沫切割工厂的用于快速切割泡沫的可变轴向usb综合电切刀工具。

背景技术：

对于材料技术领域，可根据不同材料特性对其分析并加以应用，例如，泡沫、塑料以及海绵等是生产加工中常见的用料，平常都能呈现一定的形状，这也正是要利用的优点。但是，在进行切割时，泡沫虽能承受一些压力而不会发生较大变形，但若用刀、锯等加工所形成的表面往往不够光滑平整，若采用剪刀更是不能裁剪的，只能采用特别锋利的刀片裁剪加工小的平面，而稍大的平面和曲面刀片就无能为力。再如，海绵，稍加压力就变形，而刀、剪等工具加工都不可避免地对材料施加压力，若材料发生变形，要割去多少就很难把握了，所以用刀剪加工海绵要想得到好作品更是难上加难。

据不完全统计，目前本领域技术人员对于泡沫、海绵等惯用的主流切割技术仍然是采用美工刀、干电池接上电热丝等方式，但以上已经讨论过相关的现状，所采用的这些工具在使用时都存在许多致命缺陷，由于泡沫经发泡而来，其组织相当松软，切割时难以切出所期待的形状，这一点可以从实际应用中得知：

在切割时，若采用美工刀，很可能会切割得歪七扭八，边缘非常不平整，更严重的问题是，伴随切割的泡沫碎屑会随着刀片的摩擦而散落一地、污染环境、更不利于人体健康；

在切割时，若采用干电池接上电热丝，使用者需要抓住硕大的弓形握持部，来回穿梭在泡沫中，虽然边缘对于美工刀切的更整齐，但是要单手或双手握持这个用干电池接电热丝的工具，并不是一件容易的事，特别是对手掌较小的未成年人、学生或妇女而言，更是一项辛苦的劳动，此外，有时要切的泡沫具有立体几何形状或肉厚较宽的造型时，则会受限于角度，操作困难。

尽管目前惯用的这些工具实际上并不适合，然而，泡沫、塑料以及海绵都有一个共同的特点，那就是受热容易熔化，又都是热的不良导体，试想一下，如果用一条高温铁丝去切割，就可以轻而易举地实施，简直像刀切豆腐一样，若速度掌握得好，也不会影响其他部分的形状，因此，采用热割法加工泡沫、塑料以及海绵等不失为一种比较理想的方法。

本领域技术人员根据热切割原理设计了电切刀的技术方案，但是，即便技术人员能够根据这种热割法的技术启示加以实施，在耗费过多的成本研发之后，仅能确保切割端面平滑并减少碎屑产生，形成一系列用于对泡沫热割的工具，然而仍然难以达到预期设定的目的，因为很多未曾想到的问题也随之而来。

所产生的这些问题都是在无法满足使用者不同需求的前提下出现的：由于这些泡沫电热切刀都采用固定直式手柄，握持方向固定，不同性别、年龄段等使用群体的手掌大小不同，握持力度大小不一，手掌面积较小的使用者在握持这种直柄式电切刀切割泡沫时，很显然会感觉很吃力，一旦脱手，很容易伤到自身，即便可避免这个安全隐患，使用者进行泡沫切割时仍存在着根本性的缺陷，即根据不同的实际操作需求而无法零误差地操作切割刀具并切削出任意形状的泡沫体。

综上所述，本发明正是在现有公知技术的基础上，结合实际应用的验证，探讨如何在同一个技术方案中将以上分析的这些致命缺陷一次性解决，并且对该技术领域内的产品结构提出进一步研发与设计的技术方案，同时也有利于同一技术领域的众多技术问题的解决以及提高技术方案的可拓展性。

技术实现要素：

针对以上缺陷，本发明提供一种用于快速切割泡沫的可变轴向usb综合电切刀工具，采用热切割方式且使各类人群灵活地、省时省力、零误差地操作装有不同刀头的切割刀具并切削出任意形状的泡沫体，同时解决现有技术的诸多不足。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于快速切割泡沫的可变轴向usb综合电切刀工具，具有用于手持的防滑手柄本体并且其末端接入用于供电的usb接线，使所述电切刀工具向具有usb接口的周边电子设备进行取电，所述手柄本体装有用于导通电源的开关组件；

所述usb综合电切刀工具包括一手柄旋转部，该手柄旋转部活动连接于所述手柄本体的前端面，并且通过中空的转轴部旋转至与所述手柄本体呈垂直状态；

对于所述转轴部，其包括：

一手柄固定部，设置于所述转轴部与所述手柄本体相接的一端，并且通过所述手柄固定部使所述转轴部倾斜安装于所述手柄本体的前端面；

一限位槽，设置于所述转轴部与所述手柄旋转部相接的一端，并且使所述手柄旋转部的轴连接部卡在所述限位槽内，使所述手柄旋转部实现旋转；

所述usb综合电切刀工具还包括若干热切割刀头，每个热切割刀头各自带有固定端座，任意一个刀头的两个导电电极插入所述手柄旋转部的导孔内并且与对应的正负接线铜柱相接；

对于所述固定端座，其包括：

至少一个定位销，设置于所述固定端座底部并且向下延伸，所述定位销插入所述手柄旋转部对应的销孔内，同时使所述刀头的正电极、负电极依次分别对应连接所述手柄旋转部内部的正接线铜柱、负接线铜柱。

对于以上技术方案的附加结构，还包括以下任意一项：

在这些采用的若干热切割刀头中，所述热切割刀头包括细长的圆柱形针状发热芯体，可进行无接触式的辐射热切割；

同样，在这些采用的若干热切割刀头中，所述热切割刀头包括细长的发热线，亦可进行无接触式的辐射热切割。

另外，若采用发热线结构，则所述发热线可由两个弧形的不锈钢导热架固定，形成一个半月形刀头。

相应地，所述发热线还可由u形的不锈钢导热架固定，形成一个u形刀头。

对于以上具有任一项附加结构的技术方案，还包括：

为实现旋转目的，所述手柄本体与手柄旋转部各自的连接端面为椭圆形，所述手柄旋转部沿着所述转轴部旋转45°并且与所述手柄本体垂直。

进一步地，所述铜管下端连接导线并且这些导线穿过中空的转轴部进入手柄本体内部，所述中空的转轴部形成用于防止导线被扭断的防护结构。

本发明采用的技术方案，还可相应地实施为：

可直接利用开关的开闭，来实现任一电切刀的快速发热、快速冷却，从而使待切割物完成反复切割成型。

对于供电方式，所述具有usb接口的周边电子设备包括但不限于计算机的usb接口、安卓手机充电器、充电宝上的usb接口。

对于热切割刀头的形状，其包括但不局限于半月形刀头、u形刀头、直线刀部。

本发明有益效果为：

⑴首先，本发明技术方案的实施是在采用辐射热切割方式确保切割端面平滑无碎屑的基础上，既能安装不同刀头，又能使手柄相应部位进行45°单向转动，转弯之后的手柄与待切割物呈现一个角度，便于各类人群灵活地、省时省力地操作电切刀并切削出任意形状的泡沫体，使手掌较小或握力不足的使用者能稳定的握持；

⑵其次，避免更换刀头时的失误是确保切削出任意形状的泡沫体的一个前提，只有当固定端座的每一个定位销均能顺利插入与之对应正确的手柄旋转部的定位销孔时，使固定端座与手柄旋转部才能顺利的固定对接，在快速更换刀头时轻易实现导电电极与正、负接线柱的正确接入，从而避免电切刀的极性接反，最大程度上确保了电源极性并卡住电切刀；

⑶此外，在确保切割功能的前提下，体积较小，能通过usb接口取电，可利用所有类型计算机的usb接口、或安卓手机充电器、或充电宝的usb接口，即可取电使用，便于携带；

⑷具备多种不同形状更换的细长发热丝或发热针，便于以各种角度切割泡沫，由于热辐射的作用，发热丝根本没有接触到泡沫本体，泡沫就因受热辐射的传导，而按照预先期望的边缘收缩成型，有利于精准的切割立体泡沫造型；

⑸采用中空的转轴部，即便手柄内有导线，手柄旋转部仅是沿着转轴部固定方向做45°往复式的位移，而并不是进行一整圈360°的任意旋转，因而，整个转动过程中，导线正常穿过转轴部，可避免导线被扭断的问题。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例一所述的电切刀工具结构示意图；

图1-1是本发明实施例一所述的电切刀工具处于手柄旋转状态示意图；

图1-2是本发明实施例一所述的电切刀工具的剖面示意图；

图1-3是图1-2的1a部分放大示意图；

图1-4是本发明实施例一所述的电切刀工具的分解示意图；

图1-5是本发明实施例一所述电切刀工具的转轴部示意图；

图1-6是本发明实施例一所述电切刀工具的固定端座与手柄旋转部的结构示意图；

图2是本发明实施例二所述的电切刀工具结构示意图；

图2-1是本发明实施例二所述的电切刀工具处于手柄旋转状态示意图；

图2-2是本发明实施例二所述的电切刀工具的分解示意图；

图3是本发明实施例三所述的电切刀工具结构示意图；

图3-1是本发明实施例三所述的电切刀工具处于手柄旋转状态示意图；

图3-2是本发明实施例三所述的电切刀工具的分解示意图；

图4是本发明实施例四所述的电切刀工具结构示意图；

图4-1是本发明实施例四所述的电切刀工具处于手柄旋转状态示意图；

图4-2是本发明实施例四所述的电切刀工具的分解示意图。

图中：

1、发热线；2、铜带；3、不锈钢导热架；4、固定端座；5、手柄旋转部；6、铜柱；7、铜管；8、轴固定件；9、转轴部；10、手柄本体；

11、雕刻刀部；12、u形刀部；13、直线刀部；

31、导电电极；

41、定位销；42、固定卡槽；

51、定位销孔；52、轴连接部；

91、限位槽；92、手柄固定部。

具体实施方式

实施例一

如图1、图1-1、图1-2、图1-3、图1-4、图1-5、图1-6所示，本发明实施例一所述的用于快速切割泡沫的可变轴向usb综合电切刀工具，所实施的技术手段要达到的目的在于，在确保切割端面平滑无碎屑基础上，能够使各类人群通过手持刀具与待切割物呈一定角度的方式，从而灵活地、省时省力、零误差地操作装有不同刀头的切割刀具并切削出任意形状的泡沫体，这一问题的解决，对于泡沫切割技术领域，相当于朝着本领域技术的前沿完成了一个较大的迈步，能够取得相关的生产成本、人力成本、环保效果等方面的预期效果，并且有助于提升泡沫切割领域的产业价值，因此，从研发人员开始技术方案的设计直到一系列实际测试成功，并不是一气呵成的，而是通过不断的摸索与创新来实现的，以下各个设计环节的解析将会体现出这一点。因此，为体现最为基本的人性化设计，本发明所实施的技术方案首先包括手柄本体10，对于手柄本体10外表面用于基本的手持功能，并且配以相应的防滑纹等，而其末端，则接入用于连接至外部usb接口的接线，因而由usb接口取电，可利用所有计算机的usb接口、或是安卓手机充电器、或是充电宝上的usb(5vdc)接口，即可取电使用(还包括笔记本计算机、平板计算机、行动电源、智能手机充电器等)，形成较佳的便携性，就可以接上电源使用。从这一最为基本的设计首先可以看出，本发明所实施的综合电切刀工具并不完全用于一般工厂对于泡沫等材料的生产切割，而是通过该工具，既改变了工厂技术人员切割泡沫的方式，又可适用于普通非技术人员进行除切割泡沫以外的用途；相应地，手柄本体10还可装如其它电子产品或电动产品一样用于显示作用的led指示灯，并且在手柄本体10配有相应的开关组件。

对于以上设置的手柄本体10结构进一步解析：

本领域技术人员在设计时，所实施的手柄本体10并不是直接采用一段式的圆形、方形或其它形状，而是其前端部装有一手柄旋转部5，并且使其与手柄本体10之间能够产生一定角度的相对转动，从而使各类不同使用人群通过手持

所实施的手柄本体10装配一个中空的转轴部9，所实施的转轴部9倾斜设置，具体参见图1-4与图1-5，该转轴部9由两个圆柱体构成，其中一个圆柱体用于与手柄旋转部5固定接触，另一个底部圆柱体作为手柄固定部92用于与手柄本体10固定接触，与手柄旋转部5固定接触的圆柱体外表面开设一道限位槽91，并且使手柄旋转部5的轴连接部52卡在该限位槽91内并且能够在限位槽91进行一定角度范围的旋转，例如，由于手柄本体10与手柄旋转部5连接处的端面均为椭圆形结构，也就是说手柄旋转部5也是沿着手柄本体10的椭圆形端面进行旋转的，那么转动的方向显然并不是垂直于手柄本体10长度方向，而是沿着倾斜的转轴部9进行相应的旋转，所实施的限位槽91能够使手柄旋转部5以转轴部9为轴进行45°的转向，实际上，转向之后的手柄旋转部5已经与手柄本体10之间呈垂直状态，因而，还与待切割物呈现一个角度，更方便的操作电切刀，直接为手掌较小或握力不足的使用者(如，学生或妇女)能够平稳握持提供便利，组装后的手柄本体10与手柄旋转部5可由图1-3所示，可以看出，待手柄本体10组装时，转轴部9的手柄固定部92卡在了手柄本体10端面内的槽位上，手柄旋转部5的轴连接部52则卡在了转轴部9的限位槽91内，同时，手柄本体10与手柄旋转部5二者各自的连接端面之间增加一横截面为椭圆形的轴固定件8以便于提高转轴部9安装的稳定性；

根据以上转轴部9的设计可见，本技术方案的设计人员首先是从手柄主要工作端能够与待切割物呈现一定角度来出发考虑设计技术方案的，对于泡沫切割刀技术领域，以往并没有任何启示能够提醒技术人员在泡沫切割技术领域也能如此设计，并且以往的任何产品尚无如此设计的意向；

相应地，由于采用了“与待切割物呈现一定角度”这样的设计方案，能够直接受益于手掌较小或握力不足的人群，以往的直管一段式的结构使一些使用人群根本无法持续操作，短时间内即握力不足并且手部酸痛，通过本发明这一环节的设计，采用垂直两段式的手柄，可取得较适宜的操作方向，无需较大的握持力，例如，旋转之后，垂直于手柄本体10的手柄旋转部5能够轻易地以向下垂直的状态进行切割操作，或者使手柄旋转部5与待切割物之间根据需要呈现一定角度进行切割，无论何种切割方式，都明显优于传统的直管一段式的切割方式。

对于以上设置的手柄旋转部5，为达到灵活切削不同形状的目的而实现了至关重要的第一步，同样，技术人员继续沿着这个手柄旋转部5的思路对要采用的切割刀头部进一步设计，显然，也不能按照采用传统的结构，具体实施方式为：

如图1-6所示，所实施的手柄旋转部5刀部连接端灵活安装若干可更换刀头，在本实施例一中，优选采用半月形的刀头，对于该刀头的固定则另外配置一固定端座4，并且该固定端座4顶部具有用于固定刀头相应的固定位，固定端座4与手柄旋转部5、手柄本体10各自的构成方式相同，固定端座4也采用左、右两部分拼接，并且在拼接之后于端座底面形成电极导孔，相应地，与固定端座4固定组合的手柄旋转部5左、右两部分拼接之后，于手柄旋转部5顶部形成另外的电极导孔并且该电极导孔位置与固定端座4的电极导孔位置相对应，从而使任一刀头的导电电极31均能穿过对应的电极导孔而插入手柄旋转部5内部；

相应地，所实施的手柄旋转部5内部设置装有铜柱6的铜管7，，铜管7的下端则与相应的导线连接并且这些导线穿过中空的转轴部9而进入手柄本体10内部，本发明所实施的技术方案对这些导线的安全问题也进行了考虑，由于在转动时，手柄内有导线，手柄旋转部5仅是沿着转轴部9固定方向做45°往复式的位移，而并不是进行一整圈360°的任意旋转，因而，整个转动过程中，并不牵扯到导线被扭断的问题，这就解决了安全隐患之一；

进一步地，为实现“零误差地操作装有不同刀头的切割刀具并切削出任意形状的泡沫体”，所实施的固定端座4底部还增设定位销41，同时，导电电极31穿入手柄旋转部5的部位增设一对定位销孔51(或至少一个)用于固定卡紧定位销41，每个定位销孔51的位置分别处于对应的电极导孔相邻位置处，从而实现每个电极导孔旁边带有一个定位销孔51的防错插的结构，使正极的导电电极31与负极的导电电极31不会插反，只有当固定端座4的每一个定位销41均能顺利插入与之对应正确的定位销孔51时，固定端座4与手柄旋转部5才能固定组合，具体实施方式为：可由使用需求来确定设计销孔尺寸，例如，对于两个定位销41，横截面的宽度设计为一大一小，相应地，手柄旋转部5所配置的定位销孔51孔径也是相应的一大一小，这样一来，具有较大横截面的定位销41仅能够插入孔径较大的定位销孔51内部，即便位置插的不正确，由于孔径的限制，也无法使具有较大横截面的定位销41插入至孔径较小的定位销孔51，因而，可通过这种方式，防止正、负两个导电电极31插反，在卡紧电切刀的基础上，能够最大程度确保电源极性正确和卡住电切刀，这就解决了另一个安全隐患。

综合以上可知，当刀头的两个导电电极31从固定端座4顶部穿至底部之后，其两个导电电极31下端伸出至固定端座4下方，然后再与固定端座4共同装配于手柄旋转部5，由于固定端座4与手柄旋转部5配合以上所实施的定位销41结构实现固定，固定之后，使刀头的两个导电电极31下端插入手柄旋转部5内部并且与对应的铜柱6接触点相接触，从而完成刀头的安装，显然可知，对于每一个刀头的装配，能够配以一个固定端座4，实现固定端座4在手柄旋转部5上灵活插拔的功能，也就完成了对应刀头的拆装。

本发明实施例一所述的用于快速切割泡沫的可变轴向usb综合电切刀工具，采用的半月形的刀头包括发热线1、铜带2以及不锈钢导热架3，两个不锈钢导热架3各自均为弧形结构并且其各自的下端分别带有相应的正、负导电电极31，每个不锈钢导热架3各自的另一端则通过一铜带2固定连接发热线1，使用时，拨动手柄本体10外部的电源开关，装于手柄旋转部5上的任一电切刀就会迅速加热，大约十几秒钟左右，达到切割发泡胶的温度，移动电切刀，就可依照预定的形状来切割，同时，当电源开关向后方拨动切断电源时，所选择的发热电切刀就可快速冷却，当要再操作切割时，反复操作，可顺利的完成造型。

本发明实施例一所述的用于快速切割泡沫的可变轴向usb综合电切刀工具，不仅包括半月形的刀头，还包括其它供灵活替换以便根据不同切割要求而切割出不同形状的任一刀头，这些刀头全部采用热割法的方式对泡沫等材料进行切割，实际上本领域人员已经开始围绕热切割方式在进行研发，从而能够确保切割端面基本平滑无碎屑，若要进一步发挥热切割方式的效果，还要从各类使用者与切割对象这两个角度来进一步深化技术方案，从使用者手持刀具与待切割对象呈现一定的角度，到能够将其省力、零误差切割出所需要的不同形状，实际上采用了一个连贯的创新方案，该技术方案实现了不同的操作过程：

例如，当学校的学生进行美工操作或家庭主妇进行切割材料之用，首先选择所需的刀头并且利用防插反结构轻易地将固定端座4与手柄旋转部5固定装配，并且任一刀头的切割方式均为热切割，这就实现了在确保切割端面平滑无碎屑基础进行零误差操作，然后，再调节手柄旋转部5与切割物呈现最便于切割的角度进行切割，从而进一步实现了灵活、省力地切割出所需形状的材料，操作完毕之后，再将手柄旋转部5反向转回直线形的手柄状态，不影响存放；再如，当工厂的工人进行泡沫切割之用，可站立或坐于中间区域，将待切割物摆放于工人周围的切割平台并且形成一环形切割流水线，工人能够手持该电切刀工具在这个环形范围内进行逐一切割，即便遇到需要切割不同形状时，也无需离开这个区域，仅需要自行更换所需刀头即可。

实施例二

如图2、图2-1、图2-2所示，本发明实施例二所述的用于快速切割泡沫的可变轴向usb综合电切刀工具，是在实施例一所实施的技术手段基础上的进一步补充，与实施例一所采用的技术方案属于同一个构思，并且解决相同的技术问题，具体实施内容为：使用者在更换刀头时，可选用雕刻笔用途的切割刀，即针状的雕刻刀部11，通过选择适当的电切刀，可用于切割细节处或进行孔状部位的雕刻，在该雕刻刀部11固定在固定端座4之后，与手柄旋转部5的固定连接以及对应的防插反结构均与实施例一的原理相同。

同时，本实施例二所实施的其它相应的技术特征，可参照实施例一所实施的相应技术手段或在基础上进行相应的改进，此处不再赘述。

实施例三

如图3、图3-1、图3-2所示，本发明实施例三所述的用于快速切割泡沫的可变轴向usb综合电切刀工具，是在实施例一、实施例二所实施的技术手段基础上的进一步补充，与实施例一、实施例二所采用的技术方案属于同一个构思，并且解决相同的技术问题，具体实施内容为：使用者在更换刀头时，可选用能够切割发泡胶的u形刀部12，通过选择适当的电切刀，可用于横向、纵向切割待切割物并且使待切割物形成相应的切面，该刀头的结构包括一u形的不锈钢导热架，与实施例一所采用的刀头构成组件相同，u形刀部12也是在不锈钢导热架两端用铜带2等组件连接发热线1，在该u形刀部12固定在固定端座4之后，与手柄旋转部5的固定连接以及对应的防插反结构均与实施例一的原理相同。

本实施例三所实施的其它相应的技术特征，可参照实施例一、实施例二所实施的相应技术手段或在基础上进行相应的改进，此处不再赘述。

实施例四

如图4、图4-1、图4-2所示，本发明实施例四所述的用于快速切割泡沫的可变轴向usb综合电切刀工具，是在实施例一或实施例二所实施的技术手段基础上的进一步补充，与实施例一或实施例二所采用的技术方案属于同一个构思，并且解决相同的技术问题，具体实施内容为：使用者在更换刀头时，可选用用于直线切割用途的直线刀部13，在该直线刀部13固定在固定端座4之后，与手柄旋转部5的固定连接以及对应的防插反结构均与实施例一的原理相同。

同时，本实施例四所实施的其它相应的技术特征，可参照实施例一、实施例二所实施的相应技术手段或在基础上进行相应的改进，此处不再赘述。

在本说明书的描述中，若出现术语“实施例一”、“本实施例”、“具体实施”等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明或发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例；而且，所描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以恰当的方式结合。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”、“设置”、“具有”等均做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接或在不影响部件关系与技术效果的基础上通过中间组件间接进行，也可以是一体连接或部分连接，如同此例的情形对于本领域普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，对于以下几种情形的修改，都应该在本案的保护范围内：①以本发明技术方案为基础并结合现有公知常识所实施的新的技术方案，该新的技术方案所产生的技术效果并没有超出本发明技术效果之外，例如，将手柄旋转部、转轴部以及固定端座相结合的技术方案应用于同类的泡沫切割工具；②采用公知技术对本发明技术方案的部分特征的等效替换，所产生的技术效果与本发明技术效果相同，例如，对手柄本体的开关组件等进行等效替换；③以本发明技术方案为基础进行拓展，拓展后的技术方案的实质内容没有超出本发明技术方案之外；④利用本发明文本记载内容或说明书附图所作的等效变换，将所得技术手段应用在其它相关技术领域的方案。