超声波刀具的制作方法

文档序号:15563202发布日期:2018-09-29 02:43阅读:275来源:国知局

【技术领域】

本发明涉及一种料理用刀具,尤其是一种超声波刀具。



背景技术:

超声波刀具是一种采用高频振动的方式让刀具能够快速有效而毫不费力地切断食材,并保持刀具表面不黏粘的料理刀具,但是现有的超声波刀具实际上振动频率并没有达到超声波的范畴(实际振动频率超过20khz),而且还需要通过一个电源线连接到市电进行使用,不仅非常不方便而且切割效果非常普通,跟我们家庭常用的传统刀具相比,无任何明显优势,反而存在造价高使用不便的问题。

超声波原理应用在刀具上,就是采用一种高频的超声波换能器将高频振荡的电信号转换为高频的机械振动,在高频机械振动下,基本上人手只需要提供抵抗刀具的重力的力气以及带动刀具移动的力,而切断食物的力则有机械振动产生的能量来完成,所以可以轻松而高效地切断食物,而且由于刀具在切断过程中不断地产生高频振动,不论是黄油还是蛋糕这种粘稠而致密的食物还是豆腐这样细嫩的食材都会在切割过程中完整剥离,而无粘覆。

在常温下由于磁化状态的改变,其长度和体积会发生较大变化,即具有极大的磁致伸缩系数的磁致伸缩材料被称为超磁致伸缩材料(giantmagnetostrictivematerial简称gmm),由于多为稀土构筑,又称稀土超磁致伸缩材料。这种材料具有很高的耐热温度,磁致伸缩性能强。在室温下,机械能和电能之间的转换率高、能量密度大、响应速度快、可靠性好、驱动方式简单。

gmm的尺寸伸缩可随外加磁场成比例变化,其磁致伸缩系数远大于传统的磁致伸缩材料。gmm在室温下机械能-电能转换率高、能量密度大、响应速度高、可靠性好、驱动方式简单。

总的来说,超磁致伸缩材料具有以下几大特点:

(1)磁致伸缩系数非常大,是fe、ni等材料的几十倍,是压电陶瓷的3~5倍。正是这样大的伸缩系数,是使得超磁致伸缩材料发展迅速的根本原因所在。

(2)超磁致伸缩材料的能量转换效率在49%~56%之间,而压电陶瓷在23%~52%之间,传统的磁致伸缩材料仅为9%左右,所以可运用此特性制造高能量转换效率的机电产品。

(3)居里温度在300以上,远比压电陶瓷(锆钛酸铅pzt)要高,因此在较高温度下工作都可保持性能稳定。

(4)能量密度大,是ni的400~800倍,是压电陶瓷的12~38倍,此特性适用于制造大功率器件。

(5)产生磁致伸缩效应的响应时间短,可以说磁化和产生应力的效应几乎是同时发生的,利用这一特性可以制造超高灵敏电磁感应器件。

(6)抗压强度和承载能力大,可在强压力环境下工作。

(7)工作频带宽,不仅适用于几百hz以下的低频,而且适用于超高频



技术实现要素:

本发明针对以上情况提出了一种超声波刀具,该刀具能够以高于超声波频率的振动频率进行振动,并完成切割过程,刀具不带导线,使用时无需插电,有特别进行安全性设计,保证使用的安全性,适合家庭以及料理行业使用。

本发明所涉及的超声波刀具,包括刀体、刚性支架、刀柄延长杆、伸缩组件、复位组件和手柄,其中刀体后端的刀柄通过刀柄延长杆固定架设在刚性支架上,在刀柄延长杆末端设有一个弯折驱动部,伸缩组件以及复位组件设置在弯折驱动部振动方向上,分别在弯折驱动部的动线同侧/两侧提供两个相反的驱动力,手柄包裹在刀柄和刚性支架之外。

伸缩组件包括磁致伸缩材料的伸缩核心件、线圈、线圈支架、磁铁、铝合金顶针头,其中伸缩核心件以伸缩方向沿驱动方向设置,在其外绕设线圈,在线圈之外设有支承伸缩核心件和线圈的线圈支架,在伸缩核心件的伸缩方向两端分别均设有磁铁和铝合金顶针头,其中一端的铝合金顶针头朝向弯折驱动部,并对位顶抵住弯折驱动部,而另一端的铝合金顶针头反向支撑于刚性支架上。

其中磁致伸缩材料是指在磁场作用下,发生反复伸长与缩短,能量转换效率在49%~56%的超磁致伸缩材料。

该磁致伸缩材料是指铽镝铁。

该铝合金顶针头具有一个圆锥形的前端,该铝合金顶针头对置的弯折驱动部具有一个定位浅凹槽,带圆锥形前端顶紧该适配的定位浅凹槽。

该复位组件是弹性复位元件或者磁性复位元件。

当复位组件为磁性复位元件时,磁性复位元件设置在弯折驱动部的与伸缩组件同侧,则磁性复位元件为磁吸元件,伸缩组件提供推开刀柄延长杆的驱动力,复位组件提供吸附刀柄延长杆的驱动力。

磁性复位元件设置在弯折驱动部与伸缩组件不同侧,则磁性复位元件为磁斥元件,伸缩组件提供推开刀柄延长杆的驱动力,复位组件从反方向也提供推开刀柄延长杆的驱动力。

刀体的刀柄与刀柄延长杆之间稳定地固定连接安装在一起,刀柄延长杆、伸缩组件、复位组件全部架设安装在刚性支架上。

其中刚性支架包括几个功能性组成部分:最外延的便于稳定架设刀柄延长杆的稳固支承部、中间容纳放置伸缩组件和刀柄弯折驱动部的包容部和最末端卡紧末端。

在刀柄延长杆与刚性支架的稳固支承部之间设有一个定位导滑组件,对刀柄延长杆定位并导滑,限制其轴向偏差跳动,导滑其振动方向移动。

该定位导滑组件包括带有导滑槽的导滑块,以及固定导滑块的螺柱。

该刚性支架的卡紧末端固定复位组件,复位组件通过硬连接的方式固定在刚性支架的卡紧末端。

本发明所涉及的超声波刀具,采用超磁致伸缩材料作为提供振动的驱动元件,能够提供高频振动模式,并且采用响应迅速无延迟的复位组件进行配合,以提供优良的实际使用效果的超声波刀具。

【附图说明】

图1是本发明所涉及的超声波刀具实施例1结构示意图;

图2是本发明实施例1中侧面结构局部示意图;

图3是本发明所涉及的超声波刀具的实际使用状态图;

图4是本发明所涉及的超声波刀具的局部结构图;

其中:10、刀体;20、刚性支架;21、稳固支承部;22、包容部;23、卡紧末端;30、刀柄延长杆;31、弯折驱动部;40、伸缩组件;41、伸缩核心件;42、线圈;43、线圈支架;44、磁铁;45、铝合金顶针头;50、复位组件;60、手柄;70、定位导滑组件;71、导滑块;72、螺柱;

【具体实施方式】

下面将结合本发明附图和具体实施方式对本发明超声波刀具进行进一步的详细说明。

请参考附图1,其中示出了超声波刀具实施例1:该实施例包括刀体10、刚性支架20、刀柄延长杆30、伸缩组件40、复位组件50和手柄60,其中刀体10后端的刀柄通过刀柄延长杆30固定架设在刚性支架20上,刚性支架是一整个作为支承和用于安装其他部件的主体,在其中的部件安装固定好了之后,刚性支架和固置于其上的刀柄会被包裹注塑成可拿持的手柄60。

该刀柄延长杆30是一个用于延长刀柄直到跟后方设置的驱动部件(此处所提到的驱动部件,指的是会驱动刀体振动的伸缩组件和复位组件)建立连接关系的结构,如果能够定制刀体,制成一体成型的刀体和具有延长刀柄的刀体,也可以将两个结构合为一个结构。在刀柄延长杆30末端设有一个弯折驱动部31,该弯折驱动部31是用以给驱动部件驱动的受力部位,伸缩组件以及复位组件设置在弯折驱动部振动方向上,分别在弯折驱动部的动线同侧/两侧提供两个相反的驱动力。

伸缩组件40包括磁致伸缩材料/电致伸缩材料的伸缩核心件41、线圈42、线圈支架43、磁铁44、铝合金顶针头45,其中伸缩核心件41以伸缩方向沿驱动方向设置,在其外绕设线圈42,在线圈42之外设有支承伸缩核心件41和线圈的线圈支架43,在伸缩核心件41的伸缩方向两端分别均设有磁铁44和铝合金顶针头,其中一端的铝合金顶针头45朝向弯折驱动部31,并对位顶抵住弯折驱动部31,而另一端的铝合金顶针头反向支撑于刚性支架上。

伸缩核心件在磁场之下能够实现高频伸缩,材料物理伸缩程度即可转换为机械能,首先带动磁铁和铝合金顶针头45移动,而紧抵弯折驱动部31的铝合金顶针头45即可通过刀柄延长杆驱动刀体高频振动。

其中磁致伸缩材料是指在磁场作用下,发生反复伸长与缩短,能量转换效率在49%~56%的超磁致伸缩材料。尤其是指铽镝铁。

该铝合金顶针头45具有一个圆锥形的前端,该铝合金顶针头45对置的弯折驱动部31具有一个定位浅凹槽311,带圆锥形前端顶紧该适配的定位浅凹槽311。铝合金顶针头45和弯折驱动部之间是驱动和被驱动的关系,两者通过紧抵接触的关系实现动能传递,此时将面接触改为点接触能够有效降低非预期振动方向的偏差跳动。

该复位组件是弹性复位元件或者磁性复位元件。由于伸缩组件只能推出并不能回复被驱动推出物体,所以还需要设置一个复位组件,构成一个一进一退循环振动系统。复位组件应该是一个提供与伸缩组件推出方向相反的力的部件,此时可以考虑设计一个磁吸复位组件或者弹性复位组件。

在实施例1中,复位组件为磁性复位元件,且磁性复位元件设置在弯折驱动部与伸缩组件不同侧,则磁性复位元件为磁斥元件,伸缩组件提供推开刀柄延长杆的驱动力,复位组件从反方向也提供推开刀柄延长杆的驱动力。伸缩组件和磁性复位组件互相抗衡,产生高频振动的效果。

刀体10的刀柄与刀柄延长杆30之间稳定地固定连接安装在一起,刀柄延长杆30、伸缩组件40、复位组件50全部架设安装在刚性支架20上。

其中刚性支架20包括几个功能性组成部分:最外延的便于稳定架设刀柄延长杆的稳固支承部21、中间容纳放置伸缩组件和刀柄弯折驱动部的包容部22和最末端卡紧末端23。

在刀柄延长杆30与刚性支架20的稳固支承部21之间设有一个定位导滑组件70,对刀柄延长杆30定位并导滑,限制其轴向偏差跳动,导滑其振动方向移动。

该定位导滑组件70包括带有导滑槽的导滑块71,以及固定导滑块的螺柱72。

该刚性支架的卡紧末端固定复位组件,复位组件通过硬连接的方式固定在刚性支架的卡紧末端。

本发明所涉及的超声波刀具,采用超磁致伸缩材料作为提供振动的驱动元件,能够提供高频振动模式,并且采用响应迅速无延迟的复位组件进行配合,以提供优良的实际使用效果的超声波刀具。

以上所述,仅是本发明较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。

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