本发明属于纺织业的布料裁剪领域，具体涉及一种基于标点和剪裁方向进行剪裁的剪刀。
背景技术：
在纺织业中，使用剪刀对布料进行剪裁是最为重要的环节之一。传统地，剪裁人员需要首先利用尺子进行测量，按照剪裁的尺寸进行标点，根据各个标点勾勒出对应线条，然后沿着该线条进行剪裁，在剪裁之前需要执行测量标点和线条勾勒两个步骤。例如，在剪裁出矩形布料时，首先需要将尺子的一端固定在布料的固定端并使尺子的该端与布料的固定端垂直，然后拉动尺子的另一端，当尺子上另一端的刻度到达矩形布料所需长度值时，对此时尺子另一端的位置进行标点，如此重复进行至少两次标点，将至少两个标点相连，勾勒出对应线条，在剪裁时沿着该线条进行剪裁即可。由此可见，传统的剪裁方式需要进行至少两次标点以及至少勾勒一次线条，因此剪裁效率较低，并且无论是标点还是线条勾勒都是采用人工操作的方式，因此剪裁准确度较低。
技术实现要素：
本发明提供一种基于标点和剪裁方向进行剪裁的剪刀，以解决目前利用剪刀剪裁时效率和准确度都较低的问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种基于标点和剪裁方向进行剪裁的剪刀，包括相连接的剪刀头和手柄，所述剪刀头通过转轴连接在一起，所述剪刀头上设置有第一角度传感器，所述转轴上设置有红外线发射器，所述手柄上设置有第二角度传感器和角度显示器；所述第一角度传感器、红外线发射器、第二角度传感器和角度显示器分别与控制器连接；所述第一角度传感器用于检测剪刀头的张合角度并将所述张合角度信息发送给所述控制器，所述控制器用于控制所述红外线发射器发射出与所述剪刀头朝向相同的红外线，所述第二角度传感器用于检测剪刀竖直设置时剪刀头的朝向角度并将所述朝向角度发送给所述控制器；
在所述红外线与待剪裁物固定端重叠时，控制器根据所述第一角度传感器检测到的张合角度的变化，判断所述剪刀头是否从闭合状态转换为张开状态，若是，则将所述剪刀头从闭合状态转换为张开状态之前，所述第二角度传感器检测到的最新的朝向角度设置为正方向，此后其在接收到所述第二角度传感器检测到的朝向角度后，计算出所述朝向角度与正方向之间的夹角，并将该夹角显示在所述角度显示器上，由此所述角度显示器将显示剪刀头所朝方向与待剪裁物固定端的夹角，从而确定剪刀的剪裁方向，根据待剪裁物上一侧的标点和剪裁方向便可进行剪裁。
在一种可选的实现方式中，所述手柄上还设置有与控制器连接的启动按钮，按下所述启动按钮，所述控制器接收到启动信号，此时控制所述红外发射器发射出与所述剪刀头朝向相同的红外线。
在另一种可选的实现方式中，若所述张合角度逐渐增大，则所述控制器确定所述剪刀头从闭合状态转换为张开状态；若所述张合角度逐渐减小，则控制器确定所述剪刀头从张开状态转换为闭合状态。
在另一种可选的实现方式中，所述控制器在确定所述剪刀头从闭合状态转换为张开状态后，控制关闭所述红外线发射器。
在另一种可选的实现方式中，所述角度显示器设置在所述剪刀竖直设立时所述手柄面向用户的一侧。
在另一种可选的实现方式中，在使用时，用户首先将待剪裁物进行随意固定，并利用尺子对待剪裁物面向用户的一侧进行测量标点，然后按下启动按钮，此时控制器控制红外发射器发射出红外线，将该红外线与待剪裁物固定端的边缘进行对准；
当红外线与待剪裁物固定端边缘重叠时，剪刀头所朝方向即为待剪裁物固定端方向，此时用户对剪刀进行操作，使剪刀头从闭合状态转换为张开状态，至此控制器根据剪刀头的状态转换情况，便可确定转换之前第二角度传感器检测到的最新朝向角度作为正方向，在确定待剪裁物固定端的方向后，用户在利用剪刀剪裁时，控制器会将第二角度传感器检测到朝向角度与正方向进行计算，确定两者之间的夹角，并将该夹角信息显示在角度显示器上；
由于用户已经在待剪裁物面向用户的一侧进行了测量标点，因此用户在剪裁时只需要观察角度显示器上角度的变化，就可以保证剪裁沿着要求的轨迹进行。
本发明的有益效果是：
1、传统的剪裁方式在剪裁之前需要进行至少两次测量标点以及勾勒线条，本发明在剪裁之前用户需要执行固定、一次测量标点、红外线对准三个步骤，由于无论是测量标点，还是勾勒线条，为了保证准确性必须要求剪裁人员注意力比较集中且细心，因此花费的时间较多，而本发明中待剪裁物的固定是随意的，且固定和红外线的对准并不要求具有非常高的准确度，因此在这两个步骤中用户花费的时间更少，由此可见本发明可以提高剪裁效率；此外，传统的剪裁方式在剪裁时是基于人工勾勒出的线条进行剪裁，人工因素的引入导致剪裁的准确度较低，而本发明是基于实时提供的剪裁端与固定端之间的夹角信息来进行剪裁，在保证确定的固定端方向准确的前提下，本发明的剪裁准确度更高；并且本发明在确定固定端方向时不是直接利用剪刀本体与固定端对准，来确定固定端的方向，而是利用红外线与固定端对准来确定固定端方向，这样可以保证确定的固定端方向的准确性，从而进一步提高剪裁准确度；
2、由于剪刀在不使用状态下剪刀头通常处于闭合状态，而在执行剪裁时剪刀头也必须处于张开状态，本发明设置剪刀头从闭合状态转换为张开状态，作为确定红外线与固定端方向重叠的条件，从而确定固定端方向，用户在确定固定端方向和剪裁过程只需按照正常习惯来操作剪刀即可，不必进行额外操作，由此可以提供良好的用户体验，并且智能化程度较高；由于剪刀头从闭合状态转换为张开状态的过程中涉及到人为操作，若直接将操作完成后第二角度传感器检测到的朝向角度作为正方向，则可能存在准确度不高的问题，因此本发明通过将所述剪刀头从闭合状态转换为张开状态之前，第二角度传感器检测到的最新的朝向角度设置为正方向，可以提高固定端方向确定的准确性；
3、本发明通过在确定剪刀头从闭合状态转换为张开状态后，控制关闭红外线发射器，可以降低功耗；
4、本发明通过使角度显示器设置在剪刀竖直设立时手柄面向用户的一侧，可以便于用户在剪裁过程中对角度显示器上的角度进行查看。
附图说明
图1是本发明基于标点和剪裁方向进行剪裁的剪刀竖直设立时的一个实施例结构示意图；
图2是本发明基于标点和剪裁方向进行剪裁的剪刀水平放置时的一个实施例结构结构示意图；
图3是待剪裁物倾斜夹持的示意图；
图4是剪裁用辅助测距装置的一个实施例主视图；
图5是图4的俯视图；
图6是待剪裁物固定端与剪裁用辅助测距装置的位置关系示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参见图1，为本发明基于标点和剪裁方向进行剪裁的剪刀的一个实施例结构正视图。结合图2所示，该剪刀可以包括相连接的剪刀头110和手柄120，所述剪刀头110通过转轴130连接在一起，所述剪刀头110上设置有第一角度传感器111，所述转轴130上设置有红外线发射器112，所述手柄120上设置有第二角度传感器121和角度显示器122；所述第一角度传感器111、红外线发射器112、第二角度传感器121和角度显示器122分别与控制器连接；所述第一角度传感器111用于检测剪刀头110的张合角度并将所述张合角度信息发送给所述控制器，所述控制器用于控制所述红外线发射器112发射出与所述剪刀头110朝向相同的红外线，所述第二角度传感器121用于检测剪刀竖直设置时剪刀头110的朝向角度并将所述朝向角度发送给所述控制器；在所述红外线与待剪裁物固定端重叠时，控制器根据所述第一角度传感器111检测到的张合角度的变化，判断所述剪刀头110是否从闭合状态转换为张开状态，若是，则将所述剪刀头110从闭合状态转换为张开状态之前，所述第二角度传感器121检测到的最新的朝向角度设置为正方向，此后其在接收到所述第二角度传感器121检测到的朝向角度后，计算出所述朝向角度与正方向之间的夹角，并将该夹角显示在所述角度显示器122上，由此所述角度显示器122将显示剪刀头110所朝方向与待剪裁物固定端的夹角，即待剪裁物剪裁端与固定端之间的夹角，从而确定剪刀的剪裁方向，根据待剪裁物上一侧的标点和剪裁方向便可进行剪裁。
本实施例中，所述手柄120上还设置有与控制器连接的启动按钮，按下所述启动按钮，所述控制器接收到启动信号，此时控制所述红外发射器112发射出与所述剪刀头110朝向相同的红外线。剪裁人员在查看到红外线后，将红外线与待剪裁物固定端的边缘对齐，在所述红外线与待剪裁物固定端的边缘重叠时，表示剪刀所朝方向与待剪裁物固定端边缘方向相同，此时用户可以对剪刀头的开合进行控制。本发明中控制器会根据第一角度传感器111检测到的张合角度的变化，判断所述剪刀头110是否从闭合状态转化为张开状态，其中若张合角度逐渐增大，则控制器可以确定剪刀头110从闭合状态转换为张开状态，若张合角度逐渐减小，则控制器可以确定剪刀头110从张开状态转换为闭合状态。在确定剪刀头110从闭合状态转换为张开状态后，控制器将所述剪刀头110从闭合状态转换为张开状态之前，第二角度传感器121检测到的最新的朝向角度设置为正方向，此后其在接收到所述第二角度传感器121检测到的朝向角度后，计算出所述朝向角度与正方向之间的夹角，并将该夹角显示在所述角度显示器122上。
具体地，在使用时，用户可以首先将待剪裁物进行随意固定，并利用尺子对待剪裁物面向用户的一侧进行测量标点，然后按下启动按钮，此时控制器控制红外发射器112发射出红外线，将该红外线与待剪裁物固定端的边缘进行对准。当红外线与待剪裁物固定端边缘重叠时，剪刀头所朝方向即为待剪裁物固定端方向，此时用户可以对剪刀进行操作，使剪刀头从闭合状态转换为张开状态，至此控制器根据剪刀头的状态转换情况，便可确定转换之前第二角度传感器121检测到的最新朝向角度作为正方向(即待剪裁物固定端的方向)，在确定待剪裁物固定端的方向后，用户在利用剪刀剪裁时，控制器会将第二角度传感器检测到的朝向角度(即剪刀头所朝方向或待剪裁物剪裁端的方向)与正方向(即待剪裁物固定端的方向)进行计算，确定两者之间的夹角，并将该夹角信息显示在角度显示器122上。由于用户已经在待剪裁物面向用户的一侧进行了测量标点，因此用户在剪裁时只需要观察角度显示器122上角度的变化，就可以保证剪裁沿着要求的轨迹进行。例如，在剪裁矩形布料时，用户在剪裁过程中需要观察角度显示器122上的角度是否为零，若为零，则表示待剪裁物剪裁端与固定端平行，否则，表示剪裁方向不对，需要对剪裁方向进行调整，从而剪裁出合格的矩形布料。
由上述实施例可见，传统的剪裁方式在剪裁之前需要进行至少两次测量标点以及勾勒线条，本发明在剪裁之前用户需要执行固定、一次测量标点、红外线对准三个步骤，由于无论是测量标点，还是勾勒线条，为了保证准确性必须要求剪裁人员注意力比较集中且细心，因此花费的时间较多，而本发明中待剪裁物的固定是随意的，且固定和红外线的对准并不要求具有非常高的准确度，因此在这两个步骤中用户花费的时间更少，由此可见本发明可以提高剪裁效率。此外，传统的剪裁方式在剪裁时是基于人工勾勒出的线条进行剪裁，人工因素的引入导致剪裁的准确度较低，而本发明是基于实时提供的剪裁端与固定端之间的夹角信息来进行剪裁，在保证确定的固定端方向准确的前提下，本发明的剪裁准确度更高；并且本发明在确定固定端方向时不是直接利用剪刀本体与固定端对准，来确定固定端的方向，而是利用红外线与固定端对准来确定固定端方向，这样可以保证确定的固定端方向的准确性，从而进一步提高剪裁准确度。
其中，由于剪刀在不使用状态下剪刀头通常处于闭合状态，而在执行剪裁时剪刀头也必须处于张开状态，本发明设置剪刀头从闭合状态转换为张开状态，作为确定红外线与固定端方向重叠的条件，从而确定固定端方向，用户在确定固定端方向和剪裁过程只需按照正常习惯来操作剪刀即可，不必进行额外操作，由此可以提供良好的用户体验，并且智能化程度较高。由于剪刀头从闭合状态转换为张开状态的过程中涉及到人为操作，若直接将操作完成后第二角度传感器检测到的朝向角度作为正方向，则可能存在准确度不高的问题，因此本发明通过将所述剪刀头从闭合状态转换为张开状态之前，第二角度传感器检测到的最新的朝向角度设置为正方向，可以提高固定端方向确定的准确性。
另外，所述控制器在确定所述剪刀头从闭合状态转换为张开状态后，控制关闭所述红外线发射112，由此可以降低功耗。为了便于用户在剪裁过程中对角度显示器上的角度进行查看，所述角度显示器设置在所述剪刀竖直设立时所述手柄120面向用户的一侧。
虽然上述实施例可以提高剪裁的效率和准确度，但是用户仍然需要进行一次测量标点，为了省去测量标点的步骤，研发人员想到采用距离传感器测量的方法，对剪刀剪裁端与固定端之间的距离进行测量，但是在实际测量中，由于待剪裁物的固定端是随意夹持在夹子上的，因此结合图3所示，当待剪裁物倾斜夹持时，夹子的方向与待剪裁物固定端的方向不同，并且为了夹住待剪裁物，待剪裁物通常需要伸入夹子内，如果剪刀直接借助于夹子，利用距离传感器检测剪刀与夹子之间的距离l，以该距离l作为剪刀与待剪裁物自由端之间的距离，显然测量准确度较低。为此，本发明设计了一种剪裁用辅助测距装置，利用辅助测距装置来正确反映待剪裁物固定端所朝方向，结合图4至图5所示，该剪裁用辅助测距装置可以包括结构相同的两层限定闭合支架210以及位于所述限定闭合支架210内的辅助板220，每层限定闭合支架210都包括两个平行的横杆211以及连接两横杆211对应端的两个竖杆212，上下两层限定闭合支架210通过连接杆213相连，针对各层限定闭合支架210中位于同一侧的第一横杆，其面向所述辅助板220的一侧上都分布有突起阵列214，针对各层限定闭合支架210中位于同一侧的第二横杆，其面向所述辅助板220的一侧与辅助板220的一端活动连接，所述辅助板220的另一相对端朝向所述第一横杆并卡设在所述突起阵列214的突起之间，所述辅助板220从下一层限定闭合支架延伸至上一层限定闭合支架后穿出。剪刀与辅助板穿出所述上一层限定闭合支架的部分贴合后带动所述辅助板移动，以使所述辅助板与待剪裁物固定端所朝方向对准，并在所述剪刀离开所述辅助板后，使所述辅助板在所述突起阵列的作用下保持与待剪裁物固定端所朝方向对准。
另外，为了实现传感器测距，该剪裁用辅助测距装置设置在待剪裁物固定端侧，且在剪刀面向待剪裁物固定端的一侧上设置有第一红外距离传感器，在剪刀竖直设置时手柄面向用户的一侧设置有距离显示器，所述第一红外距离传感器和距离显示器分别与控制器连接，所述第一红外距离传感器用于对所述剪刀与所述辅助板之间的第一距离进行测量并将所述第一距离信息传输给所述控制器，当剪刀与辅助板所朝方向相同，即剪刀与待剪裁物固定端所朝方向相同时，所述距离显示器上显示的距离即为待剪裁物剪裁端与固定端之间的距离。
本实施例中，用户在将待剪裁物随意固定在夹子上后，利用剪刀头110去触碰剪裁用辅助测距装置中的辅助板220，使辅助板220所朝方向随着剪刀头110指向方向的变化而变化，当用户确定红外线与待剪裁物固定端重叠时，放开辅助板220，在剪刀带动辅助板220移动过程中，辅助板220另一相对端在突起阵列214的各个突起之间移动。由于突起阵列214对辅助板220的另一相对端起到限位的作用，因此即便用户放开辅助板220，也可以保证辅助板220的位置不会发生变化，至此辅助板220所朝方向与红外线方向相同，即为待剪裁物固定端的方向。
同样地，用户在确定红外线与待剪裁物固定端重叠后，可以对剪刀进行操作，使剪刀头从闭合状态转换为张开状态，至此控制器根据剪刀头的状态转换情况，便可确定转换之前第二角度传感器121检测到的最新朝向角度作为正方向(即待剪裁物固定端的方向)，在确定待剪裁物固定端的方向后，用户在利用剪刀剪裁时，控制器会将第二角度传感器检测到的朝向角度(即剪刀头所朝方向或待剪裁物剪裁端的方向)与正方向(即待剪裁物固定端的方向)进行计算，确定两者之间的夹角，并将该夹角信息显示在角度显示器122上。此外，控制器在确定所述剪刀头从闭合状态转换为张开状态后，控制启动所述第一红外距离传感器，并在接收到所述第一红外距离传感器检测到的第一距离信息后，将该第一距离显示在距离显示器上，由此可以降低功耗并便于用户对待剪裁物剪裁端与固定端之间的距离进行查看。此后，用户可以通过观察角度显示器122上角度的变化，来确定剪刀所朝方向与待剪裁物固定端方向之间的夹角是否符合要求，在符合要求时，用户查看距离显示器上显示的距离是否符合要求，若是，则表示剪裁的尺寸已符合要求，在剪裁方向和剪裁距离都确定的情况下，用户可以剪裁出完全符合要求的布料。
由上述实施例可见，由于用户在利用红外线对待剪裁物固定端进行对准时，只需要利用剪刀带动剪裁用辅助测距装置中辅助板移动，从而使辅助板的倾斜方向与待剪裁物固定端的方向相同，因此本发明通过设计剪裁用辅助测距装置，一方面操作比较简单，另一方面借助于辅助板进行测距，可以提高剪刀与待剪裁物固定端之间距离测量的准确度，并且可以省去用户在剪裁过程中的测量标点步骤，从而可以提高剪裁效率。本发明剪裁用测距离辅助装置中设计两层限定闭合支架，一方面是为了方便辅助板的固定，另一方面可以保证第一红外距离传感器通过两层限定闭合支架之间的间隙，对其与辅助板之间的距离进行测量。
虽然上述剪裁用辅助测距装置，可以提高剪裁测距的准确度，但是当辅助板220与第二横杆211之间为铰接时，若如图6(a)所示，待剪裁物固定端的延长线与辅助板220的铰接端相交时，尚可在不移动辅助测距装置的前提下，由辅助板220正确反映出待剪裁物固定端所朝方向，从而进行测距，但若如图6(b)所示，待剪裁物固定端的延长线不与辅助板220的铰接端相交时，就需要对整个辅助测距装置进行移动。为此，本发明对剪裁用辅助测距装置做了进一步设计，结合图5所示，辅助板220与第二横杆211之间通过弹簧215连接，这样辅助板220的两端都可以实现移动，并且在各层限定闭合支架210中位于同一侧的第一竖杆上都设置有第一距离传感器216和第一电动伸缩杆218，位于同一侧的第二竖杆上都设置有第二距离传感器217和第二电动伸缩杆219。
其中，所述第一距离传感器216用于测量对应层限定闭合支架上第一电动伸缩杆与辅助板220之间的水平距离，第二距离传感器217用于测量对应层限定闭合支架上第二电动伸缩杆与辅助板220之间的水平距离，所述第一距离传感器216和第二距离传感器217分别与控制器连接，用于将对应水平距离信息传输给控制器。其中，所述第一距离传感器216和第一电动伸缩杆218的中心连线，以及所述第二距离传感器217和第二电动伸缩杆219的中心连线都为竖直线，本发明通过对第一距离传感器、第一电动伸缩杆的位置关系以及第二距离传感器、第二电动伸缩杆的位置关系进行设计，可以保证第一距离传感器检测到的距离信息用于表示第一电动伸缩杆与辅助板之间的水平距离，并保证第二距离传感器检测到的距离信息用于表示第二电动伸缩杆与辅助板之间的水平距离。
另外，所述控制器在确定所述剪刀头从闭合状态转换为张开状态后，判断在所述剪刀头从闭合状态转换为张开状态之前，所述第一距离传感器和第二距离传感器检测到的最新的距离是否大于对应预设距离，当所述第一距离传感器216检测到的最新的水平距离大于预设距离时，控制第一电动伸缩杆218伸长对应水平距离，当所述第二距离传感器217检测到的最新的水平距离大于对应预设距离时，控制第二电动伸缩杆219伸长对应水平距离。其中，该预设距离可以是辅助板220不动作时其与对应竖杆之间的距离。
本发明通过使辅助板的一端通过弹簧与第一横杆连接，可以使辅助板两端都实现移动，通过设置第一距离传感器、第二距离传感器、第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆，可以实现辅助板两端的固定，由此即便剪刀离开辅助板后，也可以保证辅助板所呈现的倾斜方向与待剪裁物固定端的方向对准，由此本发明辅助测距装置可以在不移动的前提下实现多种情景辅助测距，适用范围较广，灵活性较高。本发明经引入角度传感器和辅助测距装置，可以实现用户只需执行红外线对准、角度和距离查看两个步骤，就可以实现高准确度和高效率的剪裁。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。