Режущий инструмент с регулируемой системой поворота

Режущий инструмент с регулируемой системой поворота

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

[0001] Настоящая заявка испрашивает преимущество по заявке на патент США № 14/538130 под названием «Режущий инструмент с регулируемой системой поворота», поданной 11 ноября 2014 г., которая испрашивает приоритет согласно предварительной заявки на патент № 61/906754 под названием «Режущий инструмент с регулируемой системой поворота», поданной 20 ноября 2013 г., содержание которых полностью включено в настоящую заявку согласно ссылке.

Область техники, к которой относится изобретение

[0002] Настоящее описание относится к режущим инструментам, приводимым в действие руками. Более конкретно, настоящее описание относится к режущим инструментам, приводимым в действие руками, с регулируемой поворотной системой.

Предпосылки изобретения

[0003] Данный раздел предназначен для описания предпосылок или контекста раскрытия, изложенного в формуле изобретения. Описание в данном документе может включать в себя идеи, которые могли бы быть осуществлены, но не обязательно идеи, которые были предварительно задуманы или осуществлены. Следовательно, если не указано иное в данном документе, то, что описано в этом разделе, не является известным уровнем техники в описании и формуле изобретения в настоящей заявке и не признано уровнем техники посредством включения в данный раздел.

[0004] В основном известно как создать режущий инструмент, приводимый в действие рукой, для использования при подрезке или обрезке веток или им подобного, такой как сучкорезная машина, имеющая пару поворотных элементов, таких как рукоятки, которые приводят в действие режущие захваты, которые взаимодействуют с возможностью захвата и отделения ветки между захватами. Такие известные сучкорезные машины обычно включают в себя пару рукояток, перемещающихся с возможностью поворота между отрытым и закрытым положениями для приведения в действие режущих захватов между полностью открытым и закрытым положениями. Известные сучкорезные машины также могут включать в себя устройства, предназначенные для увеличения действительного выигрыша в силе за счет рычага, обеспеченного рукоятками, включая рычаги и/или шестерни, которые передают и увеличивают усилие от рукояток захватам.

[0005] При отрезании объекта (например, образец приблизительно цилиндрической формы из древесного материала), усилие, необходимое для резки, увеличивается до максимума в местоположении приблизительно 60% от образца, затем уменьшается при обычно подобной скорости до приблизительно 90-95% от образца, где усилие, необходимое для завершения процесса резания, быстро уменьшается. Обычные режущие инструменты, такие как сучкорезная машина, имеют размер такой, что при полностью открытом инструменте, средний человек удерживает рукоятки с отведенными руками и локтями, обращенными наружу, и перемещаются с поперечным сгибом рук до тех пор, пока инструмент полностью не будет закрыт. Имеется уменьшение силы при поперечном сгибе при отводе рук и выпрямлении локтей, что обычно приводит к изменению усилия, оказываемого пользователем, когда усилие, необходимое для резки объекта, увеличивается.

[0006] По сравнению с режущим инструментом, приводимым в действие двумя руками, таким как сучкорезная машина, режущие инструменты, приводимые в действие одной рукой, обычно управляются одной рукой пользователя. Например, секаторы и ножницы обычно удерживаются в ладони пользователя. Однако, подобно режущим инструментам, приводимым в действие двумя ручками, режущие инструменты, приводимые в действие одной рукой, обычно включают в себя пару рукояток, которые могут приводиться в действие для перемещения пары режущих элементов для резки объекта инструментом.

Краткое описание настоящего изобретения

[0007] Один вариант осуществления относится к режущему инструменту, приводимому в действие одной рукой. Режущий инструмент, приводимый в действие одной рукой, включает в себя первую рукоятку, соединенную с первым режущим элементом, причем первая рукоятка имеет первый набор выступов. Режущий инструмент, приводимый в действие одной рукой, также включает в себя вторую рукоятку, соединенную со вторым режущим элементом, причем вторая рукоятка имеет второй набор выступов. Рукоятки перемещаются между полностью открытым положением и полностью закрытым положением, причем в первой области перемещения первый и второй наборы выступов, по меньшей мере, частично зацепляются, и, причем во второй области перемещения первый и второй наборы выступов расцепляются. В соответствии с одним вариантом осуществления первая область перемещения определяет приблизительно две трети хода резания, в то время как вторая область перемещения образует приблизительно одну треть хода резания. В соответствии с другим вариантом осуществления первый и второй наборы выступов выполнены в виде зубчатых выступов, так что их зацепление/расцепление дает выигрыш в регулируемой механической силе для рабочего инструмента, причем зацепление соответствует выигрышу в относительно большей механической силе, чем расцепление.

[0008] Другой вариант осуществления относится к режущему инструменту, приводимому в действие одной рукой. Режущий инструмент, приводимый в действие одной рукой, включает в себя первый режущий элемент, первую рукоятку, включающую в себя второй режущий элемент, причем второй режущий элемент включает в себя первый набор выступов и соединен с первым режущим элементом, и вторую рукоятку, включающую в себя рычаг, причем рычаг включает в себя второй набор выступов и соединен с первым режущим элементом. Первая и вторая рукоятки перемещаются между полостью открытым положением и полностью закрытым положением, причем в первой области перемещения, ближней к полностью открытому положению, первый и второй набор выступов расцепляются, и во второй области перемещения, ближней к полностью закрытому положению, первый и второй наборы выступов, по меньшей мере, частично зацепляются. Соответственно, в одном варианте осуществления выигрыш в относительно большей механической силе от по меньшей мере частичного зацепления первого и второго наборов выступов обеспечен в первой области перемещения относительно второй области перемещения.

[0009] Еще один вариант осуществления относится к режущему инструменту, приводимому в действие одной рукой. Режущий инструмент, приводимый в действие одной рукой, включает в себя первый режущий элемент, включающий в себя первую точку поворота и вторую точку поворота, второй режущий элемент, соединенный с первым режущим элементом во второй точке поворота, причем второй режущий элемент включает в себя первый набор зубчатых выступов, и рычаг, соединенный с первым режущим элементом в первой точке поворота, причем рычаг включает в себя второй набор зубчатых выступов. Первый и второй режущие элементы перемещаются между полностью открытым положением и полностью закрытым положением, которые определяет ход резания, причем первый и второй наборы зубчатых выступов расцепляются в первой области хода резания и, по меньшей мере, частично зацепляются во второй области хода резания. В соответствии с одним вариантом осуществления режущий инструмент, приводимый в действие рукой, выполнен в виде режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, такого как сучкорезная машина.

[0010] Еще один вариант осуществления относится к способу управления режущим инструментом, приводимым в действие одной рукой. Способ включает в себя обеспечение первого режущего элемента, включающего в себя первую точку поворота и вторую точку поворота, обеспечение второго режущего элемента, соединенного с первым режущим элементом во второй точке поворота, причем второй режущий элемент включает в себя первый набор выступов, и обеспечение рычага, соединенного с первым режущим элементом в первой точке поворота, причем рычаг включает в себя второй набор выступов. В соответствии с одним вариантом осуществления во время хода резания первый и второй режущие элементы перемещаются между полностью открытым положением и полностью закрытым положением. В первой области перемещения, ближней к полностью открытому положению хода резания, первый и второй наборы выступов расцепляются, и во второй области перемещения хода резания, ближней к полностью закрытому положению, первый и второй наборы выступов, по меньшей мере, частично зацепляются. Зацепление и расцепление первого и второго наборов выступов дает режущему инструменту выигрыш в регулируемой механической силе. В результате выигрыш в дополнительной механической силе обеспечен в области наибольшего сопротивления объекта, подлежащего резке инструментом, что может способствовать использованию и привлечению пользователей режущего инструмента.

[0011] Другой вариант осуществления относится к способу минимизации усилия для резки объекта с использованием режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой. Способ включает в себя получение данных о силе человека в зависимости от расстояния между рукоятками для режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, получение данных о режущей силе в зависимости от угла между для режущему инструменту, приводимого в действие одной рукой, отделение полученных данных о силе человека с помощью полученных данных о режущей силе для получения кривой коэффициента способности человека, получение кривой выигрыша в механической силе режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, установку кривой выигрыша в механической силе для достижения пика приблизительно при пике кривой коэффициента способности человека и определение делительной окружности на основании установленной кривой выигрыша в механической силе. В соответствии с одним вариантом осуществления определенная делительная окружность затем используется на зубчатом участке регулируемого механизма поворота режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой.

[0012] Один вариант осуществления относится к режущему инструменту, приводимому в действие одной рукой. Режущий инструмент, приводимый в действие одной рукой, включает в себя первую рукоятку, соединенную с первым режущим элементом, причем первая рукоятка имеет первый набор выступов. Режущий инструмент, приводимый в действие одной рукой, также включает в себя вторую рукоятку, соединенную со вторым режущим элементом, причем вторая рукоятка имеет второй набор выступов. Рукоятки перемещаются между полностью открытым положением и полностью закрытым положением, причем в первом области перемещения, ближней к полностью открытому положению, первые и вторые зубчатые выступы, по меньшей мере, частично зацепляются, и, причем во второй области перемещения, ближней к полностью закрытому положению, первые и вторые выступы расцепляются.

[0013] Другой вариант осуществления относится к режущему инструменту, приводимому в действие одной рукой. Режущий инструмент, приводимый в действие одной рукой, включает в себя первую рукоятку, имеющую поворотный штифт, копир и первый зубчатый выступ, первый режущий элемент, имеющий отверстие, причем отверстие выполнено с возможностью вмещения поворотного штифта для соединения первой рукоятки с первым режущим элементом, и вторую рукоятку, имеющую второй режущий элемент и элемент удлиненной формы, причем элемент удлиненной формы имеет криволинейную поверхность и второй зубчатый выступ. Рукоятки перемещаются между полностью открытым положением и полностью закрытым положением во время хода резания, причем в первой области перемещения, ближней к полностью открытому положению хода резания первый и второй зубчатые выступы, по меньшей мере, частично зацепляются, и, причем во второй области перемещения, ближней к полностью закрытому положению хода резания, копир и криволинейная поверхность зацепляются, в то время как первый и второй зубчатые выступы расцепляются.

[0014] Еще один вариант осуществления относится к способу управления режущим инструментом, приводимым в действие одной рукой. Способ включает в себя обеспечение первого режущего элемента, обеспечение второго режущего элемента, соединенного с первым режущим элементом, обеспечение первой рукоятки, соединенной с первым режущим элементом, причем первая рукоятка имеет первый набор выступов, и обеспечение второй рукоятки, соединенной со вторым режущим элементом, причем вторая рукоятка имеет второй набор выступов. В соответствии с одним вариантом осуществления во время хода резания первая и вторая рукоятки перемещаются между полностью открытым положением и полностью закрытым положением. В первой области перемещения, ближней к полностью открытому положению хода резания первый и второй наборы выступов по меньшей мере частично зацепляются, и во второй области перемещения, ближней к полностью закрытому положению хода резания, первый и второй наборы выступов расцепляются.

[0015] Еще один вариант осуществления относится к способу минимизации усилия для резки объекта с использованием режущему инструменту, приводимого в действие одной рукой. Способ включает в себя получение данных о силе человека в зависимости от расстояния между рукоятками для режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, получение данных о режущей силе в зависимости от угла между рукоятками для режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, отделение полученных данных о силе человека за счет полученных данных о режущей силе для получения кривой коэффициента способности человека, получение кривой выигрыша в механической силе режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, установку кривой выигрыша в механической силе для достижения пика приблизительно при пике кривой коэффициента способности человека и определение делительной окружности на основании установленной кривой выигрыша в механической силе. В соответствии с одним вариантом осуществления делительная окружность затем используется на зубчатом участке регулируемого механизма поворота для режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, причем зубчатый участок соответствует приблизительно двум третям хода резания для режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой.

Краткое описание чертежей

[0016] Фиг.1A - схематичный вид режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, такого как сучкорезная машина, в полностью открытом положении в соответствии с примером осуществления;

[0017] фиг.1B - схематичный вид режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, такого как сучкорезная машина, в другом открытом положении в соответствии с примером осуществления;

[0018] фиг.1C - схематичный вид режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, такого как сучкорезная машина, в частично открытом положении в соответствии с примером осуществления;

[0019] фиг.1D - схематичный вид режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, такого как сучкорезная машина, в полностью закрытом положении в соответствии с примером осуществления;

[0020] фиг.2A - вид спереди рычага режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, в соответствии с примером осуществления;

[0021] фиг.2B - вид сзади рычага режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, в соответствии с примером осуществления;

[0022] фиг.3 - вид сзади режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, такого как сучкорезная машина, в соответствии с примером осуществления;

[0023] фиг.4A - вид спереди второго режущего элемента, соединенного с направляющим элементом, режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, в соответствии с примером осуществления;

[0024] фиг.4B - вид сзади второго режущего элемента, соединенного с направляющим элементом, режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, в соответствии с примером осуществления;

[0025] фиг.5 - вид сбоку режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, такого как ручной секатор, в полностью открытом положении в соответствии с примером осуществления;

[0026] фиг.6 - вид сбоку режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, такого как ручной секатор, в полностью закрытом положении в соответствии с примером осуществления;

[0027] фиг.7A - схематичный вид режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, такого как ручной секатор, в полностью открытом положении в соответствии с примером осуществления;

[0028] фиг.7B - схематичный вид режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, такого как секатор, в другом открытом положении в соответствии с примером осуществления;

[0029] фиг.7C - схематичный вид режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, такого как секатор, в частично открытом положении в соответствии с примером осуществления;

[0030] фиг.7D - схематичный вид режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, такого как секатор, в полностью закрытом положении в соответствии с примером осуществления;

[0031] фиг.8A-8E - другие схематичные виды режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, такого как секатор, на всем протяжении хода резания, отличные от схематических видов на фиг.7A-7D, в соответствии с примером осуществления;

[0032] фиг.9A - вид сбоку первой рукоятки режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, такого как секатор, в соответствии с примером осуществления;

[0033] фиг.9B - вид сбоку, противоположный виду сбоку на фиг.9A первой рукоятки режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, такого как секатор, в соответствии с примером осуществления;

[0034] фиг.10A - вид сбоку второй рукоятки режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, такого как секатор, в соответствии с примером осуществления;

[0035] фиг.10B - вид в изометрии второй рукоятки режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, такого как секатор, в соответствии с примером осуществления;

[0036] фиг.11 - схема способа минимизации усилия, необходимого для резки объекта с использованием режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, в соответствии с примером осуществления;

[0037] фиг.12 - графическое представление данных кривой силы, представляющих максимальную силу человека в зависимости от расстояния между рукоятками для режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, и в зависимости от расстояния между рукоятками для режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, в соответствии с примером осуществления;

[0038] фиг.13 - графическое представление характеристик 32-х дюймовой сучкорезной машины в зависимости от угла между рукоятками в соответствии с примером осуществления;

[0039] фиг.14 - графическое представление кривой выигрыша в механической силе 32 дюймовой сучкорезной машины в зависимости от угла между рукоятками в соответствии с примером осуществления;

[0040] фиг.15 - схема способа минимизации усилия, необходимого для резки объекта с использованием режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, в соответствии с примером осуществления;

[0041] фиг.16 - графическое представление характеристик ручного секатора в зависимости от угла между рукоятками в соответствии с примером осуществления;

[0042] фиг.17 - графическое представление кривой выигрыша в механической силе для ручного секатора в зависимости от угла между рукоятками в соответствии с примером осуществления;

[0043] фиг.18 - схема способа управления режущим инструментом, приводимым в действие двумя руками, с регулируемым механизмом поворота в соответствии с примером осуществления;

[0044] фиг.19 - схема способа управления режущим инструментом, приводимым в действие одной рукой, с регулируемым механизмом поворота в соответствии с примером осуществления.

Подробное описание

[0045] На фиг.1A-4B изображен режущий инструмент, приводимый в действие двумя руками, например, в виде «сучкорезной машины», имеющей пару рукояток, выполненных с возможностью приведения в действие пары режущих элементов, имеющей регулируемую систему поворота. Режущий инструмент, приводимый в действие двумя руками, обычно отличается тем, что рабочий использует обе руки для захвата каждой из рукояток для приведения в действие инструмента (например, сучкорезной машины). Регулируемая система поворота выполнена с возможностью управления открытием и закрытием одного из режущих элементов и включает в себя зубчатый участок и участок скольжения, которые приводятся в действие в разное время на всем протяжении хода резания инструмента. Как указано в данном документе, ход резания относится к исходному положению рукояток (и, соответственно, режущих элементов), разделенных максимальным расстоянием (например, полностью открытых и т.д.), и конечному положению с рукоятками, разделенными минимальным расстоянием (например, полностью закрытых и т.д.). В отличие от этого, ход открытия относится к полностью закрытому исходному положению и полностью открытому конечному положению. В пределах первой области, соответствующей приблизительно одной трети хода резания, взаимодействие между рукоятками и режущими элементами обеспечивается участком скольжения регулируемой системы поворота. После первой области хода резания регулируемая система поворота переходит во вторую область, соответствующую остальным двум третям хода резания. Во второй области взаимодействие обеспечивается зубчатым участком регулируемой системы поворота. По существу, во время хода резания приблизительно конечных двух третей хода резания (т.е., где режущий инструмент режет объект, такой как ветка или сук), регулируемая система поворота создает профиль рычага, образованный зубчатым участком. Как описано более подробно в данном документе, сочетание зубчатого участка и участка скольжения в регулируемой системе поворота дает выигрыш в регулируемой механической силе с помощью режущего инструмента. Конкретно, выигрыш в относительно большей механической силе может быть обеспечен с помощью зубчатого участка относительно участка скольжения во время хода резания. Как также описано в данном документе, за счет обеспечения зубчатого участка только в выбранной области перемещения во время хода резания усилие человека для резки объектов с использованием режущего инструмента, приводимого в действие рукой, может быть минимизировано в основном местоположении (т.е., где объект является наиболее стойким к резанию) во время хода резания.

[0046] В соответствии с примером осуществления режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, рычаг (например, звено, плечо и т.д.) соединен с возможностью поворота с первым режущим элементом режущего инструмента и с одной из рукояток. При перемещении рычага из полностью открытого положения в полностью закрытое положение, рычаг перемещается приблизительно по криволинейной траектории от участка скольжения к зубчатому участку и наоборот. С точки зрения силы, необходимой для резки объекта, обычно, сопротивление объекта резанию и, следовательно, сила, необходимая для резки объекта, изменяются на основании положения рукояток (например, угла между рукоятками). При больших углах (т.е. более полное открытое положение рукояток) сопротивление является минимальным. Но приблизительно при 60° максимальное сопротивление обычно возникает во время хода резания объекта максимального размера, для которого предназначен инструмент. Для сравнения, с точки зрения характеристик силы человека максимальная сила, создаваемая человеком, обычно уменьшается при увеличении расстояния между рукоятками режущего инструмента.

[0047] Поскольку первая область хода резания соответствует «наименьшему сопротивлению», возникаемому при резке объекта (например, необходимая относительно небольшая сила), участок скольжения регулируемой системы поворота зацеплен. Соответственно, участок скольжения регулируемой системы поворота имеет выигрыш в относительно небольшой механической силе по сравнению с зубчатым участком, поскольку участок скольжения не имеет механизма для обеспечения выигрыша в механической силе (т.е. зубчатый участок использует зацепляющиеся шестерни для увеличения выигрыша в механической силе, но участок скольжения не имеет такого механизма). Скорее выигрыш в механической силе на участке скольжения обеспечен за счет длины рукояток и единственного механизма поворота. Однако, во второй области (т.е., приблизительно последние две трети) хода резания, где возникает большее сопротивление при резке объекта, зубчатый участок регулируемой системы поворота зацепляется для обеспечения выигрыша в механической силе. Поскольку зубчатый участок не зацеплен во время всего хода резания (т.е. только во второй области, соответствующей приблизительно последним двум третям хода резания), шаг шестерен может быть увеличен (т.е. больше шага, обычно связанного с режущим инструментом, имеющим механизм зубчатого рычага, работающий во время всего хода резания). В соответствии с примером осуществления зубья шестерни зубчатого участка являются по меньшей мере частично эллиптическими, так что выигрыш в механической силе обеспечен во время последних двух третей хода резания. В связи с имеющимся увеличенным шагом шестерни во время использования объединенных участка скольжения и зубчатой передачи, выигрыш в большей механической силе может быть обеспечен во время последних двух третей хода резания, где требуется максимальная сила для резки объекта. По существу, сила человека, необходимая для резки объекта, может быть в целом минимизирована.

[0048] Хотя различные признаки раскрытия изображены и описаны выше в качестве примера со ссылкой на режущий инструмент, приводимый в действие двумя руками (например, сучкорезная машина), регулируемая система поворота может использоваться с множеством режущих устройств, включающих в себя, но не ограничиваясь этим, в основном, режущие инструменты, приводимые в действие одной рукой. Подразумевается, что все такие изменения находятся в пределах настоящего раскрытия. Соответственно, на фиг.5-10B изображен режущий инструмент, приводимый в действие одной рукой, имеющий пару рукояток, выполненных с возможностью приведения в действие пары режущих элементов, имеющий регулируемую систему поворота. По сравнению с режущим инструментом, приводимым в действие двумя руками, режущий инструмент, приводимый в действие одной рукой, может использоваться с помощью одной руки рабочего, так что режущий инструмент, приводимый в действие одной рукой, может включать в себя, но не ограничиваясь этим, секаторы, ножницы и т.д.

[0049] Подобно регулируемой системе поворота режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, регулируемая система поворота режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, по существу, управляет открытием и закрытием одного из режущих элементов и включает в себя зубчатый участок и участок скольжения, которые приводятся в движение в разное время во время осуществления хода резания инструмента. В пределах первой области хода резания (приблизительно две трети) взаимодействие между рукоятками и режущими элементами обеспечено за счет зубчатого участка регулируемой системы поворота. После первой области хода резания регулируемая система поворота переходит во вторую область остальной приблизительно одной трети хода резания (т.е., участок скольжения). По существу, во время последней одной трети хода резания регулируемая система поворота создает профиль рычага, образованный участком скольжения.

[0050] По сравнению с режущим инструментом, приводимым в действие двумя руками, конфигурация регулируемой системы поворота режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, является, по существу, противоположной. На основании эмпирических данных при уменьшении расстояния между захватами (например, расстояние между рукоятками режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, в то время как инструмент зажат в ладони/руке пользователя) от максимального расстояния для инструмента до минимального расстояния, имеющаяся сила, которую пользователь может прикладывать, увеличивается. При сравнении, при уменьшении расстояния от максимального расстояния между рукоятками режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, до минимального расстояния имеющаяся сила, которую пользователь может прикладывать, обычно уменьшается. Поскольку имеющаяся сила, которую пользователь может прикладывать, является относительно небольшой при больших расстояниях между захватами, механизм (например, участок с зубчатой передачей) обеспечивает выигрыша в увеличенной механической силе в первой области хода резания для режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой. Без использования механизма с зубчатой передачей во время хода резания делительные окружности зацепляющихся шестерен могут быть увеличены (т.е. больше шага, обычно связанного с режущим инструментом, имеющим рычажный механизм с зубчатой передачей, работающий во время всего хода резания). Соответственно, регулируемая система поворота режущего инструмента, приводимого в действие одной рукой, работает для уменьшения усилия, необходимого для резки объекта, за счет обеспечения выигрыша в дополнительной механической силе для пользователя, когда пользователю обычно не хватает сил.

[0051] Таким образом, преимущество настоящего раскрытия состоит в том, что необходимое меньшее усилие создается регулируемой системой поворота, оставаясь в пределах традиционных ограничений для режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками, (а также одной рукой). Например, традиционные ограничения включают в себя человеческие и физические ограничения, которые ограничивают максимальное открытие угла между рукоятками, геометрические ограничения и ограничения режущей способности, которые ограничивают расстояние, на котором режущие элементы (например, ножи) могут открываться и т.д. Настоящее раскрытие не только удлиняет рукоятки, а скорее использует характеристики силы человека, чтобы, по существу, оставаться в пределах традиционных ограничений, для уменьшения усилия, необходимого для резки объекта с использованием режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками (и одной рукой).

[0052] Хотя конкретные примеры изображены и описаны в настоящем раскрытии, варианты осуществления, проиллюстрированные на чертежах, изображены в качестве примера, и любое из множества других конфигураций режущих элементов, рычажных устройств, систем поворота и типов режущих устройств (например, ножницы, секаторы и т.д.) будет легко понятно специалисту в данной области техники после изучения настоящего раскрытия. Подразумевается, что все такие варианты режущих инструментов, которые используют регулируемые рычажные системы, находятся в пределах объема настоящего раскрытия. Кроме того, как указано в данном документе, объект режущего инструмента может включать в себя множество объектов, таких как ветки, кусты, небольшие деревья и т.д.

[0053] На фиг.1A-1D изображен режущий инструмент, приводимый в действие двумя руками, например, в виде сучкорезной машины 10 в соответствии с примером осуществления. Сучкорезная машина 10 включает в себя пару рукояток 12, причем одна из рукояток 12 соединена с рычагом 16, и другая рукоятка 12 соединена со вторым режущим элементом 18. Сучкорезная машина дополнительно включает в себя первый режущий элемент 20, который включает в себя первое отверстие 26 и второе отверстие 28 (также называемые в данном документе точками поворота). Первый режущий элемент 20 включает в себя первое режущее устройство 22, изображенное, например, в виде ножа. Второй режущий элемент 18 включает в себя второе режущее устройство 34 (изображенное, например, в виде крюка, но может быть упорным стержнем, ножом или другим режущим устройством в соответствии с альтернативными вариантами осуществления), которое зацепляется с первым режущим устройством 22 для осуществления резания для резки объекта.

[0054] В соответствии с примером осуществления первый режущий элемент 20 соединен с возможностью поворота со вторым режущим элементом 18 на втором отверстии 28. Первый режущий элемент 20 также соединен с возможностью поворота с рычагом 16 на первом отверстии 26. Первое и второе отверстия 26, 28 включают в себя поворотные соединения, использующие, например, болты, штифты, ушки, цапфы и т.д. В соответствии с примером осуществления первый болт соединяет с возможностью поворота первый режущий элемент 20 со вторым режущим элементом 18 на втором отверстии 28, и второй болт соединяет с возможностью поворота первый режущий элемент 20 с рычагом 16 на первом отверстии 26. Во время работы второй режущий элемент 18 поворачивается вокруг второго отверстия 28, и рычаг 16 поворачивается вокруг первого отверстия 26.

[0055] Как описано более подробно ниже, поворот рычага 16 вокруг первого отверстия 26 ограничивается на участке скольжения регулируемого механизма 50 поворота за счет ограничителя 24 перемещения и взаимодействия блокирующего выступа 42 (изображенного в виде копира 42) с криволинейной поверхностью 52 (см. фиг.3). Как показано, ограничитель 24 перемещения проходит от рычага 16 в противоположном направлении относительно направления прохождения копира 42 от рычага 16. Посредством ограничения перемещения рычага 16 зубчатые выступы 30, 32 многократно зацепляются во время перехода от участка скольжения к зубчатому участку для обеспечения правильной работы режущего инструмента, приводимого в действие двумя руками.

[0056] Сучкорезная машина 10 дополнительно включает в себя регулируемую систему 50 поворота. Регулируемая система 50 поворота включает в себя первый набор выступов 30, соединенных со вторым режущим элементом 18, и второй набор выступов 32, соединенных с рычагом 16. Выступы 30, 32 выполнены с возможностью зацепления друг с другом во второй области (т.е. приблизительно последние две трети) хода резания. В соответствии с примером осуществления первый и второй наборы выступов 30, 32 включают в себя зацепляющиеся шестерни, образованные посредством взаимодействия зубьев шестерней. В соответствии с примером осуществления зубья шестерен, образованные в виде зубчатых выступов 30, 32, выполнены с по меньшей мере частично эллиптическим шагом. Как использовано в данном документе, фраза «эллиптический шаг» относится к линии, соединяющей две оси вращения (т.е. линия/дуга, определяющая пересечение шестерен 30, 32), который имеет эллиптическую форму. При сравнении, «окружной шаг» относится к линии, соединяющей две оси вращения (т.е. линия/дуга, образующая пересечение шестерен 30, 32), который имеет круглую форму. По существу, в соответствии с альтернативным вариантом осуществления зубья шестерен, образованные в виде зубчатых выступов 30, 32, выполнены без частично эллиптического шага (например, окружной шаг).

[0057] Поскольку зубчатые выступы 30, 32 зацеплены только на последних двух третях хода резания, по меньшей мере, частично эллиптический шаг каждого зубчатого выступа 30, 32 может быть увеличен для обеспечения выигрыша в большей механической силе. Посредством определения передаточное число является выигрышем в механической силе, когда одна шестерня расположена над другой шестерней. Обычно, сучкорезные машины с зубчатой передачей выполнены с возможностью открытия рукояток приблизительно на 160°, что обычно соответствует открытию ножа (т.е. режущего устройства) примерно на 70° (т.е. передаточное число 16:7). В соответствии с настоящим описанием благодаря регулируемой системе 50 поворота закрытие на первые 20° между рукоятками соответствует участку скольжения (т.е. первой области), который закрывает 20° между ножами (т.е. отношение 1:1). Однако закрытие рукояток на остальные 140° соответствует закрытию ножей на остальные 50° во второй области (т.е., передаточное число 14:5, увеличение выигрыша в механической силе на 23% относительно 16:7). Увеличение выигрыша в механической силе обусловлено тем, что когда две шестерни имеют передаточное число больше чем 1:1 (как имеет место здесь), они действуют как два рычага с разными длинами - чем больше угловое расстояние при перемещении одной шестерни (больше оборотов), тем обеспечивается больший крутящий момент другой шестерни благодаря ее