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摘要:本文对斜切锯领域的专利申请进行了分析,从而对该领域国内外申请量的走向、技术发展路线做了技术解析,梳理了该领域技术发展脉络。此后重点针对该领域四大技术分支:安全防护装置、倾角调节结构、位置指示装置以及运动传动装置分别做了详细分析,为相关企业的产品研发提供专利信息和技术支持,明确了研究方向。
关键词:斜切锯;安全;防护;角度;调节;锁定;指示;传动
1引言
斜断锯主要用于切割铝等有色金属型材及木料、纤维板、塑料板等等,由于其结构紧凑、体积相对较小、操作简便及携带方便等优点,目前,其已被广泛应用于各种建筑物室内、外装璜工程中。本文针对斜切锯领域,在中国专利文摘数据库CNABS及德温特世界数据专利库DWPI中进行了检索和统计分析。斜切锯领域的分类主要集中在B23D45/14及B23D45/00。经过初步检索,CNABS数据库中截止2017年1月31日公开的斜切锯领域专利申请总量为337件,DWPI数据库中截止2017年1月31日公开的外文斜切锯领域专利申请总量为949件。由于专利申请公开的延迟性,有部分2015年以及大部分2016年提交的专利、实用新型专利尚未公开,因此2015、2016年的数据不在分析之列。
2斜切锯专利情况分析
2.1斜切锯技术构成
斜切锯包括用于支撑工件的底座、用于可转动地支撑圆形锯片的刀片部、和用于绕与圆形锯片的轴基本平行的枢轴可枢转地支撑圆形锯片的支撑单元。支撑单元可相对于底座倾斜,从而可调整由圆形锯片的侧面和底座顶面形成的角度。该领域的技术分支主要包括:安全防护装置、倾角调节结构、位置指示装置和运动传动装置。
2.2 斜切锯专利申请分布
国内外斜切锯技术专利申请分布如图2.1所示。此外,国内申请在安全防护装置方面所做的工作也较多,其所占比例高达23.6%。而国外研究的次重点则是运动传动机构。无论是国内或国外,位置指示装置的文献量都是最小的,这是因为位置指示装置的结构较为简单,改进的空间较小。
3斜切锯技术发展路线
3.1 安全防护装置
斜切锯通常包含一个位于切割头上的活动护罩用于可选择地遮盖锯片露出固定护罩的切割部分。为防止操作者意外打开活动护罩,通常给活动护罩设置一个护罩锁定机构。1987年美国专利US4805504A通过定位销和凹槽来控制活动罩的运动,简化机身结构,实现了同样的防护功能。1992年美国专利US5203245A,针对凹槽的形状进行了针对性的设计,使活动罩能够在机身不同的下降阶段伸展到不同的位置,提高了运动的精确性。1998年,美国专利US5819624A也是采用连杆机构来驱动活动防护罩,相对于较早的技术,该发明将连杆机构设置在壳体内部,并使用复位弹簧驱动护罩的复位。2005年中国专利CN1613603A,提出一種使用齿轮齿条配合驱动活动防护罩的结构,相比连杆结构和卡槽结构,该结构开合灵活,避免发生死点、卡位和不到位的现象。2010年中国专利CN201760667U将活动护罩锁定机构与开关扳机整合,操作开关扳机的同时即可带动锁定件移动,省去了一个专门用于活动护罩锁定机构的操作件。
3.2倾角调节机构
1982年美国专利US4452117提出了一种旋转工作台,其防护栏具有自动对中功能。1991年美国专利US5216964A提出一种滑槽调节角度机构,其能够精确对调节活动部分的角度。2004年的美国专利US2005284276A提出一种改进的角度调整装置,通过底座上的弓形齿条和与手柄部分连接在一起的细长的调整机构,使小齿轮选择性地与齿条啮合和脱离,实现了全量程范围内的转盘的快速且大范围旋转和斜切角的精确调整。2007年中国专利CN101049643A将齿轮齿条的传动结构改进为挠性传动装置,使结构和操作得到了简化。此外,2014年中国专利CN203599637U提出一种斜切角度调整机构,通过切换销和销孔实现快速左右斜切切换。
3.3位置指示装置
1994年德国专利DE4403186A1在机架上设置的切割深度指示装置,该装置同时也是机头滑动的导柱。2001年美国专利US2002170404A提出一种带有光束对准系统的斜切锯。2004年日本专利JP2005111855A带有数字显示器,使用微机编码器控制斜切锯的转角,检测器检测移动件相对于底座的位置。2007年的美国专利US2007137452A提出一种具有线性引导装置的电动斜切锯,该线性引导机构连接到工作台,并且构造成支承所述锯片和电动机组件,并且使得所述组件能够沿着预定的直线路径在向前或者向后方向上运动。2014年的德国专利DE1020122116079A公开了一种用于指示锯片切割长度的激光指示装置,该装置与深度调节装置耦合,在锯片切割不同的深度时,能够通过激光在工件表面绘制切割边沿指示线。
3.4 运动传动机构
1988年美国专利US5060548在圆锯与底座结合的部位设置了纵向导轨,使斜切锯还能够沿纵向滑动,扩大了加工范围。1998年中国专利CN2289633Y提出一种配备双皮带传动装置的复合角斜口锯机,采用第一传动皮带连接于马达轴,第二传动皮带传动心轴,传动皮带不会使锯片与马达间形成固定式连接,解决了角斜口锯机传动系统易产生偏移现象。2003日本专利JP2003145501A提出一种左右倾斜式台式切断机,切断机的小齿轮形成于过渡轴的靠近圆锯片的前端部,过渡轴第二轴承配置在过渡轴的后端且在过渡轴皮带轮的圆锯片的相反侧,提高圆锯片倾斜时的切断能力。在此基础上,2005年中国专利CN2691758Y,公开了一种斜交齿轮传动的斜断锯,驱动电机的电机转轴上设有主动斜齿轮,主动斜齿轮与从动斜齿轮相啮合,从动斜齿轮通过输出转轴与锯片相配接,有效实现了斜断锯的双侧摆动工作。2012年中国专利CN102806388A提出一种多层导轨斜切锯,在锯机构与工作台之间设置有多层滑轨,在每一层滑轨上设置有锁紧装置,斜切锯的最大滑动行程得到提高。
4.结语
通过以上分析可以看出。国内在该领域虽然起步较晚,但申请量处于快速发展阶段,近几年申请量正在逐渐与国外接近,在研究深度方面也有了进一步提高,与国外的差距在逐渐减小。从技术分支角度来讲,倾角调整机构是斜切锯研究的主流,国内外对该技术也有较大的重视程度。在该方面需要解决的问题主要是如何精确地定位或是如何使操作更加方便。国内的申请人应借鉴国外申请人在该方面的技术经验,增强自身技术水平,绕开国外的专利壁垒形成具备自我特色的斜切锯技术。
关键词:斜切锯;安全;防护;角度;调节;锁定;指示;传动
1引言
斜断锯主要用于切割铝等有色金属型材及木料、纤维板、塑料板等等,由于其结构紧凑、体积相对较小、操作简便及携带方便等优点,目前,其已被广泛应用于各种建筑物室内、外装璜工程中。本文针对斜切锯领域,在中国专利文摘数据库CNABS及德温特世界数据专利库DWPI中进行了检索和统计分析。斜切锯领域的分类主要集中在B23D45/14及B23D45/00。经过初步检索,CNABS数据库中截止2017年1月31日公开的斜切锯领域专利申请总量为337件,DWPI数据库中截止2017年1月31日公开的外文斜切锯领域专利申请总量为949件。由于专利申请公开的延迟性,有部分2015年以及大部分2016年提交的专利、实用新型专利尚未公开,因此2015、2016年的数据不在分析之列。
2斜切锯专利情况分析
2.1斜切锯技术构成
斜切锯包括用于支撑工件的底座、用于可转动地支撑圆形锯片的刀片部、和用于绕与圆形锯片的轴基本平行的枢轴可枢转地支撑圆形锯片的支撑单元。支撑单元可相对于底座倾斜,从而可调整由圆形锯片的侧面和底座顶面形成的角度。该领域的技术分支主要包括:安全防护装置、倾角调节结构、位置指示装置和运动传动装置。
2.2 斜切锯专利申请分布
国内外斜切锯技术专利申请分布如图2.1所示。此外,国内申请在安全防护装置方面所做的工作也较多,其所占比例高达23.6%。而国外研究的次重点则是运动传动机构。无论是国内或国外,位置指示装置的文献量都是最小的,这是因为位置指示装置的结构较为简单,改进的空间较小。
3斜切锯技术发展路线
3.1 安全防护装置
斜切锯通常包含一个位于切割头上的活动护罩用于可选择地遮盖锯片露出固定护罩的切割部分。为防止操作者意外打开活动护罩,通常给活动护罩设置一个护罩锁定机构。1987年美国专利US4805504A通过定位销和凹槽来控制活动罩的运动,简化机身结构,实现了同样的防护功能。1992年美国专利US5203245A,针对凹槽的形状进行了针对性的设计,使活动罩能够在机身不同的下降阶段伸展到不同的位置,提高了运动的精确性。1998年,美国专利US5819624A也是采用连杆机构来驱动活动防护罩,相对于较早的技术,该发明将连杆机构设置在壳体内部,并使用复位弹簧驱动护罩的复位。2005年中国专利CN1613603A,提出一種使用齿轮齿条配合驱动活动防护罩的结构,相比连杆结构和卡槽结构,该结构开合灵活,避免发生死点、卡位和不到位的现象。2010年中国专利CN201760667U将活动护罩锁定机构与开关扳机整合,操作开关扳机的同时即可带动锁定件移动,省去了一个专门用于活动护罩锁定机构的操作件。
3.2倾角调节机构
1982年美国专利US4452117提出了一种旋转工作台,其防护栏具有自动对中功能。1991年美国专利US5216964A提出一种滑槽调节角度机构,其能够精确对调节活动部分的角度。2004年的美国专利US2005284276A提出一种改进的角度调整装置,通过底座上的弓形齿条和与手柄部分连接在一起的细长的调整机构,使小齿轮选择性地与齿条啮合和脱离,实现了全量程范围内的转盘的快速且大范围旋转和斜切角的精确调整。2007年中国专利CN101049643A将齿轮齿条的传动结构改进为挠性传动装置,使结构和操作得到了简化。此外,2014年中国专利CN203599637U提出一种斜切角度调整机构,通过切换销和销孔实现快速左右斜切切换。
3.3位置指示装置
1994年德国专利DE4403186A1在机架上设置的切割深度指示装置,该装置同时也是机头滑动的导柱。2001年美国专利US2002170404A提出一种带有光束对准系统的斜切锯。2004年日本专利JP2005111855A带有数字显示器,使用微机编码器控制斜切锯的转角,检测器检测移动件相对于底座的位置。2007年的美国专利US2007137452A提出一种具有线性引导装置的电动斜切锯,该线性引导机构连接到工作台,并且构造成支承所述锯片和电动机组件,并且使得所述组件能够沿着预定的直线路径在向前或者向后方向上运动。2014年的德国专利DE1020122116079A公开了一种用于指示锯片切割长度的激光指示装置,该装置与深度调节装置耦合,在锯片切割不同的深度时,能够通过激光在工件表面绘制切割边沿指示线。
3.4 运动传动机构
1988年美国专利US5060548在圆锯与底座结合的部位设置了纵向导轨,使斜切锯还能够沿纵向滑动,扩大了加工范围。1998年中国专利CN2289633Y提出一种配备双皮带传动装置的复合角斜口锯机,采用第一传动皮带连接于马达轴,第二传动皮带传动心轴,传动皮带不会使锯片与马达间形成固定式连接,解决了角斜口锯机传动系统易产生偏移现象。2003日本专利JP2003145501A提出一种左右倾斜式台式切断机,切断机的小齿轮形成于过渡轴的靠近圆锯片的前端部,过渡轴第二轴承配置在过渡轴的后端且在过渡轴皮带轮的圆锯片的相反侧,提高圆锯片倾斜时的切断能力。在此基础上,2005年中国专利CN2691758Y,公开了一种斜交齿轮传动的斜断锯,驱动电机的电机转轴上设有主动斜齿轮,主动斜齿轮与从动斜齿轮相啮合,从动斜齿轮通过输出转轴与锯片相配接,有效实现了斜断锯的双侧摆动工作。2012年中国专利CN102806388A提出一种多层导轨斜切锯,在锯机构与工作台之间设置有多层滑轨,在每一层滑轨上设置有锁紧装置,斜切锯的最大滑动行程得到提高。
4.结语
通过以上分析可以看出。国内在该领域虽然起步较晚,但申请量处于快速发展阶段,近几年申请量正在逐渐与国外接近,在研究深度方面也有了进一步提高,与国外的差距在逐渐减小。从技术分支角度来讲,倾角调整机构是斜切锯研究的主流,国内外对该技术也有较大的重视程度。在该方面需要解决的问题主要是如何精确地定位或是如何使操作更加方便。国内的申请人应借鉴国外申请人在该方面的技术经验,增强自身技术水平,绕开国外的专利壁垒形成具备自我特色的斜切锯技术。