一種甘蔗截斷刀的設計

奚秀芳 韋紅美 陳潔麗 奚秀鳳

摘要：為方便食用甘蔗，設計了一種定位于家庭生活使用的甘蔗截斷刀。主要從甘蔗截斷刀剪切裝置、弧形刀片分離裝置、甘蔗截斷刀的操作過程及原理進行設計，實現對長段甘蔗的截斷成塊和小塊甘蔗的削皮功能。甘蔗截斷刀結構簡單，小型、輕便、靈活、操作簡單、衛生、造價低，與傳統的嘴巴咬斷食用方法和手工勞作相比既衛生又省時省力。

關鍵詞：甘蔗;截斷刀;截斷;削皮;食用

中圖分類號：S225.5+3文獻標識號：A文章編號：1003-4374（2022）01-0053-03

A Design of Truncation Knife for Sugarcane

Xi Xiu-fang1，Wei Hong-mei2，Chen Jie-li1 ，Xi Xiu-feng3

1. Guangxi Agricultural Vocational and Technical University，Nanning，Guangxi 530007，China; 2.Baise Vocational College，Baise，Guangxi 533000，China; 3. Nanning Liangqing District Naping Primary School，Nanning，Guangxi 530000，China ）

Abstract：In order to facilitate the consumption of sugarcane，a kind of sugarcane truncation knife was designed for family life. The design is including the cutting device by sugarcane truncation knife，separation device by arc blade，operation process and principle of sugarcane truncation knife，to achieve the function of long section of sugarcane truncation into blocks and peeling small pieces of sugarcane.? The structure of sugarcane truncation knife is simple，small，light，flexible，simple operation，health，low cost，compared with the traditional edible method of mouth biting and manual labor，it is both hygiene and time saving.

Key words： sugarcane，truncation knife，truncation，peeling，edible

甘蔗是多年生高大實心草本，其根狀莖粗壯發達，屬溫帶和熱帶農作物，是人們日常生活中常見的植物，也是日常生活中很受歡迎的食物。甘蔗食用方法多是用嘴巴咬掉皮再用嘴巴咬斷甘蔗進行食用，而甘蔗的外層較為堅硬，食用非常困難，難以實現對甘蔗的直接咬皮食用，現有常用的甘蔗食用方法是人工手動削皮截斷后食用，這種方式存在較大弊端，不僅工作效率低而且勞動強度大，費時費力的同時還造成不必要的浪費。鑒于甘蔗食用加工存在的不足，研究設計了一種甘蔗截斷刀，實現對長段甘蔗的截斷與小塊甘蔗的削皮功能。

甘蔗截斷刀主要定位于廣大的家庭生活使用，該截斷刀結構簡單，小型、輕便、靈活、操作簡單、衛生、造價低，是一款經濟實用的產品，與傳統的嘴巴咬斷食用方法和手工勞作相比既衛生又省時省力。

1 甘蔗截斷刀總體設計

甘蔗截斷刀借鑒現有剪刀的剪切原理，結合物理、數學知識進行設計，主要包括剪切裝置和把甘蔗分塊的弧形前刀裝置。裝置整體結構示意圖如圖1所示。

1.1 剪切裝置

剪切裝置由上述圖1的固定套（4）、手柄（5）、復位彈簧（6）、左刀體（10）和右刀體（3）組成。固定套（4）把左刀體（10）、右刀體（3）以及左刀體（10）和右刀體（3）的反向延長段上的手柄（5）通過鉸接軸（7）鉸接固定在一起 ，兩手柄（5）之間連接有復位彈簧（6）通過掛耳鉤掛在手柄（5）處。

固定套及刀體的結構和連接示意圖如圖2所示。固定套（4）包括上板體（8）、 下板體（9）、墊片（12）。上板體（8）、下板體（9）通過位于邊角處的立柱連接，所述鉸接軸（7）穿過上板體 （8）、下板體（9）的中心位置并通過與緊固螺母（11）通過螺紋連接，上、下板體的作用是使剪刀體和螺母分離，不讓螺母的緊固力傷到剪刀體，而墊片的作用是使剪刀體和上、下板體分離，讓剪刀體與上、下板體的緊固連接更緊密，并使剪刀體的張開和合攏的活動更靈活、暢通。

固定套和刀體連接方法如下：下板體（9）分別與左刀體（10）、右刀體（3）的連接位置處安裝有墊片（12），鉸接軸（7）穿過墊片（12）。固定套（4）通過鉸接軸（7）鉸接有左刀體（10）、右刀體（3）;左刀體（10）、右刀體（3）遠離手柄（5）的活動端位于弧形前刀（1）的空腔內，通過連桿（2）與固定套（4）固定。

剪刀的操作方法：當需要剪切截斷甘蔗時，合上剪刀手柄（5），左刀體（10）和右刀體（3）合攏進行剪切截斷甘蔗，當甘蔗塊移至指定位置后，收回手上的力，剪刀體在復位彈簧（6）的作用下自動復位，復位彈簧能減少人手復位剪刀的力，使操作更省力;當不需要剪刀截斷甘蔗時，用扣把剪刀體扣好，以免誤傷人。

1.2 弧形刀片分離裝置

弧形刀片由上述圖1的弧形前刀（1）和連桿（2）組成，連桿有一端固定在固定套（4）上，另一端固定著弧形刀片。其弧形原理為根據圓弧公式L=（n×π×r）/180，其中L是圓心角弧長，n是圓心角度數（角度制），r是半徑（即剪刀體的長度）。據在1997年前人研究出的數據，甘蔗的根莖直徑平均為2.39 cm，標準差 0.27 cm[1]，而現在從百科百度網站上查詢得出數據，甘蔗的直徑在2～4（5） cm，根據剪刀機械原理，被剪物體越靠近支點（即固定套）越容易被剪斷，由此得出剪刀刀體剪切的最大直徑為5 cm，本截斷刀刀體長度取甘蔗最大直徑5 cm，而弦長也取5 cm，因此得出n為60°，所以弧長為：L=（n×π×r）/180=（60×3.14×5）/180=5.23 cm。55AD024A-2784-4841-AD69-7FBA1F28BDCD

弧形刀片的操作方法：把甘蔗削皮后，弧形刀片插入甘蔗適當位置，截斷小塊點的甘蔗時，就把剪刀這邊的弧形插入甘蔗小塊位置，剪大塊點的甘蔗，就把弧形刀片插入甘蔗大塊甚至最大直徑的位置。

1.3 甘蔗截斷刀的操作過程及原理

甘蔗截斷刀的操作方法有兩種，一為剪切截斷削好皮的甘蔗，二為剪切截斷未削皮的甘蔗。第一種情況的操作方法：對削了皮的甘蔗進行剪切截斷時，大姆指和食指分別置于剪刀手柄（5）兩端，把安全扣從剪刀體上取下，剪刀體在復位彈簧（6）的作用下自動張開，把弧形刀片（1）插入某節豎向甘蔗適當位置，將長段甘蔗需要截斷的部分放入到弧形前刀（1）、左刀體（10）、右刀體（3）構成的空間內，兩手指合攏手柄（5），帶動左刀體（10）、右刀體（3）沿著弧形前刀（1）運動，從而在刀體刃口的合攏下實現長段甘蔗的剪切截斷成塊，使甘蔗塊脫離長段甘蔗，在適當位置在重力的作用下掉落，完成甘蔗截斷成塊功能。當剪切截斷另外一塊甘蔗時，重復上述操作即可。第二種情況的操作方法：當對未削皮的甘蔗進行剪切截斷時，完成上述第一種操作剪切截斷出小塊甘蔗后，將小塊甘蔗豎直放置在靠近弧形前刀（1）的一側，通過合攏手柄（5）實現左刀體（10）、右刀體（3）的移動，從而在移動過程中通過刀體刃口實現對甘蔗外皮的切削，小塊甘蔗一側的外皮在上述操作中切削完成后，松開手柄（5），在復位彈簧（6）的作用下打開左刀體（10）、右刀體 （3），左刀體（10）、右刀體（3）分開后，旋轉小段甘蔗并重復上述第二種操作方法的步驟，完成實現小塊甘蔗的削皮。當不使用截斷刀時，用安全扣扣好剪刀，以免誤傷人。

2 小結

我國是世界上名列前茅的甘蔗種植生產大國，甘蔗產量已經連續多年突破1億噸。甘蔗作為制糖的原材料，能夠起到帶動農業經濟發展的作用[2]。設計借鑒現有剪刀的原理，進行了集成吸收再創新，能夠實現甘蔗的截斷成塊與外皮的削除，不僅操作簡單，而且去皮效果高效，兼具了實用性與經濟、環保、省時省力的功能。同時，該產品也可用于其他果蔬的截斷，是一款經濟實用的產品，具有一定的推廣價值。

參考文獻：

[1]楊會清，幸新妹，陳堅.甘蔗品種葉寬的研究[J].江西農業科技，1997（6）：20-22.

[2]龍鮮玲.甘蔗種植作業機械化的應用實踐探索[J].南方農業，2020，14（32）：182-183.55AD024A-2784-4841-AD69-7FBA1F28BDCD