[0001] 本发明涉及冰雕加工领域，具体是涉及一种用于切割冰雪的刀具组件及其使用方法。

[0002] 冰雕是一种以冰为主要材料来雕刻的艺术形式，属于造型艺术。同其他材料的雕塑一样，冰雕也分圆雕、浮雕和透雕三种。因为材料的可变性和挥发性，冰雕表现出了许多难点，要仔细选择适合冰雕的冰，理想的冰应该由纯净的水制成，这样才有很高的透明度，还有包含尽量少的气泡。

[0003] 其中冰雕切割的要求更加苛刻，对刀具的要求也就越高，切冰装置中包括锯切机构，在切冰环境中，空气湿度大，现有的锯切机构的防水能力并不好，水容易进入锯切机构内部结冰，甚至可能引发电路短路；另外，现有的锯切机构容易发热，很难维持高转速，导致冰雕的切口不够平整，影响切割质量。

[0004] 公告号为CN213147042U公开了一种用于管冰机的锯切机构，包括基座，所述基座上可转动地连接有一锯切轴，所述锯切轴连接有锯片；所述锯切轴与所述基座之间设置有轴承组；在所述轴承组的上方和下方，所述锯切轴与所述基座之间均采用非接触式密封的迷宫密封连接。所述基座和所述锯切轴之间采用非接触式密封的迷宫密封连接，在确保密封性的同时，尽可能避免锯切轴与基座摩擦发热；一方面可以减少发热以保证使用寿命，可以令该锯切机构维持高转速；另一方面可以避免磨损而产生碎屑污染管冰的情况发生。上述对比文件具有以下缺点：（1）现有冰雕的锯片铣刀传统技术中锯片与冰块之间摩擦大，刀具和刀杆易变形，切削困难的问题。

[0005] （2）锯片在切割冰块的过程中，需要随时更换直径大小不同锯片进行雕刻，现有锯片更换十分不便。

[0006] （3）锯片在切割冰块的过程中，由于冰块易碎，切割的过程中， 如果切割方向有偏差，继续深入切割，会引起冰块崩裂，使得整块冰块废弃，导致之前的雕刻工作白费。

[0007] （4）在雕刻的过程中，有时会需要切割出宽度较大的凹槽，现有的锯片仅仅能切割出一个缝隙，然后采用多次多角度切割，才能达到效果，效率较低。

[0008] 因此有必要设计一种用于切割冰雪的刀具组件，该刀具组件中的刀片与冰块接触时摩擦力较小，对冰块的切割工作能一次性到位，无需多次转换角度切割，同时该刀具组件中的刀片可拆、刀具能在接触冰块较硬的部分时既能自动保护刀片，又能将存在误差的切割方向进行微调。

[0025] 为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

[0026] 参考图1至图10，一种用于切割冰雪的刀具组件，包括：四个可拆刀片1，形状为斧型，可拆刀片1能间歇性与冰块接触并将其切割；
转轴4，与动力源相连，为刀具组件的切割提供动力；
缓冲机构5，套设在转轴4中部，缓冲机构5能在可拆刀片1切割方向存在偏差时对
刀具进行微调，避免可拆刀片1受损；
开槽机构10，包括驱动机构19和四个牵拉机构11，驱动机构19套设在转轴4外部，四个牵拉机构11沿转轴4的轴心等间隔设置，四个牵拉机构11与驱动机构19铰接，每个牵拉机构11包括一个转刀13，转刀13用于切割预切槽。

[0027] 保护机构32，同轴心套设在转轴4外部，保护机构32位于缓冲机构5靠近动力源的一侧。

[0028] 每个可拆刀片1的刀刃处均成型有若干弧形牙3，弧形牙3能在可拆刀片1切割冰块时等间歇与冰块相接触。该装置工作时：弧形牙3在可拆刀片1切割冰块时等间隔的与冰块相接触，可以减少可拆刀片1与冰块的接触时间，同时，若干个弧形牙3之间的间隔还能使切割后的冰碴迅速排出，提高了加工效率。

[0029] 每个可拆刀片1上还成型有连接部9，缓冲机构5还包括第一弹簧6、中心球7和两个缓冲壳8，中心球7上开设有通孔，中心球7套设在转轴4的外部，第一弹簧6同轴心设置在中心球7的通孔内，同时，第一弹簧6套设在转轴4外部，两个缓冲壳8呈对称状态设置在中心球7的外侧，两个缓冲壳8上还成型有连接部9，可拆刀片1的连柄部2设置在缓冲壳8的两个连接部9之间，可拆刀片1与缓冲壳8通过螺栓固定连接。所述缓冲壳8还上开设有一用于螺丝旋入并抵紧中心球7的丝孔。该装置工作时：第一弹簧6套设在转轴4的外部，中心球7套设在第一弹簧6的外部，两个缓冲壳8呈对称状态设置在中心球7的外部，可拆刀片1与缓冲壳8的连接部9通过螺栓固定连接，当可拆刀片1与缓冲壳8固定连接后，两个缓冲壳8与第一弹簧6的两端相抵。缓冲机构5调节的具体过程为：第一弹簧6可以提供刀具在转轴4轴线方向上的变化量，当刀具组件切割冰块存在沿转轴4轴线方向上的偏移量，第一弹簧6压缩，转轴4与中心球7之间的误差偏移量会被第一弹簧6的压缩量抵消，同时，两个缓冲壳8与中心球7的连接方式为间隙配合，即当切割方向存在误差时，冰块对可拆刀片1施加作用力，可拆刀片1与两个缓冲壳8固连，两个缓冲壳8会发生变形，由于此变形方向是不均匀的、无法预测的，所以中心球7和两个缓冲壳8之间的间隙量为全方位的，此间隙量为切割方向产生的偏差提供位移量，综上所述，缓冲机构5可在切割方向产生误差时将刀具组件进行自适应调节，提高切割过程的稳定性。当需要可拆刀片1固定时，螺丝拧紧，缓冲壳8被抵紧在中心球7上，可拆刀片1的位置被固定，即此时可拆刀片1在切割过程中不会发生抖动，但当切割过程中需要缓冲时，即切割方向存在偏差，此时如果继续深入切割，会引起冰块崩裂，使得整块冰块废弃，导致之前的雕刻工作白费，解决方式为，操作工人将螺丝拧松，缓冲壳8恢复工作，可拆刀片1能继续缓冲。

[0030] 每个转刀13上还成型有螺旋纹16和过屑孔17，螺旋纹16能增加转刀13与冰块的接触面积，过屑孔17能使破碎的冰碴快速通过转刀13的刀身。该装置工作时：每个转刀13与冰块相接触，转刀13在冰块上进行磨削加工，能够预加工切割出宽度稍大的凹槽，减少现有的锯片采用多次多角度切割的切割步骤，提高切割效率，转刀13刀面成型的螺旋纹16能够递进式的将对应的区域进行粉碎，此过程避免冰块崩碎的情况，并且由于可拆刀片1已经先行将边界划开，刮刀所挖取的区域不会扩大，提高挖槽的准确度，可过屑孔17能使加工过程中破碎的冰碴快速通过转刀13的刀身，避免冰碴堆积后对切割过程造成阻碍。

[0031] 每个转刀13上还成型有活动部14和自由部15，牵拉机构11还包括拉杆12和固定座18，拉杆12的一端与驱动机构19铰接，另一端与转刀13的活动部14铰接，固定座18呈水平状态固定设置在可拆刀片1的表面，转刀13的自由部15与固定座18铰接。该装置工作时：当需要转刀13在冰块上预加工出凹槽时，根据加工冰块的不同，所需的转刀13的角度也不同，即操作人员需要调节拉杆12的位置对转刀13进行调节，具体调节过程为：当拉杆12的位置发生变化时，由于转刀13的活动部14与拉杆12铰接，但同时转刀13的自由部15与固定座18铰接，而固定座18与可拆刀片1固连，固定座18不动，此时转刀13会以自由部15为原点，以活动部14为牵拉点，转刀13绕自由部15开始转动，即完成对转刀13角度的变化。

[0032] 驱动机构19还包括连接环20、轴承23、活动下盘24和活动上盘27，连接环20上成型有限位槽和挂耳22，挂耳22与拉杆12相铰接，连接环20的一端沿连接环20的圆心设置有限位槽，活动下盘24同轴心设置在连接环20成型有第一限位槽21的一侧，活动下盘24上成型有限位凸缘25和外螺纹26，活动下盘24与转轴4螺纹连接，同时活动下盘24上成型的限位凸缘25与第一限位槽21滑动连接，活动上盘27同轴心设置在连接环20没有第一限位槽21的一侧，活动上盘27上成型有内螺纹28，活动上盘27的内螺纹28与活动下盘24的外螺纹26相配合，活动上盘27与活动下盘24通过螺纹连接固定，同时，轴承23同轴心滚动设置在连接环20的内圈，轴承23的内壁与活动下盘24的外圆柱臂滚动连接。该装置工作时：拉杆12与连接环20上的挂耳22相铰接，连接环20同轴心套设在轴承23的外部，轴承23与连接环20滚动连接，活动下盘24同轴心设置在连接环20成型有限位槽的一侧，活动下盘24与连接环20配合时，限位凸缘25与限位槽滑动配合，而活动上盘27与活动下盘24通过内螺纹28和外螺纹26配合连接，当转动活动上盘27时，活动下盘24会随着活动上盘27一起转动，此时活动上盘27与活动下盘24同时沿转轴4轴线方向移动，而轴承23滚动套设在活动上盘27和活动下盘24之间，所以当活动上盘27与活动下盘24转动时，轴承23只沿转轴4轴线方向进行移动，连接环20与轴承23滚动连接，所以当轴承23转动时，连接环20同样只沿转轴4轴线方向进行移动，连接环20与拉杆12铰接，连接环20移动改变拉杆12的位置，拉杆12位置的改变带动转刀13的角度发生变化。

[0033] 驱动机构19还包括转盘29，转盘29固定设置在活动上盘27远离轴承23的一端，转盘29上成型有抬高架31和防滑纹30。该装置工作时：转盘29固定设置在活动上盘27远离轴承23的一端，操作人员只需要转动转盘29即可完成对转刀13角度的调节具体调节过程参考工作原理部分，由于该装置工作环境为低温，抬高架31可防止冰碴在转盘29上二次凝固，影响操作人员的工作，防滑纹30有利于操作人员更好的操作转盘29，防止转动转盘29时因装置结冰而打滑。

[0034] 保护机构32还包括第二弹簧33、上牙盘34和下牙盘37，上牙盘34滑动套设在转轴4的外部，上牙盘34沿轴心方向等间隔成型有若干啮合齿35，上牙盘34沿轴心方向还成型有第二限位槽36，下牙盘37滑动套设在转轴4的外部，下牙盘37沿轴心方向等间隔成型有若干啮合槽38，下牙盘37沿轴心方向还成型有限位环39，啮合槽38与啮合齿35配合连接，限位环39与第二限位槽36滑动连接，第二弹簧33位于上牙盘34靠近缓冲壳8的一侧，第二弹簧33同轴心套设在转轴4的外部，第二弹簧33的一端与上牙盘34相抵，另一端与缓冲壳8相抵。当刀具在切割过程中受到阻力，此时上牙盘34与下牙盘37先分离并再次配合，具体过程为：当刀具在切割过程中接触到冰块中较硬的部分，此时刀具受的的阻力会大于正常情况下受到的阻力，而上牙盘34与刀具部分相连，所以上牙盘34在阻力的推动下与下牙盘37脱离，即啮合齿35从啮合槽38中脱离，脱离时上牙盘34和下牙盘37通过限位环39进行限位，脱离后的上牙盘34会推动第二弹簧33压缩，而压缩后的第二弹簧33在复位时会将上牙盘34推动继续与下牙盘37啮合，此过程中上牙盘34和下牙盘37的脱离与二次啮合会使装置输出受到影响，操作人员可依此来判断冰块的硬度是否能对动力源造成损伤，然后进行输出调节。

[0035] 保护机构32还包括第三弹簧40和连接套41，连接套41固定旋接在转轴4的外部，第三弹簧40套设在转轴4的外部，第三弹簧40的一端与下牙盘37相抵，另一端与连接套41相抵。输出调节的具体过程为：当冰块的硬度触发保护机构32时，操作人员应当暂停切割工作，然后更换动力源输出功率后，拧紧连接套41，连接套41沿转轴4轴线方向移动，第三弹簧40的一端与连接套41相抵，连接套41移动会将第三弹簧40压缩，第三弹簧40的另一端与下牙盘37相抵，第三弹簧40压缩后抵紧下牙盘37，此时上牙盘34与下牙盘37啮合更紧，即可适应更大的输出功率，便于操作人员对冰块较硬部位进行切割。

[0036] 一种用于切割冰雪的刀具组件的使用方法，包括以下步骤：S1：本方案中四个可拆刀片1组合起来呈十字斧结构，同时可拆刀片1上成型有若
干弧形牙3，弧形牙3特征与十字斧结构相配合，使得可拆刀片1与冰块间歇性接触，减少可拆刀片1与冰块接触的面积，即减少在切割过程中可拆刀片1与冰块的摩擦，避免摩擦生热将冰块融化，而融化后的冰块会产生水雾，若水雾进入锯切机构内部有可能引起电路短路；
S2：开槽机构10可在刀具组件切割冰块的过程中辅助切割，即转刀13能在冰块上
单次切割出宽度稍大的凹槽，减少现有切割刀具采用多次多角度切割的切割步骤，提高切割效率，转刀13上成型有螺旋纹16和过屑孔17，螺旋纹16能递进式的将对应的区域进行粉碎，避免冰块崩碎，此过程中，由于可拆刀片1已经先行将边界划开，转刀13所挖取的区域不会扩大，提高挖槽的准确度，而转刀13上成型的过屑孔17能使破碎的冰渣穿过转刀13，避免冰碴堆积给切割过程造成不必要的阻力；
S3：可拆刀片1通过缓冲机构5与转轴4相连，缓冲机构5能使四个可拆刀片1在切割冰块时进行缓冲调整，第一弹簧6能使四个可拆刀片1在转轴4的轴线方向进行缓冲调整，由于冰块易碎，两个缓冲壳8通过螺栓与四个可拆刀片1固连，当切割方向有误差时，缓冲壳8可带动四个可拆刀片1进行二次微调。

[0037] S4：制作冰块时，由于水中存在气体，所以成型后的冰块中存在各种气泡，这些气泡造成冰块中各个部位的密度与硬度均不同，所以当刀具对冰块切割时，若冰块局部硬度过大，刀具遭受到阻力时，保护机构32被触发，此时上牙盘34和下牙盘37脱离，脱离之后上牙盘34被第二弹簧33相抵，下牙盘37与第三弹簧40相抵，最后上牙盘34和下牙盘37重新咬合，此过程确保刀具在切割硬度过高的冰块能自动切断连接处，避免刀具持续作用于高硬度区域时损坏动力源。

[0038] 该装置工作原理为：当对冰块进行切割时，四个可拆刀片1组合起来呈十字斧结构，同时可拆刀片1上成型有若干弧形牙3，弧形牙3特征与十字斧结构相配合，使得可拆刀片1与冰块间歇性接触，而若干个弧形牙3之间的间隔还能使切割后的冰碴迅速排出，提高了加工效率。第一弹簧6套设在转轴4的外部，中心球7套设在第一弹簧6的外部，两个缓冲壳8呈对称状态设置在中心球7的外部，可拆刀片1与缓冲壳8的连接部9通过螺栓固定连接，当可拆刀片1与缓冲壳8固定连接后，两个缓冲壳8与第一弹簧6的两端相抵。缓冲机构5调节的具体过程为：第一弹簧6可以提供刀具在转轴4轴线方向上的变化量，当刀具组件切割冰块存在沿转轴4轴线方向上的偏移量，第一弹簧6压缩，转轴4与中心球7之间的误差偏移量会被第一弹簧6的压缩量抵消，同时，两个缓冲壳8与中心球7的连接方式为间隙配合，即当切割方向存在误差时，冰块对可拆刀片1施加作用力，可拆刀片1与两个缓冲壳8固连，两个缓冲壳8会发生变形，由于此变形方向是不均匀的、无法预测的，所以中心球7和两个缓冲壳8之间的间隙量为全方位的，此间隙量为切割方向产生的偏差提供位移量，综上所述，缓冲机构5可在切割方向产生误差时将刀具组件进行自适应调节，提高切割过程的稳定性。

[0039] 在可拆刀片1对冰块进行切割前，为了防止冰块破裂以及提高切割效率，本装置需对冰块进行预加工，即操作人员需要转动转盘29即完成对转刀13角度的调节，由于该装置工作环境为低温，抬高架31可防止冰碴在转盘29上二次凝固，影响操作人员的工作，防滑纹30有利于操作人员更好的操作转盘29，防止转动转盘29时因装置结冰而打滑。活动上盘27与转盘29同轴心固定连接，连接环20同轴心套设在轴承23的外部，轴承23与连接环20滚动连接，活动下盘24同轴心设置在连接环20成型有限位槽的一侧，活动下盘24与连接环20配合时，限位凸缘25与限位槽滑动配合，而活动上盘27与活动下盘24通过内螺纹28和外螺纹
26配合连接，当转动活动上盘27时，活动下盘24会随着活动上盘27一起转动，此时活动上盘
27与活动下盘24同时沿转轴4轴线方向移动，而轴承23滚动套设在活动上盘27和活动下盘
24之间，所以当活动上盘27与活动下盘24转动时，轴承23只沿转轴4轴线方向进行移动，连接环20与轴承23滚动连接，所以当轴承23转动时，连接环20同样只沿转轴4轴线方向进行移动，连接环20与拉杆12铰接，连接环20移动改变拉杆12的位置，由于转刀13的活动部14与拉杆12铰接，但同时转刀13的自由部15与固定座18铰接，而固定座18与可拆刀片1固连，固定座18不动，此时转刀13会以自由部15为原点，以活动部14为牵拉点，转刀13绕自由部15开始转动，即完成对转刀13角度的变化。转刀13对冰块的加工过程为：每个转刀13与冰块相接触，转刀13在冰块上进行磨削加工，能够预加工切割出宽度稍大的凹槽，减少现有的锯片采用多次多角度切割的切割步骤，提高切割效率，转刀13刀面成型的螺旋纹16能够递进式的将对应的区域进行粉碎，此过程避免冰块崩碎的情况，并且由于可拆刀片1已经先行将边界划开，刮刀所挖取的区域不会扩大，提高挖槽的准确度，可过屑孔17能使加工过程中破碎的冰碴快速通过转刀13的刀身，避免冰碴堆积后对切割过程造成阻碍。

[0040] 当切割冰块时遇到较硬的冰块组织，保护机构32启动，避免输出功率不匹配而损伤动力源，具体过程为：当刀具在切割过程中受到阻力，此时上牙盘34与下牙盘37先分离并再次配合，具体过程为：当刀具在切割过程中接触到冰块中较硬的部分，此时刀具受的的阻力会大于正常情况下受到的阻力，而上牙盘34与刀具部分相连，所以上牙盘34在阻力的推动下与下牙盘37脱离，即啮合齿35从啮合槽38中脱离，脱离时上牙盘34和下牙盘37通过限位环39进行限位，脱离后的上牙盘34会推动第二弹簧33压缩，而压缩后的第二弹簧33在复位时会将上牙盘34推动继续与下牙盘37啮合，此过程中上牙盘34和下牙盘37的脱离与二次啮合会使装置输出受到影响，操作人员可依此来判断冰块的硬度是否能对动力源造成损伤，然后进行输出调节。输出调节的具体过程为：当冰块的硬度触发保护机构32时，操作人员应当暂停切割工作，然后更换动力源输出功率后，拧紧连接套41，连接套41沿转轴4轴线方向移动，第三弹簧40的一端与连接套41相抵，连接套41移动会将第三弹簧40压缩，第三弹簧40的另一端与下牙盘37相抵，第三弹簧40压缩后抵紧下牙盘37，此时上牙盘34与下牙盘37啮合更紧，即可适应更大的输出功率，便于操作人员对冰块较硬部位进行切割。

[0041] 以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。