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(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 114311038 A (43)申请公布日 2022.04.12 (21)申请号 1.9 (22)申请日 2020.10.12 (71)申请人 东莞市西喆电子有限公司 地址 523120 广东省东莞市东城街道同振 路35号 (72)发明人 王振邓其商 (51)Int.Cl. B26B 7/00 (2006.01) B26B 3/00 (2006.01) B26B 9/00 (2006.01) B25G 1/10 (2006.01) B06B 1/06 (2006.01) 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (54)发明名称 手持式超声波食物切割刀 (57)摘要 手持式超声波食物切割刀，包括：食物切割 刀握把；设置在握把内部的超声波激励系统，其 中所述激励系统包括具有压电特性的陶瓷片与 用于电流输入的电极片；以及与超声波激励系统 相连接的刀身工作系统。采用本方案的手持式超 声波食物切割刀，在所述超声波激励系统中输入 特定频率的电信号，可以使刀身工作部分处于最 佳工作状态。通过实验检测可知该结构拥有良好 的不同硬度食物“无损”切割效果。 A 8 3 0 1 1 3 4 1 1 N C CN 114311038 A 权利要求书 1/1页 1.一种手持式超声波食物切割刀，其特征在于，包括：食物切割刀握把；设置在握把内 部的超声波激励系统，其中所述激励系统包括两片具有压电特性的陶瓷片与用于电流输入 的电极片；以及与超声波激励系统相连接的刀身工作系统。 2.根据权利要求1所述的手持式超声波食物切割刀，其特征在于，所述食物切割刀握把 总体长度为121.5 mm，直径为38 mm，并设置波浪纹握把结构。 3.根据权利要求1所述的手持式超声波食物切割刀，其特征在于，所述食物切割刀握把 内部设置保护层，总体长度为74 mm，直径为33 mm，厚度4 mm。 4.根据权利要求2和3所述的手持式超声波食物切割刀，其特征在于，所述食物切割刀 握把及保护层的材质包括：不锈钢、金、银、铜、铁、铝、镍、锡、塑料或其组合中的一种或多 种。 5.根据权利要求1所述的手持式超声波食物切割刀，其特征在于，所述超声波激励系统 总体长度为71 mm，直径为25 mm。 6.根据权利要求5所述的手持式超声波食物切割刀，其特征在于，所述超声波激励系统 采用的具有压电特性的陶瓷片规格为25×6 mm。 7.根据权利要求5所述的手持式超声波食物切割刀，其特征在于，所述超声波激励系统 采用的陶瓷片材质包括：PZT-4、PZT-5、PZT-8或其组合中的一种或多种。 8.根据权利要求1所述的手持式超声波食物切割刀，其特征在于，所述刀身工作系统总 体长度为249 mm，宽度为25 mm，单侧开刃。 9.根据权利要求8所述的手持式超声波食物切割刀，其特征在于，所属刀身工作系统的 材质包括：不锈钢、钛合金或其组合中的一种或多种。 2 2 CN 114311038 A 说明书 1/3页 手持式超声波食物切割刀 技术领域 [0001] 本发明涉及超声波应用技术领域，特别是设计一种手持式超声波食物切割刀。 背景技术 [0002] 随着现代生活的发展，人们越来越多地面临着食物的“无损”切割问题。传统的刀 具在使用过程中需要对食物施加比较大的压力，容易造成食物的崩边或者破损等。而且，在 切割黏度较高的食物的时候，食物很容易黏着在刀具上，造成日后清理的不便。因此，设计 发明一种具有高效“无损”切割食物特性的刀具越来越受到人们的重视。 [0003] 超声波切割机目前得到了认可和应用。与传统刀具不同的是，超声波切割刀凭借 着自身的高速振动实现切割对象的局部热融化和“无损”切割。因此，超声波切割刀不需要 锋利的刃口，可以实现安全高效应用。 [0004] 现有的超声波食物切割刀的主要应用点在于面向蛋糕等硬度偏低的食物。在切割 硬度较高的食物时，容易出现切割效率不足等问题。为了满足冰冻食物等高硬度食材的切 割需求，需要设计一种高效的手持式超声波食物切割刀。 发明内容 [0005] 基于此，为实现高硬度食材的“无损”切割，提供了一种手持式超声波食物切割刀。 [0006] 一种手持式超声波食物切割刀，其特征在于，包括：食物切割刀握把；设置在握把 内部的超声波激励系统，其中所述激励系统包括两片具有压电特性的陶瓷片与用于电流输 入的电极片；以及与超声波激励系统相连接的刀身工作系统。 [0007] 在一实施例中，所述食物切割刀握把总体长度为121.5 mm，直径为38 mm，并设置 波浪纹握把结构。 [0008] 在一实施例中，所述食物切割刀握把内部设置保护层，总体长度为74 mm，直径为 33 mm，厚度为4 mm。 [0009] 在一实施例中，所述食物切割刀握把的材质包括：不锈钢、金、银、铜、铁、铝、镍、 锡、塑料或其组合中的一种或多种。 [0010] 在一实施例中，所述超声波激励系统总体长度为71 mm，直径为25 mm。 [0011] 在一实施例中，所述超声波激励系统采用的具有压电特性的陶瓷片规格为25×6 mm。 [0012] 在一实施例中，所述超声波激励系统采用的陶瓷片材质包括：PZT-4、PZT-5、PZT-8 或其组合中的一种或多种。 [0013] 在一实施例中，所述刀身工作系统总体长度为249 mm，宽度为25 mm，单侧开刃。 [0014] 在一实施例中，所属刀身工作系统的材质包括：不锈钢、钛合金或其组合中的一种 或多种。 3 3 CN 114311038 A 说明书 2/3页 附图说明 [0015] 图1为一个实例中手持式超声波食物切割刀的结构示意图； 图2为一个实例中手持式超声波食物切割刀的仿线为一个实施例中手持式超声波食物切割刀的仿线为一个实施例中手持式超声波食物切割刀的仿线为一个实施例中手持式超声波食物切割刀的样品阻抗分析图。 具体实施方式 [0016] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅 是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实 施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的 实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实 施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0017] 结合附图1，在超声波应用领域，本技术方案的手持式超声波食物切割刀，包括：食 物切割刀握把、超声波激励系统以及刀身工作系统。 [0018] 食物切割刀握把，设置有方便手持的波浪纹握把，内部中空，用于容纳超声波激励 系统；同时，内部设置保护层，用于包裹超声波激励系统，实现超声波激励系统的稳定工作。 [0019] 超声波激励系统，采用两片具有压电特性的陶瓷片串联布置，并在其中接入电极 片。具体的，压电陶瓷片采用规格参数为mm。 [0020] 刀身工作系统，采用材质抗拉强度较高的钛合金，单侧开刃。具体的，钛合金刀身 的长度设置为249 mm，满足手持式超声波食物切割刀的谐振工作要求；刀身单侧开刃，提高 手持式超声波食物切割刀的工作安全性；刀头部分采用平滑设计，降低手持式超声波食物 切割刀的加工难度和加工成本。 [0021] 在一实施例中，通过实验数据监测可知，刀身工作系统的长度设置为249 mm，宽度 为 25 mm、，取得最佳工作状态。 [0022] 在一实施例中，结合附图2-4，通过仿真测试可知，手持式超声波食物切割刀在超 声波频率达到35kHz左右时取得最佳振动效果。当声波频率为34.338 kHz时，手持式超声波 3 食物切割刀的振幅峰值为9×10 mm；当声波频率为34.713 kHz时，手持式超声波食物切割 3 刀的振幅峰值为8×10 mm；当声波频率为35.65 kHz时，手持式超声波食物切割刀的振幅 4 峰值为1×10 mm。在不同频率的声波作用下，手持式超声波食物切割刀的振幅有所区别， 但具体振动模式基本没有改变——沿刀刃方向的上下振动可以更好地实现对高硬度食物 的切割，也可以保证不会对食物的总体结构造成严重破坏。 [0023] 在一实施例中，结合附图5，通过阻抗分析仪的测试可知，手持式超声波食物切割 刀的样品最佳工作频率为35.4 kHz，与仿线 kHz基本保持一致。 两者数据存在一定差异的原因在于样品制作加工过程无法保持充分的理想状态。手持式超 声波食物切割刀样品的正切阻抗为875.554Ω，反切阻抗为141.353Ω。所述数据证明手持 4 4 CN 114311038 A 说明书 3/3页 式超声波食物切割刀在声波频率达到35 kHz左右时拥有良好的工作状态。 [0024] 由此可见，采用本申请的手持式超声波食物切割刀不仅提高了超声波切割刀的工 作效率，也满足了高硬度食物“无损”高效切割的发展要求。 [0025] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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。 5 5 CN 114311038 A 说明书附图 1/3页 图1 图2 6 6 CN 114311038 A 说明书附图 2/3页 图3 图4 7 7 CN 114311038 A 说明书附图 3/3页 图5 8 8
