本發明涉及一種刀具，特別是涉及一種指紋刀具。

背景技術：

刀具是廚房中的必備品，但同時也是利器。家長在使用完刀具后，孩子由于天生的好奇心和模仿本能，會把玩刀具。因為小孩子尚欠缺安全意識，也容易摔跤，每年都聽到孩子由于把玩刀具誤傷自己的新聞報道。利用指紋識別技術和控制電路，可以研發一種指紋刀具。在家長初次使用時錄入指紋，隨后指紋匹配者成功后即可取出切刀，指紋無法匹配者，將無法將切刀從刀盒中取出，從根源上杜絕孩子把玩刀具的威脅，對于保障孩子人身安全具有重要意義。

技術實現要素：

因此，為了僅讓家長能夠使用廚房的刀具，本發明提供一種指紋刀具，正常情況下切刀放置在刀盒中，使用前需要將手指放在指紋傳感器上，驗證具備使用權限后，即可將切刀從刀盒中取出，否則將不能從刀盒中取出切刀。

本發明所采用的技術方案是：一種指紋刀具，其特征在于：硬件包括左刀盒、右刀盒、電機、小齒輪、大齒輪、頂針、彈簧、指紋傳感器、MCU處理器、蓄電池、電源插頭、切刀。

所述左刀盒和右刀盒的側向截面形狀，均為四邊形，左刀盒和右刀盒上，朝向使用者的斜面上，均開設有一個切刀插槽，在切刀未使用時就放置在切刀插槽中。

所述左刀盒和右刀盒上，朝向使用者的豎直面上，靠近內側邊緣處均開設有豁口槽，左右兩個豁口槽組成指紋傳感器安裝孔，所述指紋傳感器為片狀長方體，安裝在指紋傳感器安裝孔中。

所述左刀盒內部開設有電機安裝孔，所述電機安裝在左刀盒內部的電機安裝孔中。

對應左刀盒內的電機安裝孔，所述右刀盒內開設有電機輸出軸限位孔，電機的輸出軸安裝在電機輸出軸限位孔內，限定電機沿著電機輸出軸的軸向方向的竄動。

所述左刀盒和右刀盒內側面對稱各開設有一個窄槽，左右窄槽組成MCU處理器安裝孔，所述MCU處理器放置在MCU處理器安裝孔中。

所述左刀盒和右刀盒內側面沿水平方向對稱各開設有一個槽孔，左右水平槽孔組成蓄電池安裝孔，所述蓄電池安裝在蓄電池安裝孔中。

所述左刀盒和右刀盒內部還對稱開設有大小齒輪放置孔，小齒輪和大齒輪嚙合后，齒輪裝配體位于在大小齒輪放置孔中。在所述左右的大小齒輪放置孔中，還左右對稱開設有大齒輪安裝孔和頂針安裝孔。

所述大齒輪軸安裝在大齒輪安裝孔中，大齒輪的左右兩面均為螺旋面，所述頂針有兩個，分別位于大齒輪的兩側。頂針的底部凸面均向內貼在大齒輪的螺旋面上，頂針的頭部安裝在頂針安裝孔中。

所述彈簧套在頂針上。

進一步講，所述頂針安裝孔由兩個不同直徑的孔組成，外側的孔徑小，內側的孔徑大，形成一個沉降平臺。所述頂針的外徑與頂針安裝孔的小徑孔內徑相等，頂針的頭部恰好安裝在頂針安裝孔的小孔內。

進一步講，在所述頂針的靠近底部凸面處，設有彈簧限位平臺，所述彈簧一端抵在彈簧限位平臺上，另一端抵在頂針安裝孔的沉降平臺上。

所述切刀上開設有切刀限位孔，當切刀完全裝入刀盒時，切刀限位孔與頂針安裝孔同軸心。

所述電源插頭的一端穿過電源插頭連接孔，連接在蓄電池上，另一端與家庭供電直接連接。

本發明的原理：由于彈簧的彈力作用，頂針的底部凸面始終貼在大齒輪的螺旋面上。當頂針底部凸面抵在大齒輪的最深區域的螺旋面上時，彈簧的彈力最小，此時頂針的頂面，恰好尚未進入切刀限位孔內，當頂針底部凸面抵在大齒輪的最淺區域的螺旋面上時，彈簧的彈力最大，此時頂針的頂面，恰好完全未進入切刀限位孔內，將切刀鎖死，切刀將無法從刀盒中取出。

所述大齒輪的左右螺旋面完全對稱，所以兩個切刀會同時鎖死，同時打開。大齒輪的螺旋面，從最深區域到最淺區域，恰好為完整的一圈。大齒輪旋轉一圈，頂針由最內側移動到最外側，大齒輪反向旋轉一圈，頂針由最外側回到最內側。

家長在首次使用本發明時，在限定時間內錄入具有開啟權限的指紋，當指紋傳感器捕獲到具有開啟權限的指紋時，MCU處理器向電機發送正脈沖，電機旋轉一周，頂針完全進入切刀限位孔，將切刀鎖死；當再次捕獲具有開啟權限的指紋時，MCU處理器向電機發送負脈沖，電機反向旋轉一周，頂針全完脫離切刀限位孔，切刀可以取出。

本發明提供了一種指紋刀具具有如下優點：

（1）利用螺旋面將旋轉運動轉換為直線運動，動作平穩、設計巧妙；

（2）使用大小齒輪嚙合結構，將電機的快動作轉換為慢動作，實用可靠；

（3）結合傳感器和處理器，實現了軟硬件結合一體化。

所以，這種指紋刀具能從根源上杜絕孩子把玩刀具的威脅，對于保障孩子人身安全具有重要意義。

本發明的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，或者通過實施本發明而了解。

附圖說明

附圖僅用于示出具體實施例的目的，而并不認為是對本發明的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。

圖1是本發明的左前視角的整體裝配示意圖。

圖2是本發明的右前視角的整體裝配示意圖。

圖3是本發明的左前視角的整體拆解示意圖。

圖4是本發明的左前視角的內部傳動機構裝配示意圖。

圖5是本發明的右前視角的內部傳動機構裝配示意圖。

圖6是本發明的頂針和彈簧的裝配示意圖。

圖7是本發明的左側刀盒的內部結構示意圖。

圖8是圖7的局部放大示意圖。

圖9是本發明的右側刀盒的內部結構示意圖。

圖10是頂針未進入切刀限位孔時的總裝配體的剖切線位置示意圖。

圖11是圖10的剖切示意圖。

圖12是圖11的局部放大示意圖。

圖13是頂針完全進入切刀限位孔時的總裝配體的剖切線位置示意圖。

圖14是圖13的剖切示意圖。

圖15是圖14的局部放大示意圖。

圖16是本發明的元件連接示意圖。

圖17是本發明的控制原理流程圖。

圖中標號：1-左刀盒、2-右刀盒、3-電機、4-小齒輪、5-大齒輪、6-頂針、7-彈簧、8-指紋傳感器、9-MCU處理器、10-蓄電池、11-電源插頭、12-切刀、1001-切刀插槽、1002-電機安裝孔、1003-大小齒輪放置孔、1004-大齒輪安裝孔、1005-頂針安裝孔、1006-指紋傳感器安裝孔、1007-MCU處理器安裝孔、1008-蓄電池安裝孔、2001-切刀插槽、2002-電機輸出軸限位孔、2003-大小齒輪放置孔、2004-大齒輪安裝孔、2005-頂針安裝孔、2006-指紋傳感器安裝孔、2007- MCU處理器安裝孔、2008-蓄電池安裝孔、2009-電源插頭連接孔、3001-電機輸出軸、5001-大齒輪軸、5002-大齒輪左側螺旋面、5003-大齒輪右側螺旋面、5004-螺旋面的分界面、6001-頂針底部凸面、6002-彈簧限位平臺、1201-切刀限位孔、a-圖7的局部放大示意圖、A-A-頂針未進入切刀限位孔時的總裝配體的剖切線、B-B-頂針完全進入切刀限位孔時的總裝配體的剖切線。

具體實施方式

以下將結合附圖和實施例對本發明一種指紋刀具作進一步的詳細描述。

一種指紋刀具，比較具體地講，主要包括左刀盒1、右刀盒2、電機3、小齒輪4、大齒輪5、頂針6、彈簧7、指紋傳感器8、MCU處理器9、蓄電池10、電源插頭11、切刀12。

所述左刀盒1和右刀盒2的側向截面形狀，均為四邊形，左刀盒1和右刀盒2上，朝向使用者的斜面上，均開設有一個切刀插槽，在切刀12未使用時就放置在切刀插中，如圖3、圖7、圖9所示，左刀盒1上的切刀插槽為1001，右刀盒2上的切刀插槽為2001。

所述左刀盒1和右刀盒2上，朝向使用者的豎直面上，靠近內側邊緣處均開設有豁口槽，左右兩個豁口槽組成指紋傳感器安裝孔，所述指紋傳感器8為片狀長方體，安裝在指紋傳感器安裝孔中，如圖1、圖2、圖3、圖7、圖9所示，左刀盒1上的豁口槽為1006，右刀盒2上的豁口槽為2006。

進一步講，所述指紋傳感器8為光學指紋傳感器，內部包含光點和三棱鏡，光點發出的光線穿過三棱鏡照射在手指上，手指表面指紋凹凸不平的線紋上折射的角度及反射回去的光線明暗各不相同，根據不同明暗程度的圖片信息，即可識別使用者信息。

如圖7所示，所述左刀盒1內部開設有電機安裝孔1002，所述電機3安裝在左刀盒1內部的電機安裝孔1002中。

進一步講，所述電機3為長方體，電機安裝孔1002的內壁與電機3貼合緊密，所以電機3環繞電機輸出軸3001的旋轉自由度被限制，不會在電機安裝孔1002內轉動。

進一步講，所述電機3為步進電機，能夠將電脈沖信號轉變為角位移，本發明中的電機，當接收到一個正脈沖時，向前旋轉一周，接受到一個負脈沖時，反向旋轉一周。

如圖9所示，對應左刀盒1內的電機安裝孔1002，所述右刀盒2內開設有電機輸出軸限位孔2002，電機的輸出軸3001安裝在電機輸出軸限位孔2002內，限定電機3沿著電機輸出軸3001的軸線方向的竄動。

所述左刀盒1和右刀盒2內側面對稱各開設有一個窄槽，左右窄槽組成MCU處理器安裝孔，所述MCU處理器9放置在MCU處理器安裝孔中，如圖7、圖9所示，左刀盒1上的窄槽為1007，右刀盒2上的窄槽為2007。

所述左刀盒1和右刀盒2內側面沿水平方向對稱各開設有一個槽孔，左右水平槽孔組成蓄電池安裝孔，所述蓄電池10安裝在蓄電池安裝孔中，如圖7、圖9所示，左刀盒1上的水平槽孔為1008，右刀盒2上的水平槽孔為2008。

所述左刀盒1和右刀盒2內部還對稱開設有大小齒輪放置孔，小齒輪4和大齒輪5嚙合后，齒輪裝配體位于在大小齒輪放置孔中，如圖7、圖9所示，左刀盒1上的大小齒輪放置孔為1003，右刀盒2上的大小齒輪放置孔為2003。在所述左右的大小齒輪放置孔中，還左右對稱開設有大齒輪安裝孔和頂針安裝孔，如圖7、圖9所示，左刀盒1上的大齒輪安裝孔為1004，右刀盒2上的大齒輪安裝孔為2004；左刀盒1上的頂針安裝孔為1005，右刀盒2上的頂針安裝孔為2005。

所述大齒輪軸5001安裝在大齒輪安裝孔中，大齒輪5的左右兩面均為螺旋面，如圖4、圖5所示，左側螺旋面為5002，右側螺旋面為5003。所述頂針6有兩個，分別位于大齒輪5的兩側。頂針的底部凸面6001均向內貼在大齒輪的螺旋面上，頂針6的頭部安裝在頂針安裝孔中。

進一步講，所述小齒輪4用鍵連接的方式，安裝在電機輸出軸3001上。

進一步講，所述大齒輪5和大齒輪軸5001做成一體，大齒輪軸5001的長度稍大于大齒輪5的厚度，容易加工。

進一步講，電機3的旋轉速度較高，采用大小齒輪的嚙合方式，有效降低旋轉動作終端的速度，更有利于機械結構的平穩運行。

所述彈簧7套在頂針6上。

進一步講，如圖8所示，所述頂針安裝孔由兩個不同直徑的孔組成，外側的孔徑小，內側的孔徑大，形成一個沉降平臺。所述頂針6的外徑與頂針安裝孔的小徑孔內徑相等，頂針6的頭部恰好安裝在頂針安裝孔的小孔內。

進一步講，在所述頂針的靠近底部凸面6001處，設有彈簧限位平臺6002，所述彈簧7一端抵在彈簧限位平臺6002上，另一端抵在頂針安裝孔的沉降平臺上。

如圖10、圖13所示，所述切刀12上開設有切刀限位孔1201，當切刀12完全裝入刀盒時，切刀限位孔1201與頂針安裝孔同軸心。

如圖2、圖9所示，所述電源插頭11的一端穿過電源插頭連接孔2009，連接在蓄電池10上，另一端與家庭供電直接連接。

進一步講，本發明包含蓄電池10的目的是在家庭斷電情況下，保證本發明始終有電能的供給。

如圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16所示，由于彈簧7的彈力作用，頂針的底部凸面6001始終貼在大齒輪的螺旋面上。當頂針底部凸面6001抵在大齒輪的最深區域的螺旋面上時，彈簧7的彈力最小，此時頂針6的頂面，恰好尚未進入切刀限位孔1201內，當頂針底部凸面6001抵在大齒輪的最淺區域的螺旋面上時，彈簧7被壓縮，彈力最大，此時頂針6的頂面，恰好完全未進入切刀限位孔1201內，將切刀12鎖死，切刀12將無法從刀盒中取出。

所述大齒輪的左右螺旋面完全對稱，所以兩個切刀12會同時鎖死，同時打開。大齒輪的螺旋面，從最深區域到最淺區域，恰好為完整的一圈。大齒輪5旋轉一圈，頂針6由最內側移動到最外側，大齒輪5反向旋轉一圈，頂針6由最外側回到最內側。

家長在首次使用本發明時，在限定時間內錄入具有開啟權限的指紋，當指紋傳感器8捕獲到具有開啟權限的指紋時，MCU處理器9向電機3發送正脈沖，電機3旋轉一周，頂針6完全進入切刀限位孔1201，將切刀12鎖死；當再次捕獲具有開啟權限的指紋時，MCU處理器9向電機3發送負脈沖，電機3反向旋轉一周，頂針6全完脫離切刀限位孔1201，切刀12可以取出。

進一步講，MCU處理器9發出的正脈沖和負脈沖始終交替，保證大齒輪5最終恢復到原始位置。

進一步講，所述左刀盒1和右刀盒2通過防水密封膠，粘貼為一體，內部安裝有線路，如圖16所示，將電源的電能供給各用電元件，同時將MCU處理器9和指紋傳感器8連接、將MCU處理器9和電機3連接。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。