浅谈曲线锯形态特征及其电池包连接结构

金轶，杨柳

（ 上海电动工具研究所（集团）有限公司，上海 200233 ）

0 引言

电动工具作为一种劳动密集型产业，是我国传统的外贸出口顺差产品之一。随着终端市场规模不断扩大，中国已经成为全球最大的电动工具产品出口国。在全球化浪潮推动下，电动工具产业正积极推动系列产品在智能化、信息化和无绳化方向的转变。本文依据国家知识产权局发布的外观专利相关信息，以往复锯类电动工具产品——曲线锯为例，研究功能设计方向的风格及演变趋势。

1 概述

曲线锯广泛应用于汽车、船舶、木模、装潢、皮革等行业。在一般环境条件下，对木材、金属、塑料、橡胶等板料，进行直线或曲线锯割。[1]

GB/T 3883.11《手持式电动工具的安全第二部分：往复锯（曲线锯、刀锯）的专用要求》对往复锯（曲线锯、刀锯）明确了定义。即：以一个或多个锯片作往复运动或来回摆动来锯割各种材料的工具。曲线锯即为配有底板的往复锯，底板倾斜角度允许调整[2]。

2 形态分析

作为现代化工业产品，电动工具呈现在终端用户面前，同样应以功能、结构、工艺、材料、人体工学、市场销售及产品创造等因素为出发点，注重美学艺术与工艺技术相结合。

曲线锯产品构型遵循需求分解原则、结构划分原则、模块化原则以及整体一致性原则。从整体外形上看，曲线锯具备了往复锯类工具所需的典型结构和基本特点。

受早期设计思潮影响，电动工具形态大多保持表面平整特点，随着技术进步和消费者使用需求和审美需求的提升，充电式直流工具被终端用户的接受程度越来越高。针对曲线锯产品而言，工具的功能构型在该类产品的总体构型权重降低。

早期曲线锯产品供电方式以交流为主，常见形态为D型，见图1。

图1 D型交流曲线锯

其构型形态包括：

1）供电系统形态，即电源线线耳保护器，见图2；

2）手柄组件构型形态，见图3；

图2 供电系统形态

图3 手柄组件构型形态

3）机身机壳构型形态，见图4；

4）集尘结构形态，见图5；

图4 机身机壳构型形态

图5 集尘结构形态

5）开关调速和功能构型形态，见图6；

图6 开关调速和功能构型形态

6）底座构型形态及外置附件形态，见图7。

图7 底座构型形态及外置附件形态

曲线锯构型种类呈现相应的发展变化，也在构型中不断进行调整。其中，供电系统改变属于重要的功能构型变化。

目前，主流工具制造商设计开发的曲线锯类产品更趋于采用无绳化，这同样也是终端消费者的实际需求，使得直流曲线锯占据了较多的市场份额。

直流曲线锯初期形态以交流曲线锯为基础，不断进行形态演化，近年来逐渐具备了更多的独特性、专用性和多样性，产品随之衍生为T型构型形态，见图8。

图8 T型构型形态

从总体造型方面看，直流曲线锯与交流曲线锯总体形态相似，包含供电系统形态。其主要为电池包（以锂电池包为主）、手柄组件构型形态、机身机壳构型形态、集尘结构形态、开关调速和功能构型形态、底座构型形态及外置附件形态。

从上述模块形态可见，由于供电系统形态发生了根本变化，其总体形态也相应演化。同时，由于供电系统形态的变化引发其他形态的适应性改变。因此，就形态而言，直流曲线锯在形态上仍然受交流曲线锯约束，以D型和T型为主，随着技术、需求、审美等变化而持续演化。

3 电池包连接结构

从目前市场投放产品来看，直流曲线锯采用10.8V/12V和18V/20V电池包为主。

1）10.8V/12V直流曲线锯

该系列产品用电池包接口多采用柱形和方形，见图9和图10。

图9 柱形接口

图10 方形接口

柱形电池包形态特征明显，体积小、通用性强，但因其体积较小，电池容量较低，因此仅适用于普通性能直流曲线锯。方形接口电池包便于设计高容量电池，常见为2Ah、4Ah和6Ah。采用方形接口电池包的直流曲线锯总体形态组合变化较为多样。

12V直流曲线锯采用T型形态，对终端使用者而言操作方便，产品整体形态较为统一，见图11。

12V直流曲线锯采用D型形态，其外形与交流曲线锯类似，通常在机身后部装载供电系统，整体形态较易区分为供电系统和机身两部分，见图12。

10.8V/12V直流曲线锯具备较强的体积优势，随着配件技术进步，产品种类或可出现较大幅度增加。

图11 T型形态

图12 D型形态

2）18V/20V直流曲线锯

18V/20V直流曲线锯以电池包摆放方式分为垂直式、倾斜式与横置式。主要构型形成方式与知识产权、企业产品基因、消费者产品需求和产品系列化等因素紧密相关。

T型电池包结构方式以横置式（图13）和倾斜式（图14）为主，特征为在机身尾部放置供电系统。这一形态近几年逐渐规模化流行。

图13 T型形态（横置式）

图14 T型形态（倾斜式）

D型电池包连接结构形态以垂直式（图15）和倾斜式（图16）为主，其中，倾斜式结构应用最为广泛。在该型产品中，制造商通常预留模具接口，为后期选用其他品牌电池包互换提供便利。

20V直流曲线锯D型——垂直式形态构型受束于电池包大小、接口、整体构型稳定性等。其中，电池包外形尺寸的约束也是制造商采用倾斜式构型的重要原因之一。

图15 D型形态（垂直式）

图16 D型形态（倾斜式）

4 结语

通过对交、直流曲线锯产品的总体形态分析，提出就目前而言，直流曲线锯总体形态与交流曲线锯总体相似，变化不大。根据其供电系统的不同平台归纳两种形态，在此基础上整理电池包结构形态方式，为该类产品的特有形态演化提供了形态基础。