本發(fā)明專利技術(shù)涉及農(nóng)業(yè)耕整地機(jī)械領(lǐng)域上的一種具有減阻作用的基于多項(xiàng)式曲線的仿生減阻深松鏟。它包括仿生深松鏟鏟柄，通過螺栓連接在仿生深松鏟鏟柄上的仿生深松鏟鏟尖，其特性在于：本發(fā)明專利技術(shù)是基于狗獾爪趾表面輪廓線及其前端輪廓線，其形狀具有多項(xiàng)式的曲線形式，仿生深松鏟鏟柄鏟柄內(nèi)準(zhǔn)線由方程式制得，鏟尖安裝平面與水平面之間的夾角α為20°～24°，仿生深松鏟鏟尖由方程式制得。該深松鏟相比較國標(biāo)深松鏟可降低阻力17％左右，有利于節(jié)約能耗。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及農(nóng)業(yè)耕整地機(jī)械領(lǐng)域上的一種具有減阻作用的基于多項(xiàng)式曲線的仿 生減阻深松鏟。
技術(shù)介紹
深松作業(yè)可以在不翻耕土壤的基礎(chǔ)上，打破土壤犁底層，加深耕層，保護(hù)地表植 被，改善土壤結(jié)構(gòu)，降低風(fēng)蝕水蝕的危害，提高土壤的蓄水保墑能力，并提高土壤中微生物 的生活率，提高土壤肥性，有利于農(nóng)作物根系的生長發(fā)育。深松鏟是實(shí)現(xiàn)深松技術(shù)的關(guān)鍵工具，其結(jié)構(gòu)形狀和參數(shù)在很大程度上決定了深松 鏟的耕作阻力及深松效果，現(xiàn)有的深松鏟鏟柄結(jié)構(gòu)主要有圓弧形鏟柄、直立式鏟柄和傾斜 式鏟柄，深松鏟鏟尖結(jié)構(gòu)主要有鑿形鏟尖、箭形（鴨掌）鏟尖和雙翼形鏟尖。采用現(xiàn)有深松 結(jié)構(gòu)進(jìn)行深松作業(yè)時，存在耕作阻力較大，能耗較高等問題。研究表明，狗獾善于打洞且挖掘速度極快，其前后爪趾為黑棕色，且都強(qiáng)健有力， 肢爪長而有力，尤其是其前肢爪。在狗獾挖掘過程中，前肢爪飛快的將堅(jiān)實(shí)土壤打碎并將碎 土扒到腹下，其挖掘形式與深松形式非常相似，因此采用仿生學(xué)原理，對其爪趾曲線進(jìn)行提 取，將所提取的曲線通過分析擬合應(yīng)用于深松鏟的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和缺陷，本專利技術(shù)的目的是提供一種基于多項(xiàng)式曲 線的仿生減阻深松鏟，以達(dá)到深松效果好、減阻性能優(yōu)良和所需能耗低的作用。本專利技術(shù)基于多項(xiàng)式曲線的仿生減阻深松鏟，如圖1至6所示，它包括仿生深松鏟鏟 柄（1)，通過螺栓（3)連接在仿生深松鏟鏟柄（1)上的仿生深松鏟鏟尖（2)，所述的仿生深 松鏟鏟柄（1)自上而下由機(jī)架連接段〇 1，觸土曲線段D2和仿生深松鏟鏟尖（2)連接段03組 成，鏟柄工作段內(nèi)準(zhǔn)線B模仿狗獾爪趾的結(jié)構(gòu)形狀，其前部的刃口刃角為60°，刃口前輪廓 線A與鏟柄工作段內(nèi)準(zhǔn)線B平行，鏟尖連接段％的鏟尖安裝平面與水平面之間的夾角α為 20°~24°。在進(jìn)行深松作業(yè)時，觸土曲線段能夠模仿狗獾挖掘時的形態(tài)。觸土曲線段內(nèi) 準(zhǔn)線Β是由以下多項(xiàng)式方程制得：式中，Xi的取值范圍為25彡XA281，擬合函數(shù)圖像的X軸以pixels為單位。所述仿生深松鏟鏟尖（2)由鏟柄連接段L3和破土曲線段C組成，破土曲線段C模 仿狗獾爪趾前端的結(jié)構(gòu)形狀，鏟尖楔角γ為19°~20°。破土曲線段曲線是由以下多項(xiàng) 式方程制得： 式中，χ2取值范圍為25彡X2彡281，擬合函數(shù)圖像的X軸以pixels為單位。【附圖說明】 圖1為本專利技術(shù)基于多項(xiàng)式曲線的仿生減阻深松鏟結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專利技術(shù)基于多項(xiàng)式曲線的仿生減阻深松鏟鏟柄結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2的左視圖； 圖4為圖3所示A-A向剖面視圖；圖5為本專利技術(shù)基于多項(xiàng)式曲線的仿生減阻深松鏟鏟尖結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為圖5的俯視圖。【具體實(shí)施方式】 下面結(jié)合附圖所示實(shí)例對本專利技術(shù)作更進(jìn)一步的說明： 本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是基于多項(xiàng)式曲線的仿生減阻深松鏟， 如圖1至6所示，它包括仿生深松鏟鏟柄（1)，通過螺栓（3)連接在仿生深松鏟鏟柄（1)上 的仿生深松鏟鏟尖（2)，所述的仿生深松鏟鏟柄（1)自上而下由機(jī)架連接段0 1，觸土曲線段 D2和仿生深松鏟鏟尖（2)連接段D3組成，鏟柄工作段內(nèi)準(zhǔn)線B模仿狗獾爪趾的結(jié)構(gòu)形狀，其 前部的刃口刃角為60°，刃口前輪廓線A與鏟柄工作段內(nèi)準(zhǔn)線B平行，鏟尖連接段D3的鏟尖 安裝平面與水平面之間的夾角α為20°~24°，根據(jù)深松作業(yè)要求和國標(biāo)JB/T9788-1999 標(biāo)準(zhǔn)，I= 60mm，J= 25mm，Di+Djj+D；^: 600mm。在進(jìn)行深松作業(yè)時，觸土曲線段能夠模仿狗 獾挖掘時的形態(tài)。觸土曲線段內(nèi)準(zhǔn)線B是由以下多項(xiàng)式方程制的： 式中，Xi的取值范圍為25彡XA281，擬合函數(shù)圖像的X軸以pixels為單位。|產(chǎn) 柄部分L/D取值范圍：0. 7 <L/D< 0. 85，L為深松鏟入土工作長度，D為耕作深度。實(shí)際耕 深要求D= 320mm，將狗獾爪趾提取曲線坐標(biāo)值&和y1進(jìn)行等比例縮放，比例系數(shù)為0. 658， 得到L= 253mm，L/D= 0· 79〇 所述仿生深松鏟鏟尖（2)由鏟柄連接段L3和破土曲線段C組成，破土曲線段C模 仿狗獾爪趾前端的結(jié)構(gòu)形狀，鏟尖楔角γ為19°~20°。破土曲線段曲線是由以下多項(xiàng) 式方程制的： 式中，χ2的取值范圍為25彡X 281，擬合函數(shù)圖像的X軸以pixels為單位。 以中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T9788-1999《深松鏟和深松鏟柄》所規(guī)定的 鑿形深松鏟的尺寸和結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)進(jìn)行仿生深松鏟鏟尖的設(shè)計(jì)制作。 要求仿生深松鏟鏟尖寬度H3= 40mm，長度L4= 165mm，將狗獾爪趾前端提取曲線 坐標(biāo)知和y2進(jìn)行等比例縮放，比例系數(shù)為0. 156,得到仿生深松鏟鏟尖圖形。【主權(quán)項(xiàng)】1. 基于多項(xiàng)式曲線的仿生減阻深松伊，包括仿生深松伊伊柄（I)、仿生深松 伊伊尖（2)、螺栓（3);其特征在于：所述仿生深松伊伊柄（1)與仿生深松伊伊 尖似通過螺栓（3)連接在一起，所述仿生深松伊伊柄（1)由機(jī)架連接段化）， 觸±曲線段值2)和伊尖連接段值3)組成，所述觸±曲線段值2)中的觸±曲線 段內(nèi)準(zhǔn)線做模仿狗灌爪趾的結(jié)構(gòu)形狀，其前部的刃口刃角為60°，刃口前輪 廓線（A)與觸±曲線段內(nèi)準(zhǔn)線做平行，觸±曲線段內(nèi)準(zhǔn)線做由多項(xiàng)式方程 y, = 319.39916-1.70123x1+0.00796xf-1.76587 1〇-5乂？+1.5323IO-SxJ;制得， Xi的取值范圍為25《X 281，所述伊尖連接段值3)中伊尖安裝平面與水平面之間的夾 角（a)為 20。~24。。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多項(xiàng)式曲線的仿生減阻深松伊，其特征在于： 所述仿生深松伊伊尖似由伊柄連接段化3)和破±曲線段似組成，伊柄連接 段化3)為矩形，破±曲線段似模仿狗灌爪趾前端結(jié)構(gòu)形狀，通過多項(xiàng)式方程 y; =393.88922-8.57804x2+0.07406X含-2.92722 1(T"x32+4.61%8l〇-7x>J得，而 取值范圍為25281，伊尖模角（丫）為19。~20。。【專利摘要】本專利技術(shù)涉及農(nóng)業(yè)耕整地機(jī)械領(lǐng)域上的一種具有減阻作用的基于多項(xiàng)式曲線的仿生減阻深松鏟。它包括仿生深松鏟鏟柄，通過螺栓連接在仿生深松鏟鏟柄上的仿生深松鏟鏟尖，其特性在于：本專利技術(shù)是基于狗獾爪趾表面輪廓線及其前端輪廓線，其形狀具有多項(xiàng)式的曲線形式，仿生深松鏟鏟柄鏟柄內(nèi)準(zhǔn)線由方程式制得，鏟尖安裝平面與水平面之間的夾角α為20°～24°，仿生深松鏟鏟尖由方程式制得。該深松鏟相比較國標(biāo)深松鏟可降低阻力17％左右，有利于節(jié)約能耗。【IPC分類】A01B13/08【公開號】CN105359643【申請?zhí)枴緾N201510843179【專利技術(shù)人】陳軍, 王亞磊, 石寶寶, 劉美辰, 張艦, 呂秀婷, 陳瀟然, 王丙龍 【申請人】西北農(nóng)林科技大學(xué)【公開日】2016年3月2日【申請日】2015年11月10日本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
基于多項(xiàng)式曲線的仿生減阻深松鏟，包括仿生深松鏟鏟柄(1)、仿生深松鏟鏟尖(2)、螺栓(3)；其特征在于：所述仿生深松鏟鏟柄(1)與仿生深松鏟鏟尖(2)通過螺栓(3)連接在一起，所述仿生深松鏟鏟柄(1)由機(jī)架連接段(D1)，觸土曲線段(D2)和鏟尖連接段(D3)組成，所述觸土曲線段(D2)中的觸土曲線段內(nèi)準(zhǔn)線(B)模仿狗獾爪趾的結(jié)構(gòu)形狀，其前部的刃口刃角為60°，刃口前輪廓線(A)與觸土曲線段內(nèi)準(zhǔn)線(B)平行，觸土曲線段內(nèi)準(zhǔn)線(B)由多項(xiàng)式方程制得，x1的取值范圍為25≤x1≤281，所述鏟尖連接段(D3)中鏟尖安裝平面與水平面之間的夾角(α)為20°～24°。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳軍，王亞磊，石寶寶，劉美辰，張艦，呂秀婷，陳瀟然，王丙龍，
申請(專利權(quán))人：西北農(nóng)林科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61
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