一種具有仿生鋸齒結構的薯類挖掘部件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及農業收獲機械中的挖掘部件，特別是涉及薯類等根莖作物的切割挖掘部件，屬于農業機械領域。
【背景技術】
[0002]根莖類作物(如馬鈴薯、紅薯等)的挖掘是這些作物收獲的重要工序，挖掘部件的性能直接影響著薯類挖掘機整體挖掘性能。挖掘部件設計要求其有較強的碎土能力，同時能在盡量少的挖取泥土的情況下將薯塊掘起，并防止鏟上纏草和壅土。現有的薯類挖掘鏟多為平面鏟片的型式，刃口光滑不耐磨，碎土能力較差，牽引阻力大，作業功耗較高。因此，為保證其穩定的工作狀態、合理的使用壽命及其運行經濟性，需要耐磨性高、切割性能良好、能耗低、效率高的挖掘部件。一些動物的捕食器官憑借不同的結構特征可確保其在切割與挖掘過程中產生較低的阻力和功耗，而這種切挖過程與薯類挖掘部件的作業過程有一定的相似性。如螳螂前足具有優良的切割性能，其前足脛節外緣具有的鋸齒形狀結構，異常鋒利，在捕食時能迅猛砍切刺入獵物體內；鼴鼠被稱為活的“挖掘機”，具有高效的挖掘能力，其前爪整體結構呈鏟形，是主要的挖掘器官。上述動物的切割與挖掘器官的結構為薯類挖掘部件的減阻增效結構設計提供了仿生學依據。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種具有仿生鋸齒結構的薯類挖掘部件，本發明在挖掘作業時可以較明顯地降低牽引阻力，提高其工作效率。
[0004]模仿螳螂前足脛節外緣體刺的鋸齒狀幾何結構、鼴鼠前足挖掘爪趾結構，設計具有仿生鋸齒結構的薯類挖掘部件，包括模仿鼴鼠前爪爪趾形態與分布的結構特征，設計挖掘部件的鏟面整體外形結構;模仿螳螂前足脛節體刺的鋸齒狀形態，設計挖掘鏟指外緣的的鋸齒形刃口輪廓。挖掘部件整體輪廓設計參考生物體結構形態特征。
[0005]本發明包括有鏟體，鏟體是由兩個鏟面構成，兩個鏟面呈張開狀態，兩個鏟面之間的夾角α為120°?140°，鏟面的長度W=180mm?200mm，鏟面上設置有第一鏟指、第二鏟指、第三鏟指、第四鏟指和第五鏟指；中間的第三鏟指的長度為L2，第一鏟指、第二鏟指、第四鏟指和第五鏟指的長度均為LI，L2/L1=1.1?1.2;相鄰鏟指之間的間距為H，25mm < H < 35mm；第三鏟指前端外緣鋸齒刃口長度12與其總長度L2的比值為12/L2=0.4?0.6，第一鏟指、第二鏟指、第四鏟指和第五鏟指前端外緣鋸齒刃口長度11與鏟指總長度LI的比值11 /Ll=0.4?0.6;
第一鏟指、第二鏟指、第三鏟指、第四鏟指和第五鏟指前端外緣輪廓的鋸齒為等腰三角形，鋸齒的齒高h與鏟指寬度M之比h/M=0.1?0.3;第一鏟指、第二鏟指、第三鏟指、第四鏟指和第五鏟指前端面交線角β度相同，β=100°?120°。
[0006]本發明的有益效果:本發明在挖掘作業時可以明顯地降低牽引阻力，能減小切割阻力，提高工作效率。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明的鏟體結構示意圖。
[0008]圖2為本發明的五個鏟指排列示意圖。
[0009]圖3為圖2中的A處示意圖。
【具體實施方式】
[0010]請參閱圖1、圖2和圖3所示，本發明包括有伊^體6，伊^體6是由兩個伊^面7構成，兩個鏟面7呈張開狀態，兩個鏟面7之間的夾角α為120°?140°，鏟面7的長度W= 180mm?200mm，鏟面7上設置有第一鏟指1、第二鏟指2、第三鏟指3、第四鏟指4和第五鏟指5;中間的第三鏟指3的長度為L2，第一鏟指1、第二鏟指2、第四鏟指4和第五鏟指5的長度均為LI，L2/L1 = 1.1?1.2;相鄰鏟指之間的間距為!1，2511111^ H < 35mm;第三鏟指3前端外緣鋸齒刃口長度12與其總長度L2的比值為12/L2=0.4?0.6，第一鏟指1、第二鏟指2、第四鏟指4和第五鏟指5前端外緣鋸齒刃口長度11與鏟指總長度LI的比值11 /Ll=0.4?0.6;
第一鏟指1、第二鏟指2、第三鏟指3、第四鏟指4和第五鏟指5前端外緣輪廓的鋸齒8為等腰三角形，鋸齒8的齒高h與鏟指寬度M之比h/M=0.1?0.3;第一鏟指1、第二鏟指2、第三鏟指3、第四鏟指4和第五鏟指5前端面交線角β度相同，β=100°?120° ;
本發明采用與機組前進方向一致的正向運動，挖掘鏟與水平面呈楔形角度入土。
【主權項】
1.一種具有仿生鋸齒結構的薯類挖掘部件，其特征在于:包括有鏟體，鏟體是由兩個鏟面構成，兩個鏟面呈張開狀態，兩個鏟面之間的夾角α為120°?140°，鏟面的長度W=180mm?200mm，鏟面上設置有第一鏟指、第二鏟指、第三鏟指、第四鏟指和第五鏟指；中間的第三鏟指的長度為L2，第一鏟指、第二鏟指、第四鏟指和第五鏟指的長度均為LI，L2/L1=1.1?1.2;相鄰鏟指之間的間距為H，25mm < H < 35mm;第三鏟指前端外緣鋸齒刃口長度12與其總長度L2的比值為12/L2=0.4?0.6，第一鏟指、第二鏟指、第四鏟指和第五鏟指前端外緣鋸齒刃口長度11與鏟指總長度LI的比值11 /Ll=0.4?0.6。2.根據權利要求1所述的一種具有仿生鋸齒結構的薯類挖掘部件，其特征在于:所述的第一鏟指、第二鏟指、第三鏟指、第四鏟指和第五鏟指前端外緣輪廓的鋸齒為等腰三角形，鋸齒的齒高h與鏟指寬度M之比h/M=0.1?0.3;第一鏟指、第二鏟指、第三鏟指、第四鏟指和第五鏟指前端面交線角β度相同，β=100°?120°。
【專利摘要】本發明公開了一種具有仿生鋸齒結構的薯類挖掘部件，其目的是解決現有挖掘部件阻力大能耗高的問題；包括有鏟體，鏟體是由兩個鏟面構成，兩個鏟面呈張開狀態，兩個鏟面之間的夾角α為120°～140°，鏟面上設置有第一鏟指、第二鏟指、第三鏟指、第四鏟指和第五鏟指；第一鏟指、第二鏟指、第三鏟指、第四鏟指和第五鏟指前端外緣輪廓的鋸齒為等腰三角形，五個鏟指前端面交線角β度相同，β=100°～120°。本發明在挖掘作業時可以明顯地降低牽引阻力，能減小切割阻力，提高工作效率。
【IPC分類】A01D13/00
【公開號】CN105660025
【申請號】CN201610028554
【發明人】李默, 楊玉婉, 佟金, 陳東輝, 張東光, 郭麗, 常志勇
【申請人】吉林大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月18日