具有仿生曲线特征的农田地表清理机构制造技术

具有仿生曲线特征的农田地表清理机构属农业机械技术领域，本发明专利技术中连接组件中圆管底端与连接座中底座顶面固接，拨茬轮组件Ⅰ经螺栓Ⅲ和螺母Ⅰ与连接座中吊耳Ⅱ的圆孔固接，拨茬轮组件Ⅱ经螺栓Ⅳ和螺母Ⅳ与连接座中吊耳Ⅰ的圆孔固接；本发明专利技术具有切茬、拨茬和抛茬功能，能有效扫除作业区域的秸秆、残茬和土块，在根茬覆盖比较严重的情况下，通过凹面圆盘的旋转，更利于将根茬抛向种床的两侧；可用于土壤含水率较大的农田，粘附在凹面圆盘及其轮齿上的土块，在重力作用下更容易翻扣到地面，既起到脱附的作用，又可以起到松土、减少土壤板结的作用；作业阻力小，结构简单、无须附加动力、防堵性好，可有效提高免耕播种机作业时农田地表的清除效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属农业机械
，具体涉及一种具有仿生曲线特征的农田地表清理机构。
技术介绍
免耕播种机在保护性耕作的地块作业时，地表残留的大量秸杆和根茬严重影响播种质量，进而降低出苗率。因此，及时清理种床、清除地表残留覆盖物，对提高播种机作业效率具有积极意义。专利技术专利(一种仿形爪式浮动清茬、草机构CN 101336575)公开了一种免耕播种机用清茬草机构，利用一对“八”字型拨草轮清除种床杂草，通过外形优化和参数改进，可以提高清茬效果。该机构对短茎杆、杂草等具有较好的清理效果，但当遇到长秸杆时，两个拨茬轮争夺长秸杆，只能简单地将长秸杆拨往垄沟，未将其分到种床两侧，会对拨茬机构后侧(开沟器前方)种床造成影响。且对于粘附在圆盘轮齿上的土块，不更容易翻扣到地面。仿生学研宄表明，土壤动物在其挖掘过程中，其爪趾挖掘曲线具有较低的切削阻力。通过分析并模拟典型土壤动物的几何结构和运动学特征，可以优化爪趾-土壤接触曲线达到更好的挖掘效果。如:一种具有仿生几何结构的耕作旋转工作部件200910066892.4，通过模仿鼹鼠爪趾的几何结构，可以在保证耕作质量的前提下，大大减小耕作作业时的能量消耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有仿生曲线特征、适用于覆盖有秸杆的农田地表的旋转拨茬清理机构。本专利技术由连接组件a、拨茬轮组件I b、连接座c和拨茬轮组件II d组成，其中连接组件a中圆管7的底端与连接座c中底座20的顶面固接，拨茬轮组件I b经其中的螺栓III 18和螺母I 9与连接座C中吊耳II 21的圆孔固接，拨茬轮组件II d经其中的螺栓IV 22和螺母IV 31与连接座C中吊耳I 19的圆孔固接。所述的连接组件a由连接板1、螺栓I 2、连接杆3、圆形套管4、轴承I 5、轴承II 6、圆管7、膨胀销8和锯齿形连接板32组成，其中连接杆3的上部为方形，经螺栓I 2与连接板I的方孔固接，连接杆3的上部和连接板I的背面固接锯齿形连接板32 ;连接杆3的下部为圆形，经膨胀销8与圆形套管4的上部固接，轴承I 5和轴承II 6的内圈与圆管7的上部圆柱外圈固接，轴承I 5和轴承II 6的外圈与圆形套管4的下部内圈固接。所述的拨茬轮组件I b由螺母I 9、垫圈I 10、卡环I 11、轴承III12、轴承座I 13、螺母II 14、凹面圆盘I 15、螺栓II 16、端盖I 17、螺栓III 18组成，其中螺栓III 18、端盖I17、凹面圆盘I 15、轴承座I 13、轴承III12、卡环I 11、垫圈I 10和螺母I 9自右至左顺序排列，凹面圆盘I 15和轴承座I 13经螺栓II 16和螺母II 14固接，轴承III 12的外圈与轴承座I 13左边的圆管内圈固接，端盖I 17、凹面圆盘I 15、轴承座I 13、轴承III12、卡环I11和垫圈I 10顺序套于螺栓III 18，其中轴承III 12的内圈与螺栓III 18的接触面过盈配合，螺母I 9与螺栓III 18左端螺纹连接。所述的连接座c由吊耳I 19、底座20和吊耳II 21组成，其中吊耳I 19和吊耳II21固接于底座20两边，吊耳I 19与底座20的夹角β为10-20°，吊耳II 21与底座20的夹角β ’为10-20°，吊耳I 19与吊耳II 21的夹角γ为10-80°。所述的拨茬轮组件II d由螺栓IV 22、端盖II 23、螺栓V 24、凹面圆盘II 25、螺母III26、轴承座II 27、轴承IV 28、卡环II 29、垫圈II 30、螺母IV 31组成，其中螺栓IV 22、端盖II 23、凹面圆盘II 25、轴承座II 27、轴承IV 28、卡环II 29、垫圈II 30、螺母IV 31自左至右顺序排列，凹面圆盘II 25和轴承座II 27经螺栓V 24和螺母III 26固接，端盖II 23、凹面圆盘II 25、轴承座II 27、轴承IV 28、卡环II 29和垫圈II 30顺序套于螺栓IV 22，其中轴承IV 28的内圈与螺栓IV 22的接触面过盈配合，轴承IV 28的外圈与轴承座II 27右边的圆管内圈固接，螺母IV 31与螺栓IV 22右端螺纹连接。所述的凹面圆盘I 15的中心为平面、外缘为凹面、边缘均布仿生齿I 33，仿生齿I33为10-16个，仿生齿I 33的齿型由曲线由仿鼹鼠挖掘轨迹曲线AB曲线、圆弧BC和仿鼹鼠挖掘轨迹曲线⑶组成，其中将凹面圆盘I 15在垂直于凹面圆盘I 15轴线的面上进行投影，在笛卡尔直角坐标系的XOY平面内投影的仿鼹鼠挖掘轨迹曲线AB的方程为:y = 0.0002x3-0.0049x2+4.8089x_234.1679其中:x属于，单位为mm ;仿鼹鼠挖掘轨迹曲线⑶的方程为:y = -0.0003χ3+0.0868χ2_9.9921χ+275.7140其中:χ属于，单位为mm;笛卡尔直角坐标系ΟΧΥ，坐标原点O位于凹面圆盘I 15的中心，X、Y轴分别为凹面圆盘I 15径向方向。所述的凹面圆盘II 25的中心为平面、外缘为凹面、边缘均布仿生齿II 34，仿生齿II34 为 10-16 个，仿生齿II 34的齿型由曲线由仿鼹鼠挖掘轨迹曲线Α’ B’曲线、圆弧B’ C’和仿鼹鼠挖掘轨迹曲线C’D’组成，其中将凹面圆盘II 25在垂直于凹面圆盘II 25轴线的面上进行投影，在笛卡尔直角坐标系的XOY平面内投影的仿鼹鼠挖掘轨迹曲线A’ B’的方程为:y = -0.0002χ3+0.0049χ2_4.8089χ+234.1679其中:χ属于，单位为mm ；仿鼹鼠挖掘轨迹曲线C’ D’的方程为:y = 0.0003x3-0.0868x2+9.9921x_275.7140其中:x属于，单位为mm;笛卡尔直角坐标系0XY，坐标原点O位于凹面圆盘II 25的中心，X、Y轴分别为凹面圆盘II 25径向方向。工作时，凹面圆盘与地表上的秸杆或残茬接触，靠秸杆或残茬的摩擦阻力驱动使拨茬轮旋转。旋转的凹面圆盘将较长的秸杆拾起向侧后方抛出，较小的残茬被前端拨茬片分向两侧。拨茬片的投影的外侧含有两段仿生曲线，可以提高拨茬效率。两凹面圆盘外侧仿生齿之间存在较大空间可以减少秸杆的堆积；凹面圆盘外侧仿生齿的仿鼹鼠挖掘轨迹曲线可以降低拨茬片对土壤的扰动，且具有较小的切土阻力。研宄发现，某些土壤洞穴动物如鼹鼠、穿山甲等进化出了具有非常强的挖掘洞穴的本领，成为地面机械挖掘、切削、松土等方式的触土作业部件仿生研宄和设计的基础，优化的挖掘方式能有效的降低拨茬盘对土壤的搅动，降低切土阻力，增大效率。本专利技术中凹面圆盘外缘借鉴了鼹鼠挖掘轨迹的曲线形状、部分外缘曲线具有刃口，切入地表浅土时阻力小，作业时具有拨茬和抛茬功能，可以有效地扫除作业区域的秸杆、残茬以及土块。本专利技术的有益效果在于:1.具有切茬、拨茬和抛茬功能，能有效扫除作业区域的秸杆、残茬和土块，在根茬覆盖比较严重的情况下，通过凹面圆盘的旋转，更利于将根茬抛向种床的两侧。2.可用于土壤含水率较大的农田，粘附在凹面圆盘及其轮齿上的土块，在重力作用下更容易翻扣到地面，既起到脱附的作用，又可以起到松土、减少土壤板结的作用。3.作业阻力小，结构简单、无须附加动力、防堵性好，可有效提高免耕播种机作业时农田地表的清除效果。【本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有仿生曲线特征的农田地表清理机构，其特征在于由连接组件(a)、拨茬轮组件Ⅰ(b)、连接座(c)和拨茬轮组件Ⅱ(d)组成,其中连接组件(a)中圆管(7)的底端与连接座(c)中底座(20)的顶面固接，拨茬轮组件Ⅰ(b)经其中的螺栓Ⅲ(18)和螺母Ⅰ(9)与连接座(c)中吊耳Ⅱ(21)的圆孔固接，拨茬轮组件Ⅱ(d)经其中的螺栓Ⅳ(22)和螺母Ⅳ(31)与连接座(c)中吊耳Ⅰ(19)的圆孔固接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐江涛，贾洪雷，李杨，范旭辉，余海波，张卓，庄健，姜鑫铭，牛欢，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22