本发明专利技术涉及农业耕整地机械领域上的一种具有减阻作用的基于多项式曲线的仿生减阻深松铲。它包括仿生深松铲铲柄，通过螺栓连接在仿生深松铲铲柄上的仿生深松铲铲尖，其特性在于：本发明专利技术是基于狗獾爪趾表面轮廓线及其前端轮廓线，其形状具有多项式的曲线形式，仿生深松铲铲柄铲柄内准线由方程式制得，铲尖安装平面与水平面之间的夹角α为20°～24°，仿生深松铲铲尖由方程式制得。该深松铲相比较国标深松铲可降低阻力17％左右，有利于节约能耗。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业耕整地机械领域上的一种具有减阻作用的基于多项式曲线的仿 生减阻深松铲。
技术介绍
深松作业可以在不翻耕土壤的基础上，打破土壤犁底层，加深耕层，保护地表植 被，改善土壤结构，降低风蚀水蚀的危害，提高土壤的蓄水保墒能力，并提高土壤中微生物 的生活率，提高土壤肥性，有利于农作物根系的生长发育。深松铲是实现深松技术的关键工具，其结构形状和参数在很大程度上决定了深松 铲的耕作阻力及深松效果，现有的深松铲铲柄结构主要有圆弧形铲柄、直立式铲柄和倾斜 式铲柄，深松铲铲尖结构主要有凿形铲尖、箭形（鸭掌）铲尖和双翼形铲尖。采用现有深松 结构进行深松作业时，存在耕作阻力较大，能耗较高等问题。研究表明，狗獾善于打洞且挖掘速度极快，其前后爪趾为黑棕色，且都强健有力， 肢爪长而有力，尤其是其前肢爪。在狗獾挖掘过程中，前肢爪飞快的将坚实土壤打碎并将碎 土扒到腹下，其挖掘形式与深松形式非常相似，因此采用仿生学原理，对其爪趾曲线进行提 取，将所提取的曲线通过分析拟合应用于深松铲的结构设计中。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的不足和缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于多项式曲 线的仿生减阻深松铲，以达到深松效果好、减阻性能优良和所需能耗低的作用。本专利技术基于多项式曲线的仿生减阻深松铲，如图1至6所示，它包括仿生深松铲铲 柄（1)，通过螺栓（3)连接在仿生深松铲铲柄（1)上的仿生深松铲铲尖（2)，所述的仿生深 松铲铲柄（1)自上而下由机架连接段〇 1，触土曲线段D2和仿生深松铲铲尖（2)连接段03组 成，铲柄工作段内准线B模仿狗獾爪趾的结构形状，其前部的刃口刃角为60°，刃口前轮廓 线A与铲柄工作段内准线B平行，铲尖连接段％的铲尖安装平面与水平面之间的夹角α为 20°~24°。在进行深松作业时，触土曲线段能够模仿狗獾挖掘时的形态。触土曲线段内 准线Β是由以下多项式方程制得：式中，Xi的取值范围为25彡XA281，拟合函数图像的X轴以pixels为单位。所述仿生深松铲铲尖（2)由铲柄连接段L3和破土曲线段C组成，破土曲线段C模 仿狗獾爪趾前端的结构形状，铲尖楔角γ为19°~20°。破土曲线段曲线是由以下多项 式方程制得： 式中，χ2取值范围为25彡X2彡281，拟合函数图像的X轴以pixels为单位。【附图说明】 图1为本专利技术基于多项式曲线的仿生减阻深松铲结构示意图；图2为本专利技术基于多项式曲线的仿生减阻深松铲铲柄结构示意图； 图3为图2的左视图； 图4为图3所示A-A向剖面视图；图5为本专利技术基于多项式曲线的仿生减阻深松铲铲尖结构示意图； 图6为图5的俯视图。【具体实施方式】 下面结合附图所示实例对本专利技术作更进一步的说明： 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是基于多项式曲线的仿生减阻深松铲， 如图1至6所示，它包括仿生深松铲铲柄（1)，通过螺栓（3)连接在仿生深松铲铲柄（1)上 的仿生深松铲铲尖（2)，所述的仿生深松铲铲柄（1)自上而下由机架连接段0 1，触土曲线段 D2和仿生深松铲铲尖（2)连接段D3组成，铲柄工作段内准线B模仿狗獾爪趾的结构形状，其 前部的刃口刃角为60°，刃口前轮廓线A与铲柄工作段内准线B平行，铲尖连接段D3的铲尖 安装平面与水平面之间的夹角α为20°~24°，根据深松作业要求和国标JB/T9788-1999 标准，I= 60mm，J= 25mm，Di+Djj+D；^: 600mm。在进行深松作业时，触土曲线段能够模仿狗 獾挖掘时的形态。触土曲线段内准线B是由以下多项式方程制的： 式中，Xi的取值范围为25彡XA281，拟合函数图像的X轴以pixels为单位。|产 柄部分L/D取值范围：0. 7 <L/D< 0. 85，L为深松铲入土工作长度，D为耕作深度。实际耕 深要求D= 320mm，将狗獾爪趾提取曲线坐标值&和y1进行等比例缩放，比例系数为0. 658， 得到L= 253mm，L/D= 0· 79〇 所述仿生深松铲铲尖（2)由铲柄连接段L3和破土曲线段C组成，破土曲线段C模 仿狗獾爪趾前端的结构形状，铲尖楔角γ为19°~20°。破土曲线段曲线是由以下多项 式方程制的： 式中，χ2的取值范围为25彡X 281，拟合函数图像的X轴以pixels为单位。 以中华人民共和国机械行业标准JB/T9788-1999《深松铲和深松铲柄》所规定的 凿形深松铲的尺寸和结构为基础进行仿生深松铲铲尖的设计制作。 要求仿生深松铲铲尖宽度H3= 40mm，长度L4= 165mm，将狗獾爪趾前端提取曲线 坐标知和y2进行等比例缩放，比例系数为0. 156,得到仿生深松铲铲尖图形。【主权项】1. 基于多项式曲线的仿生减阻深松伊，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)与仿生深松伊伊 尖似通过螺栓（3)连接在一起，所述仿生深松伊伊柄（1)由机架连接段化）， 触±曲线段值2)和伊尖连接段值3)组成，所述触±曲线段值2)中的触±曲线 段内准线做模仿狗灌爪趾的结构形状，其前部的刃口刃角为60°，刃口前轮 廓线（A)与触±曲线段内准线做平行，触±曲线段内准线做由多项式方程 y, = 319.39916-1.70123x1+0.00796xf-1.76587 1〇-5乂？+1.5323IO-SxJ;制得， Xi的取值范围为25《X 281，所述伊尖连接段值3)中伊尖安装平面与水平面之间的夹 角（a)为 20。~24。。2. 根据权利要求1所述的基于多项式曲线的仿生减阻深松伊，其特征在于： 所述仿生深松伊伊尖似由伊柄连接段化3)和破±曲线段似组成，伊柄连接 段化3)为矩形，破±曲线段似模仿狗灌爪趾前端结构形状，通过多项式方程 y; =393.88922-8.57804x2+0.07406X含-2.92722 1(T"x32+4.61%8l〇-7x>J得，而 取值范围为25281，伊尖模角（丫）为19。~20。。【专利摘要】本专利技术涉及农业耕整地机械领域上的一种具有减阻作用的基于多项式曲线的仿生减阻深松铲。它包括仿生深松铲铲柄，通过螺栓连接在仿生深松铲铲柄上的仿生深松铲铲尖，其特性在于：本专利技术是基于狗獾爪趾表面轮廓线及其前端轮廓线，其形状具有多项式的曲线形式，仿生深松铲铲柄铲柄内准线由方程式制得，铲尖安装平面与水平面之间的夹角α为20°～24°，仿生深松铲铲尖由方程式制得。该深松铲相比较国标深松铲可降低阻力17％左右，有利于节约能耗。【IPC分类】A01B13/08【公开号】CN105359643【申请号】CN201510843179【专利技术人】陈军, 王亚磊, 石宝宝, 刘美辰, 张舰, 吕秀婷, 陈潇然, 王丙龙 【申请人】西北农林科技大学【公开日】2016年3月2日【申请日】2015年11月10日本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于多项式曲线的仿生减阻深松铲，包括仿生深松铲铲柄(1)、仿生深松铲铲尖(2)、螺栓(3)；其特征在于：所述仿生深松铲铲柄(1)与仿生深松铲铲尖(2)通过螺栓(3)连接在一起，所述仿生深松铲铲柄(1)由机架连接段(D1)，触土曲线段(D2)和铲尖连接段(D3)组成，所述触土曲线段(D2)中的触土曲线段内准线(B)模仿狗獾爪趾的结构形状，其前部的刃口刃角为60°，刃口前轮廓线(A)与触土曲线段内准线(B)平行，触土曲线段内准线(B)由多项式方程制得，x1的取值范围为25≤x1≤281，所述铲尖连接段(D3)中铲尖安装平面与水平面之间的夹角(α)为20°～24°。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈军，王亚磊，石宝宝，刘美辰，张舰，吕秀婷，陈潇然，王丙龙，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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