一种具有仿生结构的破茬松土部件制造技术

本发明专利技术公开了一种具有仿生结构的破茬松土部件，包括破茬盘，破茬盘外缘圆周均匀阵列分布有破茬齿和破茬缺口，破茬齿和破茬缺口均具有竹鼠牙齿仿形曲线，破茬盘两端对称盘面上交错分布有仿生松土结构，仿生松土结构具有金蝉外壳曲线仿生结构。本发明专利技术将竹鼠下门齿构型应用于破茬松土部件外缘，将金蝉的外壳轮廓运用于破茬松土部件的仿生松土结构上，设计出一种具有仿生曲线缺口和仿生松土结构的组合破茬松土部件，提高免耕播种机的破茬效率和播种质量，并且在实现所需功能的基础上，减小整机安装空间、提高作业效率。

Stubble breaking and loosening part with bionic structure

The invention discloses a bionic structure of stubble breaking and loosening parts, including stubble cutting disc, stubble breaking disc outer circle of uniform array distribution and the stubble stubble breaking tooth gap, and the stubble stubble cutting tooth gap has teeth profile Rhizomys curve, bionic structure with staggered distribution scarification stubble plate at both ends of symmetrical disk the bionic structure has the cicada shell, ripping curve of bionic structure. The configuration application in incisors Rhizomys stubble scarifiers edge, Soil Structure Bionic cicada used in the outer contour of the stubble soil components, design a kind of combination with bionic bionic structure and curve gap scarification stubble scarifiers and sowing stubble to improve the efficiency and quality of no tillage planter based. In the realization of the function and decrease the installation space, and improve working efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种具有仿生结构的破茬松土部件
本专利技术属于农业机械领域，具体涉及一种适用于免耕播种机的、具有仿生结构的破茬松土部件。
技术介绍
免耕播种机是在有作物秸秆和残茬覆盖的免耕地上进行作业的,是免耕种植机械化作业中的关键机具。在免耕播种机作业播种的过程中，残茬秸秆的处理和松碎整理种床是两个非常重要的环节。对残茬秸秆的处理和种床的整理，有利于后续免耕播种机的播种和施肥等作业，实现作业的顺畅性、高效率。如果残茬秸秆清理不当，就会造成机具堵塞卡滞等问题,影响播种质量。如果种床疏松效果不好，则播种的种子没有良好的生长土壤，从而导致产量的下降。因此，秸秆处理与种床疏松装置的研究对提高免耕播种机作业的顺畅性和劳动生产率有着重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：通过模仿大自然中生物的高效作业形态，提供一种具有仿生结构的破茬松土部件，兼具残茬处理与种床疏松功能，实现免耕播种作业的顺畅性与高效性。本专利技术模仿竹鼠牙齿轮廓曲线设计破茬齿、破茬缺口；模仿金蝉外形设计破茬松土部件盘面上的松土结构。本专利技术创造的目的是这样来实现的：一种具有仿生结构的破茬松土部件，包括破茬盘，破茬盘外缘圆周均匀阵列分布有破茬齿和破茬缺口，破茬齿和破茬缺口均具有竹鼠牙齿仿形曲线，破茬盘两端对称盘面上交错分布有仿生松土结构，仿生松土结构具有金蝉外壳曲线仿生结构。所述的破茬盘的厚度为4mm。进一步地，所述破茬齿的齿形仿竹鼠下门齿的牙冠前庭面特征曲线，垂直于破茬松土部件轴线的面上进行投影，获得笛卡尔直角坐标系的XOY平面内投影出的仿牙冠前庭面特征曲线AB曲线，其仿生曲线段方程为：y＝-0.004937x2+0.1964x+240.6其中：x属于[169.1,193.6]，单位为mm；笛卡尔直角坐标系OXY，坐标原点O位于破茬松土部件的中心，X轴为圆盘径向方向，Y轴为圆盘径向方向且垂直于X轴。进一步地，所述破茬缺口的曲线仿生竹鼠下门齿的牙冠牙合面特征曲线，垂直于破茬松土部件轴线的面上进行投影，获得笛卡尔直角坐标系的XOY平面内投影出的仿牙冠牙合面特征曲线BC曲线，其仿生曲线段方程为：y＝0.01374x2-4.701x+536其中：x属于[112.4,169.1]，单位为mm；笛卡尔直角坐标系OXY，坐标原点O位于破茬松土部件的中心，X轴为圆盘径向方向，Y轴为圆盘径向方向且垂直于X轴。进一步地，所述破茬齿具有仿生刃口Ⅰ，仿生刃口Ⅰ为对称刃口，仿生刃口Ⅰ单侧曲线模仿竹鼠下门齿的牙冠舌面特征曲线EF，笛卡尔直角坐标系的X’OY’平面内，仿生刃口Ⅰ横截面刀刃线EF曲线与刀刃线FM曲线关于X’轴对称，刀刃线EF曲线在X’OY’平面投影的曲线方程为：f(x)＝0.0010x3-0.0275x2+0.0150x+1.9514其中，x属于[0,12]，单位为mm；X’OY’平面垂直于破茬松土部件径向。进一步地，所述破茬缺口具有仿生刃口Ⅱ，仿生刃口Ⅱ的刃口截面同仿生刃口Ⅰ相同。进一步地，所述每个破茬齿的最高点用光滑曲线连接起来呈一个直径为428mm的圆，破茬齿锋线AB长度为46mm；每个破茬缺口的最低点用光滑曲线连接起来呈一个直径为406mm的圆，破茬缺口锋线BC长度为78mm。进一步地，所述仿生松土结构呈半椭球状，交错分布于破茬盘的对称盘面上，仿生松土结构模仿金蝉外壳轮廓，取金蝉两条特征轮廓曲线，其中取一条特征轮廓曲线GH作为母线，另一条特征轮廓曲线JK作为准线，使母线绕准线旋转180°，再用一个距所得曲面顶点为8mm、且垂直破茬松土部件轴线的平面去截取所得仿生曲面，取平面上部分所截取的曲面即可得到仿生松土结构的外部曲面。特征轮廓曲线GH曲线段方程为：y＝-0.0091663x2+0.92632x-12.463其中：x属于[10,93]，单位为mm；特征轮廓曲线JK曲线段方程为：y＝-0.015577x2+1.0313x-5.9437其中：x属于[12,52.5]，单位为mm。进一步地，所述仿生松土结构呈半椭球状长度为60mm，宽度为40.5mm，将仿生松土结构垂直于破茬松土结构径向中心平面进行投影，所得椭圆的长轴长为60，短轴长为40.5，单位为mm。研究资料表明，竹鼠的下门齿具有高的切割特性，而土壤动物的外形具有良好的脱附减阻性能。本专利技术将竹鼠下门齿构型应用于破茬松土部件外缘，将金蝉的外壳轮廓运用于破茬松土部件的仿生松土结构上，设计出一种具有仿生曲线缺口和仿生松土结构的组合破茬松土部件，提高免耕播种机的破茬效率和播种质量，并且在实现所需功能的基础上，减小整机安装空间、提高作业效率。附图说明图1为本专利技术具有仿生结构的破茬松土部件的结构示意图图2为本专利技术轴测图图3为仿生松土结构在破茬松土部件的对称盘面上交错分布示意图图4为破茬松土部件的剖视图图5为破茬齿在XOY面上的投影示意图图6为破茬缺口在XOY面上的投影示意图图7为破茬齿仿生竹鼠下门齿的牙冠前庭面特征曲线AB曲线方程图图8为破茬缺口仿生竹鼠下门齿的牙冠牙合面特征曲线BC曲线方程图图9为仿生刃口Ⅰ在X’OY’面上的投影示意图图10为仿生刃口Ⅰ仿竹鼠下门齿的牙冠舌面特征曲线EF曲线方程图图11为仿生松土结构3的构型示意图图12为仿金蝉外形特征轮廓曲线GH的曲线方程图图13为仿金蝉外形特征轮廓曲线JK的曲线方程图图14为竹鼠下门齿牙冠示意图图15为金蝉外壳三维扫描图图中：1.破茬齿2.破茬缺口3.仿生松土结构4.安装孔Ⅰ5.安装孔Ⅱ6.仿生刃口Ⅰ7.仿生刃口Ⅱ8.前庭面9.牙合面10.舌面；AB为破茬齿1锋线；BC为破茬缺口2锋线BC；P-P为垂直于破茬盘的截面具体实施方式现结合附图对本专利技术作进一步详细描述。请参阅图1、图2、图3所示，本实施例是一种具有仿生结构的破茬松土部件，其整体外形呈盘状，破茬松土部件包括破茬盘，破茬盘外缘圆周均匀阵列分布有具有竹鼠牙齿仿形曲线的破茬齿1和破茬缺口2，破茬盘两端对称盘面上交错分布有具有金蝉外壳曲线仿生结构的仿生松土结构3，破茬盘盘面中心设有安装孔Ⅰ4，安装孔Ⅰ4外周均布有安装孔Ⅱ5。如图1、图2所示，破茬盘外缘圆周上均匀分布有破茬齿1和破茬缺口2，破茬齿1与破茬缺口2的个数相同，均为11个。盘的中心为安装孔Ⅰ4，其周围均布有6个安装孔Ⅱ5。如图1、图2、图3所示，破茬松土部件的正反盘面上交错均布有仿生松土结构3，其单面个数为11个。如图4所示，每个破茬齿1两面均为仿生刃口Ⅰ6，每个破茬缺口2两面均为仿生刃口Ⅱ7。如图5、图7所示，破茬齿1均匀分布在破茬盘边缘上，每个破茬齿1的最高点用光滑曲线连接起来呈一个直径为428mm的圆。破茬齿1具有仿生刃口Ⅰ6，破茬齿1锋线AB长度为46mm。破茬齿1的齿形仿竹鼠下门齿的牙冠前庭面特征曲线，其中将破茬松土部件垂直于其轴线的面上进行投影，在笛卡尔直角坐标系的XOY平面内投影仿牙冠前庭面特征曲线AB曲线，其仿生曲线段方程为：y＝-0.004937x2+0.1964x+240.6其中：x属于[169.1,193.6]，单位为mm；笛卡尔直角坐标系OXY，坐标原点O位于破茬松土部件的中心，X轴为圆盘径向方向、且过安装孔Ⅰ4的圆心，Y轴为圆盘径向方向、且垂直于X轴。如图6、图8所示，破茬缺口2均匀分布在破茬盘边缘上，每个破茬缺口2的最低点用光滑曲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有仿生结构的破茬松土部件，其特征在于，包括破茬盘，破茬盘外缘圆周均匀阵列分布有破茬齿(1)和破茬缺口(2)，破茬齿(1)和破茬缺口(2)均具有竹鼠牙齿仿形曲线，破茬盘两端对称盘面上交错分布有仿生松土结构(3)，仿生松土结构具有金蝉外壳曲线仿生结构。

【技术特征摘要】
1.一种具有仿生结构的破茬松土部件，其特征在于，包括破茬盘，破茬盘外缘圆周均匀阵列分布有破茬齿(1)和破茬缺口(2)，破茬齿(1)和破茬缺口(2)均具有竹鼠牙齿仿形曲线，破茬盘两端对称盘面上交错分布有仿生松土结构(3)，仿生松土结构具有金蝉外壳曲线仿生结构。2.如权利要求1所述的一种具有仿生结构的破茬松土部件，其特征在于，所述破茬齿(1)的齿形仿竹鼠下门齿的牙冠前庭面特征曲线，垂直于破茬松土部件轴线的面上进行投影，获得笛卡尔直角坐标系的XOY平面内投影出的仿牙冠前庭面特征曲线AB曲线，其仿生曲线段方程为：y＝-0.004937x2+0.1964x+240.6其中：x属于[169.1,193.6]，单位为mm；笛卡尔直角坐标系OXY，坐标原点O位于破茬松土部件的中心，X为圆盘径向方向，Y轴为圆盘径向方向且垂直于X轴。3.如权利要求1所述的一种具有仿生结构的破茬松土部件，其特征在于，所述破茬缺口(2)的曲线仿生竹鼠下门齿的牙冠牙合面特征曲线，垂直于破茬松土部件轴线的面上进行投影，获得笛卡尔直角坐标系的XOY平面内投影出的仿牙冠牙合面特征曲线BC曲线，其仿生曲线段方程为：y＝0.01374x2-4.701x+536其中：x属于[112.4,169.1]，单位为mm；笛卡尔直角坐标系OXY，坐标原点O位于破茬松土部件的中心，X为圆盘径向方向，Y轴为圆盘径向方向且垂直于X轴。4.如权利要求1所述的一种具有仿生结构的破茬松土部件，其特征在于，所述破茬齿(1)具有仿生刃口Ⅰ(6)，仿生刃口Ⅰ(6)为对称刃口，仿生刃口Ⅰ(6)单侧曲线模仿竹鼠下门齿的牙冠舌面特征曲线EF，笛卡尔直角坐标系的X’OY’平面内，仿生刃口Ⅰ(6)横截面刀刃线EF曲线与刀刃线FM曲线关于X’轴对称，刀刃线EF曲线在X’OY’平面投影的曲线方程为：f(x)＝0.0010x3-0.0275x...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐江涛，胡博，张成远，聂鑫，李猛，李杨，宋相礼，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22