【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业耕作机械设备，具体涉及一种基于穿山甲棱纹型鳞片结构的曲面仿生减阻铧式犁。
技术介绍
1、土壤耕作可以改善土壤的结构，疏松板结的土壤，形成良好的团粒结构，便于作物吸收更多的水分与营养物质；便于消灭杂草和害虫；便于改善土壤的透气性和作物的生长环境。铧式犁属于移动式土壤工作部件，其工作介质和工作对象是环境及特性复杂的土壤。铧式犁克服与土壤之间的粘附和摩擦所消耗的能量占农业生产总能耗的30％～50％。我国现有耕地面积的80％都是由铧式犁来完成的。若能合理优化铧式犁耕作部件结构形状，使耕作阻力降低，则对我国乃至世界经济发展具有重要意义。
2、犁体受到的阻力主要有土垈对犁体曲面的正压力及由此而产生的摩擦力、粘附力、铧刃对土壤的切割阻力。其中土壤与犁面之间的滑动阻力占耕地总阻力的25％～28％，所以犁体曲面的形式对铧式犁的阻力具有重要影响，合理地改变铧式犁的犁体曲面能够减小铧式犁的耕作阻力。
3、研究发现，穿山甲的鳞片能够帮助其在挖洞时扒图和扩洞，这主要与其鳞片的棱纹型结构有关；同时鳞片的表面具有几何非光滑形态，而在运动状态下，非光滑表面具有明显的减阻效果。因此，将穿山甲棱纹型鳞片结构应用于铧式犁犁体曲面的设计具有较强的理论基础。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的提供一种基于穿山甲棱纹型鳞片结构的曲面仿生减阻铧式犁，以减少铧式犁耕作阻力，降低耕作功耗。
2、为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于穿山甲棱
3、作为优选的技术方案，犁铧和犁胸连接的下表面设有犁托。
4、所述犁胸位于犁铧和犁壁之间，犁铧上设有铲尖。
5、作为优选的技术方案，犁壁包括多个栅条。
6、作为优选的技术方案，仿生鳞片还包括侧面和底面，侧面的高h与宽d之比为1:4。
7、作为优选的技术方案，仿生鳞片的侧面背离犁壁设置。
8、作为优选的技术方案，仿生鳞片沿一轨迹线每隔25mm均匀布置，该轨迹线由胫刃线平行于前进方向所在平面与第一触土曲面相交所得。
9、有益效果：本方案通过优化设计，基于穿山甲棱纹型鳞片结构的曲面仿生减阻铧式犁能够减小铧式犁耕作过程中的土壤扰动面积，降低犁耕阻力和能耗。离散元仿真试验研究结果表明，在正常工作条件下(耕深300mm、耕速2m/s)，使用这种基于穿山甲棱纹型鳞片结构的曲面仿生减阻铧式犁能够使水平犁耕阻力平均减少8.68％。
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1.一种基于穿山甲棱纹型鳞片结构的曲面仿生减阻铧式犁，其特征在于，包括犁铧(2)、与犁铧(2)连接的犁胸(5)和与犁胸(5)连接的犁壁(1)，犁胸(5)和犁壁(1)的上表面构成第一触土曲面，第一触土曲面上均设有多个仿生鳞片(4)，仿生鳞片(4)包括第二触土曲面(43)，第二触土曲面(43)是由仿生曲线(44)沿着引导线(421)轨迹旋转形成，该引导线(421)的曲线方程式为：y1＝10sin(0.08x1)，x1的取值范围为0mm～40mm，仿生曲线(44)的曲线方程式为：y2＝10cos(0.04x2)，，x2的取值范围为0mm～40mm。
2.根据权利要求1所述的一种基于穿山甲棱纹型鳞片结构的曲面仿生减阻铧式犁，其特征在于：犁铧(2)和犁胸(5)连接的下表面设有犁托(6)。
3.根据权利要求1所述的一种基于穿山甲棱纹型鳞片结构的曲面仿生减阻铧式犁，其特征在于：所述犁胸(5)位于犁铧(2)和犁壁(1)之间，犁铧(2)上设有铲尖(3)。
4.根据权利要求1所述的一种基于穿山甲棱纹型鳞片结构的曲面仿生减阻铧式犁，其特征在于：犁壁(1)包括多个栅条
5.根据权利要求1所述的一种基于穿山甲棱纹型鳞片结构的曲面仿生减阻铧式犁，其特征在于：仿生鳞片(4)还包括侧面(42)和底面(41)，侧面(42)的高H与宽d之比为1:4。
6.根据权利要求1所述的一种基于穿山甲棱纹型鳞片结构的曲面仿生减阻铧式犁，其特征在于：仿生鳞片(4)的侧面(42)背离犁壁(1)设置。
7.根据权利要求1所述的一种基于穿山甲棱纹型鳞片结构的曲面仿生减阻铧式犁，其特征在于：仿生鳞片(4)沿一轨迹线(8)每隔25mm均匀布置，该轨迹线(8)由胫刃线(7)平行于前进方向所在平面与第一触土曲面相交所得。
...【技术特征摘要】
1.一种基于穿山甲棱纹型鳞片结构的曲面仿生减阻铧式犁，其特征在于，包括犁铧(2)、与犁铧(2)连接的犁胸(5)和与犁胸(5)连接的犁壁(1)，犁胸(5)和犁壁(1)的上表面构成第一触土曲面，第一触土曲面上均设有多个仿生鳞片(4)，仿生鳞片(4)包括第二触土曲面(43)，第二触土曲面(43)是由仿生曲线(44)沿着引导线(421)轨迹旋转形成，该引导线(421)的曲线方程式为：y1＝10sin(0.08x1)，x1的取值范围为0mm～40mm，仿生曲线(44)的曲线方程式为：y2＝10cos(0.04x2)，，x2的取值范围为0mm～40mm。
2.根据权利要求1所述的一种基于穿山甲棱纹型鳞片结构的曲面仿生减阻铧式犁，其特征在于：犁铧(2)和犁胸(5)连接的下表面设有犁托(6)。
3.根据权利要求1所述的一种基于穿山甲棱纹型鳞片结构的曲面仿生减阻...
【专利技术属性】
技术研发人员：周浩，秦志宇，王升升，王学振，姬江涛，金鑫，李康泰，孙风云，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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