农业机械耕作部件减阻耐磨耦合仿生表面制造技术

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种农业机械耕作部件减阻耐磨耦合仿生表面。
技术介绍
随着农业机械化的快速发展,耕作速度大大提高,耕作环境越来越复杂，对于耕作工具性能，尤其是触土耕作部件的性能提出了越来越高的要求。农业机械触土部件在耕作过程中主要的失效形式是磨损失效，同时由于触土部件在耕作过程中需要克服耕作阻力和摩擦力，会消耗大量的能量。因此提高耐磨性，降低耕作阻力就成为农业机械触土部件研究中的主要方向。 仿生学研究表明，土壤动物经过亿万年的进化，已经具有了适应不同土壤环境的身体结构和功能，不但使其在挖掘过程中能够获得最低的切削阻力，且具有优良的脱土减阻功能。通过分析并模拟典型土壤动物的形态学特征和生物特性，并以此为基础开发的仿生农业机械触土部件在减阻减磨方面取得了明显的效果。I、专利申请号201010166033. 5，公告日为2010. 09. 22，专利技术名称为“一种具有耐磨几何结构表面的锥形触土部件”共公开了一种具有耐磨几何结构表面的锥形触土部件，该部件由基体和基体表面分布的仿生几何结构单元组成，其特征在于，所述的仿生几何结构单元包括凸包型、凹坑型、环形凸肋条型、环形凹肋条型、螺旋凸包型、螺旋凹坑型、螺旋凸肋条型和螺旋凹肋条型。2、专利申请号200810050347. 1，公告日为2010. 03. 17，专利技术名称为“棱纹型仿生耐磨结构表面”公开了了一种仿生耐磨结构表面，特别是涉及一种棱纹型仿生耐磨几何结构表面。本专利技术是基于土壤洞穴动物穿山甲的鳞片表面具有耐土壤磨料磨损的几何结构特征，其目的是解决现有的与散体物料接触部件的磨损问题。该仿生耐磨结构表面是将原有设备或构件与接触物料的表面改变结构，在表面上增设一系列的具有一定几何参数和间距的棱纹形结构。其仿生耐磨结构形状为y = asin(bx+c)。其中,a_振幅,b_频率,c_初相位，O < a < 12mm, O ^ bx_c ^ π , O ^ x ^ 20mm。棱纹间距0 < L < 30mm。3、专利申请号:201010166033. 5，公告日为2009. 12. 16，专利技术名称为“仿生减阻起垄器铲面及其设计方法”公开了一种仿生减阻起垄器铲面，其特征在于该铲面为以y=-0. 0148x2+0. 86563X-1. 51为脊线，y=-0. 0054Z2+30. 49为素线，素线沿脊线所形成的曲面。比较已报道专利申请可知，仿生学研究成果在农业机械触土部件减阻耐磨领域已有应用，并已取得了良好的效果。
技术实现思路
本专利技术旨在解决目前农业机械触土耕作部件耐磨性较差，工作阻力大，能耗高的问题，提供一种一种农业机械耕作部件减阻耐磨耦合仿生表面，以达到提高触土部件的耐磨性，降低耕作阻力和生产成本的目的。本专利技术依据被称为“活的挖掘机”的鼹鼠的挖掘器官及挖掘动作参数设计了农业机械触土部件表面的耐磨减阻仿生凸起及其排列方式。鼹鼠的身体结构十分适合在地下活动和挖掘，鼹鼠所具备得极高的挖掘效率，得益于其特有的前爪爪趾几何结构和挖掘过程中爪趾与土壤的接触角，这两个因素保证了鼹鼠在地下对土壤的挖掘过程中受到较小的土壤阻力，实现持续高效的挖掘，同时后者使鼹鼠在挖掘过程中爪趾所受到的磨损较少，保证了鼹鼠能够持续的进行挖掘。 本专利技术结合鼹鼠爪趾几何轮廓和鼹鼠挖掘是爪趾与土壤的接触角这两个重要参数，设计了一种农业机械耕作部件减阻耐磨仿生凸起，通过对鼹鼠爪趾的轮廓设计了仿生凸起的几何轮廓，同时通过分析鼹鼠在挖掘过程中爪趾与土壤的接触角度设计了仿生凸起的偏转角度，实现提高触土部件的耐磨性和使用寿命，降低耕作阻力和使用成本。通过对鼹鼠爪趾几何轮廓和鼹鼠挖掘过程中爪趾与土壤的接触角度的分析，确定本专利技术所述的减阻耐磨仿生凸起的外轮廓曲面。本专利技术是仿生凸起结构，仿生凸起结构的外轮廓曲面是由下述鼹鼠爪趾轮廓曲线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农业机械耕作部件减阻耐磨耦合仿生表面，其特征在于其是仿生凸起结构，仿生凸起结构的外轮廓曲面符合以下数学表达式χ = {-Α \\θ) 2 +1 cos θ-α sin θ 「 —i y2 + ζ2 = (Acose)I2 +1 s\n0+ αζ\ηθ 其中的χ，y和ζ为三维坐标中的X轴，y轴和ζ轴； 其中的A为仿生凸起结构的形状系数，-1〈Α〈-0. 5 ； a为仿生凸起结构高度，0〈a〈5mm ...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾洪雷，庄健，齐江涛，刘春喜，马云海，范旭辉，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：