CN102365913B - 仿生起垄铲铲壁结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿生起垄铲铲壁结构，其是在起垄铲的表面形成有多条沟槽，在沟槽的表面形成有紧密排列的突起，形成分级结构；本发明在起垄铲的表面形成有沟槽，在沟槽的表面形成有紧密排列的突起，在用起垄铲起垄的过程中，起垄中铲壁将土壤推向侧前方，形成丰满的垄形，减小了土壤对起垄铲的阻力，降低土壤对起垄铲壁的粘附，提高了起垄的效率，减少了燃料的消耗，并且提高了起垄铲壁的耐磨性，延长起垄铲的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种起垄铲，特别涉及一种仿生起垄铲铲壁结构。
背景技术
起垄铲是耕整联合作业机、整地起垄机、施肥机等农业机具上的重要触土部件，在垄作栽培作业中具有广泛的应用。起垄作业过程中通常具有很大的工作阻力，因此，合理优化起垄部件结构及工作方式对减小牵引阻力、降低能耗意义重大。
普通起垄铲铲面形状大多为锥体，主要线型元素为直线。与土壤接触时，由直线线型构成平直曲面的触土面与土壤作用，缓冲较小，作用力较大。触土面的侧面两翼虽也能起到分离土壤，减少土壤堆积的作用，但由于两侧面是由直线线型构成的平直曲面，且与触土面的过渡不圆滑，因此使得这种普通起垄器铲面受到的土壤阻力很大，这样不利于减小起垄过程中的土壤阻力。
以仿生学作为研究手段设计触土部件的形态和结构来减少土坡对触土部件的工作阻力已经取得实质性的进展。以蜣螂体表非光滑形态为仿生对象，研制的仿生犁壁及圆盘犁，经试验验证都有很好的降阻效果。仿生非光滑推土铲比普通光滑推土铲降阻达13.1％-32.9％，但关于起垄铲铲壁表面形态仿生研究未见诸报道。以野猪头部前端的最先触土的吻突部位提取的素线为仿生曲线的仿生起垄铲，与普通起垄铲相比，减阻率为18.98％，但关于其表面微结构研究未见诸报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种仿生起垄铲铲壁结构，该仿生起垄铲铲壁结构能减小起垄的阻力，提高起垄的效率，减少燃料的消耗，并且提高了起垄铲的耐磨性。
“皮质鳞突”(dermal denticles)是由无数重叠的鳞片组成，这些“鳞突”沿运动方向有凹槽，可以调整水在其表面的流动。这些凹槽同时可阻止漩涡或者是湍流旋涡的形成。具有“鳞突”的表面的物体能减小其在液体中的运动阻力。
“荷叶效应”是由荷叶表面微米级的乳突结构及其上纳米结构共同作用的微纳米尺度复合的分级结构所引起的荷叶具有“自清洁”能力的超疏水表面现象。
本发明是依据“皮质鳞突”和“荷叶效应”的仿生结构，对起垄铲的表面结构进行改进。
本发明是在起垄铲的表面形成有多条沟槽，在沟槽的表面形成有紧密排列的突起，形成分级结构。选用SiCp/铝合金复合材料，本发明通过结构优化在保证满足动力学性能要求的前提下，实现轻量化具有实际意义。
本发明的有益效果是：在起垄铲的表面形成有沟槽，在沟槽的表面形成有紧密排列的突起，在用起垄铲起垄的过程中，起垄中铲壁将土壤推向侧前方，形成丰满的垄形，减小了土壤对起垄铲的阻力，降低土壤对起垄铲壁的粘附，提高了起垄的效率，减少了燃料的消耗，并且提高了起垄铲壁的耐磨性，延长起垄铲的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的剖视示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本实施例是在起垄铲铲壁1的表面形成有多条沟槽2，在沟槽2的表面形成有紧密排列的突起3，起垄铲铲壁厚度为T，H＝26％T，D＝13％T，突起3的高度＜100μm。
Claims (2)
1. 一种仿生起垄铲铲壁结构，其特征在于：是在起垄铲铲壁（1）的表面形成有多条沟槽（2），在沟槽（2）的表面形成有紧密排列的突起（3），沟槽（2）与突起（3）形成分级结构，所述起垄铲铲壁厚度为T，沟槽（2）的深度H =26%T，相邻两个沟槽（2）之间的宽度D=13%T，突起（3）的高度<100μm；所述的突起（3）呈密布排列，仿照荷叶表面结构。
2. 根据权利要求1所述的一种仿生起垄铲铲壁结构，其特征在于：所述突起（3）的材质为SiCp颗粒。
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