CN107548587B - 一种小阻力仿生深松铲装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小阻力仿生深松铲装置，包括两个平行设置的水平梁，所述水平梁之间通过第一转轴转动连接有多个连接杆，所述连接杆的下端设有弯头，所述弯头靠近连接杆的一端设有固定杆，所述连接杆的下端设有与固定杆对应的固定槽，所述连接杆上螺纹连接有两个竖直排列的第一螺栓，所述第一螺栓的一端贯穿连接杆并螺纹套接有第一螺母，所述固定杆上设有多个与第一螺栓对应的贯穿口，所述弯头的下端安装有仿獾爪趾铲体；所述转轴的一侧设有连接轴。本发明结构简单，使用方便，通过仿獾爪趾铲体的设计，耕作阻力小、能耗低和深松效果好，同时对仿獾爪趾铲体的固定安装稳定牢靠，且深松铲的偏转便于控制，从而方便松土。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种小阻力仿生深松铲装置。
背景技术
国外在上个世纪30年代开始研究深松耕作的方法，理论研究达到了较高的层次。近年来随着计算机技术发展，使深松铲的设计方法由经验设计向着数学模型模拟的方向发展。
在上世纪90年代初，德国开始研发振动深松机，与其不振动时相比较减少了30％牵引阻力。在1993年日本研制了与中性拖拉机配套的振动深松机，试验结果得出其牵引力减少了40％。而功率增加了2％左右。美国的Shinners等人设计的一种主被动联合耕作机，其耕具本身对机具产生驱动力，使整个机组牵引力得到很大的减少，总功率下降3.8％，牵引阻力却下降了87％。
国内深松技术出现的比较晚，还远远的落后于国外，但是近年来对深松技术的重视使得深松技术得到了快速的发展。目前在国内主要是一些高校和研究所在从事深松减阻技术的研究。
吉林大学“工程仿生教育部重点试验”试验室的团队对农业机械领域仿生和触土部件的防粘减阻做了大量的理论和实际应用研究，并取得了丰富的研究成果。例如：张璐等模拟家鼠爪趾的轮廓形态设计了复合形态深松铲柄和仿生钩形深松铲，并采用理论计算分析与有限元法仿真分析以及土槽试验验证的方法进行。结果表明有限元能很好地预测深松铲耕作时的阻力。
耕种玉米的土地深松，能打破犁底层，保护地表植被，降低风蚀水蚀的危害，增强土壤的蓄水保墒能力，并提高土壤中微生物的生活率及土壤肥性，有利于农作物根系的生长发育。根据东北、华北和西北地区的试验，与常规旋耕相比，深松后玉米产量分别增加6.87％、7.20％和9.40％，为提高玉米的产量应在播种前进行深耕。现阶段所研究的深松机械具有耕作阻力大、能耗高和深松效果不好等缺点。因此，减小深松铲工作阻力，对降低深松作业成本，节约能源，提高深松机械的动力利用率有非常重要的意义，同时降低深松耕作阻力对深松机械发展也有非常的重要意义，传统深松铲耕作阻力大，是导致深松机具耕作时耗能大，作业成本高的主要原因。同时传统的深松铲不便于安装固定，且深松铲的偏转不便于控制。
为了解决上述问题，我们提出了一种小阻力仿生深松铲装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有深松机械具有耕作阻力大、能耗高和深松效果不好，同时传统的深松铲不便于安装固定，且深松铲的偏转不便于控制的问题，而提出的一种小阻力仿生深松铲装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种小阻力仿生深松铲装置，包括两个平行设置的水平梁，所述水平梁之间通过第一转轴转动连接有多个连接杆，所述连接杆的下端设有弯头，所述弯头靠近连接杆的一端设有固定杆，所述连接杆的下端设有与固定杆对应的固定槽，所述连接杆上螺纹连接有两个竖直排列的第一螺栓，所述第一螺栓的一端贯穿连接杆并螺纹套接有第一螺母，所述固定杆上设有多个与第一螺栓对应的贯穿口，所述弯头的下端安装有仿獾爪趾铲体；所述转轴的一侧设有连接轴，所述连接轴的两端分别与两个水平梁固定连接，所述连接轴上固定套接有连接环，所述连接环的外侧壁上设有与连接杆对应的多个滑槽，每个所述滑槽内均滑动连接有两个滑块，所述滑块远离滑槽内底部的一侧贯穿滑槽槽口并固定连接有连接套，两个所述连接套以第一转轴为中心对称设置，所述连接套内插设有插杆，所述插杆远离连接套内底部的端部贯穿连接套的端口并向外延伸，所述连接杆上设有与插杆对应的连接槽，所述插杆远离连接套的端部通过第二转轴与连接槽的内侧壁转动连接，所述插杆上固定连接有推杆电机，所述推杆电机的推杆连接有推动环，所述推动环滑动套接在插杆上。
优选地，所述仿獾爪趾铲体靠近弯头的一端设有与弯头对应的安装槽。
优选地，所述安装槽相对的两侧内壁上均固定连接有限位块，所述弯头上设有与限位块对应的限位槽。
优选地，所述弯头靠近安装槽内底部的端部设有楔形块，所述安装槽的内底部设有与楔形块对应的楔形槽。
优选地，所述楔形块靠近楔形槽内底部的一侧设有稳定杆，所述楔形槽的内底部设有与稳定杆对应的稳定槽。
优选地，所述仿獾爪趾铲体上螺纹连接有第二螺栓，所述第二螺栓的一端贯穿仿獾爪趾铲体并螺纹套接有第二螺母，所述稳定杆上设有与第二螺栓对应的通口。
优选地，所述连接套的内底部固定连接有限定杆，所述插杆上设有与限定杆对应的限定槽。
优选地，所述限定杆上套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与插杆和连接套的内底部连接。
优选地，所述仿獾爪趾铲体远离弯头的端部设有圆弧倒角。
本发明中，通过利用逆向设计以獾爪趾为素材，进行深松铲的仿生设计，铲尖入土阻力和所受土壤的挤压力小，增强入土性能，机具工作过程中的能耗低，提高松土效率；通过弯头与安装槽的内侧壁、楔形块与楔形槽的内侧壁、稳定杆和稳定槽内侧壁，增大了弯头与仿獾爪趾铲体之间的接触面积，同时通过第二螺栓和第二螺母之间的配合，对弯头与仿獾爪趾铲体进行固定；通过位于上侧的推杆电机的推动，使得推动环对连接套的进行推动，从而方便连接套与插杆之间相对位置进行调节，连接套推动滑块，使得滑块与滑槽内侧壁之间产生抵压，从而方便连接套位置的固定，以方便连接杆的下端向靠近连接轴的方向偏转，同时位于下侧的推杆电机的收缩，从而方便连接杆的上端向远离连接轴的方向偏转，从而使得弯头带动仿獾爪趾铲体以第一转轴为中心向靠近连接轴的方向偏转，从而方便仿獾爪趾铲体的抬起，通过位于下侧的推杆电机推动，从而使得连接杆通过弯头带动仿獾爪趾铲体以第一转轴为中心向远离连接轴的方向偏转，以方便完成松土动作这一过程中，第二转轴方便插杆与连接杆之间的相对偏转。本发明结构简单，使用方便，通过仿獾爪趾铲体的设计，耕作阻力小、能耗低和深松效果好，同时对仿獾爪趾铲体的固定安装稳定牢靠，且深松铲的偏转便于控制，从而方便松土。
附图说明
图1为本发明提出的一种小阻力仿生深松铲装置的结构示意图。
图2为本发明提出的一种小阻力仿生深松铲装置的俯视图。
图3为图1中A处的结构示意图。
图4为图1中B处的结构示意图。
图5为本发明提出的一种小阻力仿生深松铲装置中仿獾爪趾铲体的结构示意图。
图中：1水平梁、2第一转轴、3连接杆、4弯头、5固定杆、6固定槽、7第一螺栓、9贯穿口、10仿獾爪趾铲体、11安装槽、12楔形块、13楔形槽、14稳定杆、15稳定槽、16第二螺栓、17第二螺母、18连接轴、19连接环、20滑槽、21滑块、22连接套、23插杆、24连接槽、25第二转轴、26推杆电机、27推动环、28限定杆、29限定槽、30弹簧、31限位块、32限位槽、33通口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-5，一种小阻力仿生深松铲装置，包括两个平行设置的水平梁1，方便深松铲的安装，水平梁1之间通过第一转轴2转动连接有多个连接杆3，连接杆3的下端设有弯头4，弯头4靠近连接杆3的一端设有固定杆5，连接杆3的下端设有与固定杆5对应的固定槽6，连接杆3上螺纹连接有两个竖直排列的第一螺栓7，第一螺栓7的一端贯穿连接杆3并螺纹套接有第一螺母，固定杆5上设有多个与第一螺栓7对应的贯穿口9。
通过调节固定杆5插入固定槽6的长度，并通过第一螺栓7和第一螺母对固定杆5的位置进行固定，从而方便固定弯头4的位置，弯头4的下端安装有仿獾爪趾铲体10，仿獾爪趾铲体10靠近弯头4的一端设有与弯头4对应的安装槽11，方便仿獾爪趾铲体10的固定安装，安装槽11相对的两侧内壁上均固定连接有限位块31，弯头4上设有与限位块31对应的限位槽32，通过通过限位块31与限位槽32之间的限位配合，从而防止仿獾爪趾铲体10脱离弯头4。
另外，弯头4靠近安装槽11内底部的端部设有楔形块12，安装槽11的内底部设有与楔形块12对应的楔形槽13，增大仿獾爪趾铲体10与安装槽11内侧壁的接触面积，从而有效避免仿獾爪趾铲体10的晃动。
楔形块12靠近楔形槽13内底部的一侧设有稳定杆14，楔形槽13的内底部设有与稳定杆14对应的稳定槽15，进一步增大仿獾爪趾铲体10与弯头4内侧壁的接触面积，从而有效避免仿獾爪趾铲体10的晃动。
仿獾爪趾铲体10上螺纹连接有第二螺栓16，第二螺栓16的一端贯穿仿獾爪趾铲体10并螺纹套接有第二螺母17，稳定杆14上设有与第二螺栓16对应的通口33，通过将第二螺栓16贯穿仿獾爪趾铲体10和通口33并与第二螺母17螺纹连接，从而方便将仿獾爪趾铲体10固定安装在弯头4上，仿獾爪趾铲体10远离弯头4的端部设有圆弧倒角，减小仿獾爪趾铲体10远离弯头4的端部与地面的接触面积，减小摩擦力，从而方便仿獾爪趾铲体10插入土壤中；
转轴2的一侧设有连接轴18，连接轴18的两端分别与两个水平梁1固定连接，连接轴18上固定套接有连接环19，连接环19的外侧壁上设有与连接杆3对应的多个滑槽20，每个滑槽20内均滑动连接有两个滑块21，滑块21远离滑槽20内底部的一侧贯穿滑槽20槽口并固定连接有连接套22，两个连接套22以第一转轴2为中心对称设置，连接套22内插设有插杆23，插杆23远离连接套22内底部的端部贯穿连接套22的端口并向外延伸，连接杆3上设有与插杆23对应的连接槽24，插杆23远离连接套22的端部通过第二转轴25与连接槽24的内侧壁转动连接，插杆23上固定连接有推杆电机26，推杆电机26的推杆连接有推动环27，推动环27滑动套接在插杆23上，连接套22的内底部固定连接有限定杆28，插杆23上设有与限定杆28对应的限定槽29，通过限位杆28与限位槽29的配合，防止插杆23偏动，限定杆28上套设有弹簧30，弹簧30的两端分别与插杆23和连接套22的内底部连接，由于弹簧30的拉力作用，从而避免插杆23与连接套22脱离。并且通过弹簧30与推杆电机26的相互作用，可以使得插杆23与连接套22之间伸缩自如。
本发明中，通过利用逆向设计以獾爪趾为素材，进行深松铲的仿生设计，铲尖入土阻力和所受土壤的挤压力小，增强入土性能，机具工作过程中的能耗低，提高松土效率；通过弯头4与安装槽11的内侧壁、楔形块12与楔形槽13的内侧壁、稳定杆14和稳定槽15内侧壁，增大了弯头4与仿獾爪趾铲体10之间的接触面积，同时通过第二螺栓16和第二螺母17之间的配合，对弯头4与仿獾爪趾铲体10进行固定；通过位于上侧的推杆电机26的推动，使得推动环27对连接套22的进行推动，从而方便连接套22与插杆23之间相对位置进行调节，连接套22推动滑块21，使得滑块21与滑槽20内侧壁之间产生抵压，从而方便连接套22位置的固定，以方便连接杆3的下端向靠近连接轴18的方向偏转，同时位于下侧的推杆电机26的收缩，从而方便连接杆3的上端向远离连接轴18的方向偏转，从而使得弯头4带动仿獾爪趾铲体10以第一转轴2为中心向靠近连接轴18的方向偏转，从而方便仿獾爪趾铲体10的抬起，通过位于下侧的推杆电机26推动，从而使得连接杆3通过弯头4带动仿獾爪趾铲体10以第一转轴2为中心向远离连接轴18的方向偏转，以方便完成松土动作这一过程中，第二转轴25方便插杆23与连接杆3之间的相对偏转。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种小阻力仿生深松铲装置，包括两个平行设置的水平梁(1)，其特征在于，所述水平梁(1)之间通过第一转轴(2)转动连接有多个连接杆(3)，所述连接杆(3)的下端设有弯头(4)，所述弯头(4)靠近连接杆(3)的一端设有固定杆(5)，所述连接杆(3)的下端设有与固定杆(5)对应的固定槽(6)，所述连接杆(3)上螺纹连接有两个竖直排列的第一螺栓(7)，所述第一螺栓(7)的一端贯穿连接杆(3)并螺纹套接有第一螺母，所述固定杆(5)上设有多个与第一螺栓(7)对应的贯穿口(9)，所述弯头(4)的下端安装有仿獾爪趾铲体(10)；所述第一转轴(2)的一侧设有连接轴(18)，所述连接轴(18)的两端分别与两个水平梁(1)固定连接，所述连接轴(18)上固定套接有连接环(19)，所述连接环(19)的外侧壁上设有与连接杆(3)对应的多个滑槽(20)，每个所述滑槽(20)内均滑动连接有两个滑块(21)，所述滑块(21)远离滑槽(20)内底部的一侧贯穿滑槽(20)槽口并固定连接有连接套(22)，两个所述连接套(22)以第一转轴(2)为中心对称设置，所述连接套(22)内插设有插杆(23)，所述插杆(23)远离连接套(22)内底部的端部贯穿连接套(22)的端口并向外延伸，所述连接杆(3)上设有与插杆(23)对应的连接槽(24)，所述插杆(23)远离连接套(22)的端部通过第二转轴(25)与连接槽(24)的内侧壁转动连接，所述插杆(23)上固定连接有推杆电机(26)，所述推杆电机(26)的推杆连接有推动环(27)，所述推动环(27)滑动套接在插杆(23)上；
所述仿獾爪趾铲体(10)靠近弯头(4)的一端设有与弯头(4)对应的安装槽(11)；
所述仿獾爪趾铲体(10)远离弯头(4)的端部设有圆弧倒角。
2.根据权利要求1所述的一种小阻力仿生深松铲装置，其特征在于，所述安装槽(11)相对的两侧内壁上均固定连接有限位块(31)，所述弯头(4)上设有与限位块(31)对应的限位槽(32)。
3.根据权利要求2所述的一种小阻力仿生深松铲装置，其特征在于，所述弯头(4)靠近安装槽(11)内底部的端部设有楔形块(12)，所述安装槽(11)的内底部设有与楔形块(12)对应的楔形槽(13)。
4.根据权利要求3所述的一种小阻力仿生深松铲装置，其特征在于，所述楔形块(12)靠近楔形槽(13)内底部的一侧设有稳定杆(14)，所述楔形槽(13)的内底部设有与稳定杆(14)对应的稳定槽(15)。
5.根据权利要求4所述的一种小阻力仿生深松铲装置，其特征在于，所述仿獾爪趾铲体(10)上螺纹连接有第二螺栓(16)，所述第二螺栓(16)的一端贯穿仿獾爪趾铲体(10)并螺纹套接有第二螺母(17)，所述稳定杆(14)上设有与第二螺栓(16)对应的通口(33)。
6.根据权利要求5所述的一种小阻力仿生深松铲装置，其特征在于，所述连接套(22)的内底部固定连接有限定杆(28)，所述插杆(23)上设有与限定杆(28)对应的限定槽(29)。
7.根据权利要求6所述的一种小阻力仿生深松铲装置，其特征在于，所述限定杆(28)上套设有弹簧(30)，所述弹簧(30)的两端分别与插杆(23)和连接套(22)的内底部连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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