CN109041680B - 回转式仿生开沟器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种回转式仿生开沟器，包括安装杆、具有防粘涂层的仿生开沟爪齿、开沟圆盘；开沟圆盘通过连接轴与安装杆连接，仿生开沟爪齿按照同一方向依次安装在开沟圆盘圆周上布置的凹槽中，且仿生开沟爪齿的圆弧端通过压缩弹簧连接在开沟圆盘上，仿生开沟爪齿是基于土壤动物爪趾结构特性所设计的回转式仿生结构。与传统的开沟器相比，回转式仿生开沟器能够有效降低土壤阻力，减少部件磨损后直接废弃造成的成本支出和资源浪费等问题。

Description

回转式仿生开沟器
技术领域
本发明涉及一种农业机械播种部件，特别是播种部件中的开沟部件，具体涉及一种回转式仿生开沟器。
背景技术
随着现代农业的不断发展不断提高，农业种植对种子的种床环境有着越来越高的要求，开沟器作为耕种机械中的一项重要部件，其工作性能的优劣对播种、施肥有着重大的影响，能够直接影响种子的生长，从而间接影响作物的产量。由于农田工作条件恶劣，工作环境具有很多的不确定因素，再加上土壤阻力大，开沟器在工作过程会造成极大的工作损耗，同时产生很大的工作阻力，造成能耗大大提高。一般的开沟器工作接触面积很小，且在磨损严重后需要整个报废，这就造成了资源浪费严重，工作成本升高等各种问题，不利于农业的发展和资源的保护。所以设计一种能够减阻的且可更换工作部位的开沟器就尤为重要。
发明内容
本发明目的是提供一种工作阻力小，工作部位可更换的回转式仿生开沟器。
本发明的目的式通过如下技术方案实现的：
一种回转式仿生开沟器，包括安装杆、具有防粘涂层的仿生开沟爪齿、开沟圆盘；开沟圆盘通过连接轴与安装杆连接，仿生开沟爪齿按照同一方向依次安装在开沟圆盘圆周上布置的凹槽中，且仿生开沟爪齿的圆弧端通过压缩弹簧连接在开沟圆盘上。
所述的一种回转式仿生开沟器，开沟圆盘直径R与仿生开沟爪齿的齿数n的关系遵循如下公式：R＝30n+20；
开沟圆盘直径R与仿生开沟爪齿的高度H，其调整规律遵循如下公式：
Figure BDA0001831424110000011
其中200mm<R<400mm，60mm<H<100mm。
所述一种回转式仿生开沟器，仿生开沟爪齿的工作平面与机具的前进平面呈角度α1，α1和开沟圆盘与机具前进平面所呈角度α2之间的关系遵循如下公式：3°≤α1-α2＜5°(3°≤α1＜5°；0°≤α2＜1°)。
所述一种回转式仿生开沟器，仿生开沟爪齿是以仿生开沟爪齿是由曲线：
Figure BDA0001831424110000021
经过曲线：
Figure BDA0001831424110000022
扫略后得到的；
以爪型面为xoy平面，以爪齿低端中心为坐标原点，以安装孔的轴线为Z轴正方向。
所述一种回转式仿生开沟器，仿生开沟爪齿安装在圆盘开沟器上，其安装孔的高度h与仿生开沟爪齿的高度H，其调整规律遵循如下公式：
Figure BDA0001831424110000023
所述一种回转式仿生开沟器，压缩弹簧的弹性力F与仿生开沟爪齿的高度H遵循如下公式：F＝500x+525H2-105，其中x是压缩弹簧的拉伸长度，单位m。
所述一种回转式仿生开沟器，仿生开沟爪齿上防粘涂层材料配方为：尼龙17.39％—17.5％，粘接树脂13.4％—13.51％，二甲基甲酰胺67.35％—67.57％，稳定剂0.69％—0.91％，偶联剂0.66％—0.84％。
本发明提供的一种回转式仿生开沟器，器仿生开沟爪齿在工作磨损严重后可单独拆卸更换，避免了资源浪费，节约了成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对回转式仿生开沟器做进一步说明。
图1为本发明开沟器示意图
图2为本发明开沟器侧视图
图3为仿生开沟爪齿示意图
图中：1-仿生开沟爪齿；2-开沟圆盘；3-安装杆；4-轴承端盖；5-连接轴。
具体实施方式
以下结合附图详细介绍本发明的技术方案：
一种回转式仿生开沟器，由连接轴5、安装杆3、具有防粘涂层的仿生开沟爪齿1、开沟圆盘2、轴承端盖4和压缩弹簧组成，开沟圆盘2通过轴承和螺栓锁紧在轴承端盖4上，并通过连接轴5与安装杆3相连接；仿生开沟爪齿1按照同一方向依次安装在开沟圆盘2圆周上布置的凹槽当中并通过螺栓连接，仿生开沟爪齿的圆弧端通过压缩弹簧连接在开沟圆盘2上。开沟器工作时开沟圆盘围绕连接轴做回转运动，通过仿生开沟爪齿对土壤的挖掘行为实现对种沟的构建。
所述的开沟圆盘直径R与仿生开沟爪齿的齿数n的关系遵循如下公式：R＝30n+20；
开沟圆盘直径R与仿生开沟爪齿的高度H，其调整规律遵循如下公式：
Figure BDA0001831424110000031
其中200mm<R<400mm，60mm<H<100mm。
所述的仿生开沟爪齿的工作平面与机具的前进平面呈角度α1，α1和开沟圆盘与机具前进平面所呈角度α2之间的关系遵循如下公式：3°≤α1-α2＜5°(3°≤α1＜5°；0°≤α2＜1°)。
所述的仿生开沟爪齿是以仿生开沟爪齿的爪型面为xoy平面，以爪齿低端中心为坐标原点，以安装孔的轴线为Z轴正方向可得爪齿是由曲线：
Figure BDA0001831424110000032
经过曲线：
Figure BDA0001831424110000033
扫略后得到的。
所述的仿生开沟爪齿是通过铰接的方式安装在圆盘开沟器上，其安装孔的高度h与仿生开沟爪齿的齿的尺高H，其调整规律遵循如下公式：
Figure BDA0001831424110000034
所述的压缩弹簧的弹性力F与仿生开沟爪齿的高度H遵循如下公式：F＝500x+525H2-105，其中x是压缩弹簧的拉伸长度，单位m。
所述的防粘涂层材料配方为：尼龙17.39％—17.5％，粘接树脂13.4％—13.51％，二甲基甲酰胺67.35％—67.57％，稳定剂0.69％—0.91％，偶联剂0.66％—0.84％。
优选的，所述的防粘涂层材料配方为：尼龙17.39％，粘接树脂13.51％，二甲基甲酰胺67.57％，稳定剂0.69％，偶联剂0.84％。
所述的仿生开沟爪齿在工作时由于压缩弹簧的推力与所接触的土壤一直呈90°夹角切割土壤，减小了土壤阻力。
本发明所述的回转式仿生开沟器是运用土壤动物的挖土爪趾为仿生原型做的仿生开沟部件，其主要的仿生结构是仿生开沟爪齿，仿照土壤动物的挖掘爪趾进行仿生制作而成，其中开沟爪趾的长度为124mm，最大宽度为3mm，整体呈爪型。
仿生开沟爪齿，整体呈爪型，在开沟作业时可以有效减小土壤阻力，提高耕作效率，同时也能够减小工作部位的磨损，降低工作成本。
仿生开沟爪齿是单个依次排列在开沟圆盘上的，所以在工作磨损严重后，可单独拆卸更换，大大提高了工作的时效性，降低了资源浪费情况。

Claims (6)

1.一种回转式仿生开沟器，其特征在于，包括安装杆、具有防粘涂层的仿生开沟爪齿、开沟圆盘；开沟圆盘通过连接轴与安装杆连接，仿生开沟爪齿按照同一方向依次安装在开沟圆盘圆周上布置的凹槽中，且仿生开沟爪齿的圆弧端通过压缩弹簧连接在开沟圆盘上；
所述仿生开沟爪齿是由曲线：
Figure FDA0002961021970000011
经过曲线：
Figure FDA0002961021970000012
扫略后得到的；
以爪型面为xoy平面，以爪齿低端中心为坐标原点，以安装孔的轴线为Z轴正方向。
2.如权利要求1所述的一种回转式仿生开沟器，其特征在于，所述开沟圆盘直径R与仿生开沟爪齿的齿数n的关系遵循如下公式：R＝30n+20；
开沟圆盘直径R与仿生开沟爪齿的高度H，其调整规律遵循如下公式：
Figure FDA0002961021970000013
其中200mm<R<400mm，60mm<H<100mm。
3.如权利要求1所述的一种回转式仿生开沟器，其特征在于，所述仿生开沟爪齿的工作平面与机具的前进平面呈角度α1，α1和开沟圆盘与机具前进平面所呈角度α2之间的关系遵循如下公式：3°≤α1-α2＜5°(3°≤α1＜5°；0°≤α2＜1°)。
4.如权利要求1所述的一种回转式仿生开沟器，其特征在于，所述仿生开沟爪齿安装在开沟圆盘上，其安装孔的高度h与仿生开沟爪齿的高度H，其调整规律遵循如下公式：
Figure FDA0002961021970000014
5.如权利要求1所述的一种回转式仿生开沟器，其特征在于，所述压缩弹簧的弹性力F与仿生开沟爪齿的高度H遵循如下公式：F＝500x+525H2-105，其中x是压缩弹簧的拉伸长度，单位m。
6.如权利要求1所述的一种回转式仿生开沟器，其特征在于，所述仿生开沟爪齿上防粘涂层材料配方为：尼龙17.39％—17.5％，粘接树脂13.4％—13.51％，二甲基甲酰胺67.35％—67.57％，稳定剂0.69％—0.91％，偶联剂0.66％—0.84％。
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