CN110424484A - 一种仿生楔形疏浚绞刀齿 - Google Patents

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冯艳艳
唐亚鸣
施昕辉
谢瑶
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E02F3/90—Component parts, e.g. arrangement or adaptation of pumps
    • E02F3/92—Digging elements, e.g. suction heads
    • E02F3/9293—Component parts of suction heads, e.g. edges, strainers for preventing the entry of stones or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/28—Small metalwork for digging elements, e.g. teeth scraper bits
    • E02F9/2808—Teeth
    • E02F9/2858—Teeth characterised by shape

Abstract

本发明公开了一种仿生楔形疏浚绞刀齿，包括齿尖、第一凹槽、和齿柄。第一凹槽位于齿尖与齿柄之间，第一凹槽为两个，上下对称设置在楔形面上，位于齿尖与齿柄之间；齿柄的端部设有与齿座相配合的第二凹槽和销轴孔。本发明提供的一种仿生楔形疏浚绞刀齿，提取龙虾螯部体表上非光滑的丘状或乳状凸起以及曲面曲线方程应用到楔形疏浚刀齿的仿生设计中，对现有疏浚绞刀齿土壤粘附严重、不易脱土、易产生应力集中、易折断的问题将有所改善。

Description

一种仿生楔形疏浚绞刀齿
技术领域
本发明属于疏浚工程技术领域，具体涉及一种仿生楔形疏浚绞刀齿。
背景技术
绞吸式挖泥船是河道、湖泊、水库等环保清淤工程中应用最广泛的一种清淤设备，融合了多种先进的施工技术，具有开挖精度高、扰动小、污染低的特点。绞刀是挖掘系统的核心部件，绞刀齿是直接开挖零部件。目前清淤船绞刀齿应用最为广泛的是楔形刀齿，但存在着土壤粘附严重且不易脱土、易产生应力集中等弊端。近年来仿生学的研究为地面机械和水利机械的减粘脱土研究提供了重要途径，选取同为淤泥环境生存且不易粘土的小龙虾为仿生对象，在现有疏浚绞刀齿的基础上设计一款能够减粘减阻的仿生绞刀齿。
发明内容
本发明的目的在于提供一种仿生楔形疏浚绞刀齿，以解决现有疏浚绞刀齿土壤粘附严重、不易脱土、易产生应力集中、易折断的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种仿生楔形疏浚绞刀齿，包括齿尖、第一凹槽、齿柄。所述第一凹槽为两个，上下对称设置在楔形面上，位于齿尖与齿柄之间，所述齿柄的端部设有与齿座相配合的第二凹槽和销轴孔。
优选地，上述疏浚绞刀齿还包括若干丘状突起，若干丘状突起布置在第一凹槽表面上。
优选地，所述齿尖、第一凹槽、若干丘状突起和齿柄为一体状结构。
优选地，所述齿尖夹角α为20.5°~25.5°。
优选地，所述第一凹槽的横截面形状仿龙虾螯部截面，曲面的轮廓曲线为仿龙虾螯部的仿生曲线，其曲线方程为y=0.001468x3-0.01381x2+0.7282x-4.276。
优选地，第一凹槽的曲面的曲线两端切线所成夹角β为150°~155°。
优选地，所述第一凹槽深度D为50mm~60mm。
优选地，若干丘状突起结构特征仿龙虾螯部背板表面，其分布为非均匀的，分形维数为0.03。
优选地，若干丘状突起的底圆直径为疏浚绞刀齿宽度的1/30~1/20，突起高度为底圆直径的1/5~1/3。
有益效果：本发明提供的一种仿生楔形疏浚绞刀齿，提取龙虾螯部体表上非光滑的丘状或乳状凸起以及曲面曲线方程应用到楔形疏浚刀齿的仿生设计中，对现有疏浚绞刀齿土壤粘附严重、不易脱土、易产生应力集中、易折断的问题将有所改善。
附图说明
图1 为实施例1的整体结构图；
图2 实施例2的俯视图；
图3 图2中A-A的剖视图；
图4 实施例3的整体结构图。
图中：齿尖1、第一凹槽2、一系列丘状突起3、齿柄4、仿生曲线21、第二凹槽31、销轴孔32。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
实施例1
如图1和图3，一种仿生楔形疏浚绞刀齿，包括齿尖1、第一凹槽2、若干丘状突起3、齿柄4。所述齿尖1、第一凹槽2、若干丘状突起3、齿柄4为一体结构，所述齿尖1夹角α为20.5°~25.5°，所述第一凹槽2为两个，上下对称设置在楔形面上，位于齿尖1与齿柄4之间，若干丘状突起3布置在第一凹槽2表面上，所述齿柄4端设有与齿座相配合的第二凹槽41和销轴孔42，所述第一凹槽2的横截面形状仿龙虾螯部截面，曲面的轮廓曲线为仿龙虾螯部的仿生曲线21，其曲线方程为y=0.001468x3-0.01381x2+0.7282x-4.276，所述第一凹槽2曲面的曲线两端切线所成夹角β为150°~155°，所述第一凹槽2深度D为50mm~60mm，若干丘状突起3结构特征仿龙虾螯部背板表面，其分布为非均匀的，其分形维数为0.03，若干丘状突起3的底圆直径为疏浚绞刀齿宽度的1/30~1/20，突起高度为底圆直径的1/5~1/3，所述第一凹槽2和一系列丘状突起3在疏浚绞刀齿上关于楔形中心线对称。
实施例2
如图2和图3，本实施例与实施例1基本相同，区别在于第一凹槽2曲面为光滑曲面，其表面未布置若干丘状突起3。
实施例3
如图3和图4，本实施例与实施例1基本相同，区别在于第一凹槽2横截面形状不同，其形状为钝角三角形，参数L1、L2、L3、α、β、D都相同，其中L1为疏浚绞刀齿底面到第一凹槽2的距离，L2为第一凹槽2的槽面宽度，L3为疏浚绞刀齿的齿尖1到第一凹槽2的距离。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的两种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种仿生楔形疏浚绞刀齿，包括齿尖、第一凹槽、齿柄；所述第一凹槽为两个，上下对称设置在楔形面上，位于齿尖与齿柄之间；所述齿柄的端部设有与齿座相配合的第二凹槽和销轴孔。
2.根据权利要求1所述的一种仿生楔形疏浚绞刀齿，其特征在于：所述疏浚绞刀齿还包括若干丘状突起，若干丘状突起布置在第一凹槽表面上。
3.根据权利要求2所述的一种仿生楔形疏浚绞刀齿，其特征在于：所述齿尖、第一凹槽、若干丘状突起和齿柄为一体状结构。
4.根据权利要求1或2所述的一种仿生楔形疏浚绞刀齿，其特征在于：所述齿尖夹角α为20.5°~25.5°。
5.根据权利要求1或2所述的一种仿生楔形疏浚绞刀齿，其特征在于：所述第一凹槽的横截面形状仿龙虾螯部的截面，曲面的轮廓曲线为仿龙虾螯部的仿生曲线，其曲线方程为。
6.根据权利要求1或2所述的一种仿生楔形疏浚绞刀齿，其特征在于：所述第一凹槽的曲面的曲线两端切线所成夹角β为150°~155°。
7.根据权利要求1或2所述的一种仿生楔形疏浚绞刀齿，其特征在于：所述第一凹槽的深度D为50mm~60mm。
8.根据权利要求2所述的一种仿生楔形疏浚绞刀齿，其特征在于：所述若干丘状突起结构特征仿龙虾螯部背板表面，为非均匀分布的，分形维数为0.03。
9.根据权利要求2所述的一种仿生楔形疏浚绞刀齿，其特征在于：丘状突起的底圆直径为疏浚绞刀齿宽度的1/30~1/20，突起高度为底圆直径的1/5~1/3。
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