CN114747309B - 一种双频自激振动式双翼松土铲 - Google Patents

一种双频自激振动式双翼松土铲 Download PDF

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Abstract

一种双频自激振动式双翼松土铲，包括铲柄和松土铲本体，松土铲本体包括两个铲翼，铲翼呈直角三角形，两个铲翼上相同长度的一段直角边的边沿对齐贴合连接，形成在松土铲本体中部沿推土方向延伸的铲刃，铲刃沿推土方向的形状为一段复合三角函数曲线，两个铲翼的上表面的形状为铲刃的曲线沿着与推土方向的垂直的方向延伸而成的曲面。本发明基于触土部件‑土壤自激振动减阻的原理，使与双翼松土铲触土曲面接触的土壤颗粒发生自激振动现象而松散，从而降低中耕机的工作阻力，提高双翼松土铲脱附的性能。该复合三角函数融合了两种不同土壤的固有振动频率，因此本发明的双翼松土铲能够适应两种不同的土壤性质，充分发挥自激振动减阻的作用。

Description

一种双频自激振动式双翼松土铲
技术领域
本发明涉及松土铲领域，尤其涉及一种双频自激振动式双翼松土铲。
背景技术
松土技术作为农业生产的主要工作方式，既疏松了表层土壤，又不打乱土层，从而改善了土壤的理化性状，有利于土壤蓄水保墒。农业机械耕地时，土壤阻力消耗的机械功率约占总功率的40%-60%。松土铲用于推动土壤，松土铲的几何形状直接影响着松土铲的脱附减阻性能，因此改进松土铲工作部件装置，对于减少松土铲在作业过程中的能源消耗具有重大意义。
在振动减阻参数中，频率是主要影响因素，决定了自激振动式土壤切削的性质和减阻效果。但是单一的振动频率局限于单一性质的土壤，不能够适应不同的土壤性质。因此根据不同性质的土壤设计出一定适应范围的双频自激振动式松土铲，更能发挥触土部件-土壤自激振动减阻的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种双频自激振动式双翼松土铲，能够适应两种不同的土壤性质。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种双频自激振动式双翼松土铲，包括铲柄和松土铲本体，松土铲本体包括两个铲翼，铲翼呈直角三角形，两个铲翼的形状相同，两个铲翼上相同长度的一段直角边的边沿对齐贴合连接，形成在松土铲本体中部沿推土方向延伸的铲刃，两个铲翼的斜边的边沿配合形成松土铲本体的底面，松土铲本体的底面沿水平方向设置，铲刃所在的直角边与松土铲本体的底面具有夹角，铲刃沿推土方向的前端低于铲刃沿推土方向的后端；铲刃沿推土方向的形状为一段复合三角函数曲线，两个铲翼的上表面的形状为铲刃的曲线沿着与推土方向的垂直的方向延伸而成的曲面，该曲线方程为：
Figure 925951DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，
Figure 286657DEST_PATH_IMAGE002
为铲刃所在的直角边与松土铲本体的底面的夹角，A为正弦函数曲线的振幅，f1、f2为两种不同土壤的固有振动频率，u为松土铲的前进速度,
Figure 315793DEST_PATH_IMAGE003
为正弦函数曲线的相位角。
优选的，松土铲本体沿推土方向的后端设有连接块，连接块与铲柄可拆卸连接。
根据上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明提供的双翼松土铲，其两个铲翼的上表面的形状为通过复合三角函数延伸而成的曲面，基于触土部件-土壤自激振动减阻的原理，使与双翼松土铲触土曲面接触的土壤颗粒发生自激振动现象而松散，从而降低中耕机的工作阻力，相对于传统的中耕机减阻15%，并提高双翼松土铲脱附的性能。该复合三角函数融合了两种不同土壤的固有振动频率，因此本发明的双翼松土铲能够适应两种不同的土壤性质，同时还可以通过对速度的调整使得双翼松土铲激励频率选取范围更加广泛，充分发挥自激振动减阻的作用。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为铲翼的侧视图；
图3为铲刃的曲线示意图。
图中标记：1、铲柄，2、连接块，3、铲翼，4、铲刃。
具体实施方式
参见附图，具体实施方式如下：
一种双频自激振动式双翼松土铲，其特征在于：包括铲柄1和松土铲本体，松土铲本体包括两个铲翼3，铲翼3呈直角三角形，两个铲翼3的形状相同，两个铲翼3上相同长度的一段直角边的边沿对齐贴合连接，形成在松土铲本体中部沿推土方向延伸的铲刃4，两个铲翼3的斜边的边沿配合形成松土铲本体的底面，松土铲本体的底面沿水平方向设置，铲刃4所在的直角边与松土铲本体的底面具有夹角，铲刃4沿推土方向的前端低于铲刃4沿推土方向的后端。松土铲本体沿推土方向的后端设有连接块2，连接块2与铲柄1可拆卸连接。
铲刃4沿推土方向的形状为一段复合三角函数曲线，两个铲翼3的上表面的形状为铲刃4的曲线沿着与推土方向的垂直的方向延伸而成的曲面，该曲线方程为：
Figure 618598DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，
Figure 834816DEST_PATH_IMAGE002
为铲刃4所在的直角边与松土铲本体的底面的夹角，A为正弦函数曲线的振幅，f1、f2为两种不同土壤的固有振动频率，u为松土铲的前进速度,
Figure 982900DEST_PATH_IMAGE003
为正弦函数曲线的相位角。
本发明基于触土部件-土壤自激振动减阻的原理，使与双翼松土铲触土曲面接触的土壤颗粒发生自激振动现象而松散，从而降低中耕机的工作阻力，相对于传统的中耕机减阻15%，并提高双翼松土铲脱附的性能。该复合三角函数融合了两种不同土壤的固有振动频率，因此本发明的双翼松土铲能够适应两种不同的土壤性质，同时还可以通过对速度的调整使得双翼松土铲激励频率选取范围更加广泛，充分发挥自激振动减阻的作用。
复合三角函数曲线叠加生成的方法是：两条同振幅同相位角不同频率的正弦函数的标准方程式为
Figure 617275DEST_PATH_IMAGE004
，根据土壤的性质和双翼松土铲工作速度u，获得方程为
Figure 825402DEST_PATH_IMAGE005
的两条不同频率的正弦函数叠加的曲线，再将其与铲刃所在的直角边的函数融合，就能得到与f1、f2两种不同土壤的固有振动频率相匹配的曲面形状。

Claims (2)

1.一种双频自激振动式双翼松土铲，其特征在于：包括铲柄（1）和松土铲本体，松土铲本体包括两个铲翼（3），铲翼（3）呈直角三角形，两个铲翼（3）的形状相同，两个铲翼（3）上相同长度的一段直角边的边沿对齐贴合连接，形成在松土铲本体中部沿推土方向延伸的铲刃（4），两个铲翼（3）的斜边的边沿配合形成松土铲本体的底面，松土铲本体的底面沿水平方向设置，铲刃（4）所在的直角边与松土铲本体的底面具有夹角，铲刃（4）沿推土方向的前端低于铲刃（4）沿推土方向的后端；铲刃（4）沿推土方向的形状为一段复合三角函数曲线，两个铲翼（3）的上表面的形状为铲刃（4）的曲线沿着与推土方向垂直的方向延伸而成的曲面，该曲线方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
为铲刃（4）所在的直角边与松土铲本体的底面的夹角，A为正弦函数曲线的振幅，f1、f2为两种不同土壤的固有振动频率，u为松土铲的前进速度,
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为正弦函数曲线的相位角。
2.根据权利要求1所述的一种双频自激振动式双翼松土铲，其特征在于：松土铲本体沿推土方向的后端设有连接块（2），连接块（2）与铲柄（1）可拆卸连接。
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