CN209994877U - 一种三七种苗仿生挖掘铲 - Google Patents
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Abstract
一种三七种苗仿生挖掘铲属农业机械技术领域，本实用新型铲尖为曲线BCD和直线DB的连接部分，是仿穿山甲前爪中趾尖端的轮廓曲线段；铲面为直线BD、曲线DE、直线EF和曲线FB的连接部分，其剖面曲线是仿穿山甲前爪中趾剖面的内轮廓曲线段；铲面凸起为铲面凸起长条，是仿穿山甲身躯鳞片上的纵向棱纹凸起；铲背的剖面曲线GA是关于仿穿山甲前爪中趾剖面的外轮廓曲线；铲尾的横截面是以线段EF为长、线段FG为宽所组成的长方形；本实用新型运用穿山甲前爪中趾和鳞片拟合挖掘铲铲尖、铲面、铲面凸起和铲背，可达到三七种苗挖掘铲设计要求，能在保证不破坏三七主根和剪口完好率的同时，达到增大碎土性能和减少黏附性能的效果。
Description
技术领域
本实用新型属于农业机械技术领域，具体涉及一种三七种苗仿生挖掘铲。
背景技术
三七种苗根茎部分由主根、剪口及根须等组成，采挖前需要切去地上部分，并且采挖时要保证不破坏三七主根和剪口，保证三七种苗采挖新鲜度和根须数完整；并且三七基质含水率高，黏性大，致使挖掘难度大。挖掘铲作为三七种苗挖掘机的关键部件，设计时要在保证种苗完好率和挖净率的同时，还要考虑减小工作阻力、提升碎土性能、减少与土壤间的黏性等问题。
穿山甲在挖掘洞穴的过程中表现出较好的挖掘性能，它可通过前爪和头部进行快速掘进，通过鳞片对洞壁进行摩擦润滑和扒土、排土。穿山甲爪趾尖端为一定弧度的楔状曲线，此楔形一方面可以减少应力集中,增强生物材料与环境条件相适应的机械强度；另一方面是在保证楔入力尽量大的条件下,使顶端过渡圆角增大,改善端部土壤应力分布,改变压实土壤的形状,减少土壤黏附。穿山甲在挖掘洞穴捕食过程中,鳞片直接与土壤和岩石接触，单个鳞片的表面具有几何非光滑棱纹形态,这种棱纹楔形曲面比光滑面的触土部件有更好的减黏降阻特性。穿山甲挖掘洞穴过程与挖掘铲采挖三七种苗过程非常相似，因此可以采用仿生学原理，将穿山甲前爪和鳞片结构应用在三七种苗挖掘铲设计中。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种减小工作阻力、提升碎土性能、保证三七种苗挖净率和完好率的挖掘铲。
本实用新型技术方案如下：运用仿生学原理，对穿山甲前爪中趾和鳞片进行结构分析与轮廓提取，并对爪趾剖面和尖端轮廓进行曲线拟合，得到仿生铲外形轮廓；结合穿山甲鳞片表面的棱纹楔形形状，将仿生铲表面设计成有凸起的楔形铲面。
本实用新型由铲尖1、铲面2、铲面凸起3、铲背4和铲尾5顺序连接而成；从俯视角度看：铲尖1为曲线BCD和直线DB的连接部分，是仿穿山甲前爪中趾尖端的轮廓曲线段；铲面2为直线BD、曲线DE、直线EF和曲线FB的连接部分，其剖面曲线是仿穿山甲前爪中趾剖面的内轮廓曲线段；铲面凸起3为铲面凸起长条，是仿穿山甲身躯鳞片上的纵向棱纹凸起；铲背4的剖面曲线GA是关于仿穿山甲前爪中趾剖面的外轮廓曲线；铲尾5的横截面是以线段EF为长、线段FG为宽所组成的长方形；
所述铲尖1曲线BCD的方程为：
y1＝5.226x1 4-230.34x1 3+3808.1x1 2-27989x1+77168
其中：10.5＜x1＜11.5，x1和y1均为直角坐标系中的坐标值；
所述铲面2的剖面曲线FB和曲线ED的方程为：
y2＝0.2249x2 2-6.503x2+53.67
其中：11.5＜x2＜15.0，x2和y2均为直角坐标系中的坐标值；
所述铲背4的剖面曲线GA的方程为：
y3＝0.2515x3 2-7.0263x3+55.077
其中：10.2＜x3＜15.0，x3和y3均为直角坐标系中的坐标值。
所述铲面2的宽度a为32-46mm；挖掘铲的垂直高度b为100-130mm；铲尖1的厚度d为4-7mm，铲尾5的厚度c为12-16mm；铲面凸起3的横截面是半径r为0.1-0.25mm的半圆形曲面凸起，每两个凸起的间距e为0.05-0.2mm。
本实用新型运用穿山甲前爪中趾和鳞片拟合挖掘铲铲尖、铲面、铲面凸起和铲背，可达到三七种苗挖掘铲设计要求，能提高三七种苗完好率、增大碎土性能并减少黏附性能；凸起铲型表面与穿山甲的原型吻合，碎土和抗黏性能好。
附图说明
图1为减阻耐磨仿生挖掘铲的轴测图
图2为减阻耐磨仿生挖掘铲的主视图
图3为减阻耐磨仿生挖掘铲的俯视图
图4为图3中J-J截面视图
图5为仿生前爪中趾纵剖面轮廓曲线的示意图
图6为仿生前爪中趾尖端轮廓曲线的示意图
其中：1.铲尖 2.铲面 3.铲面凸起 4.铲背 5.铲尾
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细描述。
如图1至图6所示，本实用新型由铲尖1、铲面2、铲面凸起3、铲背4和铲尾5顺序连接而成；从俯视角度看：铲尖1为曲线BCD和直线DB的连接部分，是仿穿山甲前爪中趾尖端的轮廓曲线段；铲面2为直线BD、曲线DE、直线EF和曲线FB的连接部分，其剖面曲线是仿穿山甲前爪中趾剖面的内轮廓曲线段；铲面凸起3为铲面凸起长条，是仿穿山甲身躯鳞片上的纵向棱纹凸起；铲背4的剖面曲线GA是关于仿穿山甲前爪中趾剖面的外轮廓曲线；铲尾5的横截面是以线段EF为长、线段FG为宽所组成的长方形；
所述铲尖1曲线BCD的方程为：
y1＝5.226x1 4-230.34x1 3+3808.1x1 2-27989x1+77168
其中：10.5＜x1＜11.5，x1和y1均为直角坐标系中的坐标值；
所述铲面2的剖面曲线FB和曲线ED的方程为：
y2＝0.2249x2 2-6.503x2+53.67
其中：11.5＜x2＜15.0，x2和y2均为直角坐标系中的坐标值；
所述铲背4的剖面曲线GA的方程为：
y3＝0.2515x3 2-7.0263x3+55.077
其中：10.2＜x3＜15.0，x3和y3均为直角坐标系中的坐标值。
所述铲面2的宽度a为32-46mm；挖掘铲的垂直高度b为100-130mm；铲尖1的厚度d为4-7mm，铲尾5的厚度c为12-16mm；铲面凸起3的横截面是半径r为0.1-0.25mm的半圆形曲面凸起，每两个凸起的间距e为0.05-0.2mm。
实际应用时，三七种苗挖掘铲横向排列28排，将每一个挖掘铲铲尾与机架固接，每两个挖掘铲之间的间距为30-50mm。
Claims (2)
1.一种三七种苗仿生挖掘铲，其特征在于：由铲尖(1)、铲面(2)、铲面凸起(3)、铲背(4)和铲尾(5)顺序连接而成；从俯视角度看：铲尖(1)为曲线BCD和直线DB的连接部分，是仿穿山甲前爪中趾尖端的轮廓曲线段；铲面(2)为直线BD、曲线DE、直线EF和曲线FB的连接部分，其剖面曲线是仿穿山甲前爪中趾剖面的内轮廓曲线段；铲面凸起(3)为铲面凸起长条，是仿穿山甲身躯鳞片上的纵向棱纹凸起；铲背(4)的剖面曲线GA，是关于仿穿山甲前爪中趾剖面的外轮廓曲线；铲尾(5)的横截面是以直线EF为长、直线FG为宽所形成的长方形平面；所述铲尖(1)的曲线BCD的方程为：
y1＝5.226x1 4-230.34x1 3+3808.1x1 2-27989 x1+77168
其中：10.5＜x1＜11.5，x1和y1均为直角坐标系中的坐标值；
所述铲面(2)的剖面曲线FB和曲线ED的方程为：
y2＝0.2249x2 2-6.503x2+53.67
其中：11.5＜x2＜15.0，x2和y2均为直角坐标系中的坐标值；
所述铲背(4)的剖面曲线GA的方程为：
y3＝0.2515x3 2-7.0263x3+55.077
其中：10.2＜x3＜15.0，x3和y3均为直角坐标系中的坐标值。
2.按权利要求1所述的三七种苗仿生挖掘铲，其特征在于：所述铲面(2)的宽度a为32-46mm；挖掘铲的垂直高度b为100-130mm；铲尖(1)的厚度d为4-7mm，铲尾(5)的厚度c为12-16mm；铲面凸起(3)是半径r为0.1-0.25mm的半圆形曲面凸起长条，相邻两个凸起的间距e为0.05-0.2mm。
Priority Applications (1)
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| CN201920491612.3U CN209994877U (zh) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | 一种三七种苗仿生挖掘铲 |
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| CN (1) | CN209994877U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113287434A (zh) * | 2021-02-28 | 2021-08-24 | 济南大学 | 基于穿山甲形态特征及挖洞行为仿生的青贮铡切抛送系统 |
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2019
- 2019-04-12 CN CN201920491612.3U patent/CN209994877U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN113287434A (zh) * | 2021-02-28 | 2021-08-24 | 济南大学 | 基于穿山甲形态特征及挖洞行为仿生的青贮铡切抛送系统 |
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