一种基于动态仿生原理的深松铲的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于动态仿生原理的深松铲，包括深松铲安装柄、限位装置、双向扭簧、深松铲柄、深松铲尖和滑轮，深松铲安装柄与深松铲柄通过轴承安装，可实现深松铲柄在土壤底部转动，深松铲柄后端安装滑轮，与限位装置接触，提供前进方向上的支持力，并限制转动角度。轴承外端安装双向扭簧，可实现深松铲的转动复位，实现了动态作业效果。深松铲采用仿生曲线设计优化，保证提高破土性能。设计了动态仿生原理，整体深松铲运动形式与蚯蚓、蝼蛄等动物运动时形态类似，实现了动态仿生运动。
【专利说明】
-种基于动态仿生原理的深松护
技术领域
[0001] 本发明设及农业机械领域，具体设及一种基于动态仿生原理的深松伊。
【背景技术】
[0002] 深松是保护性耕作技术的关键技术之一，通过深松作业能够疏松±壤，打破準底 层，增强±壤输水能力，深松技术能够使±壤达到"松而不翻"的效果，动±量小。在国内外 已经成为一种完善的耕作技术方法。
[0003] 深松伊是深松机上的关键部件，其工作状态直接影响深松机的作业质量。现有深 松伊类型主要为凿形深松伊、箭形(鸭掌)深松伊与双翼深松伊等，由于深松伊直接作业在 ±壤地表层下，因此作业阻力大，能耗高。现有技术发明可通过对深松伊的表面结构进行设 计实现降阻效果（ZL20 1 2 1 0243502. 8 )，或通过震动实现增强松碎±壤能力 (ZL201210196080.3)，或对伊形的结构进行设计优化（ZL201 1 10421500.9、 201110105515.4)，提高入±能力，增强滑切性能等。
[0004] 但是，在深松机作业过程中，由于±壤层下结构复杂不易观察，作业过程中，会不 可避免的产生横向震动现象，导致作业效果不稳定，在遇到坚硬±层结构或坚硬石块时，由 于深松伊与整机相对静止，不能及时避开，对深松伊结构磨损较大，降低了使用寿命。
[0005]
【发明内容】
[0006] 为了解决现有技术存在的上述不足，本发明提供一种基于动态仿生原理的深松 伊，本发明与传统结构的深松伊相比，其结构紧凑，在深松作业过程中，能够提高破±性能， 降低±壤对伊面阻力，降低作业功耗，延长使用寿命。
[0007] 本发明的动态仿生原理是参照版蝴、峻姑等±壤环境内的生物运动特性，在对其 体表结构特点进行仿生的同时，也对其运动状态进行仿生模拟，即版蝴、峻姑等生物在上壤 内运动时，身体形状、运动位置的变化而钻±破±的整个过程，将其综合运动形式运用在深 松伊中，达到动态仿生效果。
[0008] 本发明是由深松伊安装柄、上垫片、轴承、下垫片、限位装置、双向扭黃、深松伊柄 和深松伊尖组成，深松伊安装柄上端设有四个安装孔与深松机横梁固定安装，深松伊安装 柄具有两个限位装置安装孔与限位装置通过螺栓螺母固定； 深松伊安装柄下端具有转轴，深松伊柄上端具有轴承，转轴与轴承过盈配合，深松伊柄 能绕转轴转动，在深松伊安装柄与深松伊柄之间的轴承外部套有双向扭黃，双向扭黃的上 端和下端分别安装有上垫片与下垫片进行固定限位，使深松伊柄在旋转过程中通过双向扭 黃的扭力回复原位置，深松伊柄底端安装深松伊尖;深松伊柄后端安装有滑轮，滑轮位于限 位装置中，滑轮与限位装置的外侧弧形壁接触，滑轮的底部抵在限位装置外侧弧形壁下缘， 限位装置的两侧进行限位，限位装置的限位角S为15°~30%限位装置的上端与下端皆为密 封结构，防止±壤进入限位装置内产生拥堵，保证滑轮能在限位装置内部顺利工作，保证了 复位运动顺利进行。
[0009] 所述的深松伊尖具有条形凸起结构，通过模仿版蝴、峻姑等生物体态结构，增强伊 尖破±性能，减小表面±壤附着。
[0010] 深松伊尖的条形凸起结构为弧形凸起，弧形凸起的高度m=l~2.5mm,相邻两条弧 形凸起的间距n=2~4mm，弧形凸起的宽度d=8~12mm。
[0011] 在深松伊柄后端安装有滑轮，因深松伊安装柄固定于机具上，深松伊柄可绕轴转 动，因深松伊在±壤中工作时阻力较大，使深松伊柄在运动过程中始终受到±壤给深松伊 向后的推力，通过安装滑轮结构，在限位装置中既可W限位转动的范围，又可W给予深松伊 柄在前后方向上的支持力，保护了轴承、深松伊安装柄底端转轴和深松伊柄，保证了作业效 果，延长使用寿命。
[0012] 滑轮在限位装置内部运动，在左右范围内，通过限位装置的两侧进行限位，其中限 位角为15°~30°。滑轮的底部抵在限位装置外侧弧形边缘，为深松伊在前进方向上的运动 提供支撑。
[0013] 本发明与现有技术相比的有益效果是： 1、相比传统仿生技术，动态仿生技术具有更高的发展前景。传统仿生技术基于动物表 面或微观结构形态，通过模拟进而实现人们所需求功能。在农业机械领域，仿生技术多应用 于改变农业机械部件的表面结构，进而实现降阻、脱附、耐磨等功能。而本发明提供动态仿 生技术思路，通过模拟版蝴、峻姑等适合于生活在±壤层下的动物，模拟±下动作状态，在 深松伊上加 W体现，使深松伊在工作过程中，增强入±性能，且实现动态松±效果，降低了 作业能耗。
[0014] 2、本发明所设计的深松伊，结构紧凑，无需对机架结构进行更改，通过深松伊在± 壤层下作业自激运动，且运动幅度可控。
[0015] 3、本发明的伊尖表面结构，能够增强入±性能，在运动过程中，充分实现滑切入 上，降低作业阻力。
[0016] 4、本发明的深松伊，在遇到坚硬±层或石块时自动实现在一定范围内转动，越过 恶劣作业环境后实时复位，避免了对伊体产生冲击而导致的磨损破坏，延长伊体使用寿命。
[0017] 5、本发明的角度限位装置，在动态仿生作业过程中，可W限制深松伊作业过程中 左右运动范围，安装方便。
【附图说明】
[001引图1是本发明的立体示意图。
[0019] 图2是本发明的侧视图。
[0020] 图3是本发明的俯视图。
[0021 ]图4是本发明去除限位装置后的立体示意图。
[0022] 图5是本发明的限位装置立体示意图。
[0023] 图6是本发明的限位装置俯视图。
[0024] 图7是本发明的限位装置原理示意图。
[0025] 图8是本发明的深松伊尖立体示意图。
[0026] 图9是本发明的深松伊尖俯视图。
[0027] 图10是本发明的深松伊尖曲线结构示意图。
[0028] 图中：1-深松伊安装柄;2-上垫片；3-轴承;4-下垫片；5-限位装置;6-双向扭黃;7- 深松伊柄;8-深松伊尖;9-滑轮。
【具体实施方式】
[0029] 请参阅图1、图2、图3和图4所示，本发明包括深松伊安装柄1、上垫片2、轴承3、下垫 片4、限位装置5、双向扭黃6、深松伊柄7、深松伊尖8和滑轮9,深松伊安装柄1上端设有四个 安装孔10与深松机横梁固定安装，深松伊安装柄1具有两个限位装置安装孔11与限位装置5 通过螺栓螺母固定； 深松伊安装柄1下端具有转轴，深松伊柄7上端具有轴承3,转轴与轴承3过盈配合，深松 伊柄7能绕转轴转动，在深松伊安装柄1与深松伊柄7之间的轴承3外部套有双向扭黃6,双向 扭黃6的上端和下端分别安装有上垫片2与下垫片4进行固定限位，使深松伊柄7在旋转过程 中通过双向扭黃6的扭力回复原位置，深松伊柄7底端安装深松伊尖8;深松伊柄7后端安装 有滑轮9,滑轮9位于限位装置5中，滑轮9与限位装置5的外侧弧形壁接触，滑轮9的底部抵在 限位装置5外侧弧形壁下缘，限位装置5的两侧进行限位，如图7所示，限位装置5的限位角δ 为15°~30%限位装置5的上端与下端皆为密封结构，如图1、图5和图6所示，防止±壤进入限 位装置5内产生拥堵，保证滑轮9能在限位装置5内部顺利工作，保证了复位运动顺利进行。
[0030] 如图8、图9所示，所述的深松伊尖8具有条形凸起结构，通过模仿版蝴、峻姑等生物 体态结构，增强伊尖破±性能，减小表面±壤附着。
[0031] 如图10所示，深松伊尖8的条形凸起结构为弧形凸起，弧形凸起的高度m=l~2.5mm， 相邻两条弧形凸起的间距n=2~4mm，弧形凸起的宽度d=8~12mm。
[0032] 如图4所示。在深松伊柄7后端安装有滑轮9,因深松伊安装柄1固定于机具上，深松 伊柄7可绕轴转动，因深松伊在±壤中工作时阻力较大，使深松伊柄7在运动过程中始终受 到±壤给深松伊向后的推力，通过安装滑轮9结构，在限位装置5中既可W限位转动的范围， 又可W给予深松伊柄7在前后方向上的支持力，保护轴承3、深松伊安装柄1底端转轴和深松 伊柄7,保证了作业效果，延长使用寿命。
[0033] 如图7所示，滑轮9在限位装置5内部运动，在左右范围内，通过限位装置5的两侧进 行限位，其中限位角??为15°~30°。滑轮9的底部抵在限位装置5外侧弧形边缘，为深松伊在前 进方向上的运动提供支撑。
【主权项】
1. 一种基于动态仿生原理的深松铲，其特征在于:包括深松铲安装柄（I)、上垫片（2)、 轴承(3)、下垫片(4)、限位装置(5)、双向扭簧(6)、深松铲柄(7)、深松铲尖(8)和滑轮(9)，深 松铲安装柄（1)上端设有四个安装孔(10)与深松机横梁固定安装，深松铲安装柄（1)具有两 个限位装置安装孔（11)与限位装置(5)通过螺栓螺母固定;深松铲安装柄（1)下端具有转 轴，深松铲柄(7)上端具有轴承(3)，转轴与轴承(3)过盈配合，深松铲柄(7)能绕转轴转动， 在深松铲安装柄（1)与深松铲柄(7 )之间的轴承(3 )外部套有双向扭簧(6 )，双向扭簧(6 )的 上端和下端分别安装有上垫片(2)与下垫片(4)进行固定限位，使深松铲柄(7)在旋转过程 中通过双向扭簧(6)的扭力回复原位置，深松铲柄(7)底端安装深松铲尖(8);深松铲柄(7) 后端安装有滑轮(9)，滑轮(9)位于限位装置(5)中，滑轮(9)与限位装置(5)的外侧弧形壁接 触，滑轮(9)的底部抵在限位装置(5)外侧弧形壁下缘，限位装置(5)的两侧进行限位，限位 装置(5)的上端与下端皆为密封结构。2. 根据权利要求1所述的所述的种基于动态仿生原理的深松铲，其特征在于:所述的限 位装置(5)的限位角S为15°~30°。3. 根据权利要求1所述的所述的种基于动态仿生原理的深松铲，其特征在于:所述的深 松铲尖(8 )具有条形凸起结构。4. 根据权利要求3所述的所述的种基于动态仿生原理的深松铲，其特征在于:所述的条 形凸起结构为弧形凸起，弧形凸起的高度m=l~2.5mm，相邻两条弧形凸起的间距n=2~4mm， 弧形凸起的宽度d=8~12mm。
【文档编号】A01B13/08GK105874902SQ201610291389
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】贾洪雷, 郭明卓, 张志君, 庄健, 齐江涛, 赵佳乐, 袁洪方, 郭慧, 姜鑫铭
【申请人】吉林大学