基于多项式曲线的仿生减阻深松铲的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及农业耕整地机械领域上的一种具有减阻作用的基于多项式曲线 的仿生减阻深松伊。
【背景技术】
[0002] 深松作业可W在不翻耕±壤的基础上，打破±壤準底层，加深耕层，保护地表植 被，改善±壤结构，降低风蚀水蚀的危害，提高±壤的蓄水保墙能力，并提高±壤中微生物 的生活率，提高±壤肥性，有利于农作物根系的生长发育。
[0003] 深松伊是实现深松技术的关键工具，其结构形状和参数在很大程度上决定了深松 伊的耕作阻力及深松效果，现有的深松伊伊柄结构主要有圆弧形伊柄、直立式伊柄和倾斜 式伊柄，深松伊伊尖结构主要有凿形伊尖、箭形(鸭掌)伊尖和双翼形伊尖。采用现有深松结 构进行深松作业时，存在耕作阻力较大，能耗较高等问题。
[0004] 研究表明，狗灌善于打桐且挖掘速度极快，其前后爪趾为黑栋色，且都强健有力， 肢爪长而有力，尤其是其前肢爪。在狗灌挖掘过程中，前肢爪飞快的将坚实±壤打碎并将碎 ±化到腹下，其挖掘形式与深松形式非常相似，因此采用仿生学原理，对其爪趾曲线进行提 取，将所提取的曲线通过分析拟合应用于深松伊的结构设计中。
【发明内容】
[000引为了克服现有技术中存在的不足和缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于多项 式曲线的仿生减阻深松伊，W达到深松效果好、减阻性能优良和所需能耗低的作用。
[0006] 本实用新型基于多项式曲线的仿生减阻深松伊，如图1至6所示，它包括仿生深松 伊伊柄（1)，通过螺栓(3)连接在仿生深松伊伊柄（1)上的仿生深松伊伊尖(2)，所述的仿生 深松伊伊柄（1)自上而下由机架连接段化，触上曲线段化和仿生深松伊伊尖(2)连接段化组 成，伊柄工作段内准线B模仿狗灌爪趾的结构形状，其前部的刃口刃角为60%刃口前轮廓线 A与伊柄工作段内准线B平行，伊尖连接段化的伊尖安装平面与水平面之间的夹角a为20°~ 24°。在进行深松作业时，触±曲线段能够模仿狗灌挖掘时的形态。触±曲线段内准线B是由 W下多项式方程制得：
[0007] y, =319.39916-1.70123x1+0.00796xf-1.76587 IO-SxJ+1.巧23 IO-Sx^ ；
[000引式中，Xi的取值范围为化< Xi。81，拟合函数图像的X轴Wpixels为单位。
[0009] 所述仿生深松伊伊尖(2)由伊柄连接段L3和破±曲线段C组成，破±曲线段C模仿 狗灌爪趾前端的结构形状，伊尖模角丫为19°~20°。破±曲线段曲线是由W下多项式方程 制得：
[0010] y; =393.88922-8.57804x2+0.07406x5-2.92722 弓+4.61938 l〇-7x^; [00川式中，X孤值范围为化含X2。81，拟合函数图像的^iWpixels为单位。
【附图说明】
[0012] 图I为本实用新型基于多项式曲线的仿生减阻深松伊结构示意图；
[0013] 图2为本实用新型基于多项式曲线的仿生减阻深松伊伊柄结构示意图；
[0014] 图3为图2的左视图；
[0015]图4为图3所不A-A向剖面视图；
[0016] 图5为本实用新型基于多项式曲线的仿生减阻深松伊伊尖结构示意图；
[0017] 图6为图5的俯视图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图所示实例对本实用新型作更进一步的说明：
[0019] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是基于多项式曲线的仿生减阻深 松伊，如图1至6所示，它包括仿生深松伊伊柄（1)，通过螺栓(3)连接在仿生深松伊伊柄（1) 上的仿生深松伊伊尖(2)，所述的仿生深松伊伊柄（1)自上而下由机架连接段化，触±曲线 段化和仿生深松伊伊尖(2)连接段化组成，伊柄工作段内准线B模仿狗灌爪趾的结构形状，其 前部的刃口刃角为60°，刃口前轮廓线A与伊柄工作段内准线B平行，伊尖连接段化的伊尖安 装平面与水平面之间的夹角a为20°~24°，根据深松作业要求和国标JB/T9788-1999标准，I = 60mm，J = 25mm，Dl+D2+D3 = 600mm。在进行深松作业时，触±曲线段能够模仿狗灌挖掘时的 形态。触±曲线段内准线B是由W下多项式方程制的：
[0020] y! =319.39916-1.70123x1+0.00796X?-1.76587 1〇-5义責+1.巧23 l〇-*x;；
[0021 ] 式中，对的取值范围为25含Xi含281，拟合函数图像的X轴Wpixels为单位。伊柄部 分L/D取值范围：0.7含L/D含0.85，L为深松伊入±工作长度，D为耕作深度。实际耕深要求D =320mm，将狗灌爪趾提取曲线坐标值Xi和yi进行等比例缩放，比例系数为0.658,得到L = 253mm，L/D二0.79。
[0022]所述仿生深松伊伊尖(2)由伊柄连接段L3和破±曲线段C组成，破±曲线段C模仿 狗灌爪趾前端的结构形状，伊尖模角丫为19°~20°。破±曲线段曲线是由W下多项式方程 制的：
[002引 y; =393.88922-8.57804x2+0.07406x22-2.92722 !0"+4.61938 10-7 X^;
[0024] 式中，X2的取值范围为化< X2。81，拟合函数图像的X轴Wpixels为单位。
[0025] W中华人民共和国机械行业标准JB/T9788-1999《深松伊和深松伊柄》所规定的凿 形深松伊的尺寸和结构为基础进行仿生深松伊伊尖的设计制作。
[0026] 要求仿生深松伊伊尖宽度也= 40mm，长度L4=165mm，将狗灌爪趾前端提取曲线坐 标X2和y2进行等比例缩放，比例系数为0.156,得到仿生深松伊伊尖图形。
【主权项】
1. 基于多项式曲线的仿生减阻深松伊，包括仿生深松伊伊柄（1)、仿生深松伊伊尖(2)、 螺栓(3);其特征在于:所述仿生深松伊伊柄（1)与仿生深松伊伊尖(2)通过螺栓(3)连接在 一起，所述仿生深松伊伊柄（1化机架连接段(Di)，触±曲线段(〇2)和伊尖连接段曲)组成， 所述触±曲线段(〇2)中的触±曲线段内准线(B)模仿狗灌爪趾的结构形状，其前部的刃口 刃角为60%刃口前轮廓线(A)与触±曲线段内准线(B)平行，触±曲线段内准线(B)由多项 式方程又1 =319.399161.70123)^+0.00796?^-1.76587 10-5x^+1.5323 1〇-*乂;制得，义1 的取值范围为25 ^ Xi ^ 281，所述伊尖连接段(〇3)中伊尖安装平面与水平面之间的夹角(曰） 为20° ~24°。2. 根据权利要求1所述的基于多项式曲线的仿生减阻深松伊，其特征在于:所述仿生深 松伊伊尖(2)由伊柄连接段化3)和破±曲线段(C)组成，伊柄连接段化3)为矩形，破±曲线 段（C )模仿狗灌爪趾前端结构形状，通过多项式方程 y2=393.8W22-8.57804x2+0.07406x^-2.92722 1(T"x32+4.61S>38 l〇-7x^ 制得， X2取值范围为化< X2 < 281，伊尖模角（丫）为19°~20°。
【专利摘要】本实用新型涉及农业耕整地机械领域上的一种具有减阻作用的基于多项式曲线的仿生减阻深松铲。它包括仿生深松铲铲柄，通过螺栓连接在仿生深松铲铲柄上的仿生深松铲铲尖，其特性在于：本实用新型是基于狗獾爪趾表面轮廓线及其前端轮廓线，其形状具有多项式的曲线形式，仿生深松铲铲柄铲柄内准线由方程式<maths num="0001"></maths>制得，铲尖安装平面与水平面之间的夹角α为20°～24°，仿生深松铲铲尖由方程式<maths num="0002"></maths>制得。该深松铲相比较国标深松铲可降低阻力17％左右，有利于节约能耗。
【IPC分类】A01B13/08
【公开号】CN205161039
【申请号】CN201520949341
【发明人】陈军, 王亚磊, 石宝宝, 刘美辰, 张舰, 吕秀婷, 陈潇然, 王丙龙
【申请人】西北农林科技大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月10日