具有仿生結(jié)構(gòu)的玉米根茬切割裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種具有仿生結(jié)構(gòu)的玉米根巷切割裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 玉米根巷收獲技術(shù)近年來得到長足的發(fā)展，根巷收獲過程中首要步驟是將根巷與 ±壤分離，而后完成撿拾、脫±等工作。由于玉米根系龐雜，根巷會裹挾大量±壤，形成復(fù)雜 的根±復(fù)合體。傳統(tǒng)的直刃或帶有銀齒的切割刀片，在切割過程中會消耗大量能量，同時影 響根巷收獲的整體效率，所W減小機(jī)具切割根巷的阻力，提高其耐磨性，是提高根巷收獲機(jī) 具生產(chǎn)率，降低成本的關(guān)鍵。
[0003] 贈是我國北方地區(qū)常見的一種昆蟲，贈若蟲于5月下旬至8月中下旬鉆出±壤完 成蟻?zhàn)?。研究發(fā)現(xiàn)，贈若蟲在地下30-50mm通過挖桐方式爬到地面，在其挖桐過程中負(fù)責(zé)挖 掘工作的是一對前爪。經(jīng)過漫長的自然選擇過程，贈若蟲前爪在挖掘、切割±壤方面有著得 天獨(dú)厚的優(yōu)勢，贈若蟲切挖±壤的過程中要切割與±壤裹挾在一起的植物根系，運(yùn)一過程 與根巷切割裝置切割根巷十分相似，因此，贈若蟲前爪獨(dú)特的齒狀結(jié)構(gòu)和溝壑結(jié)構(gòu)為根巷 切割部件設(shè)計(jì)提供了仿生原型。通過逆向工程技術(shù)，提取贈若蟲前爪銀齒狀結(jié)構(gòu)的輪廓曲 線，將其應(yīng)用到玉米根巷切割工作部件中，運(yùn)為改進(jìn)玉米根巷切割工作部件，為玉米根巷切 割的高質(zhì)量、高效率、低功耗作業(yè)提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種切割根巷阻力小、工作能耗低，能提高根巷收獲機(jī)工 作效率的具有仿生結(jié)構(gòu)的玉米根巷切割裝置。 陽〇化]本發(fā)明的仿生結(jié)構(gòu)來自于贈若蟲前爪銀齒狀結(jié)構(gòu)和贈若蟲前爪溝壑結(jié)構(gòu)，運(yùn)些結(jié) 構(gòu)有助于贈若蟲在切割±壤過程中降低阻力。
[0006] 本發(fā)明由連接架1、左側(cè)刀桿2、切巷刀片3、右側(cè)刀桿4組成，其中右側(cè)刀桿4的上 部經(jīng)螺栓與連接架1的左套管10固接，右側(cè)刀桿4的下端固接于切巷刀片3的孔III15位 置；左側(cè)刀桿2的上部經(jīng)螺栓與連接架1的右套管9固接，左側(cè)刀桿2的下端固接于切巷刀 片3的孔II17位置；所述的切巷刀片3由切巷刀片基體18和切齒20組成，其中切巷刀片 基體18呈梯形，切巷刀片基體寬度d為70--160mm，切巷刀片刀刃寬度C為10--40mm，切 巷刀片刀刃角4為20-45°，切巷刀片基體厚度hi為10--15mm，切巷刀片基體18梯形底 邊與側(cè)邊的夾角0為55-70。，切巷刀片基體18上設(shè)有孔III15和孔II17,孔III15和孔 II17之間設(shè)有2-5個凹槽16,孔III15和孔II17對稱設(shè)于凹槽16兩邊，且孔III15中屯、和 孔II17中屯、的連線與凹槽16垂直，且與奇數(shù)的中間凹槽16的中屯、點(diǎn)相交，若凹槽16為偶 數(shù)，則孔III15中屯、和孔II17中屯、的連線與兩個中間凹槽縱向中屯、線的中點(diǎn)相交；孔III15 和孔II17的中屯、距e為90-150mm，孔III15和孔II17的直徑為12mm;切巷刀片基體18的 梯形底邊與凹槽16的夾角P為40-60°，凹槽16的縱向、左側(cè)刀桿2和右側(cè)刀桿4中側(cè) 刀刀刃角a的朝向與切巷刀片3工作時的前進(jìn)方向一致，每兩個凹槽16的凹槽間距a為 8-30mm;切巷刀片3的底邊與水平面的夾角n為10-15°;切巷刀片刀刃19前部為切齒 20,切齒20的個數(shù)為6-50,切齒20外緣輪廓的曲線單元21的函數(shù)表達(dá)式為：
[0007]
[0008]其中：66. 7<x<82. 5;
[0009] 曲線單元21的寬度為8-40mm，在保持寬高比不變的情況下放大或縮小；曲線單元 21按直線型連續(xù)排布，總寬度則為切巷刀片刀刃長度L切巷刀片刀刃長度L為48-400mm; 凹槽16的寬度b與曲線單元21的寬度之比為1 :1，凹槽16的深度h2與曲線單元21的寬 度之比為1:5 ;凹槽16的個數(shù)為切齒20個數(shù)的0. 1-0. 2倍。
[0010] 所述的連接架1由連接板7、左套管10組成，右套管9和左套管10對稱固接于連 接板7的中部兩邊，連接板7上設(shè)有六個孔I8,右套管9上設(shè)有兩對右螺栓對孔6,左套管 10上設(shè)有兩對左螺栓對孔5。
[0011] 所述的左側(cè)刀桿2上部設(shè)有四個左孔11，左側(cè)刀桿2下部前端設(shè)有左側(cè)刀12,側(cè) 刀刀刃角a為30-60。。
[0012] 所述的右側(cè)刀桿4上部設(shè)有四個右孔13,右側(cè)刀桿4下部前端設(shè)有右側(cè)刀14,側(cè) 刀刀刃角a為30-60。。
[0013] 本發(fā)明的有益效果：
[0014] 采用本發(fā)明的切巷刀片對玉米根巷的切割實(shí)驗(yàn)證明，與傳統(tǒng)刀片相比，本發(fā)明可 使切割玉米根巷的功耗降低近6%，并且提高了刀片的耐磨性和工作效率。
[0015] 本發(fā)明將±壤穴居昆蟲的爪部挖掘曲線應(yīng)用到傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)±壤耕作部件上，解決 了玉米根巷根巷切割困難的問題。其結(jié)構(gòu)相對簡單，切割阻力小，效率高。不僅適用于玉米 根巷的收獲，對于一些需要挖掘收獲的農(nóng)作物，如馬鈴馨、木馨、花生等，也可W進(jìn)行挖掘。
【附圖說明】
[0016] 圖1為具有仿生結(jié)構(gòu)的玉米根巷切割裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0017] 圖2為連接架的結(jié)構(gòu)示意圖
[0018] 圖3為左側(cè)刀桿的結(jié)構(gòu)示意圖
[0019] 圖4為右側(cè)刀桿的結(jié)構(gòu)示意圖
[0020] 圖5為側(cè)刀刀刃角的示意圖
[0021] 圖6為切巷刀片的結(jié)構(gòu)示意圖
[0022] 圖7為凹槽尺寸標(biāo)識示意圖 陽02引 圖8為圖6中A-A向截面視圖
[0024]圖9為切巷刀片的底邊與水平面的夾角示意圖 陽0巧]圖10為曲線單元示意圖 陽0%] 其中：1.連接架2.左側(cè)刀桿3.切巷刀片4.右側(cè)刀桿5.左螺栓對孔6.右螺 栓對孔7.連接板8.孔I9.右套管10.左套管11.左孔12.左側(cè)刀13.右孔14.右 側(cè)刀15.孔III16.凹槽17.孔II18.切巷刀片基體19.切巷刀片刀刃20.切齒21.曲 線單元
[0027] a-凹槽間距b-凹槽寬度C切巷刀片刀刃寬度d-切巷刀片基體寬度k切巷刀 片刀刃長度hi切巷刀片基體厚度h2凹槽深度a-側(cè)刀刀刃角P-切巷刀片基體底線 與凹槽的夾角0-仿生切巷刀片基體底線與側(cè)邊的夾角4-切巷刀片刀刃角n-切巷刀 片的底邊與水平面的夾角
【具體實(shí)施方式】
[002引 W下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。 陽029] 實(shí)施例1
[0030] 本實(shí)例的具有仿生結(jié)構(gòu)的玉米根巷切割裝置參閱圖1至圖10。本實(shí)施例的特點(diǎn)是 由連接架1、左側(cè)刀桿2、切巷刀片3、右側(cè)刀桿4組成，其中右側(cè)刀桿4的上部經(jīng)螺栓與連 接架1的左套管10固接，右側(cè)刀桿4的下端固接于切巷刀片3的孔III15位置；左側(cè)刀桿2 的上部經(jīng)螺栓與連接架1的右套管9固接，左側(cè)刀桿2的下端固接于切巷刀片3的孔II17 位置；
[0031] 所述的切巷刀片3由切巷刀片基體18和切齒20組成，其中切巷刀片基體18 呈梯形，切巷刀片基體寬度d為77mm(設(shè)計(jì)范圍為70--160mm)，切巷刀片刀刃寬度C為 27.5mm(設(shè)計(jì)范圍為10--40mm)，切巷刀片刀刃角4為20° (設(shè)計(jì)范圍為20-45° )，切巷 刀片基體厚度hi為10mm(設(shè)計(jì)范圍為10--15mm)，切巷刀片基體18梯形底邊與側(cè)邊的夾角 0為70。（設(shè)計(jì)范圍為55-70。），切巷刀片基體18上設(shè)有孔III15和孔II17,孔III15和 孔II17之間設(shè)有3個（凹槽16的個數(shù)為切齒20個數(shù)的0. 1-0