一種仿螻蛄爪趾構形的挖掘機鏟斗的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種仿螻蛄爪趾構形的挖掘機鏟斗，適用于1.2m3的斗容量，由底板、墻板、側加板、邊板、齒座板、齒座、斗齒、掛耳板構成，底板兩側面下緣前側對稱固裝側加板，底板兩側對稱固裝墻板，墻板下緣與側加板固裝，墻板上緣固裝邊板，齒座板固裝于底板正面上緣，在齒座板上間隔固裝一組齒座，在該一組齒座上均固裝斗齒，在底板的后部上緣固裝掛耳板，其底板、齒座板、齒座及斗齒所在的外輪廓線為擬合螻蛄挖掘足外輪廓線，各部件裝配完成后實現(xiàn)平滑過渡，成為有機整體。本實用新型結構設計科學合理，其曲線形狀有利于增強楔土能力，減少觸土面積，改善界面摩擦和黏附條件，具有較好的脫土降阻效果，從而有效提高挖掘效率，延長使用壽命。
【專利說明】一種仿螻蛄爪趾構形的挖掘機鏟斗

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于挖掘機領域，特別是一種仿螻蛄爪趾構形的挖掘機鏟斗。

【背景技術】
[0002]挖掘機是基礎施工、能源開發(fā)、交通運輸、市政建設以及國防施工等各項工程建設的重要施工設備，在經(jīng)濟建設中的作用至關重要。挖掘機鏟斗是采掘作業(yè)中的工作部件，具有楔入破壞土壤，儲存土壤兩大功能。鏟斗上的斗齒及鏟斗底板是主要的觸土部位，其受到土壤的磨損，易損壞，需經(jīng)常維護更換。如果能在實現(xiàn)鏟斗的挖掘與儲存功能的前提下，降低斗齒及鏟斗底板的磨損，提高使用壽命，將有利于資源的節(jié)約。
[0003]傳統(tǒng)的提高挖掘機鏟斗壽命的方法有采用耐磨材料或采用新的制備工藝提高機械性能，挖掘機鏟斗的壽命除受材料性能影響外，還受到幾何結構形式的影響，通過合理的結構設計，特別是觸土曲面的幾何結構設計，能夠降低觸土阻力，從而減小所受的摩擦，提聞壽命。
[0004]研究發(fā)現(xiàn)，螻蛄具備在土壤中快速挖掘的優(yōu)良本領，其挖掘足呈鏟狀，有學者在對螻蛄等土壤動物的爪趾形態(tài)與結構觀察的基礎上，結合地面機械減黏降阻理論，得出螻蛄爪趾的結構形狀有利于增強楔土能力，減少觸土面積，實現(xiàn)較好的脫土降阻效果，改善界面摩擦和黏附條件的結論。
[0005]因此，螻蛄優(yōu)異的挖掘能力及主要工作部件挖掘足為挖掘機鏟斗構形的仿生設計優(yōu)化提供了思路，將螻蛄挖掘足的幾何結構特性運用到挖掘機鏟斗改形設計中，得到具有良好挖掘性能的仿生挖掘機鏟斗。


【發(fā)明內容】

[0006]本實用新型的目的在于提供一種挖掘阻力小、減黏脫土、并有效提聞挖掘效率，延長使用壽命的仿螻蛄爪趾構形的挖掘機鏟斗。
[0007]本實用新型解決其技術問題是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0008]一種仿螻蛄爪趾構形的挖掘機鏟斗，由底板、墻板、側加板、邊板、齒座板、齒座、斗齒、掛耳板構成，底板兩側面下緣前側對稱固裝側加板，底板兩側對稱固裝墻板，墻板下緣與側加板固裝，墻板上緣固裝邊板，齒座板固裝于底板正面上緣，在齒座板上間隔固裝一組齒座，在該一組齒座上均固裝斗齒，在底板的后部上緣固裝掛耳板，其特征在于:
[0009]所述底板、齒座板、齒座及斗齒所在的外輪廓線為擬合螻蛄挖掘足外輪廓線，由依次相切的底板下緣圓弧線、齒座板下緣圓弧線DE、齒座外緣圓弧線及斗齒外側圓弧線HI組合而成，其中:
[0010]底板下緣圓弧線自下而上依次由第一底板下緣圓弧線AB、第二底板下緣圓弧線BC、第三底板下緣圓弧線⑶構成，第一底板下緣圓弧線AB的直徑為1283mm，弧長為279mm ；第二底板下緣圓弧線BC的直徑為6200mm，弧長為355mm ;第三底板下緣圓弧線CD的直徑為2900mm,弧長為 542mm ；
[0011]齒座板下緣圓弧線DE的直徑為2900mm，弧長為107mm ；
[0012]齒座外緣圓弧線自下而上由第一齒座外緣圓弧線EF及第二齒座外緣圓弧線FG構成，第一齒座外側圓弧線EF的直徑為2900mm，弧長為60mm ;第二齒座外緣圓弧線FG的直徑為2000mm,弧長為59mm ；
[0013]斗齒外側圓弧線HI的直徑為2165mm，弧長為268mm。
[0014]本實用新型的優(yōu)點和有益效果為:
[0015]1、本仿螻蛄爪趾構形的挖掘機鏟斗，其底板、齒座板、齒座及斗齒的挖掘面所在的外輪廓線為擬合螻蛄挖掘足輪廓線，克服了現(xiàn)有的挖掘機鏟斗平直的挖掘面易受到摩擦磨損的問題，利用仿生設計方法設計的鏟斗可以有效的減小在挖掘土壤時所受的土壤阻力，改善鏟斗的磨損性能，提高鏟斗的使用壽命。
[0016]2.本仿螻蛄爪趾構形的挖掘機鏟斗，實現(xiàn)了斗齒到底板的平滑過渡，底板、齒座板、齒座及斗齒裝配完成后可成為一個有機整體，結構設計合理，增加了挖掘機鏟斗的自身強度，并且可以節(jié)省制造時所需的材料。
[0017]3、本仿螻蛄爪趾構形的挖掘機鏟斗，通過改進鏟斗和斗齒的結構與形狀因素，達到了降低工作耗能，提高挖掘效率，節(jié)約新型材料的目的，可有效降低研制新型挖掘機鏟斗的成本。
[0018]4、本實用新型結構設計科學合理，其結構形狀有利于增強楔土能力，減少觸土面積，改善界面摩擦和黏附條件，具有較好的脫土降阻效果，從而有效提高挖掘效率，延長使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0020]圖2為本實用新型的結構示意圖(剖面圖)；
[0021]圖3為圖1的俯視圖。
[0022]附圖標記說明:
[0023]1-掛耳板、2-邊板、3-斗齒、4-齒座、5-齒座板、6-底板、7-側加板、8-墻板、9-第一底板下緣圓弧線AB、10-第二底板下緣圓弧線BC、11-第三底板下緣圓弧線⑶、12-齒座板下緣圓弧線DE、13-第一齒座外緣圓弧線EF、14-第二齒座外緣圓弧線FG、15-斗齒外側圓弧線HI。

【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護范圍。
[0025]一種仿螻蛄爪趾構形的挖掘機鏟斗，適用于1-1.2m3的斗容量，其主要由底板6、墻板8、側加板7、邊板2、齒座板5、齒座4、斗齒3、掛耳板I構成,底板兩側面下緣前側對稱固裝側加板，底板兩側對稱固裝墻板，墻板下緣與側加板固裝，墻板上緣固裝邊板，齒座板固裝于底板正面上緣，在齒座板上間隔固裝一組齒座，在該一組齒座上均固裝斗齒，在底板的后部上緣固裝掛耳板。
[0026]底板、齒座板、齒座及斗齒的挖掘面所在的外輪廓線為擬合螻蛄挖掘足輪廓線，由依次相切的底板下緣圓弧線、齒座板下緣圓弧線、齒座外緣圓弧線及斗齒外側圓弧線組合而成，其中:
[0027]底板下緣圓弧線自下而上依次由第一底板下緣圓弧線AB9、第二底板下緣圓弧線BC10、第三底板下緣圓弧線⑶11構成，第一底板下緣圓弧線的直徑為1283.00mm，弧長為278.85mm ;第二底板下緣圓弧線的直徑為6200.00mm，弧長為355.1lmm ;第三底板下緣圓弧線的直徑為2900.0Omm,弧長為542.47mm ；
[0028]齒座板下緣圓弧線DE12的直徑為2900.0Omm,弧長為107.24mm ；
[0029]齒座外緣圓弧線自下而上由第一齒座外緣圓弧線EF13及第二齒座外緣圓弧線FG14構成，第一齒座外側圓弧線的直徑為2900.00mm，弧長為60.21mm ;第二齒座外緣圓弧線的直徑為2000.00mm，弧長為58.71mm ；
[0030]斗齒外側圓弧線HI15的直徑為2164.60mm，弧長為267.90mm。
[0031]傳統(tǒng)挖掘機鏟斗主體的挖掘曲線主要以直線為主。本實用新型通過仿生學方法提取已經(jīng)具有優(yōu)越挖掘能力的土壤動物螻蛄的挖掘足生物曲線，將該曲線參數(shù)化，然后將該參數(shù)化曲線融入到鏟斗觸土面的設計之中，得到整體挖掘面具有生物挖掘足特性的挖掘機鏟斗。另外，將得到的螻蛄挖掘足爪趾的橫縱向剖面曲線應用到挖掘機仿生斗齒的設計之中，得到具有生物挖掘特性的仿生斗齒，使之與仿生鏟斗進行配合。
[0032]本實用新型首次將仿生學工程原理結合到了挖掘機鏟斗與斗齒的設計中，旨在最大限度的模擬螻蛄挖掘足爪趾在挖掘運動中的機理及觸土模式。并根據(jù)現(xiàn)有研究中對鏟斗觸土機制和受力情況的研究，設計得到具有土壤生物挖掘特性的仿生鏟斗，可以通過改變鏟斗和斗齒的形狀、結構有效的減小鏟斗挖掘阻力，降低挖掘過程中土壤的摩擦力，有利于減黏脫土，提聞挖掘效率。
[0033]盡管為說明目的公開的本實用新型的實施例和附圖，但是本領域的技術人員可以理解，在不脫離本實用新型及所附權利要求的精神和范圍內，各種替換、變化和修改都是可能的，因此本實用新型的范圍不局限于實施例和附圖所公開的內容。
【權利要求】
1.一種仿螻蛄爪趾構形的挖掘機鏟斗，由底板、墻板、側加板、邊板、齒座板、齒座、斗齒、掛耳板構成，底板兩側面下緣前側對稱固裝側加板，底板兩側對稱固裝墻板，墻板下緣與側加板固裝，墻板上緣固裝邊板，齒座板固裝于底板正面上緣，在齒座板上間隔固裝一組齒座，在該一組齒座上均固裝斗齒，在底板的后部上緣固裝掛耳板，其特征在于: 所述底板、齒座板、齒座及斗齒所在的外輪廓線為擬合螻蛄挖掘足外輪廓線，由依次相切的底板下緣圓弧線、齒座板下緣圓弧線DE、齒座外緣圓弧線及斗齒外側圓弧線HI組合而成，其中: 底板下緣圓弧線自下而上依次由第一底板下緣圓弧線AB、第二底板下緣圓弧線BC、第三底板下緣圓弧線⑶構成，第一底板下緣圓弧線AB的直徑為1283mm，弧長為279mm ;第二底板下緣圓弧線BC的直徑為6200mm，弧長為355mm ;第三底板下緣圓弧線⑶的直徑為2900mm,弧長為 542mm ； 齒座板下緣圓弧線DE的直徑為2900mm，弧長為107mm ； 齒座外緣圓弧線自下而上由第一齒座外緣圓弧線EF及第二齒座外緣圓弧線FG構成，第一齒座外側圓弧線EF的直徑為2900mm，弧長為60mm ;第二齒座外緣圓弧線FG的直徑為2000mm,弧長為 59mm ； 斗齒外側圓弧線HI的直徑為2165mm，弧長為268mm。
【文檔編號】E02F9/00GK204001024SQ201420275421
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權日:2014年5月27日
【發(fā)明者】張琰, 張思博, 張峻霞, 王新亭 申請人:天津科技大學