[發明專利]鼠道犁仿生減阻擴孔器

有效

• 申請號: 201010531296.1
• 申請日: 2010-11-04
• 公開（公告）號: CN102057767A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 佟金;馬云海;鄧志華;陳東輝;賈洪雷;孫霽宇;周江;陳玉香;常志勇
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: A01B11/00
• 分類號: A01B11/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 朱世林;王壽珍

技術領域

本發明涉及農業耕作機械上的鼠道犁擴孔部件，特別是涉及一種鼠道犁仿生減阻擴孔器。

背景技術

補充：概括或舉例說明現有中與本發明最接近的擴孔器的主要結構特點及不足。

鼠道犁擴孔器的主要功能是將犁鏟破開的洞孔進行固化，使鼠道固定成型。鼠道的成型質量直接影響到土地的蓄水抗旱的能力，土壤對擴孔器表面的粘附和阻力嚴重影響鼠道的質量和鼠道犁的能耗。目前傳統型鼠道犁擴孔器作業時與土壤間的阻力大、粘附嚴重，直接影響了鼠道的成型質量并加大了油耗。

研究發現，某些土壤洞穴動物如田鼠、螻蛄、蜣螂等進化出了發達的挖掘足，具有非常強的挖掘洞穴的本領，其表面具有抗磨不粘的非光滑結構。超高分子量聚乙烯具有其它工程塑料無法比擬的防粘性、耐磨損、耐沖擊、耐化學藥品、自潤滑等優異性能，所以采用超高分子量聚乙烯及其復合材料等疏水性材料加工制造具有仿生結構表面的擴孔器。

發明內容

本發明的目的在于仿照某些土壤洞穴動物的挖掘足，提供一種表面具有抗磨不粘的非光滑結構的鼠道犁仿生減阻擴孔器。

本發明的上述目的是這樣實現的，結合附圖說明如下：

一種鼠道犁仿生減阻擴孔器，其主體由圓錐型和圓柱型組成，所述的主體采用超高分子量聚乙烯外套5和結構鋼芯6，結構鋼芯6直徑與圓柱型外徑之比為0.1～0.6，圓柱型表面采用凸包形、凹坑形或肋條形仿生幾何結構單元，仿生幾何結構單元的凸包或凹坑為球缺形或拋物面形，凸包的高度H與包底圓直徑D之比H/D＝0.05～0.5，凸包在擴孔器表面上的分布采用規則分布或隨機均勻分布，每兩個相鄰凸包之間的距離為7mm～30mm。

所述的肋條形仿生幾何結構單元采用直條形或波紋形，在圓柱型表面按環形或平行于圓柱形軸線縱向連續、斷續、交叉或隨機均勻分布，斷續分布的肋條兩端采用半個球缺形過渡到圓柱體的柱面上。

所述的肋條形仿生幾何結構單元的橫斷面輪廓結構為圓弧形、上凸形正弦函數曲線或上凸形拋物線。

斷續分布的環形肋條長度為擴孔器所在位置的周長的1/40～1/5，即采用5～40個斷續肋條，每根肋條底寬為10～30mm，肋條高度與肋條底寬之比為0.05～0.5。

縱向且連續分布的肋條形仿生幾何結構單元，其長度等于圓柱型表面縱向長度L，斷續分布的肋條的長度為圓柱型表面縱向長度L的1/20～1/2，即采用2～20個斷續肋條，肋條底寬為10～30mm，肋條高度與肋條底寬之比為0.1～0.5。

波紋形肋條形仿生幾何結構單元的波紋表面縱向斷面采用正弦波形、由凸-凹拋物線組合而成的波紋形、凸-凹半圓弧組合而成的波紋形或三角形波，所述的三角形波頂點處有圓弧過渡，前進方向第一個角的角度θ為5°～45°；波峰高度和波谷深度H與波紋的半波長W之比：H/W＝0.01～0.5，半波長為5mm～25mm。

本發明的技術效果是：鼠道犁仿生減阻擴孔器采用多種仿生非光滑表面，通過實驗效果可知鼠道犁仿生減阻擴孔器能減小油耗4％左右，解決了成孔器粘附嚴重的問題，成孔效果理想，最終提高了土壤蓄水保墑能力。

附圖說明

圖1是仿生開溝器主視圖。

圖2是擴孔器主體結構示意圖；

其中：(a)擴孔器主體主視圖；

(b)擴孔器主體側視圖；

(c)擴孔器主體俯視圖。

圖3是擴孔器表面包形仿生幾何結構示意圖；

其中：(a)凸包結構規則一種分布方式；

(b)凸包結構規則另一種分布方式；

(c)凸包結構隨機分布方式。

圖4是擴孔器表面坑形仿生幾何結構示意圖；

其中：(a)凹坑結構規則的一種分布方式；

(b)凹坑結構規則另一種分布的方式；

(c)凹坑結構隨機分布方式。

圖5坑、包結構示意圖；

其中：(a)凸包仿生結構；

(b)凹坑仿生結構。

圖6橫向肋條形仿生幾何結構主體示意圖；

其中：(a)橫向肋條形仿生幾何結構主體主視圖；

(b)橫向肋條形仿生幾何結構主體展開圖；

圖7橫向波紋形仿生幾何結構表面示意圖；

其中：(a)肋條結構規則分布方式；

(b)肋條結構交叉分布方式；

(c)肋條結構隨機分布方式。

圖8橫向波紋形仿生幾何結構表面示意圖；

其中：(a)橫向波紋形結構擴孔器主體主視圖；

(b)橫向波紋形結構擴孔器主體側視圖；