[發明專利]仿生芯鏵式播種開溝器

無效

• 申請號: 201210544482.8
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN102972128A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 馬云海;佟金;劉玉成;賈洪雷;閆志峰;徐蘇雷;陳東輝;彭杰;馬圣勝
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: A01C5/06
• 分類號: A01C5/06
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 邵銘康;朱世林

技術領域

本發明屬農業機械技術領域，具體涉及一種仿生芯鏵式播種開溝器。

背景技術

在農業耕種作業中，都需要在土地表面形成一個溝，以進行播種及施肥。農業生產要求播種開溝器開出的溝形整齊，深淺一致，播種均勻。但是，播種開溝器在不同的土壤狀況下，所形成的溝有很大差別。其在濕度較大的土壤中工作時，土壤粘附在其工作表面，導致牽引阻力增大，開出的溝形不整齊，使種子在溝中的深淺不一致，影響了播種質量。因此減粘降阻是播種開溝器應解決的重要問題。

發明內容

本發明的目是解決現有播種開溝部件粘土、阻力增大等問題，提供一種表面具有土壤洞穴動物穿山甲的鱗片表面結構和凸包型結構的開溝器。它采用在普通芯鏵式播種開溝器觸土表面設計出鱗片型結構和凸包型結構而形成的，這兩種仿生結構使其具有減輕土壤粘附和降低工作阻力的功能。

本發明由芯鏵1、鏵柄2、翼板3、連接板4、輸種管5和護種罩6組成，其特征在于芯鏵1前部基體9的上表面規律分布有鱗片型幾何結構7和凸包型幾何結構8，鱗片型幾何結構7和凸包型幾何結構8兩者中心距L為5～25mm。

本發明是基于土壤洞穴動物穿山甲的鱗片表面結構和凸包型結構具有耐磨、減粘、降阻的特征，根據優化分析和幾何測量所確定的。

所述的鱗片型幾何結構7的表面形狀為對稱六邊形結構：邊長L₁為1～20mm，L₂為1～30mm，內角α₁為120～130°，內角α₂為100～110°，鱗片型幾何結構7的高度H₁為1～4mm，側面傾角δ為55～70°；鱗片型幾何結構7上表面為棱紋型結構，其仿生結構形狀表達式為：y=asin(bx+c)；

其中：a為振幅，b為頻率，c為初相位，0<a≤5，0≤bx+c≤π，0≤x≤8。

所述的凸包型幾何結構(8)形如倒扣的小蝶，其包與底面圓滑過渡，設底面為水平光滑表面，該平面的數學方程為Z=0，在三維歐式空間XYZ中，以XY平面為底，在坐標原點處一個“包”的方程為：

式中：R為頂面圓半徑，R＝1～4mm；R+r為底面圓半徑，R+r=510mm；h為凸包高度，h=1～4mm；調節R、r與h參數的大小，可得出不同形狀及大小的凸包。

所述的鱗片型幾何結構7和凸包型幾何結構8與基體9加工成一體。

本發明具有很好的減輕土壤粘附和降低工作阻力的技術效果，可提高播種和施肥質量，減少動力消耗。

附圖說明

圖1是仿生芯鏵式播種開溝器主視圖

圖2是仿生芯鏵式播種開溝器俯視圖

圖3是圖2中A-A向剖視圖

圖4是圖2中B-B向剖視圖

圖5是鱗片型幾何結構的平面模型

圖6是鱗片型和凸包型幾何結構的局部剖視圖

圖7是芯鏵式播種開溝器的幾何參數示意圖

圖8是芯鏵式播種開溝器的幾何參數示意圖

其中：1．芯鏵??2．鏵柄??3．翼板??4．連接板??5．輸種管??6．護種罩??7．鱗片型幾何結構??8．凸包型幾何結構??9．基體

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作詳細介紹：

如圖1，芯鏵式播種開溝器豎直邊長H=80～140mm，水平邊長L=130～170mm，脊線曲率半徑R₁＝250～350mm，鱗片型幾何結構7的表面形狀為對稱六邊形結構：邊長L1=1～20mm，L₂=1～30mm，內角α₁=120～130°，內角α₂=100～110°，凸包型幾何結構8類似于倒扣的小蝶，頂面圓半徑R＝1～4mm；底面圓半徑R+r=5～10mm；凸包高度h＝1～4mm。兩仿生結構鱗片型幾何結構7和凸包型幾何結構8中心距L＝5～25mm。

如圖5，鏵式基體9厚D=2～4mm，鱗片型幾何結構7的高度H₁=1～4mm，側面傾角δ＝55°～70°。鱗片型幾何結構7的表面仿生結構形狀為：y=asin(bx+c)。其中：a為振幅，b為頻率，c為初相位，0＜a≤5，0≤bx+c≤π，0≤x≤8。

如圖7，芯鏵式播種開溝器豎直邊長H=80～140mm，入土角θ=15°～25°，隙角ε=5°。

如圖8，斜切角γ=60～75°，幅寬B=120～180mm。

實驗表明，在相同的工況下，具有本發明所述的仿生結構的芯鏵式播種開溝器與普通形態和非組合式的鋼質芯鏵式播種開溝器相比，工作效率提高8～12％，摩擦阻力減少10～17％。