[發明專利]一種仿生挖掘機斗齒

有效

• 申請號: 201510033712.8
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104594438B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 馬云海;裴高院;高知輝;王虎彪;佟金;吳娜;張鑫;范雪瑩
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E02F9/28
• 分類號: E02F9/28
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙)22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本發明涉及一種挖掘工具，尤其涉及一種仿生挖掘機斗齒。

背景技術

挖掘機，又稱挖掘機械，是用鏟斗挖掘高于或低于承機面的物料，并裝入運輸車輛或卸至堆料場的土方機械。鏟斗是挖掘機在工作過程中的主要耗能部件。斗齒位于挖掘機鏟斗的末端，是其主要觸土部件。工作時，斗齒以一定角度楔入土壤，破壞土壤界面層，使鏟斗以較小的阻力進入土壤。斗齒的性能直接影響挖掘機鏟斗乃至挖掘機的挖掘性能，減小斗齒土壤切削阻力可有效提高挖掘機的挖掘效率。斗齒在使用時會產生磨損，造成切削能力降低。磨損是其主要的失效形式。常見的幾種提高斗齒性能的方法有改進斗齒構形、提高斗齒材料的耐磨性、優化斗齒的挖掘軌跡等。

發明內容

本發明的目的是為解決上述技術問題的不足，提供一種仿生挖掘斗齒，其入土阻力大大減小，抗磨損的能力大大增強，提高了工作效率。

本發明是由安裝端和觸土端組成，觸土端位于安裝端的前部，安裝端設有上端面、下端面和凹腔，觸土端具有內側觸土面、外側觸土面和前端觸土面，前端觸土面為一圓弧曲面，圓弧半徑為3－8mm，內側觸土面和外側觸土面相對設置，內側觸土面的輪廓曲線起始端與前端觸土面圓弧上端相切，內側觸土面的輪廓曲線末端與安裝端的上端面相切，外側觸土面的輪廓曲線起始端與入前端觸土面圓弧下端相切，外側觸土面的輪廓曲線末端與安裝端的下端面相切，所述的安裝端具有橫向通孔；

所述內側觸土面的輪廓曲線是由參數方程y₁＝-9×10^-4x³-0.0057x²+0.2347x+3.006，在x取值范圍為0—14mm內放大6倍得出的曲線段；

所述外側觸土面的輪廓曲線是由參數方程y₂＝-9×10^-5x³-0.0057x²+0.2347x+7.973，在x取值范圍為0—14mm內放大6倍得出的曲線段。

本發明的優點是：該仿生挖掘機斗齒，其外形輪廓曲線源自于獾前爪趾，獾是一種善于掘土的穴居動物，前肢爪趾端均生有強而粗的長爪，爪長近似趾長，它的爪子細長而且彎曲，是掘土的有力工具。前爪趾的輪廓曲線可以用最小二乘法擬合，其形狀符合減阻，耐磨的仿生學原理。經實驗證明該仿生斗齒可以提高挖掘機的工作效率，延長斗齒的壽命以及減少挖掘機在工作過程中的能耗，達到高效節能目的。

附圖說明

圖1為本發明的立體示意圖。

圖2為本發明的縱向剖視圖。

圖3為本發明的安裝端橫向剖視圖。

其中：1—安裝端，101—上端面，102—下端面，103—凹腔，2—觸土端，21—內側觸土面，22—外側觸土面，23—前端觸土面。

具體實施方式

請參閱圖1、圖2和圖3所示，本實施例是由安裝端1和觸土端2組成，觸土端2位于安裝端1的前部，安裝端1設有上端面101、下端面102和凹腔103，觸土端2具有內側觸土面21、外側觸土面22和前端觸土面23，前端觸土面23為一圓弧曲面，圓弧半徑為3－8mm，內側觸土面21和外側觸土面22相對設置，內側觸土面21的輪廓曲線起始端與前端觸土面23圓弧上端相切，內側觸土面21的輪廓曲線末端與安裝端1的上端面101相切，外側觸土面22的輪廓曲線起始端與入前端觸土面23圓弧下端相切，外側觸土面22的輪廓曲線末端與安裝端1的下端面102相切；所述的安裝端1具有橫向通孔104；

所述內側觸土面21的輪廓曲線是由參數方程y₁＝-9×10^-4x³-0.0057x²+0.2347x+3.006，在x取值范圍為0—14mm內放大6倍得出的曲線段；

所述外側觸土面22的輪廓曲線是由參數方程y₂＝-9×10^-5x³-0.0057x²+0.2347x+7.973，在x取值范圍為0—14mm內放大6倍得出的曲線段。

該仿生挖掘機斗齒，其外形輪廓曲線源自于狗獾前爪趾，狗獾是一種善于掘土的穴居動物，前肢爪趾端均生有強而粗的長爪，爪長近似趾長，它的爪子細長而且彎曲，是掘土的有力工具。前爪趾的輪廓曲線可以用最小二乘法擬合，其形狀符合減阻，耐磨的仿生學原理。經實驗證明該仿生斗齒可以提高挖掘機的工作效率，延長斗齒的壽命以及減少挖掘機在工作過程中的能耗，達到高效節能目的。