[發(fā)明專利]一種仿生鋸齒形結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710155291.5
• 申請(qǐng)日: 2017-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106863481B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈洪雷;王佳旭;袁洪方;陳玉龍;郭明卓;趙佳樂(lè);郭慧;莊健;齊江濤;叢永健;劉慧力
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): B27B33/02
• 分類號(hào): B27B33/02
• 代理公司: 長(zhǎng)春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

本發(fā)明公開(kāi)了一種仿生鋸齒形結(jié)構(gòu)，屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，由齒、齒槽及齒背構(gòu)成，齒由切削部位、拓刃部位、排屑部位和嵌入角構(gòu)成，具有單齒嵌入深度增加，鋸割速度快，鋸割更省力，可更好的收集、儲(chǔ)存、排放碎削，分級(jí)切割仿生設(shè)計(jì)，在保證齒強(qiáng)度的基礎(chǔ)上可提高切割速度、減小切割力，齒槽可以更好的清潔鋸路并提高切割效率，齒和齒槽在齒背的支撐及力的傳遞作用下才可發(fā)揮其作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種仿生鋸齒形結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

鋸齒形結(jié)構(gòu)具有應(yīng)用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，操作方便，效率高等特點(diǎn)，如今在林業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)、制造業(yè)等行業(yè)及生活中，處處都可以見(jiàn)到鋸齒形結(jié)構(gòu)，具有在生產(chǎn)生活中無(wú)可替代的作用。

鋸齒形結(jié)構(gòu)在林業(yè)中的應(yīng)用較多，伐木用的雙人鋸、油鋸，加工木材的圓盤鋸、木鋸，修剪樹(shù)枝的園藝鋸，工業(yè)中加工金屬的鋼鋸，以及生活中所用到的手板鋸、折疊鋸，甚至用于截肢的手術(shù)鋸等都是一種鋸齒形結(jié)構(gòu)。

近幾年，鋸齒形結(jié)構(gòu)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越多，農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械上的切割刀盤就是一種應(yīng)用非常廣泛的鋸齒形結(jié)構(gòu)，它可以切割玉米、甘蔗等農(nóng)作物的秸稈，鋸路細(xì)直，且切割速度快，能提高收獲機(jī)械的作業(yè)效率。

上述幾種鋸齒形結(jié)構(gòu)具有效率高，容易操作等特點(diǎn)，但同時(shí)存在著排削不凈，鋸割費(fèi)力和速度慢等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

鋸齒形結(jié)構(gòu)作為生產(chǎn)生活中零件所廣泛應(yīng)用的結(jié)構(gòu)，到如前無(wú)法替代，而齒作為其工作時(shí)最主要的部位，齒的壽命直接決定了鋸齒形結(jié)構(gòu)的使用壽命，當(dāng)齒的破壞數(shù)量太多時(shí)該鋸齒形結(jié)構(gòu)就不可應(yīng)用，甚至有些結(jié)構(gòu)單齒破壞后，鋸齒結(jié)構(gòu)就失去作用，所以鋸齒的研究具有重要的意義。

星天牛為一種植食性昆蟲(chóng)，它經(jīng)常將卵產(chǎn)在木本植物內(nèi)，孵化后的幼蟲(chóng)會(huì)在木材內(nèi)磕洞，故星天牛又被稱作“鋸樹(shù)郎”，它的口器由左右兩部分組成，尖狀的末端相互捏合，可以鉆透堅(jiān)硬的植株表面，在植株內(nèi)鉆出通道，星天牛口器堅(jiān)固鋒銳的結(jié)構(gòu)、良好的啃噬能力與其獨(dú)特的外形有關(guān)，故本發(fā)明以星天牛咀嚼式口器作為仿生原型，目的在于增強(qiáng)鋸齒形結(jié)構(gòu)的鋸割速度，提高其收集、儲(chǔ)存和排放碎屑的能力，提高切割速度，減小切割力。

本發(fā)明是由齒、齒槽和齒背構(gòu)成，齒是由切削部位、拓刃部位、排屑部位和嵌入角組成，其中切削部位只要由主切刃EFH、副切刃e’f’h’和導(dǎo)切刃e”f”h”構(gòu)成，主切刃EFH、副切刃e’f’h’和導(dǎo)切刃e”f”h”三者之間相互平行；拓刃部位主要由主拓刃Ee’和副拓刃e’e”組成，且主拓刃Ee’和副拓刃e’e”分別是連接主切刃EFH和副切刃e’f’h’，副切刃e’f’h’和導(dǎo)切刃e”f”h”的直線；排屑部位主要由排屑刃EJV和導(dǎo)屑刃e”jv構(gòu)成，排屑刃EJV和導(dǎo)屑刃e”jv兩者平行，嵌入角α為主切刃EFH和排屑刃EJV的夾角。

主切刃EFH和排屑刃EJV是仿生天牛口器的輪廓線，其中主切刃EFH是仿生天牛口器的內(nèi)夾切線，其方程為:y＝3.283x⁴+0.903x³+1.242x²-2.699x+0.002

式中：x的取值范圍為-1≤x≤0，y的取值范圍為0.002≤y≤6.502

排屑刃EJV是仿生天牛口器的外輪廓線，其方程為：y＝-0.3706x⁶+2.9234x⁵-7.6333x⁴+5.7375x³+3.4832x²-0.9719x+0.0146

式中：x的取值范圍為0≤x≤2.85，y的取值范圍為0.0146≤y≤5.9

嵌入角α是仿生天牛口器具有刺破作用的尖部，其取值范圍為50°～55°