[發(fā)明專利]一種馬鈴薯仿生挖掘鏟

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710171754.7
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN107258200B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬云海;禹江濤;李俊偉;王慧鑫;裴高院;莊健;佟金
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學
• 主分類號: A01D13/00
• 分類號: A01D13/00
• 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

一種馬鈴薯仿生挖掘鏟屬農(nóng)業(yè)機械技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明是一種基于鼴鼠爪趾、穿山甲鱗片、茅草葉緣結(jié)構(gòu)的仿生挖掘鏟，由入土段、升土段和安裝段組成，每段之間光滑連接，入土段為等腰三角形平面，三角形兩腰設(shè)有與挖掘鏟背面呈30°夾角的斜面，然后加工出夾角為60°的鋸齒；升土段曲面為仿生曲面，升土段正面設(shè)有九個仿生凸棱呈扇形等間距排列，兩相鄰?fù)估忾g的夾角為7.5°，每兩個凸棱之間設(shè)有扇形漏土孔；安裝段為矩形平面，其上加工有3個螺栓沉頭孔。本發(fā)明可有效降低馬鈴薯挖掘過程中挖掘鏟工作阻力大、黏土嚴重以及薯土分離效果不理想等不良影響，能顯著提高馬鈴薯收獲機械的工作效率，且能耗低、材料省。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種馬鈴薯仿生挖掘鏟。

背景技術(shù)

馬鈴薯的挖掘是其收獲的重要工序，挖掘鏟的工作性能直接影響著馬鈴薯的收獲效果，要求其具有較好的碎土能力和挖掘阻力，在擾動盡量少的土壤的情況下將馬鈴薯挖起，并盡可能的減少黏土和纏草，同時使薯土分離盡可能徹底以及最大限度地減少遺漏和傷薯。現(xiàn)有的馬鈴薯挖掘鏟以平面鏟、凹面鏟、槽式鏟、柵條鏟為主，這些挖掘鏟要么容易纏草和黏土，要么薯土分離效果不理想，使得機器能耗較高。而隨著馬鈴薯種植規(guī)模的不斷擴大，這些傳統(tǒng)形式的挖掘鏟已逐漸難以實現(xiàn)高強度的連續(xù)工作，因此，設(shè)計出碎土能力強、薯土分離效果好、傷薯率較低、不易纏草和黏土、挖掘阻力小的新型挖掘鏟是很有必要的。

一些動物或植物的某些器官或結(jié)構(gòu)，在挖掘和切割過程中表現(xiàn)出了優(yōu)異的工作性能，這與挖掘鏟的挖掘過程有一定的相似性：例如鼴鼠等土壤動物的爪趾呈鏟形，與挖掘鏟非常相像，長期挖掘后仍表現(xiàn)出良好的工作性能；穿山甲鱗片在橫縱方向存在著凸起，使得穿山甲在土壤中活動后很少黏土；螳螂前足脛節(jié)外緣、茅草葉片外緣存在著鋸齒結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出良好的切割性能。上述這些結(jié)構(gòu)對馬鈴薯挖掘鏟的設(shè)計提供了良好的仿生依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有馬鈴薯挖掘鏟工作阻力大、容易纏草和黏土、薯土分離效果不理想等問題，提出了一種基于鼴鼠爪趾、穿山甲鱗片、茅草葉緣結(jié)構(gòu)的仿生挖掘鏟，以降阻減耗，提高挖掘鏟工作效率。

本發(fā)明挖掘鏟的外輪廓由ab段直線、bc段曲線、cd段直線、df段直線、fg段直線、gh段曲線、ha段直線順序首尾光滑連接而成，其中a、b、h、a點連接形成入土段A，b、c、g、?h、b點連接形成升土段B，c、d、f、g、c點連接形成安裝段C。

安裝段C、升土段B和入土段A為關(guān)于挖掘鏟上ae中線的對稱結(jié)構(gòu)。

升土段B的bc段曲線和gh段曲線為仿生曲線G。

入土段A為等腰三角形，三角形高L₁為40-50mm，三角形的ab和ah兩腰上加工出斜面8?后對稱設(shè)有鋸齒7，斜面8與挖掘鏟背面D的夾角β為30°，鋸齒7為等邊三角形，三角形邊長L₃為5mm，三角形鏟尖處兩側(cè)設(shè)有2-3個鋸齒的空白。

升土段B曲面為仿生曲面，升土段B正面上對稱設(shè)有5個長凸棱2、2個中長凸棱4、2個短凸棱6和4個大漏土孔3、2個小漏土孔5。

安裝段C、升土段B的寬度和入土段A三角形底邊bh的長度W均為160-180mm；安裝段C、升土段B和入土段A的厚度H均為6-8mm；安裝段C的長度L₂為90-100mm；安裝段C?上設(shè)有3個沉頭孔1，3個沉頭孔1關(guān)于挖掘鏟上ae中線呈三角形對稱布置，其中左右2個沉頭孔的間距L₆為80-100mm、與安裝段C上端df直線的間距L₅為25-35mm，中間的沉頭孔與安裝段C上端df直線的間距L₄為55-65mm；挖掘鏟的安裝角α為25-30°。

所述升土段B的仿生曲線G的方程式為：

其中：102mm≤x≤240mm；