[發(fā)明專利]一種仿蚯蚓波紋潤滑體表減阻開溝器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810261256.6
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108260378B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒猛;姚久元;劉國敏;吳雪嬌;李立犇;魏楷峰
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: A01C5/06
• 分類號: A01C5/06
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張冉昕

本發(fā)明公開了一種仿蚯蚓波紋潤滑體表減阻開溝器，是由護(hù)種罩、鏵柄、芯鏵和輸種管組成，輸種管固定設(shè)置在護(hù)種罩后端，鏵柄固定設(shè)置在護(hù)種罩前端，芯鏵后端具有翼板，護(hù)種罩、鏵柄和輸種管分別固定設(shè)置在芯鏵上；本發(fā)明采用蚯蚓頭部收縮態(tài)曲線進(jìn)行仿生，因?yàn)轵球镜氖湛s態(tài)頭部是進(jìn)行破土鉆土過程中與土壤最先發(fā)生作用的部分，所受的強(qiáng)度最大，是入土的最關(guān)鍵部分，蚯蚓體表試樣的減粘降阻效果由大到小依次是：收縮態(tài)、靜息態(tài)、舒張態(tài)，且頭部試樣比體部試樣減粘降阻效果明顯。本發(fā)明能夠完成波紋形態(tài)體表與潤滑作用相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)二元耦合，能夠減小土壤粘附，降低開溝阻力，且結(jié)構(gòu)簡單，入土性能好，強(qiáng)度高，工作效率高，開溝質(zhì)量高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)工具，特別涉及一種仿蚯蚓波紋潤滑體表減阻開溝器。

背景技術(shù)

開溝器是播種施肥過程中重要的工作部件，在播種施肥過程中，開溝器開出的種溝對種子的發(fā)芽以及肥料的位置起著至關(guān)重要的作用，開溝質(zhì)量較好的開溝器需要具備結(jié)構(gòu)簡單，工作阻力小，入土性能好，溝形好等優(yōu)點(diǎn)。土壤對開溝器觸土部件表面的粘附和阻力問題，影響了開溝器的工作效率、開溝質(zhì)量、以及工作壽命，嚴(yán)重情況下會影響開溝器的正常作業(yè)運(yùn)行。為解決土壤粘附問題，許多國內(nèi)外學(xué)者對這一領(lǐng)域的研究做出諸多貢獻(xiàn)，傳統(tǒng)的減粘脫土的技術(shù)和方法主要有充液法、加熱法、電滲法、表面改性、表面改形、振動法、機(jī)械式等方法，多數(shù)研究依據(jù)的是經(jīng)典粘附理論，采用的是傳統(tǒng)脫附方法，故在解決重大難題方面未見質(zhì)的突破。

蚯蚓作為一種典型的土壤動物，能夠在黏濕的土壤環(huán)境中自由運(yùn)動而身體沒有土壤粘附，這一特性對減粘降阻的研究有著非常重要的意義。蚯蚓的波紋形粗糙表面、運(yùn)動過程中體表孔噴射潤滑液以及自身的伸縮運(yùn)動方式相互耦合，相互促進(jìn)，對仿生減阻開溝器的研究有著借鑒意義，設(shè)計(jì)一種波紋性表面形態(tài)和體表潤滑的二元耦合仿生開溝器，能夠有效減小開溝器開溝阻力，減少土壤粘附，具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有開溝器開溝阻力大、入土性能低、溝形差、工作效率低、開溝質(zhì)量差、工作壽命短和土壤粘附嚴(yán)重等問題，而提供一種仿蚯蚓波紋潤滑減阻開溝器。

一種仿蚯蚓波紋潤滑體表減阻開溝器，是由護(hù)種罩、鏵柄、芯鏵和輸種管組成，輸種管固定設(shè)置在護(hù)種罩后端，鏵柄固定設(shè)置在護(hù)種罩前端，芯鏵后端具有翼板，護(hù)種罩、鏵柄和輸種管分別固定設(shè)置在芯鏵上；

芯鏵上均勻分布有波紋結(jié)構(gòu)，所述波紋結(jié)構(gòu)包括芯鏵脊線和芯鏵側(cè)線，在波紋結(jié)構(gòu)的波谷中分布有潤滑液噴射孔，潤滑液噴射孔與進(jìn)液孔相連通；

所述芯鏵脊線采用蚯蚓頭部收縮態(tài)曲線的前部進(jìn)行擬合，提取曲線坐標(biāo)點(diǎn)，利用matlab軟件對曲線進(jìn)行擬合，得到曲線擬合方程為y＝0.00001825x3+0.003418x2+0.2277x，x和y代表長度，是一種曲率不斷變化的曲線，使入土角在入土部分最小，提高入土性能；芯鏵側(cè)線采用蚯蚓頭部收縮態(tài)曲線的中后部進(jìn)行擬合，擬合方程為y＝sin(0.2856x)，x和y代表長度；

所述芯鏵尖的斜切角γ為60°，入土角α為15°；

所述潤滑液噴射孔4整體分布于偏下的芯鏵開溝部分，直徑為2mm，數(shù)量為8，潤滑液噴射孔4分三個(gè)水平高度，每個(gè)高度間隔為25mm，距離底部的高度分別為15mm、40mm、65mm；

本發(fā)明采用蚯蚓頭部收縮態(tài)曲線進(jìn)行仿生，因?yàn)轵球镜氖湛s態(tài)頭部是進(jìn)行破土鉆土過程中與土壤最先發(fā)生作用的部分，所受的強(qiáng)度最大，是入土的最關(guān)鍵部分，研究表明，蚯蚓體表試樣的減粘降阻效果由大到小依次是：收縮態(tài)、靜息態(tài)、舒張態(tài)，且頭部試樣比體部試樣減粘降阻效果明顯。

本發(fā)明的工作原理和過程：