[實用新型]一種基于逆向工程技術的農機具觸土部件仿生曲面結構

有效

• 申請號: 201821799598.5
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN210052164U
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 張智泓;李瑩;賴慶輝;王曉陽;張兆國;高旭航
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種基于逆向工程技術的農機具觸土部件仿生曲面結構，屬于農業機械設備技術領域。本實用新型仿生曲面結構以五條曲線擬合方程擬合一個曲面，曲面一端以一段圓弧為橫截面截取，曲面另一端光滑連接而成；本實用新型仿生曲面結構設計出的仿生曲面觸土部件相對傳統的曲面觸土部件設計理論依據強，實用效果好，其耕作時對地表土壤的破壞較小，降低土壤板結情況。所以采用仿生曲面結構設計的仿生曲面觸土部件結合我國先進的機械加工技術，可大量生產，而且大大減低了作業速度慢工作阻力大的問題，并延長了農機具的使用壽命。

技術領域

本實用新型涉及一種基于逆向工程技術的農機具觸土部件仿生曲面結構，主要運用逆向工程技術與仿生學理論設計出仿生曲面結構，此結構可應用到農機具觸土部件中，屬于農業機械設備技術領域。

背景技術

在現代農業生產過程中，耕作是農業生產中最消耗能量的環節之一，因此需要通過對耕作過程的優化降低農機具，人工等消耗。在耕作中農機具的使用是最多的，而在眾多的農機具觸土部件中，曲面犁的應用相對較多。犁的主要應用于：灌溉渠系、珀塘工程、耕翻等。而我國近年來由于干旱農田土壤層狀況過于疏松干旱，造成了大量沙塵天氣，這一現象就是由于傳統犁年復一年的翻耕土壤，揭開了土壤風濕水蝕的入口，地表裸露，加大了蒸發面，失墑嚴重。為了保墑，人們不得不采用耙、耱、鎮壓等多道作業；為了利于播種，人們又不得不旋耕整地。這樣的“精耕細作”，已成為農民的沉重負擔。不僅如此眾多農民在使用犁耕作時，犁壁曲面的工作阻力大，作業速度慢，地表土壤破壞嚴重等問題，也困擾著眾農民。機械多次進地作業，既破壞了土壤結構，又增加了作業成本，導致了增產不增收的惡果。為改善土壤破損問題，廣大設計人員和學者針對犁體曲面的設計也做出相應研究，但再設計過程中犁體曲面的設計問題的也一直困擾著廣大設計人員和學者。

仿生結構設計是把生物中所蘊含的某些優勢轉化成機械結構的參數和結構特征，從而實現從其內在的生物特征到外在的幾何結構在工程領域的拓展。針對上述問題本人根據仿生學原理，采用逆向工程技術設計一種仿生曲面結構。采用逆向工程技術不僅可以有效的解決廣大設計人員和學者再設計過程中犁體曲面的制作問題；更有效的解決了眾農民的“精耕細作”問題，防止土壤板結以及犁壁磨損嚴重等問題。仿生曲面還可以有效的減少農機具觸土部件的入土阻力大等問題。

逆向工程(Reverse Engineering，RE)是對產品設計過程的一種描述。在工程技術職員的一般概念中，產品設計過程是一個從無到有的過程：設計職員首先構思產品的外形、性能和大致的技術參數等，然后利用CAD技術建立產品的三維數字化模型，終極將這個模型轉進制造流程，完成產品的整個設計制造周期。這樣的產品設計過程我們可以稱之為“正向設計”。逆向工程則是一個“從有到無”的過程。簡單地說，逆向工程就是根據已經存在的產品模型，反向推生產品的設計數據(包括設計圖紙或數字模型)的過程。

仿生學是一門既古老又年輕的學科。人們研究生物體的結構與功能工作的原理，并根據這些原理實用新型出新的設備，工具和科技，創造出適用于生產，學習和生活的先進技術。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是：本實用新型提供一種基于逆向工程技術的農機具觸土部件仿生曲面結構，用于克服傳統農機具曲面觸土部件工作阻力大，破土難能耗高，對地表土壤破壞大的問題。

在本實用新型中，觸土部件作為耕作時磨損較為嚴重的主要部件，其仿生結構設計是在對沙漠動物研究和分析的基礎上展開的，沙漠動物中砂魚蜥破土鉆土能力強，再以300mm/s的速度在沙土中快速移動時，表皮與土壤產生嚴重的摩擦，但砂魚蜥表皮并沒有受到嚴重損傷。在長時間與土壤接觸過程中砂魚蜥表皮進化形成了優良的幾何結構和優異的生物力學性能，不但破土能力高，且土壤摩擦阻力小，這為農機具觸土部件的幾何形狀的優化提供了仿生設計基礎。