[實用新型]一種基于土壤生物特性的仿生滾動耙

有效

• 申請號: 201822133901.4
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN209435757U
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 張智泓;甘帥匯;賴慶輝;李瑩;王曉陽;左國標;張兆國;佟金
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: A01B21/04
• 分類號: A01B21/04;A01B23/02;A01B23/00
• 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土壤生物特性的仿生滾動耙，屬農業整地機械領域。本實用新型包括滾動籃、仿生耙片、機架；滾動籃設置在機架上，滾動籃上設有仿生耙片，仿生耙片包括具有仿生棱紋鱗片結構的觸土表面和仿生鋸齒結構的刃口。具有仿生棱紋鱗片結構的觸土表面，鱗片形狀為橢圓形：x²/a²+y²/b²=1，a為長軸5mm~15 mm，b為短軸5 mm~110 mm，鱗片厚度H為0.5 mm至2 mm，鱗片上有仿生棱紋結構，棱紋截面為半圓、三角形和二次函數曲線；具有仿生鋸齒結構的刃口，鋸齒形狀為兩側對稱的三次函數曲線。本實用新型可以減少3%~5%的工作阻力及5%~16%的磨損率，具有一定的耐磨減阻效果。

技術領域

本實用新型涉及一種基于土壤生物特性的仿生滾動耙，屬于農業整地機械技術領域。

背景技術

隨著整體式聯合作業機具的發展，滾動耙的使用越來越普遍，根據不同的耕作要求，其結構形式也越來越多樣化。滾動耙在一定程度上兼有鎮壓器和耙的某些作用，可以使土壤表層破碎，形成疏松細碎平整的地表，以利保墑，也可以使下層土壤得到一定壓實，增加毛細管作用,使下層土壤水份上升，有利于種子發芽。但是目前滾動耙在工作過程中與土壤間存在較大的黏附，滾動耙耙片磨損嚴重以及作業阻力大等問題。

為解決上述問題，將土壤生物的特征結構應用到了滾動耙的設計之中。通過研究發現，自然界存在許多生物在土壤中挖穴和移動的時候，具有高效的破土能力，如臭蜣螂和鼴鼠，這與它們爪趾所具有的特殊結構有關；以及砂魚蜥在沙土內部具有如游泳般自由移動的優異能力，其在沙土中高速移動，體表受到持續高強度磨損但未發生損傷，其極強的抗磨料磨損特性和低摩擦系數，與砂魚蜥鱗片外表面的特殊形態有關。這些特征為農機具的仿生設計提供了很好的借鑒，從而設計了一種具有土壤生物特性的仿生滾動耙。

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土壤生物特性的仿生滾動耙，目的在于解決滾動耙在工作過程中與土壤間存在土壤黏附、磨料磨損嚴重以及作業阻力大等問題；本實用新型設計的仿生鋸齒結構的刃口的耙片比普通耙片更易破土除茬，設計的仿生觸土表面相比于普通光滑表面的耐磨性更好，阻力也相對減少。

本實用新型技術方案是：一種基于土壤生物特性的仿生滾動耙，包括滾動籃1、仿生耙片2、機架3；滾動籃1設置在機架3上，滾動籃1上設有仿生耙片2，仿生耙片2包括具有仿生棱紋鱗片結構4的觸土表面和仿生鋸齒結構的刃口。

進一步地，所述具有仿生棱紋鱗片結構4的觸土表面，鱗片形狀為橢圓形：x²/a²+y²/b² = 1，a為長軸，取值范圍為5mm~15 mm，b為短軸，取值范圍為5 mm~10 mm，鱗片厚度H取值范圍為0.5 mm~2 mm。

進一步地，所述鱗片上有仿生棱紋結構6，棱紋截面為半圓形、三角形或二次函數曲線形式，棱紋高度h的取值范圍均為0.5 mm~2 mm，棱紋間距為0.5 mm~2 mm；所述二次函數曲線形棱紋截面，其函數為y = cx²，c為0.5~1。

進一步地，所述具有仿生鋸齒結構的刃口5，鋸齒形狀為兩側對稱的三次函數曲線，其左側函數為y = dx³，d的取值范圍為0.002~0.02。

進一步地，所述仿生耙片2投影到滾動籃1中心線所在平面時與滾動籃1中心線形成的夾角為5°~15°，每個滾動籃1上仿生耙片2數量為8~12片。仿生耙片2的數量與土壤性質有關，對于硬度較大的土壤設置較多耙片與較大傾角，對于硬度較小的土壤可設置較少的耙片與較小傾角。

本實用新型的有益效果是：