[發(fā)明專利]一種農(nóng)用拖拉機行走機構仿生自清潔觸土部件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910014458.5
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109532343A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設計）人: 王京春;牛歡;陳禹;王振國
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60C11/03
• 分類號: B60C11/03;B62D55/26
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

本發(fā)明公開了一種農(nóng)用拖拉機行走機構仿生自清潔觸土部件，包括輪胎或履帶和多個非光滑單元體，多個非光滑單元體分布在輪胎或履帶上，非光滑單元體為凸包圓柱體、四棱柱體或圓柱體；本發(fā)明模仿荷葉、槐葉萍葉面和蜣螂體表的結構形狀，在輪胎或履帶表面進行仿生非光滑加工，這種凸起的非光滑單元體，使輪胎或履帶和土壤之間存在空隙，形成無土區(qū)并存在空氣，這樣在輪胎或履帶和土壤之間形成了空氣膜，降低了摩擦系數(shù)和大氣的負壓對土壤的作用，在土壤中形成氣孔限制了連續(xù)水膜的形成，增強了水的運動性，減小了水膜的接觸面積，表面實現(xiàn)了超疏水性和低粘附性能，從而減小粘附力，提高了工作效率、作業(yè)質量。

技術領域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機械技術領域，特別涉及一種農(nóng)用拖拉機行走機構仿生自清潔觸土部件。

背景技術

農(nóng)業(yè)機械化的全面發(fā)展使得農(nóng)業(yè)機械在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中占據(jù)著非常重要的作用。但對于以地表和土壤為作業(yè)對象的農(nóng)業(yè)機械來說，觸土部件的脫附減阻成為一個研究上的技術難題，無論是旱田還是水田的土壤等作業(yè)條件都會對車輪、履帶等作業(yè)部件表面產(chǎn)生黏附和阻力，嚴重地降低了農(nóng)業(yè)機械的工作效率、作業(yè)質量和使用壽命，增大了能量消耗，還會影響拖拉機濕地的抓著性能，導致機械無法正常運行、作業(yè)。因此，如何合理設計花紋結構成為降低黏附、阻力、提高驅動性能的一個重要的新的技術突破方向。為此，國內(nèi)外學者對接觸土壤工作部件的脫附減阻進行過深入的研究，之前大多數(shù)研究學者按照經(jīng)典理論，在解決這個問題時并沒有太大的成效。只是在改變行走機構結構上有些突破。研究了步行輪、四足機構、步行輪式氣墊車行走機構、步行船式車輛的行走機構等，由于采用汽油發(fā)電機，需攜帶油箱，故工作受環(huán)境影響較大，同時，機構復雜，成本高，可靠性差，并且承載能力較小。由于花紋結構對輪胎諸多性能具有決定性影響，研究輪胎花紋設計理論和方法具有重要的理論意義和工程應用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提高輪胎或履帶表面的超疏水性，增加彈性變形和微震，減小粘附力，提高農(nóng)業(yè)機械的工作效率、作業(yè)質量和使用壽命，節(jié)約了能量消耗，提高拖拉機濕地的抓著性能。

一種農(nóng)用拖拉機行走機構仿生自清潔觸土部件，包括輪胎或履帶和多個非光滑單元體，多個非光滑單元體分布在輪胎或履帶上。

優(yōu)選的，所述的非光滑單元體為凸包圓柱體、四棱柱體或圓柱體。

優(yōu)選的，所述的非光滑單元體排列方式為對稱排列或交叉排列。

優(yōu)選的，所述的非光滑單元體排列方式為等距排列或變距排列。

優(yōu)選的，所述的輪胎或履帶上徑向分布的相鄰的兩個非光滑單元體的之間的角度為5度。

優(yōu)選的，所述的非光滑單元體直徑或棱長和高度均為8毫米、10毫米或者12毫米，凸包圓柱體的半球形結構直徑為8毫米、10毫米或者12毫米，相鄰的兩個非光滑單元體之間的距離為36毫米、38毫米或者40毫米，非光滑單元體的高度為10毫米、12毫米或15毫米。本發(fā)明的工作原理及使用過程：

一種農(nóng)用拖拉機行走機構仿生自清潔觸土部件，它是模仿荷葉、槐葉萍葉面和蜣螂體表的結構形狀，在輪胎或履帶表面進行仿生非光滑加工，這種凸起的非光滑單元體，使輪胎或履帶和土壤之間存在空隙，形成無土區(qū)并存在空氣，這樣在輪胎或履帶和土壤之間形成了空氣膜，降低了摩擦系數(shù)和大氣的負壓對土壤的作用，在土壤中形成氣孔限制了連續(xù)水膜的形成，增強了水的運動性，減小了水膜的接觸面積，表面實現(xiàn)了超疏水性和低粘附性能，從而減小粘附力，同時非光滑單元體的柱狀結構可以產(chǎn)生彈性變形和垂直的微震，使得界面土壤不斷收受到垂直界面的正反兩向力的反復作用，緩解了土壤對輪胎或履帶表面的壓力，并使土壤中水分和空氣容易逸出，增加潤滑和減粘脫附，這樣土壤不易粘附于輪胎或履帶上，從而減小了黏附和阻力，提高了工作效率、作業(yè)質量。