[實用新型]一種三七種苗仿生挖掘鏟

有效

• 申請號: 201920491612.3
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN209994877U
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 楊文彩;郎沖沖;鄭嘉鑫;陽厚森;徐路路;潘吳建;闞成龍;仲廣遠;張良
• 申請（專利權）人: 云南農業大學
• 主分類號: A01D13/00
• 分類號: A01D13/00;A01D11/02
• 代理公司: 22201 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 邵銘康;朱世林

一種三七種苗仿生挖掘鏟屬農業機械技術領域，本實用新型鏟尖為曲線BCD和直線DB的連接部分，是仿穿山甲前爪中趾尖端的輪廓曲線段；鏟面為直線BD、曲線DE、直線EF和曲線FB的連接部分，其剖面曲線是仿穿山甲前爪中趾剖面的內輪廓曲線段；鏟面凸起為鏟面凸起長條，是仿穿山甲身軀鱗片上的縱向棱紋凸起；鏟背的剖面曲線GA是關于仿穿山甲前爪中趾剖面的外輪廓曲線；鏟尾的橫截面是以線段EF為長、線段FG為寬所組成的長方形；本實用新型運用穿山甲前爪中趾和鱗片擬合挖掘鏟鏟尖、鏟面、鏟面凸起和鏟背，可達到三七種苗挖掘鏟設計要求，能在保證不破壞三七主根和剪口完好率的同時，達到增大碎土性能和減少黏附性能的效果。

技術領域

本實用新型屬于農業機械技術領域，具體涉及一種三七種苗仿生挖掘鏟。

背景技術

三七種苗根莖部分由主根、剪口及根須等組成，采挖前需要切去地上部分，并且采挖時要保證不破壞三七主根和剪口，保證三七種苗采挖新鮮度和根須數完整；并且三七基質含水率高，黏性大，致使挖掘難度大。挖掘鏟作為三七種苗挖掘機的關鍵部件，設計時要在保證種苗完好率和挖凈率的同時，還要考慮減小工作阻力、提升碎土性能、減少與土壤間的黏性等問題。

穿山甲在挖掘洞穴的過程中表現出較好的挖掘性能，它可通過前爪和頭部進行快速掘進，通過鱗片對洞壁進行摩擦潤滑和扒土、排土。穿山甲爪趾尖端為一定弧度的楔狀曲線，此楔形一方面可以減少應力集中,增強生物材料與環境條件相適應的機械強度；另一方面是在保證楔入力盡量大的條件下,使頂端過渡圓角增大,改善端部土壤應力分布,改變壓實土壤的形狀,減少土壤黏附。穿山甲在挖掘洞穴捕食過程中,鱗片直接與土壤和巖石接觸，單個鱗片的表面具有幾何非光滑棱紋形態,這種棱紋楔形曲面比光滑面的觸土部件有更好的減黏降阻特性。穿山甲挖掘洞穴過程與挖掘鏟采挖三七種苗過程非常相似，因此可以采用仿生學原理，將穿山甲前爪和鱗片結構應用在三七種苗挖掘鏟設計中。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種減小工作阻力、提升碎土性能、保證三七種苗挖凈率和完好率的挖掘鏟。

本實用新型技術方案如下：運用仿生學原理，對穿山甲前爪中趾和鱗片進行結構分析與輪廓提取，并對爪趾剖面和尖端輪廓進行曲線擬合，得到仿生鏟外形輪廓；結合穿山甲鱗片表面的棱紋楔形形狀，將仿生鏟表面設計成有凸起的楔形鏟面。

本實用新型由鏟尖1、鏟面2、鏟面凸起3、鏟背4和鏟尾5順序連接而成；從俯視角度看：鏟尖1為曲線BCD和直線DB的連接部分，是仿穿山甲前爪中趾尖端的輪廓曲線段；鏟面2為直線BD、曲線DE、直線EF和曲線FB的連接部分，其剖面曲線是仿穿山甲前爪中趾剖面的內輪廓曲線段；鏟面凸起3為鏟面凸起長條，是仿穿山甲身軀鱗片上的縱向棱紋凸起；鏟背4的剖面曲線GA是關于仿穿山甲前爪中趾剖面的外輪廓曲線；鏟尾5的橫截面是以線段EF為長、線段FG為寬所組成的長方形；

所述鏟尖1曲線BCD的方程為：

y₁＝5.226x₁⁴-230.34x₁³+3808.1x₁²-27989x₁+77168

其中：10.5＜x₁＜11.5，x₁和y₁均為直角坐標系中的坐標值；

所述鏟面2的剖面曲線FB和曲線ED的方程為：

y₂＝0.2249x₂²-6.503x₂+53.67

其中：11.5＜x₂＜15.0，x₂和y₂均為直角坐標系中的坐標值；

所述鏟背4的剖面曲線GA的方程為：