[发明专利]基于二次多项式和对数函数的薯类仿生挖掘铲片

说明书

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，涉及挖掘铲片，尤其是基于二次多项式和对数函数的薯类仿生挖掘铲片。

背景技术

目前，在薯类作物收获过程中，挖掘铲的好坏直接影响着收获机的整体性能和使用。现有的仿生挖掘铲片结构形式简单，仿生铲面函数曲线单一，碎土能力差；在薯类挖掘过程中，挖掘铲片挖掘阻力较大，能耗大，容易造成挖掘铲片磨损；挖掘铲片与机架连接方式大多为焊接固定连接，当挖掘铲片在工作过程中受损后，拆装和维护不方便，甚至需要换掉整个挖掘铲片，使用成本较高。

研究表明，鼹鼠前肢发达，脚掌向外翻，有利爪，适于掘土，在鼹鼠的挖掘过程中，前肢爪插入土中，将土壤打碎，并将碎土向两侧扒开，其挖掘形式与挖掘铲非常相似，因此采用仿生学原理，提取鼹鼠爪趾轮廓数据，通过曲线拟合，应用到挖掘铲铲面结构设计中。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种基于二次多项式和对数函数的薯类仿生挖掘铲片，在挖掘过程中，产生碎土效果，从而降低挖掘阻力，模块化挖掘铲片结构方便拆卸，易于维护，提高薯类收获机的整体性能和使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：基于二次多项式和对数函数的薯类仿生挖掘铲片，包括铲尖1和铲柄2，所述铲尖1的铲面由上铲面11和下铲面12组成，所述铲尖1的上铲面11模仿鼹鼠前爪第一趾的外轮廓，由曲线段AB和曲线段BC组成，所述铲尖1的下铲面12模仿鼹鼠前爪第一趾的内轮廓，由曲线段DE和曲线段EF组成，曲线段AB方程为y=－0.012358x²＋1.39204448x＋0.621465764（0≤x≤21.8408），曲线段BC方程为y=22.57797094ln(5x)－80.16552562（21.8408≤x≤57.7746），曲线段DE方程为y=－0.06147765x²－2.77477391x－2.81686312（2.1954≤x≤30.3639），曲线段EF 方程为y=21.7072613ln(5x)－63.33398672（30.3639≤x≤63.2042），方程式中x和y的单位均为毫米；

所述铲尖1的刃口为复合楔形刃口，由主切削刃13、两侧副切削刃14、主刀面15和两侧副刀面16组成，所述曲线段AB和所述曲线段DE的点A和点D相连接构成所述主刀面15，所述主刀面15和所述上铲面11之间夹角为25°~35°，所述两侧副切削刃14之间夹角为25°~35°，所述两侧副刀面16和所述上铲面11之间的夹角为80°~90°。

所述铲柄2包括铲台21、栅条22、连接套筒23和加强筋24，所述铲台21后端和所述栅条22连接，所述铲台21前端与所述铲尖1连接，所述铲台21下面与所述连接套筒23连接，所述连接套筒23呈圆筒形，两端分别设置两个对称布局的四分之一槽，且两端的槽相差90°布局，所述加强筋24分别与所述铲台21和连接套筒23连接。

本发明的有益效果：本发明基于二次多项式和对数函数的薯类仿生挖掘铲片的上、下铲面采用鼹鼠前爪第一趾进行仿生反求得到的曲线组成，被挖起的土壤沿该二次多项式和对数函数曲线组成的铲面上升过程中将被折弯破坏，有挖掘碎土的效果，且减小挖掘铲的挖掘阻力；复合楔形铲尖对土壤的切削作用明显，既有良好的减阻性能，又起到一定的碎土作用；本发明基于二次多项式和对数函数的薯类仿生挖掘铲片采用模块化设计，使挖掘铲方便拆卸，易于维护。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的主视图。

图3是图2所示A向视图的铲尖结构示意图。

图4是本发明的仿生轮廓曲线图。

图中：1-铲尖，11-上铲面，12-下铲面，13-主切削刃，14-两侧副切削刃，15-主刀面，16-两侧副刀面，2-铲柄，21-铲台，22-栅条，23-连接套筒，24-加强筋。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。