[发明专利]一种仿生振动翼深松铲

说明书

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，涉及一种仿生振动翼深松铲。

背景技术

土壤深松的主要目的是疏松土壤，打破犁底层，改善土壤结构，提高土壤蓄水能力，有利于提高作物生长时期对水分和肥料利用率，进而提高作物生长质量。深松铲是保护性耕作采用的重要农业机具，对土壤的疏松程度、改善土壤的结构起到重要作用。在作业后土壤的疏松程度、改善土壤的结构以及在工作过程中阻力的大小等方面产生较大的影响。而现有的深松铲在进行工作时，会产生较大的工作阻力，增加了工作能耗，且深松铲的耐磨性较差，使用寿命较短，减粘性差，因此亟需一种工作阻力小、减粘性和耐磨性好的深松铲。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供一种仿生振动翼深松铲，减小了深松铲的工作阻力，降低了土壤粘附量，提高了深松铲的耐磨性和疏松土壤的效率，解决了现有技术中深松铲能耗大、使用寿命短的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种仿生振动翼深松铲，主铲的两侧对称安装有两个耐磨复合材料制得的侧翼铲，侧翼铲通过合页组与主铲连接，侧翼铲、主铲的上表面均固定设有多个耐磨复合材料制得的凸起；主铲与连接臂固定连接，连接臂与方管固定连接，方管内焊接有挡板，挡板与弹簧的下端焊接，弹簧的上端焊接有平板，平板的上表面与凸轮的边缘接触，凸轮与链轮均安装在主轴上，主轴通过轴承与方管连接，链轮通过链条与电机或地轮连接；第一拉杆的上端穿过挡板与平板固定连接，第一拉杆的下端与支座焊接，支座位于侧翼铲下方，支座通过第二连接环组与第二拉杆的一端连接，第二拉杆的另一端通过第一连接环组与侧翼铲的底部连接。

本发明的特征还在于，进一步的，所述凸起在XOY平面内的外轮廓线为高斯函数表达式函数(x-4)²+y²＝47.84、直线x＝1和直线y＝0组成的封闭轮廓；其中x取值范围为1-6.8mm，x为凸起在XOY平面内外轮廓线的长度；y取值范围为0-2.8mm，y为凸起在XOY平面内外轮廓线的高度；凸起的外形为在XOY平面内的外轮廓线绕直线y＝0旋转180°所得。

进一步的，相邻两个凸起的间距均为10-12mm。

进一步的，所述凸轮的远休止段与平板接触时，主铲的平面与侧翼铲的平面之间夹角为16-20°；凸轮的近休止段与平板接触时，主铲的平面与侧翼铲的平面之间夹角为28-32°。

进一步的，所述凸轮的远休止角为59°，凸轮的近休止角为213°，推程运动角与回程运动角相等且均为44°，凸轮转动一周第一拉杆的行程为44mm。

进一步的，所述主铲与侧翼铲之间缝隙的宽度为3-4mm。

进一步的，所述主铲通过第一螺栓组与连接臂固定连接，连接臂通过第二螺栓组与方管固定连接。

进一步的，所述主轴通过轴承与方管连接，方管上、与链轮对应处设有开口，链轮的链条穿过开口与电机或地轮连接。

进一步的，所述侧翼铲、凸起采用的耐磨复合材料按重量份数由以下材料组成：碳纤维布7.5-25份，尼龙25-45份，超高分子量聚乙烯25-45份，Al₂O₃2.5-7.5份。

进一步的，所述侧翼铲的制备方法，具体按照以下步骤进行：

步骤1，按重量称取尼龙25-45份，超高分子量聚乙烯25-45份，Al₂O₃2.5-7.5份，采用混粉机进行混合；将重量7.5-25份的碳纤维布按照设计进行裁剪；

步骤2，在侧翼铲的模具腔内敷设尼龙、超高分子量聚乙烯、Al₂O₃组成的混合粉末，敷设厚度为4-8mm，在复合粉末上敷设碳纤维布，混合粉末与碳纤维布继续交错敷设，直至敷设厚度为12-20mm；

步骤3，对模具腔内的物料进行热压，热压压强为20-120MPa，热压温度为120-300℃，保温1.5-5min，脱模，即得侧翼铲。

本发明的有益效果是：蜣螂头部具有凸起的几何结构，可以很好地减粘降阻，本发明侧翼铲、主铲的上表面均均固定设有多个凸起，仿蜣螂头部的凸起结构，提高减粘效果，能有效减小深松铲的工作阻力，降低深松铲工作过程中的能耗。侧翼铲、凸起均采用耐磨复合材料制得，极大提高了侧翼铲、凸起的耐磨性，能够延长深松铲的使用寿命。