[实用新型]一种马铃薯仿生挖掘铲

说明书

技术领域

本实用新型属于农业机械技术领域，具体涉及一种马铃薯仿生挖掘铲。

背景技术

马铃薯的挖掘是其收获的重要工序，挖掘铲的工作性能直接影响着马铃薯的收获效果，要求其具有较好的碎土能力和挖掘阻力，在扰动尽量少的土壤的情况下将马铃薯挖起，并尽可能的减少黏土和缠草，同时使薯土分离尽可能彻底以及最大限度地减少遗漏和伤薯。现有的马铃薯挖掘铲以平面铲、凹面铲、槽式铲、栅条铲为主，这些挖掘铲要么容易缠草和黏土，要么薯土分离效果不理想，使得机器能耗较高。而随着马铃薯种植规模的不断扩大，这些传统形式的挖掘铲已逐渐难以实现高强度的连续工作，因此，设计出碎土能力强、薯土分离效果好、伤薯率较低、不易缠草和黏土、挖掘阻力小的新型挖掘铲是很有必要的。

一些动物或植物的某些器官或结构，在挖掘和切割过程中表现出了优异的工作性能，这与挖掘铲的挖掘过程有一定的相似性：例如鼹鼠等土壤动物的爪趾呈铲形，与挖掘铲非常相像，长期挖掘后仍表现出良好的工作性能；穿山甲鳞片在横纵方向存在着凸起，使得穿山甲在土壤中活动后很少黏土；螳螂前足胫节外缘、茅草叶片外缘存在着锯齿结构，表现出良好的切割性能。上述这些结构对马铃薯挖掘铲的设计提供了良好的仿生依据。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有马铃薯挖掘铲工作阻力大、容易缠草和黏土、薯土分离效果不理想等问题，提出了一种基于鼹鼠爪趾、穿山甲鳞片、茅草叶缘结构的仿生挖掘铲，以降阻减耗，提高挖掘铲工作效率。

本实用新型挖掘铲的外轮廓由ab段直线、bc段曲线、cd段直线、df段直线、fg段直线、 gh段曲线、ha段直线顺序首尾光滑连接而成，其中a、b、h、a点连接形成入土段A，b、c、 g、h、b点连接形成升土段B，c、d、f、g、c点连接形成安装段C。

安装段C、升土段B和入土段A为关于挖掘铲上ae中线的对称结构。

升土段B的bc段曲线和gh段曲线为仿生曲线G。

入土段A为等腰三角形，三角形高L₁为40-50mm，三角形的ab和ah两腰上加工出斜面8 后对称设有锯齿7，斜面8与挖掘铲背面D的夹角β为30°，锯齿7为等边三角形，三角形边长L₃为5mm，三角形铲尖处两侧设有2-3个锯齿的空白。

升土段B曲面为仿生曲面，升土段B正面上对称设有5个长凸棱2、2个中长凸棱4、2 个短凸棱6和4个大漏土孔3、2个小漏土孔5。

安装段C、升土段B的宽度和入土段A三角形底边bh的长度W均为160-180mm；安装段C、升土段B和入土段A的厚度H均为6-8mm；安装段C的长度L₂为90-100mm；安装段C 上设有3个沉头孔1，3个沉头孔1关于挖掘铲上ae中线呈三角形对称布置，其中左右2个沉头孔的间距L₆为80-100mm、与安装段C上端df直线的间距L₅为25-35mm，中间的沉头孔与安装段C上端df直线的间距L₄为55-65mm；挖掘铲的安装角α为25-30°。

所述升土段B的仿生曲线G的方程式为：

其中：102mm≤x≤240mm；

所述长凸棱2、中长凸棱4和短凸棱6的横截面外轮廓的方程式为:

y＝2sin0.6283x

其中：0mm<x≤5mm。

所述的5个长凸棱2、2个中长凸棱4、2个短凸棱6在升土段B的正面按扇形排列，两个相邻凸棱之间的夹角γ为7.5°，5个长凸棱2、2个中长凸棱4和2个短凸棱6均以升土段B和入土段A的分界线bh为起点，其中5个长凸棱2延伸至安装段C与升土段B的分界线 cg，左边的1个中长凸棱4和1个短凸棱6延伸至曲线bc处，右边的1个中长凸棱4和1个短凸棱6延伸至曲线gh处。

所述的4个大漏土孔3和2个小漏土孔5均为扇形，扇形的原点均在半径R₁为120mm的圆周上，扇形的圆心角φ均为7.5°。

4个大漏土孔3大小相等，其顶部圆弧在半径R₃为225-230mm的圆周上，2个小漏土孔5 大小相等，其顶部圆弧在半径R₂为185-195mm的圆周上。

4个大漏土孔3间隔置于5个长凸棱2之间，左边的小漏土孔5置于左边的长凸棱2和中长凸棱4之间，右边的小漏土孔5置于右边的长凸棱2和中长凸棱4之间。