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基于二次多項式和對數函數的薯類仿生挖掘鏟片.pdf

關 鍵 詞:
基于 二次 多項式 對數 函數 薯類 仿生 挖掘
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摘要
申請專利號:

CN201710323629.3

申請日:

20170510

公開號:

CN106993424A

公開日:

20170801

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A01D33/00,G06F17/50 主分類號: A01D33/00,G06F17/50
申請人: 西華大學
發明人: 廖敏,李曉鵬,胡奔,陶金京,潘群林
地址: 610039 四川省成都市金牛區土橋金周路999號
優先權: CN201710323629A
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201710323629.3

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明涉及農業收獲機械領域的一種具有減阻、碎土作用的基于二次多項式和對數函數的薯類仿生挖掘鏟片。它包括鏟尖和鏟柄,其特征在于:本發明是基于鼴鼠前爪第一趾的兩側輪廓線,其形狀前端具有二次多項式形式,后端具有對數函數形式。上鏟面由曲線方程y=-0.012358x2+1.39204448x+0.621465764(0≤x≤21.8408)和y=22.57797094ln(5x)-80.16552562(21.8408≤x≤57.7746)制得;下鏟面由曲線方程y=-0.06147765x2-2.77477391x-2.81686312(2.1954≤x≤30.3639)和y=21.7072613ln(5x)-63.33398672(30.3639≤x≤63.2042)制得;本發明的鏟尖刃口設計為復合楔形刃口,對土壤的切削作用明顯,既有良好的減阻性能,又起到一定的碎土作用;本發明采用模塊化設計,使挖掘鏟方便拆卸,易于維護。

權利要求書

1.基于二次多項式和對數函數的薯類仿生挖掘鏟片,包括鏟尖1、鏟柄2,其特征在于:所述鏟尖1和鏟柄2連接,所述鏟尖1的鏟面由上鏟面11和下鏟面12組成,所述鏟尖1的上鏟面11模仿鼴鼠前爪第一趾的外輪廓,由曲線段AB和曲線段BC組成,所述鏟尖1的下鏟面12模仿鼴鼠前爪第一趾的內輪廓,由曲線段DE和曲線段EF組成,曲線段AB方程為y=-0.012358x+1.39204448x+0.621465764(0≤x≤21.8408),曲線段BC方程為y=22.57797094ln(5x)-80.16552562(21.8408≤x≤57.7746),曲線段DE方程為y=-0.06147765x-2.77477391x-2.81686312(2.1954≤x≤30.3639),曲線段EF方程為y=21.7072613ln(5x)-63.33398672(30.3639≤x≤63.2042),方程式中x和y的單位均為毫米;所述鏟尖1的刃口為復合楔形刃口,由主切削刃13、兩側副切削刃14、主刀面15和兩側副刀面16組成。2.根據權利要求1所述的基于二次多項式和對數函數的薯類仿生挖掘鏟片,其特征在于:所述鏟柄2包括鏟臺21、柵條22、連接套筒23和加強筋24,所述鏟臺21后端和所述柵條22連接,所述鏟臺21前端與所述鏟尖1連接,所述鏟臺21下面與連接套筒23連接,所述加強筋24分別與所述鏟臺21和連接套筒23連接。

說明書

技術領域

本發明屬于農業機械技術領域,涉及挖掘鏟片,尤其是基于二次多項式和對數函數的薯類仿生挖掘鏟片。

背景技術

目前,在薯類作物收獲過程中,挖掘鏟的好壞直接影響著收獲機的整體性能和使用。現有的仿生挖掘鏟片結構形式簡單,仿生鏟面函數曲線單一,碎土能力差;在薯類挖掘過程中,挖掘鏟片挖掘阻力較大,能耗大,容易造成挖掘鏟片磨損;挖掘鏟片與機架連接方式大多為焊接固定連接,當挖掘鏟片在工作過程中受損后,拆裝和維護不方便,甚至需要換掉整個挖掘鏟片,使用成本較高。

研究表明,鼴鼠前肢發達,腳掌向外翻,有利爪,適于掘土,在鼴鼠的挖掘過程中,前肢爪插入土中,將土壤打碎,并將碎土向兩側扒開,其挖掘形式與挖掘鏟非常相似,因此采用仿生學原理,提取鼴鼠爪趾輪廓數據,通過曲線擬合,應用到挖掘鏟鏟面結構設計中。

發明內容

為了克服現有技術中存在的不足,本發明的目的是提供一種基于二次多項式和對數函數的薯類仿生挖掘鏟片,在挖掘過程中,產生碎土效果,從而降低挖掘阻力,模塊化挖掘鏟片結構方便拆卸,易于維護,提高薯類收獲機的整體性能和使用。

為解決上述技術問題,本發明采用的技術方案為:基于二次多項式和對數函數的薯類仿生挖掘鏟片,包括鏟尖1和鏟柄2,所述鏟尖1的鏟面由上鏟面11和下鏟面12組成,所述鏟尖1的上鏟面11模仿鼴鼠前爪第一趾的外輪廓,由曲線段AB和曲線段BC組成,所述鏟尖1的下鏟面12模仿鼴鼠前爪第一趾的內輪廓,由曲線段DE和曲線段EF組成,曲線段AB方程為y=-0.012358x2+1.39204448x+0.621465764(0≤x≤21.8408),曲線段BC方程為y=22.57797094ln(5x)-80.16552562(21.8408≤x≤57.7746),曲線段DE方程為y=-0.06147765x2-2.77477391x-2.81686312(2.1954≤x≤30.3639),曲線段EF 方程為y=21.7072613ln(5x)-63.33398672(30.3639≤x≤63.2042),方程式中x和y的單位均為毫米;

所述鏟尖1的刃口為復合楔形刃口,由主切削刃13、兩側副切削刃14、主刀面15和兩側副刀面16組成,所述曲線段AB和所述曲線段DE的點A和點D相連接構成所述主刀面15,所述主刀面15和所述上鏟面11之間夾角為25°~35°,所述兩側副切削刃14之間夾角為25°~35°,所述兩側副刀面16和所述上鏟面11之間的夾角為80°~90°。

所述鏟柄2包括鏟臺21、柵條22、連接套筒23和加強筋24,所述鏟臺21后端和所述柵條22連接,所述鏟臺21前端與所述鏟尖1連接,所述鏟臺21下面與所述連接套筒23連接,所述連接套筒23呈圓筒形,兩端分別設置兩個對稱布局的四分之一槽,且兩端的槽相差90°布局,所述加強筋24分別與所述鏟臺21和連接套筒23連接。

本發明的有益效果:本發明基于二次多項式和對數函數的薯類仿生挖掘鏟片的上、下鏟面采用鼴鼠前爪第一趾進行仿生反求得到的曲線組成,被挖起的土壤沿該二次多項式和對數函數曲線組成的鏟面上升過程中將被折彎破壞,有挖掘碎土的效果,且減小挖掘鏟的挖掘阻力;復合楔形鏟尖對土壤的切削作用明顯,既有良好的減阻性能,又起到一定的碎土作用;本發明基于二次多項式和對數函數的薯類仿生挖掘鏟片采用模塊化設計,使挖掘鏟方便拆卸,易于維護。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是本發明的主視圖。

圖3是圖2所示A向視圖的鏟尖結構示意圖。

圖4是本發明的仿生輪廓曲線圖。

圖中:1-鏟尖,11-上鏟面,12-下鏟面,13-主切削刃,14-兩側副切削刃,15-主刀面,16-兩側副刀面,2-鏟柄,21-鏟臺,22-柵條,23-連接套筒,24-加強筋。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作更進一步的說明。

參見圖1~4,基于二次多項式和對數函數的薯類仿生挖掘鏟片,包括鏟尖1和鏟柄2,所述鏟尖1和鏟柄2通過鉚釘連接,有利于鏟尖1的上鏟面11向鏟柄2的表面平滑過渡;所述鏟尖1的鏟面由上鏟面11和下鏟面12組成,所述鏟尖1的上鏟面11模仿鼴鼠前爪第一趾的外輪廓,由曲線段AB和曲線段BC組成,所述鏟尖1的下鏟面12模仿鼴鼠前爪第一趾的內輪廓,由曲線段DE和曲線段EF組成,曲線段AB方程為y=-0.012358x2+1.39204448x+0.621465764(0≤x≤21.8408),曲線段BC方程為y=22.57797094ln(5x)-80.16552562(21.8408≤x≤57.7746),曲線段DE方程為y=-0.06147765x2-2.77477391x-2.81686312(2.1954≤x≤30.3639),曲線段EF 方程為y=21.7072613ln(5x)-63.33398672(30.3639≤x≤63.2042),方程式中x和y的單位均為毫米;所述鏟尖1的刃口為復合楔形刃口,由主切削刃13、兩側副切削刃14、主刀面15和兩側副刀面16組成,所述曲線段AB和所述曲線段DE的點A和點D相連接構成所述主刀面15,所述主刀面15和所述上鏟面11之間夾角為25°~35°,所述兩側副切削刃14之間夾角為25°~35°,所述兩側副刀面16和所述上鏟面11之間的夾角為80°~90°;當所述鏟尖1挖掘土壤時,所述主切削刃13和兩側副切削刃14分別切削土壤,有利于切碎土壤和減小切削阻力,被挖起的土壤沿二次多項式和對數函數曲線組成的鏟面上升過程中將被折彎破壞,有挖掘碎土的效果,且減小挖掘鏟的挖掘阻力。

參見圖1~2,所述鏟柄2包括鏟臺21、柵條22、連接套筒23和加強筋24,所述鏟臺21后端和所述柵條22焊接連接,所述鏟臺21前端與所述鏟尖1通過鉚釘連接,所述鏟臺21下面與所述連接套筒23焊接連接,所述連接套筒23呈圓筒形,兩端分別設置兩個對稱布局的四分之一槽,且兩端的槽相差90°布局,所述加強筋24分別與所述鏟臺21和連接套筒23焊接連接,以增加所述鏟柄2的強度;若干個本發明基于二次多項式和對數函數的薯類仿生挖掘鏟片通過所述連接套筒23互相連接組成模塊化結構的挖掘鏟,使挖掘鏟方便拆卸,易于維護。

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