[发明专利]鼠道犁仿生减阻扩孔器

说明书

技术领域

本发明涉及农业耕作机械上的鼠道犁扩孔部件，特别是涉及一种鼠道犁仿生减阻扩孔器。

背景技术

补充：概括或举例说明现有中与本发明最接近的扩孔器的主要结构特点及不足。

鼠道犁扩孔器的主要功能是将犁铲破开的洞孔进行固化，使鼠道固定成型。鼠道的成型质量直接影响到土地的蓄水抗旱的能力，土壤对扩孔器表面的粘附和阻力严重影响鼠道的质量和鼠道犁的能耗。目前传统型鼠道犁扩孔器作业时与土壤间的阻力大、粘附严重，直接影响了鼠道的成型质量并加大了油耗。

研究发现，某些土壤洞穴动物如田鼠、蝼蛄、蜣螂等进化出了发达的挖掘足，具有非常强的挖掘洞穴的本领，其表面具有抗磨不粘的非光滑结构。超高分子量聚乙烯具有其它工程塑料无法比拟的防粘性、耐磨损、耐冲击、耐化学药品、自润滑等优异性能，所以采用超高分子量聚乙烯及其复合材料等疏水性材料加工制造具有仿生结构表面的扩孔器。

发明内容

本发明的目的在于仿照某些土壤洞穴动物的挖掘足，提供一种表面具有抗磨不粘的非光滑结构的鼠道犁仿生减阻扩孔器。

本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：

一种鼠道犁仿生减阻扩孔器，其主体由圆锥型和圆柱型组成，所述的主体采用超高分子量聚乙烯外套5和结构钢芯6，结构钢芯6直径与圆柱型外径之比为0.1～0.6，圆柱型表面采用凸包形、凹坑形或肋条形仿生几何结构单元，仿生几何结构单元的凸包或凹坑为球缺形或抛物面形，凸包的高度H与包底圆直径D之比H/D＝0.05～0.5，凸包在扩孔器表面上的分布采用规则分布或随机均匀分布，每两个相邻凸包之间的距离为7mm～30mm。

所述的肋条形仿生几何结构单元采用直条形或波纹形，在圆柱型表面按环形或平行于圆柱形轴线纵向连续、断续、交叉或随机均匀分布，断续分布的肋条两端采用半个球缺形过渡到圆柱体的柱面上。

所述的肋条形仿生几何结构单元的横断面轮廓结构为圆弧形、上凸形正弦函数曲线或上凸形抛物线。

断续分布的环形肋条长度为扩孔器所在位置的周长的1/40～1/5，即采用5～40个断续肋条，每根肋条底宽为10～30mm，肋条高度与肋条底宽之比为0.05～0.5。

纵向且连续分布的肋条形仿生几何结构单元，其长度等于圆柱型表面纵向长度L，断续分布的肋条的长度为圆柱型表面纵向长度L的1/20～1/2，即采用2～20个断续肋条，肋条底宽为10～30mm，肋条高度与肋条底宽之比为0.1～0.5。

波纹形肋条形仿生几何结构单元的波纹表面纵向断面采用正弦波形、由凸-凹抛物线组合而成的波纹形、凸-凹半圆弧组合而成的波纹形或三角形波，所述的三角形波顶点处有圆弧过渡，前进方向第一个角的角度θ为5°～45°；波峰高度和波谷深度H与波纹的半波长W之比：H/W＝0.01～0.5，半波长为5mm～25mm。

本发明的技术效果是：鼠道犁仿生减阻扩孔器采用多种仿生非光滑表面，通过实验效果可知鼠道犁仿生减阻扩孔器能减小油耗4％左右，解决了成孔器粘附严重的问题，成孔效果理想，最终提高了土壤蓄水保墒能力。

附图说明

图1是仿生开沟器主视图。

图2是扩孔器主体结构示意图；

其中：(a)扩孔器主体主视图；

(b)扩孔器主体侧视图；

(c)扩孔器主体俯视图。

图3是扩孔器表面包形仿生几何结构示意图；

其中：(a)凸包结构规则一种分布方式；

(b)凸包结构规则另一种分布方式；

(c)凸包结构随机分布方式。

图4是扩孔器表面坑形仿生几何结构示意图；

其中：(a)凹坑结构规则的一种分布方式；

(b)凹坑结构规则另一种分布的方式；

(c)凹坑结构随机分布方式。

图5坑、包结构示意图；

其中：(a)凸包仿生结构；

(b)凹坑仿生结构。

图6横向肋条形仿生几何结构主体示意图；

其中：(a)横向肋条形仿生几何结构主体主视图；

(b)横向肋条形仿生几何结构主体展开图；

图7横向波纹形仿生几何结构表面示意图；

其中：(a)肋条结构规则分布方式；

(b)肋条结构交叉分布方式；

(c)肋条结构随机分布方式。

图8横向波纹形仿生几何结构表面示意图；

其中：(a)横向波纹形结构扩孔器主体主视图；

(b)横向波纹形结构扩孔器主体侧视图；