[发明专利]一种薯类仿生挖掘铲片

说明书

本发明公开了一种薯类仿生挖掘铲片，其包括铲柄，铲柄的前端设置有铲尖，铲尖包括上铲面和下铲面；上铲面包括仿鼹鼠前爪第一趾外轮廓的曲线段AB和曲线段BC；下铲面包括仿鼹鼠第一趾内轮廓的曲线段DE和曲线段EF；铲尖的前端设置有复合楔形刃口。本发明将薯类仿生挖掘铲片的上铲面和下铲面分别采用鼹鼠前爪第一趾的外、内轮廓仿生设计，被挖起的土壤沿铲面上升过程中将被折弯破坏，有挖掘碎土的效果，且减小了挖掘铲的挖掘阻力；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；本发明拆卸方便，易于维护。

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种薯类仿生挖掘铲片。

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，可以应用到挖掘铲铲面结构设计中。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种薯类仿生挖掘铲片解决了现有挖掘铲片碎土能力差、阻力大、能耗大、容易造成挖掘铲片磨损的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种薯类仿生挖掘铲片，其包括铲柄，铲柄的前端设置有铲尖，铲尖包括上铲面和下铲面；上铲面包括仿鼹鼠前爪第一趾外轮廓的曲线段AB和曲线段BC；下铲面包括仿鼹鼠第一趾内轮廓的曲线段DE和曲线段EF；铲尖的前端设置有复合楔形刃口。

进一步地，曲线段AB的形状方程为y₁＝-0.012358x₁²+1.39204448x₁+0.621465764，其中x₁和y₁均为直角坐标系中的坐标值，且0≤x₁≤18.8412。

进一步地，曲线段BC的形状方程为y₂＝22.57797094ln(5x₂)-80.16552562，其中x₂和y₂均为直角坐标系中的坐标值，且18.8412≤x₂≤70。

进一步地，曲线段DE的形状方程为y₃＝-0.06147765x₃²+2.77477391x₃+2.81686312，其中x₃和y₃均为直角坐标系中的坐标值，且0≤x₃≤15.4193。

进一步地，曲线段EF的形状方程为y₄＝21.7072613ln(5x₄)-63.33398672，其中x₄和y₄均为直角坐标系中的坐标值，且15.4193≤x₄≤66.4777。

进一步地，复合楔形刃口包括设置在曲线段AB前端的主切削刃，主切削刃与曲线段DE前端之间设置成主刀面；主切削刃的两侧均设置有副切削刃和副刀面。

进一步地，主刀面与上铲面之间的夹角位于25°～35°之间；两个副切削刃之间的夹角位于25°～35°之间；两个副刀面与上铲面之间的夹角均位于80°～90°之间。