[发明专利]一种滑切-交互作用式分层深松装置

说明书

本发明公开了一种滑切–交互作用式分层深松装置，包括前铲和后铲；前铲包括一体连接的紧固段H1、滑切段H2与连接段H3；后铲包括一体连接的紧固段H4、交互滑切段H5和连接段H6；紧固段H1与紧固段H4平行且分别连接机架，连接段H3与连接段H6分别连接铲尖；滑切段H2的刃口曲线根据秸秆、根茬和土壤的力学特性确定；交互滑切段H5依据根茬、土壤力学特性以及前铲作业后土壤回落中最大加速度的方向和位置的离散元仿真分析数据和犁底层土壤力学特性确定。前铲依据土壤力学特性对根茬和土壤做初步滑切，后铲对前铲作业后回落后的土壤做进一步滑切，从而降低深松铲整体的耕作阻力、增强深松铲的破茬性能、降低土壤扰动量。

技术领域

本发明涉及农业设备技术领域，更具体的说是涉及一种滑切-交互作用式分层深松装置。

背景技术

深松是保护性耕作的核心技术之一，土壤经过深松可以打破坚硬的犁底层、提高水分利用率、减少水土流失、增强水土保持能力、改善作物根系生长环境，有利于作物根系的生长发育，因此可以大幅度增加根系作物的产量。深松铲是深松机械的关键部件。

现有深松铲在进行深松作业时，往往单独作业，其还存在根土结合体、土块残留较大等问题，而根土结合体和较大土块均提升了土壤的固结程度，使作物的根系生长环境不利且水分利用率低，不利于作物根系的生长发育，作物初期的发育期延长，难以确保作物产量，并且现有技术中的深松铲还存在耕作阻力过大，深松后耕地表层土壤扰动量过大等问题。

因此如何对深松铲进进行设计以降低深松阻力并切割根茬、土壤，降低土壤扰动量，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种双深松铲交互作用的分层深松装置，前铲依据秸秆、根茬和土壤力学特性进行设计并对秸秆、根茬和土壤进行初步滑切，对耕作层土壤进行深松，后铲FG段依据根茬、土壤力学特性设计，并对根茬、土壤产生滑切作用；后铲GJ交互段可以对前铲深松后回落的土壤形成交互作用，进一步对土壤形成滑切；后铲JK段依据犁底层土壤力学特性进行设计，可以有效滑切犁底层土壤，后铲对耕作层和犁底层土壤进行深松。整体的滑切交互设计使得分层深松铲具有更低的耕作阻力、更优的破茬性能、更小的土壤扰动。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种滑切-交互作用式分层深松装置，其特征在于，包括前铲和后铲；

所述前铲包括一体连接的紧固段H1、滑切段H2与连接段H3；所述后铲包括一体连接的紧固段H4、交互滑切段H5和连接段H6；

所述紧固段H1与所述紧固段H4平行且分别连接机架，所述滑切段H2在前对秸秆、根茬和耕作层内土壤进行滑切，所述交互滑切段H5在后对根茬、前铲作业后的回落土壤和犁底层土壤进行滑切，所述连接段H3与所述连接段H6分别连接铲尖；

所述滑切段H2的刃口曲线根据秸秆、根茬和土壤的力学特性确定；所述交互滑切段H5的刃口曲线依据根茬和土壤力学特性、前铲作业后土壤回落中最大加速度的方向和位置的离散元仿真分析数据以及犁底层土壤力学特性确定。

优选的，所述滑切段H2的刃口曲线AE包括由上至下一体设置的AB、BC、CD、DE四段，依次由以下四段拟合曲线方程得到：

y＝0.0066x²-2.246x；

y＝-3.487x；

y＝0.0052x²-1.6643x；

y＝0.0021x²-1.4281x；

所述滑切段H2的内准线MN与外准线OP与刃口曲线一致；

所述交互滑切段H5的刃口曲线FK包括由上至下一体设置的FG、GH、HI、IJ、JK五段，依次由以下五段拟合曲线方程得到：