微动力式仿生破茬机构、破茬装置、免耕播种机及破茬方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115067026A(43)申请公布日2022.09.20(21)申请号202210477118.8(22)申请日2022.05.03(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市长春高新技术产业开发区前进大街2699号(72)发明人马云海刘炫廷王硕许子和张奇峰曹洪图李冰庄健(74)专利代理机构吉林省中玖专利代理有限公司22219专利代理师姜姗姗(51)Int.Cl.A01C5/06(2006.01)A01B33/10(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图7页(54)发明名称微动力式仿生破茬机构、破茬装置、免耕播种机及破茬方法(57)摘要本发明提供的微动力式仿生破茬机构、破茬装置、免耕播种机及破茬方法，包括仿生切割组件、安装架和动力传动组件；圆盘刀齿是具有切叶蜂大颚几何特征的仿生几何机构，圆盘刀齿的内侧刃口曲线仿生切叶蜂大颚内侧几何特征，圆盘刀齿的外侧曲线是仿生切叶蜂大颚外侧几何特征；圆盘刀齿的内侧刃口曲线和外侧曲线相交形成刺入土壤的尖端；锐角滑刀具有内凹的弧形刃口，弧形刃口是具有切叶蜂大颚内侧切割齿状结构的仿生几何曲线。破茬过程仿生切叶蜂双大颚的切叶行为，其仿生切割组件中旋转切割器和水平切割器的几何结构和位置关系以切叶蜂双大颚的几何特征和相对位置作为仿生原型设计，具有能够避免堵塞、减小土壤扰动和切割效率高的优势。CN115067026ACN115067026A权利要求书1/2页1.一种微动力式仿生破茬机构，其特征在于：包括仿生切割组件、安装架和动力传动组件；所述的安装架上部开设有主传动轴安装孔，下部前端开设有旋转切割器中心轴安装孔，中心轴安装孔的后方的机架上开设有水平切割器安装槽；所述的仿生切割组件包括旋转切割器和水平切割器，所述的旋转切割器为圆盘形主体的圆周上均布有多个圆盘刀齿构成，所述的水平切割器包括锐角滑刀和固定在锐角滑刀后侧直角边上的分土结构；所述的圆盘刀齿是具有切叶蜂大颚几何特征的仿生几何机构，圆盘刀齿的内侧刃口曲线仿生切叶蜂大颚内侧几何特征，圆盘刀齿的外侧曲线是仿生切叶蜂大颚外侧几何特征；圆盘刀齿的内侧刃口曲线和外侧曲线相交形成刺入土壤的尖端；所述的锐角滑刀具有内凹的弧形刃口，弧形刃口是具有切叶蜂大颚内侧切割齿状结构的仿生几何曲线；所述的圆盘形主体所在的平面为投影面，锐角滑刀的弧形刃口上的锯齿尖端连线平行于投影面，其正投影与所述的圆盘刀齿旋转时尖端形成的圆周相交，圆盘刀齿的内侧刃口与锐角滑刀的弧形刃口形成咬合结构；所述的动力传动组件包括电机和主传动轴，所述的电机的输出轴与主传动轴传动连接，所述的主传动轴通过轴承安装在主传动轴安装孔内，圆盘形主体上的中心轴转动连接在中心轴安装孔中，锐角滑刀固定连接在水平切割器安装槽内；主传动轴与中心轴传动连接。2.如权利要求1所述的一种微动力式仿生破茬机构，其特征在于：还包括棘轮组件，所述的棘轮组件包括壳体、第一轴承、第二轴承、棘轮机构和输出轴，所述的壳体为圆环凹槽结构，所述的第一轴承过盈配合安装在壳体的圆环槽的内环内面上，壳体固定安装在主传动轴安装孔内；第二轴承过盈配合安装在壳体中的圆环槽的外环内面上，输出轴通过销轴固定在棘爪固定轮外表面上，所述的棘轮机构包括棘爪和棘轮，棘爪固定在棘爪固定轮内侧环形凸起的内环面上，外环面过盈配合安装在第二轴承的轴承孔中，卡块卡接在棘轮的中心孔壁上的卡槽内，卡块固定连接在主传动轴上，所述的主传动轴依次伸入第一轴承、棘轮的中心孔、棘爪固定轮的中心孔后与输出轴固定连接。3.如权利要求1所述的一种微动力式仿生破茬机构，其特征在于：所述的中心轴通过连接件与圆盘形主体连接，连接件包括端盖、法兰轴套、紧固件和轴承，所述的端盖和法兰轴套通过紧固件固定连接在圆盘形主体中心的两侧，法兰轴套又通过固定销安装在中心轴上，中心轴通过过盈配合安装到轴承中，轴承通过过盈配合安装在机架的中心轴安装孔中。4.如权利要求1所述的一种微动力式仿生破茬机构，其特征在于：所述的水平切割器安装槽为长方形，其长轴线平行于地面，所述的锐角滑刀通过螺栓固定连接水平切割器安装槽内。5.如权利要求1所述的一种微动力式仿生破茬机构，其特征在于：所述的棘轮组件的输出轴与中心轴上均固定有链轮，两者通过传动链传动连接。6.如权利要求1所述的一种微动力式仿生破茬机构，其特征在于：所述的圆盘形主体圆周半径为75mm，圆盘刀齿尖端旋转后的圆周半径为125mm，齿高50mm，圆盘刀齿数量为9个，入土深度50～100mm；2CN115067026A权利要求书2/2页7.如权利要求1所述的一种微动力式仿生破茬机构，其特征在于：所述的锐角滑刀的刃口上的三角形齿高度为5mm，底：高为1.25：2.3，所述的中心轴距离水平切割器安装槽10mm。8.一