本发明专利技术涉及农业耕作机械上的开沟部件，特别是涉及一种仿生开沟器。其目的是解决现有开沟部件粘土、缠草及阻力增大等问题。该开沟器由基体和其表面上的仿生几何结构单元组成，所说的仿生几何结构单元为在开沟器基体表面规律分布的凸棱，凸棱的分布密度为：其在基体表面上的几何投影面积之和与所有棱端围成的基体表面积之比为５０－１００％，凸棱的表面形状为：ρ↑［２］＝２α↑［２］ｃｏｓλ φ，０≤φ≤π／２λ式中：α－ＯＦ↓［１］，φ－极角，ρ－极径，λ－角度系数，λ取１～１０区间。与普通形态和钢质仿生开沟器相比，ＵＨＭＷＰＥ或其复合材料仿生开沟器在运动方向上具较低应力，能够减轻土壤阻力和动力消耗１０－３５％。
【技术实现步骤摘要】
仿生开沟器
本专利技术涉及农业耕作机械上的开沟部件，特别是涉及一种仿生开沟器。
技术介绍
开沟部件是播种、施肥机具上的重要部件，它的工作性能直接影响着播种机和施肥机的工作，关系着种子和肥料在行内和深度上的分布精度，关系着播种出苗率，关系着整机的平衡、稳定与功耗。在免耕和少耕播种技术中，开沟部件粘土、缠草及开沟部件阻力增大问题更加突出，土壤粘附在开沟部件表面上会使开沟部件开出的沟形不整齐，深浅不一致，不仅直接影响着播种和施肥质量，而且增大了开沟部件的工作阻力。由此可见，减粘降阻不仅可提高播种和施肥质量，减小开沟部件工作阻力，而且对提高农业生产综合效益影响巨大。研究发现，某些土壤洞穴动物如小家鼠、田鼠、蝼蛄、蜣螂、穿山甲等进化出了发达的挖掘足，具有非常强的挖掘洞穴的本领，成为地面机械挖掘、切削、松土等方式的触土作业部件仿生研究和设计的基础。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仿生开沟器。
技术实现思路
本专利技术的目的解决现有开沟部件粘土、缠草及阻力增大等问题，提供一种新型结构的超高分子量聚乙烯及其复合材料等疏水性材料的仿生开沟器。它采用在普通芯铧式开沟器表面粘上一系列超高分子量聚乙烯及其复合材料的波文仿生结构形态而成的，它的表面是几何结构表面，使其具有减轻土壤粘附和降低工作阻力的功能。本专利技术的上述目的是按一下方案实现的，结合附图说明如下：一种仿生开沟器是由基体和其表面上的仿生几何结构单元组成，所说的仿生几何结构单元为在开沟器基体表面规律分布的凸棱，凸棱的分布密度为：其在基体表面上的几何投影面积之和与所有棱端围成的基体表面积之比为50-100％，凸棱的表面形状为：ρ2＝2a2cosλ，0≤φ≤π/2λ式中：a-OF1，，-极角，ρ-极径，λ-角度系数，λ取1～10区间。所说的凸棱的高度为3-5mm，宽度为5-10mm；凸棱间距M为0-20mm，凸棱的棱端距铲体边缘距离K为5-15mm，凸棱与切土面的夹角β为75-105°。所说的仿生几何结构单元和基体均使用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)及其复合且疏水性材料制作。所说的凸棱与基体可以加工成一体。本专利技术具有减轻土壤阻力和动力消耗的技术效果。可提高播种和施肥质量，减小开沟部-->件工作阻力。附图说明图1是仿生开沟器主视图；图2是仿生开沟器俯视图；图3是图1中所示A-A向剖视图；图4(a)是图1中所示B-B向剖视图凸棱的一种结构；图4(b)是图1中所示B-B向剖视图凸棱的另一种结构；图5是凸棱的示意图；图6是凸棱与切土面夹角为75°的仿生开沟器主视图；图7是凸棱与切土面夹角为105°的仿生开沟器主视图；图8仿生几何结构开沟器示意图。图中1.开沟器金属基体 2.仿生凸棱结构 3.超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具体实施方式下面结合附图所示实施例里一步说明本专利技术具体内容：参阅图1：本专利技术所述的开沟器表面分布有棱型仿生几何结构，其上的棱型仿生几何结构单元使用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)及其复合材料等疏水性材料制作。所述的铲体基体厚(H)为2mm；仿生几何结构单元的高度(T)为3-5mm、宽度(W)为5-10mm、棱端距铲体边缘距离(K)为5-15mm；凸棱间距(M)为0-20mm，凸棱与切土面的夹角(β)为75-105°，凸棱的分布密度为其在基体表面上的几何投影面积之和与所有棱端围成的基体表面积之比为50-100％。所述的铲型播种开沟器竖直边长(A)为108mm，水平边长(B)为170mm，斜边长(C)为253mm，铲体基体厚(H)为2mm，棱端距铲体边缘距离(K)为10mm，两片铲片夹角(θ)为25°。参阅图1、图3、图4。凸棱的表面形状如图5所示，其数学描述式设为：ρ2＝2a2cosλ，0≤φ≤π/2λ (1)式中：a-OF1 -极角， ρ-极径 λ-角度系数，λ取1～10区间实例1参阅图6：开沟器竖直边长(A)为108mm，水平边长(B)为170mm，斜边长(C)为253mm，铲体基体厚(H)为2mm，材料为超高分子量聚乙烯及其复合材料等疏水性材料，基体和凸棱加工成一体，并与金属基体粘接成一体，几何结构单元的高度(T)为3mm，宽度(W)为10mm，棱端距铲体边缘距离(K)为8mm，几何结构凸棱间距(M)为20mm，凸棱与切土面的夹角(β)为75°，两片铲片夹角(θ)为25°。-->实例2参阅图1：开沟器竖直边长(A)为108mm，水平边长(B)为170mm，斜边长(C)为253mm，铲体基体厚(H)为2mm，材料为超高分子量聚乙烯及其复合材料等疏水性材料，基体和凸棱加工成一体，并与金属基体粘接成一体，几何结构单元的高度(T)为4mm，宽度(W)为7mm，棱端距铲体边缘距离(K)为10mm，几何结构凸棱间距(M)为10mm，凸棱与切土面的夹角(β)为90°，两片铲片夹角(θ)为25°。实例3参阅图7：开沟器竖直边长(A)为108mm，水平边长(B)为170mm，斜边长(C)为253mm，铲体基体厚(H)为2mm，材料为超高分子量聚乙烯及其复合材料等疏水性材料，基体和凸棱加工成一体，并与金属基体粘接成一体，几何结构单元的高度(T)为5mm，宽度(W)为8mm，棱端距铲体边缘距离(K)为12mm，几何结构凸棱间距(M)为18mm，凸棱与切土面的夹角(β)为105°，两片铲片夹角(θ)为25°。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种仿生开沟器是由基体和其表面上的仿生几何结构单元组成，其特征在于所说的仿生几何结构单元为在开沟器基体表面规律分布的凸棱，凸棱的分布密度为：其在基体表面上的几何投影面积之和与所有棱端围成的基体表面积之比为５０－１００％，凸棱的表面形状为：ρ↑［２］＝２α↑［２］ｃｏｓλφ，０≤φ≤π／２λ式中：α－ＯＦ↓［１］，φ－极角，ρ－极径，λ－角度系数，λ取１～１０区间。
【技术特征摘要】
1、一种仿生开沟器是由基体和其表面上的仿生几何结构单元组成，其特征在于所说的仿生几何结构单元为在开沟器基体表面规律分布的凸棱，凸棱的分布密度为：其在基体表面上的几何投影面积之和与所有棱端围成的基体表面积之比为50-100％，凸棱的表面形状为：ρ2＝2a2cosλ，0≤φ≤π/2λ式中：a-OF1，，-极角，ρ-极径，λ-角度系数，λ取1～10区间。2、根据权利要求1所述的仿生开...
【专利技术属性】
技术研发人员：佟金，马云海，陈东辉，闫久林，孙霁宇，周江，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]
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