【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采茶装置，具体涉及一种仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀。
技术介绍
1、采摘茶叶是茶叶生产中一个非常关键的步骤，我国现阶段机械化采茶仍以采茶刀切割式采摘为主。通过采摘试验发现，在采摘后的采茶刀刀具表面容易附着一层黑色物质，此现象在手工采茶时在手指上也较为明显；经分析知，茶树的茎秆被破坏时茶汁会流到刀具表面或手上，其茶汁内的茶多酚与空气接触发生氧化导致变黑。此外，茶多酚还会与铁发生络合反应生成青黑色的络合物附着在采茶刀刀具表面，时间长后不仅影响切割效果，还会降低刀具使用寿命。
2、在自然界中，各种生物通过长期进化形成了各类特有的用于液体运输的特殊结构，如沙漠甲虫外壳、蜘蛛丝、仙人掌棘刺等。近年来，人们将仿生技术引入工业生产和科技研发等领域，特别是仿生设计的自输运表面结构，能够模仿自然界生物，帮助人类去完成各种复杂难控的工作或任务。而猪笼草口缘表面具有一种特殊的单向液体自输运功能，其表面液体可以自发地克服重力进行由内向外的定向运输，得益于其猪笼草口缘区表面多级的楔形微腔阵列结构其产生的泰勒毛细升力，这为液体单向自输运的表面结构等仿生设计提供了全新理念。现如今绝大多数茶农以使用更经济的微型采茶机为主，故选取猪笼草口缘作为采茶刀道具表面的仿生对象，将仿生技术应用于微型采茶机，通过对刀片表面微织结构进行仿生设计，使刀具在切割时其表面茶汁实现无动力定向运输至刀片外部，可以有效提升切割效果，同时增加采茶刀的使用寿命。
技术实现思路
1、本专利技术为了克服现有技术存在的不
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案是：
3、一种仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，包括刀具；所述刀具包括上刀片和下刀片；所述上刀片和所述下刀片均包括刀柄以及设置在所述刀柄上的多组具有仿生阵列结构的刀齿；多组刀齿沿着所述刀柄的长度方向排列；其中，
4、所述刀齿中的仿生阵列结构由设置在所述刀齿的刀刃以及刀面上的多组楔形微腔阵列结构构成；其中，多组楔形微腔阵列结构沿着所述刀刃的长度方向以及沿着所述刀面的宽度方向等距排列；每组楔形微腔阵列结构包括设置在刀齿上的微流道以及设置在所述微流道内的多组拟合弧形楔槽微腔单位结构；多组拟合弧形楔槽微腔单位结构沿着所述微流道的延伸方向等距排列；所述拟合弧形楔槽微腔单位结构包括弧形微凹槽和槽缘凸台；所述弧形微凹槽和所述槽缘凸台的轮廓曲线方程均为：
5、y(x)＝82.00205+9046851x-0.06077x2+1.66097×10-4x3-1.20107×10-7x4-1.64197×10-10x5，
6、其中，x∈[20，375]，单位为pixel。
7、优选的，所述微流道的宽度d1为150μm；相邻两组微流道之间的间距d2为90μm；该微流道的最大深度面的深度h1为70μm，最小深度面h2为30μm。
8、优选的，所述微流道中的相邻两个拟合弧形楔槽微腔单位结构之间的间距d3为240μm。
9、优选的，所述刀刃与所述刀面之间设置有倾角，所述倾角为18.44°。
10、优选的，所述刀柄为长方形；所述刀齿为十个；所述上刀片和所述下刀片的尺寸为相同，均为：单刀片全长为310mm，单刀片厚度i为1mm，刀片齿高h为30mm，刀片齿距t为30mm，刀柄宽为18mm。
11、优选的，所述刀柄中开设有三个长通孔，每个长通孔的长为39mm，宽为7mm，且相邻两个长通孔之间的间距为128mm。
12、优选的，所述上刀片和所述下刀片的刀柄上的三个长通孔分别通过螺栓连接固定在支架或手柄上。
13、优选的，所述弧形微凹槽的腔体楔角θ为45°，长度l0为150μm，宽度d0为150μm，深度h0为40μm。
14、优选的，所述槽缘凸台的楔角为45°，高度h3为40μm，水平宽度为150μm，该槽缘凸台的上端面与所述微流道两侧的隔墙的高度差δh为30μm。
15、优选的，所述楔形微腔阵列结构分为设置在所述刀齿的左右侧面的第一楔形微腔阵列结构、设置在所述刀齿的前侧面的第二楔形微腔阵列结构以及设置在所述刀齿刀面的第三楔形微腔阵列结构，其中，
16、所述第一楔形微腔阵列结构为多组，多组第一楔形微腔阵列结构沿着所述刀齿的左右侧面的长度方向等距排列，且每组第一楔形微腔阵列结构中的微流道沿着平行于左右两侧的刀刃倾角方向延伸；所述第二楔形微腔阵列结构为多组，多组第二楔形微腔阵列结构沿着所述刀齿的前侧面的长度方向等距排列，且每组第二楔形微腔阵列结构中的微流道沿着平行于前侧的刀刃倾角方向延伸；所述第三楔形微腔阵列结构为多组，多组第三楔形微腔阵列结构沿着所述刀齿的刀面的宽度方向等距排列，且每组第三楔形微腔阵列结构中的微流道沿着垂直与所述刀柄的长度方向延伸；其中，多组第二楔形微腔阵列结构与多组第三楔形微腔阵列结构一一对应，且所述第二楔形微腔阵列结构的微流道与对应的第三楔形微腔阵列结构的微流道连通；左右两侧的第一楔形微腔阵列结构中的微流道则分别与左右两侧的第三楔形微腔阵列结构的微流道连通。
17、本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
18、1、本专利技术的仿猪笼草口缘楔形微腔结构的采茶刀选取猪笼草作为采茶时茶汁所在表面的刀具的仿生对象，实现对茶叶采摘具备较强的针对性；通过研究猪笼草口缘形态与结构特征，结合茶汁在刀具表面的流动特性，对本专利技术的采茶刀具表面的微织结构进行合理的仿生设计，从而使得本专利技术的采茶刀的刀具表面对茶汁具备自输运的功能，且能够有效降低茶汁在刀具表面的附着量，减少刀齿的“变黑”现象，进而提升刀具采摘切割效果和延长刀具使用寿命。
19、2、本专利技术的仿猪笼草口缘楔形微腔结构的采茶刀是基于猪笼草口缘微腔结构弧形边缘曲线进行仿生设计的，且为更为接近猪笼草口缘楔形微腔结构边缘弧形的五次多项式拟合曲线，在结构简化的同时还高度还原猪笼草口缘微腔结构中的多级楔形微腔阵列结构所产生的泰勒升力，为茶汁单方向连续搬运建立更优的结构基础。
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1.一种仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，其特征在于，包括刀具；所述刀具包括上刀片和下刀片；所述上刀片和所述下刀片均包括刀柄以及设置在所述刀柄上的多组具有仿生阵列结构的刀齿；多组刀齿沿着所述刀柄的长度方向排列；其中，
2.根据权利要求1所述的仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，其特征在于，所述微流道的宽度d1为150μm；相邻两组微流道之间的间距d2为90μm；
3.根据权利要求1所述的仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，其特征在于，所述微流道中的相邻两个拟合弧形楔槽微腔单位结构之间的间距d3为240μm。
4.根据权利要求1所述的仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，其特征在于，所述刀刃与所述刀面之间设置有倾角，所述倾角为18.44°。
5.根据权利要求1所述的仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，其特征在于，所述刀柄为长方形；所述刀齿为十个；所述上刀片和所述下刀片的尺寸为相同，均为：单刀片全长为310mm，单刀片厚度i为1mm，刀片齿高h为30mm，刀片齿距t为30mm，刀柄宽为18mm。
6.根据权利要求5所述的仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，其特
7.根据权利要求6所述的仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，其特征在于，所述上刀片和所述下刀片的刀柄上的三个长通孔分别通过螺栓连接固定在支架或手柄上。
8.根据权利要求6所述的仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，其特征在于，所述弧形微凹槽的腔体楔角θ为45°，长度l0为150μm，宽度d0为150μm，深度h0为40μm。
9.根据权利要求6所述的仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，其特征在于，所述槽缘凸台的楔角为45°，高度h3为40μm，水平宽度为150μm，该槽缘凸台的上端面与所述微流道两侧的隔墙的高度差Δh为30μm。
10.根据权利要求1所述的仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，其特征在于，所述楔形微腔阵列结构分为设置在所述刀齿的左右侧面的第一楔形微腔阵列结构、设置在所述刀齿的前侧面的第二楔形微腔阵列结构以及设置在所述刀齿刀面的第三楔形微腔阵列结构，其中，
...【技术特征摘要】
1.一种仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，其特征在于，包括刀具；所述刀具包括上刀片和下刀片；所述上刀片和所述下刀片均包括刀柄以及设置在所述刀柄上的多组具有仿生阵列结构的刀齿；多组刀齿沿着所述刀柄的长度方向排列；其中，
2.根据权利要求1所述的仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，其特征在于，所述微流道的宽度d1为150μm；相邻两组微流道之间的间距d2为90μm；
3.根据权利要求1所述的仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，其特征在于，所述微流道中的相邻两个拟合弧形楔槽微腔单位结构之间的间距d3为240μm。
4.根据权利要求1所述的仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，其特征在于，所述刀刃与所述刀面之间设置有倾角，所述倾角为18.44°。
5.根据权利要求1所述的仿猪笼草口缘表面结构的采茶刀，其特征在于，所述刀柄为长方形；所述刀齿为十个；所述上刀片和所述下刀片的尺寸为相同，均为：单刀片全长为310mm，单刀片厚度i为1mm，刀片齿高h为30mm，刀片齿距t为30mm，刀柄宽为18mm。
6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗远强，贺松，李俊霖，朱志成，汤维，樊超彦，游烁滨，赵益民，崔坤，钟培伟，吴伟斌，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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