申请/专利权人：昆明理工大学

申请日：2019-04-24

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN110149814B

主分类号：A01B23/02

分类号：A01B23/02;A01B19/02;A01B25/00;G06F30/17

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2019.09.17#实质审查的生效;2019.08.23#公开

摘要：本发明涉及以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，属农业整地机械领域。本发明包括机架、弹齿耙减震装置、仿生耙齿和仿生齿尖；仿生齿尖的触土表面设有仿生微刺鳞片，所述仿生齿尖的其中一条仿生曲线为砂鱼蜥头部侧视轮廓拟合曲线；仿生齿尖刃口曲线为砂鱼蜥头部俯视轮廓拟合曲线；仿生齿尖的触土表面设有仿生砂鱼蜥微刺鳞片结构，仿生微刺鳞片轮廓由四条曲线组成；仿生微刺鳞片上呈条状均匀分布有若干条仿生微刺结构，每条仿生微刺结构呈弧形。本发明能有效减少前进阻力，提高了齿尖5.5％～10.3％的破土率及6.1％～9.5％的耐磨性，减少摩擦磨损所造成的能量消耗，保证作业质量，节约成本，延长使用寿命。

主权项：1.一种以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，其特征在于：包括机架1和弹齿耙工作部件2；弹齿耙工作部件包括弹齿耙减震装置、仿生耙齿5和仿生齿尖6；弹齿耙减震装置包括固定支架3、弹簧4、连接板9；固定支架3固定在机架1上，且连接板9的一端通过销轴10与固定支架3的下端活动连接，连接板9的上面与弹簧固定轴11的下端固定连接，弹簧固定轴11的上端活动的穿过固定支架3上端的连接块13，连接块13通过连接销12与固定支架3上端连接，弹簧固定轴11上设置有弹簧4，连接板9另一端与仿生耙齿5通过螺钉连接；仿生齿尖6的触土表面设有仿生微刺鳞片7；所述仿生齿尖6以砂鱼蜥为原型，包括两条仿生曲线、刃口；两条仿生曲线形状相同，两条仿生曲线上端圆滑过渡，下端为刃口，两条仿生曲线与刃口拟合即得到仿生齿尖6侧面轮廓；其中一条仿生曲线为砂鱼蜥头部侧视轮廓拟合曲线y1＝-23.71+1.89x1-0.02635x12+0.0002281x13-1.06×10-6x14+2.806×10-9x15-4.253×10-12x16+3.431×10-15x17-1.151×10-18x18+1.613×10-23x19，x1取值范围为0mm～600mm，侧视轮廓拟合曲线y1的比例因子s1为0.05～0.5；所述仿生齿尖6的刃口轮廓曲线为砂鱼蜥头部俯视轮廓拟合曲线y2＝-45.31361+2.96032x2+0.01237x22-1.09767×10-4x23+1.53218×10-7x2，x2取值范围为0mm～400mm，俯视轮廓拟合曲线y2的比例因子s2为0.05～0.5；仿生微刺鳞片7横向成排均匀分布在仿生齿尖6的触土表面上。

全文数据：一种以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙技术领域本发明涉及一种以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，属于农业整地机械技术领域。背景技术弹齿耙主要用于多杂物和石砾的土地及牧草地的碎土作业。弹齿弯曲近圆弧形，尖端磨锐或另加钢制锄齿。耙齿由条形弹簧钢制成，固定在可转动的耙架横梁上，由手杆调节弹齿的入土角以改变耙地深度；运输时，可将耙齿调节到完全离开地面。其工作特点是：利用弹齿的弹性，当任一弹齿遇到阻力较大的石块或草根时，被压向后方，待阻力减小后弹齿即恢复原来的位置，而将石块或草根挑起，并将土块击碎；若阻力过大，则弹齿弯曲度变大，最终越过阻碍后恢复原位，继续前进。但是弹齿耙在挑起和击碎土块的过程中，若阻力过大不仅会增加作业能耗，严重时甚至将导致弹齿耙难以复位；此外，耙齿表面有严重的摩擦磨损现象，尤其是耙齿齿尖的磨损，导致碎土效果不佳、耙齿使用寿命不足等问题。因此克服前进阻力与摩擦力是目前主要的研究方向。仿生学研究表明,土壤动物具有适应不同土壤环境的身体结构和功能,通过分析和模拟典型土壤动物的形态学特征和生物特性,对现有农业机械触土部件进行仿生设计。砂鱼蜥是沙漠蜥蜴中十分特殊的一属，主要生存在干旱、半干旱的沙漠边缘地带。其特殊之处在于可以在干旱的沙丘内部如游鱼般自由快速移动，因此被称为“砂鱼蜥”。砂鱼蜥四肢发达，喜爱挖穴，每次挖穴时，先将头部埋进沙丘之中，然后前足用力、身体左右摆动，快速敏捷钻进沙丘内部,然而，由于砂鱼蜥体表具有优异的抗磨料磨损特性，在剧烈的磨损环境下，体表可保持完好无损。因此本发明专利设计了一种以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙。发明内容本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，以用于解决现有的弹齿耙在工作过程中遇到的过高前进阻力与磨料磨损严重的问题。本发明技术方案是：一种以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，包括机架1和弹齿耙工作部件2；弹齿耙工作部件包括弹齿耙减震装置、仿生耙齿5和仿生齿尖6；弹齿耙减震装置包括固定支架3、弹簧4、连接板9；固定支架3固定在机架1上，且连接板9的一端通过销轴10与固定支架3的下端活动连接，连接板9的上面与弹簧固定轴11的下端固定连接，弹簧固定轴11的上端活动的穿过固定支架3上端的连接块13，连接块13通过连接销12与固定支架3上端连接，弹簧固定轴11上设置有弹簧4，连接板9另一端与仿生耙齿5通过螺钉连接；仿生齿尖6的触土表面设有仿生微刺鳞片7；进一步地，所述仿生齿尖6以砂鱼蜥为原型，包括两条仿生曲线、刃口；两条仿生曲线形状相同，两条仿生曲线上端圆滑过渡，下端为刃口，两条仿生曲线与刃口拟合即得到仿生齿尖6侧面轮廓；其中一条仿生曲线为砂鱼蜥头部侧视轮廓拟合曲线y1＝-23.71+1.89x1-0.02635x12+0.0002281x13-1.06×10-6x14+2.806×10-9x15-4.253×10-12x16+3.431×10-15x17-1.151×10-18x18+1.613×10-23x19，x1取值范围为0mm～600mm，比例因子s1为0.05～0.5。进一步地，所述仿生齿尖6的刃口轮廓曲线为砂鱼蜥头部俯视轮廓拟合曲线y2＝-45.31361+2.96032x2+0.01237x22-1.09767×10-4x23+1.53218×10-7x2，x2取值范围为0mm～400mm，比例因子s2为0.05～0.5。进一步地，所述仿生微刺鳞片7以砂鱼蜥背部微观表面特征为原型，线性均匀分布在仿生齿尖6的触土表面，仿生微刺鳞片7的正面轮廓曲线由四条曲线a,b,c,d组成：a:ρ2-3ρcosθ+2＝0，其中θ为鳞片轮廓中心角度，工作时，沿着土壤运动的方向，单个仿生微刺鳞片7轮廓正面与仿生齿尖6的距离从窄变宽，最窄处为0，最宽处的取值范围为0.1mm～0.5mm。进一步地，仿生微刺鳞片7横向成排均匀分布在仿生齿尖6的触土表面上。进一步地，所述仿生微刺鳞片7上呈条状均匀分布有若干条仿生微刺结构，每条仿生微刺结构呈弧形，每两条仿生微刺结构的条间距为0.3mm～0.8mm，每条仿生微刺结构由若干个仿生微刺8组成，仿生微刺8形状为斜圆锥形、斜三角锥形或斜四方锥形，斜面和底面之间的角度为5°～15°，仿生微刺8刺尖朝上，仿生微刺8高度取值范围为0.02mm～0.1mm。本发明的工作原理是：本发明减震部分的工作过程为：弹齿耙在工作时，仿生齿尖6入土受到向上的阻力，从而仿生耙齿向上推动连接板9上的弹簧固定轴11向上运动，压缩弹簧固定轴11上的弹簧4，从而进行减震。本发明对砂鱼蜥的头部侧视及俯视轮廓曲线以及体表微观特征进行仿生，提取曲线并分别拟合为方程式，将其运用于弹齿耙的轮廓；在将观察到的砂鱼蜥表皮鳞片的微刺结构运用在弹齿耙的触土表面，以降低弹齿耙作业过程中的前进阻力，增强其抗磨料磨损性能。本发明的有益效果是：1、本发明对砂鱼蜥的头部侧视及俯视轮廓曲线以及体表微观特征进行仿生，并将其应用在弹齿耙刃口及其触土表面上，解决了弹齿耙在工作过程中遇到的前进阻力与摩擦力等问题；2、在碎土作业过程中弹齿耙仿生尖端的破土效果相较于普通弹齿耙更加明显，提高了5.5％～10.3％的破土率；3、在多杂物和石砾土地的碎土作业过程中仿生微刺结构增强了其6.1％～9.5％的耐磨性，既保证了作业质量，也减少了摩擦磨损所造成的能量消耗。节约了成本，使弹齿耙能够更好地进行作业，延长了其使用寿命。附图说明图1是本发明仿生耐磨弹齿耙整体结构示意图；图2是本发明的弹齿耙工作部件结构示意图；图3是本发明的弹齿耙工作部件部分结构示意图；图4是本发明针对图1中的仿生耐磨弹齿耙正视图；图5是本发明的仿生齿尖侧视图；图6是本发明的仿生齿尖正视图；图7是本发明的仿生齿尖上仿生微刺鳞片结构示意图；图8是本发明的仿生齿尖上仿生微刺鳞片结构放大示意图；图9是本发明的仿生齿尖上仿生微刺鳞片正面轮廓放大示意图；图10是本发明的仿生齿尖上仿生微刺鳞片上的斜圆锥形的仿生微刺结构示意图；图11是本发明的仿生齿尖刃口轮廓拟合曲线示意图；图12是本发明的仿生齿尖侧视轮廓拟合曲线示意图；图1-12中各标号：1-机架，2-弹齿耙工作部件，3-固定支架，4-弹簧，5-仿生耙齿，6-仿生齿尖，7-仿生微刺鳞片，8-仿生微刺，9-连接板，10-销轴，11-弹簧固定轴，12-连接销，13-连接块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。实施例1：如图1-12所示，一种以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，包括机架1和弹齿耙工作部件2；弹齿耙工作部件包括弹齿耙减震装置、仿生耙齿5和仿生齿尖6；弹齿耙减震装置包括固定支架3、弹簧4、连接板9；固定支架3固定在机架1上，且连接板9的一端通过销轴10与固定支架3的下端活动连接，连接板9的上面与弹簧固定轴11的下端固定连接，弹簧固定轴11的上端活动的穿过固定支架3上端的连接块13，连接块13通过连接销12与固定支架3上端连接，弹簧固定轴11上设置有弹簧4，连接板9另一端与仿生耙齿5通过螺钉连接；仿生齿尖6的触土表面设有仿生微刺鳞片7；进一步地，所述仿生齿尖6以砂鱼蜥为原型，包括两条仿生曲线、刃口；两条仿生曲线形状相同，两条仿生曲线上端圆滑过渡，下端为刃口，两条仿生曲线与刃口拟合即得到仿生齿尖6侧面轮廓；其中一条仿生曲线为砂鱼蜥头部侧视轮廓拟合曲线y1＝-23.71+1.89x1-0.02635x12+0.0002281x13-1.06×10-6x14+2.806×10-9x15-4.253×10-12x16+3.431×10-15x17-1.151×10-18x18+1.613×10-23x19，x1取值范围为0mm～600mm，比例因子s1为0.05。进一步地，所述仿生齿尖6的刃口轮廓曲线为砂鱼蜥头部俯视轮廓拟合曲线y2＝-45.31361+2.96032x2+0.01237x22-1.09767×10-4x23+1.53218×10-7x2，x2取值范围为0mm～400mm，比例因子s2为0.05。进一步地，所述仿生微刺鳞片7以砂鱼蜥背部微观表面特征为原型，线性均匀分布在仿生齿尖6的触土表面，仿生微刺鳞片7的正面轮廓曲线由四条曲线a,b,c,d组成：a:ρ2-3ρcosθ+2＝0，其中θ为鳞片轮廓中心角度，工作时，沿着土壤运动的方向，单个仿生微刺鳞片7轮廓正面与仿生齿尖6的距离从窄变宽，最窄处为0，最宽处的取值范围为0.1mm。进一步地，仿生微刺鳞片7横向成排均匀分布在仿生齿尖6的触土表面上。进一步地，所述仿生微刺鳞片7上呈条状均匀分布有若干条仿生微刺结构，每条仿生微刺结构呈弧形，每两条仿生微刺结构的条间距为0.3mm，每条仿生微刺结构由若干个仿生微刺8组成，仿生微刺8形状为斜圆锥形、斜三角锥形或斜四方锥形，斜面和底面之间的角度为5°，仿生微刺8刺尖朝上，仿生微刺8高度取值范围为0.02mm～0.1mm。实施例2：如图1-12所示，一种以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，包括机架1和弹齿耙工作部件2；弹齿耙工作部件包括弹齿耙减震装置、仿生耙齿5和仿生齿尖6；弹齿耙减震装置包括固定支架3、弹簧4、连接板9；固定支架3固定在机架1上，且连接板9的一端通过销轴10与固定支架3的下端活动连接，连接板9的上面与弹簧固定轴11的下端固定连接，弹簧固定轴11的上端活动的穿过固定支架3上端的连接块13，连接块13通过连接销12与固定支架3上端连接，弹簧固定轴11上设置有弹簧4，连接板9另一端与仿生耙齿5通过螺钉连接；仿生齿尖6的触土表面设有仿生微刺鳞片7；进一步地，所述仿生齿尖6以砂鱼蜥为原型，包括两条仿生曲线、刃口；两条仿生曲线形状相同，两条仿生曲线上端圆滑过渡，下端为刃口，两条仿生曲线与刃口拟合即得到仿生齿尖6侧面轮廓；其中一条仿生曲线为砂鱼蜥头部侧视轮廓拟合曲线y1＝-23.71+1.89x1-0.02635x12+0.0002281x13-1.06×10-6x14+2.806×10-9x15-4.253×10-12x16+3.431×10-15x17-1.151×10-18x18+1.613×10-23x19，x1取值范围为0mm～600mm，比例因子s1为0.2。进一步地，所述仿生齿尖6的刃口轮廓曲线为砂鱼蜥头部俯视轮廓拟合曲线y2＝-45.31361+2.96032x2+0.01237x22-1.09767×10-4x23+1.53218×10-7x2，x2取值范围为0mm～400mm，比例因子s2为0.3。进一步地，所述仿生微刺鳞片7以砂鱼蜥背部微观表面特征为原型，线性均匀分布在仿生齿尖6的触土表面，仿生微刺鳞片7的正面轮廓曲线由四条曲线a,b,c,d组成：a:ρ2-3ρcosθ+2＝0，其中θ为鳞片轮廓中心角度，工作时，沿着土壤运动的方向，单个仿生微刺鳞片7轮廓正面与仿生齿尖6的距离从窄变宽，最窄处为0，最宽处的取值范围为0.4mm。进一步地，仿生微刺鳞片7横向成排均匀分布在仿生齿尖6的触土表面上。进一步地，所述仿生微刺鳞片7上呈条状均匀分布有若干条仿生微刺结构，每条仿生微刺结构呈弧形，每两条仿生微刺结构的条间距为0.5mm，每条仿生微刺结构由若干个仿生微刺8组成，仿生微刺8形状为斜圆锥形、斜三角锥形或斜四方锥形，斜面和底面之间的角度为10°，仿生微刺8刺尖朝上，仿生微刺8高度取值范围为0.02mm～0.1mm。实施例3：如图1-12所示，一种以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，包括机架1和弹齿耙工作部件2；弹齿耙工作部件包括弹齿耙减震装置、仿生耙齿5和仿生齿尖6；弹齿耙减震装置包括固定支架3、弹簧4、连接板9；固定支架3固定在机架1上，且连接板9的一端通过销轴10与固定支架3的下端活动连接，连接板9的上面与弹簧固定轴11的下端固定连接，弹簧固定轴11的上端活动的穿过固定支架3上端的连接块13，连接块13通过连接销12与固定支架3上端连接，弹簧固定轴11上设置有弹簧4，连接板9另一端与仿生耙齿5通过螺钉连接；仿生齿尖6的触土表面设有仿生微刺鳞片7；进一步地，所述仿生齿尖6以砂鱼蜥为原型，包括两条仿生曲线、刃口；两条仿生曲线形状相同，两条仿生曲线上端圆滑过渡，下端为刃口，两条仿生曲线与刃口拟合即得到仿生齿尖6侧面轮廓；其中一条仿生曲线为砂鱼蜥头部侧视轮廓拟合曲线y1＝-23.71+1.89x1-0.02635x12+0.0002281x13-1.06×10-6x14+2.806×10-9x15-4.253×10-12x16+3.431×10-15x17-1.151×10-18x18+1.613×10-23x19，x1取值范围为0mm～600mm，比例因子s1为0.5。进一步地，所述仿生齿尖6的刃口轮廓曲线为砂鱼蜥头部俯视轮廓拟合曲线y2＝-45.31361+2.96032x2+0.01237x22-1.09767×10-4x23+1.53218×10-7x2，x2取值范围为0mm～400mm，比例因子s2为0.5。进一步地，所述仿生微刺鳞片7以砂鱼蜥背部微观表面特征为原型，线性均匀分布在仿生齿尖6的触土表面，仿生微刺鳞片7的正面轮廓曲线由四条曲线a,b,c,d组成：a:ρ2-3ρcosθ+2＝0，其中θ为鳞片轮廓中心角度，工作时，沿着土壤运动的方向，单个仿生微刺鳞片7轮廓正面与仿生齿尖6的距离从窄变宽，最窄处为0，最宽处的取值范围为0.5mm。进一步地，仿生微刺鳞片7横向成排均匀分布在仿生齿尖6的触土表面上。进一步地，所述仿生微刺鳞片7上呈条状均匀分布有若干条仿生微刺结构，每条仿生微刺结构呈弧形，每两条仿生微刺结构的条间距为0.8mm，每条仿生微刺结构由若干个仿生微刺8组成，仿生微刺8形状为斜圆锥形、斜三角锥形或斜四方锥形，斜面和底面之间的角度为15°，仿生微刺8刺尖朝上，仿生微刺8高度取值范围为0.02mm～0.1mm。实施例4：如图1-12所示，一种以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，包括机架1和弹齿耙工作部件2；弹齿耙工作部件包括弹齿耙减震装置、仿生耙齿5和仿生齿尖6；弹齿耙减震装置包括固定支架3、弹簧4、连接板9；固定支架3固定在机架1上，且连接板9的一端通过销轴10与固定支架3的下端活动连接，连接板9的上面与弹簧固定轴11的下端固定连接，弹簧固定轴11的上端活动的穿过固定支架3上端的连接块13，连接块13通过连接销12与固定支架3上端连接，弹簧固定轴11上设置有弹簧4，连接板9另一端与仿生耙齿5通过螺钉连接；仿生齿尖6的触土表面设有仿生微刺鳞片7；进一步地，所述仿生齿尖6以砂鱼蜥为原型，包括两条仿生曲线、刃口；两条仿生曲线形状相同，两条仿生曲线上端圆滑过渡，下端为刃口，两条仿生曲线与刃口拟合即得到仿生齿尖6侧面轮廓；其中一条仿生曲线为砂鱼蜥头部侧视轮廓拟合曲线y1＝-23.71+1.89x1-0.02635x12+0.0002281x13-1.06×10-6x14+2.806×10-9x15-4.253×10-12x16+3.431×10-15x17-1.151×10-18x18+1.613×10-23x19，x1取值范围为0mm～600mm，比例因子s1为0.5。进一步地，所述仿生齿尖6的刃口轮廓曲线为砂鱼蜥头部俯视轮廓拟合曲线y2＝-45.31361+2.96032x2+0.01237x22-1.09767×10-4x23+1.53218×10-7x2，x2取值范围为0mm～400mm，比例因子s2为0.2。进一步地，所述机架1上设有3排若干个弹齿耙工作部件2，每排设置的弹齿耙工作部件2是均匀交错分布，每排若干个弹齿耙工作部件2均匀分布在机架上，每排上的相近两个弹齿耙工作部件2的间距AD为300mm～500mm，相邻两排的间距为300mm～500mm。进一步地，所述仿生耙齿5由弹簧钢制成，仿生齿尖6通过沉头螺钉固定在仿生耙齿5上，仿生耙齿5宽30mm～50mm，厚度为5mm～10mm，仿生齿尖6宽50mm～80mm，厚度为5mm～10mm，通过调节安装高度以改变齿尖入土深度，其入土深度为30mm～50mm。进一步地，所述仿生微刺鳞片7以砂鱼蜥背部微观表面特征为原型，线性均匀分布在仿生齿尖6的触土表面，仿生微刺鳞片7的正面轮廓曲线由四条曲线a,b,c,d组成：a:ρ2-3ρcosθ+2＝0，其中θ为鳞片轮廓中心角度，工作时，沿着土壤运动的方向，单个仿生微刺鳞片7轮廓正面与仿生齿尖6的距离从窄变宽，最窄处为0，最宽处的取值范围为0.2mm。进一步地，仿生微刺鳞片7横向成排均匀分布在仿生齿尖6的触土表面上。进一步地，所述仿生微刺鳞片7上呈条状均匀分布有若干条仿生微刺结构，每条仿生微刺结构呈弧形，每两条仿生微刺结构的条间距为0.5mm，每条仿生微刺结构由若干个仿生微刺8组成，仿生微刺8形状为斜圆锥形、斜三角锥形或斜四方锥形，斜面和底面之间的角度为10°，仿生微刺8刺尖朝上，仿生微刺8高度取值范围为0.02mm～0.1mm。该实施例的效果为：在仿生齿尖在受到磨损后可以进行单独更换，即节约成本又减少了资源的浪费。各排弹齿耙横向错开，充分利用空间，大大提高了土壤的整地效率。相较于现有弹齿耙，在碎土作业过程中依据砂鱼蜥头部轮廓设计的仿生弹齿耙，其破土效果十分明显，提高了弹齿耙10.3％的破土率；同时仿生耐磨弹齿耙能有效减少前进阻力，鳞片微刺结构提高了弹齿耙8.6％的耐磨性。实施例5：如图1-12所示，一种以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，包括机架1和弹齿耙工作部件2；弹齿耙工作部件包括弹齿耙减震装置、仿生耙齿5和仿生齿尖6；弹齿耙减震装置包括固定支架3、弹簧4、连接板9；固定支架3固定在机架1上，且连接板9的一端通过销轴10与固定支架3的下端活动连接，连接板9的上面与弹簧固定轴11的下端固定连接，弹簧固定轴11的上端活动的穿过固定支架3上端的连接块13，连接块13通过连接销12与固定支架3上端连接，弹簧固定轴11上设置有弹簧4，连接板9另一端与仿生耙齿5通过螺钉连接；仿生齿尖6的触土表面设有仿生微刺鳞片7；进一步地，所述仿生齿尖6以砂鱼蜥为原型，包括两条仿生曲线、刃口；两条仿生曲线形状相同，两条仿生曲线上端圆滑过渡，下端为刃口，两条仿生曲线与刃口拟合即得到仿生齿尖6侧面轮廓；其中一条仿生曲线为砂鱼蜥头部侧视轮廓拟合曲线y1＝-23.71+1.89x1-0.02635x12+0.0002281x13-1.06×10-6x14+2.806×10-9x15-4.253×10-12x16+3.431×10-15x17-1.151×10-18x18+1.613×10-23x19，x1取值范围为0mm～600mm，比例因子s1为0.3。进一步地，所述仿生齿尖6的刃口轮廓曲线为砂鱼蜥头部俯视轮廓拟合曲线y2＝-45.31361+2.96032x2+0.01237x22-1.09767×10-4x23+1.53218×10-7x2，x2取值范围为0mm～400mm，比例因子s2为0.1。进一步地，所述仿生微刺鳞片7以砂鱼蜥背部微观表面特征为原型，线性均匀分布在仿生齿尖6的触土表面，仿生微刺鳞片7的正面轮廓曲线由四条曲线a,b,c,d组成：a:ρ2-3ρcosθ+2＝0，其中θ为鳞片轮廓中心角度，工作时，沿着土壤运动的方向，单个仿生微刺鳞片7轮廓正面与仿生齿尖6的距离从窄变宽，最窄处为0，最宽处的取值范围为0.3mm。进一步地，仿生微刺鳞片7横向成排均匀分布在仿生齿尖6的触土表面上。进一步地，所述仿生微刺鳞片7上呈条状均匀分布有若干条仿生微刺结构，每条仿生微刺结构呈弧形，每两条仿生微刺结构的条间距为0.3mm，每条仿生微刺结构由若干个仿生微刺8组成，仿生微刺8形状为斜圆锥形、斜三角锥形或斜四方锥形，斜面和底面之间的角度为15°，仿生微刺8刺尖朝上，仿生微刺8高度取值范围为0.02mm～0.1mm。该实施例的效果为：相较于现有弹齿耙，在碎土作业过程中依据砂鱼蜥头部轮廓设计的仿生弹齿耙，其破土效果比较明显，提高了弹齿耙7.9％的破土率；同时仿生耐磨弹齿耙能有效减少前进阻力，鳞片厚度较小，且微刺分布密，提高了弹齿耙9.5％的耐磨性。实施例6：如图1-12所示，一种以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，包括机架1和弹齿耙工作部件2；弹齿耙工作部件包括弹齿耙减震装置、仿生耙齿5和仿生齿尖6；弹齿耙减震装置包括固定支架3、弹簧4、连接板9；固定支架3固定在机架1上，且连接板9的一端通过销轴10与固定支架3的下端活动连接，连接板9的上面与弹簧固定轴11的下端固定连接，弹簧固定轴11的上端活动的穿过固定支架3上端的连接块13，连接块13通过连接销12与固定支架3上端连接，弹簧固定轴11上设置有弹簧4，连接板9另一端与仿生耙齿5通过螺钉连接；仿生齿尖6的触土表面设有仿生微刺鳞片7；进一步地，所述仿生齿尖6以砂鱼蜥为原型，包括两条仿生曲线、刃口；两条仿生曲线形状相同，两条仿生曲线上端圆滑过渡，下端为刃口，两条仿生曲线与刃口拟合即得到仿生齿尖6侧面轮廓；其中一条仿生曲线为砂鱼蜥头部侧视轮廓拟合曲线y1＝-23.71+1.89x1-0.02635x12+0.0002281x13-1.06×10-6x14+2.806×10-9x15-4.253×10-12x16+3.431×10-15x17-1.151×10-18x18+1.613×10-23x19，x1取值范围为0mm～600mm，比例因子s1为0.2。进一步地，所述仿生齿尖6的刃口轮廓曲线为砂鱼蜥头部俯视轮廓拟合曲线y2＝-45.31361+2.96032x2+0.01237x22-1.09767×10-4x23+1.53218×10-7x2，x2取值范围为0mm～400mm，比例因子s2为0.05。进一步地，所述仿生微刺鳞片7以砂鱼蜥背部微观表面特征为原型，线性均匀分布在仿生齿尖6的触土表面，仿生微刺鳞片7的正面轮廓曲线由四条曲线a,b,c,d组成：a:ρ2-3ρcosθ+2＝0，其中θ为鳞片轮廓中心角度，工作时，沿着土壤运动的方向，单个仿生微刺鳞片7轮廓正面与仿生齿尖6的距离从窄变宽，最窄处为0，最宽处的取值范围为0.4mm。进一步地，仿生微刺鳞片7横向成排均匀分布在仿生齿尖6的触土表面上。进一步地，所述仿生微刺鳞片7上呈条状均匀分布有若干条仿生微刺结构，每条仿生微刺结构呈弧形，每两条仿生微刺结构的条间距为0.8mm，每条仿生微刺结构由若干个仿生微刺8组成，仿生微刺8形状为斜圆锥形、斜三角锥形或斜四方锥形，斜面和底面之间的角度为5°，仿生微刺8刺尖朝上，仿生微刺8高度取值范围为0.02mm～0.1mm。该实施例的效果为：相较于现有弹齿耙，在碎土作业过程中依据砂鱼蜥头部轮廓设计的仿生弹齿耙，提高了弹齿耙5.9％的破土率；同时仿生耐磨弹齿耙能有效减少前进阻力，鳞片厚度较大，微刺较密，提高了弹齿耙6.5％的耐磨性。上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

权利要求：1.一种以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，其特征在于：包括机架1和弹齿耙工作部件2；弹齿耙工作部件包括弹齿耙减震装置、仿生耙齿5和仿生齿尖6；弹齿耙减震装置包括固定支架3、弹簧4、连接板9；固定支架3固定在机架1上，且连接板9的一端通过销轴10与固定支架3的下端活动连接，连接板9的上面与弹簧固定轴11的下端固定连接，弹簧固定轴11的上端活动的穿过固定支架3上端的连接块13，连接块13通过连接销12与固定支架3上端连接，弹簧固定轴11上设置有弹簧4，连接板9另一端与仿生耙齿5通过螺钉连接；仿生齿尖6的触土表面设有仿生微刺鳞片7。2.根据权利要求1所述的以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，其特征在于：所述仿生齿尖6以砂鱼蜥为原型，包括两条仿生曲线、刃口；两条仿生曲线形状相同，两条仿生曲线上端圆滑过渡，下端为刃口，两条仿生曲线与刃口拟合即得到仿生齿尖6侧面轮廓；其中一条仿生曲线为砂鱼蜥头部侧视轮廓拟合曲线y1＝-23.71+1.89x1-0.02635x12+0.0002281x13-1.06×10-6x14+2.806×10-9x15-4.253×10-12x16+3.431×10-15x17-1.151×10-18x18+1.613×10-23x19，x1取值范围为0mm～600mm，比例因子s1为0.05～0.5。3.根据权利要求2所述的以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，其特征在于：所述仿生齿尖6的刃口轮廓曲线为砂鱼蜥头部俯视轮廓拟合曲线y2＝-45.31361+2.96032x2+0.01237x22-1.09767×10-4x23+1.53218×10-7x2，x2取值范围为0mm～400mm，比例因子s2为0.05～0.5。4.根据权利要求1所述的以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，其特征在于：所述仿生微刺鳞片7以砂鱼蜥背部微观表面特征为原型，线性均匀分布在仿生齿尖6的触土表面，仿生微刺鳞片7的正面轮廓曲线由四条曲线a,b,c,d组成：a:ρ2-3ρcosθ+2＝0，c:ρ＝2,其中θ为鳞片轮廓中心角度，工作时，沿着土壤运动的方向，单个仿生微刺鳞片7轮廓正面与仿生齿尖6的距离从窄变宽，最窄处为0，最宽处的取值范围为0.1mm～0.5mm。5.根据权利要求1所述的以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，其特征在于：仿生微刺鳞片7横向成排均匀分布在仿生齿尖6的触土表面上。6.根据权利要求1所述的以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙，其特征在于：所述仿生微刺鳞片7上呈条状均匀分布有若干条仿生微刺结构，每条仿生微刺结构呈弧形，每两条仿生微刺结构的条间距为0.3mm～0.8mm，每条仿生微刺结构由若干个仿生微刺8组成，仿生微刺8形状为斜圆锥形、斜三角锥形或斜四方锥形，斜面和底面之间的角度为5°～15°，仿生微刺8刺尖朝上，仿生微刺8高度取值范围为0.02mm～0.1mm。

百度查询： 昆明理工大学 一种以砂鱼蜥为原型的仿生耐磨弹齿耙

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD