仿生柔性鎮壓輥的製作方法
2023-05-27 00:23:01 1
專利名稱：仿生柔性鎮壓輥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及農學、農業工程、機械、材料及工程仿生學等學科領域，特別是涉及農業機械技術領域。
背景技術：
鎮壓輥是常用的一種農業機械，其用途是在春天播種後將播種後的土壤壓實，增加土壤的密度和硬度，起到保墒、接墒和引墒的作用，以利於保持土壤溼度和溫度，為種子發芽生長創造合適土壤環境，使作物苗全、苗壯、苗齊。現有的鎮壓輥在碾壓土壤時，表面容易粘附和粘結土壤，影響作業質量。當鎮壓輥表面發生嚴重的土壤粘附現象後，將導致鎮壓輥牽引阻力增加，以至於不能正常作業，甚至影響到種子的發芽生長。
技術內容 本實用新型的目的在於解決現有鎮壓輥作業時的土壤粘附現象，改善作業質量，提高作業效率而提供一種仿生柔性鎮壓輥。
本實用新型的目的是這樣實現的，結合附圖說明如下仿生柔性鎮壓輥是由輥體與箍在輥體外圓表面的柔性外套構成，柔性外套為一圓柱形套筒2，套筒2外表面為圓柱面，內表面設置有凸筋3。
本實用新型是從鎮壓輥觸土部件與土壤的相互作用的力學與運動學關係出發，採用現代仿生學原理髮明的。通過對某些典型土壤動物如馬陸、蚯蚓等的研究發現，馬陸運動時以步足為支撐點，步足相互間的不等距移動，靠肢節的重疊和扭曲使相鄰體節發生伸縮或彎曲柔性變形。蚯蚓靠體壁肌肉舒張與收縮實現運動，軀體與體表剛毛共同構成了柔性結構。土壤動物體表的這種柔性結構，在與土壤接觸時，對來自土壤的作用力，具有緩衝作用，並通過柔性單元體的相互位移、扭曲等動作使與其接觸的土壤被脫掉。適於耕作的土壤一般是沙土與黏土的混合物，這種土壤含有一定比例的水，具有相當的黏度。傳統的鎮壓輥作業時，是依靠自身的重量或者施加的外力通過觸土部位向土壤施加壓力將土壤壓實，當輥體表面與土壤間的粘附力和摩擦力達到足夠大時會產生嚴重的粘附現象，不僅影響作業質量和效率，甚至影響到種子的發芽生長。根據土壤動物體表的這種柔性結構，由此提出了仿生柔性鎮壓輥。
實用新型具有以下效果採用現代工程仿生學原理，解決了鎮壓輥與土壤的粘附問題。仿生柔性鎮壓輥與土壤接觸後不發生粘附現象，可以使碾壓後的土壤外形規整，硬度均勻，有利於提高播種後的種子發芽率和出苗率；工作時，不必再清除鎮壓輥表面粘附的土壤，可以連續作業，從而提高了作業質量和效率，降低了能量消耗。現在用的鎮壓輥由於存在著土壤粘附現象，作業時容易將扶好的土壤粘附起來，不利於土壤保持溼度和溫度，影響種子發芽生長。
圖1是本實用新型的一種結構示意圖。
具體實施方式
結合附圖所示實施例進一步說明本實用新型的具體內容及其實施過程。仿生柔性鎮壓輥主要是由輥體與箍在輥體外圓表面的柔性外套構成。其核心在於柔性外套內表面上設有凸筋3。柔性外套與輥體1裝配成一體時，凸筋3與輥體1接觸，起到支撐柔性外套作用，柔性外套與輥體1之間有一定的間隙。柔性外套、凸筋、輥體形成柔性結構，柔性鎮壓輥運動時，柔性外套與土壤接觸，對來自土壤的作用力，具有緩衝作用，通過柔性外套的變形、震動，使與其接觸的土壤被脫掉。
套筒2內表面上的凸筋3可以是條形筋，該條形筋可以與套筒2母線平行或成一定角度或交叉分布成網狀。
套筒2內表面上的凸筋3可以是連續的或間斷的。
套筒2內表面上的凸筋3高度是套筒壁厚的1-3倍，套筒2內表面與輥體1外表面的間隙是套筒2壁厚的0.5-1.5倍。
套筒2內表面上的凸筋3可以均布。
輥體1可以是中空的圓筒狀或實芯的圓柱體，採用中空的圓筒狀輥體內可以充填具有一定重量的物質。輥體一般可採用鋼板焊接而成。
以採用金屬輥體和橡膠外套兩部分組成的仿生柔性鎮壓輥為例，金屬輥體可以有多種工藝加工而成，綜合考慮，採用低碳鋼板焊接成型比較合適。鋼板厚度在2-4mm之間，輥筒外圓直徑一般在200-600mm之間，輥筒寬度在160-250mm之間。輥筒中間一般配有帶軸承的軸。為了增加輥子的重量，可以在輥筒中添加沙石等。橡膠外套一般需要使用模具硫化成型。橡膠外套可以使用工業用硫化橡膠，強度大於8kpa，延伸率大於300％，邵爾硬度在55-70。在一定的直徑下，外套內側凸筋的數量和高度決定了外套內壁與輥筒外圓的間隙。一般可以取間隙值等於外套壁厚，凸筋的高度可以取2倍的外套壁厚。外套內壁的直徑可以和輥筒外圓直徑相等或者略小於輥筒外圓。下面給出一個具體實施例金屬輥體採用Q235鋼板，鋼板厚度5mm。輥體外圓直徑600mm，寬度180mm，輥體採用焊接成型。橡膠外套採用模具硫化成型。外套材料選用1608橡膠(GB5574-85)，強度8Kpa，延伸率350％，硬度55A。橡膠外套壁厚2.5mm，內徑600mm。內側凸筋高度5mm，沿圓周均勻分布，數量20個。橡膠外套與輥體裝配後，由於凸筋與輥體外表面接觸，在彈力作用下，套簡外圓表面變成多稜面。
權利要求1.仿生柔性鎮壓輥是由輥體與箍在輥體外圓表面的柔性外套構成，其特徵在於柔性外套為一圓柱形套筒(2)，套筒(2)外表面為圓柱面，內表面設置有凸筋(3)。
2.根據權利要求1所述的仿生柔性鎮壓輥，其特徵在於所說的套筒(2)內表面上的凸筋(3)可以是條形筋，該條形筋可以與套筒(2)母線平行或成一定角度或交叉分布成網狀。
3.根據權利要求1或2所述的仿生柔性鎮壓輥，其特徵在於所說的套筒(2)內表面上上的凸筋(3)可以連續的或間斷的。
4.根據權利要求1或2所述的仿生柔性鎮壓輥，其特徵在於所說的套筒(2)內表面上上的凸筋(3)高度是套筒壁厚的1-3倍，套筒(2)內表面與輥體(1)外表面的間隙是套筒(2)壁厚的0.5-1.5倍。
5.根據權利要求1所述的仿生柔性鎮壓輥，其特徵在於所說的套筒(2)內表面上的凸筋(3)可以均布。
6.根據權利要求1所述的仿生柔性鎮壓輥，其特徵在於所說的輥體(1)可以是中空的圓筒狀或實芯的圓柱體，採用中空的圓筒狀輥體內可以充填具有一定重量的物質。
專利摘要本實用新型的仿生柔性鎮壓輥涉及農學、農業工程、機械、材料及工程仿生學等學科領域，特別是涉及農業機械技術領域。仿生柔性鎮壓輥解決了現有鎮壓輥作業時的土壤粘附現象，改善了作業質量，提高了作業效率。仿生柔性鎮壓輥是由輥體與箍在輥體外圓表面的柔性外套構成，柔性外套為一圓柱形套筒，套筒外表面為圓柱面，內表面設置有凸筋。
文檔編號A01B29/00GK2619463SQ03211
公開日2004年6月9日 申請日期2003年1月23日 優先權日2003年1月23日
發明者任露泉, 劉慶平, 張桂蘭, 趙耀, 邱小明, 崔佔榮, 錢延春 申請人:吉林大學