專利名稱：仿生柔性鎮(zhèn)壓輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)學(xué)、農(nóng)業(yè)工程、機(jī)械、材料及工程仿生學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域，特別是涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鎮(zhèn)壓輥是常用的一種農(nóng)業(yè)機(jī)械，其用途是在春天播種后將播種后的土壤壓實(shí)，增加土壤的密度和硬度，起到保墑、接墑和引墑的作用，以利于保持土壤濕度和溫度，為種子發(fā)芽生長(zhǎng)創(chuàng)造合適土壤環(huán)境，使作物苗全、苗壯、苗齊?，F(xiàn)有的鎮(zhèn)壓輥在碾壓土壤時(shí)，表面容易粘附和粘結(jié)土壤，影響作業(yè)質(zhì)量。當(dāng)鎮(zhèn)壓輥表面發(fā)生嚴(yán)重的土壤粘附現(xiàn)象后，將導(dǎo)致鎮(zhèn)壓輥牽引阻力增加，以至于不能正常作業(yè)，甚至影響到種子的發(fā)芽生長(zhǎng)。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有鎮(zhèn)壓輥?zhàn)鳂I(yè)時(shí)的土壤粘附現(xiàn)象，改善作業(yè)質(zhì)量，提高作業(yè)效率而提供一種仿生柔性鎮(zhèn)壓輥。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合


如下仿生柔性鎮(zhèn)壓輥是由輥體與箍在輥體外圓表面的柔性外套構(gòu)成，柔性外套為一圓柱形套筒2，套筒2外表面為圓柱面，內(nèi)表面設(shè)置有凸筋3。
本發(fā)明是從鎮(zhèn)壓輥觸土部件與土壤的相互作用的力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系出發(fā)，采用現(xiàn)代仿生學(xué)原理發(fā)明的。通過(guò)對(duì)某些典型土壤動(dòng)物如馬陸、蚯蚓等的研究發(fā)現(xiàn)，馬陸運(yùn)動(dòng)時(shí)以步足為支撐點(diǎn)，步足相互間的不等距移動(dòng)，靠肢節(jié)的重疊和扭曲使相鄰體節(jié)發(fā)生伸縮或彎曲柔性變形。蚯蚓靠體壁肌肉舒張與收縮實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，軀體與體表剛毛共同構(gòu)成了柔性結(jié)構(gòu)。土壤動(dòng)物體表的這種柔性結(jié)構(gòu)，在與土壤接觸時(shí)，對(duì)來(lái)自土壤的作用力，具有緩沖作用，并通過(guò)柔性單元體的相互位移、扭曲等動(dòng)作使與其接觸的土壤被脫掉。適于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(dāng)?shù)酿ざ?。傳統(tǒng)的鎮(zhèn)壓輥?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，是依靠自身的重量或者施加的外力通過(guò)觸土部位向土壤施加壓力將土壤壓實(shí)，當(dāng)輥體表面與土壤間的粘附力和摩擦力達(dá)到足夠大時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的粘附現(xiàn)象，不僅影響作業(yè)質(zhì)量和效率，甚至影響到種子的發(fā)芽生長(zhǎng)。根據(jù)土壤動(dòng)物體表的這種柔性結(jié)構(gòu)，由此提出了仿生柔性鎮(zhèn)壓輥。
發(fā)明具有以下效果采用現(xiàn)代工程仿生學(xué)原理，解決了鎮(zhèn)壓輥與土壤的粘附問(wèn)題。仿生柔性鎮(zhèn)壓輥與土壤接觸后不發(fā)生粘附現(xiàn)象，可以使碾壓后的土壤外形規(guī)整，硬度均勻，有利于提高播種后的種子發(fā)芽率和出苗率；工作時(shí)，不必再清除鎮(zhèn)壓輥表面粘附的土壤，可以連續(xù)作業(yè)，從而提高了作業(yè)質(zhì)量和效率，降低了能量消耗?，F(xiàn)在用的鎮(zhèn)壓輥由于存在著土壤粘附現(xiàn)象，作業(yè)時(shí)容易將扶好的土壤粘附起來(lái)，不利于土壤保持濕度和溫度，影響種子發(fā)芽生長(zhǎng)。

圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖所示實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體內(nèi)容及其實(shí)施過(guò)程。仿生柔性鎮(zhèn)壓輥主要是由輥體與箍在輥體外圓表面的柔性外套構(gòu)成。其核心在于柔性外套內(nèi)表面上設(shè)有凸筋3。柔性外套與輥體1裝配成一體時(shí)，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(jié)構(gòu)，柔性鎮(zhèn)壓輥運(yùn)動(dòng)時(shí)，柔性外套與土壤接觸，對(duì)來(lái)自土壤的作用力，具有緩沖作用，通過(guò)柔性外套的變形、震動(dòng)，使與其接觸的土壤被脫掉。
套筒2內(nèi)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(wǎng)狀。
套筒2內(nèi)表面上的凸筋3可以是連續(xù)的或間斷的。
套筒2內(nèi)表面上的凸筋3高度是套筒壁厚的1-3倍，套筒2內(nèi)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(nèi)表面上的凸筋3可以均布。
輥體1可以是中空的圓筒狀或?qū)嵭镜膱A柱體，采用中空的圓筒狀輥體內(nèi)可以充填具有一定重量的物質(zhì)。輥體一般可采用鋼板焊接而成。
以采用金屬輥體和橡膠外套兩部分組成的仿生柔性鎮(zhèn)壓輥為例，金屬輥體可以有多種工藝加工而成，綜合考慮，采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?zhàn)拥闹亓浚梢栽谳佂仓刑砑由呈?。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(yè)用硫化橡膠，強(qiáng)度大于8kpa，延伸率大于300％，邵爾硬度在55-70。在一定的直徑下，外套內(nèi)側(cè)凸筋的數(shù)量和高度決定了外套內(nèi)壁與輥筒外圓的間隙。一般可以取間隙值等于外套壁厚，凸筋的高度可以取2倍的外套壁厚。外套內(nèi)壁的直徑可以和輥筒外圓直徑相等或者略小于輥筒外圓。下面給出一個(gè)具體實(shí)施例金屬輥體采用Q235鋼板，鋼板厚度5mm。輥體外圓直徑600mm，寬度180mm，輥體采用焊接成型。橡膠外套采用模具硫化成型。外套材料選用1608橡膠(GB5574-85)，強(qiáng)度8Kpa，延伸率350％，硬度55A。橡膠外套壁厚2.5mm，內(nèi)徑600mm。內(nèi)側(cè)凸筋高度5mm，沿圓周均勻分布，數(shù)量20個(gè)。橡膠外套與輥體裝配后，由于凸筋與輥體外表面接觸，在彈力作用下，套簡(jiǎn)外圓表面變成多棱面。
權(quán)利要求
1.仿生柔性鎮(zhèn)壓輥是由輥體與箍在輥體外圓表面的柔性外套構(gòu)成，其特征在于柔性外套為一圓柱形套筒(2)，套筒(2)外表面為圓柱面，內(nèi)表面設(shè)置有凸筋(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生柔性鎮(zhèn)壓輥，其特征在于所說(shuō)的套筒(2)內(nèi)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(wǎng)狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的仿生柔性鎮(zhèn)壓輥，其特征在于所說(shuō)的套筒(2)內(nèi)表面上上的凸筋(3)可以連續(xù)的或間斷的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的仿生柔性鎮(zhèn)壓輥，其特征在于所說(shuō)的套筒(2)內(nèi)表面上上的凸筋(3)高度是套筒壁厚的1-3倍，套筒(2)內(nèi)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(jù)權(quán)利要求1所述的仿生柔性鎮(zhèn)壓輥，其特征在于所說(shuō)的套筒(2)內(nèi)表面上的凸筋(3)可以均布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生柔性鎮(zhèn)壓輥，其特征在于所說(shuō)的輥體(1)可以是中空的圓筒狀或?qū)嵭镜膱A柱體，采用中空的圓筒狀輥體內(nèi)可以充填具有一定重量的物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明的仿生柔性鎮(zhèn)壓輥涉及農(nóng)學(xué)、農(nóng)業(yè)工程、機(jī)械、材料及工程仿生學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域，特別是涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。仿生柔性鎮(zhèn)壓輥解決了現(xiàn)有鎮(zhèn)壓輥?zhàn)鳂I(yè)時(shí)的土壤粘附現(xiàn)象，改善了作業(yè)質(zhì)量，提高了作業(yè)效率。仿生柔性鎮(zhèn)壓輥是由輥體與箍在輥體外圓表面的柔性外套構(gòu)成，柔性外套為一圓柱形套筒，套筒外表面為圓柱面，內(nèi)表面設(shè)置有凸筋。
文檔編號(hào)A01B29/00GK1430868SQ0311094
公開(kāi)日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2003年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月23日
發(fā)明者任露泉, 劉慶平, 張桂蘭, 趙耀, 邱小明, 崔占榮, 錢(qián)延春 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)