一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深

本发明涉及农业耕作机械领域，具体的说是一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深松机。背景技术：1、深松作为保护性耕作中的一项关键技术，主要是指利用深松部件在不翻转土壤的前提下疏松土壤，进而实现打破犁底层、减轻土壤受风蚀、水蚀等影响产生肥力下降等不良影响，提高土壤蓄水保墒能力等目的。2、近年来随着保护性耕作技术在农业领域不断推广应用，各类深松装置层出不穷。但受到土壤板结过于严重，秸秆覆盖量过大等影响，现有深松装置都存在着耕作阻力大、深松铲磨损严重以及深松范围随土壤深度影响较大的问题。因此发明一种可以有效降低作业阻力、提高耕作件寿命、保证耕作质量的深松装置尤为重要。3、木蜂(carpenter bees)是一种大型蜜蜂，它们以其在木头中钻孔产卵的行为而得名。因此木蜂进化出具有高效穿透坚硬的木质材料的产卵器。该动物的产卵器在挖掘时利用一对瓣膜的往复纵向运动，当这些瓣膜相互滑动时，任一瓣膜上向后的齿被用来提供必要的反作用力，以推动其另一瓣膜进入木头。因此木蜂产卵的过程即可视为一种动态减阻系统，若将其利用到深松装置中，可有效降低其深松土壤时的阻力，这可为目前振动深松装置提供设计思路。猫在狩猎时伸出爪子，在放松时将爪子缩回以保持爪子的锋利性。因此，可以结合木蜂高效穿透坚硬的木质材料能力和猫爪自适应调节的能力，设计一种具有工作阻力低、油耗低、适应性强的动态耦合仿生减阻分层深松装置。技术实现思路1、针对现有技术中的深松装置作业阻力大、深松铲磨损严重的问题，本发明提供一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深松机，它具有工作阻力低、油耗低、适应性强等特点。2、为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：3、一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深松机，包括：4、深松支架，起整体支撑作用；5、传动机构，设于深松支架上，与前方牵引车的动力机构相连接；6、若干深松机构，安装于深松支架上，在传动机构的作用下能够同步运动，以铲尖朝向的一端为前端，各个深松机构均包括差动组件以及与差动组件相连接的两个前后设置的深松铲，各深松机构中两个深松铲通过差动组件能够实现差动运动。7、进一步地，所述差动组件包括箱体、一端与传动机构相连一端延伸至箱体内的输入轴、与输入轴通过花键连接的半球形结构的斜盘、安装于斜盘平面上的摩擦片、与摩擦片相压的滑靴以及销头部设于滑靴内的球销，所述滑靴与摩擦片通过静压支撑形成液体润滑；所述深松铲尾部延伸至箱体内并与球销相连接。8、进一步地，所述深松铲包括铲柄和铲尖，铲柄的尾部与球销的杆部相连，头部为向下且向前延伸的圆弧结构，铲尖设于铲柄的头部。9、进一步地，铲柄的左右两侧面上对称设有两个倾斜向后上方延伸的侧翼铲，侧翼铲与铲柄之间的夹角可调。10、进一步地，所述铲柄上对称设有至少一对侧翼铲固定板，侧翼铲固定板与侧翼铲前端相铰接，侧翼铲中部与铲柄之间设有能够调节侧翼铲张角的u型弹性件。11、进一步地，侧翼铲刃面与铲柄法向平面的夹角为45°。12、进一步地，所述铲尖为楔形结构。13、进一步地，所述深松支架包括一具有两根平行短杆和两根平行长杆的四边形框架，四边形框架上设有与前方牵引车相配合的悬架，四边形框架内连接有若干根与短杆平行的连接杆，连接杆和/或短杆上穿设有支撑杆，所述支撑杆的延伸方向与连接杆的延伸方向垂直，所有支撑杆轴线一致且间隔设置，相邻两个支撑杆的相邻端部与箱体两相对侧面相连。14、进一步地，所述传动机构包括固定于深松支架上与动力机构相连的减速器、与减速器输出轴相连的主动轴、若干根对称分布于主动轴两侧的通过链轮链条结构与主动轴传动连接的从动轴、以及与主动轴和从动轴后端相连的若干万向节，所述从动轴前端与固定于四边形框架上的用于支撑从动轴的传动轴座转动连接。15、有益效果：16、(1)本发明提供了一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深松机，深松铲的构型基于木蜂产卵器挖掘机制的动态耦合仿生。深松作业时，各个深松机构中的两个深松铲通过差动组件实现差动推进，其中一深松铲的铲柄为另一深松铲的铲柄提供所需的反作用力，循环重复这一过程，使得深松铲进入土壤时减少需要外部提供的反作用力。17、(2)本发明提供了一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深松机，在深松铲的铲柄处基于猫伸缩爪趾设计了带有u型弹性件的侧翼铲，在作业时通过模仿猫伸缩爪趾的特性使侧翼铲在作业时能够根据阻力大小自动调节后倾角大小，有效提高侧翼铲的自适应力，降低了工作阻力及油耗。18、(3)本发明提供了一种差动组件，通过该组件实现第一深松铲柄与第二深松铲柄的差动推进，差动组件的输入轴通过改变斜盘的倾角使两铲柄产生差动而具有相对速度的运动，从而实现深松铲的纵向往复进给运动。差动组件的润滑方式采用静压支撑原理，能够提高球销的压力和其他参数，使其能在高压、高速下工作。技术特征：1.一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深松机，其特征在于，包括：2.根据权利要求1所述的一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深松机，其特征在于，所述差动组件包括箱体、一端与传动机构相连一端延伸至箱体内的输入轴、与输入轴通过花键连接的半球形结构的斜盘、安装于斜盘平面上的摩擦片、与摩擦片相压的滑靴以及销头部设于滑靴内的球销，所述滑靴与摩擦片通过静压支撑形成液体润滑；所述深松铲尾部延伸至箱体内并与球销相连接。3.根据权利要求2所述的一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深松机，其特征在于，所述深松铲包括铲柄和铲尖，铲柄的尾部与球销的杆部相连，头部为向下且向前延伸的圆弧结构，铲尖设于铲柄的头部。4.根据权利要求3所述的一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深松机，其特征在于，铲柄的左右两侧面上对称设有两个倾斜向后上方延伸的侧翼铲，侧翼铲与铲柄之间的夹角可调。5.根据权利要4所述的一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深松机，其特征在于，所述铲柄上对称设有至少一对侧翼铲固定板，侧翼铲固定板与侧翼铲前端相铰接，侧翼铲中部与铲柄之间设有能够调节侧翼铲张角的u型弹性件。6.根据权利要求4所述的一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深松机，其特征在于，侧翼铲刃面与铲柄法向平面的夹角为45°。7.根据权利要求3所述的一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深松机，其特征在于，所述铲尖为楔形结构。8.根据权利要求2所述的一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深松机，其特征在于，所述深松支架包括一具有两根平行短杆和两根平行长杆的四边形框架，四边形框架上设有与前方牵引车相配合的悬架，四边形框架内连接有若干根与短杆平行的连接杆，连接杆和/或短杆上均穿设有支撑杆，所述支撑杆的延伸方向与连接杆的延伸方向垂直，所有支撑杆轴线一致且间隔设置，相邻两个支撑杆的相邻端部与箱体两相对侧面相连。9.根据权利要求1所述的一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深松机，其特征在于，所述传动机构包括固定于深松支架上与动力机构相连的减速器、与减速器输出轴相连的主动轴、若干根对称分布于主动轴两侧的通过链轮链条结构与主动轴传动连接的从动轴、以及与主动轴和从动轴后端相连的若干万向节，所述从动轴前端与固定于四边形框架上的用于支撑从动轴的传动轴座转动连接。技术总结本发明提供一种基于木蜂产卵器的动态耦合仿生减阻分层深松机，该深松机包括深松支架、传动机构和若干深松机构，传动机构和若干深松机构均设于深松支架上，传动机构与前方牵引车的动力机构相连接；在传动机构的作用下所有深松机构能够同步运动，各个深松机构均包括差动组件以及与差动组件相连接的两个前后设置的深松铲，以铲尖朝向的一端为前端，各深松机构中两个深松铲通过差动组件能够实现差动运动。本发明中的深松机具有工作阻力低、油耗低、适应性强等特点。技术研发人员：王学振,杜睿治,杨秀杰,柴超越,李晓楠,张世豪,周浩,李倩文,姬江涛,王升升受保护的技术使用者：河南科技大学技术研发日：技术公布日：2024/5/16