一種仿生鐵鍬頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種仿生鐵鍬頭。
【背景技術】
[0002]鐵鍬，一種農具，用于耕地、鏟土等。然而，在使用過程中，鐵鍬頭存在挖掘阻力大、易磨損、易黏土、使用壽命短等問題。目前，人們多是通過對鐵鍬頭涂抹噴漆、表面硬化等來改善上述情況。但是，這些方法都不能從根本上很好的解決這些問題。
【發明內容】
[0003]本發明的目是提供一種仿生鐵鍬頭，本發明從鐵鍬的外觀形貌入手，涉及鐵鍬內表面走勢、外表面形貌、鍬頭尖端等的設計，來解決鐵鍬的挖掘阻力大、容易磨損等問題。
[0004]鴕鳥具有穩健、持久的高速奔跑能力，持續奔跑速度約50?60公里/小時，并可持續約30分鐘。鴕鳥足趾甲作為主要觸沙部位之一，起到固沙、限流和增大推力作用。從鴕鳥足趾甲的結構可以看出，鴕鳥足趾甲有四個明顯的結構特征，包括趾尖平面區域、內凹槽區域、背部倒三角結構以及側凹槽區域。前部平面區域近似于一個三角形，觸沙時，三角形平面區域對沙土具有壓實作用；入沙過程中，三角形尖端降低入沙阻力，易于入沙；入沙后，沙土的作用力在該平面上可以形成向前的合力，有利于增大牽引力。內凹槽區域在觸沙時可以使沙土緊固聚集于此，產生臨時“固結體”，有固沙、限流及防滑作用。背部倒三角結構表面光滑，并具有特殊的圓弧結構，可以使足趾甲平滑的進入沙土，減小對沙土的擾動，降低入土阻力。另外，鴕鳥跗跖骨及第III足趾背面單層疊合排列著鱗片，鱗片表面縱向紋絡明顯，易于提高鱗片耐沙磨損性能；趾背鱗片使扎入沙地中的第III趾通過趾甲起定位防滑的作用。
[0005]本發明具有內表面、外表面和鍬頭尖端，內表面成內凹型，內表面是由第一曲線沿著第二曲線掃掠而成，內表面和外表面的中間脊線走勢滿足第二曲線；鍬頭尖端形貌滿足第三曲線；第一曲線兩端點與第三曲線的三個端點投影相連形成鐵鍬的輪廓曲線；曲線方程分別滿足:
[0006]第一曲線:y= -0.0007x2+0.1518x+55.294，其中:5<x<215 ；
[0007]第二曲線:y= 12.812e°.°667x，其中:10<x<45 ；
[0008]第三曲線:y= -2X 10 6χ4+0.0003χ3+0.0234χ2-1.7435χ+54.859 ;其中:-35<χ<95 ；
[0009]從中間脊線向兩側輪廓線，鍬頭厚度成線性減小。
[0010]外表面的脊線兩側均勻分布寬度、深度、長度相等的溝槽。
[0011]每個溝槽的寬度與一側緊鄰的外表面寬度比是1:3。
[0012]本發明有益的效果是:
[0013]1、揪頭尖端利于固著、定位防滑，提尚鐵揪入土性能；內表面易固土，提尚了鐵揪的包土性能；外表面形貌利于降低鐵鍬的挖掘阻力，且均勻分布的溝槽有利于提高鐵鍬的耐磨性能，降低磨損程度。
[0014]2、本發明與傳統的鐵鍬相比:入土阻力降低86%，耐磨性能顯著提高。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的立體圖。
[0016]圖2為本發明的主視圖。
[0017]圖3為本發明的背面圖。
[0018]圖4為本發明的側視圖。
[0019]圖5為本發明的俯視圖
[0020]其中:1-內表面；2_鍬頭尖端；3_第一曲線；4_外表面；5_第三曲線；6-溝槽；7-第二曲線。
【具體實施方式】
[0021]請參閱圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本實施例具有內表面1、外表面4和鍬頭尖端2，內表面1成內凹型，內表面1是由第一曲線3沿著第二曲線7掃掠而成，內表面1和夕卜表面4的中間脊線走勢滿足第二曲線7 ;鍬頭尖端2形貌滿足第三曲線5 ;第一曲線3兩端點與第三曲線5的三個端點投影相連形成鐵鍬的輪廓曲線；曲線方程分別滿足:
[0022]第一曲線3:y = -0.0007x2+0.1518x+55.294，其中:5<x<215 ；
[0023]第二曲線7:y = 12.812e0.0667x，其中:10<x<45 ；
[0024]第三曲線5:y = -2X10 6χ4+0.0003χ3+0.0234χ2-1.7435χ+54.859，其中:-35<χ<95 ；
[0025]加上如圖5所示，從中間脊線向兩側輪廓線，鍬頭厚度成線性減小。
[0026]如圖3所示，外表面4的脊線兩側均勻分布寬度、深度、長度相等的溝槽6。每個溝槽6的寬度與一側緊鄰的外表面4的寬度比是1:3。
[0027]鍬頭左右兩側結構對稱，在本實施例中，鍬頭左右兩側的橫向長度是20cm，中間脊線的縱向長度是25cm。鍬頭尖端的第三曲線5的切線相交角度是63°。鍬頭中間脊線上厚度是0.6cm，從中間脊線向兩側輪廓線，鍬頭厚度成線性減小到0.2cm，如圖5所示。
【主權項】
1.一種仿生鐵鍬頭，具有內表面(1)、外表面(4)和鍬頭尖端(2)，其特征在于:內表面(1)成內凹型，內表面⑴是由第一曲線⑶沿著第二曲線(7)掃掠而成，內表面⑴和外表面(4)的中間脊線走勢滿足第二曲線(7);鍬頭尖端(2)形貌滿足第三曲線(5);第一曲線(3)兩端點與第三曲線(5)的三個端點投影相連形成鐵鍬的輪廓曲線；曲線方程分別滿足:第一曲線(3):y = -0.0007x2+0.1518x+55.294，其中:5<x<215 ；第二曲線(7):y = 12.812e°'°667x，其中:10<x<45 ；第三曲線(5):y = -2X10 6χ4+0.0003χ3+0.0234χ2_1.7435x+54.859，其中:_35〈x〈95。2.根據權利要求1所述的一種仿生鐵鍬頭，其特征在于:從中間脊線向兩側輪廓線，鍬頭厚度成線性減小。3.根據權利要求1所述的一種仿生鐵鍬頭，其特征在于:所述外表面(4)的脊線兩側均勻分布寬度、深度、長度相等的溝槽。4.根據權利要求1所述的一種仿生鐵鍬頭，其特征在于:每個溝槽￠)的寬度與一側緊鄰的外表面寬度比是1:3。
【專利摘要】本發明公開了一種仿生鐵鍬頭，具有內表面、外表面和鍬頭尖端，內表面成內凹型，內表面是由第一曲線沿著第二曲線掃掠而成，內表面和外表面的中間脊線走勢滿足第二曲線；鍬頭尖端形貌滿足第三曲線；第一曲線兩端點與第三曲線的三個端點投影相連形成鐵鍬的輪廓曲線；第一曲線：y＝-0.0007x2+0.1518x+55.294，其中：5<x<215；第二曲線：y＝12.812e0.0667x，其中：10<x<45；第三曲線：y＝-2×10-6x4+0.0003x3+0.0234x2-1.7435x+54.859；其中：-35<x<95；本發明與傳統的鐵鍬相比：入土阻力降低86％，耐磨性能顯著提高。
【IPC分類】A01B1/02
【公開號】CN105359641
【申請號】CN201510702894
【發明人】張銳, 韓佃雷, 馬松松, 李建橋
【申請人】吉林大學
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月24日