CN102714950B 说明书 2/3页 [o009]本发明依据被称为“活的挖掘机”的鼹鼠的挖掘器官及挖掘动作参数设计了农业 机械触土部件表面的耐磨减阻仿生凸起及其排列方式。鼹鼠的身体结构十分适合在地下活 动和挖掘，鼹鼠所具备得极高的挖掘效率，得益于其特有的前爪爪趾几何结构和挖掘过程 中爪趾与土壤的接触角，这两个因素保证了鼹鼠在地下对土壤的挖掘过程中受到较小的土 壤阻力，实现持续高效的挖掘，同时后者使鼹鼠在挖掘过程中爪趾所受到的磨损较少，保证 了鼹鼠能够持续的进行挖掘。 [0010]本发明结合鼹鼠爪趾几何轮廓和鼹鼠挖掘是爪趾与土壤的接触角这两个重要参 数，设计了一种农业机械耕作部件减阻耐磨仿生凸起，通过对鼹鼠爪趾的轮廓设计了仿生 凸起的几何轮廓，同时通过分析鼹鼠在挖掘过程中爪趾与土壤的接触角度设计了仿生凸起 的偏转角度，实现提高触土部件的耐磨性和使用寿命，降低耕作阻力和使用成本。通过对鼹 鼠爪趾几何轮廓和鼹鼠挖掘过程中爪趾与土壤的接触角度的分析，确定本发明所述的减阻 耐磨仿生凸起的外轮廓曲面。 [0011]本发明是仿生凸起结构，仿生凸起结构的外轮廓曲面是由下述鼹鼠爪趾轮廓曲线： [0012]x=(-Asin 0)t2+tcos 0-asin 0 [0013]y =(Acos 0)t'+tsin 0 +asin 0 [0014]绕x轴旋转180°后形成的，其中A为仿生凸起结构的形状系数，-1<A<-0.5; a为仿生凸起结构高度，0<a<5mm:0为仿鼹鼠挖掘过程中爪趾背面与土壤接触度， 15°<0<45°：由此，仿生凸起结构的外轮廓曲面符合以下数学表达式： [0015]x=(-Asin 0)t2+tcos 0 -asin 0 [0016]y2+z2=[(Acos 0)t2+tsin 0 +asin 0 ]2 [0017] 其中x,y和z为三维坐标系中的x轴，y轴和z轴。 [0018]所述仿生凸起结构按照菱形方式排列，菱形排列中较小夹角角度为0， 30°<0<60°，相邻仿生凸起结构间距离为L,仿生凸起结构间距L与仿生凸起结构高度H 满足以下关系： [0019] 4<<10 H [0020] 菱形排列中较长的对角线与耕作过程中土壤运动方向平行。 [0021] 本发明与现有技术相比有益效果是： [0022] 本发明所述的一种农业机械耕作部件减阻耐磨耦合仿生表面是针对于农业机械 触土耕作工作部件的磨损和耕作阻力问题，在农业机械耕作部件表面设计了一种减阻耐磨 仿生凸起及其排列方法。在部件表面所设计的减阻耐磨仿生凸起是仿鼹鼠爪趾轮廓形状及 鼹鼠挖掘过程中爪趾与土壤接触角度所设计的。实验结果表明，带有本发明所述的减阻耐 磨耦合仿生表面的农业机械触土部件与同类光滑表面触土部件相比，耐磨性平均增加5~ 8%,工作阻力平均降低3~5%。 附图说明 [0023]图1为本发明的仿生凸起结构的剖面图。 [0024] 图2为本发明的仿生凸起结构排列方式示意图。 [0025] 图3、图4和图5为本发明应用于开沟器的示意图。其中的图3是开沟器的主视