基于鼹鼠多趾结构特征的仿生切土刀片设计与试验   总被引：3，自引：0，他引：3  

杨玉婉  佟金  马云海  李默  蒋啸虎  李金光 《农业机械学报》2018,49(12):122-128

为降低土壤耕作阻力,分析了鼹鼠前肢手掌的多趾组合结构特征,得到鼹鼠多趾组合结构是一种多窄齿组合结构,且相邻齿间间距可调整,最终确定了多趾组合结构的数学模型。基于该模型,设计了具有仿生结构特征的切土刀片。通过土槽试验,采用四因素三水平的二次正交回归试验方法,分析仿生结构元素m和n、土壤含水率和切土倾角对水平阻力的影响,得到土壤含水率和切土倾角对水平阻力的影响更显著,最优仿生结构元素m为5、n为1.75。通过比较传统和仿生刀片在切土倾角10°~90°和土壤含水率10%~30%下的水平阻力,得到仿生几何结构对刀片切土的临界倾角无显著影响,但土壤含水率对其有显著影响：当土壤含水率为10%和20%时,临界倾角均为30°左右;当土壤含水率为30%时,临界倾角均在40°~50°之间。然而,仿生几何结构对刀片所受的水平阻力有显著影响,在相同的土壤含水率下,仿生刀片的水平阻力总小于传统刀片的水平阻力：当土壤含水率为10%、20%、30%时,仿生刀片的水平阻力分别减小11.48%~39.16%、17.81%~28.00%和11.19%~33.26%。此外,水平阻力的变化与土壤内聚力具有极大的相关性,研究表明土壤含水率为10%~20%时,仿生刀片具有更好的切土性能。  相似文献   

“农业机械仿生技术”课程对本科生创新思维能力的培养          下载免费PDF全文

杨玉婉 《农业工程》2022,12(12):114-117

“农业机械仿生技术”课程综合了农业机械学和仿生学的重要理论和核心观点,探讨如何基于仿生学方法解决农机具关键部件作业性能差、能耗高、磨损严重等核心问题,是学科交叉与融合的典型代表,也是培养学生创新思维能力的重要课程。该课程在知识传授、能力培养过程中,重视各个环节的把控,采用启发学生创新意识、强化创新思维和创新能力实战训练的方式,循序渐进地培养学生思维能力、挖掘学生内在潜力,助力破解我国农机装备目前所面临的瓶颈和困难,推动农业装备转型升级,提升农业现代化发展水平,激励学生成为新时代高素质创新型农机人才。   相似文献   

鼹鼠多趾结构特征仿生旋耕刀设计与试验   总被引：3，自引：2，他引：1  

杨玉婉  佟金  马云海  蒋啸虎  李金光 《农业工程学报》2019,35(19):37-45

为减小旋耕刀切土扭矩来降低旋耕机功耗,同时提高旋耕机耕作质量,该文分析了鼹鼠前肢手掌多趾组合结构和趾尖轮廓曲线特征,利用二次高斯方程拟合五个趾尖轮廓曲线(R2 0.95和SSE 0.05),并基于拟合曲线,设计了具有鼹鼠多趾结构特征的仿生旋耕刀。通过田间试验,分析传统型和仿生型旋耕刀在不同机组前进速度、转速和耕深条件下的整机功耗、土壤破碎率和沟底压实情况,得到仿生结构特征对整机田间耕作性能的影响。结果表明,当前进速度从1 km/h增加到5 km/h时,仿生型旋耕刀的整机功耗平均减小16.88%;当转速从254 r/min增加到267 r/min时,仿生型旋耕刀的整机功耗平均减小17.00%;当耕深从80 mm增加到160 mm时,仿生型旋耕刀的整机功耗平均减小21.80%。传统型旋耕刀耕后的沟底有压实现象,且沟脊高而宽,耕作效果不佳;而仿生型旋耕刀可以显著地降低耕后沟底被压实的风险,沟底平整,可进一步减小耕作功耗。2种类型旋耕刀在不同耕作条件下的整机土壤破碎率耕深稳定性、耕宽稳定性、耕后地表植被覆盖率、耕后地表平整度和土壤蓬松度在数值上相差不大,且均满足国标要求。研究结果对实现旋耕刀减阻降耗和改善耕作质量具有一定的启发。  相似文献