[实用新型]超声波振动土壤挖掘装置

说明书

本实用新型涉及农业机械，尤其是一种超声波振动土壤挖掘装置。包括机架，其中，还包括变幅杆挖掘铲、超声波换能器和超声波发生器，所述变幅杆挖掘铲与超声波换能器固定连接，超声波发生器通过信号电缆线将电信号传递给超声波换能器，超声波换能器与机架连接；所述变幅杆挖掘铲包括铲刀和铲柄，铲柄的一端与超声波换能器固定连接，铲柄的另一端与铲刀固定连接，铲柄在竖直方向的截面面积从与超声波换能器的固定连接端到与铲刀的固定连接端由大到小逐渐过渡变化。可以有效解决土壤切削挖掘作业阻力大、耗能高等问题。

技术领域

本实用新型涉及农业机械，尤其是一种超声波振动土壤挖掘装置。

背景技术

农业土壤耕作、深松以及根茎类作物挖掘收获等作业普遍存在工作阻力大、耗能高的问题。因此，应用先进技术或研制出新型土壤切削挖掘装置来降低工作阻力对于节能减排具有重要意义。

采用振动的方式是降低土壤切削挖掘阻力的途径，目前研究和应用的振动挖掘铲均通过机械传动频率低于20Hz的低频振动。挖掘与切削阻力的主要来源是土壤切削阻力、土壤重力、土壤与铲的摩擦阻力以及土壤与铲面的粘滞阻力。然而，机械传动的低频振动主要减小了切削阻力，对降低摩擦阻力和粘滞阻力的效果甚微。超声波振动能够产生20KHz以上的振动，目前超声波振动应用领域包括超声波清洗、超声波焊接、合金硬金属的加工等领域，在土壤切削挖掘领域还未见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种用于土壤耕作、深松以及根茎类作物收获作业的超声波振动土壤挖掘装置，该装置可以有效解决土壤切削挖掘作业阻力大、耗能高等问题。

本实用新型的技术方案是：一种超声波振动挖掘铲装置，包括机架，其中，还包括变幅杆挖掘铲、超声波换能器和超声波发生器，所述变幅杆挖掘铲与超声波换能器固定连接，超声波发生器通过信号电缆线将电信号传递给超声波换能器，超声波换能器与机架连接；

所述变幅杆挖掘铲包括铲刀和铲柄，铲柄的一端与超声波换能器固定连接，铲柄的另一端与铲刀固定连接，铲柄在竖直方向的截面面积从与超声波换能器的固定连接端到与铲刀的固定连接端由大到小逐渐过渡变化；

所述铲刀在竖直方向的截面面积从与铲柄的固定连接端到自由端的刀刃处由大到小逐渐过渡变化，且铲刀在水平方向的截面面积从与铲柄的固定连接端到自由端的刀刃处由大到小逐渐过渡变化。所述铲刀和铲柄可以为一体式结构。

本实用新型还包括换入土角调节杆，入土角调节杆的一端与机架铰接，另一端与超声波换能器铰接。

所述入土角调节杆包括双向丝杠，双向丝杠的上端设有正旋螺母，双向丝杠的下端设有反旋螺母，正旋螺母与机架铰接，反旋螺母与超声波换能器铰接。

所述超声波换能器的外部设有换能器连接护罩，所述超声波换能器固定在换能器连接护罩内，换能器连接护罩与机架铰接，换能器连接护罩与入土角调节杆铰接。

所述超声波换能器包括超声波换能器主体和固定在超声波换能器主体上的换能器法兰，对应的在换能器连接护罩的端部设有护罩法兰，换能器法兰与护罩法兰固定连接。

所述铲刀可以为三角形。

工作状态下，变幅杆挖掘铲的长度方向与地面之间呈20-30°的入土夹角。

本实用新型的有益效果：能够在进行根茎类作物的挖掘的同时，将超声波发生器产生的高频电信号经超声波换能器转换为超声振动，并经过变截面的变幅铲柄聚能后传递给铲刀，传递过程中铲柄将超声波振动的振幅放大，从而驱动铲刀的刀刃部产生高频振动，减小土壤与铲面间的粘滞阻力和摩擦阻力，从而降低挖掘铲的工作阻力。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是本实用新型的主视结构示意图；