[发明专利]一种夹持式仿生切割刀具装置

说明书

本发明属于农业机械领域，具体涉及一种用于收割牧草与作物秸秆的夹持式仿生切割刀具装置。包括第一、二、三锥齿轮、传动固定轴、外轴、内轴、第一、二刀盘。其中，刀盘由仿生切割刀片与旋转圆盘铆接构成。本发明在以蚁狮大腭的曲线轮廓为仿生原型，设计了双层反向旋转运动的仿生夹持刀具结构，与传统圆盘结构刀具相比，本发明的仿生切割刀具具有整体结构质量轻，结构强度大、许用应力值大，在工作中有着低切入阻值、高切割强度与平缓切断的效果。本发明能够在进行良好的滑移切割同时保证其低漏割率。整个装置使用上下反向运动的运动方式在确保作物完整切割的同时，平衡了工作中装置的惯性力，降低了在工作过程中装置非周期振幅，减振效果明显。

技术领域

本发明属于农业机械领域，具体涉及一种用于收割牧草与作物秸秆的夹持式仿生切割刀具装置。

背景技术

农业收获机械装备离不开收割装置。收割装置的好坏直接决定了在收获过程中机具的整体性能。收割装置的核心部件的切割装置则可以分为两大类：回转式切割装置与往复式切割装置。其中，往复式切割装置的结构相对较为简单，适用范围较广。但是在工作过程中，动刀片的往复惯性力较大，产生的振动极大，收割目标作物在其作用下会有大幅度的抖动与不同程度的倾斜，这导致了在收获过程中，容易产生一次切割不完全，进行多次切割的情况出现，这种情况会带来易于脱落的作物果穗籽脱落，提高了收过过程的损失率。并且多次切割同一秸秆或牧草会产生切割后割茬高度不统一的情况，降低了工作效率与工作质量。而回转式切割装置相对于往复式切割来说工作运行相对较为平稳，整机的振动相对较小。但是其有着工作幅宽小、功率消耗大的特点。并且在提高工作转速的过程中，局部的扭转振幅会有所增加。所以，需要设计一款切割阻力小、工作振幅小、结构强度大、工作幅宽大、切割性能好的切割部件。而蚁狮幼虫是一种食肉性昆虫，其头部具有钳状大腭。蚁狮幼虫是利用其两个大腭共同转动进行夹合来进行捕食作业。其大腭在捕食中的的合拢夹持动作与收获装置的切割装置有着很多的相似之处。其大腭的几何形状与合拢夹持的动作规划对回转式切割装置的减阻降能与提高收割效率的仿生设计有着一定的指导意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有低切入阻值、低工作振幅、低工作能耗、高切割强度、高结构强度与大工作幅宽的圆盘切割装置，解决了现有收割装置存在的上述不足。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种夹持式仿生切割刀具装置，该装置包括第一锥齿轮1、传动固定轴2、第二锥齿轮3、第三锥齿轮4、第一刀盘5、第二刀盘6、内轴7、外轴8；所述第一刀盘5包括第一刀片和上旋转刀盘10；所述第二刀盘6包括第二刀片和下旋转刀盘11；所述内轴7中间部分嵌套在外轴8内并且与外轴8同轴心；所述内轴7上端安装有第一锥齿轮1；所述第一锥齿轮1与第二锥齿轮3啮合；所述第二锥齿轮3的中心位置安装有传动固定轴2；所述传动固定轴2的端部安装有进行动力输入的外接传动部件；所述第三锥齿轮4安装于外轴8上端；所述第二锥齿轮3与第三锥齿轮4啮合；所述第一刀盘5与第二刀盘6分别反向安装于外轴8的下端与内轴7的下端；所述第一刀片有五个，均匀固定在上旋转刀盘10的圆周上；所述第二刀片有五个，均匀固定在下旋转刀盘11的圆周上；所述上旋转刀盘10和下旋转刀盘11相对旋转。

所述第一刀片和第二刀片均为仿生切割刀片9；所述仿生切割刀片9的外围轮廓曲线为abcdefghijk连线，外围轮廓曲线由a—b曲线、b—c曲线、c—d曲线、d—e曲线、e—f曲线、f—g曲线、g—h曲线、h—i曲线、i—j曲线、j—k曲线构成；

所述a—b曲线方程为：

所述b—c曲线方程为：

所述c—d曲线方程为：

所述d—e曲线方程为：

所述e—f曲线方程为：