[发明专利]微动力式仿生破茬机构、破茬装置、免耕播种机及破茬方法

权利要求书

1.一种微动力式仿生破茬机构，其特征在于：包括仿生切割组件、安装架和动力传动组件；

所述的安装架上部开设有主传动轴安装孔，下部前端开设有旋转切割器中心轴安装孔，中心轴安装孔的后方的机架上开设有水平切割器安装槽；

所述的仿生切割组件包括旋转切割器和水平切割器，所述的旋转切割器为圆盘形主体的圆周上均布有多个圆盘刀齿构成，所述的水平切割器包括锐角滑刀和固定在锐角滑刀后侧直角边上的分土结构；

所述的圆盘刀齿是具有切叶蜂大颚几何特征的仿生几何机构，圆盘刀齿的内侧刃口曲线仿生切叶蜂大颚内侧几何特征，圆盘刀齿的外侧曲线是仿生切叶蜂大颚外侧几何特征；圆盘刀齿的内侧刃口曲线和外侧曲线相交形成刺入土壤的尖端；

所述的锐角滑刀具有内凹的弧形刃口，弧形刃口是具有切叶蜂大颚内侧切割齿状结构的仿生几何曲线；

所述的圆盘形主体所在的平面为投影面，锐角滑刀的弧形刃口上的锯齿尖端连线平行于投影面，其正投影与所述的圆盘刀齿旋转时尖端形成的圆周相交，圆盘刀齿的内侧刃口与锐角滑刀的弧形刃口形成咬合结构；

所述的动力传动组件包括电机和主传动轴，所述的电机的输出轴与主传动轴传动连接，所述的主传动轴通过轴承安装在主传动轴安装孔内，圆盘形主体上的中心轴转动连接在中心轴安装孔中，锐角滑刀固定连接在水平切割器安装槽内；主传动轴与中心轴传动连接。

2.如权利要求1所述的一种微动力式仿生破茬机构，其特征在于：还包括棘轮组件，所述的棘轮组件包括壳体、第一轴承、第二轴承、棘轮机构和输出轴，所述的壳体为圆环凹槽结构，所述的第一轴承过盈配合安装在壳体的圆环槽的内环内面上，壳体固定安装在主传动轴安装孔内；第二轴承过盈配合安装在壳体中的圆环槽的外环内面上，输出轴通过销轴固定在棘爪固定轮外表面上，所述的棘轮机构包括棘爪和棘轮，棘爪固定在棘爪固定轮内侧环形凸起的内环面上，外环面过盈配合安装在第二轴承的轴承孔中，卡块卡接在棘轮的中心孔壁上的卡槽内，卡块固定连接在主传动轴上，所述的主传动轴依次伸入第一轴承、棘轮的中心孔、棘爪固定轮的中心孔后与输出轴固定连接。

3.如权利要求1所述的一种微动力式仿生破茬机构，其特征在于：所述的中心轴通过连接件与圆盘形主体连接，连接件包括端盖、法兰轴套、紧固件和轴承，所述的端盖和法兰轴套通过紧固件固定连接在圆盘形主体中心的两侧，法兰轴套又通过固定销安装在中心轴上，中心轴通过过盈配合安装到轴承中，轴承通过过盈配合安装在机架的中心轴安装孔中。

4.如权利要求1所述的一种微动力式仿生破茬机构，其特征在于：所述的水平切割器安装槽为长方形，其长轴线平行于地面，所述的锐角滑刀通过螺栓固定连接水平切割器安装槽内。

5.如权利要求1所述的一种微动力式仿生破茬机构，其特征在于：所述的棘轮组件的输出轴与中心轴上均固定有链轮，两者通过传动链传动连接。

6.如权利要求1所述的一种微动力式仿生破茬机构，其特征在于：所述的圆盘形主体圆周半径为75mm，圆盘刀齿尖端旋转后的圆周半径为125mm，齿高50mm，圆盘刀齿数量为9个，入土深度50～100mm；

7.如权利要求1所述的一种微动力式仿生破茬机构，其特征在于：所述的锐角滑刀的刃口上的三角形齿高度为5mm，底：高为1.25：2.3，所述的中心轴距离水平切割器安装槽10mm。

8.一种微动力式仿生破茬装置，其特征在于：所述的破茬装置包括连接架，所述的连接架上沿长度方向上安装多个如权利要求所述的仿生破茬机构，所述的仿生破茬机构的安装架与连接架固定连接。

9.一种免耕播种机，其特征在于：包括拖拉机、播种机构及如权利要求所述的仿生破茬装置，所述的仿生破茬装置的连接架固定在拖拉机机架上。

10.一种破茬方法，其特征在于，使用如权利要求所述的免耕播种机，步骤如下：

锐角滑刀在拖拉机前进方向水平运动，水平推动根茬进行水平方向切割；

同时，所有圆盘刀齿在绕中心轴旋转，其中一个圆盘刀齿首先刺入土壤，没有刃口的圆盘刀齿外侧受到土壤反作用力的作用，旋转切割器转动；

同时，圆盘刀齿的内侧刃口与锐角滑刀的弧形刃口形成仿切叶蜂咬合器官的咬合区域，该区域随着旋转切割器的滚动逐渐缩小；根茬在圆盘刀齿的内侧刃口实现滑切，在锐角滑刀刃口处实现固定切割，在此咬合区域的土壤或根茬受到咬合力的作用将实现剪切；

锐角滑刀继续在拖拉机前进方向水平运动，相邻的圆盘刀齿继续刺入土壤与锐角滑刀形成咬合结构，继续切断根茬。