CN104594438B - 一种仿生挖掘机斗齿 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种仿生挖掘机斗齿，是由安装端和触土端组成，触土端位于安装端的前部，安装端设有上端面、下端面和凹腔，触土端具有内侧触土面、外侧触土面和前端触土面，前端触土面为一圆弧曲面，圆弧半径为3－8mm，内侧触土面和外侧触土面相对设置，内侧触土面的轮廓曲线起始端与前端触土面圆弧上端相切，内侧触土面的轮廓曲线末端与安装端的上端面相切，外侧触土面的轮廓曲线起始端与入前端触土面圆弧下端相切，外侧触土面的轮廓曲线末端与安装端的下端面相切；经实验证明，该仿生斗齿有效降低了齿的入土阻力，减轻了斗齿尖部的磨损，延长使用寿命，还实现了节能的目的。

Description

一种仿生挖掘机斗齿
技术领域
本发明涉及一种挖掘工具，尤其涉及一种仿生挖掘机斗齿。
背景技术
挖掘机，又称挖掘机械，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。铲斗是挖掘机在工作过程中的主要耗能部件。斗齿位于挖掘机铲斗的末端，是其主要触土部件。工作时，斗齿以一定角度楔入土壤，破坏土壤界面层，使铲斗以较小的阻力进入土壤。斗齿的性能直接影响挖掘机铲斗乃至挖掘机的挖掘性能，减小斗齿土壤切削阻力可有效提高挖掘机的挖掘效率。斗齿在使用时会产生磨损，造成切削能力降低。磨损是其主要的失效形式。常见的几种提高斗齿性能的方法有改进斗齿构形、提高斗齿材料的耐磨性、优化斗齿的挖掘轨迹等。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种仿生挖掘斗齿，其入土阻力大大减小，抗磨损的能力大大增强，提高了工作效率。
本发明是由安装端和触土端组成，触土端位于安装端的前部，安装端设有上端面、下端面和凹腔，触土端具有内侧触土面、外侧触土面和前端触土面，前端触土面为一圆弧曲面，圆弧半径为3－8mm，内侧触土面和外侧触土面相对设置，内侧触土面的轮廓曲线起始端与前端触土面圆弧上端相切，内侧触土面的轮廓曲线末端与安装端的上端面相切，外侧触土面的轮廓曲线起始端与入前端触土面圆弧下端相切，外侧触土面的轮廓曲线末端与安装端的下端面相切，所述的安装端具有横向通孔；
所述内侧触土面的轮廓曲线是由参数方程y1＝-9×10-4x3-0.0057x2+0.2347x+3.006，在x取值范围为0—14mm内放大6倍得出的曲线段；
所述外侧触土面的轮廓曲线是由参数方程y2＝-9×10-5x3-0.0057x2+0.2347x+7.973，在x取值范围为0—14mm内放大6倍得出的曲线段。
本发明的优点是：该仿生挖掘机斗齿，其外形轮廓曲线源自于獾前爪趾，獾是一种善于掘土的穴居动物，前肢爪趾端均生有强而粗的长爪，爪长近似趾长，它的爪子细长而且弯曲，是掘土的有力工具。前爪趾的轮廓曲线可以用最小二乘法拟合，其形状符合减阻，耐磨的仿生学原理。经实验证明该仿生斗齿可以提高挖掘机的工作效率，延长斗齿的寿命以及减少挖掘机在工作过程中的能耗，达到高效节能目的。
附图说明
图1为本发明的立体示意图。
图2为本发明的纵向剖视图。
图3为本发明的安装端横向剖视图。
其中：1—安装端，101—上端面，102—下端面，103—凹腔，2—触土端，21—内侧触土面，22—外侧触土面，23—前端触土面。
具体实施方式
请参阅图1、图2和图3所示，本实施例是由安装端1和触土端2组成，触土端2位于安装端1的前部，安装端1设有上端面101、下端面102和凹腔103，触土端2具有内侧触土面21、外侧触土面22和前端触土面23，前端触土面23为一圆弧曲面，圆弧半径为3－8mm，内侧触土面21和外侧触土面22相对设置，内侧触土面21的轮廓曲线起始端与前端触土面23圆弧上端相切，内侧触土面21的轮廓曲线末端与安装端1的上端面101相切，外侧触土面22的轮廓曲线起始端与入前端触土面23圆弧下端相切，外侧触土面22的轮廓曲线末端与安装端1的下端面102相切；所述的安装端1具有横向通孔104；
所述内侧触土面21的轮廓曲线是由参数方程y1＝-9×10-4x3-0.0057x2+0.2347x+3.006，在x取值范围为0—14mm内放大6倍得出的曲线段；
所述外侧触土面22的轮廓曲线是由参数方程y2＝-9×10-5x3-0.0057x2+0.2347x+7.973，在x取值范围为0—14mm内放大6倍得出的曲线段。
该仿生挖掘机斗齿，其外形轮廓曲线源自于狗獾前爪趾，狗獾是一种善于掘土的穴居动物，前肢爪趾端均生有强而粗的长爪，爪长近似趾长，它的爪子细长而且弯曲，是掘土的有力工具。前爪趾的轮廓曲线可以用最小二乘法拟合，其形状符合减阻，耐磨的仿生学原理。经实验证明该仿生斗齿可以提高挖掘机的工作效率，延长斗齿的寿命以及减少挖掘机在工作过程中的能耗，达到高效节能目的。

Claims (1)

1.一种仿生挖掘机斗齿，是由安装端(1)和触土端(2)组成，触土端(2)位于安装端(1)的前部，安装端(1)设有上端面(101)、下端面(102)和凹腔(103)，其特征在于：触土端(2)具有内侧触土面(21)、外侧触土面(22)和前端触土面(23)，前端触土面(23)为一圆弧曲面，圆弧半径为3－8mm，内侧触土面(21)和外侧触土面(22)相对设置，内侧触土面(21)的轮廓曲线起始端与前端触土面(23)圆弧上端相切，内侧触土面(21)的轮廓曲线末端与安装端(1)的上端面(101)相切，外侧触土面(22)的轮廓曲线起始端与前端触土面(23)圆弧下端相切，外侧触土面(22)的轮廓曲线末端与安装端(1)的下端面(102)相切，所述的安装端(1)具有横向通孔(104)；
所述内侧触土面(21)的轮廓曲线是由参数方程y1＝-9×10-4x3-0.0057x2+0.2347x+3.006，在x取值范围为0—14mm内放大6倍得出的曲线段；
所述外侧触土面(22)的轮廓曲线是由参数方程y2＝-9×10-5x3-0.0057x2+0.2347x+7.973，在x取值范围为0—14mm内放大6倍得出的曲线段。
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