一种仿生木薯收获机

发布时间: 2022-11-07

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式：技术转让

成果类型：发明专利,新技术

行业领域：

农、林、牧、渔业,农、林、牧、渔专业及辅助性活动

成果介绍

本发明专利提供一种仿生木薯收获机，仿生铲，角度调节机构，机架，抖动土薯分离装置。仿生铲齿上下面曲线分为仿生铲齿段和平缓升土铲齿段，其中，以任一水平面去切割铲齿段，其俩侧面所得曲线均按照土壤相对运动轨迹设计成仿生曲线结构。整个铲齿均设计成曲面，其中铲齿上沿和下沿的设计分别按照土壤动物的足趾上沿和下沿轮廓设计。角度调节机构通过调整铲柄上端螺栓长度完成角度调节。机架前后端皆设计有多孔位以适应土面凸凹状况。抖动土薯分离装置采用清洁能源电力驱动，通过传输链向后运动的同时以凸轮振动传输链向后实现抛土。经过仿生挖掘铲挖掘和抖动分离装置输送分离后便可完成木薯块根挖掘和土薯分离。

成果亮点

基于工程仿生学理论，从土壤动物挖削土壤中获得启发，对木薯挖掘机挖掘铲触土部件进行仿生改形设计，进而提高其减阻性能，是一种新的研究途径。模仿犬爪是一种挖掘能力强的动物，作为主要触土部件，其爪趾在构形与形态方面处于最优化状态，可将切削土壤时的阻力减至最小。本发明专利的目的是为了解决现有木薯收获机挖掘铲形式单一，结构复杂，在挖掘木薯块根时出现碎土、漏土能力有限，入土阻力较大，伤薯断薯漏薯率较高；污染严重等问题。为了达到这一目的，利用创新技法中的仿生法，研究设计出一种模仿犬前爪趾结构的仿生木薯挖掘铲，该仿生挖掘铲具有入土性能好、碎土能力强、松土效果好和牵引阻力小等特点。

团队介绍

海南大学机电工程学院木薯全程机械化廖宇兰教授研究团队从2006年起开始关注木薯收获技术研究。先后获得过2项国家自然科学基金、1项海南省自然科学基金、1项教育厅基金和1项海南大学重点基金项目资助。研究出“挖拔式木薯收获机”、“自走式木薯收获机”和“仿生振土式木薯收获机”以及“三角形凸面铲”、“栅形铲”和5种“仿生铲”。获得相关发明专利5项、实用新型专利1项和海南省教育厅科研奖励“二等奖”1项。经过实践证明，目前仿生振土式木薯收获机具有较好的创新、务实、节能和高效的特点，整机入土性能好，省力节能，收获效果好，适用于平作、垄作和任何种植方式的收获，适合于推广至广大农村农场种植户，让农民愿意种木薯，种有所收，种有所值，为国家经济建设提供更多的木薯原料，也为巩固拓展脱贫攻坚成果起到很好的促进作用。本团队正在研究木薯种植机、起垄机、中耕除草和木薯联合收获机。以上条件可为机器产业化的顺利推广提供良好的技术支持。

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”热带特色高效农业产业科技服务团 (中国农业工程学会) 评价时间：2022-11-16

刘庆庭

华南农业大学工程学院

教授

综合评价

该成果基于工程仿生学理论，从犬类动物利用犬爪挖削土壤行为，对木薯挖掘机挖掘铲触土部件进行仿生改形设计，进而提高其减阻性能，是一种新的研究途径。该成果设计的挖掘铲可有效降低木薯收获过程中的阻力，从而达到降低能耗、提高收获效果的目的；该成果基础理论分析成熟完善，技术创新合理，投资回报可靠，目标市场处于成长期，有很好的投资价值。但因在产品目前还处于实验室样机田间实验阶段，其相应产品的稳定性方面论证不足，有待进一步加强。总体而言，该项目技术思路方向很好，未来市场空间大，有利于当前政策要求，值得支持推广。建议强化相应产品开发，加大产业链开发力度。

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