仿生設(shè)計(jì)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的作用

上傳人:陳** 文檔編號(hào):20063292 上傳時(shí)間:2021-02-02 格式:DOC 頁數(shù):4 大?。?6KB
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1、 仿生設(shè)計(jì)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的作用 摘要:自古以來,我國(guó)就是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)在我國(guó)的地位也是非常的重要,進(jìn)入現(xiàn)代化以來,農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)主要依靠各種大型的機(jī)械來進(jìn)行作業(yè),大大的解放了人們的雙手,隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)也越來越合理,其中,應(yīng)用仿生學(xué)來進(jìn)行對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)成為了一項(xiàng)人們樂于研究的事情,應(yīng)用動(dòng)物的各種各樣的天然力學(xué)形態(tài)來進(jìn)行設(shè)計(jì),能夠使機(jī)械的利用率增加,并且還能夠?qū)C(jī)械設(shè)計(jì)的更加的合理,因此在農(nóng)業(yè)中有著很大的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞:仿生設(shè)計(jì);農(nóng)業(yè)機(jī)械;效果 1將仿生設(shè)計(jì)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的意義 我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在我國(guó)有著一個(gè)非常重要的

2、地位,因此對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來講,人們有著極為高度的重視,不斷的應(yīng)用更加高效的設(shè)計(jì)或者各種提高生產(chǎn)效果的技術(shù)來使農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)能夠更加的有效。通常以來,人們對(duì)于仿生學(xué)的認(rèn)識(shí)都停留在一些較為高科技化的產(chǎn)品上,在一般的農(nóng)業(yè)機(jī)械中,是不會(huì)想到去應(yīng)用仿生學(xué)來對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的。應(yīng)用仿生學(xué)設(shè)計(jì)的東西仿生學(xué)有著良好的操控效果,并且對(duì)于能源的利用率也是較高,由于具有這些的特性,人們開始想到將仿生學(xué)應(yīng)用到作業(yè)較為困難的農(nóng)業(yè)機(jī)械上,以期能夠增加機(jī)械的作業(yè)效果。仿生學(xué)的應(yīng)用讓農(nóng)業(yè)機(jī)械的外觀有著一個(gè)較為明顯的變化,在其操控性或者舒適性等方面有一個(gè)很大的提高,這樣我國(guó)人數(shù)眾多的農(nóng)民得到非常有利的應(yīng)用,讓農(nóng)業(yè)機(jī)械的利用效果有著一個(gè)很

3、大的提升,促進(jìn)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展,并且在一定的方面還提高了農(nóng)業(yè)作物的產(chǎn)量,讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加的快捷方便,符合人們對(duì)于農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。 2仿生設(shè)計(jì)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 2.1對(duì)于形態(tài)的仿生。仿生設(shè)計(jì)中有一種極為簡(jiǎn)便的仿生方法就是對(duì)于其形態(tài)進(jìn)行仿生,這種仿生可以不用去非常了解其具體的作用,只要在進(jìn)行仿生應(yīng)用后有著較為良好的效果就可以,具體來講,形態(tài)仿生可以分成具象形態(tài)、抽象形態(tài)和意象3種,具象仿生就是通過人眼對(duì)其進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)其有利的生理現(xiàn)象,然后根據(jù)這樣的形態(tài),對(duì)其進(jìn)行仿生作用。具象仿生能夠?qū)σ粋€(gè)較為具體的形象進(jìn)行概括式的總結(jié),然后在經(jīng)過人為的處理后,讓其可以呈現(xiàn)出一種非常具有

4、吸引力的事物,在農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)中,采用這樣的仿生設(shè)計(jì)會(huì)讓農(nóng)業(yè)機(jī)械更加的有親切性。抽象形態(tài)仿生就是針對(duì)自然界存在的某一個(gè)形態(tài),然后對(duì)其進(jìn)行抽象化的處理,抽象化的處理可以讓人們忽略掉其具有的一些外形,只是將其最為獨(dú)特有用的地方進(jìn)行展示出來,將其進(jìn)行提取,然后應(yīng)用到對(duì)人們有用的設(shè)計(jì)中來,在仿生設(shè)計(jì)中,這種抽象的設(shè)計(jì)方法通常用來設(shè)計(jì)現(xiàn)代化的產(chǎn)品。意象形態(tài)仿生是一種較為高級(jí)的仿生,其主要就是通過事物的形態(tài)來發(fā)現(xiàn)其應(yīng)用的本質(zhì)和應(yīng)用的具體原理,將其存在的一些屬性提煉出來,通過自己的感悟然后來設(shè)計(jì)出具有這種仿生設(shè)計(jì)靈感的事情,讓設(shè)計(jì)看起來可以更加的完美,農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)中,應(yīng)用這種設(shè)計(jì)可以讓其看起來更加的完美。

5、2.2功能仿生。隨著人們對(duì)于動(dòng)物的研究越來越深入,人們發(fā)現(xiàn)動(dòng)物中存在著各種非常合理的功能性設(shè)計(jì),這些功能的加入讓動(dòng)物具有更加靈活或者更加符合力學(xué)的規(guī)律,因此人們就針對(duì)動(dòng)物的這種特性來對(duì)其進(jìn)行仿生。在進(jìn)行功能性仿生時(shí),不僅是動(dòng)物,植物和微生物同樣也可以為仿生設(shè)計(jì)提供一些知識(shí),在人們對(duì)弈功能進(jìn)行深入的了解后,然后在可以應(yīng)用到的產(chǎn)品上進(jìn)行功能性的仿生設(shè)計(jì),這樣來提高產(chǎn)品的一些功能,在進(jìn)行農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)時(shí),可以將農(nóng)田中存在的一些動(dòng)物的有利功能進(jìn)行仿生,從而讓農(nóng)業(yè)機(jī)械能夠更好的在農(nóng)田中進(jìn)行工作,提高其工作的效率。例如,通過對(duì)蚯蚓、馬陸等典型土壤動(dòng)物進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn),這些動(dòng)物的體壁具有非常好的彈性和柔性,并且在

6、遇到外力的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一定的彈性變形。之所以典型土壤動(dòng)物具有一定的減粘脫土功能,主要是因?yàn)槠潴w壁具有非常大的的彈性。通常情況下,動(dòng)物與土壤構(gòu)成的粘附系統(tǒng)存在非常小的粘附功,其是土壤動(dòng)物降低粘阻的主要原因之一。因此,可以根據(jù)上述功能來進(jìn)行鏟斗斗底的仿生設(shè)計(jì),以更好的達(dá)到減粘脫土的目的。一般可以將鏟斗斗底借助鉸接組建將若干個(gè)鏈板有效的連接在一起,從而組成撓性斗底,然后借助彈簧來實(shí)現(xiàn)對(duì)斗底撓動(dòng)的有效控制,這樣一來就形成了具有一定彈性的仿生撓性鏟斗,其可以有效提高鏟斗的工作效率。2.3機(jī)械操控性能上的仿生。隨著當(dāng)今人們生活水平的提升,對(duì)于各方面的要求也在不斷地增加,在農(nóng)業(yè)機(jī)械中,人們希望能夠有著操控性更

7、加良好的機(jī)械設(shè)備來對(duì)原先老舊的設(shè)備進(jìn)行更新,應(yīng)用仿生的原理,就可以實(shí)現(xiàn)讓農(nóng)業(yè)機(jī)械的操控性能夠有著很大的提升,在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),可以應(yīng)用仿生學(xué)來講機(jī)械設(shè)計(jì)成為較為智能化的設(shè)備,在進(jìn)行操控時(shí),可以有著一定的輔助措施來針對(duì)農(nóng)田中較為惡略的作業(yè)環(huán)境,讓人們可以進(jìn)行更少的操控甚至只進(jìn)行一些較為簡(jiǎn)單的操作就可以,讓農(nóng)業(yè)的設(shè)備向著現(xiàn)代化的方向不斷地發(fā)展,讓農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)更加的人性化。2.4結(jié)構(gòu)仿生。隨著仿生設(shè)計(jì)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用,人們不僅從功能上、外形上對(duì)其進(jìn)行仿生,如今也開始慢慢的從生物奇特的結(jié)構(gòu)上對(duì)其進(jìn)行仿生,并取得了比較理想的仿生效果。實(shí)際上,結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計(jì)需要對(duì)其力學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的研究,并遵循物質(zhì)

8、微觀和宏觀的組織原則,通過對(duì)生物的部分或整體結(jié)構(gòu)組織方式進(jìn)行研究,可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的潛在相似性,然后對(duì)其進(jìn)行有效的模仿,從而創(chuàng)造出新的形象,更好地解決農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)過程中所遇到的問題。結(jié)構(gòu)仿生在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中,最初是從模擬生物外形開始,如模仿鳥類的飛行器設(shè)計(jì)、模仿魚外形的潛艇設(shè)計(jì)等。邵耀堅(jiān)是華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院的一名教授,其借助仿生學(xué)原理來進(jìn)行水稻工廠化育秧撥苗機(jī)械的仿生設(shè)計(jì),從而有效的解決了拋植、拔秧的有序栽植問題。同時(shí),吉林大學(xué)地面機(jī)械仿生技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制所研制出的仿生非光滑犁鏵的鏵式犁(圖1),在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。與普通犁鏵的鏵式犁(圖2)進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),在犁耕

9、作業(yè)中仿生非光滑犁鏵的鏵式犁的耗油量、技術(shù)生產(chǎn)率、犁體成本和勞動(dòng)消耗等指標(biāo)均優(yōu)于普通犁鏵的鏵式犁,這主要是仿生非光滑犁鏵的鏵式犁可以有效的降低犁耕作業(yè)比阻。同時(shí),仿生非光滑犁鏵的鏵式犁,還可以有效改善了作業(yè)質(zhì)量,改善碎土及覆蓋效果,并間接降低了平地、整地的難度以及對(duì)動(dòng)力的消耗,從而在一定程度上提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和經(jīng)濟(jì)效益。通過對(duì)仿生非光滑犁鏵的鏵式犁和普通犁鏵的鏵式犁的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),仿生非光滑犁鏵的鏵式犁所能夠達(dá)到的綜合經(jīng)濟(jì)效益是普通犁鏵的鏵式犁的1.62倍。 3總結(jié) 農(nóng)業(yè)機(jī)械的現(xiàn)代化已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的一個(gè)必然的趨勢(shì),在進(jìn)行對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)中,應(yīng)用仿生學(xué)的原理,可以讓機(jī)械的性能有著一個(gè)很大的提升,仿生設(shè)計(jì)也讓農(nóng)業(yè)機(jī)械向著更加多樣化的方向發(fā)展,在不斷改善農(nóng)業(yè)機(jī)械的性能,讓農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)更加的高效快捷。 參考文獻(xiàn) [1]謝勇中.仿生設(shè)計(jì)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場(chǎng),2017,24(2):91. 4

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