农业机械设计中的仿生设计运用探讨

李远良 邹道钟 张俊三 高森德 徐玉龙 高彬

摘 要： 对于仿生学来说，仿生学主要是为了模仿生物系统而建造起来的技术系统，是人们有意识地对自然原理加以推广的思维方法。在当今时代，人们对产品设计要求完全不同，既需要改进产品功能，又需要追求产品形态轻盈化，同时要使得产品可以做到真正返璞归真。加强仿生设计不仅可以创造出功能全新产品，还能使产品结构更加精巧，更加合理，同时赋予产品新生命，让产品真正回归自然，做到人与自然的高度和谐。鉴于此，文章对农业机械设计中的仿生设计运用进行了研究，以供参考。

关键词： 农业机械;仿生学;设计应用

【中图分类号】S220.2 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.31.147

1 仿生设计在农业机械设计中应用的意义

仿生学就是通过对一些生物系统以及它的某些原理的实验性，模拟研究出生物的结构形态，在此之上的原理，同时，根据科学家的研究，能够研发出一些符合结构形态的一些新机器、新工具，创造出属于我们这个时代的生产机器。仿生学设计同科技发展是源于人们实践经验累积与创造欲望，源于科学发现引发的技术创新，创造的新工艺、新方法、新产品、新体系，源于对自然界生物结构、功能、行为以及相互作用的学习与模仿，源于需求与市场竞争的推动。时代变化，科技发展，仿生设计学还是很陌生，一些人提起科技，就会想到各种各样的高科技文化产品，但是在现实生活中，这种高科技文化生活产品很难运用到农业中去。运用仿生设计学设计的产品都会有着良好的操控效果，比较能源利用的效率也会提高不少。仿生设计学的应用就是让农业机械的整体外观，从外表上看有一些明显的变化，在可操控性上或者应用的舒适性上都会有比较高水平的提升。因为我国是人口大国，且农村人口数量比重较大。改革开放初期，一些落后的生产设备供给着我国的产业发展，现在为了实现现代化发展农业，我国农业机械设计需要在结合先进的科学技术进行改革创新。致力于研制生产快捷，操作简单的机械设备，以此满足我国的农业生产需求。

2 农业机械设计中对仿生设计的具体应用

2.1 形态仿生

仿生设计中有一种极为简便的仿生方法就是对于其形态进行仿生，这种仿生可以不用去非常了解其具体的作用，只要在进行仿生应用后有着较为良好的效果就可以，具体来讲，形态仿生可以分成具象形态、抽象形态和意象3种，具象仿生就是通过人眼对其进行观察，发现其有利的生理现象，然后根据这样的形态，对其进行仿生作用。具象仿生能够对一个较为具体的形象进行概括式的总结，然后在经过人为的处理后，让其可以呈现出一种非常具有吸引力的事物，在农业机械的设计中，采用这样的仿生设计会让农业机械更加的有亲切性。抽象形态仿生就是针对自然界存在的某一个形态，然后对其进行抽象化的处理，抽象化的处理可以让人们忽略掉其具有的一些外形，只是将其最为独特有用的地方进行展示出来，将其进行提取，然后应用到对人们有用的设计中来，在仿生设计中，这种抽象的设计方法通常用来设计现代化的产品。意象形态仿生是一种较为高级的仿生，其主要就是通过事物的形态来发现其应用的本质和应用的具体原理，将其存在的一些属性提炼出来，通过自己的感悟然后来设计出具有这种仿生设计灵感的事情，让设计看起来可以更加的完美，农业机械的设计中，应用这种设计可以让其看起来更加的完美。

2.2 功能仿生

在农业功能仿生过程中，不仅是动物、植物，微生物等都可以提供一定的仿生设计知识。科研人员在对这些内容进行深入研究后，再将研究结果合理的应用到农业机械产品中，这样可以使农业机械产品在具体应用过程中的一些功能可以得到显著提高。在农业机械设计过程中，可以对农田中存在的一些动物功能进行合理仿生，通过该方式，可以让机械能在农田中发挥出更好的作用，提高农业机械在具体作业过程中的效果。例如，通过分析蚯蚓、马陆等土壤性动物可以发现，这一类动物的体壁都有着良好的柔性和弹性，在受到外力时，会发生一定程度的弹性形变。通常来说，动物与土壤构成的粘附系统有着较小的粘附功，这也是土壤动物降低粘阻的一项关键原因。依据上述内容，进行了铲斗斗底的仿生设计，在农业生产过程中同构对其进行合理应用，可以达到良好的减粘脱土效果。通常来说，可以将铲斗斗底借助鉸接组建，将多个链板合理的连接起来，形成挠性斗底，在通过对弹簧的合理应用，控制斗底挠动，最终形成具有良好弹性的铲斗，其在实际应用过程中，不仅具有不错的应用效果，而且提高了作业效率。

2.3 肌理仿生

仿生可以对大自然中各项资源进行合理开发，从而体现人造的美感。例如，进行农耕道具仿真，通过对其进行合理应用，帮助农民完成相应耕种工作。土壤动物表体粗糙，容易出现脱土现象，针对该情况，可以对圆盘犁体进行仿生设计，通过该设计方式制造的对圆盘犁体不仅可以满足具体耕种过程中的需求，而且作业期间可以有效的减少粘土，减小耕作过程中阻力，提高农业耕种效率。

2.4 结构仿生

近几年，人们加强了对仿生学的研究，不仅从功能、外形上对生物进行模仿，同时从生物奇特的结构中也得到了一定启发。结构仿生设计过程中，要加强对力学结构的研究，同时还包括物质微观和宏观组织原则，通过对生物部分或整体构造组织方式进行研究，发现与产品潜在相似的模拟，从而完成相应的模仿工作，完成对新形象的合理创造，或者出现的问题加以解决。结构仿生通常从模仿生物的外拐开始。

3 结语

综上所述，农业机械的现代化已经成为社会发展的一个必然的趋势，在进行对于农业机械的设计中，应用仿生学的原理，可以让机械的性能有着一个很大的提升，仿生设计也让农业机械向着更加多样化的方向发展，在不断改善农业机械的性能，让农业的生产更加的高效快捷。

参考文献

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