CN101305658A - 高速插秧机送取秧联动机构系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种插秧机上的高速插秧机送取秧联动机构系统，属于插秧机技术领域。该系统包括送秧机构、取秧机构和传动机构，传动机构含有分别与送秧和取秧机构联接的齿轮箱，齿轮箱装有第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴和输入轴；第一输出轴的中部与输入轴形成第一运动副，其两端与取秧机构形成第二运动副；第三输出轴的一端与送秧机构形成第三运动副；第一输出轴装有第一偏心齿轮，第二输出轴装有与第一偏心齿轮啮合的第二偏心齿轮和第一圆齿轮，第三输出轴装有与第一圆齿轮啮合的第二圆齿轮。该系统通过变速送秧和降速取秧可以有效降低送秧机构与取秧机构之间的相对运动速度和位置误差，从而能提高取秧质量和精度。

Description

高速插秧机送取秧联动机构系统

技术领域

本发明涉及一种高速水稻插秧机上由送秧机构、取秧机构及其传动机构联接形成的联动机构系统，尤其是一种能完成变速送秧和降速取秧的联动机构系统，属于插秧机技术领域。

背景技术

现有插秧机的送秧、取秧情况是：一、送秧机构的送秧架进行周期水平往复移动(摆动)至两端位置时，送秧机构的拨动机构拨动放置于送秧架上的预培秧苗块下移以完成送秧；二、靠近送秧架底端的取秧机构的取秧针相对送秧架的水平摆动进行垂直转动，取秧针在转动中穿过送秧架底端的送秧门后，将位于送秧架底端的预培秧苗块切割并带走，完成取秧；三、送秧机构和取秧机构都通过一专门传动机构取力；四、取秧针一般是单排和双排两种，其中双排取秧针由于具有惯性力小的特点，在现有大部分的高速插秧机上得到应用。

据申请人了解：一、现有插秧机尤其是高速插秧机，取秧针与送秧架的相对高速转动和摆动，易造成取秧针对秧苗横向的撕扯而破坏切取秧苗块的形状。二、现有插秧机的传动机构是通过成对啮合的圆齿轮为送秧机构和取秧机构提供匀速摆动和匀速转动，即送秧架的水平摆动及取秧针的垂直转动都是匀速运动；而一些插秧机上设置的变档机构在同一档位所产生送秧架水平摆动和取秧针垂直转动的速度仍是匀速不变的，即不能在送秧架的摆动和取秧针的转动中实现变速；这种相对匀速运动带来的结果是：随着送秧架匀速摆动与取秧针匀速转动的相对持续进行，取秧针与送秧架(尤其是送秧门)之间相对运动的位置误差会不断积累加大，特别是对高速插秧机来说，长时工作后，这种相对运动位置误差不仅影响切取秧苗块形状的一致性(精度降低)，甚至于导致切取秧苗块的不合格，从而难以满足超级稻高速机械化栽植的精度要求。

发明内容

本发明要解决技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种高速插秧机送取秧联动机构系统，该系统应当能够降低送秧机构和取秧机构之间的相对运动速度并减少送秧机构和取秧机构之间的相对运动位置误差，从而保证取秧质量和精度，进而满足超级稻机械化栽植的要求。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种高速插秧机送取秧联动机构系统，包括安装于插秧机上的送秧机构、取秧机构和传动机构，所述传动机构含有分别与送秧机构和取秧机构联接的齿轮箱，所述齿轮箱装设有第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴和联接插秧机主轴箱输出端的输入轴；所述第一输出轴的中部与输入轴形成第一运动副，其两端与取秧机构形成第二运动副；所述第三输出轴的一端与送秧机构形成第三运动副；改进之处在于，所述第一输出轴装有第一偏心齿轮，所述第二输出轴装有与第一偏心齿轮啮合的第二偏心齿轮和第一圆齿轮，所述第三输出轴装有与第一圆齿轮啮合的第二圆齿轮。

本发明的高速插秧机变速传动机构在具体工作时，插秧机主轴箱输出端将动力从输入轴通过第一运动副输出给第一输出轴，转动的第一输出轴一方面通过第二运动副带动取秧机构上的取秧针转动，另一方面通过第一偏心齿轮、第二偏心齿轮将动力传给第二输出轴，第二输出轴通过相啮合的第一圆齿轮和第二圆齿轮将动力传给第三输出轴，第三输出轴通过第三运动副带动送秧机构的送秧架水平摆动，转动的取秧针与摆动的送秧架底部秧门配合完成送秧和取秧动作。在第一偏心齿轮带动下，第二偏心齿轮的转动角速度随着其远点到近点分别与第一偏心齿轮的近点到远点啮合而呈周期性变化(转动角速度由高到低再由低到高的周而复始)，因此使得第二输出轴形成周期性变化的非匀速转动，第二输出轴将这种非匀速转动传动给送秧架，使送秧架在水平摆动的行程中也形成局部移动线速度的周期性变化。这样，就可以通过设定，使送秧架底部的秧门在靠近取秧针时的速度降低而离开取秧针时的速度加快；从而一方面因减轻取秧针对秧苗的冲击力而有利于保证切取秧苗的形状，另一方面又可避免取秧针与送秧门在持续高速相对运动中相互间的位置误差不断积累加大，进一步保证长时间切取秧苗形状的精度。

本发明巧妙利用偏心齿轮传动转速的变化特性，突破现有插秧机送秧和取秧机构之间一贯维持恒速相对运动状态的框框，实现送秧、取秧相对运动的变速状态，尤其是实现取秧时送秧架相对取秧针的运动降速而取秧间隔时送秧架相对取秧针的运动升速，即实现该快则快、该慢则慢的柔性取秧过程，从而既提高了取秧质量和精度，又保持了高速插秧的效率。

上述本发明技术方案的进一步改进是：所述取秧机构含有公转轴、装于公转轴上的从动链轮、公转偏心齿轮和装于公转偏心齿轮上的行星架，所述第一输出轴装有通过链条与从动链轮联接的主动链轮；所述行星架上围绕公转偏心齿轮设有至少三对行星偏心齿轮，每对行星偏心齿轮相互啮合；所述每对行星偏心齿轮之一分别与公转偏心齿轮啮合，所述每对行星偏心齿轮之二间隔位于行星架周边且其轴端装有取秧针。

本发明技术方案进一步改进后的进一步效果是，相比现有双排取秧针的取秧器，本发明的多排针取秧器在进行取秧时的转速比双排取秧器的转速可以至少下降1/3，而同时单位时间内的取秧次数则不变。这样，在实现取秧时送秧架降速的同时又大幅降低了取秧针的转速，因此可以进一步降低送秧机构和取秧机构之间的相对运动速度和相对运动位置误差。此外，送秧机构和取秧机构之间的相对运动速度降低还可减轻各机构的运动冲击力和磨损，从而延长各机构的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明实施例高速插秧机送取秧联动机构系统的平面简化结构示意图。

图2是图1中传动机构的立体结构示意图。

图3是图2的平面简化结构示意图。

图4是图1中单个取秧机构的结构示意图。

图5是图4中分解的行星架及齿轮部分的结构示意图。

具体实施方式

实施例

本实施例的高速插秧机送取秧联动机构系统如图1所示，包括安装于插秧机上的送秧机构、取秧机构和传动机构。传动机构含有分别与送秧机构和取秧机构联接的齿轮箱1。取秧机构有三组，其含有的三个公转轴17-1、17-2、17-3上分别装有三个从动链轮16-1、16-2、16-3。送秧机构含有送秧架27。

如图2、图3所示，齿轮箱1装设有第一输出轴2、第二输出轴3、第三输出轴4和输入轴5。输入轴5一端与插秧机主轴箱输出端联接，另一端装有第一锥齿轮6；第一输出轴2的中部装有第二锥齿轮7，第一输出轴2与输入轴5通过第一锥齿轮6与第二锥齿轮7的啮合形成第一运动副。第一输出轴2的两端分别装有三个主动链轮8-1、8-2和8-3，如图1所示，三个主动链轮8-1、8-2和8-3通过链条分别与三个从动链轮16-1、16-2、16-3联接，这样第一输出轴2即与三个取秧机构形成第二运动副。如图2所示，第三输出轴4的一端装有八字槽螺杆13和凸轮轴14，如图1所示，送秧机构的送秧架27与与凸轮轴14的轴端固接，凸轮轴14的凸轮端与八字槽螺杆13的八字槽啮合，这样，第三输出轴4与送秧机构形成第三运动副。

如图3所示，第一输出轴2上装有第一偏心齿轮9，第二输出轴3装有与第一偏心齿轮9啮合的第二偏心齿轮10和三个第一圆齿轮11-1、11-2和11-3，第三输出轴4装有分别与三个第一圆齿轮11啮合三个第二圆齿轮12-1、12-2和12-3。三个第一圆齿轮11-1、11-2和11-3与三个第二圆齿轮12-1、12-2和12-3彼此啮合成三对并分别形成三档传动比。第一偏心齿轮9与第二偏心齿轮10的传动比范围是0.836～1.19。

三组取秧机构中的单个取秧机构如图4、图5所示，该单个取秧机构含有套装于三个公转轴17-1、17-2、17-3某一个上的公转偏心齿轮18，公转偏心齿轮18上装有行星架15。行星架15由从中心向外伸出的三个脚形成“人”字形。在行星架15上围绕公转偏心齿轮18的圆周等分装设有三对行星偏心齿轮，三对行星偏心齿轮分别是第一对行星偏心齿轮19-1和19-2、第二对行星偏心齿轮19-3和19-4、第三对行星偏心齿轮19-5和19-6，三对行星偏心齿轮中心线之间的夹角是120°。第一对行星偏心齿轮19-1和19-2相互啮合，第一对行星偏心齿轮之一19-1又与公转偏心齿轮18啮合；第一对行星偏心齿轮之二19-2位于行星架15周边的第一个脚20的端部，并且第一对行星偏心齿轮之二19-2的芯轴轴端装有第一取秧针21-1。第二对行星偏心齿轮19-3和19-4相互啮合，第二对行星偏心齿轮之一19-3又与公转偏心齿轮18啮合；第二对行星偏心齿轮之二19-4位于行星架15周边的第二个脚22的端部，并且第二对行星偏心齿轮之二19-4的芯轴轴端装有第二取秧针21-2。第三对行星偏心齿轮19-5和19-6相互啮合，第三对行星偏心齿轮之一19-5又与公转偏心齿轮18啮合；第二对行星偏心齿轮之二19-6位于行星架15周边的第三个脚23的端部，并且第二对行星偏心齿轮之二19-6的芯轴轴端装有第三取秧针21-3。

本实施例的高速插秧机送取秧联动机构系统具体工作时，插秧机主轴箱将动力输出给齿轮箱1的输入轴5，输入轴5将动力传给第一输出轴2转动，转动的第一输出轴2一方面通过第一链轮8-1、第二链轮8-2和第三链轮8-3带动三组取秧机构上的取秧针转动，另一方面通过第一偏心齿轮9和第二偏心齿轮10带动第二输出轴3产生周期性变化的非匀速转动，第二输出轴3再通过彼此啮合的三个第一圆齿轮11-1、11-2和11-3和三个第二圆齿轮12-1、12-2和12-3将周期性变化的非匀速转动形成三档传动输出给第三输出轴4，第三输出轴4通过八字槽螺杆13和凸轮轴14使送秧机构的送秧架27产生周期性变化的非匀速摆动。通过预先调试，可以将这种送秧架27的非匀速摆动与转动的取秧针配合，即让送秧架27底部送秧门始端靠近取秧针时，开始降速，当送秧门末端靠近取秧针时，开始加速；也就是说使送秧架27直线运动的速度变化周期正好与每次送秧门相对取秧针从其始端到末端的移动行程对应。当取秧针正好通过送秧架27底端的送秧门时，送秧架27的移动速度变慢，使取秧针与送秧门之间的相对运动速度也变慢；当取秧针离开送秧架27底端的送秧门时，送秧架27的移动速度变快。同时，对于每一个取秧机构来说，其含有的三个取秧针的转动速度也得以降低(相比两个取秧针降速三分之一)。这样，使得取秧针与送秧门之间的相对运动速度进一步降低。

此外，对于工作时的单个取秧机构来说，第一取秧针21-1、第二取秧针21-2和第三取秧针21-3的转动是由公转和不均匀的自转合成，即在行星架15一个公转周期内，第一取秧针21-1、第二取秧针21-2和第三取秧针21-3的运动是由跟随行星架15产生的公转和从公转偏心齿轮18经两次偏心传动形成的自转合成。实际使用中，通过专门设计的公转和自转的转速及偏心齿轮的参数，可以使第一取秧针21-1、第二取秧针21-2和第三取秧针21-3在垂直面内的运动轨迹近似于一腰果形。第一取秧针21-1、第二取秧针21-2和第三取秧针21-3沿该腰果形轨迹的转动与送秧架的水平直线轨迹移动相对配合后，即可进行顺利完成从切取秧块到插秧的连续动作。

综合上述可知本实施例的高速插秧机送取秧联动机构系统具有：一、在取秧针切取秧苗的瞬间，可以同时减慢送秧架27的移动速度和降低取秧针的转速，从而减少取秧针对秧块的挤压、撕扯及对送、取秧机构的冲击，不仅有利于更好地切取秧苗块，而且能够延长机构使用寿命；二、由于送秧架27移动和取秧针转动的降速，可以保持取秧针与送秧门之间的瞬时相对运动位置，从而提高取秧质量和精度；三、充分缩短不取秧的间隔时间，从而保持高速插秧的效率。

申请人应用本实施例的高速插秧机送取秧联动机构系统进行试验，试验结果如表3所示：

表3秧针取苗后秧块尺寸对比试验结果

	用本实施例传动机构后的秧块横向尺寸mm	用原传动机构后的秧块横向尺寸mm
			档位III	10.69	10.5
档位II	13.95	13.72
			档位I	15.42	15.18

经观察，用原传动机构的取秧针切取苗后的秧块形状呈平行四边形，切口毛糙，有撕扯的痕迹，宽度较小；而用本实施例传动机构的秧针取苗后秧块形状规则，切口整齐，尺寸精准。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。比如，1)输入轴与第一输出轴之间除了通过一对锥齿轮形成第一运动副以外，还可以通过链轮与链条或其它联接结构形成第一运动副；2)第一输出轴与取秧机构之间除了通过链轮与链条形成第二运动副以外，还可以通过齿轮系或其它联接结构形成第二运动副；3)八字槽螺杆和凸轮轴也可以用蜗杆和蜗轮或齿条和齿轮代替以形成第三运动副；4)第二输出轴3与第三输出轴4之间也可以只用一对、二对或多对圆齿轮传动，以形成各种档的传动比；5)行星架2也可以有四个或多个脚，行星架2的形状也可以是含四个或多个角的多边形或其它形状，相应行星齿轮及其轴端的取秧针也可以是四个或更多个，这样取秧器的转速可以降低1/2以上；6)行星齿轮也可以沿行星架的圆周不等分布置，相应三对行星齿轮之间的圆心夹角也可以是其它数值；等等。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种高速插秧机送取秧联动机构系统，包括安装于插秧机上的送秧机构、取秧机构和传动机构，所述传动机构含有分别与送秧机构和取秧机构联接的齿轮箱，所述齿轮箱装设有第一输出轴、第二输出轴、第三输出轴和联接插秧机主轴箱输出端的输入轴；所述第一输出轴的中部与输入轴形成第一运动副，其两端与取秧机构形成第二运动副；所述第三输出轴的一端与送秧机构形成第三运动副；其特征在于：所述第一输出轴装有第一偏心齿轮，所述第二输出轴装有与第一偏心齿轮啮合的第二偏心齿轮和第一圆齿轮，所述第三输出轴装有与第一圆齿轮啮合的第二圆齿轮。

2.根据权利要求1所述高速插秧机送取秧联动机构系统，其特征在于：所述取秧机构含有公转轴、装于公转轴上的从动链轮、公转偏心齿轮和装于公转偏心齿轮上的行星架，所述第一输出轴装有通过链条与从动链轮联接的主动链轮；所述行星架上围绕公转偏心齿轮设有至少三对行星偏心齿轮，每对行星偏心齿轮相互啮合；所述每对行星偏心齿轮之一分别与公转偏心齿轮啮合，所述每对行星偏心齿轮之二间隔位于行星架周边且其芯轴轴端装有取秧针。

3.根据权利要求2所述高速插秧机送取秧联动机构系统，其特征在于：所述第一偏心齿轮与第二偏心齿轮的传动比范围是0.836～1.19。

4.根据权利要求3所述高速插秧机送取秧联动机构系统，其特征在于：所述行星偏心齿轮围绕公转偏心齿轮的圆周等分布置。

5.根据权利要求4所述高速插秧机送取秧联动机构系统，其特征在于：所述行星架由从中心向外伸出的三个脚形成“人”字形，所述行星偏心齿轮是三对，所述每对行星偏心齿轮之二分别位于行星架三个脚的端部。

6.根据权利要求5所述高速插秧机送取秧联动机构系统，其特征在于：所述行星偏心齿轮中心线之间的夹角是120°。

7.根据权利要求6所述高速插秧机送取秧联动机构系统，其特征在于：所述第一圆齿轮和第二圆齿轮分别是三个，其彼此啮合成三对并分别形成三档传动比。

8.根据权利要求1-7之任一项所述高速插秧机送取秧联动机构系统，其特征在于：所述输入轴一端与插秧机主轴箱输出端联接，另一端装有第一锥齿轮；所述第一输出轴的中部装有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述第三输出轴的一端装有八字槽螺杆和凸轮轴，所述送秧机构的送秧架与凸轮轴的轴端固接，所述凸轮轴的凸轮端与八字槽螺杆的八字槽啮合。

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