CN101884266B - 齿轮-双五杆取苗机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿轮-双五杆取苗机构。采用了几何参数相同的一对圆柱齿轮和双五杆机构实现钵苗移栽过程的钵苗夹取。通过设计两套五杆机构初始安装角度差及杆长参数，使得推销达到最大位移处，即取苗爪伸到钵盘的钵体底部时，夹销挤压取苗爪的凸起部分，完成夹苗动作。随着曲柄的继续转动，取苗爪离开钵盘且继续受压，保持钵苗的夹紧状态直到取苗爪上凸起部分脱离夹销为止，才松开钵苗。完成从钵盘夹取钵苗、离开钵盘和放开钵苗的动作。该机构的适应性强，对于不同类型钵苗(钵体大小不同)只需要更换合适的取苗爪。采用机械传动的方式实现取苗、夹苗动作，稳定可靠，具有推广应用前景。

Description

齿轮-双五杆取苗机构

技术领域

本发明涉及钵苗移栽机的取苗机构，具体涉及一种齿轮-双五杆取苗机构。

背景技术

喂苗机构是机械式钵苗移栽机的核心机构，由于喂苗动作即有运动轨迹要求，同时要有夹苗动作，喂苗技术还不成熟，市场上还未见效率较高的移栽机产品。目前有带式喂苗机构，但该机构对投苗速度有限制，也由于各种钵苗物理特性差异，工作可靠性不高；顶出式喂苗装置顶出后钵苗姿态难以保证也影响机构的推广；此外还有人工辅助放苗的方式，此方式劳动强度和成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿轮-双五杆取苗机构，该机构能满足取苗、夹苗和放苗要求，同时该机构结构简单，结构紧凑。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

主动圆柱齿轮通过轴O铰接在机架上，随轴O一起转动，从动圆柱齿轮通过轴O’铰接在机架上，与主动圆柱齿轮啮合。第一曲柄和第二曲柄与主动圆柱齿轮固接且一端铰接在主动圆柱齿轮轴O上，第一曲柄的另一端与第一连杆的一端铰接，第二曲柄的另一端与第二连杆的一端铰接；从动圆柱齿轮安装在轴中心O’上，随轴中心O’一起转动，第三曲柄和第四曲柄与从动圆柱齿轮固接且一端铰接在被动圆柱齿轮中心O’上，第三曲柄的另一端与第三连杆的一端铰接，第四曲柄的另一端与第四连杆的一端铰接；第一连杆的另一端和第三连杆的另一端通过推销相互铰接，第二连杆的另一端和第四连杆的另一端通过夹销相互铰接，取苗爪的一端穿过夹销铰接于推销上，通过齿轮-双五杆机构的传动，实现取苗爪的往复直线运动及夹销在取苗爪上的相对滑动。

所述的第一曲柄和第二曲柄存在的初始安装角度差与第三曲柄和第四曲柄初始安装角度差相同；第一曲柄长度等于第三曲柄，第二曲柄长度等于第四曲柄，第一连杆长度等于第三连杆，第二连杆长度等于第四连杆，主动圆柱齿轮和被动圆柱齿轮几何参数相同。

第一曲柄的长度为50～150mm，第二曲柄比第一曲柄长20～40mm，第一曲柄和第二曲柄初始安装角度差-10°～-80°之间。

主动圆柱齿轮上固接两个曲柄，从动圆柱齿轮上固接了两个杆件，动力源带动主动圆柱齿轮转动，同时主动圆柱齿轮通过齿轮啮合将动力传给从动圆柱齿轮。分别以一个曲柄和一个杆件作为主动件构成双五杆机构。利用杆长及安装角的约束条件，保障推销和夹销中心在同一直线上做往复直线运动，取苗爪与推销铰接、与夹销滑套，可以保证取苗爪按照不变的姿态运动；同时，夹销在取苗爪上滑动，从初始时刻开始，机构运动一个周期中，推销有最大位移位置时夹销和推销之间相对距离比之前各个时刻要大，但也不为整个周期中的最大值。夹销和推销之间这种运动规律保证夹销在取苗爪有最大位移时(到达钵苗底部)与取苗爪上凸起部分接触，挤压取苗爪实现夹紧，由于此刻相对距离还没有到达最大值，夹销与取苗爪凸起部分接触会继续保持，直到夹销与推销之间距离减小到脱离与取苗爪上凸起部分脱离接触为止，松开钵苗。

本发明具有的有益效果是：

本发明取苗机构由圆柱齿轮、连杆组成，传动链短，结构紧凑，制造成本低，经济效益明显。该机构的适应性强，对于不同类型钵苗(钵体大小不同)只需要更换合适的取苗爪。采用机械传动的方式实现取苗、夹苗动作，稳定可靠，具有推广应用前景。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是夹销与取苗爪装配图。

图3是夹销与取苗爪剖视图。

图4是开始夹苗时刻位置示意图(Ψ＝Ψ₁)。

图5是夹紧拔出钵苗过程(Ψ₁＜Ψ＜Ψ₂)。

图6是松开钵苗时刻位置图(Ψ＝Ψ₂)。

图中：1，主动圆柱齿轮；2，从动圆柱齿轮；3；第一曲柄OA；4，第二曲柄OC；5，第三曲柄O’A’；6，第四曲柄O’C’；7，第一连杆AB；8，第三连杆BA’；9，推销；10，第二连杆CD；11，第四连杆DC’；12，夹销；13取苗爪

具体实施方式

下面结合附图对本发明的作进一步说明。

如图1所示，主动圆柱齿轮1通过轴O铰接在机架上，动力W通过轴O传给主动圆柱齿轮1，从动圆柱齿轮2通过轴O’铰接在机架上，与主动圆柱齿轮1啮合。第一曲柄3和第二曲柄4与主动圆柱齿轮1固接且一端铰接在主动圆柱齿轮轴O上，第一曲柄3的另一端与第一连杆7的一端铰接，第二曲柄4的另一端与第二连杆10的一端铰接；从动圆柱齿轮2安装在轴中心O’上，随轴中心O’一起转动，第三曲柄5和第四曲柄6与从动圆柱齿轮固接且一端铰接在被动圆柱齿轮中心O’上，第三曲柄5的另一端与第三连杆8的一端铰接，第四曲柄6的另一端与第四连杆11的一端铰接；第一连杆7的另一端和第三连杆8的另一端通过推销9相互铰接，第二连杆10的另一端和第四连杆11的另一端通过夹销12相互铰接，取苗爪13的一端穿过夹销12铰接于推销9上，通过齿轮-双五杆机构的传动，实现取苗爪13的往复直线运动及夹销12在取苗爪13上的相对滑动。

所述的第一曲柄3和第二曲柄4存在的初始安装角度差与第三曲柄5和第四曲柄6初始安装角度差相同；第一曲柄3长度等于第三曲柄5，第二曲柄4长度等于第四曲柄6，第一连杆7长度等于第三连杆8，第二连杆10长度等于第四连杆11，主动圆柱齿轮1和被动圆柱齿轮2几何参数相同。

第一曲柄3的长度为50～150mm，第二曲柄4比第一曲柄3长20～40mm，第一曲柄3和第二曲柄4初始安装角度差-10°～-80°之间。

取苗机构为齿轮-双五杆机构，包括两个相同圆柱齿轮1和2、五杆机构OABA’O’和OCDC’O’、取苗爪13。取苗爪13与第一连杆AB和第三连杆BA’同时铰接于B点，且在夹销12内滑动，取苗爪13与夹销12的联结关系如图2和图3所示。以第一曲柄OA位于图1中双点划线位置作为零位置(Ψ＝0)。五杆机构第一曲柄OA和第二曲柄OC存在安装角度差δ，第三曲柄O’A’和第四曲柄O’C’安装角度差也为δ。第一曲柄OA长度等于第三曲柄O’A’，第二曲柄OC长度等于第四曲柄O’C’，第一连杆AB长度等于第三连杆BA’，第二连杆CD长度等于第四连杆DC’，第一曲柄OA和第二曲柄OC与主动圆柱齿轮1固接，第三曲柄O’A’和第四曲柄O’C’与从动圆柱齿轮2固接。当主动圆柱齿轮1转动时，带动两套五杆机构运动，由于两个圆柱齿轮参数一样，推销9和夹销12均在机架O和O’的中垂线上作直线往复运动，保证取苗爪13始终处于由于机架O和O’的中垂线上。取苗爪13的位移由推销9的位移决定，当曲柄3运动到与连杆AB夹角为0°时取苗爪13有最大位移(如图4所示)。

由于两套五杆机构安装角度差δ，通过曲柄及杆长设计，使得推销9达到最大位移时刻(Ψ＝Ψ₁)，(即取苗爪13伸到钵盘中钵体底部)夹销12恰好运动到取苗爪13的凸起部分，挤压取苗爪13，完成夹苗动作，如图3所示。随着曲柄3和曲柄4的继续转动，取苗爪13离开钵盘，取出钵苗，但夹销12与推销9之间距离依然可以增大，使得取苗爪13继续受压，保持钵苗的夹紧状态(如图5所示)，直到夹销12与推销9之间距离减小到脱离与取苗爪上凸起部分脱离接触为止，松开钵苗(如图6所示)。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种齿轮一双五杆取苗机构，其特征在于：主动圆柱齿轮(1)通过轴O铰接在机架上，随轴O一起转动，从动圆柱齿轮(2)通过轴O’铰接在机架上，与主动圆柱齿轮(1)啮合，第一曲柄(3)和第二曲柄(4)与主动圆柱齿轮(1)固接且一端铰接在主动圆柱齿轮轴O上，第一曲柄(3)的另一端与第一连杆(7)的一端铰接，第二曲柄(4)的另一端与第二连杆(10)的一端铰接；从动圆柱齿轮(2)安装在轴中心O’上，随轴中心O’一起转动，第三曲柄(5)和第四曲柄(6)与从动圆柱齿轮固接且一端铰接在被动圆柱齿轮中心O’上，第三曲柄(5)的另一端与第三连杆(8)的一端铰接，第四曲柄(6)的另一端与第四连杆(11)的一端铰接；第一连杆(7)的另一端和第三连杆(8)的另一端通过推销(9)相互铰接，第二连杆(10)的另一端和第四连杆(11)的另一端通过夹销(12)相互铰接，取苗爪(13)的一端穿过夹销(12)铰接于推销(9)上，通过齿轮-双五杆机构的传动，实现取苗爪(13)的往复直线运动及夹销(12)在取苗爪(13)上的相对滑动；

所述的第一曲柄(3)和第二曲柄(4)存在的初始安装角度差与第三曲柄(5)和第四曲柄(6)初始安装角度差相同；第一曲柄(3)长度等于第三曲柄(5)，第二曲柄(4)长度等于第四曲柄(6)，第一连杆(7)长度等于第三连杆(8)，第二连杆(10)长度等于第四连杆(11)，主动圆柱齿轮(1)和被动圆柱齿轮(2)几何参数相同。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮-双五杆取苗机构，其特征在于：第一曲柄(3)的长度为50～150mm，第二曲柄(4)比第一曲柄(3)长20～40mm，第一曲柄(3)和第二曲柄(4)初始安装角度差-10°～-80°之间。

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