CN102100141B - 钵苗移栽机行星轮系取苗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钵苗移栽机行星轮系取苗装置。动力由中心轴传给行星架，非圆太阳齿轮与机架固结。非圆中间齿轮和非圆行星齿轮通过中间轴和行星轴支撑在行星架上。伸出臂与行星非圆齿轮固结，姿态控制凸轮与行星架固结，夹苗凸轮与非圆中间齿轮固结。通过非圆齿轮行星系的传动将行星架的匀速转动转变成伸出臂的摇摆绝对运动，姿态控制凸轮控制取苗爪的姿态，保证取苗爪取苗过程中走一段垂直钵盘的直线轨迹，钵苗取出后取苗爪偏转过一定角度使得钵苗直立下落；一个运动周期中夹苗凸轮和回位弹簧控制取苗爪上动爪的运动，实现对钵苗的夹紧和松开。该取苗机构结构紧凑，能满足取苗爪姿态和钵苗夹紧松开的功能要求，符合取苗农艺要求。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械中的移栽机，具体涉及一种钵苗移栽机行星轮系取苗装置。
背景技术
移栽是蔬菜生产过程中的重要环节之一，移栽具有对气候的补偿作用和使作物生育提早的综合效益，可以充分利用光热资源，其经济效益和社会效益均非常可观。长期以来，蔬菜生产一直是一项劳动密集型产业，劳动力成本占蔬菜生产成本的50％以上。目前，约有60％蔬菜是采用育钵苗移栽方式种植的，并且移栽作业仍以人工为主。
目前商业化的钵苗移栽机有半自动和全自动的，所谓半自动移栽机就是人工将钵苗喂入栽植嘴、机械手移栽(将栽植嘴内的钵苗移植入土中)的方式；而全自动是钵苗的喂入和移栽都是机械手完成。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钵苗移栽机行星轮系取苗装置，该机构结构紧凑，能满足取苗装置姿态和夹苗功能要求，符合取苗工艺要求。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
动力由中心轴传给行星架，非圆太阳齿轮与机架固结；在行星架内的非圆中间齿轮固结于中间轴且通过中间轴支撑在行星架上，非圆太阳齿轮与非圆中间齿轮齿轮啮合，非圆行星齿轮固结于行星轴且通过行星轴支撑在行星架上，非圆中间齿轮与非圆行星齿轮齿轮啮合；伸出行星架外的行星轴一端固结姿态控制凸轮，姿态控制凸轮固结于行星架侧面；伸出臂的一端固结于与伸出姿态控制凸轮外的行星轴上，取苗爪的一端与伸出臂的另一端通过销轴铰接，取苗爪另一端通过第一滚珠与姿态控制凸轮构成凸轮副联接；位于行星架外的夹苗凸轮与非圆中间齿轮固结；摆杆的一端套在中心轴上且通过第二滚珠与夹苗凸轮构成凸轮副联接，摆杆的另一端连接安装在软套管内拉线，软套管一端固结于行星架，另一端固结于取苗爪；第一压紧弹两端分别连接行星架和摆杆之间，第二压紧弹簧两端分别连接伸出臂和取苗爪之间；回位弹簧两端分别连接在取苗爪和动爪之间。
所述的行星轮系式取苗装置中的非圆太阳齿轮、非圆中间齿轮和非圆行星齿轮三个非圆齿轮节曲线一致。
本发明具有的有益效果是：
本发明采用非圆齿轮行星系机构，非圆齿轮行星系的传动将行星架的匀速转动转变成伸出臂的摇摆绝对运动，姿态控制凸轮控制取苗爪的姿态，保证取出钵苗过程走一段垂直钵盘的直线，钵苗取出后取苗爪偏转一定角度便于苗直立下落；一个运动周期中夹苗凸轮和回位弹簧控制取苗爪上动爪的运动，实现夹苗和放苗。
采用旋转式的行星轮系传动方式的取苗装置，能够通过建立非圆齿轮传动的运动学数学模型，设计出理想的非圆齿轮节曲线，同时通过姿态控制的尺寸设计满足取苗运动的轨迹和姿态要求，该取苗机构结构紧凑，能满足取苗爪姿态和钵苗夹紧松开的功能要求，符合取苗农艺要求。
附图说明
图1是钵苗移栽机行星轮系取苗装置传动原理图。
图2是钵苗移栽机行星轮系取苗装置传动展开图。
图3是取苗爪拉线结构图。
图4是取苗爪理想运动轨迹。
图中：1、中心轴，2、行星架，3、非圆太阳齿轮，4、非圆中间齿轮，5、中间轴，6、非圆行星齿轮，7、行星轴，8、伸出臂，9、姿态控制凸轮，10、取苗爪，11、第一滚珠，12、销轴，13、夹苗凸轮，14、摆杆，15、拉线，16、软套管，17、第二滚珠，18、第一压紧弹簧，19、第二压紧弹簧，20、回位弹簧，21、动爪
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的作进一步说明。
如图1、图2所示，本发明动力由中心轴1传给行星架2，非圆太阳齿轮3与机架固结，工作时固定不动。在行星架2内的非圆中间齿轮4固结于中间轴5且通过中间轴5支撑在行星架2上，非圆太阳齿轮3与非圆中间齿轮4齿轮啮合，非圆行星齿轮6固结于行星轴7且通过行星轴7支撑在行星架2上，非圆中间齿轮4与非圆行星齿轮6齿轮啮合；伸出行星架2外的行星轴7一端固结姿态控制凸轮9，姿态控制凸轮9固结于行星架2侧面；伸出臂8的一端固结于与伸出姿态控制凸轮9外的行星轴7上，取苗爪10的一端与伸出臂8的另一端通过销轴12铰接，取苗爪10另一端通过第一滚珠11与姿态控制凸轮9构成凸轮副联接；位于行星架2外的夹苗凸轮13与非圆中间齿轮4固结；摆杆14的一端套在中心轴1上且通过第二滚珠17与夹苗凸轮13构成凸轮副联接，摆杆14的另一端连接安装在软套管16内拉线15，软套管16一端固结于行星架2，另一端固结于取苗爪10；第一压紧弹18两端分别连接行星架2和摆杆14之间，第二压紧弹簧19两端分别连接伸出臂8和取苗爪10之间；回位弹簧20两端分别连接在取苗爪10和动爪21之间。
所述的行星轮系式取苗装置中的非圆太阳齿轮3、非圆中间齿轮4和非圆行星齿轮6三个非圆齿轮节曲线一致。
第一压紧弹簧18使得摆杆14压紧在夹苗凸轮13上，夹苗凸轮13随非圆中间齿轮4一起做相对与行星架2的周期性转动，推动摆杆14摆动，拉动拉线15，拉线15和回位弹簧20控制取苗爪上动爪21的运动，实现夹苗和放苗(如图3所示)。
所述的行星轮系式取苗装置中的非圆太阳齿轮3、非圆中间齿轮4和非圆行星齿轮6共3个非圆齿轮节曲线一致。第二压紧弹簧19使得取苗爪10始终压紧在姿态控制凸轮9上，姿态控制凸轮9控制取苗爪的姿态，保证取出钵苗过程走一段垂直钵盘的直线，取出过程中取苗爪10与钵盘始终垂直，钵苗取出后取苗爪10再偏转一定角度便于苗直立下落。非圆齿轮节曲线和姿态控制凸轮9的轮廓线均可由取苗爪理想运动轨迹(如图4所示)反求。
本发明的工作原理如下：
本发明工作时，非圆太阳齿轮3固定不动，行星架2匀速转动，通过非圆太阳齿轮3、非圆中间齿轮4和非圆行星齿轮6的啮合，使得行星轴7相对行星架2反方向的非匀速周期性转动，其绝对运动为周期性的非匀速摆动。由于姿态控制凸轮9固结在行星架2上，伸出臂8固结在与行星轴7，所以姿态控制凸轮9相对伸出臂8做周期性转动。取苗爪10与伸出臂8铰接于销轴12，取苗爪10通过第一滚珠11与姿态控制凸轮9凸轮副联接，所以通过非圆齿轮系传动和姿态控制凸轮9能实现取苗爪轨迹和姿态的工艺要求。
取苗爪10的理想运动轨迹如图4所示，非圆齿轮节曲线、姿态控制凸轮9的轮廓线可由其反求，运动过程中，第二压紧弹簧19使得取苗爪10始终压紧在姿态控制凸轮9上，通过姿态控制凸轮9的轮廓保证取出钵苗过程走一段垂直钵盘的直线，取出过程中取苗爪10与钵盘始终垂直，钵苗取出后取苗爪10再偏转一定角度使得钵苗直立下落，取苗爪10获得理想运动轨迹和姿态。
第一压紧弹簧18使得摆杆14压紧在夹苗凸轮13上，夹苗凸轮13随非圆中间齿轮4一起做相对与行星架2的周期性转动，推动摆杆14摆动，摆杆14拉动拉线15，拉线15和回位弹簧20控制取苗爪上动爪21的运动，实现夹苗和放苗。
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，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种钵苗移栽机行星轮系取苗装置，其特征在于：动力由中心轴(1)传给行星架(2)，非圆太阳齿轮(3)与机架固结；在行星架(2)内的非圆中间齿轮(4)固结于中间轴(5)且通过中间轴(5)支撑在行星架(2)上，非圆太阳齿轮(3)与非圆中间齿轮(4)齿轮啮合，非圆行星齿轮(6)固结于行星轴(7)且通过行星轴(7)支撑在行星架(2)上，非圆中间齿轮(4)与非圆行星齿轮(6)齿轮啮合；伸出行星架(2)外的行星轴(7)一端固结姿态控制凸轮(9)，姿态控制凸轮(9)固结于行星架(2)侧面；伸出臂(8)的一端固结于伸出姿态控制凸轮(9)外的行星轴(7)上，取苗爪(10)的一端与伸出臂(8)的另一端通过销轴(12)铰接，取苗爪(10)另一端通过第一滚珠(11)与姿态控制凸轮(9)构成凸轮副联接；位于行星架(2)外的夹苗凸轮(13)与非圆中间齿轮(4)固结；摆杆(14)的一端套在中心轴(1)上且通过第二滚珠(17)与夹苗凸轮(13)构成凸轮副联接，摆杆(14)的另一端与安装在软套管(16)内的拉线(15)连接，软套管(16)一端固结于行星架(2)，另一端固结于取苗爪(10)；第一压紧弹簧(18)两端分别连接在行星架(2)和摆杆(14)之间，第二压紧弹簧(19)两端分别连接在伸出臂(8)和取苗爪(10)之间；回位弹簧(20)两端分别连接在取苗爪(10)和动爪(21)之间。
2.根据权利要求1所述的一种钵苗移栽机行星轮系取苗装置，其特征在于：所述的行星轮系式取苗装置中的非圆太阳齿轮(3)、非圆中间齿轮(4)和非圆行星齿轮(6)三个非圆齿轮节曲线一致。
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