CN102405716B - 一种旱地穴盘苗移栽机旋转摆动式移苗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旱地穴盘苗移栽机移苗装置，其特征在于它包括摆杆凸轮机构、行星齿轮机构、链传动机构、整排苗取苗装置、穴盘、旋转托杯和机架，摆杆空套在主动轴上并由凸轮Ⅰ驱动，摆杆在凸轮Ⅰ驱动下作停歇、90度正转、停歇、90度反转的周期摆动。行星齿轮机构在齿轮Ⅱ的驱动下带动链传动机构，链传动带动凸轮轴Ⅱ作整周转动。在摆杆滑套内安装有两根竖直滑杆，两竖直滑杆联接在取苗支架上，整排取苗装置通过两竖直滑杆可在摆杆滑套内作上下移动，通过凸轮轴Ⅱ上的凸轮Ⅱ与摆杆顶块接触，控制整排取苗装置按下降取苗、停止不动、上升带苗、停止上升，随摆杆90度正转、90度反转的运动规律运动。本装置结构较简单，可有效实现取苗自动化。

Description

一种旱地穴盘苗移栽机旋转摆动式移苗装置

技术领域

 本发明属于一种旱地移栽机械，特别是一种能将穴盘中整排苗同时取出后整排移送到移栽机旋转托杯中的移苗装置，利用该装置可实现旱地穴盘苗移栽机整排取苗和放苗动作。

背景技术

取苗和移苗装置是旱地移栽机的重要组成部份，是区分全自动移栽机和半自动移栽机的关键部件。现有的旱地移栽机械中，半自动移栽机结构简单，技术也比较成熟，因而应用较广，但半自动移栽机需要人工将穴盘苗取出并投放到栽植器中，由于人工喂苗作业频率高、劳动强度大，容易产生漏苗，从而影响移栽机作业质量。目前，全自动旱地移栽机普遍采用复杂的机械结构，由单个机械手从穴盘中取苗，再由移苗机构将取苗爪所取钵苗移送到植苗器上方进行投苗，如日本洋马公司制造的PA1A型全自动移栽机、日本久保田公司制造的SKP-100T全自动移栽机。为了满足机械手对穴取苗要求，穴盘需作间隙横向移位和纵向进给的双向运动，因而使移栽机系统结构复杂，运动精度要求高，工作效率得不到提高。

旱地全自动移栽机如果能实现穴盘苗整排取苗移苗，则穴盘只需作单向进给运动，从而简化移栽机移箱系统结构，同时可大大提高移栽机工作效率。目前，一种带有旋转托杯式的半自动移栽机已得到普遍应用，如井观PVHR2型旱地移栽机，其工作原理是在移栽机栽植器上方设置一圈旋转托杯，由人工将钵苗喂入托杯中，托杯旋转到某特定位置，托杯底板打开将钵苗依次喂入2个或2个以上栽植器中，这种移栽机栽植效率较高，缺点是需要人工喂苗。如果在旋转托杯式半自动移栽机上增加一套自动取苗放苗装置，将穴盘苗整排取出后依次喂入旋转托杯中，便可实现全自动移栽作业，有效的节省人力物力，同时提高生产效率。

发明内容

本发明的目的是结合现有旋转托杯式半自动移栽机，提供一种结构相对简单，较为容易控制的旋转摆动式整排苗移苗装置，能实现穴盘苗自动移栽作业。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：包括摆杆凸轮机构、行星齿轮机构、链传动机构、整排取苗装置、穴盘、旋转托杯、支架，其特征是：

所述摆杆凸轮机构由凸轮Ⅰ、摆杆组成，凸轮Ⅰ安装在凸轮轴Ⅰ上，摆杆一头空套在主动轴上，并由主动轴轴肩支撑，另一端通过滑轮支撑在支架上的弧形导轨上，凸轮Ⅰ和凸轮轴Ⅰ由齿轮Ⅰ驱动，摆杆由凸轮Ⅰ驱动；

所述行星齿轮机构包括齿轮Ⅱ、双联行星齿轮、锥齿轮，齿轮Ⅱ安装在主动轴上端，双联行星齿轮为一个圆柱齿轮与一个锥形齿轮同轴组成，双联行星齿轮由摆杆竖直支架上的轴承支撑并与摆杆竖直支架组成转动副连接，竖直支架与摆杆竖直固定连接，锥齿轮空套在摆杆绕摆杆中心作转动，双联行星齿轮一端的圆柱齿轮与齿轮Ⅱ啮合，另一端锥形齿轮与摆杆上的锥齿轮啮合；当摆杆来回摆动时，齿轮Ⅱ、双联行星齿轮、锥齿轮和摆杆组成一周转轮系，摆杆为行星架；当摆杆停歇不动时，齿轮Ⅱ、双联行星齿轮、锥齿轮组成一定轴轮系，摆杆为轮系支架。

所述整排取苗装置包括竖直滑杆、取苗器支架、凸轮轴Ⅱ、凸轮Ⅱ、取苗并列凸轮和并列取苗机构。取苗器支架两侧安装两竖直滑杆，两竖直滑杆与两摆杆滑套分别连接，摆杆滑套套在摆杆上，两竖直滑杆上部由压缩弹簧通过摆杆滑套支撑；两摆杆顶块与摆杆竖直固定连接，凸轮Ⅱ安装在凸轮轴Ⅱ的两侧，凸轮Ⅱ与两摆杆顶块接触组成凸轮机构，控制整排取苗装置上下升降运动；取苗并列凸轮安装在凸轮轴Ⅱ中间，控制取苗爪的开合运动，凸轮轴Ⅱ的一端安装有链轮Ⅱ，链轮Ⅱ驱动凸轮轴Ⅱ（27）作旋转运动。

所述链传动机构由链轮Ⅰ、链条、链轮Ⅱ、张紧轮和张紧轮摆杆组成，链轮Ⅰ与锥齿轮一起空套在摆杆上，链轮Ⅱ安装在凸轮轴Ⅱ头部，链条一侧有一张紧轮，张紧轮摆杆的一端联接张紧轮，另一端联接一拉伸弹簧，张紧轮摆杆的中部铰接在摆杆斜支杆上，摆杆斜支杆固定在摆杆上。

所述支架为四角立柱型，立柱之间设有一弧形导轨，摆杆一端安装的滑轮支撑在弧形导轨上。

上述摆杆凸轮机构中，所述摆杆受凸轮Ⅰ驱动，实现在穴盘苗上方停歇、90度正转、在旋转托杯上方停歇、90度反转的周期摆动，摆杆来回摆动一个运动周期刚好等于托杯旋转输送装置移动与并列取苗爪相同个数托杯的时间。

上述机构中，齿轮Ⅰ、齿轮Ⅱ、双联行星齿轮、锥齿轮的模数相同、齿数相等，链轮Ⅰ和链轮Ⅱ的齿数相等、节径相同，凸轮Ⅰ、凸轮Ⅱ和取苗并列凸轮均为盘形凸轮，并且按上述条件设计的摆杆凸轮机构摆动运动规律、整排取苗装置升降运动规律和取苗爪开合运动规律需满足如下表中所述配合关系。

 本发明一种旱地穴盘苗移栽机旋转摆动式移苗装置，整体结构简单紧凑，穴盘单向平动输送容易实现，取苗装置90度来回旋转摆动整排取苗、放苗，工作效率高，占用空间小，可适合全自动移栽机使用推广。

附图说明

图1为本发明主体机构示意图。

图2为本发明装置总体布置示意图。

图3为链传动部分结构示意图。

图4为摆杆组件结构示意图。

图5为整排取苗装置部分示意图。

图6 为凸轮轴Ⅱ组件与取苗机构组件结构示意图。

附图中，1、凸轮轴Ⅰ 2、凸轮Ⅰ 3、齿轮Ⅰ 4、主动轴 5、齿轮Ⅱ  6、双联行星齿轮7、锥齿轮 8、链轮Ⅰ 9、链条 10、张紧轮11、链轮Ⅱ 12、张紧轮摆杆 13、拉伸弹簧 14、摆杆滑套 15、竖直滑杆 16、拉伸弹簧支杆 17、摆杆顶块 18、摆杆19、取苗器支架 20、压缩弹簧21、滑轮 22、弧形导轨 23、支架 24、穴盘 25、托杯；26、托杯旋转输送装置 27、凸轮轴Ⅱ 28、凸轮Ⅱ 29、取苗并列凸轮 30、取苗机构 31、取苗爪 32、摆杆竖直支架 33、摆杆斜支杆

具体实施方案

见图1，旱地穴盘苗移栽机旋转摆动式移苗装置主要由摆杆凸轮机构、行星齿轮机构、链传动机构、整排取苗装置组成。其中，摆杆凸轮机构由凸轮Ⅰ2和摆杆18组成，行星齿轮机构由齿轮Ⅱ5、双联行星齿轮6、锥齿轮7和摆杆18组成，链传动机构由链轮Ⅰ8、链条9、链轮Ⅱ11、张紧轮10、张紧轮摆杆12组成，整排苗取苗装置通过取苗器支架19两侧的竖直滑杆15连接在摆杆18上。

见图1，凸轮轴Ⅰ1上安装有凸轮Ⅰ2和齿轮Ⅰ3，主动轴4上安装有摆杆18和齿轮Ⅱ5，摆杆18空套在主动轴4上，并由主动轴4轴肩支撑，摆杆18上装有双联行星齿轮6、锥齿轮7和链轮Ⅰ8，双联行星齿轮6由摆杆竖直支架32上的轴承支撑并与摆杆竖直支架32组成转动副连接，锥齿轮7和链轮Ⅰ8联接在同一轴上并与摆杆18组成转动副联接 ，其中齿轮Ⅰ3和齿轮Ⅱ5啮合，齿轮Ⅱ5又和双联行星齿轮6上的圆柱啮合，双联行星齿轮6下部锥形齿轮又和锥齿轮7啮合，凸轮Ⅰ2轮廓面和摆杆8侧面保持高副接触，凸轮Ⅰ2驱动摆杆18作来回摆动运动。

见图2，穴盘24水平放置，作横向水平移动，旋转托杯25在托杯旋转输送装置26内作单向旋转运动，在支架23上设有一弧形导轨22，摆杆18一端安装的滑轮21支撑在导轨22上，滑轮21支撑摆杆18作90度来回间隙旋转运动；

见图1、图3，链轮Ⅰ8空套在摆杆18上，链轮Ⅱ11联接在凸轮轴Ⅱ27上，链条9的一侧装有张紧轮10，张紧轮10联接在张紧轮摆杆12的一端，张紧轮摆杆12的另一端联接一拉伸弹簧13，张紧轮摆杆12的中部铰接在摆杆斜支杆33上，拉伸弹簧13一头联接在拉伸弹簧支杆16上，链轮Ⅱ11随整排取苗装置作间隙上下移动，张紧轮摆杆12绕中间铰支点作左右摆动运动。

见图4，摆杆18组件包括1个摆杆竖直支架32和摆杆斜支杆33，2个摆杆滑套14和摆杆顶块17。

见图5和图6，整排取苗装置由竖直滑杆15、取苗器支架19、凸轮轴Ⅱ27、凸轮Ⅱ28、取苗并列凸轮29、取苗机构30组成。其中，取苗器支架19两侧连接两竖直滑杆15，两竖直滑杆15与摆杆滑套14联接，两竖直滑杆15上部由压缩弹簧20支撑；凸轮Ⅱ28安装在凸轮轴Ⅱ27的两侧，并与两摆杆顶块17接触组成凸轮机构，以控制取苗装置上下升降运动；取苗并列凸轮29安装在凸轮轴Ⅱ27中间，与取苗机构30配合，控制取苗爪31的开合运动；凸轮轴Ⅱ27由链轮Ⅱ11驱动作旋转运动。

上述机构中，齿轮Ⅰ3、齿轮Ⅱ5、双联行星齿轮6、锥齿轮7的模数相同、齿数相等，所述链轮Ⅰ8和链轮Ⅱ11的齿数相等、直径相同；凸轮Ⅰ2、凸轮Ⅱ28和取苗并列凸轮29均为盘形凸轮，并且在主动轴4转过一周时间内，所设计的摆杆凸轮机构摆动运动规律、整排取苗装置升降运动规律和取苗爪开合运动规律满足如下表中所述配合关系。

 下面对本发明的工作过程做进一步的说明：

摆杆18首先处于穴盘上方的初始位置，当外部动力驱动主动轴4作匀速旋转运动时，主动轴4上的齿轮Ⅱ5带动齿轮Ⅰ3转动，齿轮Ⅰ3驱动摆杆凸轮机构中的凸轮Ⅰ2转动，主动轴4转1周，凸轮轴Ⅰ1、凸轮轴Ⅱ27也各自完成一周的转动，凸轮Ⅰ2驱动摆杆18完成从初始位置停歇不动、90度正转、停歇不动和90度反转的循环运动。

当摆杆18处于初始位置停止不动时，齿轮Ⅱ5驱动双联行星齿轮6转动，双联行星齿轮6驱动锥齿轮7作定轴转动，与锥齿轮7同轴联接的链轮Ⅰ8带动链轮Ⅱ11转动，链轮Ⅱ11驱动凸轮轴Ⅱ27上的凸轮Ⅱ28和取苗并列凸轮29旋转一定角度，凸轮Ⅱ28通过与摆杆顶块17的接触驱动取苗器支架19作下降、停歇不动、上升运动。当取苗器支架19下降时，取苗并列凸轮29驱动并列取苗机构30上的取苗爪31处于张开状态；当取苗器支架19下降到一定高度停歇不动时，取苗并列凸轮29驱动并列取苗机构30上的取苗爪31合拢完成夹苗动作；当取苗器支架19开始上升时，取苗后的取苗爪31保持合拢状态并随取苗器支架19一起上升到一定高度。

当摆杆18从初始位置正转90度时，齿轮Ⅱ5、双联行星齿轮6、锥齿轮7以及摆杆18组成的差动轮系在齿轮Ⅱ5和摆杆18的驱动下，使锥齿轮7以及链轮Ⅰ8继续转过一定角度，链轮Ⅰ8带动链轮Ⅱ11转动，链轮Ⅱ11驱动凸轮轴Ⅱ27上的凸轮Ⅱ28和取苗并列凸轮29继续转过一定角度，此时取苗器支架19保持高度不变，仅仅随摆杆18作正转，取苗爪31带苗保持合拢状态，并随摆杆18作正转。

当摆杆18正转90度到达托杯25上方时，依靠凸轮Ⅰ2的控制，摆杆18在托杯25上方位置保持停歇状态，此时齿轮Ⅱ5通过双联行星齿轮6、锥齿轮7驱动链轮Ⅰ8继续转过一定角度，链轮Ⅰ8带动链轮Ⅱ11和凸轮轴Ⅱ27转动，此时依靠凸轮轴Ⅱ27上凸轮Ⅱ28的控制，取苗器支架19也保持停歇不动状态，而取苗爪31在取苗并列凸轮29的驱动下张开，取苗爪31所夹带的钵苗被投放到托杯25中。

当摆杆18在托杯25上方停歇一段时间后，摆杆18在凸轮Ⅰ2的驱动下开始作反转90度旋转运动，此时凸轮Ⅱ28和取苗并列凸轮29在行星齿轮机构和链传动机构的驱动下继续作旋转运动，取苗器支架19依靠凸轮Ⅱ28的控制保持高度不变，仅仅随摆杆作反转，取苗爪31依靠取苗并列凸轮29的控制保持张开状态，并随摆杆18作反转。

在摆杆带动取苗装置“取苗——正转——投苗——反转——取苗”循环过程中，托杯始终作匀速转动，取苗爪每次投完一排苗，托杯再次移动与穴盘单排苗数相同的托杯个数，当取苗爪第二次回到托杯上方时，第一个取苗爪正好对准下一批空托杯中的第一个。

本发明涉及的其他未说明部分与现有技术相同，本领域技术人员能显而易见想到的一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种旱地穴盘苗移栽机旋转摆动式移苗装置，其特征是，包括摆杆凸轮机构、行星齿轮机构、链传动机构和整排取苗装置； 

所述摆杆凸轮机构包括凸轮Ⅰ（2）和摆杆（18），凸轮Ⅰ（2）安装在凸轮轴Ⅰ（1）上，摆杆（18）一头空套在主动轴（4）上，并由主动轴（4）轴肩支撑，另一端通过滑轮（21）支撑在支架（23）上的弧形导轨（22）上，凸轮Ⅰ（2）和凸轮轴Ⅰ（1）由齿轮Ⅰ（3）驱动，摆杆（18）由凸轮Ⅰ（2）驱动；所述支架（23）为四角立柱型，立柱之间设有一弧形导轨（22），摆杆（18）一端安装滑轮（21），滑轮（21）支撑在弧形导轨（22）上；

所述行星齿轮机构包括齿轮Ⅱ（5）、双联行星齿轮（6）和锥齿轮（7），齿轮Ⅱ（5）安装在主动轴（4）上端，双联行星齿轮（6）为一个圆柱齿轮与一个锥形齿轮同轴组成，双联行星齿轮（6）由摆杆竖直支架（32）上的轴承支撑并与摆杆竖直支架（32）组成转动副连接，摆杆竖直支架（32）与摆杆（18）竖直固定连接，锥齿轮（7）空套在摆杆（18）上，双联行星齿轮（6）的圆柱齿轮与齿轮Ⅱ（5）啮合，双联行星齿轮（6）的锥形齿轮与锥齿轮（7）啮合，当摆杆（18）来回摆动时，齿轮Ⅱ（5）、双联行星齿轮（6）、锥齿轮（7）和摆杆（18）组成一周转轮系，摆杆（18）为行星架；当摆杆（18）停歇不动时，齿轮Ⅱ（5）、双联行星齿轮（6）、锥齿轮（7）组成一定轴轮系，摆杆（18）为轮系支架；

所述整排取苗装置包括竖直滑杆（15）、取苗器支架（19）、凸轮轴Ⅱ（27）、凸轮Ⅱ（28）、取苗并列凸轮（29）和并列取苗机构（30）；取苗器支架（19）两侧安装两竖直滑杆（15），两竖直滑杆（15）与两摆杆滑套（14）分别连接，摆杆滑套（14）套在摆杆（18）上，两竖直滑杆（15）上部由压缩弹簧（20）通过摆杆滑套（14）支撑；两摆杆顶块（17）与摆杆（18）竖直固定连接，凸轮Ⅱ（28）安装在凸轮轴Ⅱ（27）的两侧，凸轮Ⅱ（28）与两摆杆顶块（17）接触组成凸轮机构，控制整排取苗装置上下升降运动；取苗并列凸轮（29）安装在凸轮轴Ⅱ（27）中间，控制取苗爪（31）的开合运动，凸轮轴Ⅱ（27）的一端安装有链轮Ⅱ（11），链轮Ⅱ（11）驱动凸轮轴Ⅱ（27）作旋转运动；

所述链传动机构包括链轮Ⅰ（8）、链条（9）、链轮Ⅱ（11）、张紧轮（10）和张紧轮摆杆（12），链轮Ⅰ（8）与锥齿轮（7）一起空套在摆杆（18）上，链轮Ⅱ（11）安装在凸轮轴Ⅱ（27）头部，链条（9）一侧有一张紧轮（10），张紧轮摆杆（12）的一端联接张紧轮（10），张紧轮摆杆（12）的另一端联接一拉伸弹簧（16），张紧轮摆杆（12）的中部铰接在摆杆斜支杆（33）上；摆杆斜支杆（33）固定在摆杆（18）上。

2.根据权利要求1所述的一种旱地穴盘苗移栽机旋转摆动式移苗装置，其特征是，齿轮Ⅰ（3）、齿轮Ⅱ（5）、双联行星齿轮（6）、锥齿轮（7）的模数相同、齿数相等，链轮Ⅰ（8）和链轮Ⅱ（11）的齿数相等、节径相同。

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