CN103493634A - 一种空间行星轮系玉米宽窄行斜z字形移栽机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构。现有玉米钵苗移栽植株间通风、透光度能改善。本发明实现的玉米种植为宽窄行种植及斜Z字形种植的组合；第一种移栽机构方案：栽植部件包括下第一中间锥齿轮、下行星轴、下行星锥齿轮、下移栽臂、下第二中间锥齿轮、下中间轴、上中间轴、上第一中间锥齿轮、上第二中间锥齿轮、上行星轴、上行星锥齿轮、上移栽臂、齿轮箱和中心锥齿轮；第二种移栽机构方案：栽植部件包括下行星轴、下行星锥齿轮、下移栽臂、下中间轴、下中间锥齿轮、中心锥齿轮、上中间轴、上中间锥齿轮、上行星轴、上行星锥齿轮、上移栽臂和齿轮箱。本发明可改善植株间通风、透光度。

Description

一种空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，涉及高速玉米宽窄行移栽机的移栽机构，具体涉及一种空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构。

背景技术

中国地少人多，移栽可以充分利用土地资源，大田粮食作物的移栽尤为急需，玉米钵苗移栽是提高玉米产量的重要措施，可提高产量15～20%。除此之外，玉米钵苗移栽可以解决北方春旱年头播种后大面积缺苗问题。但是目前国际市场的移栽机，结构复杂、造价过高、效率低，价格低廉的粮食作物移栽难以承担，因而开发高效、低价的全自动玉米移栽机，成为当务之急。

宽窄行种植是指玉米苗之间列向间距实行一宽一窄的种植方式，这种种植方式利用作物边际优势的增产原理，通过调整玉米苗之间列向间距，改善植株间通风、透光度，减轻病害，从而达到优质高产、节本增效的目的。

宽窄行种植能够改变玉米苗之间列向间距，但是每一列中相邻玉米苗之间距离是相等的，所以植株间通风、透光度还能进一步改善。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构,实现玉米苗宽窄行斜Z字形种植的要求，通过调节中心轴与中间轴及行星轴与中间轴之间的轴交角，以及调节两个齿轮箱安装角，优化相关机构参数，可以设计出满足不同机型、不同宽窄行农艺要求的空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构。这对提高玉米产量具有重大意义。

本发明实现的玉米种植为宽窄行种植及斜Z字形种植的组合。所述的斜Z字形种植为种植后沿着移栽机构前进方向，一颗玉米苗、同行相邻列的玉米苗、同列相邻行的玉米苗及相邻列相邻行的玉米苗之间顺序连线呈斜Z字形。

本发明实现宽窄行种植及斜Z字形种植的第一种移栽机构方案：

本发明包括动力传动部件、牙嵌式法兰和栽植部件；两个栽植部件分别设置在动力传动部件的两侧。

所述的动力传动部件包括中心链轮、中心轴、链条、主动链轮、主动链轮轴和传动箱；中心链轮、中心轴、链条、主动链轮和主动链轮轴整体设置在传动箱内；主动链轮和主动链轮轴设置在传动箱的尾部，主动链轮轴的两端均通过轴承与传动箱连接，主动链轮固定设置在主动链轮轴的中部；中心链轮和中心轴设置在传动箱的头部，中心轴与传动箱之间通过轴承连接，中心轴的两端分别伸出传动箱的两侧壁外，中心链轮固定设置在中心轴的中部；中心链轮与主动链轮之间通过链条连接。

所述的栽植部件包括下第一中间锥齿轮、下行星轴、下行星锥齿轮、下移栽臂、下第二中间锥齿轮、下中间轴、上中间轴、上第一中间锥齿轮、上第二中间锥齿轮、上行星轴、上行星锥齿轮、上移栽臂、齿轮箱和中心锥齿轮。

所述的齿轮箱整体可为Z字形或长条形，齿轮箱内开设有上行星锥齿轮安装腔、中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔和下行星锥齿轮安装腔，上行星锥齿轮安装腔与下行星锥齿轮安装腔关于中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的几何中心对称布置；

若齿轮箱为Z字形，中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔为长条形，上行星锥齿轮安装腔设置在齿轮箱顶部的臂内，底部与中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的顶部相贯通；下行星锥齿轮安装腔设置在齿轮箱底部的臂内，顶部与中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的底部相贯通；

若齿轮箱为长条形，中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的顶部与上行星锥齿轮安装腔的底部贯通，底部与下行星锥齿轮安装腔的顶部贯通。

所述中心轴的两端头部分别固定设置在一个齿轮箱的中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的几何中心处；两个齿轮箱的中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的纵截面之间的夹角为80～100°。

所述的两个中心锥齿轮分别空套在中心轴的两端，每个中心锥齿轮通过一个牙嵌式法兰与传动箱固定连接；下中间轴和上中间轴对称布置在中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的两端，且均通过轴承与齿轮箱连接，下中间轴的中部依次固定设置有下第一中间锥齿轮和下第二中间锥齿轮，上中间轴的中部依次固定设置有上第一中间锥齿轮和上第二中间锥齿轮；下行星轴设置在齿轮箱的下行星锥齿轮安装腔内，并通过轴承与齿轮箱连接；下行星轴的一端伸出齿轮箱的外侧壳体并与下移栽臂固定连接，中部固定设置有下行星锥齿轮；上行星轴设置在齿轮箱的上行星锥齿轮安装腔内，并通过轴承与齿轮箱连接；上行星轴的一端伸出齿轮箱的外侧壳体，并与上移栽臂固定连接，中部固定设置有上行星锥齿轮；中心锥齿轮同时与下第一中间锥齿轮和上第一中间锥齿轮啮合，下第二中间锥齿轮与下行星锥齿轮啮合，上第二中间锥齿轮与上行星锥齿轮啮合。

通过中心锥齿轮与下第一中间锥齿轮的啮合、下第二中间锥齿轮与下行星锥齿轮的啮合或通过中心锥齿轮与上第一中间锥齿轮的啮合、上第二中间锥齿轮与上行星锥齿轮的啮合实现总传动比函数曲线，使得移栽机构形成8字形空间运动轨迹，总传动比函数曲线上有两个波峰。

所述的中心轴与下中间轴的轴线夹角、中心轴与上中间轴的轴线夹角均为2～45°，取值根据宽窄行行距农艺要求调节设计；下中间轴与下行星轴的轴线夹角、上中间轴与上行星轴的轴线夹角均为2～45°，取值根据宽窄行行距农艺要求调节设计。

所述的中心锥齿轮、上第一中间锥齿轮和下第一中间锥齿轮同时为一阶椭圆锥齿轮、一阶变性椭圆锥齿轮、高阶椭圆锥齿轮、高阶变性椭圆锥齿轮、一阶非圆锥齿轮、高阶非圆锥齿轮、偏心锥齿轮、偏心-非圆锥齿轮或变性非圆锥齿轮中的一种；

所述的上第二中间锥齿轮、下第二中间锥齿轮、上行星锥齿轮和下行星锥齿轮同时为一阶椭圆锥齿轮、一阶变性椭圆锥齿轮、高阶椭圆锥齿轮、高阶变性椭圆锥齿轮、一阶非圆锥齿轮、高阶非圆锥齿轮、偏心锥齿轮、偏心-非圆锥齿轮或变性非圆锥齿轮中的一种；

所述的下第一中间锥齿轮和上第一中间锥齿轮为完全相同的锥齿轮，下行星锥齿轮和上行星锥齿轮为完全相同的锥齿轮，下第二中间锥齿轮和上第二中间锥齿轮为完全相同的锥齿轮。

本发明实现宽窄行种植及斜Z字形种植的第二种移栽机构方案：

本发明包括动力传动部件、牙嵌式法兰和栽植部件；两个栽植部件分别设置在动力传动部件的两侧。

所述的动力传动部件包括中心链轮、中心轴、链条、主动链轮、主动链轮轴和传动箱；中心链轮、中心轴、链条、主动链轮和主动链轮轴整体设置在传动箱内；主动链轮和主动链轮轴设置在传动箱的尾部，主动链轮轴的两端均通过轴承与传动箱连接，主动链轮固定设置在主动链轮轴的中部；中心链轮和中心轴设置在传动箱的头部，中心轴与传动箱之间通过轴承连接，中心轴的两端伸出传动箱外，中心链轮固定设置在中心轴的中部；中心链轮与主动链轮之间通过链条连接。

所述的栽植部件包括下行星轴、下行星锥齿轮、下移栽臂、下中间轴、下中间锥齿轮、中心锥齿轮、上中间轴、上中间锥齿轮、上行星轴、上行星锥齿轮、上移栽臂和齿轮箱。

所述的齿轮箱整体可为Z字形或长条形，齿轮箱内开设有上行星锥齿轮安装腔、中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔和下行星锥齿轮安装腔，上行星锥齿轮安装腔与下行星锥齿轮安装腔关于中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的几何中心对称布置；

若齿轮箱为Z字形，中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔为长条形，上行星锥齿轮安装腔设置在齿轮箱顶部的臂内，底部与中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的顶部相贯通；下行星锥齿轮安装腔设置在齿轮箱底部的臂内，顶部与中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的底部相贯通；

若齿轮箱为长条形，中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的顶部与上行星锥齿轮安装腔的底部贯通，底部与下行星锥齿轮安装腔的顶部贯通。

所述中心轴的两端头部分别固定设置在一个齿轮箱的中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的几何中心处；两个齿轮箱的中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的纵截面之间的夹角为80～100°；

所述的两个中心锥齿轮分别空套在中心轴的两端，每个中心锥齿轮通过一个牙嵌式法兰与传动箱固定连接；下中间轴和上中间轴对称布置在中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的两端，且均通过轴承与齿轮箱连接；下中间锥齿轮固定设置在下中间轴上，上中间锥齿轮固定设置在上中间轴上；下行星轴设置在齿轮箱的下行星锥齿轮安装腔内，并通过轴承与齿轮箱连接；下行星轴的一端伸出齿轮箱的外侧壳体并与下移栽臂固定连接，中部固定设置有下行星锥齿轮；上行星轴设置在齿轮箱的上行星锥齿轮安装腔内，并通过轴承与齿轮箱连接；上行星轴的一端伸出齿轮箱的外侧壳体并与上移栽臂固定连接，中部固定设置有上行星锥齿轮；中心锥齿轮同时与下中间锥齿轮和上中间锥齿轮啮合，下中间锥齿轮与下行星锥齿轮啮合，上中间锥齿轮与上行星锥齿轮啮合。

通过中心锥齿轮与下中间锥齿轮的啮合、下中间锥齿轮与下行星锥齿轮的啮合或通过中心锥齿轮与上中间锥齿轮的啮合、上中间锥齿轮与上行星锥齿轮的啮合实现总传动比函数曲线，使得移栽机构形成8字形空间运动轨迹，总传动比函数曲线上有两个波峰。

所述的中心轴与下中间轴的轴线夹角、中心轴与上中间轴的轴线夹角、下中间轴与下行星轴的轴线夹角、上中间轴与上行星轴的轴线夹角均为2～45°，取值根据宽窄行行距农艺要求调节设计。

所述的下中间锥齿轮、下行星锥齿轮、上中间锥齿轮、上行星锥齿轮和中心锥齿轮同时为一阶椭圆锥齿轮、一阶变性椭圆锥齿轮、高阶椭圆锥齿轮、高阶变性椭圆锥齿轮、一阶非圆锥齿轮、高阶非圆锥齿轮、偏心锥齿轮、偏心-非圆锥齿轮或变性非圆锥齿轮中的一种。

所述的下中间锥齿轮和上中间锥齿轮为完全相同的锥齿轮，下行星锥齿轮和上行星锥齿轮为完全相同的锥齿轮。

所述下移栽臂和上移栽臂的结构完全一致，均采用成熟的现有技术，例如申请号为201110164729.9的专利。

本发明具有的有益效果是：

非圆锥齿轮兼具非圆齿轮副的非匀速传动及锥齿轮副的空间传动特性，中心轴与中间轴以及行星轴与中间轴之间的轴交角均不等于90°，根据相应的宽窄行行距农艺要求调节设计，使得移栽臂上的取苗爪在取苗后，其推苗点相对于取苗点在竖直方向上发生偏移，从而使得所移栽玉米苗的列距成宽窄变化，实现宽窄行种植的农艺要求。改变轴交角的大小，该移栽机构可以满足不同的宽窄行农艺要求。同时两级齿轮啮合总传动比函数曲线要求有两个波峰，通过机构参数优化获得8字形种植静轨迹。由于两个齿轮箱的初始安装角度不同，使得两侧移栽臂上的取苗爪移栽过程不同步，实现玉米苗斜Z字形种植。

本发明传动机构工作稳定，机械化程度高，能实现玉米苗之间列向间距实行一宽一窄的种植和相邻两行玉米苗错开种植。这两种种植方式相结合，充分利用作物边际优势的增产原理，通过调整玉米苗之间的行向和列向间距，改善植株间通风、透光度，减轻病害，从而达到优质高产、节本增效的目的。

附图说明

图1为本发明分别安装在移栽机的相邻两个传动箱上时移栽机前进方向形成的8字形空间运动轨迹图；

图2为玉米宽窄行斜Z字形种植形成的玉米苗分布示意图；

图3为本发明第一种移栽机构方案的机构运动简图；

图4为本发明第一种移栽机构方案中两个齿轮箱之间的装配结构示意图；

图5为本发明第一种移栽机构方案中齿轮箱内行星轮系的机构运动简图；

图6为本发明第一种移栽机构方案中齿轮箱内行星轮系的装配结构立体图；

图7为本发明第一种移栽机构方案中移栽臂的取苗爪形成的8字形空间运动轨迹对应的两级齿轮啮合总传动比函数曲线图；

图8为本发明第一种移栽机构方案中移栽臂的取苗爪形成的8字形空间运动轨迹的侧视图；

图9为本发明第一种移栽机构方案的中心轴与下中间轴的装配结构局部立体图；

图10为本发明第一种移栽机构方案的下中间轴与下行星轴的装配结构立体图；

图11为本发明第二种移栽机构方案的的机构运动简图；

图12为本发明第二种移栽机构方案中两个齿轮箱之间的装配结构示意图；

图13为本发明第二种移栽机构方案中齿轮箱内行星轮系的机构运动简图；

图14为本发明第二种移栽机构方案中齿轮箱内行星轮系的装配结构立体图；

图15为本发明第二种移栽机构方案中移栽臂的取苗爪形成的8字形空间运动轨迹对应的两级齿轮啮合总传动比函数曲线图；

图16为本发明第二种移栽机构方案中移栽臂的取苗爪形成的8字形空间运动轨迹的侧视图；

图17为本发明第二种移栽机构方案的中心轴与上中间轴的装配结构立体图；

图18为本发明第二种移栽机构方案的下中间轴与下行星轴的装配结构立体图；

图19为本发明中移栽臂的内部结构剖视图；

图20为本发明中移栽臂的外部结构立体图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，一种空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构实现的玉米种植为宽窄行种植及斜Z字形种植的组合。斜Z字形种植为种植后沿着移栽机构前进方向，即图2的箭头方向，一颗玉米苗q₁、同行相邻列的玉米苗q₂、同列相邻行的玉米苗q₃及相邻列相邻行的玉米苗q₄之间顺序连线呈斜Z字形。

实现宽窄行种植及斜Z字形种植的第一种移栽机构方案：

如图3、图4、图5和图6所示，该空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构包括动力传动部件、牙嵌式法兰3和栽植部件；两个栽植部件分别设置在动力传动部件的两侧。

动力传动部件包括中心链轮1、中心轴2、链条18、主动链轮19、主动链轮轴20和传动箱21；中心链轮1、中心轴2、链条18、主动链轮19和主动链轮轴20整体设置在传动箱21内；主动链轮19和主动链轮轴20设置在传动箱21的尾部，主动链轮轴20的两端均通过轴承与传动箱21连接，主动链轮19固定设置在主动链轮轴的中部；中心链轮1和中心轴2设置在传动箱21的头部，中心轴2与传动箱21之间通过轴承连接，中心轴2的两端分别伸出传动箱的两侧壁外，中心链轮1固定设置在中心轴2的中部；中心链轮1与主动链轮19之间通过链条18连接。

栽植部件包括下第一中间锥齿轮4、下行星轴5、下行星锥齿轮6、下移栽臂7、下第二中间锥齿轮8、下中间轴9、上中间轴10、上第一中间锥齿轮11、上第二中间锥齿轮12、上行星轴13、上行星锥齿轮14、上移栽臂15、齿轮箱16和中心锥齿轮17。

齿轮箱16整体为Z字形，齿轮箱16内开设有上行星锥齿轮安装腔16-1、中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔16-2和下行星锥齿轮安装腔16-3；中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔16-2为长条形，上行星锥齿轮安装腔16-1与下行星锥齿轮安装腔16-3关于中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔16-2的几何中心对称布置；上行星锥齿轮安装腔16-1设置在齿轮箱顶部的臂内，底部与中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔16-2的顶部相贯通；下行星锥齿轮安装腔16-3设置在齿轮箱底部的臂内，顶部与中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔16-2的底部相贯通。

中心轴2的两端头部分别固定设置在一个齿轮箱16的中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔16-2的几何中心处；两个齿轮箱的中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔16-2的纵截面之间的夹角                                               

为90°。

两个中心锥齿轮17分别空套在中心轴的两端，每个中心锥齿轮通过一个牙嵌式法兰3与传动箱21固定连接；下中间轴9和上中间轴10对称布置在中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔16-2的两端，且均通过轴承与齿轮箱连接，下中间轴9的中部依次固定设置有下第一中间锥齿轮4和下第二中间锥齿轮8，上中间轴10的中部依次固定设置有上第一中间锥齿轮11和上第二中间锥齿轮12；下行星轴5设置在齿轮箱的下行星锥齿轮安装腔16-3内，并通过轴承与齿轮箱连接；下行星轴5的一端伸出齿轮箱的外侧壳体并与下移栽臂7固定连接，中部固定设置有下行星锥齿轮6；上行星轴13设置在齿轮箱的上行星锥齿轮安装腔16-1内，并通过轴承与齿轮箱连接；上行星轴13的一端伸出齿轮箱的外侧壳体，并与上移栽臂15固定连接，中部固定设置有上行星锥齿轮14；中心锥齿轮17同时与下第一中间锥齿轮4和上第一中间锥齿轮11啮合，下第二中间锥齿轮8与下行星锥齿轮6啮合，上第二中间锥齿轮12与上行星锥齿轮14啮合。

如图7和图8所示，通过中心锥齿轮17与下第一中间锥齿轮4的啮合、下第二中间锥齿轮8与下行星锥齿轮6的啮合或通过中心锥齿轮17与上第一中间锥齿轮11的啮合、上第二中间锥齿轮12与上行星锥齿轮14的啮合实现总传动比函数曲线32，使得移栽机构形成8字形空间运动轨迹27，总传动比函数曲线32上有两个波峰。

如图9和图10所示，中心轴2与下中间轴9的轴线夹角、中心轴2与上中间轴10的轴线夹角均为，

为9°；下中间轴9与下行星轴5的轴线夹角、上中间轴10与上行星轴13的轴线夹角均为

，

为7°；、

的取值根据宽窄行行距农艺要求调节设计。

如图5和图6所示，下第一中间锥齿轮4、下行星锥齿轮6、下第二中间锥齿轮8、上第一中间锥齿轮11、上第二中间锥齿轮12、上行星锥齿轮14和中心锥齿轮17均为一阶非圆锥齿轮。

实现宽窄行种植及斜Z字形种植的第二种移栽机构方案：

如图11、图12、图13和图14所示，该空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构包括动力传动部件、牙嵌式法兰3和栽植部件；两个栽植部件分别设置在动力传动部件的两侧。

动力传动部件包括中心链轮1、中心轴2、链条18、主动链轮19、主动链轮轴20和传动箱21；中心链轮1、中心轴2、链条18、主动链轮19和主动链轮轴20整体设置在传动箱21内；主动链轮19和主动链轮轴20设置在传动箱21的尾部，主动链轮轴20的两端均通过轴承与传动箱21连接，主动链轮19固定设置在主动链轮轴的中部；中心链轮1和中心轴2设置在传动箱21的头部，中心轴2与传动箱21之间通过轴承连接，中心轴2的两端伸出传动箱21外，中心链轮1固定设置在中心轴2的中部；中心链轮1与主动链轮19之间通过链条18连接。

栽植部件包括下行星轴5、下行星锥齿轮6、下移栽臂7、下中间轴9、下中间锥齿轮26、中心锥齿轮17、上中间轴10、上中间锥齿轮28、上行星轴13、上行星锥齿轮14、上移栽臂15和齿轮箱16。

齿轮箱16整体为Z字形，齿轮箱内开设有上行星锥齿轮安装腔16-1、中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔16-2和下行星锥齿轮安装腔16-3；中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔16-2为长条形，上行星锥齿轮安装腔16-1与下行星锥齿轮安装腔16-3关于中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔16-2的几何中心对称布置；上行星锥齿轮安装腔16-1设置在齿轮箱顶部的臂内，底部与中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔16-2的顶部相贯通；下行星锥齿轮安装腔16-3设置在齿轮箱底部的臂内，顶部与中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的底部相贯通。

中心轴2的两端头部分别固定设置在一个齿轮箱的中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔16-2的几何中心处；两个齿轮箱的中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔16-2的纵截面之间的夹角

为90°。

两个中心锥齿轮17分别空套在中心轴2的两端，每个中心锥齿轮17通过一个牙嵌式法兰3与传动箱21固定连接；下中间轴9和上中间轴10对称布置在中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔16-2的两端，且均通过轴承与齿轮箱16连接；下中间锥齿轮26固定设置在下中间轴9上，上中间锥齿轮28固定设置在上中间轴10上；下行星轴5设置在齿轮箱的下行星锥齿轮安装腔16-3内，并通过轴承与齿轮箱16连接；下行星轴5的一端伸出齿轮箱16的外侧壳体并与下移栽臂7固定连接，中部固定设置有下行星锥齿轮6；上行星轴13设置在齿轮箱的上行星锥齿轮安装腔16-1内，并通过轴承与齿轮箱16连接；上行星轴13的一端伸出齿轮箱16的外侧壳体并与上移栽臂15固定连接，中部固定设置有上行星锥齿轮14；中心锥齿轮17同时与下中间锥齿轮26和上中间锥齿轮28啮合，下中间锥齿轮26与下行星锥齿轮6啮合，上中间锥齿轮28与上行星锥齿轮14啮合。

如图15和图16所示，通过中心锥齿轮17与下中间锥齿轮26的啮合、下中间锥齿轮26与下行星锥齿轮6的啮合或通过中心锥齿轮17与上中间锥齿轮28的啮合、上中间锥齿轮28与上行星锥齿轮14的啮合实现总传动比函数曲线32，使得移栽机构形成8字形空间运动轨迹27，总传动比函数曲线32上有两个波峰。

如图17和图18所示，中心轴2与下中间轴9的轴线夹角、中心轴2与上中间轴10的轴线夹角、下中间轴9与下行星轴5的轴线夹角、上中间轴10与上行星轴13的轴线夹角均为

，

 为9°；

的取值根据宽窄行行距农艺要求调节设计。

如图13和图14所示，下中间锥齿轮26、下行星锥齿轮6、上中间锥齿轮28、上行星锥齿轮14和中心锥齿轮17均为一阶非圆锥齿轮。

如图19和图20所示，下移栽臂7和上移栽臂15的结构完全一致，均采用成熟的现有技术，例如申请号为201110164729.9的专利。

实现宽窄行种植及斜Z字形种植的第一种移栽机构的工作原理是：

移栽机构动力由移栽机的传动箱21内的主动链轮19经链条18传递到中心链轮1上，带动中心轴2转动，中心轴2带动齿轮箱16转动，齿轮箱16内，空套在中心轴2上并与传动箱21固定的中心锥齿轮17与上第一中间锥齿轮11、下第一中间锥齿轮4啮合，上第二中间锥齿轮12、下第二中间锥齿轮8分别与第一中间锥齿轮11、下第一中间锥齿轮4同轴安装，且分别与上行星锥齿轮14、下行星锥齿轮6啮合；当上行星锥齿轮14、下行星锥齿轮6分别随上行星轴13、下行星轴5相对齿轮箱16转动时，上行星轴13、下行星轴5分别带动上移栽臂15、下移栽臂7转动，由于上中间轴10、下中间轴9与中心轴2的轴线交角及上中间轴10、下中间轴9分别与上行星轴13、下行星轴5之间的轴线交角均不等于90°，因此上移栽臂15、下移栽臂7的转动平面与齿轮箱6的转动平面不是平行平面，引起上移栽臂15、下移栽臂7上的取苗爪30在取苗后，其推苗点C、D相对于取苗点A、B在竖直方向上发生偏移。上移栽臂15、下移栽臂7的转动使拨叉23围绕固定在齿轮箱16上的凸轮22摆动，取苗前取苗爪30前段相接触，推苗后取苗爪30前段撑开，拨叉23经过凸轮22的第一个上升段而抬起，将推苗杆24提高至一定位置点，同时压缩弹簧25，取苗爪30前端张口收缩至约15mm；在取苗爪30接近玉米苗29时，拨叉23经过凸轮22的第二个上升段而抬起，将推苗杆24提高至最高点，推苗爪31后端挤压取苗爪30，完成夹取玉米苗29的过程；当取苗爪30到达玉米穴口上方位置时，拨叉23转至凸轮22缺口，弹簧25回位推动推苗杆24向下快速运动，推苗爪31会撑开取苗爪30，同时推苗爪31将玉米苗29推入玉米穴中，从而顺序完成了玉米苗29的取、推动作。两个齿轮箱初始安装角度不同，使两侧的移栽臂移栽动作不同步，从而实现玉米的机械化宽窄行斜Z字形移栽。

实现宽窄行种植及斜Z字形种植的第二种移栽机构的工作原理是：

移栽机构动力由传动箱21内的主动链轮19经链条18传递到中心链轮1上，带动中心轴2转动，中心轴2带动齿轮箱16转动，齿轮箱16内，空套在中心轴2上并与传动箱21固定的中心锥齿轮17与上中间锥齿轮28、下中间锥齿轮26啮合，上中间锥齿轮28、下中间锥齿轮26分别与上行星锥齿轮14、下行星锥齿轮6啮合，当上行星锥齿轮14、下行星锥齿轮6分别随上行星轴13、下行星轴5相对齿轮箱16转动时，上行星轴13、下行星轴5分别带动上移栽臂15、下移栽臂7转动，由于中心轴2与下中间轴9的轴线夹角、中心轴2与上中间轴10的轴线夹角、下中间轴9与下行星轴5的轴线夹角、上中间轴10与上行星轴13的轴线夹角均为9°，因此上移栽臂15、下移栽臂7的转动平面与齿轮箱16的转动平面不是平行平面，引起上移栽臂15、下移栽臂7上的取苗爪30在取苗后，其推苗点C、D相对于取苗点A、B在竖直方向上发生偏移。上移栽臂15、下移栽臂7的转动使拨叉23围绕固定在齿轮箱16上的凸轮22摆动，取苗前取苗爪30前段相接触，推苗后取苗爪30前段撑开，拨叉23经过凸轮22的第一个上升段而抬起，将推苗杆24提高至一定位置点，同时压缩弹簧25，取苗爪30前端张口收缩至约15mm；在取苗爪30接近玉米苗29时，拨叉23经过凸轮22的第二个上升段而抬起，将推苗杆24提高至最高点，推苗爪31后端挤压取苗爪30，完成夹取玉米苗29的过程；当取苗爪30到达玉米穴口上方位置时，拨叉23转至凸轮22缺口，弹簧25回位推动推苗杆24向下快速运动，推苗爪31会撑开取苗爪30，同时推苗爪31将玉米苗29推入玉米穴中，从而顺序完成了玉米苗29的取、推动作。两个齿轮箱初始安装角度不同，使两侧的移栽臂移栽动作不同步，从而实现玉米的机械化宽窄行斜Z字形移栽。

Claims (7)

1. 一种空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构，实现的玉米种植为宽窄行种植及斜Z字形种植的组合，其特征在于：

所述的斜Z字形种植为种植后沿着移栽机构前进方向，一颗玉米苗、同行相邻列的玉米苗、同列相邻行的玉米苗及相邻列相邻行的玉米苗之间顺序连线呈斜Z字形；

实现宽窄行种植及斜Z字形种植的第一种移栽机构方案：

该移栽机构包括动力传动部件、牙嵌式法兰和栽植部件；两个栽植部件分别设置在动力传动部件的两侧；

所述的动力传动部件包括中心链轮、中心轴、链条、主动链轮、主动链轮轴和传动箱；中心链轮、中心轴、链条、主动链轮和主动链轮轴整体设置在传动箱内；主动链轮和主动链轮轴设置在传动箱的尾部，主动链轮轴的两端均通过轴承与传动箱连接，主动链轮固定设置在主动链轮轴的中部；中心链轮和中心轴设置在传动箱的头部，中心轴与传动箱之间通过轴承连接，中心轴的两端分别伸出传动箱的两侧壁外，中心链轮固定设置在中心轴的中部；中心链轮与主动链轮之间通过链条连接；

所述的栽植部件包括下第一中间锥齿轮、下行星轴、下行星锥齿轮、下移栽臂、下第二中间锥齿轮、下中间轴、上中间轴、上第一中间锥齿轮、上第二中间锥齿轮、上行星轴、上行星锥齿轮、上移栽臂、齿轮箱和中心锥齿轮；

所述的齿轮箱内开设有上行星锥齿轮安装腔、中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔和下行星锥齿轮安装腔，上行星锥齿轮安装腔与下行星锥齿轮安装腔关于中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的几何中心对称布置；

所述中心轴的两端头部分别固定设置在一个齿轮箱的中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的几何中心处；两个齿轮箱的中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的纵截面之间的夹角为80～100°；

所述的两个中心锥齿轮分别空套在中心轴的两端，每个中心锥齿轮通过一个牙嵌式法兰与传动箱固定连接；下中间轴和上中间轴对称布置在中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的两端，且均通过轴承与齿轮箱连接，下中间轴的中部依次固定设置有下第一中间锥齿轮和下第二中间锥齿轮，上中间轴的中部依次固定设置有上第一中间锥齿轮和上第二中间锥齿轮；下行星轴设置在齿轮箱的下行星锥齿轮安装腔内，并通过轴承与齿轮箱连接；下行星轴的一端伸出齿轮箱的外侧壳体并与下移栽臂固定连接，中部固定设置有下行星锥齿轮；上行星轴设置在齿轮箱的上行星锥齿轮安装腔内，并通过轴承与齿轮箱连接；上行星轴的一端伸出齿轮箱的外侧壳体，并与上移栽臂固定连接，中部固定设置有上行星锥齿轮；中心锥齿轮同时与下第一中间锥齿轮和上第一中间锥齿轮啮合，下第二中间锥齿轮与下行星锥齿轮啮合，上第二中间锥齿轮与上行星锥齿轮啮合；

通过中心锥齿轮与下第一中间锥齿轮的啮合、下第二中间锥齿轮与下行星锥齿轮的啮合或通过中心锥齿轮与上第一中间锥齿轮的啮合、上第二中间锥齿轮与上行星锥齿轮的啮合实现总传动比函数曲线，使得移栽机构形成8字形空间运动轨迹，总传动比函数曲线上有两个波峰；

所述的中心轴与下中间轴的轴线夹角、中心轴与上中间轴的轴线夹角均为2～45°，取值根据宽窄行行距农艺要求调节设计；下中间轴与下行星轴的轴线夹角、上中间轴与上行星轴的轴线夹角均为2～45°，取值根据宽窄行行距农艺要求调节设计；

实现宽窄行种植及斜Z字形种植的第二种移栽机构方案：

该移栽机构包括动力传动部件、牙嵌式法兰和栽植部件；两个栽植部件分别设置在动力传动部件的两侧；

所述的动力传动部件包括中心链轮、中心轴、链条、主动链轮、主动链轮轴和传动箱；中心链轮、中心轴、链条、主动链轮和主动链轮轴整体设置在传动箱内；主动链轮和主动链轮轴设置在传动箱的尾部，主动链轮轴的两端均通过轴承与传动箱连接，主动链轮固定设置在主动链轮轴的中部；中心链轮和中心轴设置在传动箱的头部，中心轴与传动箱之间通过轴承连接，中心轴的两端伸出传动箱外，中心链轮固定设置在中心轴的中部；中心链轮与主动链轮之间通过链条连接；

所述的栽植部件包括下行星轴、下行星锥齿轮、下移栽臂、下中间轴、下中间锥齿轮、中心锥齿轮、上中间轴、上中间锥齿轮、上行星轴、上行星锥齿轮、上移栽臂和齿轮箱； 

所述的齿轮箱内开设有上行星锥齿轮安装腔、中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔和下行星锥齿轮安装腔，上行星锥齿轮安装腔与下行星锥齿轮安装腔关于中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的几何中心对称布置；

所述中心轴的两端头部分别固定设置在一个齿轮箱的中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的几何中心处；两个齿轮箱的中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的纵截面之间的夹角为80～100°；

所述的两个中心锥齿轮分别空套在中心轴的两端，每个中心锥齿轮通过一个牙嵌式法兰与传动箱固定连接；下中间轴和上中间轴对称布置在中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的两端，且均通过轴承与齿轮箱连接；下中间锥齿轮固定设置在下中间轴上，上中间锥齿轮固定设置在上中间轴上；下行星轴设置在齿轮箱的下行星锥齿轮安装腔内，并通过轴承与齿轮箱连接；下行星轴的一端伸出齿轮箱的外侧壳体并与下移栽臂固定连接，中部固定设置有下行星锥齿轮；上行星轴设置在齿轮箱的上行星锥齿轮安装腔内，并通过轴承与齿轮箱连接；上行星轴的一端伸出齿轮箱的外侧壳体并与上移栽臂固定连接，中部固定设置有上行星锥齿轮；中心锥齿轮同时与下中间锥齿轮和上中间锥齿轮啮合，下中间锥齿轮与下行星锥齿轮啮合，上中间锥齿轮与上行星锥齿轮啮合；

通过中心锥齿轮与下中间锥齿轮的啮合、下中间锥齿轮与下行星锥齿轮的啮合或通过中心锥齿轮与上中间锥齿轮的啮合、上中间锥齿轮与上行星锥齿轮的啮合实现总传动比函数曲线，使得移栽机构形成8字形空间运动轨迹，总传动比函数曲线上有两个波峰；

所述的中心轴与下中间轴的轴线夹角、中心轴与上中间轴的轴线夹角、下中间轴与下行星轴的轴线夹角、上中间轴与上行星轴的轴线夹角均为2～45°，取值根据宽窄行行距农艺要求调节设计。

2.根据权利要求1所述的一种空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构，其特征在于：所述的齿轮箱整体可为Z字形或长条形，若齿轮箱为Z字形，中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔为长条形，上行星锥齿轮安装腔设置在齿轮箱顶部的臂内，底部与中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的顶部相贯通；下行星锥齿轮安装腔设置在齿轮箱底部的臂内，顶部与中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的底部相贯通；若齿轮箱为长条形，中心锥齿轮及中间锥齿轮安装腔的顶部与上行星锥齿轮安装腔的底部贯通，底部与下行星锥齿轮安装腔的顶部贯通。

3.根据权利要求1所述的一种空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构，其特征在于：所述实现宽窄行种植及斜Z字形种植的第一种移栽机构方案的中心锥齿轮、上第一中间锥齿轮和下第一中间锥齿轮同时为一阶椭圆锥齿轮、一阶变性椭圆锥齿轮、高阶椭圆锥齿轮、高阶变性椭圆锥齿轮、一阶非圆锥齿轮、高阶非圆锥齿轮、偏心锥齿轮、偏心-非圆锥齿轮或变性非圆锥齿轮中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构，其特征在于：所述实现宽窄行种植及斜Z字形种植的第一种移栽机构方案的上第二中间锥齿轮、下第二中间锥齿轮、上行星锥齿轮和下行星锥齿轮同时为一阶椭圆锥齿轮、一阶变性椭圆锥齿轮、高阶椭圆锥齿轮、高阶变性椭圆锥齿轮、一阶非圆锥齿轮、高阶非圆锥齿轮、偏心锥齿轮、偏心-非圆锥齿轮或变性非圆锥齿轮中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构，其特征在于：所述实现宽窄行种植及斜Z字形种植的第一种移栽机构方案的下第一中间锥齿轮和上第一中间锥齿轮为完全相同的锥齿轮，下行星锥齿轮和上行星锥齿轮为完全相同的锥齿轮，下第二中间锥齿轮和上第二中间锥齿轮为完全相同的锥齿轮。

6.根据权利要求1所述的一种空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构，其特征在于：所述实现宽窄行种植及斜Z字形种植的第二种移栽机构方案的下中间锥齿轮、下行星锥齿轮、上中间锥齿轮、上行星锥齿轮和中心锥齿轮同时为一阶椭圆锥齿轮、一阶变性椭圆锥齿轮、高阶椭圆锥齿轮、高阶变性椭圆锥齿轮、一阶非圆锥齿轮、高阶非圆锥齿轮、偏心锥齿轮、偏心-非圆锥齿轮或变性非圆锥齿轮中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构，其特征在于：所述实现宽窄行种植及斜Z字形种植的第二种移栽机构方案的下中间锥齿轮和上中间锥齿轮为完全相同的锥齿轮，下行星锥齿轮和上行星锥齿轮为完全相同的锥齿轮。

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