CN104718854A - 非圆齿轮双行星轮系钵苗移栽机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非圆齿轮双行星轮系钵苗移栽机构。现有取苗和栽植一体的钵苗移栽机构只能以直接夹苗的方式取苗，对苗根有损伤；取苗和栽植通过两套机构实现，则整个机构比较复杂。本发明的主动链轮轴和中心轴通过轴承支承在动力驱动箱两端；固接在主动链轮轴上的主动链轮与固接在中心轴上的中心链轮通过链条连接；中心轴的两端对称设有两个主行星轮系，上副行星轮系和下副行星轮系分别设置在主行星轮系的两端；上副行星轮系固定有上栽植臂，下副行星轮系固定有下栽植臂。本发明使用一套机构实现入钵取土式取苗，并且在取秧阶段，秧爪处于平动，可以最大程度地保持钵土的完整性。
Description
技术领域
本发明属于农业机械领域，具体涉及适用于高速、大行距钵苗移栽机的非圆齿轮双行星轮系钵苗移栽机构。
背景技术
目前，钵苗移栽机构大多分为两类：一类是使用一套机构实现取苗和栽植，但是其缺点是取苗过程中的轨迹无法实现深入钵槽中，只能以直接夹苗的方式取苗，对苗根有一定的损伤，并且其推秧段轨迹距离机构回转中心较近，导致整个机构距离地面过近，机构的工作环境更加恶劣；另一类是使用两套机构来实现，一套机构用来实现入钵夹土取苗，而另一套机构实现栽植，整个机构比较复杂。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种非圆齿轮双行星轮系钵苗移栽机构，使用一套机构实现入钵取土式取苗，并且其推秧段轨迹距离机构回转中心较远，使整个机构的工作高度升高，改善机构工作环境。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明包括动力驱动箱、主动链轮轴、主动链轮、链条、中心链轮、中心轴、主行星轮系、上副行星轮系、下副行星轮系、上栽植臂和下栽植臂；所述的主动链轮轴和中心轴通过轴承支承在动力驱动箱两端；固接在主动链轮轴上的主动链轮与固接在中心轴上的中心链轮通过链条连接；所述中心轴的两端对称设有两个主行星轮系，上副行星轮系和下副行星轮系分别设置在主行星轮系的两端；所述的上副行星轮系固定有上栽植臂，下副行星轮系固定有下栽植臂。
所述的主行星轮系包括主齿轮箱、中心非圆齿轮、下中间轴、下第一中间非圆齿轮、下第二中间非圆齿轮、上中间轴、上第一中间非圆齿轮、上第二中间非圆齿轮、下行星轴、上行星轴、下行星非圆齿轮和上行星非圆齿轮；所述的主齿轮箱与中心轴固定；所述的中心非圆齿轮空套在中心轴上，并通过主牙嵌式法兰与动力驱动箱固定；所述的下中间轴和上中间轴对称设置在中心轴两侧，且均与主齿轮箱铰接；上行星轴和下行星轴对称铰接在主齿轮箱两端；上第一中间非圆齿轮和上第二中间非圆齿轮均固定在上中间轴上，下第一中间非圆齿轮和下第二中间非圆齿轮均固定在下中间轴上；所述中心非圆齿轮的两侧分别与下第一中间非圆齿轮和上第一中间非圆齿轮啮合；固定在上行星轴上的上行星非圆齿轮与上第二中间非圆齿轮啮合，固定在下行星轴上的下行星非圆齿轮与下第二中间非圆齿轮啮合。
所述的上副行星轮系包括上副齿轮箱、上中心非圆齿轮、上副中间轴、上副第一中间非圆齿轮、上副第二中间非圆齿轮、上副行星轴和上副行星非圆齿轮；所述的上副齿轮箱与上行星轴伸出主齿轮箱外的一端固定；上中心非圆齿轮空套在上行星轴上，并通过上牙嵌式法兰与主行星轮系的主齿轮箱固定；所述的上副中间轴和上副行星轴均与上副齿轮箱铰接；上副第一中间非圆齿轮和上副第二中间非圆齿轮均固定在上副中间轴上；所述的上副第一中间非圆齿轮与上中心非圆齿轮啮合，上副第二中间非圆齿轮与固定在上副行星轴上的上副行星非圆齿轮啮合；所述的上栽植臂与上副行星轴伸出上副齿轮箱外的一端固定。
所述的下副行星轮系包括下副齿轮箱、下中心非圆齿轮、下副中间轴、下副第一中间非圆齿轮、下副第二中间非圆齿轮、下副行星轴和下副行星非圆齿轮；所述的下副齿轮箱与下行星轴伸出主齿轮箱外的一端固定；所述的下中心非圆齿轮空套在下行星轴上，并通过下牙嵌式法兰与主行星轮系的主齿轮箱固定；所述的下副中间轴和下副行星轴均与下副齿轮箱铰接；下副第一中间非圆齿轮和下副第二中间非圆齿轮均固定在下副中间轴上；所述的下中心非圆齿轮与下副第一中间非圆齿轮啮合，下副第二中间非圆齿轮与固定在下副行星轴上的下副行星非圆齿轮啮合；所述的下栽植臂与下副行星轴伸出下副齿轮箱外的一端固定。
所述的下第一中间非圆齿轮与上第一中间非圆齿轮、下第二中间非圆齿轮与上第二中间非圆齿轮、下行星非圆齿轮与上行星非圆齿轮是齿轮几何参数完全相同的非圆齿轮。
所述的下中心非圆齿轮与上中心非圆齿轮、下副第一中间非圆齿轮与上副第一中间非圆齿轮、下副第二中间非圆齿轮与上副第二中间非圆齿轮、下副行星非圆齿轮与上副行星非圆齿轮是齿轮几何参数完全相同的非圆齿轮。
同一横截面上，可以是中心轴、上中间轴、上行星轴、下中间轴和下行星轴的轴心连线在一条直线上；也可以是中心轴、上中间轴和下中间轴的轴心连线在一条直线上，中心轴、上行星轴和下行星轴的轴心连线在另一条直线上。
同一横截面上，可以是上行星轴、上副中间轴和上副行星轴的轴心连线在一条直线上，下行星轴、下副中间轴和下副行星轴的轴心连线在一条直线上；也可以是上行星轴、上副中间轴和上副行星轴的轴心连线呈三角形排布，下行星轴、下副中间轴和下副行星轴的轴心连线呈三角形排布。
所述的中心非圆齿轮、下第一中间非圆齿轮、上第一中间非圆齿轮、下第二中间非圆齿轮、上第二中间非圆齿轮、下行星非圆齿轮和上行星非圆齿轮均可为一阶椭圆齿轮、一阶变性椭圆齿轮、高阶椭圆齿轮、高阶变性椭圆齿轮、一阶非圆齿轮、高阶非圆齿轮、偏心非圆齿轮或变性非圆齿轮中的一种。
所述的下中心非圆齿轮、上中心非圆齿轮、下副第一中间非圆齿轮、上副第一中间非圆齿轮、下副第二中间非圆齿轮、上副第二中间非圆齿轮、下副行星非圆齿轮和上副行星非圆齿轮均可为一阶椭圆齿轮、一阶变性椭圆齿轮、高阶椭圆齿轮、高阶变性椭圆齿轮、一阶非圆齿轮、高阶非圆齿轮、偏心非圆齿轮或变性非圆齿轮中的一种。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明具有非圆齿轮的非匀速比传动特性，通过调节主行星轮系、上副行星轮系和下副行星轮系的传动比关系特性，以及各行星轴的轴心位置，使得上、下移栽臂的秧爪取苗轨迹和姿态准确，栽植位置准确，从而实现旱地穴槽式栽植。
2、本发明在取秧阶段，秧爪处于平动，取秧开始时上栽植臂的姿态与取秧完成时上栽植臂的姿态之间的夹角为0°，而且，秧爪尖点轨迹基本处在一条直线上，由此可以最大程度地保持钵土的完整性。
3、本发明工作稳定，机械化程度高，在取秧过程中能较好地保持完整的根系，不伤苗，极大地缩短了秧苗的返青周期，增产效果显著，有利于推广应用。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明中主行星轮系的传动原理图；
图3是本发明中下副行星轮系的传动原理图；
图4是本发明中主行星轮系的总传动比曲线图；
图5是本发明中上副行星轮系的总传动比曲线图；
图6是本发明中上副行星轴的轴心及秧爪的运动轨迹图；
图7是图6的I部分放大图；
图8是本发明的工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、2和3所示，非圆齿轮双行星轮系钵苗移栽机构，包括动力驱动箱1、主动链轮轴2、主动链轮3、链条4、中心链轮5、中心轴6、主行星轮系、上副行星轮系、下副行星轮系、上栽植臂37和下栽植臂22；主动链轮轴2和中心轴6通过轴承支承在动力驱动箱1两端；固接在主动链轮轴2上的主动链轮3与固接在中心轴6上的中心链轮5通过链条4连接；中心轴6的两端对称设有两个主行星轮系，上副行星轮系和下副行星轮系分别设置在主行星轮系的两端；上副行星轮系固定有上栽植臂37；下副行星轮系固定有下栽植臂22；上副行星轮系和下副行星轮系的结构完全相同；上栽植臂37和下栽植臂22的结构完全相同。
主行星轮系包括主齿轮箱26、中心非圆齿轮8、下中间轴13、下第一中间非圆齿轮9、下第二中间非圆齿轮12、上中间轴24、上第一中间非圆齿轮23、上第二中间非圆齿轮25、下行星轴14、上行星轴29、下行星非圆齿轮10和上行星非圆齿轮27；主齿轮箱26与中心轴6固定；中心非圆齿轮8空套在中心轴6上，并通过主牙嵌式法兰7与动力驱动箱1固定；下中间轴13和上中间轴24对称设置在中心轴6两侧，且均与主齿轮箱26铰接；上行星轴29和下行星轴14对称铰接在主齿轮箱26两端；上第一中间非圆齿轮23和上第二中间非圆齿轮25均固定在上中间轴24上，下第一中间非圆齿轮9和下第二中间非圆齿轮12均固定在下中间轴13上；中心非圆齿轮8的两侧分别与下第一中间非圆齿轮9和上第一中间非圆齿轮23啮合；固定在上行星轴29上的上行星非圆齿轮27与上第二中间非圆齿轮25啮合，固定在下行星轴14上的下行星非圆齿轮10与下第二中间非圆齿轮12啮合。
上副行星轮系包括上副齿轮箱31、上中心非圆齿轮30、上副中间轴32、上副第一中间非圆齿轮34、上副第二中间非圆齿轮33、上副行星轴36和上副行星非圆齿轮35；上副齿轮箱31与上行星轴29伸出主齿轮箱26外的一端固定；上中心非圆齿轮30空套在上行星轴29上，并通过上牙嵌式法兰28与主行星轮系的主齿轮箱26固定；上副中间轴32和上副行星轴36均与上副齿轮箱31铰接；上副第一中间非圆齿轮34和上副第二中间非圆齿轮33均固定在上副中间轴32上；上副第一中间非圆齿轮34与上中心非圆齿轮30啮合，上副第二中间非圆齿轮33与固定在上副行星轴36上的上副行星非圆齿轮35啮合；上栽植臂37与上副行星轴36伸出上副齿轮箱31外的一端固定。
下副行星轮系包括下副齿轮箱20、下中心非圆齿轮15、下副中间轴17、下副第一中间非圆齿轮16、下副第二中间非圆齿轮18、下副行星轴21和下副行星非圆齿轮19；下副齿轮箱20与下行星轴14伸出主齿轮箱26外的一端固定；下中心非圆齿轮15空套在下行星轴14上，并通过下牙嵌式法兰11与主行星轮系的主齿轮箱26固定；下副中间轴17和下副行星轴21均与下副齿轮箱20铰接；下副第一中间非圆齿轮16和下副第二中间非圆齿轮18均固定在下副中间轴17上；下中心非圆齿轮15与下副第一中间非圆齿轮16啮合，下副第二中间非圆齿轮18与固定在下副行星轴21上的下副行星非圆齿轮19啮合；下栽植臂22与下副行星轴21伸出下副齿轮箱20外的一端固定。
下第一中间非圆齿轮9与上第一中间非圆齿轮23、下第二中间非圆齿轮12与上第二中间非圆齿轮25、下行星非圆齿轮10与上行星非圆齿轮27是齿轮几何参数完全相同的非圆齿轮。
下中心非圆齿轮15与上中心非圆齿轮30、下副第一中间非圆齿轮16与上副第一中间非圆齿轮34、下副第二中间非圆齿轮18与上副第二中间非圆齿轮33、下副行星非圆齿轮19与上副行星非圆齿轮35是齿轮几何参数完全相同的非圆齿轮。
同一横截面上，可以是中心轴6、上中间轴24、上行星轴29、下中间轴13和下行星轴14的轴心连线在一条直线上；也可以是中心轴6、上中间轴24和下中间轴13的轴心连线在一条直线上，中心轴6、上行星轴29和下行星轴14的轴心连线在另一条直线上。
同一横截面上，可以是上行星轴29、上副中间轴32和上副行星轴36的轴心连线在一条直线上，下行星轴14、下副中间轴17和下副行星轴21的轴心连线在一条直线上；也可以是上行星轴29、上副中间轴32和上副行星轴36的轴心连线呈三角形排布，下行星轴14、下副中间轴17和下副行星轴21的轴心连线呈三角形排布。
中心非圆齿轮8、下第一中间非圆齿轮9、上第一中间非圆齿轮23、下第二中间非圆齿轮12、上第二中间非圆齿轮25、下行星非圆齿轮10和上行星非圆齿轮27均可为一阶椭圆齿轮、一阶变性椭圆齿轮、高阶椭圆齿轮、高阶变性椭圆齿轮、一阶非圆齿轮、高阶非圆齿轮、偏心非圆齿轮或变性非圆齿轮中的一种。
下中心非圆齿轮15、上中心非圆齿轮30、下副第一中间非圆齿轮16、上副第一中间非圆齿轮34、下副第二中间非圆齿轮18、上副第二中间非圆齿轮33、下副行星非圆齿轮19和上副行星非圆齿轮35均可为一阶椭圆齿轮、一阶变性椭圆齿轮、高阶椭圆齿轮、高阶变性椭圆齿轮、一阶非圆齿轮、高阶非圆齿轮、偏心非圆齿轮或变性非圆齿轮中的一种。
该非圆齿轮双行星轮系钵苗移栽机构的工作原理：
主动链轮轴2输入动力，并将动力经主动链轮3、链条4和中心链轮5传给中心轴6；中心轴6带动两侧的两个主行星轮系，主行星轮系带动上副行星轮系和下副行星轮系，上副行星轮系带动上栽植臂37，下副行星轮系带动下栽植臂22，从而实现上栽植臂37或下栽植臂22的秧爪尖点在如图8所示的取秧点A处取秧，在推秧点B处推秧。
如图4所示，主行星轮系的总传动比曲线中出现小波峰和大波峰；如图5所示，上副行星轮系或下副行星轮系的总传动比曲线中出现一个波峰。
主齿轮箱26转动一周，上副行星轴36的轴心运动轨迹38、上栽植臂37的秧爪尖点运动轨迹39，以及主齿轮箱26每转动30°时秧爪的位置如图6和7所示；可见，取秧阶段，秧爪处于平动，取秧开始时上栽植臂37的姿态C与取秧完成时上栽植臂37的姿态D之间的夹角为0°，而且，秧爪尖点轨迹基本处在一条直线上，由此可以最大程度地保持钵土的完整性。
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 (7)
1. 非圆齿轮双行星轮系钵苗移栽机构，包括动力驱动箱、主动链轮轴、主动链轮、链条、中心链轮、中心轴、主行星轮系、上副行星轮系、下副行星轮系、上栽植臂和下栽植臂，其特征在于：
所述的主动链轮轴和中心轴通过轴承支承在动力驱动箱两端；固接在主动链轮轴上的主动链轮与固接在中心轴上的中心链轮通过链条连接；所述中心轴的两端对称设有两个主行星轮系，上副行星轮系和下副行星轮系分别设置在主行星轮系的两端；所述的上副行星轮系固定有上栽植臂，下副行星轮系固定有下栽植臂；
所述的主行星轮系包括主齿轮箱、中心非圆齿轮、下中间轴、下第一中间非圆齿轮、下第二中间非圆齿轮、上中间轴、上第一中间非圆齿轮、上第二中间非圆齿轮、下行星轴、上行星轴、下行星非圆齿轮和上行星非圆齿轮；所述的主齿轮箱与中心轴固定；所述的中心非圆齿轮空套在中心轴上，并通过主牙嵌式法兰与动力驱动箱固定；所述的下中间轴和上中间轴对称设置在中心轴两侧，且均与主齿轮箱铰接；上行星轴和下行星轴对称铰接在主齿轮箱两端；上第一中间非圆齿轮和上第二中间非圆齿轮均固定在上中间轴上，下第一中间非圆齿轮和下第二中间非圆齿轮均固定在下中间轴上；所述中心非圆齿轮的两侧分别与下第一中间非圆齿轮和上第一中间非圆齿轮啮合；固定在上行星轴上的上行星非圆齿轮与上第二中间非圆齿轮啮合，固定在下行星轴上的下行星非圆齿轮与下第二中间非圆齿轮啮合；
所述的上副行星轮系包括上副齿轮箱、上中心非圆齿轮、上副中间轴、上副第一中间非圆齿轮、上副第二中间非圆齿轮、上副行星轴和上副行星非圆齿轮；所述的上副齿轮箱与上行星轴伸出主齿轮箱外的一端固定；上中心非圆齿轮空套在上行星轴上，并通过上牙嵌式法兰与主行星轮系的主齿轮箱固定；所述的上副中间轴和上副行星轴均与上副齿轮箱铰接；上副第一中间非圆齿轮和上副第二中间非圆齿轮均固定在上副中间轴上；所述的上副第一中间非圆齿轮与上中心非圆齿轮啮合，上副第二中间非圆齿轮与固定在上副行星轴上的上副行星非圆齿轮啮合；所述的上栽植臂与上副行星轴伸出上副齿轮箱外的一端固定；
所述的下副行星轮系包括下副齿轮箱、下中心非圆齿轮、下副中间轴、下副第一中间非圆齿轮、下副第二中间非圆齿轮、下副行星轴和下副行星非圆齿轮；所述的下副齿轮箱与下行星轴伸出主齿轮箱外的一端固定；所述的下中心非圆齿轮空套在下行星轴上，并通过下牙嵌式法兰与主行星轮系的主齿轮箱固定；所述的下副中间轴和下副行星轴均与下副齿轮箱铰接；下副第一中间非圆齿轮和下副第二中间非圆齿轮均固定在下副中间轴上；所述的下中心非圆齿轮与下副第一中间非圆齿轮啮合，下副第二中间非圆齿轮与固定在下副行星轴上的下副行星非圆齿轮啮合；所述的下栽植臂与下副行星轴伸出下副齿轮箱外的一端固定。
2.根据权利要求1所述的非圆齿轮双行星轮系钵苗移栽机构，其特征在于：所述的下第一中间非圆齿轮与上第一中间非圆齿轮、下第二中间非圆齿轮与上第二中间非圆齿轮、下行星非圆齿轮与上行星非圆齿轮是齿轮几何参数完全相同的非圆齿轮。
3.根据权利要求1所述的非圆齿轮双行星轮系钵苗移栽机构，其特征在于：所述的下中心非圆齿轮与上中心非圆齿轮、下副第一中间非圆齿轮与上副第一中间非圆齿轮、下副第二中间非圆齿轮与上副第二中间非圆齿轮、下副行星非圆齿轮与上副行星非圆齿轮是齿轮几何参数完全相同的非圆齿轮。
4.根据权利要求1所述的非圆齿轮双行星轮系钵苗移栽机构，其特征在于：同一横截面上，可以是中心轴、上中间轴、上行星轴、下中间轴和下行星轴的轴心连线在一条直线上；也可以是中心轴、上中间轴和下中间轴的轴心连线在一条直线上，中心轴、上行星轴和下行星轴的轴心连线在另一条直线上。
5.根据权利要求1所述的非圆齿轮双行星轮系钵苗移栽机构，其特征在于：同一横截面上，可以是上行星轴、上副中间轴和上副行星轴的轴心连线在一条直线上，下行星轴、下副中间轴和下副行星轴的轴心连线在一条直线上；也可以是上行星轴、上副中间轴和上副行星轴的轴心连线呈三角形排布，下行星轴、下副中间轴和下副行星轴的轴心连线呈三角形排布。
6.根据权利要求1所述的非圆齿轮双行星轮系钵苗移栽机构，其特征在于：所述的中心非圆齿轮、下第一中间非圆齿轮、上第一中间非圆齿轮、下第二中间非圆齿轮、上第二中间非圆齿轮、下行星非圆齿轮和上行星非圆齿轮均可为一阶椭圆齿轮、一阶变性椭圆齿轮、高阶椭圆齿轮、高阶变性椭圆齿轮、一阶非圆齿轮、高阶非圆齿轮、偏心非圆齿轮或变性非圆齿轮中的一种。
7.根据权利要求1所述的非圆齿轮双行星轮系钵苗移栽机构，其特征在于：所述的下中心非圆齿轮、上中心非圆齿轮、下副第一中间非圆齿轮、上副第一中间非圆齿轮、下副第二中间非圆齿轮、上副第二中间非圆齿轮、下副行星非圆齿轮和上副行星非圆齿轮均可为一阶椭圆齿轮、一阶变性椭圆齿轮、高阶椭圆齿轮、高阶变性椭圆齿轮、一阶非圆齿轮、高阶非圆齿轮、偏心非圆齿轮或变性非圆齿轮中的一种。
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| 陈建能等: "钵苗移栽机非圆齿轮行星轮系栽植机构参数分析与反求", 《农业工程学报》, vol. 29, no. 8, 30 April 2013 (2013-04-30) * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106576539A (zh) * | 2017-01-25 | 2017-04-26 | 杭州职业技术学院 | 蔬菜钵苗椭圆‑斜齿轮双行星架凸轮组合式移栽机构 |
| CN109220111A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-18 | 浙江理工大学 | 一种大摆幅二阶非圆齿轮行星轮系移栽机构 |
| CN109220111B (zh) * | 2018-09-29 | 2023-07-07 | 浙江理工大学 | 一种大摆幅二阶非圆齿轮行星轮系移栽机构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104718854B (zh) | 2016-12-07 |
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