CN104904394B - 一种伸缩臂式植苗机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种伸缩臂式植苗机构，包括伸缩式旋臂支架、链传动装置、植苗装置，该伸缩式旋臂支架能够调节自身长度，在植苗变换不同株距时，保证植苗装置的栽植动轨迹近似为摆线，提高栽植直立度，减少鸭嘴在土内行走路径；该植苗机构采用链传动，较齿轮传动质量轻，成本低；通过特定长度设计的链轮张紧装置，在不需要更换不同类型的传动链条的前提下就可实现旋臂在不同长度下的动力传递。

Description

一种伸缩臂式植苗机构

技术领域

本发明属于农业机械领域，具体是指一种通过链传动的具有伸缩功能的植苗机构。背景技术

背景技术

随着作物移栽机械化要求的日益提高，各种移栽机械已广泛应用，现有移栽机主要分为吊杯式、导苗管式、钳夹式、挠性圆盘式等。

如图1所示，设Vt为机器前进速度，R为旋臂末端至悬臂旋转中心的长度，ω为旋臂旋转的圆周速度，λ为引入的设计参数，数值为λ＝(R*ω)/Vt。当栽植机构动轨迹为摆线(λ＝1)或者余摆线(λ＞1)时，理论上通过控制落苗的位置可以实现竖直落苗，即苗离开栽植器瞬间，其水平速度为零。对于打孔栽植的栽植器通常要求栽植轨迹为摆线，通过控制栽植器的开合度，在栽植过程中避免带苗、挂苗的现象产生；同时相对余摆线栽植轨迹，摆线轨迹在栽植相同株距时，可以减少栽植器在土中行走路径，减少栽植器和土之间的作用力。但在切换不同株距的工况时，Vt和ω相应改变后，若是不改变R参数，难以保证λ近似为1，也就难以保证较好的栽植效果。

国内公开号为CN102498807A的专利公开了一种行星轮悬臂式植苗机构，该植苗机构采用行星轮式传动，虽然传动稳定性较好，但是在处理不同株距插植时，由于采用行星轮传动，悬臂长度(即参数R)难以改变，很难保证鸭嘴行走轨迹为近似摆线，这使得鸭嘴在土中行走路径较长，鸭嘴和土之间的作用力增大，栽植效果不太理想。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种伸缩臂式植苗机构。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种伸缩臂式植苗机构，包括传动装置、植苗装置，所述植苗装置包括凸轮、凸轮推杆、凸轮推杆导向块、植苗器悬臂和鸭嘴式植苗器，该伸缩臂式植苗机构还包括旋臂支架，所述旋臂支架为可伸缩式的支架；该旋臂支架包括伸缩旋臂与固定旋臂，所述固定旋臂包括套接部与延伸部，所述套接部为矩形的空心套管，所述延伸部为所述套接部反面向两端外部延伸的板，所述伸缩旋臂套接在固定旋臂的内部，该伸缩旋臂可在固定旋臂内部滑动，并且所述伸缩旋臂通过定位机构实现定位；所述固定旋臂套接部的中心位置开设有输入轴安装孔，该输入轴安装孔上安装有带键的轴套，所述轴套的一端与套接部正面齐平，另一端凸出于套接部的反面；所述旋臂支架整体通过该轴套固定安装在动力输入轴上，所述动力输入轴带动整个旋臂支架转动；所述伸缩旋臂上插入所述固定旋臂的一端开有半圆形匹配孔，该半圆形匹配孔与所述固定旋臂上的输入轴安装孔相互匹配，所述伸缩旋臂的另一端开有植苗装置安装孔，所述植苗装置安装孔通过轴承安装有旋转轴，所述植苗装置固定安装在该旋转轴上；所述传动装置安装在该旋臂支架上，动力输入轴通过旋臂支架带动植苗装置整体转动，而所述传动装置使植苗装置的植苗器悬臂始终保持水平状态；伸缩式旋臂支架能够根据栽植株距灵活地调节自身长度，从而保证了鸭嘴式植苗器的运动轨迹为摆线。

进一步地，所述固定旋臂的延伸部还设有对位槽孔，所述对位槽孔一直延深至套接部的正反面，则套接部上延深开有对位槽孔的圆弧孔部分，套接部上的圆弧孔部分与输入轴安装孔相互匹配；所述对位槽孔能够避免所述伸缩旋臂往旋臂支架中心收缩滑动时旋转轴与所述固定旋臂发生干涉。

进一步地，所述定位机构设置在所述旋臂支架的伸缩旋臂与固定旋臂上，所述定位机构包括定位螺钉与定位螺孔组；所述定位螺孔组设在所述伸缩悬臂上，并且该定位螺孔组间隔设置于匹配孔与植苗装置安装孔之间；所述螺孔定位组不少于两组，且每组的定位螺孔不少于两个；所述固定旋臂上靠近对位槽孔的位置设有一组定位孔，所述定位孔的位置对应于所述定位螺孔组的位置；所述定位螺钉穿过定位孔与定位螺孔组从而实现所述伸缩旋臂的定位。

进一步地，所述旋臂支架还包括尼龙滑块，所述尼龙滑块包括第一尼龙滑块与第二尼龙滑块，所述第一尼龙滑块固定于套接部正面的内侧，所述第二尼龙滑块固定于套接部反面的内侧；所述尼龙滑块用于减少伸缩旋臂与固定旋臂之间的摩擦力。

进一步地，所述传动装置为链传动装置，该链传动装置包括动链轮、固定链轮，所述固定链轮为双排链轮，该动链轮固定连接在所述旋转轴上，该固定链轮固定在移栽机机架上，所述动力输入轴穿过固定链轮并与固定链轮组成转动副连接；所述动链轮分别通过传动链条与所述固定链轮的内外链轮连接。

所述链传动装置还包括张紧轮装置，所述张紧轮装置固定安装在所述固定旋臂的括套接部的两个侧面，所述张紧轮装置包括张紧轮支架座、张紧轮支架、弹性件与张紧轮，所述张紧轮支架座通过螺钉固定于套接部的两个侧面，所述张紧轮支架的一端转动安装在所述张紧轮支架座上，其另一端安装有张紧轮；所述弹性件安装在张紧轮支架座与张紧轮支架的连接部。

进一步地，所述弹性件为扭转弹簧，通过该扭转弹簧的弹性力使该张紧轮装置保持张开，从而达到保持链条时刻张紧的目的。

本专利的有益效果在于：(1)在变换不同插植株距的情况下，能够方便的调节旋臂支架的自身长度(即改变参数R)，使得鸭嘴栽植的动轨迹近似为摆线(λ＝1)，从而减少鸭嘴在土内行走路径，并且减小鸭嘴和土之间的作用力，保证了良好的栽植效果；(2)所述链轮张紧装置可以实现在参数R变化的同时，在不需要拆装更换链条的条件下，仍能稳定传递转矩；(3)所述伸缩臂式植苗机构采用双排链传动，可以较好地降低植苗机构的整体质量和制造成本。

附图说明

图1为取不同λ值时栽植器鸭嘴的轨迹曲线图。

图2为伸缩臂式植苗机构的结构示意图。

图3为伸缩臂式植苗机构的侧视图。

图4为伸缩臂式植苗机构的伸缩旋臂收缩时的结构示意图。

图5为旋臂支架与张紧装置的结构示意图。

图6为旋臂支架的结构示意图。

图7为伸缩悬臂的结构示意图。

图8为固定旋臂的结构示意图。

图9为尼龙滑块的结构示意图。

图中，1、伸缩旋臂；2、轴承；3、旋转轴；4、动链轮；5、固定链轮；6、传动链条；7、固定旋臂；8、张紧轮装置；8-1、张紧轮支架座；8-2、张紧轮支架；8-3、弹性件；8-4、张紧轮；9、鸭嘴式植苗器；10、凸轮推杆导向块；11、凸轮推杆；12、凸轮；13、植苗器悬臂；14、动力输入轴；15、移栽机机架；16、轴套；17、输入轴安装孔；18、半圆形匹配孔；19、植苗装置安装孔；20、对位槽孔；21、尼龙滑块；21-1、第一尼龙滑块；22、第二尼龙滑块。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图2所示，伸缩臂式植苗机构由伸缩式旋臂支架、链传动装置、植苗装置组成。所述植苗装置包括轮12、凸轮推杆11、凸轮推杆导向块10、植苗器悬臂13和鸭嘴式植苗器9，如图2所示，鸭嘴式植苗器9开合运动由凸轮12、凸轮推杆11组成的盘形凸轮机构控制，凸轮12转动并推动凸轮推杆11沿凸轮推杆导向块10导槽方向移动，凸轮推杆9通过高副连接推动植苗器后额绕固定轴转动，植苗器后额通过高副接触推动植苗器前额绕固定轴反向转动，实现鸭嘴式植苗器的开闭合。

如图6所示，旋臂支架包括伸缩旋臂1与固定旋臂7，所述伸缩旋臂1套接在所述固定旋臂1的内部，并且该伸缩旋臂1可在所述固定旋臂7内部伸缩滑动。如图8所示，所述固定旋臂7包括套接部7-1与延伸部7-2，所述套接部7-1为矩形的空心套管，所述延伸部7-2为所述套接部7-1反面向两端外部延伸的板。所述固定旋臂套接部7-1的中心位置开有输入轴安装孔17，该输入轴安装孔17上安装有带键的轴套16，所述轴套16的一端与套接部7-1正面齐平，另一端凸出于套接部7-1的反面。所述固定旋臂7的延伸部7-2还设有对位槽孔20，所述对位槽孔20一直延深至套接部7-1的正反面，则套接部7-1上延深开有对位槽孔20的圆弧孔部分，套接部7-1上的圆弧孔部分与输入轴安装孔17相互匹配。所述对位槽孔20能够避免所述伸缩旋臂1往旋臂支架中心收缩滑动时旋转轴3与所述固定旋臂7发生干涉，从而延长了伸缩旋臂1在固定旋臂7内滑动的调节距离。

如图7所示，所述伸缩旋臂1上插入所述固定旋臂7的一端开有半圆形匹配孔18，该半圆形匹配孔18与所述固定旋臂上的输入轴安装孔17相互匹配，所述伸缩旋臂1的另一端开有植苗装置安装孔19，该半圆形匹配孔18用于避免伸缩旋臂1往旋臂支架中心收缩滑动时与动力输入轴14发生干涉。

如图3所示，伸缩臂式植苗机构包括旋转轴3、动力输入轴14，所述旋转轴3与动力输入轴14处于同一直线上。所述旋转轴3通过轴承2转动安装在伸缩式旋臂支架的伸缩旋臂1的植苗装置安装孔19上。所述伸缩式旋臂支架整体通过轴套16固定安装在动力输入轴14上，所述动力输入轴14带动整个旋臂支架转动。

如图2、3、4所示，链传动装置包括动链轮4、固定链轮5与传动链6，所述固定链轮5为双排链轮，该动链轮4固定连接在旋转轴3上，该固定链轮一面固定在移栽机机架15上，固定链轮另一面凸台16接触，所述动力输入轴穿过所述固定链轮5并与固定链轮5组成转动副连接。如图1所示，所述动链轮4分别通过传动链条6与所述固定链轮的内外链轮连接。

如图2所示，动力输入轴14带动悬臂支架整体转动，在整体支架的带动下，使动链轮4绕固定链轮5旋转，植苗器悬臂13在链传动装置的带动下一方面绕着输入轴3旋转，同时在动链轮4的带动下以相反的圆周速度旋转，在上述两种旋转运动的共同作用下，使植苗器悬臂上的鸭嘴式植苗器9始终保持垂直于地面的姿势。

如图5所示，张紧轮装置8固定安装在所述固定旋臂7的套接部7-1的两个侧面，所述张紧轮装置8包括张紧轮支架座8-1、张紧轮支架8-2、弹性件8-3与张紧轮8-4，所述张紧轮支架座8-1通过螺钉固定于套接部7-1的两个侧面，所述张紧轮支架8-2的一端转动安装在所述张紧轮支架座8-1上，其另一端安装有张紧轮；所述弹性件8-3安装在张紧轮支架座8-1与张紧轮支架8-2的连接部。

如图6所示，定位机构设置在所述旋臂支架的伸缩旋臂1与固定旋臂7上，所述定位机构包括定位螺钉24与定位螺孔组23。如图7所示，所述定位螺孔组23设在所述伸缩悬臂1上，并且该定位螺孔组23间隔设置于匹配孔18与植苗装置安装孔19之间；所述螺孔定位组不少于两组，且每组的定位螺孔不少于两个。如图8所示，所述固定旋臂7上靠近对位槽孔20的位置设有一组定位孔25，所述定位孔25的位置对应于所述定位螺孔组23的位置；所述定位螺钉24穿过定位孔25与定位螺孔组23从而实现所述伸缩旋臂1的定位。

如图2与图4所示，首先拧开定位螺钉24，然后通过调节伸缩旋臂1与固定旋臂7的相对位置来增加或减少旋臂支架的整体长度，确定旋臂支架的长度后使定位孔25与合适的定位螺孔组23位置相对应，最后旋紧定位螺钉24完成旋臂支架长度的调节。当增加伸缩式悬臂支架的长度时，所述动链轮4与固定链轮5的中心距则随之增大，此时张紧装置8克服弹性件8-3的弹性力而向内收缩从而保持传动链条6的张紧状态。当减小伸缩式悬臂支架的长度时，所述动链轮4与固定链轮5的中心距则随之减小，此时张紧装置8在弹性件8-3的弹性力的作用下向外张开从而保持传动链条6的张紧状态。在伸缩式悬臂支架改变长度条件下，所述链轮张紧装置8能够使传动链条6保持张紧从而实现稳定传递转矩，并且不需要根据悬臂支架的长度拆换合适长度的链条。

如图6与图9所示，尼龙滑块21设于固定旋臂7的内侧，尼龙滑块1包括第一尼龙滑块21-1与第二尼龙滑块21-2，所述第一尼龙滑块21-1固定于固定旋臂套接部7-1正面的内侧，所述第二尼龙滑块21-2固定于固定旋臂套接部7-1反面的内侧。所述尼龙滑块与伸缩旋臂1接触，其用于减少伸缩旋臂1与固定旋臂7之间的摩擦力。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种伸缩臂式植苗机构，包括传动装置、植苗装置，所述植苗装置包括凸轮(12)、凸轮推杆(11)、凸轮推杆导向块(10)、植苗器悬臂(13)和鸭嘴式植苗器(9)，其特征在于，还包括旋臂支架，所述旋臂支架为可伸缩式的支架；该旋臂支架包括伸缩旋臂(1)与固定旋臂(7)，所述固定旋臂(7)包括套接部(7-1)与延伸部(7-2)，所述套接部(7-1)为矩形的空心套管，所述延伸部(7-2)为所述套接部(7-1)反面向两端外部延伸的板，所述伸缩旋臂(1)套接在固定旋臂(7)的内部，该伸缩旋臂(1)可在固定旋臂(7)内部滑动，并且所述伸缩旋臂(1)通过定位机构实现定位；所述固定旋臂套接部(7-1)的中心位置开设有输入轴安装孔(17)，该输入轴安装孔(17)上安装有带键的轴套(16)，所述轴套(16)的一端与套接部(7-1)正面齐平，另一端凸出于套接部(7-1)的反面；所述旋臂支架整体通过该轴套(16)固定安装在动力输入轴(14)上，所述动力输入轴(14)带动整个旋臂支架转动；所述伸缩旋臂(1)上插入所述固定旋臂(7)的一端开有半圆形匹配孔(18)，该半圆形匹配孔(18)与所述固定旋臂(7)上的输入轴安装孔(17)相互匹配，所述伸缩旋臂(1)的另一端开有植苗装置安装孔(19)，所述植苗装置安装孔(19)通过轴承(2)安装有旋转轴(3)，所述植苗装置固定安装在该旋转轴(3)上；所述传动装置安装在该旋臂支架上，动力输入轴(14)通过旋臂支架带动植苗装置整体转动，而所述传动装置使植苗装置的植苗器悬臂(13)始终保持水平状态；伸缩式旋臂支架能够根据栽植株距灵活地调节自身长度，从而保证了鸭嘴式植苗器(9)的运动轨迹为摆线。

2.如权利要求1所述的一种伸缩臂式植苗机构，其特征在于，所述固定旋臂(7)的延伸部(7-2)还设有对位槽孔(20)，所述对位槽孔(20)一直延深至套接部(7-1)的正反面，则套接部(7-1)上延深开有对位槽孔(20)的圆弧孔部分，套接部(7-1)上的圆弧孔部分与输入轴安装孔(17)相互匹配；所述对位槽孔(20)能够避免所述伸缩旋臂(1)往旋臂支架中心收缩滑动时旋转轴(3)与所述固定旋臂(7)发生干涉。

3.如权利要求1所述的一种伸缩臂式植苗机构，其特征在于，所述定位机构设置在所述旋臂支架的伸缩旋臂(1)与固定旋臂(7)上，所述定位机构包括定位螺钉(24)与定位螺孔组(23)；所述定位螺孔组(23)设在所述伸缩旋臂(1)上，并且该定位螺孔组(23)间隔设置于匹配孔(18)与植苗装置安装孔(19)之间；所述定位螺孔组(23)不少于两组，且每组的定位螺孔不少于两个；所述固定旋臂(7)上靠近对位槽孔(20)的位置设有一组定位孔(25)，所述定位孔(25)的位置对应于所述定位螺孔组(23)的位置；所述定位螺钉(24)穿过定位孔(25)与定位螺孔组(23)从而实现所述伸缩旋臂(1)的定位。

4.如权利要求2或3所述的一种伸缩臂式植苗机构，其特征在于，所述旋臂支架还包括尼龙滑块(21)，所述尼龙滑块(21)包括第一尼龙滑块(21-1)与第二尼龙滑块(21-2)，所述第一尼龙滑块(21-1)固定于套接部(7-1)正面的内侧，所述第二尼龙滑块(21-2)固定于套接部(7-1)反面的内侧；所述尼龙滑块用于减少伸缩旋臂(1)与固定旋臂(7)之间的摩擦力。

5.如权利要求1所述的一种伸缩臂式植苗机构，其特征在于，所述传动装置为链传动装置，该链传动装置包括动链轮(4)、固定链轮(5)，所述固定链轮(5)为双排链轮，该动链轮(4)固定连接在所述旋转轴(3)上，该固定链轮固定在移栽机机架(15)上，所述动力输入轴(14)穿过固定链轮(5)并与固定链轮(5)组成转动副连接；所述动链轮(4)分别通过传动链条(6)与所述固定链轮的内外链轮连接。

6.如权利要求5所述的一种伸缩臂式植苗机构，其特征在于，所述链传动装置还包括张紧轮装置(8)，所述张紧轮装置(8)固定安装在所述固定旋臂(7)的括套接部(7-1)的两个侧面，所述张紧轮装置(8)包括张紧轮支架座(8-1)、张紧轮支架(8-2)、弹性件(8-3)与张紧轮(8-4)，所述张紧轮支架座(8-1)通过螺钉固定于套接部(7-1)的两个侧面，所述张紧轮支架(8-2)的一端转动安装在所述张紧轮支架座(8-1)上，其另一端安装有张紧轮(8-4)；所述弹性件(8-3)安装在张紧轮支架座(8-1)与张紧轮支架(8-2)的连接部。

7.如权利要求6所述的一种伸缩臂式植苗机构，其特征在于，所述弹性件(8-3)为扭转弹簧，通过该扭转弹簧的弹性力使该张紧轮装置(8)保持张开，从而达到保持链条时刻张紧的目的。