CN105325098B - 一种地膜升降旋转打孔驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地膜升降旋转打孔驱动装置，属于农业机械技术领域。该装置包括旋转动力源和地膜打孔装置，打孔装置包括间隔分布打孔穿孔的可升降压膜板，穿孔内插装下端具有刃口的可旋转圆管打孔刀具，圆管打孔刀具的上端与传动链条带动的链轮同轴连接，链条与固连在压膜板上的打孔变速箱输出轴传动连接；旋转动力源的动力输出轴通过球铰头与前联动轴的动力输入端铰接，打孔变速箱的动力输入轴与传动轴套通过周向约束的轴向移动副连接，传动轴套通过球铰头与后联动轴的动力输出端铰接，前联动轴与后联动轴的邻接端构成周向约束的轴向移动副。本发明通过打孔变速箱输出驱动的链条带动各圆管打孔刀具上端的链轮，使其在升降过程中持续稳定的旋转。
Description
技术领域
本发明涉及一种西芹种植一体机上的地膜打孔装置，尤其是一种地膜升降旋转打孔驱动装置，属于农业机械技术领域。
背景技术
西芹是冷凉地区的主要蔬菜，其种子小、出苗弱，因此播种量和栽培密度大，栽培中的整畦覆膜、播种、收割十分需要机械化。
西芹密集种植通常要求横向和纵向株距均为15cm，每穴播种20～25粒，播深2～3㎜，覆水洗沙盖种，沙厚度为1～1.5㎝，机械作业需要实现打膜孔、播种和盖沙等一系列工序动作。
检索可知，专利号为ZL201420624230.0的中国专利公开了一种自走式打膜孔，播种，盖沙一体机，该机的定量排种器（典型结构可以参见申请号02242259.5以及201020645840.0的中国专利文献）下方安置三角播种沙盒，三角播种沙盒的一侧斜边与播种沙门杆构成移动副；三角播种沙盒的另一侧斜边上部与垂向移动滑块铰接，下部与曲柄外端铰接，顶部延伸出排沙开关顶头；尖端朝下延伸出刀片，并铰装播种沙门，叉柄外端的叉口与播种沙门杆的下端构成移动副；定量排种器的一侧安置沙箱，沙箱底部具有一组排沙管，排沙管上装有排沙开关，开关臂位于排沙开关顶头的上方。该专利比原有技术有较大突破，可以自动完成打膜孔、播种、盖沙等一系列操作，显著提高工效。
然而，在实际推广应用中，申请人发现该一体机尚存在以下瓶颈问题：不仅冲切式打出的孔深难以控制，而且打孔时地膜易被撕扯变形，难以保证每个孔位均形成穿透地膜的规则孔，因而影响覆膜平整度及后续的播种质量。
发明内容
为了解决上述技术问题，申请人创新出一种连续完成旋耕起垄、覆膜、打孔、排种、覆土等一系列作业的西芹种植一体机。其中的打孔装置包括升降驱动装置驱动的可升降压膜板，压膜板的下表面附着海绵垫，压膜板垂直于挂接架前行方向间隔分布打孔穿孔 ，穿孔内插装下端具有刃口的可旋转圆管打孔刀具，圆管打孔刀具的上端与传动链条带动的链轮同轴连接，链条与固连在压膜板上的打孔变速箱输出轴传动连接。由于打孔可以在升降装置的带动下快速下降，压膜板下压铺好的塑料薄膜后，因海绵垫的弹性变形而继续下降，其中的圆管打孔刀具在链条链轮机构带动下持续旋转，同时随压膜板下降，从而先在被压稳的薄膜上划出圆孔，再深入田垄以预定深度钻松孔内的土壤，因此可以将地表上的薄膜完全固定，在薄膜上切出规则的圆孔，完全避免薄膜变形，并且圆管打孔刀具伸出压膜板的长度预定，因此进入土壤的钻孔深度完全一致。然而，实现该创新技术方案必须解决的难题之一是，如何以简单易行的传动机构实现一组圆管打孔刀具在升降的同时还自如自转。
本发明的目的在于：提出一种结构简捷、可以实现一组圆管打孔刀具在升降的同时自如自转的地膜升降旋转打孔驱动装置，从而为西芹种植一体机的创新设计奠定基础。
为了达到以上目的，本发明的地膜升降旋转打孔驱动装置基本技术方案为：包括安装在机架上的旋转动力源和地膜打孔装置，所述打孔装置包括与机架构成垂向移动副的可升降压膜板，所述压膜板垂直于前行方向间隔分布打孔穿孔，所述穿孔内插装下端具有刃口的可旋转圆管打孔刀具，所述圆管打孔刀具的上端与传动链条带动的链轮同轴连接，所述链条与固连在压膜板上的打孔变速箱输出轴传动连接；所述旋转动力源的动力输出轴通过球铰头与前联动轴的动力输入端铰接，所述打孔变速箱的动力输入轴与传动轴套通过周向约束的轴向移动副连接，所述传动轴套通过球铰头与后联动轴的动力输出端铰接，所述前联动轴与后联动轴的邻接端构成周向约束的轴向移动副。
采用本发明的装置后，由于圆管打孔刀具上端链轮的驱动链条与固连在压膜板上的打孔变速箱输出轴传动连接，因此无论圆管打孔刀具的数量多少，其旋转运动都可通过同一链传动实现，传动十分简捷；而对于圆管打孔刀具的升降运动而言，无论打孔变速箱如何随压膜板升降运动中，由含有两处球铰头和两处周向约束的轴向移动副构成的升降旋转打孔驱动机构始终可以保持静态动力源向动态执行部件旋转动力的顺畅传递，从而通过打孔变速箱输出驱动的链条带动各圆管打孔刀具上端的链轮，使其在升降过程中持续稳定的旋转。
进一步，所述压膜板间隔分布八个打孔穿孔，各穿孔内插装下端具有刃口的可旋转圆管打孔刀具，所述链条绕过位于两端的圆管打孔刀具上端链轮之后，分别从两端与邻近的两相邻圆管打孔刀具上端链轮内侧啮合，再与中部的两相邻圆管打孔刀具上端链轮外侧啮合，形成迂回啮合结构。
进一步，所述圆管打孔刀具装有上端固定于挂接架上的顶土杆，所述顶土杆的下端固定顶土板。
进一步，所述压膜板与作为升降驱动装置的升降气缸的活塞杆下端连接，所述升降气缸的缸体安置在机架上。
进一步，所述压膜板的下表面附着海绵垫。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为采用本发明的西芹种植一体机整机结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1的立体结构示意图。
图4为本发明一个实施例的打孔装置立体结构示意图（略去垫）。
图5为图4的正投影仰视图。
图6为图4的正投影侧视图。
图7为图4的剖视正投影放大图。
图8为本发明一个实施例的地膜升降旋转打孔驱动机构放大结构示意图，与图4组成地膜升降旋转打孔驱动装置。
具体实施方式
实施例一
采用本实施例地膜升降旋转打孔驱动装置的西芹种植一体机如图1至4所示，可以完成旋耕起垄、覆膜、打孔、排种、覆土等一系列作业，挂接架A（即机架）由前至后装有压实轮9、主要由旋耕刀构成的旋耕起垄装置1、主要由安置塑料薄膜卷的卷轴构成的覆膜装置19、地轮2、打孔装置3、排种装置5、以及主要由沙箱7和一组导沙通道6构成的覆土装置，其中1、19、5及覆土装置与现有技术基本相同，不另赘述。
前后各装置间的传动参见图2，图中10是一级变速箱10，11是一级输出轴，12是一级链传动，13是二级变速箱，14是二级链传动，15是覆膜传动轴，16是可伸缩万向节传动，17是传动轴，18是减速链轮。
打孔装置3的具体结构如图4至7所示，作为升降驱动装置的一对升降气缸3-8的缸体安置在挂接架上，该气缸的活塞杆下端与可升降的压膜板3-2连接，压膜板3-2的下表面附着海绵垫3-1。压膜板3-2垂直于挂接架A前行方向间隔分布八个打孔穿孔，各穿孔内插装下端具有刃口的可旋转圆管打孔刀具3-3，圆管打孔刀具3-3的上端与传动链条带动的链轮3-6同轴连接，通过轴承3-7支撑在固定于压膜板3-2上的链轮套筒3-5中。圆管打孔刀具3-3内装有上端固定于挂接架上的顶土杆3-4，该顶土杆3-4的下端固定顶土板。与现有技术相比，介于压膜板和薄膜间的海绵垫避免了板与膜的硬接触，显著减少了薄膜的挤压变形，并将地表上的薄膜完全固定，由于圆管打孔刀具在被压持的薄膜上边旋边降，因此可以在薄膜上切出规则的圆孔，完全避免薄膜变形，并且圆管打孔刀具伸出压膜板的长度预定，因此进入土壤的钻孔深度完全一致。当圆管打孔刀具划孔后上升回位时，顶土杆可以阻挡管内带起土壤，进一步保证后续的播种质量。具体而言，当土壤湿度大而打孔深度较深，顶土杆可以避免圆管打孔刀具堵塞，并且圆管打孔刀具提升时，其内孔粘附的土壤可以在顶土杆的相对旋转作用下被打碎覆盖于圆孔。
打孔变速箱3-9固连在压膜板3-2上，其输入轴通过图8所示作为地膜升降旋转打孔驱动机构的可伸缩万向节传动机构与动力源传动连接，该可伸缩万向节传动机构包括与所述输入轴通过内六角孔套合周向约束而轴向可滑动的传动轴套16-1，该传动轴套16-1和源自动力源的动力输入轴16-4分别通过球铰头与后联动轴16-2和前联动轴16-3连接，前联动轴16-3与后联动轴16-2相互插接，构成周向约束的轴向移动副，因此在打孔变速箱随压膜板升降过程中，始终可以保持旋转动力的传递。打孔变速箱3-9的输出轴通过链条带动各圆管打孔刀具上端的链轮，具体的传动结构如图4所示，链条绕过位于两端的圆管打孔刀具上端链轮之后，分别从两端与邻近的两相邻圆管打孔刀具上端链轮内侧啮合，再与中部的两相邻圆管打孔刀具上端链轮外侧啮合，从而形成迂回啮合结构，这样不仅合理增加了与链轮的啮合角，还有利于张紧，从而保证各圆管打孔刀具在升降过程中稳定持续旋转。
打孔装置3的两侧分别装有由前、后支撑在弓形铰支架8-3上的压膜轮8-1和培土轮8-2构成的压膜培土装置8，培土轮8-2与挂接架前行方向形成拨土角。当机器转移或无需压膜培土时，如图1实线所示，可以借助铰支架朝上翻起压膜培土装置；而当作业时，如图1虚线所示，可以翻下铰支架，先借助压膜轮压住薄膜两侧并继而借助培土轮拨土到薄膜两侧，保持其始终被压持。
当本实施例的地膜升降旋转打孔驱动装置随拖拉机在田间行进时，可以连续完成旋耕起垄装置、覆膜、打孔、排种、覆土等一系列作业，效率极高，质量稳定。打孔作业时，打孔装在气缸控制定时升降的同时，还借助可伸缩万向节传动机构保持圆管打孔刀具持续旋转，从而在薄膜上切出规则、深度一致的圆孔，完全避免薄膜变形。由此可见，采用本发明的地膜升降旋转打孔驱动装置后，以简捷的由静至动的传动，实现了一组圆管打孔刀具在升降的同时自如自转，从而使采用该装置的西芹种植一体机具有优异的性能。
Claims (5)
1.一种地膜升降旋转打孔驱动装置，包括安装在机架上的旋转动力源和地膜打孔装置，其特征在于：所述打孔装置包括与机架构成垂向移动副的可升降压膜板，所述压膜板垂直于前行方向间隔分布打孔穿孔 ，所述穿孔内插装下端具有刃口的可旋转圆管打孔刀具，所述圆管打孔刀具的上端与传动链条带动的链轮同轴连接，所述链条与固连在压膜板上的打孔变速箱输出轴传动连接；所述旋转动力源的动力输出轴通过球铰头与前联动轴的动力输入端铰接，所述打孔变速箱的动力输入轴与传动轴套通过周向约束的轴向移动副连接，所述传动轴套通过球铰头与后联动轴的动力输出端铰接，所述前联动轴与后联动轴的邻接端构成周向约束的轴向移动副。
2.根据权利要求1所述的地膜升降旋转打孔驱动装置，其特征在于：所述压膜板间隔分布八个打孔穿孔，各穿孔内插装下端具有刃口的可旋转圆管打孔刀具，所述链条绕过位于两端的圆管打孔刀具上端链轮之后，分别从两端与邻近的两相邻圆管打孔刀具上端链轮内侧啮合，再与中部的两相邻圆管打孔刀具上端链轮外侧啮合，形成迂回啮合结构。
3.根据权利要求1或2所述的地膜升降旋转打孔驱动装置，其特征在于：所述圆管打孔刀具装有上端固定于挂接架上的顶土杆，所述顶土杆的下端固定顶土板。
4.根据权利要求3所述的地膜升降旋转打孔驱动装置，其特征在于：所述压膜板与作为升降驱动装置的升降气缸的活塞杆下端连接，所述升降气缸的缸体安置在机架上。
5.根据权利要求4所述的地膜升降旋转打孔驱动装置，其特征在于：所述压膜板的下表面附着海绵垫。
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