CN105493700A - 一种五杆成穴式免耕穴播机构 - Google Patents

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王盼
改广伟
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Abstract

一种五杆成穴式免耕穴播机构属于农业机械，包括机架、左支撑部分、右支撑部分、五杆成穴部分、棘轮间歇机构及排种机构，五杆成穴部分包括五杆机构和鸭嘴式成穴机构，五杆机构作为轨迹形成机构，运动中带动鸭嘴式成穴机构，配合棘轮间歇机构和排种机构，可重复完成排种、接种、成穴、落种的免耕播种过程。其优点是结构简单，易于安装维修，可在不动秸秆残茬、不扰动土壤的前提下，直接通过鸭嘴成穴，完成免耕播种，避免了现有免耕播种机在使用剪切、移除两种方式播种时存在的功耗消耗大，环境污染严重，秸秆量大时易造成缠绕堵塞等问题。

Description

一种五杆成穴式免耕穴播机构
技术领域
本发明属于农业机械领域，涉及一种五杆成穴式免耕穴播机构。
背景技术
保护性耕作是改造我国旱地传统耕作制度的有效途径，是改善生态环境、实现可持续发展的重要战略措施，其不仅可以降耗，减少作业成本，还有利于保水保墒，提高土壤肥力和抗旱能力。免耕播种作为保护性耕作的四大内容之一，是实施保护性耕作的关键技术。为此国内外研究学者针对免耕播种技术研发了一系列的免耕播种机，现有的免耕播种机为保证种子的顺利下播，主要采用两种方式，一是采用圆盘切刀切断秸秆(根茬)，切开覆盖层，开出缝隙，使开沟器顺利通过，这种方式明显增加了功耗，且对垂直载荷要求较大，当破茬不完全时，可能从土壤中带出整个残茬，影响播种质量。二是将秸秆层移除，清理出无覆盖层的播种条带，这种方式当秸秆覆盖量大时会发生缠绕堵塞，且会增加功耗，带来环境污染。
发明内容
本发明的目的就是针对上述所存在的问题，提供一种五杆成穴式免耕穴播机构，避免现有免耕播种机在使用剪切、移除两种方式播种时存在的功耗消耗大，环境污染严重，秸秆量大时易造成缠绕堵塞等问题，实现在不动秸秆残茬，不扰动土壤的情况下，完成免耕播种。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种五杆成穴式免耕穴播机构，包括机架、左支撑部分、右支撑部分、五杆成穴部分、棘轮间歇机构及排种机构。机架包括主体台架及通过螺栓固定在主体台架上的小台架、排种器支撑架与棘轮支撑架；五杆成穴部分包括五杆机构和鸭嘴式成穴机构，为避免机构相互干涉，将五杆机构布置成空间机构，分别由左右支撑部分进行支撑与动力传递，左右支撑部分固定在小台架上；五杆机构作为轨迹形成机构，运动中带动鸭嘴式成穴机构，配合棘轮间歇机构和排种机构，重复完成排种、接种、成穴、落种的免耕播种过程。
所述左支撑部分包括左支撑架、左传动轴、轴承、轴承座及左链轮，左支撑架通过螺栓与小台架顶板连接，轴承安装于轴承座内，两个轴承座分别通过螺栓固定在左支撑架两侧，左连接轴通过轴承穿入左支撑架一侧壁轴孔内转动连接，并穿过左链轮从左支撑座另一侧壁轴孔穿出，贯穿轴承，左链轮通过顶丝固定在左连接轴上。
所述右支撑部分包括右支撑架、右传动轴、轴承、轴承座及右链轮，右支撑架通过螺栓与小台架顶板连接，轴承安装于轴承座内，两个轴承座分别通过螺栓固定在右支撑架两侧，右连接轴通过轴承穿入右支撑架一侧壁轴孔内转动连接，并穿过右链轮从右支撑座另一侧壁轴孔穿出，贯穿轴承，右链轮通过顶丝固定在右连接轴上。
所述五杆机构包括两曲柄和两连杆，两曲柄分别由左支撑部分与右支撑部分进行支撑与动力传递；各杆件均采用套筒-内杆嵌套式长度无级调节结构，间隙配合，并靠顶丝进行杆件长度的调节；两曲柄的套筒分别与对应支撑部分的传动轴通过螺栓固定，两曲柄的内杆分别与对应连杆的套筒通过销进行铰接，两连杆的内杆通过销进行铰接；五杆机构两曲柄可在两支撑部分链轮的带动下进行回转运动，进而带动连杆完成五杆机构的整体运转。
所述鸭嘴式成穴机构包括，成穴套筒、鸭嘴、成穴内杆、成穴回位弹簧、成穴连杆以及成穴角度调节装置；成穴套筒为内圆外方的杆件，末端与鸭嘴铰接，二者之间安装有回位弹簧，成穴套筒一侧开有通槽，方便成穴内杆凸起块进入；成穴内杆插在成穴套筒内，其顶端焊有接种杯，成穴内杆与成穴套筒之间装有成穴回位弹簧，末端焊有与鸭嘴外形轮廓相同的凸台，方便成穴内杆下行推开鸭嘴进行落种，侧壁焊有凸起块，用于同行程轮配合控制成穴内杆的下行运动，确保落种的顺利进行，成穴内杆安装时从成穴套筒的通槽滑入；成穴连杆为T形杆，用于连接五杆机构和成穴套筒，其翼缘一端与五杆机构连杆铰接，翼缘另一端开有螺纹孔，用于同角度调节螺栓连接，翼缘中部与五杆机构连杆以一定角度固定连接，角度可通过拉杆进行调节，翼缘中部外壁装有套筒，用于推动棘轮间歇机构，腹板外端与成穴套筒铰接；成穴角度调节装置包括角度调节螺栓、调节套筒以及调节连杆，角度调节螺栓依次旋入成穴连杆螺纹孔和调节套筒内，调节套筒一端开有内螺纹且与角度调节螺栓连接，另一端与调节连杆铰接，调节连杆分别与调节套筒和成穴套筒铰接。
所述棘轮间歇机构包括安装在棘轮支撑架和排种器支撑架上的两个棘轮支架，两个传动轴，六个轴承，四个轴承座，三个间歇连杆，一个棘轮，一个棘爪，其中两根传动轴对应穿入棘轮支架轴孔内转动连接，四个轴承位于两对轴承座内，两对轴承座分别从对应传动轴两端穿入，并通过螺栓固定在棘轮支架两侧，棘轮固定在对应传动轴上，该传动轴与排种器种轴通过联轴器相连；间歇连杆组包括三根连杆，依次铰接，上下连杆表面都开有通孔，内装轴承，分别穿在对应传动轴上，轴承两端用卡簧定位，使连杆可绕传动轴平面摆动，下连杆末端一侧壁装有接触套筒，用于同成穴连杆接触套筒滚动接触，另一侧壁与连杆回位弹簧连接，用于棘轮间歇机构回位，间歇连杆回位弹簧固装在棘轮支撑架上，上连杆顶端固装有棘爪，用于在间歇连杆组带动下拨动棘轮旋转。
所述排种机构包括排种器支板、排种器及种箱，其中种箱放置在排种器上端，排种器固定在排种器支板上，排种器支板通过U型卡与排种器支撑架固定连接，排种器种轴在棘轮间歇机构带动下相应旋转进行排种。
所述行程轮固定在连接轴上，连接轴通过轴承座、轴承穿入主体台架悬臂板轴孔内转动连接，轴承位于轴承座内，轴承座通过螺栓与主体台架悬臂板固定连接。
本发明的有益效果是能够实现在不动秸秆残茬，不扰动土壤的情况下，完成免耕播种，且能够提高播种质量，减少环境的污染。
附图说明
下面参照附图对本发明进行进一步说明：
图1为本发明的等轴测视图；
图2为本发明除机架部分的分解示意图；
图3为本发明的机架轴测图；
图4为本发明的主视图；
图5为本发明的五杆成穴机构主视图；
图6为本发明的棘轮间歇机构轴测视图；
图7为本发明的五杆机构嵌套式结构示意图；
图中零件号说明：
1-主体台架；2-小台架；3、5-排种器支撑架；4-主体台架悬臂板；6-棘轮支撑架；7、9-五杆机构曲柄；8、10-五杆机构连杆；11-左支撑架；12-左传动轴；13-左链轮；14-右支撑架；15-右传动轴；16-右链轮；17-成穴套筒；18-鸭嘴；19-成穴内杆；20-成穴回位弹簧；21-接种杯；22-成穴连杆；23-角度调节螺栓；24-调节套筒；25-调节连杆；26-行程轮；27-拉杆；28-成穴连杆接触套筒；29、30-棘轮支架；31、32、33-间歇连杆；34-棘轮；35-棘爪；36、37-传动轴；38-间歇连杆回位弹簧；39-间歇连杆接触套筒；40-种箱；41-排种器；42-排种器种轴；43-排种器支板；44-成穴内杆凸起块；45-行程轮连接轴；46-联轴器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
本发明的结构如图1～7所示，一种五杆成穴式免耕穴播机构，包括机架、左支撑部分、右支撑部分、五杆成穴部分、棘轮间歇机构及排种机构。机架包括主体台架1及通过螺栓固定在主体台架1上的小台架2、排种器支撑架3、5与棘轮支撑架6；五杆成穴部分包括五杆机构和鸭嘴式成穴机构，为避免机构相互干涉，将五杆机构布置成空间机构，分别由左右支撑部分进行支撑与动力传递，左右支撑部分固定在小台架2上；五杆机构作为轨迹形成机构，运动中带动鸭嘴式成穴机构，配合棘轮间歇机构和排种机构，重复完成排种、接种、成穴、落种的免耕播种过程。
如图2所示，所述左支撑部分包括左支撑架11、左传动轴12、轴承、轴承座及左链轮13，左支撑架11通过螺栓与小台架2顶板连接，轴承安装于轴承座内，两个轴承座分别通过螺栓固定在左支撑架11两侧，左连接轴12通过轴承穿入左支撑架11一侧壁轴孔内转动连接，并穿过左链轮13从左支撑架11另一侧壁轴孔穿出，贯穿轴承，左链轮13通过顶丝固定在左连接轴12上。
如图2所示，所述右支撑部分包括右支撑架14、右传动轴15、轴承、轴承座及右链轮16，右支撑架14通过螺栓与小台架2顶板连接，轴承安装于轴承座内，两个轴承座分别通过螺栓固定在右支撑架14两侧，右连接轴15通过轴承穿入右支撑架14一侧壁轴孔内转动连接，并穿过右链轮16从右支撑架14另一侧壁轴孔穿出，贯穿轴承，右链轮16通过顶丝固定在右连接轴15上。
如图5所示，所述五杆机构包括曲柄7、9和连杆8、10，曲柄7、9分别由左支撑部分与右支撑部分进行支撑与动力传递；各杆件均采用套筒-内杆嵌套式长度无级调节结构，(如图7所示)，间隙配合，并靠顶丝进行杆件长度的调节；曲柄7的套筒与左支撑部分的左传动轴12通过螺栓固定连接，曲柄9的套筒与右支撑部分的右传动轴15通过螺栓固定连接，曲柄7、9的内杆分别与连杆8、10的套筒通过销进行铰接，连杆8和连杆10的内杆通过销进行铰接；五杆机构曲柄7、9可在两支撑部分链轮13、16的带动下进行回转运动，进而带动连杆8、10完成五杆机构的整体运转。
如图5所示，所述鸭嘴式成穴机构包括成穴套筒17、鸭嘴18、成穴内杆19、成穴回位弹簧20、成穴连杆22以及成穴角度调节装置；成穴套筒17为内圆外方的杆件，末端与鸭嘴18铰接，二者之间安装有回位弹簧，成穴套筒17一侧开有通槽，方便成穴内杆凸起块44进入；成穴内杆19插在成穴套筒17内，其顶端焊有接种杯21，成穴内杆19与成穴套筒17之间装有成穴回位弹簧20，末端焊有与鸭嘴18外形轮廓相同的凸台，方便成穴内杆19下行推开鸭嘴18进行落种，侧壁焊有凸起块44，用于同行程轮26配合控制成穴内杆19的下行运动，确保落种的顺利进行，成穴内杆19安装时从成穴套筒17的通槽滑入；成穴连杆22为T形杆，用于连接五杆机构和成穴套筒17，其翼缘一端与五杆机构连杆8、10铰接，翼缘另一端开有螺纹孔，用于同角度调节螺栓23连接，翼缘中部与五杆机构连杆8以一定角度固定连接，角度可通过拉杆27进行调节，翼缘中部外壁装有套筒28，用于推动棘轮间歇机构，腹板外端与成穴套筒17铰接；成穴角度调节装置包括角度调节螺栓23、调节套筒24以及调节连杆25，角度调节螺栓23依次旋入成穴连杆螺纹孔和调节套筒24内，调节套筒24一端开有内螺纹且与角度调节螺栓23连接，另一端与调节连杆25铰接，调节连杆25分别与调节套筒24和成穴套筒17铰接。
如图6所示，所述棘轮间歇机构包括安装在棘轮支撑架6和排种器支撑架5上的棘轮支架29、30，传动轴36、37，六个轴承，四个轴承座，间歇连杆31、32、33，棘轮34，棘爪35，其中传动轴36、37对应穿入棘轮支架29、30的轴孔内转动连接，四个轴承位于两对轴承座内，两对轴承座分别从对应传动轴36、37两端穿入，并通过螺栓固定在对应棘轮支架29、30两侧，棘轮34固定在传动轴37上，传动轴37与排种器种轴42通过联轴器46相连；间歇连杆组31、32、33依次铰接，连杆31表面开有通孔，内装轴承，穿在传动轴36上，轴承两端用卡簧定位，使连杆31可绕传动轴36平面摆动，连杆31末端一侧壁装有接触套筒39，用于同成穴连杆接触套筒28滚动接触，另一侧壁与连杆回位弹簧38连接，用于棘轮间歇机构回位，间歇连杆回位弹簧38固装在棘轮支撑架6上，连杆33表面开有通孔，内装轴承，穿在传动轴37上，轴承两端用卡簧定位，使连杆33可绕传动轴37平面摆动，连杆33顶端固装有棘爪35，用于在间歇连杆组带动下拨动棘轮34旋转。
如图2所示，所述排种机构包括排种器支板43、排种器41及种箱40，其中种箱40放置在排种器41上端，排种器41固定在排种器支板43上，排种器支板43通过U型卡与排种器支撑架3、5固定连接，排种器种轴42在棘轮间歇机构带动下相应旋转进行排种。
如图4所示，所述行程轮26固定在连接轴45上，连接轴45通过轴承座、轴承穿入主体台架悬臂板4轴孔内转动连接，轴承位于轴承座内，轴承座与主体台架悬臂板4通过螺栓固定连接。
本发明的工作原理是：当免耕播种机播种时，动能由地轮通过各级链轮传递到左右支撑部分的链轮13、16上，进而带动五杆机构随之运动，五杆机构作为轨迹形成机构，带动鸭嘴式成穴机构按一定轨迹运动，在下行成穴过程中，当成穴连杆接触套筒28与间歇连杆接触套筒39滚动接触时，会推动间歇连杆组相应摆动，棘爪35在间歇连杆组的带动下拨动棘轮34，进而驱动排种器种轴42旋转，进行排种，接种杯21对应接种，当成穴连杆接触套筒28与间歇连杆接触套筒39分离时，间歇连杆组在回位弹簧38的作用下回位，棘爪35也相应回位，此时，棘轮34停止旋转，排种器41停止排种，同时，鸭嘴式成穴机构继续下行，当成穴内杆凸起块44与行程轮26接触时，凸起块44带动行程轮26被动旋转，行程轮26带动成穴内杆19向下运动，顶开鸭嘴18，完成成穴与落种过程。回程中，成穴内杆19在行程轮26与成穴回位弹簧20的作用下回位，鸭嘴18关闭，完成一次播种过程，五杆机构按固定轨迹持续运动，重复播种过程，完成免耕播种作业。

Claims (5)

1.一种五杆成穴式免耕穴播机构，其特征在于：包括机架、左支撑部分、右支撑部分、五杆成穴部分、棘轮间歇机构及排种机构。机架包括主体台架(1)及通过螺栓固定在主体台架(1)上的小台架(2)、排种器支撑架(3)、(5)与棘轮支撑架(6)；五杆成穴部分包括五杆机构和鸭嘴式成穴机构，为避免机构相互干涉，将五杆机构布置成空间机构，分别由左右支撑部分进行支撑与动力传递，左右支撑部分固定在小台架(2)上；五杆机构作为轨迹形成机构，运动中带动鸭嘴式成穴机构，配合棘轮间歇机构和排种机构，重复完成排种、接种、成穴、落种的免耕播种过程。
2.如权利要求1所述的一种五杆成穴式免耕穴播机构，其特征在于：所述五杆机构包括曲柄(7)、(9)和连杆(8)、(10)，曲柄(7)、(9)分别由左支撑部分与右支撑部分进行支撑与动力传递；各杆件均采用套筒-内杆嵌套式长度无级调节结构，间隙配合，并靠顶丝进行杆件长度的调节；曲柄(7)的套筒与左支撑部分的左传动轴(12)通过螺栓固定连接，曲柄(9)的套筒与右支撑部分的右传动轴(15)通过螺栓固定连接，曲柄(7)、(9)的内杆分别与连杆(8)、(10)的套筒通过销进行铰接，连杆(8)和连杆(10)的内杆通过销进行铰接；五杆机构曲柄(7)、(9)可在两支撑部分链轮(13)、(16)的带动下进行回转运动，进而带动连杆(8)、(10)完成五杆机构的整体运转。
3.如权利要求1所述的一种五杆成穴式免耕穴播机构，其特征在于：所述鸭嘴式成穴机构包括成穴套筒(17)、鸭嘴(18)、成穴内杆(19)、成穴回位弹簧(20)、成穴连杆(22)以及成穴角度调节装置；成穴套筒(17)为内圆外方的杆件，末端与鸭嘴(18)铰接，二者之间安装有回位弹簧，成穴套筒(17)一侧开有通槽，方便成穴内杆凸起块(44)进入；成穴内杆(19)插在成穴套筒(17)内，其顶端焊有接种杯(21)，成穴内杆(19)与成穴套筒(17)之间装有成穴回位弹簧(20)，末端焊有与鸭嘴(18)外形轮廓相同的凸台，方便成穴内杆(19)下行推开鸭嘴(18)进行落种，侧壁焊有凸起块(44)，用于同行程轮(26)配合控制成穴内杆(19)的下行运动，确保落种的顺利进行，成穴内杆(19)安装时从成穴套筒(17)的通槽滑入；成穴连杆(22)为T形杆，用于连接五杆机构和成穴套筒(17)，其翼缘一端与五杆机构连杆(8)、(10)铰接，翼缘另一端开有螺纹孔，用于同角度调节螺栓(23)连接，翼缘中部与五杆机构连杆(8)以一定角度固定连接，角度可通过拉杆(27)进行调节，翼缘中部外壁装有套筒(28)，用于推动棘轮间歇机构，腹板外端与成穴套筒(17)铰接；成穴角度调节装置包括角度调节螺栓(23)、调节套筒(24)以及调节连杆(25)，角度调节螺栓(23)依次旋入成穴连杆螺纹孔和调节套筒(24)内，调节套筒(24)一端开有内螺纹且与角度调节螺栓(23)连接，另一端与调节连杆(25)铰接，调节连杆(25)分别与调节套筒(24)和成穴套筒(17)铰接。
4.如权利要求1所述的一种五杆成穴式免耕穴播机构，其特征在于：所述棘轮间歇机构包括安装在棘轮支撑架(6)和排种器支撑架(5)上的棘轮支架(29)、(30)，传动轴(36)、(37)，六个轴承，四个轴承座，间歇连杆(31)、(32)、(33)，棘轮(34)，棘爪(35)，其中传动轴(36)、(37)对应穿入棘轮支架(29)、(30)的连接孔内转动连接，四个轴承位于两对轴承座内，两对轴承座分别从对应传动轴(36)、(37)两端穿入，并通过螺栓固定在对应棘轮支架(29)、(30)两侧，棘轮(34)固定在传动轴(37)上，传动轴(37)与排种器种轴(42)通过联轴器(46)相连；间歇连杆组(31)、(32)、(33)依次铰接，连杆(31)表面开有通孔，内装轴承，穿在传动轴(36)上，轴承两端用卡簧定位，使连杆(31)可绕传动轴(36)平面摆动，连杆(31)末端一侧壁装有接触套筒(39)，用于同成穴连杆接触套筒(28)滚动接触，另一侧壁与连杆回位弹簧(38)连接，用于棘轮间歇机构回位，间歇连杆回位弹簧(38)固装在棘轮支撑架(6)上，连杆(33)表面开有通孔，内装轴承，穿在传动轴(37)上，轴承两端用卡簧定位，使连杆(33)可绕传动轴(37)平面摆动，连杆(33)顶端固装有棘爪(35)，用于在间歇连杆组带动下拨动棘轮(34)旋转。
5.如权利要求1所述的一种五杆成穴式免耕穴播机构，其特征在于：所述排种机构包括排种器支板(43)、排种器(41)及种箱(40)，其中种箱(40)放置在排种器(41)上端，排种器(41)固定在排种器支板(43)上，排种器支板(43)通过U型卡与排种器支撑架(3)、(5)固定连接，排种器种轴(42)在棘轮间歇机构带动下相应旋转进行排种。
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