CN105993324B - 窄行距水稻秧苗插植装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种窄行距水稻秧苗插植装置及方法。该装置由左半箱体、右半箱体构成传动箱体，安全弹簧座、安全弹簧、安全压盘、安全离合盘、牙嵌盘、主动链轮、离合盘、离合弹簧、离合弹簧座依次安装在主动轴上，构成动力传递与安全保护、动力中断与接合的集成结构，有效地保护了插植机构和动力传递系统的安全性；主动轴横向安装在传动箱体的前部，从动轴安装在传动箱体后部，主动轴与从动轴通过链传动传递动力，这样的总体结构紧凑，极大地降低了动力传动系统的结构尺寸，同时优化插植臂的结构，实了两插植臂间距符合水稻插植农艺要求。

Description

窄行距水稻秧苗插植装置及方法

技术领域

本发明涉及一种水稻插秧机的窄行距分插机构，尤其涉及一种水稻窄行距机械化插秧的窄行距插植装置。

背景技术

分插机构是插秧机的核心部件，基结构不仅影响机器的使用性能，同时也涉入其与种植农艺的相融性。分插机构的主要有曲柄连杆、行星轮系式两种，动力由传动变速箱传递至两侧的分插机构，两个分插机构之间的距离即为插植行距。目前，简易的插植装置未设安全-离合装置，严重影响插植系统的安全工作；现有的设有安全、离合装置的插植系统，安全装置独立设于主动轴与从动轴之间纵向传动轴上，这样的传动结构使传动箱体结构尺寸增加，从而增加了插植臂的间距，现有插植臂的间距均大于24cm，同时安全装置一般设于插植臂内，也使插植的间距进一步增加，与多数水稻种植18cm～20cm行距的农艺要求严重不相符。插植行距的增加，使单位面积插植的株数少于农艺要求的株数，不利于水稻产量的提高，同时也造成田地、水肥、农药的浪费。在插植机构离合方面，多组分插机构的动力输入与中断全部统一由设置在传动箱体前部的动力输入端一个离合器控制输入，不能适应水稻种植如杂交水稻制种一次插植4行、6行、8行、10行等多种插植要求，也不能应用常规种植中一次插植行数变化的要求。因此，水稻插秧机急需一种对各分插机构单一控制插植工作，插植行距与水稻种植农艺相符的插植装置，以满足水稻种植农艺要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有插秧机所有分插机构统一控制动力输入与中断、无安全装置严重影响作业行距等缺点，本发明提供一种窄行距水稻秧苗插植装置及方法。通过将动力传递的安全装置、离合装置集中设置在动力输入轴上，并横向布置，通过链传动将动力传递至插植臂，有效降低插植系统的结构尺寸，满足水稻种植18cm～20cm行距的农艺要求；且每组两只插植臂由一个离合装置控制是否工作，实现了分组独立控制，满足不同种植行距的要求；同一装置同时具有安全保护与离合工能，秧苗、田地中有石块等坚硬物体时保护分插机构不受损坏，安全性高。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

窄行距水稻秧苗插植装置，包括主动轴、左半箱体、安全弹簧座、安全弹簧、安全压盘、安全离合盘、牙嵌盘、主动链轮、离合盘、离合弹簧、离合弹簧座、销弹簧、离合销、端盖、右半箱体、从动链轮、从动轴、右插植臂和左插植臂。

左半箱体与右半箱体固定在一起构成传动箱体,主动轴两端分别通过左端轴承和右端轴承安装在传动箱体的前部，左端轴承和右端轴承之间的主动轴上自左向右依次安装安全弹簧座、安全弹簧、安全压盘、安全离合盘、牙嵌盘、主动链轮、离合盘、离合弹簧和离合弹簧座；

安全弹簧座套装在主动轴上，安全弹簧座外侧与左端轴承的内圈接触；安全压盘内部为花键套，主动轴与安全压盘配合部分为花键齿,安全压盘的花键套与主动轴上的花键齿构成轴向移动副；安全弹簧套装在安全压盘上，安全弹簧一端压在安全弹簧座内侧，安全弹簧另一端压在安全压盘端部的凸台上；

安全离合盘套装在主动轴上，安全离合盘一侧与安全压盘接触，安全离合盘另一侧压在主动轴的轴肩上，

牙嵌盘、主动链轮和离合盘套装在主动轴上，牙嵌盘固定在主动链轮的一侧，离合盘固定在主动链轮的另一侧，牙嵌盘、主动链轮和离合盘的中心连线与主动轴中心重合，牙嵌盘、主动链轮和离合盘构成离合轮；

离合弹簧一端压在离合盘外侧，离合弹簧另一端压在离合弹簧座内侧，离合弹簧座的外侧与右端轴承的内圈接触；

从动轴通过轴承安装在传动箱体的后部，从动链轮固定在从动轴上，从动链轮与主动链轮通过链连接并构成链传动，左插植臂、右插植臂分别安装在从动轴的左、右两端；

右半箱体的前部设有销孔，离合销安装在右半箱体的销孔内并与销孔构成移动副，销弹簧套装在离合销上，销弹簧一端压在右半箱体销孔内的台阶上，销弹簧另一端压在离合销上部的凸肩上；端盖固定在传动箱体的前端。

以下进一步为几种优选方式：所述的安全压盘端部凸台的外侧为沿圆周为螺旋结构，安全离合盘一侧沿圆周也为螺旋结构，安全压盘与安全离合盘的螺旋结构配合构成完整的圆筒体；安全离合盘另一侧沿圆周设有凹槽，牙嵌盘外侧设有牙齿，牙嵌盘的牙齿与安全离合盘的凹槽构成牙嵌式离合器。所述的离合盘外缘设有螺旋离合斜面，右半箱体前部销孔的侧壁与离合盘螺旋离合斜面最底部内侧面重合。所述的左半箱体与右半箱体通过螺栓固定，所述的端盖通过螺栓固定在传动箱体的前端。所述的安全压盘与安全离合盘的结合部为齿形或波浪形配合结构。所述的安全离合盘与牙嵌盘的结合部为齿形或波浪形配合结构。

一种利用所述窄行距水稻秧苗插植装置的安全保护与离合方法，步骤如下:正常工作时，在安全弹簧的作用下，安全压盘与安全离合盘的螺旋结构配合，在离合弹簧的作用下，牙嵌盘与安全离合盘侧面的凹槽接合，动力由主动轴输入，安全压盘随主动轴同步旋转，动力通过安全压盘与安全离合盘的螺旋结构同步传输至安全离合盘，然后通过牙嵌盘的牙齿与安全离合盘侧面的凹槽接合将动力传递至主动链轮，由主动链轮与从动链轮构成的链传动将动力传至从动轴，带动左插植臂、右插植臂工作；

当左插植臂或右插植臂遇到障碍物时，阻力急剧增加，并将阻力依次通过从动轴、从动链轮、主动链轮、牙嵌盘传递至安全离合盘，进而传递至安全压盘与安全离合盘的螺旋配合面；由于安全离合盘所需的扭矩急剧增加，安全压盘压缩安全弹簧并沿主动轴轴线向左轴向移动，安全压盘与安全离合盘的螺旋离合斜面的配合关系破坏，安全压盘发生滑转，主动轴的动力不能通过安全压盘传递给安全离合盘，实现动力中断，从而保护左插植臂和右插植臂；

当不需要左插植臂与右插植臂工作时，操纵机构将离合销压下，随着离合盘的旋转，离合销伸入离合盘外缘的螺旋离合斜面最底处，离合盘再旋转时离合销推动离合盘沿主动轴轴线向右移动，从而带动牙嵌盘和主动链轮向外运动，使牙嵌盘与安全离合盘分离，牙嵌盘处的动力中断，由牙嵌盘、主动链轮和离合盘构成的离合轮不能旋转，实现动力分离；需要恢复工作时，操作机构不再压紧离合销，离合销在销弹簧的作用下收缩离开离合盘，在离合弹簧的作用下由牙嵌盘、主动链轮和离合盘构成的离合轮向左移动，牙嵌盘与安全离合盘重新接合，动力正常传递，左插植臂与右插植臂重新开始工作。

本发明具有的有益效果是：将插秧机插植系统的安全装置、离合装置集成在主动轴上，安全离合盘即是安全装置的从动件，又是离合装置的主动件，构成安全离合一体式结构，有效地降低安全离合装置的结构尺寸；同时安全离合系统横向设于传动箱体的前部，动力输入与输出采用链传动，大幅度降低了两插植臂之间传动箱体的宽度，使插植行距降低至18cm～20cm，远低于现有插插植装置25cm行距，结构紧凑，很好地满足了水稻种植的农艺要求；每组插植装置均具有安全装置和离合装置，不仅对不同插植行数和种植方式具有良好的适应性，也有效地保护了插植机构和动力传递系统的安全性。

针对每一组分插机构的动力传动装置，将安全装置、离合装置的零件集成在同一主动轴上，从动压盘两侧分别是安全装置的螺旋接合面、离合装置的牙齿，离合链轮一侧为外凸的牙齿和内凹的斜面，通过主动压盘和从动压盘螺旋接合面的推力变化实现二者同步旋转或滑转，通过离合销伸入或移出离合链轮的内凹斜面实现离合链轮与从动压盘的分离或接合，从动压盘、离合链轮兼具了安全保护和动力传递的多重功能，实现了安全装置与离合装置的集成，极大地减少了动力传递系统空间结构，满足了每组插植机构独立控制要求，同时，每组插植机构均外设安全装置，有效地保护了插植机构和动力传递系统的安全性，提高了整机工作的可靠性。

附图说明

图1是窄行距水稻秧苗插植装置的主剖视图；

图2是本发明中安全压盘的三维结构示意图；

图3是本发明中安全离合盘的三维结构示意图；

图4是本发明中离合轮的三维结构示意图；

图中：主动轴1、左半箱体2、安全弹簧座3、安全弹簧4、安全压盘5、安全离合盘6、牙嵌盘7、主动链轮8、离合盘9、离合弹簧10、离合弹簧座11、销弹簧12、离合销13、端盖14、右半箱体15、从动链轮16、从动轴17、右插植臂18和左插植臂19。

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。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

如图1、图2、图3、图4所示，本发明包括主动轴1、左半箱体2、安全弹簧座3、安全弹簧4、安全压盘5、安全离合盘6、牙嵌盘7、主动链轮8、离合盘9、离合弹簧10、离合弹簧座11、销弹簧12、离合销13、端盖14、右半箱体15、从动链轮16、从动轴17、右插植臂18和左插植臂19。

左半箱体2与右半箱体15通过螺栓固定在一起构成传动箱体,主动轴1通过轴承安装在传动箱体的前部，在安装主动轴1的左右轴承之间的主动轴1上自左向右依次安装了安全弹簧座3、安全弹簧4、安全压盘5、安全离合盘6、牙嵌盘7、主动链轮8、离合盘9、离合弹簧10、离合弹簧座11。

安全弹簧座3套装在主动轴上，安全弹簧座3外侧与安装主动轴1左端轴承的内圈接触；安全压盘5内部为花键套，主动轴1与安全压盘5配合部分为花键齿,安全压盘5的花键套与主动轴1上的花键齿构成轴向移动副；安全弹簧4套装在安全压盘5上，安全弹簧4一端压在安全弹簧座3内侧，安全弹簧4另一端压在安全压盘5端部的凸台上。

安全离合盘6套装在主动轴1上，安全离合盘6一侧与安全压盘5接触，安全离合盘6另一侧压半在主动轴1的轴肩上。

牙嵌盘7、主动链轮8、离合盘9也套装在主动轴1上，牙嵌盘7固定在主动链轮7的一侧，离合盘8固定在主动链轮7的另一侧，牙嵌盘7、主动链轮8、离合盘9的中心连线与主动轴中心重合，牙嵌盘7、主动链轮8、离合盘9构成离合轮。

离合弹簧10一端压在离合盘9外侧，离合弹簧10另一端压在离合弹簧座11内侧，离合弹簧座11的外侧与安装主动轴右端轴承的内圈接触；

从动轴17通过轴承安装在传动箱体的后部，从动链轮16固定在从动轴17上，从动链轮16与主动链轮8通过链连接并构成链传动，左插植臂19、右插植臂18分别安装在从动轴17的左、右两端。

右半箱体15的前部设有销孔，离合销13安装在右半箱体的销孔内并与销孔构成移动副，销弹簧12套装在离合销13上，销弹簧12一端压在右半箱体15销孔内的台阶上，销弹簧12另一端压在离合销13上部的凸肩上；

端盖14通过螺栓固定在传动箱体的前端。

安全压盘5端部凸台的外侧为沿圆周为螺旋结构，安全离合盘6一侧沿圆周也为螺旋结构，安全压盘5与安全离合盘6的螺旋结构配合构成完整的圆筒体，安全压盘5、与安全离合盘6的结合部也可以是齿形、波浪形配合结构；安全离合盘6另一侧沿圆周设有凹槽，牙嵌盘7外侧设有牙齿，牙嵌盘7的牙齿与安全离合盘6的凹槽构成牙嵌式离合器，安全离合盘6与牙嵌盘7的结合部也可是齿形、波浪形配合结构。

离合盘8外缘设有螺旋离合斜面，右半箱体15前部销孔的侧壁与离合盘8螺旋离合斜面最底部内侧面重合。

本发明安全保护与离合方法是：正常工作时，在安全弹簧4的作用下，安全压盘5与安全离合盘6的螺旋结构配合，在离合弹簧10的作用下，牙嵌盘7与安全离合盘6侧面的凹槽接合，动力由主动轴1输入，安全压盘5随主动轴1同步旋转，动力通过安全压盘5与安全离合盘6的螺旋结构同步传输至安全离合盘6，然后通过牙嵌盘7的牙齿与安全离合盘6侧面的凹槽接合将动力传递至主动链轮8，由主动链轮8与从动链轮16构成的链传动将动力传至从动轴17，带动左插植臂19、右插植臂18工作。

当左插植臂19或右插植臂18遇到障碍物时，阻力急剧增加，并将阻力依次通过从动轴17、从动链轮16、主动链轮8、牙嵌盘7传递至安全离合盘6，进而传递至安全压盘5与安全离合盘6的螺旋配合面；由于安全离合盘6所需的扭矩急剧增加，安全压盘5压缩安全弹簧4并沿主动轴1轴线向左轴向移动，破坏安全压盘5与安全离合盘6的螺旋离合斜面的配合关系，安全压盘5发生滑转，主动轴1的动力不能通过安全压盘5传递给安全离合盘6，实现动力中断，从而保护了左插植臂19、右插植臂18。

当不需要左插植臂19与右插植臂18工作时，操纵机构将离合销13压下，随着离合盘9的旋转，离合销13伸入离合盘9外缘的螺旋离合斜面最底处，离合盘9再旋转时离合销13推动离合盘9沿主动轴1轴线向右移动，从而带动牙嵌盘7、主动链轮8向外运动，使牙嵌盘7与安全离合盘6分离，牙嵌盘7处的动力中断，由牙嵌盘7、主动链轮8、离合盘9构成的离合轮不能旋转，实现了动力分离；需要恢复工作时，操作机构不再压紧离合销13，离合销13在销弹簧12的作用下收缩离开离合盘9，在离合弹簧10的作用下由牙嵌盘7、主动链轮8、离合盘9构成的离合轮向左移动，牙嵌盘7与安全离合盘6重新接合，动力正常传递，左插植臂19与右插植臂18重新开始工作。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种窄行距水稻秧苗插植装置，其特征在于：包括主动轴（1）、左半箱体（2）、安全弹簧座（3）、安全弹簧（4）、安全压盘（5）、安全离合盘（6）、牙嵌盘（7）、主动链轮（8）、离合盘（9）、离合弹簧（10）、离合弹簧座（11）、销弹簧（12）、离合销（13）、端盖（14）、右半箱体（15）、从动链轮（16）、从动轴（17）、右插植臂（18）和左插植臂（19）；

左半箱体（2）与右半箱体（15）固定在一起构成传动箱体, 主动轴（1）两端分别通过左端轴承和右端轴承安装在传动箱体的前部，左端轴承和右端轴承之间的主动轴（1）上自左向右依次安装安全弹簧座（3）、安全弹簧（4）、安全压盘（5）、安全离合盘（6）、牙嵌盘（7）、主动链轮（8）、离合盘（9）、离合弹簧（10）和离合弹簧座（11）；

安全弹簧座（3）套装在主动轴（1）上，安全弹簧座（3）外侧与左端轴承的内圈接触；安全压盘（5）内部为花键套，主动轴（1）与安全压盘（5）配合部分为花键齿, 安全压盘（5）的花键套与主动轴（1）上的花键齿构成轴向移动副；安全弹簧（4）套装在安全压盘（5）上，安全弹簧（4）一端压在安全弹簧座（3）内侧，安全弹簧（4）另一端压在安全压盘（5）端部的凸台上；

安全离合盘（6）套装在主动轴（1）上，安全离合盘（6）一侧与安全压盘（5）接触，安全离合盘（6）另一侧压在主动轴（1）的轴肩上；

牙嵌盘（7）、主动链轮（8）和离合盘（9）套装在主动轴（1）上，牙嵌盘（7）固定在主动链轮（8）的一侧，离合盘（9）固定在主动链轮（8）的另一侧，牙嵌盘（7）、主动链轮（8）和离合盘（9）的中心连线与主动轴（1）中心重合，牙嵌盘（7）、主动链轮（8）和离合盘（9）构成离合轮；

离合弹簧（10）一端压在离合盘（9）外侧，离合弹簧（10）另一端压在离合弹簧座（11）内侧，离合弹簧座（11）的外侧与右端轴承的内圈接触；

从动轴（17）通过轴承安装在传动箱体的后部，从动链轮（16）固定在从动轴（17）上，从动链轮（16）与主动链轮（8）通过链连接并构成链传动，左插植臂（19）、右插植臂（18）分别安装在从动轴（17）的左、右两端；

右半箱体（15）的前部设有销孔，离合销（13）安装在右半箱体的销孔内并与销孔构成移动副，销弹簧（12）套装在离合销（13）上，销弹簧（12）一端压在右半箱体（15）销孔内的台阶上，销弹簧（12）另一端压在离合销（13）上部的凸肩上；端盖（14）固定在传动箱体的前端。

2.根据权利要求1所述的窄行距水稻秧苗插植装置，其特征在于：所述的安全压盘（5）端部凸台的外侧沿圆周为螺旋结构，安全离合盘（6）一侧沿圆周也为螺旋结构，安全压盘（5）与安全离合盘（6）的螺旋结构配合构成完整的圆筒体；安全离合盘（6）另一侧沿圆周设有凹槽，牙嵌盘（7）外侧设有牙齿，牙嵌盘（7）的牙齿与安全离合盘（6）的凹槽构成牙嵌式离合器。

3.根据权利要求1所述的窄行距水稻秧苗插植装置，其特征在于：所述的离合盘（9）外缘设有螺旋离合斜面，右半箱体（15）前部销孔的侧壁与离合盘（9）螺旋离合斜面最底部内侧面重合。

4.根据权利要求1所述的窄行距水稻秧苗插植装置，其特征在于：所述的左半箱体（2）与右半箱体（15）通过螺栓固定，所述的端盖（14）通过螺栓固定在传动箱体的前端。

5.根据权利要求1所述的窄行距水稻秧苗插植装置，其特征在于：所述的安全压盘（5）与安全离合盘（6）的结合部为齿形或波浪形配合结构。

6.根据权利要求1所述的窄行距水稻秧苗插植装置，其特征在于：所述的安全离合盘（6）与牙嵌盘（7）的结合部为齿形或波浪形配合结构。

7.一种利用权利要求1所述窄行距水稻秧苗插植装置的安全保护与离合方法，其特征在于步骤如下:正常工作时，在安全弹簧（4）的作用下，安全压盘（5）与安全离合盘（6）的螺旋结构配合，在离合弹簧（10）的作用下，牙嵌盘（7）与安全离合盘（6）侧面的凹槽接合，动力由主动轴（1）输入，安全压盘（5）随主动轴（1）同步旋转，动力通过安全压盘（5）与安全离合盘（6）的螺旋结构同步传输至安全离合盘（6），然后通过牙嵌盘（7）的牙齿与安全离合盘（6）侧面的凹槽接合将动力传递至主动链轮（8），由主动链轮（8）与从动链轮（16）构成的链传动将动力传至从动轴（17），带动左插植臂（19）、右插植臂（18）工作；

当左插植臂（19）或右插植臂（18）遇到障碍物时，阻力急剧增加，并将阻力依次通过从动轴（17）、从动链轮（16）、主动链轮（8）、牙嵌盘（7）传递至安全离合盘（6），进而传递至安全压盘（5）与安全离合盘（6）的螺旋配合面；由于安全离合盘（6）所需的扭矩急剧增加，安全压盘（5）压缩安全弹簧（4）并沿主动轴（1）轴线向左轴向移动，安全压盘（5）与安全离合盘（6）的螺旋配合面的配合关系破坏，安全压盘（5）发生滑转，主动轴（1）的动力不能通过安全压盘（5）传递给安全离合盘（6），实现动力中断，从而保护左插植臂（19）和右插植臂（18）；

当不需要左插植臂（19）与右插植臂（18）工作时，操纵机构将离合销（13）压下，随着离合盘（9）的旋转，离合销（13）伸入离合盘（9）外缘的螺旋离合斜面最底处，离合盘（9）再旋转时离合销（13）推动离合盘（9）沿主动轴（1）轴线向右移动，从而带动牙嵌盘（7）和主动链轮（8）向外运动，使牙嵌盘（7）与安全离合盘（6）分离，牙嵌盘（7）处的动力中断，由牙嵌盘（7）、主动链轮（8）和离合盘（9）构成的离合轮不能旋转，实现动力分离；需要恢复工作时，操作机构不再压紧离合销（13），离合销（13）在销弹簧（12）的作用下收缩离开离合盘（9），在离合弹簧（10）的作用下由牙嵌盘（7）、主动链轮（8）和离合盘（9）构成的离合轮向左移动，牙嵌盘（7）与安全离合盘（6）重新接合，动力正常传递，左插植臂（19）与右插植臂（18）重新开始工作。