CN110235569A - 一种用于播种机的无级变量调节装置 - Google Patents

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舒彩霞
付云开
廖庆喜
廖宜涛
王磊
席日晶
莫定红
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Abstract

本发明公开了一种用于播种机的无级变量调节装置，包括外壳和连杆架组合，以及均安装在所述外壳上的输出轴组合、输入轴组合、导槽块和调节手柄，所述调节手柄上还安装有调速块，所述导槽块抵在所述调速块上。本发明无级变量调节装置与齿轮箱变速器比较而言，无级变量调节装置不需要齿轮的换挡，速比可精准控制，且无级变量调节装置通过改变连杆架组合运动规律实现变速，故可在设备运行时变速，变速范围大，且可连续改变传动比；部件少，且传递效率高，高速至低速播种均可适用；各部件受力较小，可靠性高，磨损率低；凸轮轮廓曲线具有急回特性K＝2，可缩短非工作时间。

Description

一种用于播种机的无级变量调节装置
技术领域
本发明属于农业机械中播种机技术领域，具体涉及一种用于播种机的无级变量调节装置。
背景技术
农业生产中，根据不同作物的种植农艺要求，播种时需调整播种量。播种机作业过程中，因播种调节装置工作稳定性差且传动比调节不连续导致播种不精确，排量不稳定，影响作物的产量和经济效益等现实问题。实现变量播种可大幅提高工作效率，为实现作物稳产、高产、高效提供帮助。
目前，国内播种机变量调节装置主要分两种，一种是通过组合链轮链条实现不同的传动比，实际作业中需要停机拆卸更换链轮等部件，耗费时间长、更换复杂；另一种通过不同齿轮啮合进行调整，整体结构简单。两种调节方式均不能实现传动比的连续调节，且传动的平稳性较差，不适应于高速。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种不需要齿轮的换挡且速比可精准控制的用于播种机的无级变量调节装置。
为实现上述目的，本发明所设计的用于播种机的无级变量调节装置，包括外壳和连杆架组合，以及均安装在所述外壳上的输出轴组合、输入轴组合、导槽块和调节手柄，所述调节手柄上还安装有调速块，所述导槽块抵在所述调速块上；
所述输入轴组合包括输入轴和两个凸轮，两个凸轮均沿输入轴轴向套置在输入轴上且两个凸轮呈正交布置；所述输出轴组合包括输出轴、两个输出摇杆及两个超越离合器，两个输出摇杆均安装在输出轴上，每个输出摇杆与输出轴之间衬有一个超越离合器；所述连杆架组合包括两个连杆架单元，每个连杆架单元包括两块对称布置的连杆架板，两块连接架板通过销钉连接固定，且连接架板外端的销钉设置有弹簧挂槽，连接架板内端的上方销钉套置有上滚轮，连接架板内端的下方销钉套置有下滚轮；所述导槽块的内表面开设有两个导向槽，所述输出轴组合的两个超越离合器下端分别套置在连杆架组合两个连杆架单元的中部销钉上，两个连杆架单元的上滚轮分别抵在输入轴组合的两个凸轮外弧面上，且两个连杆架单元的下滚轮分别安装在导槽块的两个导向槽内；弹簧一端挂接在所述弹簧挂槽上，弹簧另一端固定在所述外壳上。
进一步地，所述输入轴和所述输出轴呈平行布置
进一步地，所述外壳上还设置有供输入轴安装的输入轴承定位套筒、供输出轴安装的输出轴承定位套筒、供导槽块安装的导槽块定位套筒、供调速块安装的调速块定位套筒及供弹簧内端挂接的弹簧挂杆。
进一步地，所述凸轮的轮廓曲线公式如下：
公式(1)、(2)中：x为往程，y为回程，δ为连杆架单元相对于凸轮的转动角度，β为凸轮转角，φ为输出摇杆角位移，为输出摇杆初始位置角，a为连杆架单元轴心与凸轮轴心的距离，l为连杆架单元的长度，n为常数。
进一步地，所述导槽块开设有供手柄连接轴穿过的轴孔。
进一步地，所述导槽块的外表面底部的弧面与所述调速块的上弧面相配合。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明无级变量调节装置与齿轮箱变速器比较而言，无级变量调节装置不需要齿轮的换挡，速比可精准控制，且无级变量调节装置通过改变连杆架组合运动规律实现变速，故可在设备运行时变速，变速范围大，且可连续改变传动比；部件少，且传递效率高，高速至低速播种均可适用；各部件受力较小，可靠性高，磨损率低；凸轮轮廓曲线具有急回特性K＝2，可缩短非工作时间。
附图说明
图1为本发明用于播种机的无级变量调节装置结构示意图；
图2为图1中外壳结构示意图；
图3为图1中连杆架单元结构示意图；
图4为图1中输入轴组合结构示意图；
图5为图1中输出轴组合结构示意图；
图6为图1的原理示意图；
图7为图4中凸轮正弦曲线图。
其中：外壳1(其中：输入轴承定位套筒 11、输出轴承定位套筒12、弹簧挂杆 13、调速块定位套筒 14、导槽块定位套筒 15)、连杆架组合2(其中：连杆架板21、销钉22、弹簧挂槽23、下滚轮24、上滚轮25)、弹簧3、导槽块4(其中：导向槽41)、调速块5、输入轴组合6(其中：输入轴61、凸轮62)、调节手柄 7(其中：连接轴71)、输出轴组合8(其中：输出轴81、输出摇杆 82、超越离合器83)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示为用于播种机的无级变量调节装置，包括外壳1和连杆架组合2，及均安装在外壳1上的输出轴组合8、输入轴组合6、导槽块4和调节手柄7，以及安装在手柄7上的调速块5。
结合图4输入轴组合6包括输入轴61和两个凸轮62，两个凸轮62均沿输入轴61轴向套置在输入轴61上且两个凸轮62呈正交布置；结合图5输出轴组合8包括输出轴81、两个输出摇杆82及两个超越离合器83，两个输出摇杆82均安装在输出轴81上，每个输出摇杆82与输出轴81之间衬有一个超越离合器83，其中，输入轴61和输出轴81呈平行布置，输出摇杆82经超越离合器83与输出轴81相连接以带动输出轴81单向间歇转动；结合图3连杆架组合2包括两个连杆架单元，每个连杆架单元包括两块对称布置的连杆架板21，两块连接架板21通过销钉22连接固定，且连接架板21外端的销钉22设置有供弹簧3外端挂接的弹簧挂槽23，连接架板21内端的上方销钉22套置有上滚轮25，连接架板21内端的下方销钉22套置有下滚轮24，弹簧3的内端固定在外壳1上；导槽块4的内表面开设有两个导向槽41，导槽块4的外表面底部的弧面与调速块5的上弧面相配合；输出轴组合8的两个超越离合器83下端分别套置在连杆架组合2两个连杆架单元的中部销钉22上(即一个超越离合器83下端套置在一个连杆架单元的中部销钉上，另一个超越离合器83下端套置在另一个连杆架单元的中部销钉上)；一个连杆架单元的上滚轮25抵在输入轴组合6的一个凸轮62外弧面上，且该连杆架单元的下滚轮24安装在导槽块4的一个导向槽41内；另一个连杆架单元的上滚轮25抵在输入轴组合6的另一个凸轮62外弧面上，且该连杆架单元的下滚轮24安装在导槽块4的另一个导向槽41内，通过弹簧3的拉力来确保连杆架单元上的下滚轮24与导向槽41工作表面紧密接触；同时，导槽块4开设有供手柄7连接轴71穿过的轴孔。
另外，结合图2所示，外壳1上还设置有供输入轴61安装的输入轴承定位套筒11、供输出轴81安装的输出轴承定位套筒12、供导槽块4安装的导槽块定位套筒15、供调速块安装的调速块定位套筒14及供弹簧内端挂接的弹簧挂杆13。
本发明无级变量调节装置中的两个凸轮62呈正交布置，输入轴转动一圈，两相结构(两个凸轮和两个输出摇杆构成两相结构)发生四次往程与返程，以两相结构实现四相结构的效果。凸轮的正交分布保证一个上滚轮滑至凸轮最凹处另一个上滚轮已经进入凸轮的往程阶段，进而可以达到输出轴的无间歇连续转动，按照如图7变化规律，0～2/3π时，φ＝nβ，2/3π～π时，φ＝-2nβ；通过反转法设计凸轮的轮廓曲线，往程返程交汇处具有倒角，可提高凸轮曲线的光滑性，δ为转角。凸轮轮廓曲线公式如下：
公式(1)、(2)中：δ为连杆架单元相对于凸轮的转动角度，β为凸轮转角，φ为输出摇杆角位移，为输出摇杆初始位置角，a为连杆架单元轴心与凸轮轴心的距离，l为连杆架单元的长度，n为常数。
根据正弦曲线所设计的凸轮具有急回特性K＝2，即运动的往程时间是返程时间的两倍，使工作行程平均速度小，因而工作行程平稳，非工作行程速度加快，可实现缩短非工作时间，提高工作效率的目的。
调速块5固定在调节手柄7上，调速块5的上弧面与导槽块4的外表面底部相配合；一个超越离合器83下端套置在一个连杆架单元的中部销钉22上，另一个超越离合器83下端套置在另一个连杆架单元的中部销钉22上；一个连杆架单元的上滚轮25抵在输入轴组合6的一个凸轮62外圆上，且该连杆架单元的下滚轮24安装在导槽块4的一个导向槽41内；另一个连杆架单元的上滚轮25抵在输入轴组合6的另一个凸轮62外圆上，且该连杆架单元的下滚轮24安装在导槽块4的另一个导向槽41内；拨动调节手柄7来改变导槽块4的位置进而改变连杆架组合2的运动规律，调节手柄7可以转动0°～40°，角度越大，传动比越大，从而实现传动比的连续改变。
本发明无级变量调节装置工作原理如下：
工作时，如图6所示地轮转动带动输入轴组合6转动，输入轴组合6经过连杆架组合2与输出轴组合8相连，且两个凸轮62均沿输入轴61轴向正交布，输入轴61和输出轴81呈平行布置，通过弹簧3的拉力来确保连杆架组合2上的下滚轮24与导槽块4的导向槽41工作表面紧密接触，连杆架组合2的上滚轮与凸轮62紧密接触，连杆架组合2的中部销钉与输出摇杆82相铰接，输出摇杆82经超越离合器83与输出轴81相连接，输入轴组合6上的每个凸轮62通过面接触由连杆架组合2过渡将动力传递至输出轴组合8，输出轴组合8的超越离合器83保证输出轴81的单向转动，两组机构交替传递。因凸轮62转动时具有脉动性，使输出轴81输出具有脉动性转动，其脉动性转动带动输出轴81单向间歇转动，从而带动排种盘转动。
本发明无级变量调节装置与齿轮箱变速器比较而言，无级变量调节装置不需要齿轮的换挡，速比可精准控制，且无级变量调节装置通过改变连杆架组合运动规律实现变速，故可在设备运行时变速，变速范围大，且可连续改变传动比；部件少，且传递效率高，高速至低速播种均可适用；各部件受力较小，可靠性高，磨损率低；凸轮轮廓曲线具有急回特性K＝2，可缩短非工作时间。

Claims (6)

1.一种用于播种机的无级变量调节装置，其特征在于：包括外壳(1)和连杆架组合(2)，以及均安装在所述外壳(1)上的输出轴组合(8)、输入轴组合(6)、导槽块(4)和调节手柄(7)，所述调节手柄(7)上还安装有调速块(5)，所述导槽块(4)抵在所述调速块(5)上；
所述输入轴组合(6)包括输入轴(61)和两个凸轮(62)，两个凸轮(62)均沿输入轴(61)轴向套置在输入轴(61)上且两个凸轮(62)呈正交布置；所述输出轴组合(8)包括输出轴(81)、两个输出摇杆(82)及两个超越离合器(83)，两个输出摇杆(82)均安装在输出轴(81)上，每个输出摇杆(82)与输出轴(81)之间衬有一个超越离合器(83)；所述连杆架组合(2)包括两个连杆架单元，每个连杆架单元包括两块对称布置的连杆架板(21)，两块连接架板(21)通过销钉(22)连接固定，且连接架板(21)外端的销钉(22)设置有弹簧挂槽(23)，连接架板(21)内端的上方销钉(22)套置有上滚轮(25)，连接架板(21)内端的下方销钉(22)套置有下滚轮(24)；所述导槽块(4)的内表面开设有两个导向槽(41)，所述输出轴组合(8)的两个超越离合器(83)下端分别套置在连杆架组合(2)两个连杆架单元的中部销钉(22)上，两个连杆架单元的上滚轮(25)分别抵在输入轴组合(6)的两个凸轮(62)外弧面上，且两个连杆架单元的下滚轮(24)分别安装在导槽块(4)的两个导向槽(41)内；弹簧(3)一端挂接在所述弹簧挂槽(23)上，弹簧(3)另一端固定在所述外壳(1)上。
2.根据权利要求1所述用于播种机的无级变量调节装置，其特征在于：所述输入轴(61)和所述输出轴(81)呈平行布置。
3.根据权利要求1所述用于播种机的无级变量调节装置，其特征在于：所述外壳(1)上还设置有供输入轴(61)安装的输入轴承定位套筒(11)、供输出轴(81)安装的输出轴承定位套筒(12)、供导槽块(4)安装的导槽块定位套筒(15)、供调速块安装的调速块定位套筒(14)及供弹簧(3)内端挂接的弹簧挂杆(13)。
4.根据权利要求1所述用于播种机的无级变量调节装置，其特征在于：所述凸轮(62)的轮廓曲线公式如下：
公式(1)、(2)中：x为往程，y为回程，δ为连杆架单元相对于凸轮的转动角度，β为凸轮转角，φ为输出摇杆角位移，为输出摇杆初始位置角，a为连杆架单元轴心与凸轮轴心的距离，l为连杆架单元的长度，n为常数。
5.根据权利要求1所述用于播种机的无级变量调节装置，其特征在于：所述导槽块(4)开设有供手柄(7)连接轴(71)穿过的轴孔。
6.根据权利要求1所述用于播种机的无级变量调节装置，其特征在于：所述导槽块(4)的外表面底部的弧面与所述调速块(5)的上弧面相配合。
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