CN110235573A - 不完全变性偏心圆-非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了不完全变性偏心圆‑非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构。现有行星轮系取苗机构传动比都是对称的，取苗针插入钵穴深度不够导致取苗成功率低。本发明的组合式非圆齿轮行星轮系包括行星架、中心不完全变性偏心圆齿轮、中心不完全非圆齿轮、第一中间非圆齿轮、第一中间不完全非圆齿轮、第二中间非圆齿轮、第二中间不完全非圆齿轮、第一行星非圆齿轮和第二行星非圆齿轮。本发明首先进行组合式非圆齿轮行星轮系的节曲线设计，然后建立取苗爪秧针尖点形成的取苗轨迹方程。本发明使用变性非圆齿轮传动，使传动比波峰前后移动，加长工作行程时间而缩短空行程时间，工作更稳定且提高生产效率，同时取苗针插入钵苗盘的深度变大，提高取苗成功率。

Description

不完全变性偏心圆-非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构

技术领域

本发明属于农业机械领域，涉及一种蔬菜取苗机构，具体涉及一种不完全变性偏心圆-非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构。

背景技术

规模化的育苗和移载能够有效地提高菜苗的成活率、降低生产成本、提高经济效益。因此，研究旱地穴盘苗移栽机械对提高农业机械化水平具有重要现实意义。

在现有的行星轮系取苗机构中一般采用了非圆齿轮传动，且这些非圆齿轮传动比都是按照对称规律布置的，传动比较平稳，但是在取苗时会因为取苗针插入钵穴深度不够导致机构在高转速时取苗成功率低；且现有行星轮系取苗机构的取苗抓位姿也有待改善。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种不完全变性偏心圆-非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构，该机构能满足钵苗移栽机的特殊轨迹要求，且取苗针插入钵穴深度大，传动平稳，冲击小，取苗成功率高、推苗效果较好。

本发明包括组合式非圆齿轮行星轮系和取苗爪；所述的组合式非圆齿轮行星轮系包括中心轴、行星架、中心不完全变性偏心圆齿轮、中心不完全非圆齿轮、第一中间轴、第二中间轴、第一中间非圆齿轮、第一中间不完全非圆齿轮、第二中间非圆齿轮、第二中间不完全非圆齿轮、第一行星轴、第二行星轴、第一行星非圆齿轮和第二行星非圆齿轮。所述中心轴的一端与动力装置连接，另一端与行星架固定；所述的中心不完全变性偏心圆齿轮与机架固定，中心不完全非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮固定，且中心不完全非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮的轮齿设置在不同侧；所述的中心不完全变性偏心圆齿轮和中心不完全非圆齿轮均空套在中心轴上；第一中间轴和第二中间轴对称设置在中心轴两侧，且均与行星架通过轴承连接；第一中间非圆齿轮与第一中间轴通过花键连接，第一中间不完全非圆齿轮空套在第一中间轴上，并与第一中间非圆齿轮固定；第二中间非圆齿轮与第二中间轴通过花键连接，第二中间不完全非圆齿轮空套在第二中间轴上，并与第二中间非圆齿轮固定；所述的第一行星轴和第二行星轴对称设置在行星架两端，且均与行星架通过轴承连接；第一行星非圆齿轮与第一行星轴通过花键连接，第二行星非圆齿轮与第二行星轴通过花键连接；中心不完全非圆齿轮仅设有单个凹齿，第一中间不完全非圆齿轮和第二中间不完全非圆齿轮均仅设有单个凸齿；第一行星轴和第二行星轴的一端均伸出行星架外，且分别与一个取苗爪的壳体固定；两个取苗爪的推苗凸轮均与行星架固定。当中心不完全变性偏心圆齿轮与第一中间非圆齿轮啮合时，中心不完全非圆齿轮与第一中间不完全非圆齿轮分离，第二中间不完全非圆齿轮与中心不完全非圆齿轮啮合或第二中间非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合；当中心不完全变性偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮啮合时，中心不完全非圆齿轮与中间不完全非圆齿轮分离，第一中间不完全非圆齿轮与中心不完全非圆齿轮啮合或第一中间非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合；第一中间非圆齿轮与第一行星非圆齿轮啮合，第二中间非圆齿轮与第二行星非圆齿轮啮合。

所述组合式非圆齿轮行星轮系的节曲线设计过程，具体如下：

(1)中心不完全变性偏心圆齿轮和第二中间非圆齿轮的节曲线设计。

在中心不完全变性偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮啮合时，必须保证两齿轮转过的节曲线长度相等，则有：

式中：为行星架转过的角位移，为中心不完全变性偏心圆齿轮在处对应的向径，为第二中间非圆齿轮转过的角位移，a为中心不完全变性偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮的中心距。

因此，当时，中心变性不完全偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮转过的节曲线长度相等，则

式中：α为第二中间非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合段所对应的圆心角，β为中心不完全变性偏心圆齿轮的节曲线所对应的角度。

根据变性偏心圆齿轮节曲线方程，得中心不完全变性偏心圆齿轮的节曲线方程为：

式中，m₁₁为中心不完全变性偏心圆齿轮的变性系数，中间变量e为引入变性系数前的偏心圆偏心距，R为引入变性系数前的偏心圆半径；θ为中心不完全变性偏心圆齿轮的初始安装角，即中心不完全变性偏心圆齿轮节曲线上与第二中间非圆齿轮啮合的第一个啮合点的极角。

将用希腊字母λ代替，将用希腊字母μ代替，进而求得

式中，k为中心不完全变性偏心圆齿轮的偏心率，k＝e/R。

当α、β、e、R、θ以及变性系数m₁₁预先确定后，计算出中心距a₁，进而求得第二中间非圆齿轮的角位移

则第二中间非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合段的节曲线向径R₂₁表示为

为保证第二中间非圆齿轮的完整和周期内节曲线的光滑连续，采用傅里叶级数构建第二中间非圆齿轮上未与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合段节曲线向径R₂₂为

为保证第二中间非圆齿轮在整周节曲线光滑连续，则应满足

从而求出系数b₀，b₁，b₂，b₃，继而得出第二中间非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合时完整的节曲线向径方程为

(2)中心不完全非圆齿轮的节曲线和中间不完全非圆齿轮的节曲线设计。

当中间不完全非圆齿轮旋转2π-α时，中心不完全非圆齿轮必须旋转2π-β，从而得到

式中，为中心不完全非圆齿轮的向径，为中间不完全非圆齿轮的向径。

构建中心不完全非圆齿轮和中间不完全非圆齿轮之间的传动比函数如下：

式中，c₀，c₁，c₂为传动比函数系数，从而得到

中心变性不完全偏心圆齿轮和第二中间非圆齿轮啮合时的传动比函数

在一个周期内，传动比的变化应该是连续的，故有

从而求出传动比系数c₀，c₁，c₂，得到中心不完全非圆齿轮的节曲线和中间不完全非圆齿轮的节曲线方程为

(3)第二行星非圆齿轮的节曲线设计。

中间不完全非圆齿轮与第二行星非圆齿轮的啮合点和第二中间非圆齿轮与中心变性不完全偏心圆齿轮的啮合点所夹圆心角相差π-δ₀，其中，δ₀为中间不完全非圆齿轮转动中心和中心不完全非圆齿轮转动中心连线与中间不完全非圆齿轮转动中心和第二行星非圆齿轮转动中心连线的夹角。第二中间非圆齿轮在角度时和第二行星非圆齿轮的啮合点对应的向径与第二中间非圆齿轮在角度时和中心变性不完全偏心圆齿轮的啮合点对应的向径相等，则有第二中间非圆齿轮与第二行星非圆齿轮啮合的向径方程为

第二中间非圆齿轮相对于行星架转过一周，第二行星非圆齿轮也要转过一周，所以

由式(1)求出第二中间非圆齿轮与第二行星非圆齿轮的中心距a₂，进而求得第二行星非圆齿轮相对于行星架转过的角位移

第二行星非圆齿轮节曲线向径

组合式非圆齿轮行星轮系的节曲线设计完成后，建立取苗爪秧针尖点形成的取苗轨迹方程如下：

根据几何关系，列出取苗爪秧针尖点H的轨迹方程为

式中，α₀为取苗爪安装位置角，即取苗爪秧针尖点和第二行星非圆齿轮转动中心的连线与第二中间非圆齿轮和第二行星非圆齿轮的转动中心连线之间的夹角；为行星架初始安装角，即中心不完全变性偏心圆齿轮和第二中间非圆齿轮的转动中心连线相对水平轴x的角度，中心不完全变性偏心圆齿轮和第二中间非圆齿轮的转动中心连线在水平轴x的逆时针方向时为正，否则为负；S为取苗爪秧针尖点到第二行星非圆齿轮转动中心的距离。

所述的中心不完全非圆齿轮与第一中间不完全非圆齿轮在进入啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮与第一中间非圆齿轮结束啮合时刻的传动比相等，中心不完全非圆齿轮与第一中间不完全非圆齿轮在结束啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮与第一中间非圆齿轮进入啮合时刻的传动比相等。

所述的中心不完全非圆齿轮与第二中间不完全非圆齿轮在进入啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮结束啮合时刻的传动比相等，中心不完全非圆齿轮与第二中间不完全非圆齿轮在结束啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮进入啮合时刻的传动比相等。

所述第一中间非圆齿轮与第二中间非圆齿轮的节曲线参数相同，第一中间不完全非圆齿轮与第二中间不完全非圆齿轮的节曲线参数相同，第一行星非圆齿轮与第二行星非圆齿轮的节曲线参数相同。

所述取苗爪的秧针尖点形成取苗轨迹，所述取苗轨迹从头部尖点至钵苗盘顶部为取苗段，取苗段长度为38.4mm。

本发明的有益效果：

1、本发明首次使用变性的不完全非圆齿轮传动，能够在不改变传动比峰值的情况下，使传动比波峰前后移动，这样可以加长工作行程的时间而缩短空行程时间，在工作时能更加稳定且提高生产效率，同时使得取苗针插入钵苗盘的深度变大，提高了在高转速下时的取苗成功率。

2、本发明建立了不完全非圆齿轮的变性系数与取苗取苗轨迹的关系，能定性分析变性系数对取苗深度的影响，进一步优化取苗针插入钵苗盘的深度和取苗姿态。

3、本发明容易发生干涉的位置距离有所增加，可以达到同时减小尺寸和避免干涉的目的，推苗角变大，使得蔬菜苗更容易被顺利推出。

附图说明

图1为本发明的整体结构剖视图；

图2为本发明的工作原理示意图；

图3为本发明中各齿轮的啮合示意图；

图4-1为本发明中取苗爪的内部结构剖视图；

图4-2为本发明中取苗爪的整体结构示意图；

图5-1为本发明中组合式非圆齿轮行星轮系的初始位置示意图；

图5-2为本发明中行星架逆时针转过角时组合式非圆齿轮行星轮系的位置示意图；

图中：1、中心轴，2、行星架，3、中心不完全变性偏心圆齿轮，4、中心不完全非圆齿轮，5、第一中间轴，6、第二中间轴，7第一中间非圆齿轮，8、第一中间不完全非圆齿轮，9、第二中间非圆齿轮，10、第二中间不完全非圆齿轮，11、第一行星轴，12、第二行星轴，13、第一行星非圆齿轮，14、第二行星非圆齿轮，15、取苗爪，15-1、推苗凸轮，15-2、推苗拨叉，15-3、推苗杆，15-4、秧针，15-5、弹簧，15-6、推苗爪，16、取苗轨迹，17、钵苗。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、2和3所示，不完全变性偏心圆-非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构，包括组合式非圆齿轮行星轮系和取苗爪15；组合式非圆齿轮行星轮系包括中心轴1、行星架2、中心不完全变性偏心圆齿轮3、中心不完全非圆齿轮4、第一中间轴5、第二中间轴6、第一中间非圆齿轮7、第一中间不完全非圆齿轮8、第二中间非圆齿轮9、第二中间不完全非圆齿轮10、第一行星轴11、第二行星轴12、第一行星非圆齿轮13和第二行星非圆齿轮14。中心轴1的一端与动力装置连接，另一端与行星架2固定；中心不完全变性偏心圆齿轮3与机架固定，中心不完全非圆齿轮4与中心不完全变性偏心圆齿轮3固定，且中心不完全非圆齿轮4与中心不完全变性偏心圆齿轮3的轮齿设置在不同侧；中心不完全变性偏心圆齿轮3和中心不完全非圆齿轮4均空套在中心轴上；第一中间轴5和第二中间轴6对称设置在中心轴两侧，且均与行星架2通过轴承连接；第一中间非圆齿轮7与第一中间轴通过花键连接，第一中间不完全非圆齿轮8空套在第一中间轴上，并与第一中间非圆齿轮7固定；第二中间非圆齿轮9与第二中间轴6通过花键连接，第二中间不完全非圆齿轮10空套在第二中间轴上，并与第二中间非圆齿轮9固定；第一行星轴11和第二行星轴12对称设置在行星架2两端，且均与行星架通过轴承连接；第一行星非圆齿轮13与第一行星轴12通过花键连接，第二行星非圆齿轮14与第二行星轴12通过花键连接；中心不完全非圆齿轮4仅设有单个凹齿，第一中间不完全非圆齿轮8和第二中间不完全非圆齿轮10均仅设有单个凸齿；第一行星轴12和第二行星轴12的一端均伸出行星架2外，且分别与一个取苗爪15的壳体固定；两个取苗爪15的推苗凸轮15-1均与行星架2固定。当中心不完全变性偏心圆齿轮3与第一中间非圆齿轮7啮合时，中心不完全非圆齿轮4与第一中间不完全非圆齿轮8分离，第二中间不完全非圆齿轮10与中心不完全非圆齿轮4啮合或第二中间非圆齿轮9与中心不完全变性偏心圆齿轮3啮合；当中心不完全变性偏心圆齿轮3与第二中间非圆齿轮9啮合时，中心不完全非圆齿轮4与中间不完全非圆齿轮10分离，第一中间不完全非圆齿轮8与中心不完全非圆齿轮4啮合或第一中间非圆齿轮7与中心不完全变性偏心圆齿轮3啮合，保证传动的连续性；第一中间非圆齿轮7与第一行星非圆齿轮13啮合，第二中间非圆齿轮9与第二行星非圆齿轮14啮合。

中心不完全非圆齿轮4与第一中间不完全非圆齿轮8在进入啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮3与第一中间非圆齿轮7结束啮合时刻的传动比相等，中心不完全非圆齿轮4与第一中间不完全非圆齿轮8在结束啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮3与第一中间非圆齿轮7进入啮合时刻的传动比相等。

中心不完全非圆齿轮4与第二中间不完全非圆齿轮10在进入啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮3与第二中间非圆齿轮9结束啮合时刻的传动比相等，中心不完全非圆齿轮4与第二中间不完全非圆齿轮10在结束啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮3与第二中间非圆齿轮9进入啮合时刻的传动比相等。

如图4-1和4-2所示，取苗爪15采用现有成熟技术，例如申请号为201210293743.3的专利公开的取苗臂部件。

如图2所示，行星架2逆时针转动，取苗爪15的秧针尖点形成取苗轨迹16；取苗轨迹头部设有环扣，从头部尖点至钵苗盘顶部为取苗段，取苗段长度为38.4mm。

如图5-1和5-2所示，组合式非圆齿轮行星轮系的节曲线设计过程，具体如下：

(1)中心不完全变性偏心圆齿轮3和第二中间非圆齿轮9的节曲线设计。

在中心不完全变性偏心圆齿轮3与第二中间非圆齿轮9啮合时，必须保证两齿轮转过的节曲线长度相等，则有：

式中：为行星架2转过的角位移，为中心不完全变性偏心圆齿轮3在处对应的向径，为第二中间非圆齿轮9转过的角位移，a₁为中心不完全变性偏心圆齿轮3与第二中间非圆齿轮9的中心距。

因此，当时，中心变性不完全偏心圆齿轮3与第二中间非圆齿轮9转过的节曲线长度相等，则

式中：α为第二中间非圆齿轮9与中心不完全变性偏心圆齿轮3啮合段所对应的圆心角，β为中心不完全变性偏心圆齿轮3的节曲线所对应的角度。

根据变性偏心圆齿轮节曲线方程，得中心不完全变性偏心圆齿轮3的节曲线方程为：

式中，m₁₁为中心不完全变性偏心圆齿轮3的变性系数，中间变量e为引入变性系数前的偏心圆偏心距，R为引入变性系数前的偏心圆半径；θ为中心不完全变性偏心圆齿轮3的初始安装角，即中心不完全变性偏心圆齿轮3节曲线上与第二中间非圆齿轮9啮合的第一个啮合点的极角(第一个啮合点和中心不完全变性偏心圆齿轮3转动中心的连线与水平轴的夹角)。

为方便书写，将用希腊字母λ代替，将用希腊字母μ代替，进而求得

式中，k为中心不完全变性偏心圆齿轮3的偏心率，k＝e/R。

当α、β、e、R、θ以及变性系数m₁₁预先确定后，可以计算出中心距a₁，进而求得第二中间非圆齿轮9的角位移

则第二中间非圆齿轮9与中心不完全变性偏心圆齿轮3啮合段的节曲线向径R₂₁表示为

为保证第二中间非圆齿轮9的完整和周期内节曲线的光滑连续，采用傅里叶级数构建第二中间非圆齿轮9上未与中心不完全变性偏心圆齿轮3啮合段节曲线向径R₂₂为

为保证第二中间非圆齿轮9在整周节曲线光滑连续，则应满足

从而求出系数b₀，b₁，b₂，b₃，继而得出第二中间非圆齿轮9与中心不完全变性偏心圆齿轮3啮合时完整的节曲线向径方程为

(2)中心不完全非圆齿轮4的节曲线和中间不完全非圆齿轮10的节曲线设计。

该机构齿轮啮合是两对齿轮交替啮合完成的，所以当中间不完全非圆齿轮10旋转2π-α时，中心不完全非圆齿轮4必须旋转2π-β，从而得到

式中，为中心不完全非圆齿轮4的向径，为中间不完全非圆齿轮10的向径。

根据该机构的传动特点以及传动要求，构建中心不完全非圆齿轮4和中间不完全非圆齿轮10之间的传动比函数如下：

式中，c₀，c₁，c₂为传动比函数系数，从而得到

中心变性不完全偏心圆齿轮3和第二中间非圆齿轮9啮合时的传动比函数

为保证运动的平稳性，在一个周期内，传动比的变化应该是连续的，故有

从而求出传动比系数c₀，c₁，c₂，得到中心不完全非圆齿轮4的节曲线和中间不完全非圆齿轮10的节曲线方程为

(3)第二行星非圆齿轮14的节曲线设计。

中间不完全非圆齿轮10与第二行星非圆齿轮14的啮合点和第二中间非圆齿轮9与中心变性不完全偏心圆齿轮3的啮合点所夹圆心角相差π-δ₀，其中，δ₀为中间不完全非圆齿轮10转动中心和中心不完全非圆齿轮4转动中心连线与中间不完全非圆齿轮10转动中心和第二行星非圆齿轮14转动中心连线的夹角。第二中间非圆齿轮9在角度时和第二行星非圆齿轮14的啮合点对应的向径，与第二中间非圆齿轮9在角度时和中心变性不完全偏心圆齿轮3的啮合点对应的向径相等，则有第二中间非圆齿轮9与第二行星非圆齿轮14啮合的向径方程为

第二中间非圆齿轮9相对于行星架2转过一周，第二行星非圆齿轮14也要转过一周，所以

由式(1)求出第二中间非圆齿轮9与第二行星非圆齿轮14的中心距a₂，进而求得第二行星非圆齿轮14相对于行星架2转过的角位移

第二行星非圆齿轮14节曲线向径

组合式非圆齿轮行星轮系的节曲线设计完成后，建立取苗爪秧针尖点形成的取苗轨迹方程如下：

根据几何关系，列出取苗爪秧针尖点H的轨迹方程为

式中，α₀为取苗爪安装位置角，即取苗爪秧针尖点和第二行星非圆齿轮14转动中心的连线与第二中间非圆齿轮9和第二行星非圆齿轮14的转动中心连线之间的夹角；为行星架初始安装角，即中心不完全变性偏心圆齿轮3和第二中间非圆齿轮9的转动中心连线相对水平轴x的角度，中心不完全变性偏心圆齿轮3和第二中间非圆齿轮9的转动中心连线在水平轴x的逆时针方向时为正，否则为负；S为取苗爪秧针尖点到第二行星非圆齿轮14转动中心的距离。

该组合式不完全变性偏心圆-非圆齿轮行星轮系取苗机构的工作原理：

动力经中心轴1传给行星架2，带动行星架2转动；中心不完全变性偏心圆齿轮3空套在中心轴1上并与机架固定，行星架2带动第一中间非圆齿轮7、第一中间不完全非圆齿轮8、第二中间非圆齿轮9、第二中间不完全非圆齿轮10、第一行星非圆齿轮13及第二行星非圆齿轮14公转；当中心不完全变性偏心圆齿轮3与第一中间非圆齿轮7啮合时，中心不完全非圆齿轮4与第一中间不完全非圆齿轮8分离，第二中间不完全非圆齿轮10与中心不完全非圆齿轮4啮合或第二中间非圆齿轮9与中心不完全变性偏心圆齿轮3啮合；当中心不完全变性偏心圆齿轮3与第二中间非圆齿轮9啮合时，中心不完全非圆齿轮4与中间不完全非圆齿轮10分离，第一中间不完全非圆齿轮8与中心不完全非圆齿轮4啮合或第一中间非圆齿轮7与中心不完全变性偏心圆齿轮3啮合，保证传动的连续性；第一中间非圆齿轮7与第一行星非圆齿轮13啮合，第二中间非圆齿轮9与第二行星非圆齿轮14啮合，实现取苗爪15的不等速运动。

当行星架2转动到推苗位置时，推苗凸轮15-1推动推苗拨叉15-2旋转，推苗拨叉15-2带动推苗杆15-3向取苗爪15的头部运动，推苗杆头部的推苗爪15-6完成推苗动作，秧针15-4在推苗杆的作用下张开，钵苗17脱落；当行星架2转动到取苗位置时，推苗拨叉15-2处于推苗凸轮15-1的近休止段，推苗杆15-3及推苗拨叉15-2在弹簧15-5的作用下回到初始位置，秧针15-4在推苗爪15-6的作用下夹紧钵苗盘中的钵苗17，完成取苗动作并为下一次推苗做准备。

Claims (5)

1.不完全变性偏心圆-非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构，包括组合式非圆齿轮行星轮系和取苗爪，其特征在于：所述的组合式非圆齿轮行星轮系包括中心轴、行星架、中心不完全变性偏心圆齿轮、中心不完全非圆齿轮、第一中间轴、第二中间轴、第一中间非圆齿轮、第一中间不完全非圆齿轮、第二中间非圆齿轮、第二中间不完全非圆齿轮、第一行星轴、第二行星轴、第一行星非圆齿轮和第二行星非圆齿轮；所述中心轴的一端与动力装置连接，另一端与行星架固定；所述的中心不完全变性偏心圆齿轮与机架固定，中心不完全非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮固定，且中心不完全非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮的轮齿设置在不同侧；所述的中心不完全变性偏心圆齿轮和中心不完全非圆齿轮均空套在中心轴上；第一中间轴和第二中间轴对称设置在中心轴两侧，且均与行星架通过轴承连接；第一中间非圆齿轮与第一中间轴通过花键连接，第一中间不完全非圆齿轮空套在第一中间轴上，并与第一中间非圆齿轮固定；第二中间非圆齿轮与第二中间轴通过花键连接，第二中间不完全非圆齿轮空套在第二中间轴上，并与第二中间非圆齿轮固定；所述的第一行星轴和第二行星轴对称设置在行星架两端，且均与行星架通过轴承连接；第一行星非圆齿轮与第一行星轴通过花键连接，第二行星非圆齿轮与第二行星轴通过花键连接；中心不完全非圆齿轮仅设有单个凹齿，第一中间不完全非圆齿轮和第二中间不完全非圆齿轮均仅设有单个凸齿；第一行星轴和第二行星轴的一端均伸出行星架外，且分别与一个取苗爪的壳体固定；两个取苗爪的推苗凸轮均与行星架固定；当中心不完全变性偏心圆齿轮与第一中间非圆齿轮啮合时，中心不完全非圆齿轮与第一中间不完全非圆齿轮分离，第二中间不完全非圆齿轮与中心不完全非圆齿轮啮合或第二中间非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合；当中心不完全变性偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮啮合时，中心不完全非圆齿轮与中间不完全非圆齿轮分离，第一中间不完全非圆齿轮与中心不完全非圆齿轮啮合或第一中间非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合；第一中间非圆齿轮与第一行星非圆齿轮啮合，第二中间非圆齿轮与第二行星非圆齿轮啮合；

所述组合式非圆齿轮行星轮系的节曲线设计过程，具体如下：

(1)中心不完全变性偏心圆齿轮和第二中间非圆齿轮的节曲线设计；

在中心不完全变性偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮啮合时，必须保证两齿轮转过的节曲线长度相等，则有：

式中：为行星架转过的角位移，为中心不完全变性偏心圆齿轮在处对应的向径，为第二中间非圆齿轮转过的角位移，a为中心不完全变性偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮的中心距；

因此，当时，中心变性不完全偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮转过的节曲线长度相等，则

式中：α为第二中间非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合段所对应的圆心角，β为中心不完全变性偏心圆齿轮的节曲线所对应的角度；

根据变性偏心圆齿轮节曲线方程，得中心不完全变性偏心圆齿轮的节曲线方程为：

式中，m₁₁为中心不完全变性偏心圆齿轮的变性系数，中间变量e为引入变性系数前的偏心圆偏心距，R为引入变性系数前的偏心圆半径；θ为中心不完全变性偏心圆齿轮的初始安装角，即中心不完全变性偏心圆齿轮节曲线上与第二中间非圆齿轮啮合的第一个啮合点的极角；

将用希腊字母λ代替，将用希腊字母μ代替，进而求得

式中，k为中心不完全变性偏心圆齿轮的偏心率，k＝e/R；

当α、β、e、R、θ以及变性系数m₁₁预先确定后，计算出中心距a₁，进而求得第二中间非圆齿轮的角位移

则第二中间非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合段的节曲线向径R₂₁表示为

为保证第二中间非圆齿轮的完整和周期内节曲线的光滑连续，采用傅里叶级数构建第二中间非圆齿轮上未与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合段节曲线向径R₂₂为

为保证第二中间非圆齿轮在整周节曲线光滑连续，则应满足

从而求出系数b₀，b₁，b₂，b₃，继而得出第二中间非圆齿轮与中心不完全变性偏心圆齿轮啮合时完整的节曲线向径方程为

(2)中心不完全非圆齿轮的节曲线和中间不完全非圆齿轮的节曲线设计；

当中间不完全非圆齿轮旋转2π-α时，中心不完全非圆齿轮必须旋转2π-β，从而得到

式中，为中心不完全非圆齿轮的向径，为中间不完全非圆齿轮的向径；

构建中心不完全非圆齿轮和中间不完全非圆齿轮之间的传动比函数如下：

式中，c₀，c₁，c₂为传动比函数系数，从而得到

中心变性不完全偏心圆齿轮和第二中间非圆齿轮啮合时的传动比函数

在一个周期内，传动比的变化应该是连续的，故有

从而求出传动比系数c₀，c₁，c₂，得到中心不完全非圆齿轮的节曲线和中间不完全非圆齿轮的节曲线方程为

(3)第二行星非圆齿轮的节曲线设计；

中间不完全非圆齿轮与第二行星非圆齿轮的啮合点和第二中间非圆齿轮与中心变性不完全偏心圆齿轮的啮合点所夹圆心角相差π-δ₀，其中，δ₀为中间不完全非圆齿轮转动中心和中心不完全非圆齿轮转动中心连线与中间不完全非圆齿轮转动中心和第二行星非圆齿轮转动中心连线的夹角；第二中间非圆齿轮在角度时和第二行星非圆齿轮的啮合点对应的向径与第二中间非圆齿轮在角度时和中心变性不完全偏心圆齿轮的啮合点对应的向径相等，则有第二中间非圆齿轮与第二行星非圆齿轮啮合的向径方程为

第二中间非圆齿轮相对于行星架转过一周，第二行星非圆齿轮也要转过一周，所以

由式(1)求出第二中间非圆齿轮与第二行星非圆齿轮的中心距a₂，进而求得第二行星非圆齿轮相对于行星架转过的角位移

第二行星非圆齿轮节曲线向径

组合式非圆齿轮行星轮系的节曲线设计完成后，建立取苗爪秧针尖点形成的取苗轨迹方程如下：

根据几何关系，列出取苗爪秧针尖点H的轨迹方程为

式中，α₀为取苗爪安装位置角，即取苗爪秧针尖点和第二行星非圆齿轮转动中心的连线与第二中间非圆齿轮和第二行星非圆齿轮的转动中心连线之间的夹角；为行星架初始安装角，即中心不完全变性偏心圆齿轮和第二中间非圆齿轮的转动中心连线相对水平轴x的角度，中心不完全变性偏心圆齿轮和第二中间非圆齿轮的转动中心连线在水平轴x的逆时针方向时为正，否则为负；S为取苗爪秧针尖点到第二行星非圆齿轮转动中心的距离。

2.根据权利要求1所述的不完全变性偏心圆-非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构，其特征在于：所述的中心不完全非圆齿轮与第一中间不完全非圆齿轮在进入啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮与第一中间非圆齿轮结束啮合时刻的传动比相等，中心不完全非圆齿轮与第一中间不完全非圆齿轮在结束啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮与第一中间非圆齿轮进入啮合时刻的传动比相等。

3.根据权利要求1所述的不完全变性偏心圆-非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构，其特征在于：所述的中心不完全非圆齿轮与第二中间不完全非圆齿轮在进入啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮结束啮合时刻的传动比相等，中心不完全非圆齿轮与第二中间不完全非圆齿轮在结束啮合时刻的传动比和中心不完全变性偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮进入啮合时刻的传动比相等。

4.根据权利要求1所述的不完全变性偏心圆-非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构，其特征在于：所述第一中间非圆齿轮与第二中间非圆齿轮的节曲线参数相同，第一中间不完全非圆齿轮与第二中间不完全非圆齿轮的节曲线参数相同，第一行星非圆齿轮与第二行星非圆齿轮的节曲线参数相同。

5.根据权利要求1所述的不完全变性偏心圆-非圆齿轮组合式行星轮系取苗机构，其特征在于：所述取苗爪的秧针尖点形成取苗轨迹，所述取苗轨迹从头部尖点至钵苗盘顶部为取苗段，取苗段长度为38.4mm。