CN110679339A - 一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置及其铺盘方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置及其铺盘方法。现有铺盘设备需要额外的电机驱动铺盘机构。本发明自动铺盘装置包括机壳底板、地轮组件、铺盘机构、入料架组件和机壳。本发明自动铺盘方法：其中一个铺盘机构的凸轮轴由地轮组件驱动；铺盘机构中一个凸轮摆杆机构通过连杆轴同步带动两个摆杆滑块机构，使得凸轮摆杆机构的摆杆和两个摆杆滑块机构的承托板组件交替支撑秧盘。本发明通过凸轮摆杆机构和摆杆滑块机构的结合，可以完成对整垛秧盘一个一个有序的铺放工作，避免一次铺放多个秧盘；通过地轮驱动，可以使用人力或拖拉机为动力，不需要额外的电机来驱动铺盘机构。

Description

一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置及其铺盘方法

技术领域

本发明属于农业辅助机械技术领域，具体涉及一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置及其铺盘方法。

背景技术

水稻育秧是水稻种植的重要生产环节，育秧时要完成播种、覆土、铺盘等过程。随着我国农业生产机械化的发展，水稻育秧现多采用精量播种自动化生产线，以此提高幼苗质量。先经过自动化育苗流水线，在育秧盘里完成覆土、播种、覆土。播种后需要通过人工将秧盘一个一个有序地摆放到炼苗大棚或秧田中进行育苗，该过程劳动强度大，对劳动力需求大。

已有的铺盘设备虽然可以完成育秧铺盘作业，但还是需要人工一个个上盘，不能完成对一整垛的秧盘的铺盘工作。且已有设备大都结构复杂，需要额外的电机驱动铺盘机构，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置及其铺盘方法，完成对一整垛秧盘的自动摆放，且为纯机械结构，结构简单，可靠性强。

本发明通过以下的技术方案实现：

本发明一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置，包括机壳底板、地轮组件、铺盘机构、入料架组件和机壳。所述的地轮组件包括步行式地轮、地轮轴和轴承；地轮轴通过轴承支承在机壳底板上。地轮轴的两端都固定有步行式地轮。地轮组件共两个，两个地轮组件的地轮轴平行设置在机壳底板两端。所述的机壳底板开设有秧盘输出槽口，秧盘输出槽口相对的两侧壁均开设有摆杆收纳槽；两个摆杆收纳槽关于秧盘输出槽口对称设置；机壳底板上在靠近每个摆杆收纳槽位置处设置一个铺盘机构，两个铺盘机构关于秧盘输出槽口对称设置。

所述的铺盘机构包括凸轮摆杆机构、连杆轴和摆杆滑块机构。所述的凸轮摆杆机构包括凸轮、凸轮轴、摆杆、摆杆轴、滚子和支撑座组。所述的凸轮固定在凸轮轴上，凸轮轴两端均通过轴承支承在机壳上；机壳与机壳底板通过螺钉连接；滚子铰接在摆杆一端，并与凸轮构成凸轮副。摆杆中部与摆杆轴构成转动副，摆杆另一端位于摆杆收纳槽处；摆杆中部开设有通孔，连杆轴与通孔构成转动副；摆杆轴固定在支撑座组上，所述的支撑座组包括固定在机壳底板上的两个支撑座。两个摆杆滑块机构设置在连杆轴两端；所述的摆杆滑块机构包括连杆、滑动杆、滑动轨道、滚轮组、滑轨支座和承托板组件。所述连杆的一端与滑动杆构成转动副；滑动杆与承托板组件的一端固定；承托板组件的另一端固定设有秧盘支撑板；铰接在承托板组件内的滚轮组与滑动轨道构成滚动摩擦副；滑动轨道与滑轨支座固定，滑轨支座固定在机壳底板上。两个摆杆滑块机构的连杆另一端与连杆轴的两端分别固定。

其中一个铺盘机构的凸轮轴与传动轴一端通过离合器连接，且和该凸轮轴位置对应的地轮组件的地轮轴与传动轴另一端通过链传动机构连接。两个铺盘机构的凸轮轴通过同步带传动机构连接。

机壳底板的秧盘输出槽口外沿设有阵列排布的四个入料架组件；所述的入料架组件包括入料架和导轮组件；入料架竖直固定在机壳底板上，并伸出机壳开设的入料口外；入料架上设有五个以上沿竖直方向等距排布的导轮组件；所述的导轮组件包括导轮和导轮轴；导轮轴固定在入料架上；导轮与导轮轴构成转动副；导轮的侧面由相对设置的两个圆台面组成；两个圆台面的锥角相等，且两个圆台面的中心轴线夹角为90°。

进一步，所述支承凸轮轴两端的两个轴承均通过轴承盖轴向定位。

进一步，拉杆固定在机壳上。

进一步，所述的凸轮为平面槽道式凸轮。

进一步，所述凸轮的轮廓形状呈轴对称布置。

进一步，所述的承托板组件包括承托板和盖板。所述的承托板与盖板固定，且承托板与盖板合围出限位腔；固定在滑动杆上的安装杆端部置于限位腔内；滑动杆上一体成型的轴肩两侧分别由盖板上一体成型的限位板和承托板的凸台面限位；秧盘支撑板与承托板一体成型。

进一步，所述的滚轮组包括四个滚轮，承托板组件的两侧各布置两个滚轮，且承托板组件两侧的滚轮与滑动轨道的两侧分别构成滚动摩擦副。滑动杆上也铰接有两个滚轮，两个滚轮与滑动轨道的两侧分别构成滚动摩擦副。

进一步，所述的链传动机构包括链条和两个链轮；两个链轮分别固定在传动轴和地轮轴上，并通过链条连接。

进一步，所述的同步带传动机构包括同步带、保护罩和两个同步带轮。两个铺盘机构的凸轮轴均固定有一个同步带轮，两个同步带轮通过同步带连接。所述的保护罩罩在同步带和两个同步带轮外，并与机壳固定。

该步行式地轮驱动的自动铺盘装置的铺盘方法，具体如下：

步骤一、将一整垛秧盘从机壳的入料口放入，并置于入料架组件上，秧盘的每个角都被嵌在入料架组件中导轮的两个圆台面之间；初始时摆杆水平放置，两个凸轮摆杆机构的摆杆承托整垛秧盘底部两侧，秧盘不会落下；且初始时离合器处于分离状态。

步骤二、推动机壳底板前进至铺盘位置点；然后拨动拨杆，使得离合器处于接合状态。

步骤三、推动机壳底板前进，地轮组件通过链传动机构带动传动轴，传动轴带动与其连接的一个凸轮摆杆机构的凸轮轴，该凸轮摆杆机构的凸轮轴通过同步带传动机构带动另一个凸轮摆杆机构的凸轮轴；凸轮摆杆机构中，凸轮随凸轮轴转动，并带动摆杆逐渐向下摆动。摆杆向下摆动过程中，通过连杆轴带动连杆轴两端两个摆杆滑块机构的连杆同步摆动；摆杆滑块机构中，连杆带动滑动杆以及承托板组件同步向靠近秧盘输出槽口方向滑动；摆杆向下摆动过程中且最底部秧盘还受摆杆支撑时，两个凸轮摆杆机构带动四个承托板组件已经共同承托从下往上的第二个秧盘两侧。摆杆向下摆动至最低位置时，最底部的秧盘落下。

步骤四、拉拽拉杆继续推动机壳底板前进，凸轮继续转动，带动摆杆逐渐回到水平位置，也带动滑动杆以及承托板组件回程。承托板组件回程过程中且最底部秧盘还受承托板组件支撑时，两个凸轮摆杆机构的摆杆已经承托整垛秧盘底部两侧；承托板组件回程结束时，摆杆也恢复至水平位置将秧盘托起。

步骤五、重复步骤三和步骤四，直到完成所有秧盘的铺盘工作。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明通过凸轮摆杆机构和摆杆滑块机构的结合，可以完成对整垛秧盘一个一个有序的铺放工作，避免一次铺放多个秧盘。

2、本发明装置通过地轮驱动，可以使用人力或拖拉机为动力，不需要额外的电机来驱动铺盘机构。

3、本发明是纯机械结构，结构简单，运动可靠，大大提高了铺盘的可靠性高。

附图说明

图1是本发明的整体结构的示意图；

图2是本发明的内部结构的示意图；

图3是本发明内部结构的局部放大图；

图4是本发明承托板组件的结构示意图；

图5是本发明承托板组件的结构剖视图；

图6是本发明摆杆承托秧盘的示意图；

图7是本发明摆杆下放秧盘的示意图；

图8是本发明摆杆与承托板的运动时序图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、2、3和4所示，一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置，包括机壳底板12、地轮组件、铺盘机构、入料架组件和机壳2。

地轮组件包括步行式地轮1、地轮轴9和轴承；地轮轴9通过轴承支承在机壳底板12上。地轮轴9的两端都固定有步行式地轮1。地轮组件共两个，两个地轮组件的地轮轴9平行设置在机壳底板12两端。地轮组件可为机壳底板12以及铺盘机构提供动力，从而驱动整个装置。

机壳底板12开设有秧盘输出槽口，秧盘输出槽口相对的两侧壁均开设有摆杆收纳槽；两个摆杆收纳槽关于秧盘输出槽口对称设置；机壳底板12上在靠近每个摆杆收纳槽位置处设置一个铺盘机构，两个铺盘机构关于秧盘输出槽口对称设置，共同完成铺盘动作。

铺盘机构包括凸轮摆杆机构、连杆轴21和摆杆滑块机构。凸轮摆杆机构包括凸轮20、凸轮轴18、摆杆19、摆杆轴22、滚子和支撑座组23。凸轮20固定在凸轮轴18上，凸轮轴18两端均通过轴承11支承在机壳2上，该两个轴承均通过轴承盖10轴向定位；机壳2与机壳底板12通过螺钉连接；滚子铰接在摆杆19一端，并与凸轮20构成凸轮副。作为一种可选结构形式，凸轮20为平面槽道式凸轮，工作轮廓在凸轮20内侧。摆杆19中部与摆杆轴22构成转动副，摆杆19另一端位于摆杆收纳槽处；摆杆19中部开设有通孔，连杆轴21与通孔构成转动副；摆杆轴22固定在支撑座组23上，支撑座组23包括固定在机壳底板12上的两个支撑座。摆杆19绕摆杆轴22进行摆动，以此承托秧盘。两个摆杆滑块机构设置在连杆轴21两端；摆杆滑块机构包括连杆15、滑动杆14、滑动轨道26、滚轮组28、滑轨支座25和承托板组件。连杆15一端与滑动杆14构成转动副；滑动杆14与承托板组件的一端固定；承托板组件的另一端固定设有秧盘支撑板；铰接在承托板组件内的滚轮组28与滑动轨道26构成滚动摩擦副，承托板组件沿着滑动轨道26做直线运动；作为一种可选结构形式，滚轮组28包括四个滚轮，承托板组件的两侧各布置两个滚轮，且承托板组件两侧的滚轮与滑动轨道26的两侧分别构成滚动摩擦副。作为一种可选结构形式，滑动杆14上也铰接有两个滚轮，两个滚轮与滑动轨道26的两侧分别构成滚动摩擦副。滑动轨道26与滑轨支座25固定，滑轨支座固定在机壳底板12上。两个摆杆滑块机构的连杆15另一端与连杆轴21的两端分别固定。

其中一个铺盘机构的凸轮轴18与传动轴一端通过离合器17连接，且和该凸轮轴18位置对应的地轮组件的地轮轴9与传动轴另一端通过链传动机构16连接；可以通过离合器上的拨杆6控制离合器离合，从而控制地轮轴9传递到凸轮轴18的动力，保证在未到达工作区域时整机可以自由移动而铺盘机构不工作。链传动机构16包括链条和两个链轮；两个链轮分别固定在传动轴和地轮轴9上，并通过链条连接。

两个铺盘机构的凸轮轴通过同步带传动机构24连接；同步带传动机构24包括同步带、保护罩8和两个同步带轮。两个铺盘机构的凸轮轴均固定有一个同步带轮，两个同步带轮通过同步带连接，保证两凸轮轴的同步性。保护罩8罩在同步带和两个同步带轮外，并与机壳2固定，对同步带起到保护作用。由于两个铺盘机构关于秧盘输出槽口对称设置，因此这里将凸轮的轮廓形状设计成对称的，这样才能保证在同步带传动机构24的带动下，两个铺盘机构的摆杆19摆角一致；两个铺盘机构必须保持同步，才能较好的完成铺盘工作。

机壳底板12的秧盘输出槽口外沿设有阵列排布的四个入料架组件；入料架组件包括入料架3和导轮组件；入料架3竖直固定在机壳底板12上，并伸出机壳2开设的入料口外；入料架3上设有五个以上沿竖直方向等距排布的导轮组件；导轮组件包括导轮和导轮轴；导轮轴4固定在入料架3上；导轮5与导轮轴4构成转动副；导轮5的侧面由相对设置的两个圆台面组成；两个圆台面的锥角相等，且两个圆台面的中心轴线夹角为90°；导轮5可对秧盘进行限位，并保证秧盘可以流畅下落。

作为一种可选结构形式，拉杆7固定在机壳2上，可以由人拉拽拉杆7也可以由拖拉机拉拽拉杆7使装置前进。

作为一种可选结构形式，如图5所示，承托板组件包括承托板13和盖板29。承托板13与盖板29固定，且承托板13与盖板29合围出限位腔；固定在滑动杆14上的安装杆端部置于限位腔内；滑动杆14上一体成型的轴肩两侧分别由盖板29上一体成型的限位板和承托板13的凸台面限位，从而滑动杆14实现与承托板13和盖板29的固连，带动承托板组件整体伸出与收回。秧盘支撑板与承托板13一体成型。

如图6和7所示，凸轮20处于初始位置时，摆杆19处于水平位置，承托秧盘。凸轮20开始运动时，摆杆19逐渐向下摆动，秧盘落下，承托板组件则在摆杆19的带动下向外伸出，阻止上方的秧盘27落下；凸轮20回程时，摆杆19逐渐恢复到水平位置，承托秧盘27，承托板组件则退回到原位置。

如图8所示，摆杆19向下摆动的过程中，承托板13逐渐伸出，与承托板伸出极限的距离不断减小，秧盘由摆杆19支承变为承托板13支承。当摆杆19复位时，承托板13也不断回缩，秧盘也由承托板13支承恢复为摆杆19支承。

该步行式地轮驱动的自动铺盘装置的铺盘方法，具体如下：

步骤一、将一整垛秧盘从机壳2的入料口放入，并置于入料架组件上，秧盘的每个角都被嵌在入料架组件中导轮5的两个圆台面之间，由于两个圆台面的限位，秧盘在入料架3中不会随意晃动，但在入料架组件中可以自由地上下移动。初始时摆杆19水平放置，两个凸轮摆杆机构的摆杆19承托整垛秧盘底部两侧，秧盘不会落下；且初始时离合器处于分离状态。

步骤二、拉拽拉杆7推动机壳底板12前进至铺盘位置点；然后拨动拨杆6，使得离合器处于接合状态。

步骤三、拉拽拉杆7推动机壳底板12前进，地轮组件通过链传动机构16带动传动轴，传动轴带动与其连接的一个凸轮摆杆机构的凸轮轴，该凸轮摆杆机构的凸轮轴通过同步带传动机构24带动另一个凸轮摆杆机构的凸轮轴；凸轮摆杆机构中，凸轮20随凸轮轴转动，并带动摆杆19逐渐向下摆动。摆杆19向下摆动过程中，通过连杆轴21带动连杆轴21两端两个摆杆滑块机构的连杆15同步摆动；摆杆滑块机构中，连杆15带动滑动杆14以及承托板组件同步向靠近秧盘输出槽口方向滑动；摆杆19向下摆动过程中且最底部秧盘还受摆杆19支撑时，两个凸轮摆杆机构带动四个承托板组件已经共同承托从下往上的第二个秧盘两侧。摆杆19向下摆动至最低位置时，最底部的秧盘落下。

步骤四、拉拽拉杆7继续推动机壳底板12前进，凸轮20继续转动，带动摆杆19逐渐回到水平位置，也带动滑动杆14以及承托板组件回程。承托板组件回程过程中且最底部秧盘还受承托板组件支撑时，两个凸轮摆杆机构的摆杆19已经承托整垛秧盘底部两侧；承托板组件回程结束时，摆杆19也恢复至水平位置将秧盘托起。

步骤五、重复步骤三和步骤四，直到完成所有秧盘的铺盘工作。

Claims (10)

1.一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置，包括机壳底板、地轮组件、铺盘机构、入料架组件和机壳，其特征在于：所述的地轮组件包括步行式地轮、地轮轴和轴承；地轮轴通过轴承支承在机壳底板上；地轮轴的两端都固定有步行式地轮；地轮组件共两个，两个地轮组件的地轮轴平行设置在机壳底板两端；所述的机壳底板开设有秧盘输出槽口，秧盘输出槽口相对的两侧壁均开设有摆杆收纳槽；两个摆杆收纳槽关于秧盘输出槽口对称设置；机壳底板上在靠近每个摆杆收纳槽位置处设置一个铺盘机构，两个铺盘机构关于秧盘输出槽口对称设置；

所述的铺盘机构包括凸轮摆杆机构、连杆轴和摆杆滑块机构；所述的凸轮摆杆机构包括凸轮、凸轮轴、摆杆、摆杆轴、滚子和支撑座组；所述的凸轮固定在凸轮轴上，凸轮轴两端均通过轴承支承在机壳上；机壳与机壳底板通过螺钉连接；滚子铰接在摆杆一端，并与凸轮构成凸轮副；摆杆中部与摆杆轴构成转动副，摆杆另一端位于摆杆收纳槽处；摆杆中部开设有通孔，连杆轴与通孔构成转动副；摆杆轴固定在支撑座组上，所述的支撑座组包括固定在机壳底板上的两个支撑座；两个摆杆滑块机构设置在连杆轴两端；所述的摆杆滑块机构包括连杆、滑动杆、滑动轨道、滚轮组、滑轨支座和承托板组件；所述连杆的一端与滑动杆构成转动副；滑动杆与承托板组件的一端固定；承托板组件的另一端固定设有秧盘支撑板；铰接在承托板组件内的滚轮组与滑动轨道构成滚动摩擦副；滑动轨道与滑轨支座固定，滑轨支座固定在机壳底板上；两个摆杆滑块机构的连杆另一端与连杆轴的两端分别固定；

其中一个铺盘机构的凸轮轴与传动轴一端通过离合器连接，且和该凸轮轴位置对应的地轮组件的地轮轴与传动轴另一端通过链传动机构连接；两个铺盘机构的凸轮轴通过同步带传动机构连接；

机壳底板的秧盘输出槽口外沿设有阵列排布的四个入料架组件；所述的入料架组件包括入料架和导轮组件；入料架竖直固定在机壳底板上，并伸出机壳开设的入料口外；入料架上设有五个以上沿竖直方向等距排布的导轮组件；所述的导轮组件包括导轮和导轮轴；导轮轴固定在入料架上；导轮与导轮轴构成转动副；导轮的侧面由相对设置的两个圆台面组成；两个圆台面的锥角相等，且两个圆台面的中心轴线夹角为90°。

2.根据权利要求1所述一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置，其特征在于：所述支承凸轮轴两端的两个轴承均通过轴承盖轴向定位。

3.根据权利要求1所述一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置，其特征在于：拉杆固定在机壳上。

4.根据权利要求1所述一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置，其特征在于：所述的凸轮为平面槽道式凸轮。

5.根据权利要求1所述一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置，其特征在于：所述凸轮的轮廓形状呈轴对称布置。

6.根据权利要求1所述一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置，其特征在于：所述的承托板组件包括承托板和盖板；所述的承托板与盖板固定，且承托板与盖板合围出限位腔；固定在滑动杆上的安装杆端部置于限位腔内；滑动杆上一体成型的轴肩两侧分别由盖板上一体成型的限位板和承托板的凸台面限位；秧盘支撑板与承托板一体成型。

7.根据权利要求1所述一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置，其特征在于：所述的滚轮组包括四个滚轮，承托板组件的两侧各布置两个滚轮，且承托板组件两侧的滚轮与滑动轨道的两侧分别构成滚动摩擦副；滑动杆上也铰接有两个滚轮，两个滚轮与滑动轨道的两侧分别构成滚动摩擦副。

8.根据权利要求1所述一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置，其特征在于：所述的链传动机构包括链条和两个链轮；两个链轮分别固定在传动轴和地轮轴上，并通过链条连接。

9.根据权利要求1所述一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置，其特征在于：所述的同步带传动机构包括同步带、保护罩和两个同步带轮；两个铺盘机构的凸轮轴均固定有一个同步带轮，两个同步带轮通过同步带连接；所述的保护罩罩在同步带和两个同步带轮外，并与机壳固定。

10.根据权利要求1至9中任一项所述一种步行式地轮驱动的自动铺盘装置的铺盘方法，其特征在于：该方法具体如下：

步骤一、将一整垛秧盘从机壳的入料口放入，并置于入料架组件上，秧盘的每个角都被嵌在入料架组件中导轮的两个圆台面之间；初始时摆杆水平放置，两个凸轮摆杆机构的摆杆承托整垛秧盘底部两侧，秧盘不会落下；且初始时离合器处于分离状态；

步骤二、推动机壳底板前进至铺盘位置点；然后拨动拨杆，使得离合器处于接合状态；

步骤三、推动机壳底板前进，地轮组件通过链传动机构带动传动轴，传动轴带动与其连接的一个凸轮摆杆机构的凸轮轴，该凸轮摆杆机构的凸轮轴通过同步带传动机构带动另一个凸轮摆杆机构的凸轮轴；凸轮摆杆机构中，凸轮随凸轮轴转动，并带动摆杆逐渐向下摆动；摆杆向下摆动过程中，通过连杆轴带动连杆轴两端两个摆杆滑块机构的连杆同步摆动；摆杆滑块机构中，连杆带动滑动杆以及承托板组件同步向靠近秧盘输出槽口方向滑动；摆杆向下摆动过程中且最底部秧盘还受摆杆支撑时，两个凸轮摆杆机构带动四个承托板组件已经共同承托从下往上的第二个秧盘两侧；摆杆向下摆动至最低位置时，最底部的秧盘落下；

步骤四、拉拽拉杆继续推动机壳底板前进，凸轮继续转动，带动摆杆逐渐回到水平位置，也带动滑动杆以及承托板组件回程；承托板组件回程过程中且最底部秧盘还受承托板组件支撑时，两个凸轮摆杆机构的摆杆已经承托整垛秧盘底部两侧；承托板组件回程结束时，摆杆也恢复至水平位置将秧盘托起；

步骤五、重复步骤三和步骤四，直到完成所有秧盘的铺盘工作。

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