CN111108855B - 一种井窖式移栽成穴机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井窖式移栽成穴机构，包括成穴架体，成穴架体上安装有两结构相同的非圆齿轮机构，两非圆齿轮机构沿着成穴架体的运动方向前后并列设置，两非圆齿轮机构之间传动有动力传动机构；两非圆齿轮机构输出端分别固定连接有成穴曲柄，两成穴曲柄平行设置且两成穴曲柄的顶端分别固定安装有曲柄连接轴，两曲柄连接轴之间铰接有水平设置的成穴连杆，成穴连杆底端固定安装有与两曲柄连接轴分别对应的两锥齿轮换向器，各锥齿轮换向器输入轴与对应的曲柄连接轴之间传动有直齿圆柱齿轮机构，各锥齿轮换向器输出轴竖直向下设置且底端固定有竖向向下设置的成穴器；本发明设计合理、可形成形状规则的近似圆柱形井窖、用于满足井窖保温、保湿等要求。

Description

一种井窖式移栽成穴机构

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，尤其涉及一种井窖式移栽成穴机构。

背景技术

井窖式移栽是以水利学“达西定律”为基础，移栽前在土壤中形成直径为6-8cm、深度为18-20cm、上下直径较均匀的圆形井窖，然后将作物幼苗栽入井窖中。随着外界温湿度变化，井窖产生的水力递度，使井窖内土壤水分蒸发或凝结，从而保持井窖内温湿度的相对稳定，能为作物幼苗提供一个适宜生长的温度、湿度及营养环境。通过井窖式移栽，将壮苗培育、适时早栽集中于井窖内同时完成，有利于作物幼苗适时早栽、干旱移栽、快速移栽、集中移栽、促进栽后还苗、早生快发，实现减工降本，提质增效。因此，在部分干旱丘陵地区常采用井窖式移栽。

传统的成穴方式主要为人工成穴，此种成穴方式虽然能满足井窖移栽的农艺要求，但由于人工成穴方式劳动强度较大，效率较低，连续作业时成穴质量无法保证；为提高成穴效率，目前所采用机械化成穴作业方式，将成穴机构安装在行走装置上，实现边行走边成穴，而当现有成穴机构成穴深度在18cm-20cm时，由于机构无法完全抵消行走装置前进的作业速度，最终所形成的井窖形状为上口较大、下口较小的“喇叭”形井窖，严重影响井窖保温、保湿的效果；而为同时满足井窖深度和形成上下直径较均匀的圆形井窖要求，另一种方案为成穴机构成穴时将行走装置静止，成穴完成后行走装置移动至下一成穴位置，成穴机构继续成穴，循环启停间歇成穴，此种成穴方式虽然能满足形成井窖的要求，但间歇停顿导致成穴效率仍然较低，间歇停顿造成的冲击也降低了机具的可靠性。因此，设计一种非圆齿轮-平行四杆井窖成穴机构，来使得井窖深度达到18cm-20cm且形状较规则的近似圆柱形井窖，以满足井窖保温、保湿的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供设计合理、可使得井窖深度满足需求、且形成形状规则的圆柱形井窖、用于满足井窖保温、保湿等要求的一种井窖式移栽成穴机构。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种井窖式移栽成穴机构，包括成穴架体，所述成穴架体上安装有两结构相同的非圆齿轮机构，两所述非圆齿轮机构沿着所述成穴架体的运动方向前后并列设置，两所述非圆齿轮机构之间传动有动力传动机构，其中一所述非圆齿轮机构上连接有动力输入机构；两所述非圆齿轮机构的输出端分别固定连接有成穴曲柄，两所述成穴曲柄平行设置且两所述成穴曲柄的顶端分别固定安装有曲柄连接轴，两所述曲柄连接轴之间铰接有水平设置的成穴连杆，所述成穴连杆的底端固定安装有与两所述曲柄连接轴分别对应的两锥齿轮换向器，各所述锥齿轮换向器的输入轴与对应的所述曲柄连接轴之间传动有直齿圆柱齿轮机构，各所述锥齿轮换向器的输出轴竖直向下设置且底端固定连接有竖向向下设置的成穴器。

作为优选的技术方案，所述非圆齿轮机构包括固定安装在所述成穴架体上的轴承支座一和轴承支座二，所述轴承支座一内转动安装有主动花键轴，所述轴承支座二内转动安装有从动花键轴，所述主动花键轴上固定安装有主动非圆齿轮，所述从动花键轴上固定安装有从动非圆齿轮，所述主动非圆齿轮与所述从动非圆齿轮啮合传动，所述成穴曲柄固定安装在对应的所述从动花键轴上。

作为优选的技术方案，所述动力传动机构包括两传动链轮，两所述传动链轮分别对应固定安装在两所述非圆齿轮机构的所述主动花键轴上，两所述传动链轮之间传动有传动链条。

作为优选的技术方案，所述动力输入机构包括固定安装在其中一所述非圆齿轮机构的所述主动花键轴上的动力输入链轮，所述动力输入链轮上传动有动力装置。

作为优选的技术方案，所述成穴曲柄的底端设置有与所述成穴曲柄一体成型的配重块，所述配重块设置为扇形结构。

作为优选的技术方案，所述锥齿轮换向器包括换向器壳体，所述换向器壳体通过换向器法兰固定安装在所述成穴连杆的底端，所述换向器壳体内转动安装有换向输入轴和换向输出轴，所述换向输入轴上固定安装有输入锥齿轮，所述换向输出轴上安装有输出锥齿轮，所述输入锥齿轮与所述输出锥齿轮啮合传动，所述换向输入轴水平设置且端部伸出所述换向器壳体外与所述直齿圆柱齿轮机构连接，所述换向输出轴竖直设置且端部向下伸出所述换向器壳体外，所述成穴器通过成穴法兰固定连接在所述换向输出轴的底端。

作为优选的技术方案，所述直齿圆柱齿轮机构包括固定安装在所述曲柄连接轴端部的主动齿轮和固定安装在所述换向输入轴端部的从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合传动。

作为优选的技术方案，所述成穴器包括柱形成穴体，所述柱形成穴体的顶端通过成穴法兰固定安装在所述换向输出轴的底端，所述柱形成穴体的底端设置有锥形成穴嘴。

由于采用了上述技术方案，一种井窖式移栽成穴机构，包括成穴架体，所述成穴架体上安装有两结构相同的非圆齿轮机构，两所述非圆齿轮机构沿着所述成穴架体的运动方向前后并列设置，两所述非圆齿轮机构之间传动有动力传动机构，其中一所述非圆齿轮机构上连接有动力输入机构；两所述非圆齿轮机构的输出端分别固定连接有成穴曲柄，两所述成穴曲柄平行设置且两所述成穴曲柄的顶端分别固定安装有曲柄连接轴，两所述曲柄连接轴之间铰接有水平设置的成穴连杆，所述成穴连杆的底端固定安装有与两所述曲柄连接轴分别对应的两锥齿轮换向器，各所述锥齿轮换向器的输入轴与对应的所述曲柄连接轴之间传动有直齿圆柱齿轮机构，各所述锥齿轮换向器的输出轴竖直向下设置且底端固定连接有竖向设置的成穴器；本发明的有益效果是：

1、本发明通过非圆齿轮机构将匀速运动转换成变速运动，带动两成穴曲柄和直齿圆柱齿轮机构变速转动，实现所述成穴器的变速圆周运动和自身的变速转动，所述成穴器在圆周运动过程中进入土壤，同时所述成穴器自身的转动会压实穴壁；

2、通过所述非圆齿轮机构的变速运动，使得所述成穴器入土过程中的速度变化率比较小，几乎接近前进作业速度，因此可以抵消作业速度，所述成穴器此时近似于直上直下运动，即所述成穴器接近于静止状态下直上直下的成穴，使得井窖穴口深度达到18cm-20cm，且可以保证井窖穴口的形状为规则的、近似圆柱形状，不仅实现了井窖保温、保湿的功能，而且实现了机械化连续自动成穴过程，提高了成穴效率，具有较大的推广价值；

3、在本实施例中包括两所述非圆齿轮机构，两所述非圆齿轮机构的结构相同且前后设置，两个所述非圆齿轮机构分别通过一个成穴曲柄连接有一个成穴器，即一个成穴机构上采用双成穴器进行成穴作业，实现机构单个周期转动完成两次成穴作业，从而降低结构转动速度，提高机构的作业效率。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例另一角度的结构结构图；

图3是本发明实施例的主视图；

图4是本发明实施例的后视图；

图5是本发明实施例成穴器入土后状态图；

图6是本发明实施例成穴器处于穴口最低点的状态图；

图7是本发明实施例成穴器出土后的状态图；

图中：1-成穴架体；21-轴承支座一；22-轴承支座二；23-主动花键轴；24-从动花键轴；25-主动非圆齿轮；26-从动非圆齿轮；31-传动链轮；32-传动链条；4-动力输入链轮；5-成穴曲柄；6-曲柄连接轴；7-成穴连杆；81-换向器壳体；82-换向器法兰；83-换向输入轴；84-换向输出轴；91-主动齿轮；92-从动齿轮；10-成穴器；11-配重块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1至图4所示，一种井窖式移栽成穴机构，包括成穴架体1，所述成穴架体1作为本实施例的安装基体，所述成穴架体1安装在行走装置上，随着行走装置一起向前运动，参见图1和图3中箭头所示方向即为成穴机构随着行走装置向前运动的方向；所述成穴架体1上安装有两结构相同的非圆齿轮机构，两所述非圆齿轮机构沿着所述成穴架体1的运动方向前后并列设置，两所述非圆齿轮机构之间传动有动力传动机构，其中一所述非圆齿轮机构上连接有动力输入机构，所述动力输入机构为所述成穴机构提供动力；两所述非圆齿轮机构的输出端分别固定连接有成穴曲柄5，两所述成穴曲柄5平行设置且两所述成穴曲柄5的顶端分别固定安装有曲柄连接轴6，两所述曲柄连接轴6之间铰接有水平设置的成穴连杆7，所述成穴连杆7的底端固定安装有与两所述曲柄连接轴6分别对应的两锥齿轮换向器，各所述锥齿轮换向器的输入轴与对应的所述曲柄连接轴6之间传动有直齿圆柱齿轮机构，各所述锥齿轮换向器的输出轴朝下设置且底端固定连接有竖向设置的成穴器10。工作时，所述动力输入机构带动其中一所述非圆齿轮机构转动，由于两所述非圆齿轮机构之间传动有所述动力传动机构，因此当其中一所述非圆齿轮机构转动后，会带动另一所述非圆齿轮机构转动，实现两所述非圆齿轮机构的同步转动；两所述成穴曲柄5、所述成穴连杆7与所述成穴架体1构成了平行四杆机构，两所述非圆齿轮机构同步转动过程中，会带动两所述成穴曲柄5同步转动，由于所述非圆齿轮机构具有瞬时传动比按一定规律变化的特点，因此使得平行四杆机构的两所述成穴曲柄5在所述非圆齿轮机构的带动下同步做变速转动，而所述曲柄连接轴6固定安装在所述成穴曲柄5的另一端，因此所述曲柄连接轴6也会随着所述成穴曲柄5带动所述直齿圆柱齿轮机构一同做变速转动；由于所述成穴连杆7的两端分别铰接在两所述曲柄连接轴6上，因此会带动所述成穴连杆7平行地做变速圆周运动，即带动安装在所述成穴连杆7下方的所述成穴器10随着所述成穴曲柄5做变速圆周运动；而由于所述曲柄连接轴6与所述锥齿轮换向器之间传动有所述直齿圆柱齿轮机构，因此所述锥齿轮换向器将所述成穴曲柄5的变速转动通过所述锥齿轮换向器传递给所述成穴器10，驱动所述成穴器10自身做变速转动。本发明通过非圆齿轮机构将匀速运动转换成变速运动，带动两成穴曲柄5和直齿圆柱齿轮机构变速转动，实现所述成穴器10的变速圆周运动和自身的变速转动，所述成穴器10在圆周运动过程中进入土壤，同时所述成穴器10自身的转动会压实穴壁，形成直径较规则的井窖穴口。

参见图2和图4，在本实施例中包括两所述非圆齿轮机构，两所述非圆齿轮机构的结构相同且前后设置，两个所述非圆齿轮机构分别通过一个成穴曲柄5连接有一个成穴器10，即一个成穴机构上采用双成穴器10进行成穴作业，实现机构单个周期转动完成两次成穴作业，从而降低结构转动速度，提高机构的作业效率。

参见图2和图4，所述非圆齿轮机构包括固定安装在所述成穴架体1上的轴承支座一21和轴承支座二22，所述轴承支座一21内转动安装有主动花键轴23，所述轴承支座二22内转动安装有从动花键轴24，所述主动花键轴23上固定安装有主动非圆齿轮25，所述从动花键轴24上固定安装有从动非圆齿轮26，所述主动非圆齿轮25与所述从动非圆齿轮26啮合传动，所述成穴曲柄5固定安装在对应的所述从动花键轴24上。

所述动力传动机构包括两传动链轮31，两所述传动链轮31分别对应固定安装在两所述非圆齿轮机构的所述主动花键轴23上，两所述传动链轮31之间传动有传动链条32。

所述动力输入机构包括固定安装在其中一所述非圆齿轮机构的所述主动花键轴23上的动力输入链轮4，所述动力输入链轮4上传动有动力装置，所述动力装置可以为行走装置上的动力装置或者独立的电动机，所述动力装置与所述动力输入链轮4之间通过链条进行传动。当所述动力装置带动所述动力输入链轮4转动时，会带动其中一所述非圆齿轮机构上的所述主动花键轴23转动，从而带动此所述非圆齿轮机构上的所述主动非圆齿轮25转动，由于所述主动非圆齿轮25与从动非圆齿轮26之间为啮合传动连接，因此所述从动非圆齿轮26被带动发生旋转，即带动此所述非圆齿轮机构上的所述从动花键轴24转动；由于两所述非圆齿轮机构之间设置有动力传动机构，因此其中一所述非圆齿轮机构上的所述主动花键轴23转动时，通过所述传动链轮31与所述传动链条32传动使得另一所述非圆齿轮机构上的所述主动花键轴23转动，然后带动另一所述非圆齿轮机构上的所述从动花键轴24转动。

由于所述从动非圆齿轮26与主动非圆齿轮25为相互啮合，两者之间形成的瞬时传动比按一定规律变化，设计时，保证当所述成穴器10处于成穴过程中穴口最低点处时，所述从动非圆齿轮26与所述主动非圆齿轮25之间的传动比最小，当所述成穴器10从刚入土到穴口最低点运动过程中，所述从动非圆齿轮26与所述主动非圆齿轮25之间的传动比逐渐变小，当所述成穴器10从穴口最低点到出土运动过程中，所述从动非圆齿轮26与所述主动非圆齿轮25之间的传动比逐渐变大，但所述从动非圆齿轮26与所述主动非圆齿轮25之间的传动比在所述成穴器10入土与出土的整个成穴过程中的传动变化率比较小，即用于保证所述成穴器10的速度变化率比较小，使得所述成穴器10的入土与出土的开口变小，利于形成圆柱形结构；而现有技术中，通过采用直齿圆柱齿轮等传动比保持不变的直齿圆柱齿轮机构，成穴过程中在前进运动水平方向所成的速度变化率很大，使所述成穴器10在前进运动水平方向上的速度与行走装置作业的前进速度相差很大，无法抵消行走装置作业的前进速度，所以成的穴很不规则，所形成的井窖形状为上口较大、下口较小的“喇叭”形井窖，严重影响井窖保温、保湿的效果。

进一步地，参见图3中，所述成穴曲柄5绕着所述从动花键轴24顺时针转动，将所述成穴器10的运动分解，在前进运动水平方向(图3中x方向)上有个向后的速度,而所述成穴架体1随着行走装置沿着前进运动水平方向向前运动，因此当所述成穴器10入土时，所述成穴器10在水平方向的速度接近所述成穴架体1随着行走装置的前进作业速度，而由于所述成穴器10的速度变化率比较小，几乎接近前进作业速度，因此可以抵消作业速度；同时由于所述成穴器10是通过所述锥齿轮换向器间接固定在所述成穴连杆7上，而所述成穴连杆7始终处于水平状态，使得所述成穴器10始终处于竖直状态，因此当抵消到行走装置的作业速度后，所述成穴器10此时近似于直上直下运动，即所述成穴器10接近于静止状态下直上直下的成穴，参见图5为所述成穴器10入土后状态图，参见图6为所述成穴器10处于穴口最低点的状态图，参见图7为所述成穴器10出土后的状态图，综上可知，通过所述非圆齿轮机构的变速运动，使得井窖穴口深度达到18cm-20cm，且可以保证井窖穴口的形状为规则的、近似圆柱形状，不仅满足了井窖保温、保湿的要求，而且实现了机械化连续自动成穴作业，提高了成穴效率，具有较大的推广价值；

所述成穴曲柄5的底端设置有与所述成穴曲柄5一体成型的配重块11，所述配重块11设置为扇形结构，所述配重块11与所述成穴曲柄5位于所述从动花键轴24的两侧，由于所述成穴曲柄5上连接有所述成穴连杆7、所述锥齿轮换向器、所述成穴器10，造成所述成穴曲柄5一侧的重量较重，实际设计时，为了保证所述成穴曲柄5的稳定运动，因此增设配重块11。

所述锥齿轮换向器包括换向器壳体81，所述换向器壳体81通过换向器法兰82固定安装在所述成穴连杆7的底端，所述换向器壳体81内转动安装有换向输入轴83和换向输出轴84，所述换向输入轴83上固定安装有输入锥齿轮，所述换向输出轴84上安装有输出锥齿轮，所述输入锥齿轮与所述输出锥齿轮啮合传动，所述换向输入轴83水平设置且端部伸出所述换向器壳体81外与所述直齿圆柱齿轮机构连接，所述换向输出轴84竖直设置且端部向下伸出所述换向器壳体81外，所述成穴器10通过成穴法兰固定连接在所述换向输出轴84的底端。当所述直齿圆柱齿轮机构将动力传递至所述换向输入轴83后，带动所述换向输入轴83转动，并通过所述输入锥齿轮传递至所述输出锥齿轮，从而带动所述换向输出轴84转动，即带动安装在所述换向输出轴84底端的所述成穴器10转动，使得所述成穴器10实现自身的转动，所述成穴器10在随着所述成穴曲柄5进行圆周运动进入土壤后，所述成穴器10自身的转动会压实穴壁，形成直径较均匀的井窖穴口。所述锥齿轮换向器的作用是将水平方向的转动转换为竖直方向的转动，并实现所述成穴器10的自身转动，同时由于所述成穴器10是通过所述锥齿轮换向器间接固定在所述成穴连杆7上，而所述成穴连杆7始终处于水平状态，使得所述成穴器10始终处于竖直状态，可以实现竖直方向入土、成穴、出土。

所述直齿圆柱齿轮机构包括固定安装在所述曲柄连接轴6端部的主动齿轮91和固定安装在所述换向输入轴83端部的从动齿轮92，所述主动齿轮91与所述从动齿轮92啮合传动。由于所述曲柄连接轴6固定安装在所述成穴曲柄5上，因此当所述成穴曲柄5随着所述从动花键轴24转动时，所述曲柄连接轴6会带动所述主动齿轮91以所述从动花键轴24为中心进行周向转动，转动过程中，会带动所述从动齿轮92转动，从而带动所述换向输入轴83转动，即将所述从动花键轴24的转动传递至所述锥齿轮换向器上。

所述成穴器10包括柱形成穴体，所述柱形成穴体的顶端通过成穴法兰固定安装在所述换向输出轴84的底端，所述柱形成穴体的底端设置有锥形成穴嘴。所述成穴器10作为成穴的工具，所述锥形成穴嘴的锥形结构利于破土进入土壤内。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种井窖式移栽成穴机构，包括成穴架体，其特征在于：所述成穴架体上安装有两结构相同的非圆齿轮机构，两所述非圆齿轮机构沿着所述成穴架体的运动方向前后并列设置，两所述非圆齿轮机构之间传动有动力传动机构，其中一所述非圆齿轮机构上连接有动力输入机构；两所述非圆齿轮机构的输出端分别固定连接有成穴曲柄，两所述成穴曲柄平行设置且两所述成穴曲柄的顶端分别固定安装有曲柄连接轴，两所述曲柄连接轴之间铰接有水平设置的成穴连杆，所述成穴连杆的底端固定安装有与两所述曲柄连接轴分别对应的两锥齿轮换向器，各所述锥齿轮换向器的输入轴与对应的所述曲柄连接轴之间传动有直齿圆柱齿轮机构，各所述锥齿轮换向器的输出轴竖直向下设置且底端固定连接有竖向向下设置的成穴器。

2.如权利要求1所述的一种井窖式移栽成穴机构，其特征在于：所述非圆齿轮机构包括固定安装在所述成穴架体上的轴承支座一和轴承支座二，所述轴承支座一内转动安装有主动花键轴，所述轴承支座二内转动安装有从动花键轴，所述主动花键轴上固定安装有主动非圆齿轮，所述从动花键轴上固定安装有从动非圆齿轮，所述主动非圆齿轮与所述从动非圆齿轮啮合传动，所述成穴曲柄固定安装在对应的所述从动花键轴上。

3.如权利要求2所述的一种井窖式移栽成穴机构，其特征在于：所述动力传动机构包括两传动链轮，两所述传动链轮分别对应固定安装在两所述非圆齿轮机构的所述主动花键轴上，两所述传动链轮之间传动有传动链条。

4.如权利要求2所述的一种井窖式移栽成穴机构，其特征在于：所述动力输入机构包括固定安装在其中一所述非圆齿轮机构的所述主动花键轴上的动力输入链轮，所述动力输入链轮上传动有动力装置。

5.如权利要求1所述的一种井窖式移栽成穴机构，其特征在于：所述成穴曲柄的底端设置有与所述成穴曲柄一体成型的配重块，所述配重块设置为扇形结构。

6.如权利要求1所述的一种井窖式移栽成穴机构，其特征在于：所述锥齿轮换向器包括换向器壳体，所述换向器壳体通过换向器法兰固定安装在所述成穴连杆的底端，所述换向器壳体内转动安装有换向输入轴和换向输出轴，所述换向输入轴上固定安装有输入锥齿轮，所述换向输出轴上安装有输出锥齿轮，所述输入锥齿轮与所述输出锥齿轮啮合传动，所述换向输入轴水平设置且端部伸出所述换向器壳体外与所述直齿圆柱齿轮机构连接，所述换向输出轴竖直设置且端部向下伸出所述换向器壳体外，所述成穴器通过成穴法兰固定连接在所述换向输出轴的底端。

7.如权利要求6所述的一种井窖式移栽成穴机构，其特征在于：所述直齿圆柱齿轮机构包括固定安装在所述曲柄连接轴端部的主动齿轮和固定安装在所述换向输入轴端部的从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合传动。

8.如权利要求6所述的一种井窖式移栽成穴机构，其特征在于：所述成穴器包括柱形成穴体，所述柱形成穴体的顶端通过成穴法兰固定安装在所述换向输出轴的底端，所述柱形成穴体的底端设置有锥形成穴嘴。

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