CN203537810U

CN203537810U - 三非圆锥齿轮行星轮系玉米宽窄行斜z字形移栽机构

Info

Publication number: CN203537810U
Application number: CN201320591668.9U
Authority: CN
Inventors: 刘晓龙; 赵匀; 陈建能
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2023-09-24

Abstract

本实用新型公开了一种三非圆锥齿轮行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构。现有玉米钵苗移栽植株间通风、透光度能改善。本实用新型实现的玉米种植为宽窄行种植及斜Z字形种植的组合；本实用新型中两个栽植部件分别设置在动力传动部件的两侧；栽植部件包括中心锥齿轮、中间轴、中间锥齿轮、移栽臂、行星轴、行星锥齿轮和齿轮箱；两个中心锥齿轮分别空套在中心轴的两端，每个中心锥齿轮通过一个牙嵌式法兰与传动箱固定连接；中间锥齿轮固定设置在中间轴上；行星轴的一端伸出齿轮箱的外侧壳体并与移栽臂的壳体固定连接，中部固定设置有行星锥齿轮；中心锥齿轮与中间锥齿轮啮合，中间锥齿轮与行星锥齿轮啮合。本实用新型可改善植株间通风、透光度。

Description

三非圆锥齿轮行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构

技术领域

本实用新型属于农业机械技术领域，涉及高速玉米宽窄行移栽机的移栽机构，具体涉及一种三非圆锥齿轮行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构。

背景技术

中国地少人多，移栽可以充分利用土地资源，大田粮食作物的移栽尤为急需，玉米钵苗移栽是提高玉米产量的重要措施，可提高产量15～20%。除此之外，玉米钵苗移栽可以解决北方春旱年头播种后大面积缺苗问题。但是目前国际市场的移栽机，结构复杂、造价过高、效率低，价格低廉的粮食作物移栽难以承担，因而开发高效、低价的全自动玉米移栽机，成为当务之急。

宽窄行种植是指玉米苗之间列向间距实行一宽一窄的种植方式，这种种植方式利用作物边际优势的增产原理，通过调整玉米苗之间列向间距，改善植株间通风、透光度，减轻病害，从而达到优质高产、节本增效的目的。

宽窄行种植能够改变玉米苗之间列向间距，但是每一列中相邻玉米苗之间距离是相等的，所以植株间通风、透光度还能进一步改善。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种三非圆锥齿轮行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构,实现玉米苗宽窄行斜Z字形种植的要求，通过调节中心轴与中间轴及行星轴与中间轴之间的轴线夹角，优化相关机构参数，可以设计出满足不同机型、不同宽窄行农艺要求的三非圆锥齿轮行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构。这对提高玉米产量具有重大意义。

本实用新型实现的玉米种植为宽窄行种植及斜Z字形种植的组合。所述的斜Z字形种植为种植后沿着移栽机构前进方向，一颗玉米苗、同行相邻列的玉米苗、同列相邻行的玉米苗及相邻列相邻行的玉米苗之间顺序连线呈斜Z字形。

本实用新型包括动力传动部件、牙嵌式法兰和栽植部件；两个栽植部件分别设置在动力传动部件的两侧。

所述的动力传动部件包括中心链轮、中心轴、主动链轮轴、主动链轮、链条和传动箱；中心链轮、中心轴、主动链轮轴、主动链轮和链条整体设置在传动箱内；主动链轮轴和主动链轮设置在传动箱的尾部，主动链轮轴的两端均通过轴承与传动箱连接，主动链轮固定设置在主动链轮轴的中部；中心链轮和中心轴设置在传动箱的头部，中心轴与传动箱之间通过轴承连接，中心轴的两端均伸出传动箱外，中心链轮固定设置在中心轴的中部；中心链轮与主动链轮之间通过链条连接。

所述的栽植部件包括中心锥齿轮、中间轴、中间锥齿轮、移栽臂、行星轴、行星锥齿轮和齿轮箱。

所述的齿轮箱整体可为三角形或长条形，内部开设有行星锥齿轮安装腔、中间锥齿轮安装腔和中心锥齿轮安装腔；中间锥齿轮安装腔的顶部与行星锥齿轮安装腔贯通设置，底部与中心锥齿轮安装腔贯通设置；若齿轮箱呈三角形，行星锥齿轮安装腔、中间锥齿轮安装腔和中心锥齿轮安装腔分别设置在齿轮箱的一个角所在位置处。

所述中心轴的两端头部分别伸入一个齿轮箱的中心锥齿轮安装腔内，并分别与对应的齿轮箱固定连接；两个齿轮箱的安装相位角相差170～190°。

所述的两个中心锥齿轮分别空套在中心轴的两端，每个中心锥齿轮通过一个牙嵌式法兰与传动箱固定连接；所述的中间轴设置在齿轮箱的中间锥齿轮安装腔内，且通过轴承与齿轮箱连接；中间锥齿轮固定设置在中间轴上；所述的行星轴设置在齿轮箱的行星锥齿轮安装腔内，并通过轴承与齿轮箱连接；行星轴的一端伸出齿轮箱的外侧壳体并与移栽臂的壳体固定连接，中部固定设置有行星锥齿轮；中心锥齿轮与中间锥齿轮啮合，中间锥齿轮与行星锥齿轮啮合。

通过中心锥齿轮与中间锥齿轮的啮合及中间锥齿轮与行星锥齿轮的啮合实现总传动比函数曲线，使得移栽机构形成8字形空间运动轨迹，总传动比函数曲线上有两个波峰。

所述的中心轴与中间轴的轴线夹角、中间轴与行星轴的轴线夹角均为2～45°，取值根据宽窄行行距农艺要求调节设计。

所述的中心锥齿轮、中间锥齿轮和行星锥齿轮同时为一阶椭圆锥齿轮、一阶变性椭圆锥齿轮、高阶椭圆锥齿轮、高阶变性椭圆锥齿轮、一阶非圆锥齿轮、高阶非圆锥齿轮、偏心-非圆锥齿轮或变性非圆锥齿轮中的一种。

所述的移栽臂采用成熟的现有技术，例如申请号为201110164729.9的专利。

本实用新型具有的有益效果是：

非圆锥齿轮兼具非圆齿轮副的非匀速传动及锥齿轮副的空间传动特性，中心轴与中间轴以及行星轴与中间轴之间的轴线夹角均不等于90°，根据相应的宽窄行行距农艺要求调节设计，使得移栽臂上的取苗爪在取苗后，其推苗点相对于取苗点在竖直方向上发生偏移，从而使得所移栽玉米苗的列距成宽窄变化，实现宽窄行种植的农艺要求。改变轴线夹角的大小，该移栽机构可以满足不同的宽窄行农艺要求。同时两级齿轮啮合总传动比函数曲线要求有两个波峰，通过机构参数优化获得8字形空间静轨迹。由于两个齿轮箱安装相位角不同，使得两个移栽臂上的取苗爪移栽过程不同步，实现玉米苗斜Z字形种植。

本实用新型传动机构工作稳定，机械化程度高，能实现玉米苗之间列向间距实行一宽一窄的种植和相邻两行玉米苗错开种植。这两种种植方式相结合，充分利用作物边际优势的增产原理，通过调整玉米苗之间的行向和纵向间距，改善植株间通风、透光度，减轻病害，从而达到优质高产、节本增效的目的。

附图说明

图1为本实用新型分别安装在移栽机的相邻两个传动箱上时移栽机前进方向形成的8字形空间运动轨迹图；

图2为玉米宽窄行斜Z字形种植形成的玉米苗分布示意图；

图3为本实用新型的机构运动简图；

图4为本实用新型中两个齿轮箱之间的装配结构示意图；

图5为本实用新型中齿轮箱内行星轮系的机构运动简图；

图6为本实用新型中齿轮箱内行星轮系的装配结构立体图；

图7为本实用新型中移栽臂的取苗爪形成的8字形空间运动轨迹对应的两级齿轮啮合总传动比函数曲线图；

图8为本实用新型中移栽臂的取苗爪形成的8字形空间运动轨迹的侧视图；

图9为本实用新型的中心轴与中间轴的装配结构示意图；

图10为本实用新型的行星轴与中间轴的装配结构示意图；

图11为本实用新型中移栽臂的内部结构剖视图；

图12为本实用新型中移栽臂的外部结构立体图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，三非圆锥齿轮行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构实现的玉米种植为宽窄行种植及斜Z字形种植的组合。斜Z字形种植为种植后沿着移栽机构前进方向，即图2的箭头方向，一颗玉米苗q₁、同行相邻列的玉米苗q₂、同列相邻行的玉米苗q₃及相邻列相邻行的玉米苗q₄之间顺序连线呈斜Z字形。

如图3、图4、图5和图6所示，该三非圆锥齿轮行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构包括动力传动部件、牙嵌式法兰3和栽植部件；两个栽植部件分别设置在动力传动部件的两侧。

动力传动部件包括中心链轮1、中心轴2、主动链轮轴12、主动链轮13、链条14和传动箱11；中心链轮1、中心轴2、主动链轮轴12、主动链轮13和链条14整体设置在传动箱11内；主动链轮轴12和主动链轮13设置在传动箱11的尾部，主动链轮轴12的两端均通过轴承与传动箱11连接，主动链轮13固定设置在主动链轮轴的中部；中心链轮1和中心轴2设置在传动箱11的头部，中心轴2与传动箱11之间通过轴承连接，中心轴2的两端均伸出传动箱11外，中心链轮1固定设置在中心轴2的中部；中心链轮1与主动链轮13之间通过链条14连接。

栽植部件包括中心锥齿轮4、中间轴5、中间锥齿轮6、移栽臂7、行星轴8、行星锥齿轮9和齿轮箱10。

齿轮箱10整体呈三角形，内部开设有行星锥齿轮安装腔10-1、中间锥齿轮安装腔10-2和中心锥齿轮安装腔10-3，行星锥齿轮安装腔10-1、中间锥齿轮安装腔10-2和中心锥齿轮安装腔10-3分别设置在齿轮箱10的一个角所在位置处；中间锥齿轮安装腔10-2的顶部与行星锥齿轮安装腔10-1贯通设置，底部与中心锥齿轮安装腔10-3贯通设置。

中心轴2的两端头部分别伸入一个齿轮箱10的中心锥齿轮安装腔10-3内，并分别与对应的齿轮箱10固定连接；两个齿轮箱10的安装相位角相差

，

为180°。

两个中心锥齿轮4分别空套在中心轴2的两端，每个中心锥齿轮4通过一个牙嵌式法兰3与传动箱11固定连接；中间轴5设置在齿轮箱的中间锥齿轮安装腔10-2内，且通过轴承与齿轮箱10连接；中间锥齿轮6固定设置在中间轴5上；行星轴8设置在齿轮箱的行星锥齿轮安装腔10-1内，并通过轴承与齿轮箱10连接；行星轴8的一端伸出齿轮箱10的外侧壳体并与移栽臂7的壳体固定连接，中部固定设置有行星锥齿轮9；中心锥齿轮4与中间锥齿轮6啮合，中间锥齿轮6与行星锥齿轮9啮合。

如图6、图7和图8所示，通过中心锥齿轮4与中间锥齿轮6的啮合及中间锥齿轮6与行星锥齿轮9的啮合实现总传动比函数曲线21，使得移栽机构形成8字形空间运动轨迹22，总传动比函数曲线21上有两个波峰。

如图9和图10所示，中心轴2与中间轴5的轴线夹角、中间轴5与行星轴8的轴线夹角均为

，

为9°；

的取值根据宽窄行行距农艺要求调节设计。

如图5和图6所示，中心锥齿轮4、中间锥齿轮6和行星锥齿轮9均为一阶非圆锥齿轮。

如图11和图12所示，移栽臂7采用成熟的现有技术，例如申请号为201110164729.9的专利。

该三非圆锥齿轮行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构的工作原理：

移栽机构动力由传动箱11内的主动链轮13经链条14传递到中心链轮1上，带动中心轴2转动，中心轴2带动齿轮箱10转动，齿轮箱10内，空套在中心轴2上并与传动箱11固定的中心锥齿轮4与中间锥齿轮6啮合，中间锥齿轮6与行星锥齿轮9啮合，当行星锥齿轮9随行星轴8相对齿轮箱10转动时，行星轴8带动移栽臂7转动，由于中心轴2与中间轴5的轴线夹角、中间轴5与行星轴8的轴线夹角均为9°，因此移栽臂7的转动平面与齿轮箱10的转动平面不是平行平面，引起移栽臂7上的取苗爪19在取苗后，其推苗点C、D相对于取苗点A、B在竖直方向上发生偏移。移栽臂7的转动使拨叉16围绕固定在齿轮箱10上的凸轮17摆动，取苗前取苗爪19前段相接触，推苗后取苗爪19前段撑开，拨叉16经过凸轮17的第一个上升段而抬起，将推苗杆18提高至一定位置点，同时压缩弹簧15，取苗爪19前端张口收缩至约15mm；在取苗爪19接近玉米苗23时，拨叉16经过凸轮17的第二个上升段而抬起，将推苗杆18提高至最高点，推苗爪20后端挤压取苗爪19，完成夹取玉米苗23的过程；当取苗爪19到达玉米穴口上方位置时，拨叉16转至凸轮17缺口，弹簧15回位推动推苗杆18向下快速运动，推苗爪20会撑开取苗爪19，同时推苗爪20将玉米苗23推入玉米穴中，从而顺序完成了玉米苗23的取、推动作。两个齿轮箱10的安装相位角相差180°，使两侧的移栽臂移栽动作不同步，从而实现玉米的机械化宽窄行Z字形移栽。

Claims

1. 三非圆锥齿轮行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构，实现的玉米种植为宽窄行种植及斜Z字形种植的组合，其特征在于：

所述的斜Z字形种植为种植后沿着移栽机构前进方向，一颗玉米苗、同行相邻列的玉米苗、同列相邻行的玉米苗及相邻列相邻行的玉米苗之间顺序连线呈斜Z字形；

该移栽机构包括动力传动部件、牙嵌式法兰和栽植部件；两个栽植部件分别设置在动力传动部件的两侧；

所述的动力传动部件包括中心链轮、中心轴、主动链轮轴、主动链轮、链条和传动箱；中心链轮、中心轴、主动链轮轴、主动链轮和链条整体设置在传动箱内；主动链轮轴和主动链轮设置在传动箱的尾部，主动链轮轴的两端均通过轴承与传动箱连接，主动链轮固定设置在主动链轮轴的中部；中心链轮和中心轴设置在传动箱的头部，中心轴与传动箱之间通过轴承连接，中心轴的两端均伸出传动箱外，中心链轮固定设置在中心轴的中部；中心链轮与主动链轮之间通过链条连接；

所述的栽植部件包括中心锥齿轮、中间轴、中间锥齿轮、移栽臂、行星轴、行星锥齿轮和齿轮箱；

所述的齿轮箱内部开设有行星锥齿轮安装腔、中间锥齿轮安装腔和中心锥齿轮安装腔；中间锥齿轮安装腔的顶部与行星锥齿轮安装腔贯通设置，底部与中心锥齿轮安装腔贯通设置；

所述中心轴的两端头部分别伸入一个齿轮箱的中心锥齿轮安装腔内，并分别与对应的齿轮箱固定连接；两个齿轮箱的安装相位角相差170～190°；

2.根据权利要求1所述的三非圆锥齿轮行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构，其特征在于：所述的齿轮箱整体可为三角形或长条形，若齿轮箱呈三角形，行星锥齿轮安装腔、中间锥齿轮安装腔和中心锥齿轮安装腔分别设置在齿轮箱的一个角所在位置处。

3.根据权利要求1所述的三非圆锥齿轮行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构，其特征在于：通过中心锥齿轮与中间锥齿轮的啮合及中间锥齿轮与行星锥齿轮的啮合实现总传动比函数曲线，使得移栽机构形成8字形空间运动轨迹，总传动比函数曲线上有两个波峰。

4.根据权利要求1所述的三非圆锥齿轮行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构，其特征在于：所述的中心轴与中间轴的轴线夹角、中间轴与行星轴的轴线夹角均为2～45°，取值根据宽窄行行距农艺要求调节设计。

5.根据权利要求1所述的三非圆锥齿轮行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构，其特征在于：所述的中心锥齿轮、中间锥齿轮和行星锥齿轮同时为一阶椭圆锥齿轮、一阶变性椭圆锥齿轮、高阶椭圆锥齿轮、高阶变性椭圆锥齿轮、一阶非圆锥齿轮、高阶非圆锥齿轮、偏心-非圆锥齿轮或变性非圆锥齿轮中的一种。