CN204443059U

CN204443059U - 不完全偏心圆—非圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构

Info

Publication number: CN204443059U
Application number: CN201520072398.XU
Authority: CN
Inventors: 叶秉良; 高杨; 俞高红; 朱浩; 李丽
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2025-02-02

Abstract

本实用新型公开了不完全偏心圆—非圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构。现有非圆齿轮行星系移栽机构优化过程复杂，不便于优化程序编写。本实用新型的中心轴与行星架固定，中心不完全偏心圆齿轮与机架固定，凸锁止弧与中心不完全偏心圆齿轮固定；第一中间非圆齿轮与第一中间轴花键连接，第一凹锁止弧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花键连接，第二凹锁止弧与第二中间非圆齿轮固定；第一行星非圆齿轮与第一行星轴花键连接，第二行星非圆齿轮与第二行星轴花键连接；第一行星轴和第二行星轴均伸出行星架外与一个取苗爪的壳体固定。本实用新型仅调节中心不完全偏心圆齿轮参数，便可根据传动比设计出满足不同要求的钵苗移栽机构。

Description

不完全偏心圆—非圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构

技术领域

本实用新型属于农业机械领域，涉及一种水稻钵苗移栽机构，具体涉及一种不完全偏心圆—非圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构。

背景技术

目前，水稻种植有两种农艺方式：直播和移栽，移栽又分为机插秧和钵苗移栽两种方式。移栽具有使作物生育提早和对气候的补偿作用的综合效益，可以充分利用光热资源，其经济与社会效益均非常可观。水田、旱地的钵苗移栽作业需要开发移栽取苗机构。而机插秧的分插机构大部分只适用于取毯状苗，取苗时取苗爪对秧苗根须有损伤。而钵苗移栽机构所取的秧苗为钵苗，钵与钵之间的苗不存在盘根现象，所以在取苗过程不存在伤根问题，相比毯状苗插秧具有更加短的返青周期，这对提高水稻产量具有重大意义。

非圆齿轮行星系移栽机构可以实现从塑盘穴位中取秧、并植入田中这一过程，即取苗—推苗—回程的工作过程；为完成该过程，移栽臂尖点要完成所需要的运动轨迹。通过调节各个非圆齿轮的参数，优化相关机构参数，可以设计出满足不同机型，不同要求的钵苗移栽机构。但现有的非圆齿轮行星系移栽机构可调参数多，机构优化过程复杂，通常需要优化设计两对非圆齿轮副，给优化程序的编写造成了不便，从而延长了开发周期。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种不完全偏心圆—非圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构，通过调节中心不完全偏心圆齿轮的半径、偏心距以及有齿部分对应的圆心角，根据传动比设计非圆齿轮的机构参数，设计出满足不同机型，不同要求的钵苗移栽机构。

本实用新型包括中心轴、行星架、中心不完全偏心圆齿轮、凸锁止弧、第一中间轴、第二中间轴、第一中间非圆齿轮、第一凹锁止弧、第二中间非圆齿轮、第二凹锁止弧、第一行星轴、第二行星轴、第一行星非圆齿轮、第二行星非圆齿轮和取苗爪。所述的行星架包括一体成型的中间轮安装架和行星轮安装架；两个行星轮安装架对称设置在中间轮安装架的两端，与行星轮安装架的夹角均为15～45o中的一个值；所述中心轴的一端与动力装置连接，另一端固定在中间轮安装架的中心处；所述的中心不完全偏心圆齿轮空套在中心轴上，并与机架固定；所述的凸锁止弧与中心不完全偏心圆齿轮固定，且凸锁止弧与中心不完全偏心圆齿轮的轮齿设置在不同侧；所述的第一中间轴和第二中间轴对称设置在中心轴两侧，且均通过轴承支承在行星架的中间轮安装架上；所述的第一中间非圆齿轮与第一中间轴通过花键连接，第一凹锁止弧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，第二凹锁止弧与第二中间非圆齿轮固定；第一行星轴和第二行星轴对称设置在行星架两端，且均通过轴承支承在行星架的行星轮安装架上；所述的第一行星非圆齿轮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；第一行星轴和第二行星轴的一端均伸出行星轮安装架外与一个取苗爪的壳体固定。所述第一中间非圆齿轮的两侧分别与中心不完全偏心圆齿轮和第一行星非圆齿轮通过齿轮副连接；第二中间非圆齿轮的两侧分别与中心不完全偏心圆齿轮和第二行星非圆齿轮通过齿轮副连接；当中心不完全偏心圆齿轮与第一中间非圆齿轮开始啮合时，凸锁止弧与第一凹锁止弧分离，与第二凹锁止弧摩擦传动；当中心不完全偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮开始啮合时，凸锁止弧与第二凹锁止弧分离，与第一凹锁止弧摩擦传动。

所述的凸锁止弧为扇形，对应的圆心角为45～60o；所述的第一凹锁止弧与第二凹锁止弧结构相同，且均与凸锁止弧的结构匹配。

当行星架绕中心轴转动时，取苗爪的秧针尖点形成取苗轨迹；取苗轨迹的取苗段形成环扣，环扣在竖直方向的投影为29mm～35mm。

所述的中心不完全偏心圆齿轮与第一中间非圆齿轮啮合的传动比曲线只有一个波峰。

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；第一行星非圆齿轮与第二行星非圆齿轮的节曲线参数相同。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型根据钵苗移栽的要求，仅需调节中心不完全偏心圆齿轮的参数，便可根据传动比设计非圆齿轮的机构参数，从而设计出满足不同机型、不同要求的钵苗移栽机构，使取苗爪的秧针尖点形成取苗轨迹，实现从苗盘中取秧、并植入田中这一过程；简化了机构优化过程和优化程序的编写，从而缩短开发周期。

2、本实用新型的结构简单、体积小、重量轻、振动小、制造成本低。

3、本实用新型采用两个取苗爪的布置方案，行星架转动一次，取苗作业两次，工作效率高，能适应移栽机在各种转速下的水田和旱地移栽作业。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构剖视图；

图2为本实用新型的工作原理示意图；

图3为本实用新型中各个齿轮的啮合传动示意图；

图4-1为本实用新型中取苗爪的内部结构剖视图；

图4-2为本实用新型中取苗爪的整体结构示意图；

图5为本实用新型中行星架转角为0～283°时中心不完全偏心圆齿轮与第一中间非圆齿轮啮合的传动比曲线图。

图中：1、中心轴，2、行星架，3、中心不完全偏心圆齿轮，4、凸锁止弧，5、第一中间轴，6、第二中间轴，7、第一中间非圆齿轮，8、第一凹锁止弧，9、第二中间非圆齿轮，10、第二凹锁止弧，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

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1、2和3所示，不完全偏心圆—非圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构，包括中心轴1、行星架2、中心不完全偏心圆齿轮3、凸锁止弧4、第一中间轴5、第二中间轴6、第一中间非圆齿轮7、第一凹锁止弧8、第二中间非圆齿轮9、第二凹锁止弧10、第一行星轴11、第二行星轴12、第一行星非圆齿轮13、第二行星非圆齿轮14和取苗爪15。行星架2包括一体成型的中间轮安装架和行星轮安装架；两个行星轮安装架对称设置在中间轮安装架的两端，与行星轮安装架的夹角均为α，α的取值为15～45o；中心轴1的一端与动力装置连接，另一端固定在中间轮安装架的中心处；中心不完全偏心圆齿轮3空套在中心轴上，并与机架固定；凸锁止弧4与中心不完全偏心圆齿轮3固定，且凸锁止弧与中心不完全偏心圆齿轮的轮齿设置在不同侧；第一中间轴5和第二中间轴6对称设置在中心轴两侧，且均通过轴承支承在行星架2的中间轮安装架上；第一中间非圆齿轮7与第一中间轴5通过花键连接，第一凹锁止弧8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，第二凹锁止弧10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，且均通过轴承支承在行星架的行星轮安装架上；第一行星非圆齿轮13与第一行星轴11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；第一行星轴11和第二行星轴12的一端均伸出行星轮安装架外与一个取苗爪15的壳体固定。第一中间非圆齿轮7的两侧分别与中心不完全偏心圆齿轮3和第一行星非圆齿轮13通过齿轮副连接；第二中间非圆齿轮9的两侧分别与中心不完全偏心圆齿轮3和第二行星非圆齿轮14通过齿轮副连接；当中心不完全偏心圆齿轮3与第一中间非圆齿轮7开始啮合时，凸锁止弧与第一凹锁止弧8分离，与第二凹锁止弧10摩擦传动；当中心不完全偏心圆齿轮3与第二中间非圆齿轮9开始啮合时，凸锁止弧与第二凹锁止弧10分离，与第一凹锁止弧8摩擦传动，保证传动的连续性。

第一中间非圆齿轮7与第二中间非圆齿轮9的节曲线参数相同；第一行星非圆齿轮13与第二行星非圆齿轮14的节曲线参数相同；凸锁止弧4为扇形，对应的圆心角为45～60o；第一凹锁止弧8与第二凹锁止弧10结构相同，且均与凸锁止弧4的结构匹配。

行星架2的初始安装状态如图2所示，当行星架2绕中心轴1逆时针转动时，取苗爪15的秧针尖点形成取苗轨迹16；取苗轨迹的取苗段16-1形成环扣，环扣在竖直方向的投影需为29mm～35mm中的一个值,保证取苗爪垂直离开钵苗盘，避免取苗时损伤钵苗17。

如图4-1和4-2所示，取苗爪15采用成熟的现有技术，例如申请号为201210293743.3的专利。

行星架转角为0～283°时，中心不完全偏心圆齿轮3与第一中间非圆齿轮7啮合的传动比随行星架转角的变化规律如图5所示，可知其传动比变化平缓，传动平稳，冲击力小。凸锁止弧4与第一凹锁止弧8摩擦传动的整个过程中，行星架转角为283°～360°，此时，中心不完全偏心圆齿轮3与第一中间非圆齿轮7脱离啮合，即实现了间歇运动。中心不完全偏心圆齿轮3与第一中间非圆齿轮7开始分离，即凸锁止弧4与第一凹锁止弧8开始摩擦传动时刻，行星架转角为283°；凸锁止弧4与第一凹锁止弧8开始分离，即中心不完全偏心圆齿轮3与第一中间非圆齿轮7开始啮合时刻，行星架转角为360°。

该不完全偏心圆—非圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构的工作原理：

动力经中心轴1传给行星架2，带动行星架2转动，从而带动第一中间非圆齿轮7、第二中间非圆齿轮9、第一行星非圆齿轮13及第二行星非圆齿轮14公转；第一中间非圆齿轮7的两侧分别与中心不完全偏心圆齿轮3及第一行星非圆齿轮13啮合，第二中间非圆齿轮9的两侧分别与中心不完全偏心圆齿轮3及第二行星非圆齿轮14啮合，实现了取苗爪15的不等速传动；当中心不完全偏心圆齿轮3与第一中间非圆齿轮7开始啮合时，凸锁止弧4与第一凹锁止弧8分离，与第二凹锁止弧10摩擦传动；当中心不完全偏心圆齿轮3与第二中间非圆齿轮9开始啮合时，凸锁止弧4与第二凹锁止弧10分离，与第一凹锁止弧8摩擦传动，保证传动的连续性。

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

1. 不完全偏心圆—非圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构，包括中心轴、行星架、中心不完全偏心圆齿轮、凸锁止弧、第一中间轴、第二中间轴、第一中间非圆齿轮、第一凹锁止弧、第二中间非圆齿轮、第二凹锁止弧、第一行星轴、第二行星轴、第一行星非圆齿轮、第二行星非圆齿轮和取苗爪，其特征在于：

所述的行星架包括一体成型的中间轮安装架和行星轮安装架；两个行星轮安装架对称设置在中间轮安装架的两端，与行星轮安装架的夹角均为15～45o中的一个值；所述中心轴的一端与动力装置连接，另一端固定在中间轮安装架的中心处；所述的中心不完全偏心圆齿轮空套在中心轴上，并与机架固定；所述的凸锁止弧与中心不完全偏心圆齿轮固定，且凸锁止弧与中心不完全偏心圆齿轮的轮齿设置在不同侧；所述的第一中间轴和第二中间轴对称设置在中心轴两侧，且均通过轴承支承在行星架的中间轮安装架上；所述的第一中间非圆齿轮与第一中间轴通过花键连接，第一凹锁止弧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，第二凹锁止弧与第二中间非圆齿轮固定；第一行星轴和第二行星轴对称设置在行星架两端，且均通过轴承支承在行星架的行星轮安装架上；所述的第一行星非圆齿轮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；第一行星轴和第二行星轴的一端均伸出行星轮安装架外与一个取苗爪的壳体固定；所述第一中间非圆齿轮的两侧分别与中心不完全偏心圆齿轮和第一行星非圆齿轮通过齿轮副连接；第二中间非圆齿轮的两侧分别与中心不完全偏心圆齿轮和第二行星非圆齿轮通过齿轮副连接；当中心不完全偏心圆齿轮与第一中间非圆齿轮开始啮合时，凸锁止弧与第一凹锁止弧分离，与第二凹锁止弧摩擦传动；当中心不完全偏心圆齿轮与第二中间非圆齿轮开始啮合时，凸锁止弧与第二凹锁止弧分离，与第一凹锁止弧摩擦传动；

所述的凸锁止弧为扇形，对应的圆心角为45～60o；所述的第一凹锁止弧与第二凹锁止弧结构相同，且均与凸锁止弧的结构匹配；

当行星架绕中心轴转动时，取苗爪的秧针尖点形成取苗轨迹；取苗轨迹的取苗段形成环扣，环扣在竖直方向的投影为29mm～35mm；

2.根据权利要求1所述的不完全偏心圆—非圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构，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；第一行星非圆齿轮与第二行星非圆齿轮的节曲线参数相同。