CN204762082U - 一种五次多项式摆动式钵苗宽窄行移栽机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种五次多项式摆动式钵苗宽窄行移栽机构。现有水稻钵苗宽窄行移栽机构的取秧爪在取秧一段侧向偏移量过大，取秧位置不准确，取苗率低；且推秧时，由于栽植臂侧向偏转角影响，立苗率不高。本实用新型的中心轴带动两侧的两个行星轮系；行星轮系的齿轮箱上、下部分别设有上栽植臂和下栽植臂；上栽植臂和下栽植臂均包括栽植臂壳体及装配在栽植臂壳体内的摆动主凸轮、摆动副凸轮、推秧凸轮、摆动轴、推秧杆和取秧爪；栽植臂壳体包括栽植臂上壳体和栽植臂下壳体；摆动轴与摆动主凸轮和摆动副凸轮均构成凸轮副，栽植臂上壳体在摆动轴带动下可相对栽植臂下壳体摆出或回摆。本实用新型可实现取苗过程零偏移量和推苗过程零侧向偏转角。

Description

一种五次多项式摆动式钵苗宽窄行移栽机构

技术领域

本实用新型属于农业机械领域，涉及宽窄行移栽机构，具体涉及一种五次多项式摆动式钵苗宽窄行移栽机构。

背景技术

宽窄行移栽是指水稻钵苗移栽机的行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，通过调整秧苗的行间距，改善植株间通风、透光度，减轻病害(稻瘟病)，增加叶面积指数，延长叶片寿命，加速干物质积累，从而达到优质高产、节本增效的目的。

水稻钵苗宽窄行移栽机构是在移栽机上实现从塑盘穴位中取秧、植入田中、使钵状秧苗成行种植的部件。在此之前，已经实现了二级非圆锥齿轮传动的水稻钵苗宽窄行移栽机构，其工作依靠行星轮系转动时形成一个空间“8字”形运动轨迹，但在实际作业中，由于取秧爪在取秧一段侧向偏移量过大，造成取秧位置不准确，特别是实际作业中秧苗位置不规则，取苗率很低。且推秧时，由于栽植臂侧向偏转角影响，立苗率不高。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种可实现取苗过程零偏移量和推苗过程零侧向偏转角的五次多项式摆动式钵苗宽窄行移栽机构。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型包括传动部件、上栽植臂和下栽植臂；所述的传动部件包括传动箱、中心轴和行星轮系；所述的中心轴通过轴承支承在传动箱上；中心轴伸出传动箱外的两端分别与一个行星轮系的齿轮箱固定；行星轮系的齿轮箱上、下部分别设有上栽植臂和下栽植臂。

所述的行星轮系包括齿轮箱、中心非圆齿轮、上中间第一非圆齿轮、上中间第二非圆齿轮、上行星非圆齿轮、下中间第一非圆齿轮、下中间第二非圆齿轮、下行星非圆齿轮、上中间轴、下中间轴、上行星轴和下行星轴；所述的中心非圆齿轮空套在中心轴上，并通过牙嵌式法兰与传动箱固定；所述的上中间第一非圆齿轮和上中间第二非圆齿轮均与上中间轴固定，下中间第一非圆齿轮和下中间第二非圆齿轮均与下中间轴固定；所述中心非圆齿轮的两侧分别与上中间第一非圆齿轮和下中间第一非圆齿轮啮合；上行星非圆齿轮空套在上行星轴上，下行星非圆齿轮空套在下行星轴上；所述的上行星非圆齿轮与上中间非圆齿轮啮合，下行星非圆齿轮与下中间非圆齿轮啮合。所述的上中间轴和下中间轴对称设置在中心轴两侧，且均通过轴承支承在齿轮箱内；所述的上行星轴与下行星轴对称设置在中心轴两侧，且均固定于齿轮箱内。

所述的上栽植臂和下栽植臂均包括栽植臂壳体及装配在栽植臂壳体内的摆动凸轮组、推秧凸轮、摆动轴、推秧凸轮摆臂轴、推秧凸轮摆臂、推杆、推秧杆、推秧块、夹秧块、取秧爪、弹簧座拨叉轴、弹簧座拨叉、弹簧座和弹簧；所述的摆动凸轮组包括摆动主凸轮和摆动副凸轮；所述的栽植臂壳体包括栽植臂上壳体和栽植臂下壳体；上栽植臂的栽植臂下壳体与空套于上行星轴的上法兰盘一端固接，上法兰盘另一端的牙嵌与上行星非圆齿轮端面的牙嵌配合；下栽植臂的栽植臂下壳体与空套于下行星轴的下法兰盘一端固接，下法兰盘另一端的牙嵌与下行星非圆齿轮端面的牙嵌配合；上行星轴和下行星轴伸出齿轮箱外的一端均通过花键连接有摆动主凸轮、摆动副凸轮和推秧凸轮；固定在栽植臂下壳体内的推秧凸轮摆臂轴与上行星轴平行设置；所述推秧凸轮摆臂的一端与推秧凸轮摆臂轴构成转动副，中部与推秧凸轮形成凸轮副；与上行星轴垂直的摆动轴通过轴承支承在栽植臂下壳体内；所述的摆动轴设有U型杆，U型杆的两臂分别与摆动主凸轮和摆动副凸轮形成凸轮副；所述的推杆穿过摆动轴的轴向孔，且下端与推秧凸轮摆臂的另一端接触；所述的栽植臂上壳体与摆动轴的上端固接；弹簧座与栽植臂上壳体通过弹簧连接；所述弹簧座拨叉的底部通过弹簧座拨叉轴与栽植臂上壳体铰接，中部的凸起与推杆的上端接触，顶部设置在弹簧座两端的凸盘之间；所述的推秧杆与栽植臂上壳体形成滑动副，其尾部与弹簧座螺纹连接；推秧杆与弹簧座拨叉轴垂直设置；所述的取秧爪包括尾部固定在栽植臂上壳体外的两片取秧夹片；固定在推秧杆头部的夹秧块顶部开设夹槽，两片取秧夹片均设置在夹槽内；固定在推秧杆头部的推秧块设置在两片取秧夹片之间。

所述的传动部件还包括第一主动锥齿轮、第一从动锥齿轮、第二主动锥齿轮、第二从动锥齿轮、主动轴和传动中间轴；所述的传动中间轴和主动轴均通过轴承支承在传动箱上；所述的第一主动锥齿轮固定于主动轴，第一从动锥齿轮和第二主动锥齿轮均固定于传动中间轴，第二从动锥齿轮固定于中心轴。

所述的中心轴、上中间轴、下中间轴、上行星轴和下行星轴均相互平行。

所述的中心非圆齿轮、上中间第二非圆齿轮由齿轮箱外侧向内侧方向依次排布；中心非圆齿轮、下中间第二非圆齿轮由齿轮箱外侧向内侧方向依次排布。

所述的上中间第一非圆齿轮与下中间第一非圆齿轮的结构完全相同；上中间第二非圆齿轮与下中间第二非圆齿轮的结构完全相同；上行星非圆齿轮与下行星非圆齿轮的结构完全相同，上栽植臂与下栽植臂的结构完全相同。

所述的推秧凸轮包括顺序连接的第一上升段、中间休程段、第二上升段、远休程段、回程段和近休程段。

所述摆动主凸轮的推程段廓线上的点相对摆动主凸轮回转中心的向径为：

S1＝10hθ³/θ₁ ³-15hθ⁴/θ₁ ⁴+6hθ⁵/θ₁ ⁵+r₀

其中，h为摆动主凸轮远休程段的向径；θ为摆动轴沿摆动主凸轮轮廓线相对推程段起点的转角，且0≤θ≤θ₁；θ₁为摆动主凸轮的推程运动角；r₀为摆动主凸轮的基圆半径。

所述摆动主凸轮的回程段廓线上的点相对摆动主凸轮回转中心的向径为：

S2＝h-10h(θ-θ₁-θ₂)³/θ₃ ³+15h(θ-θ₁-θ₂)⁴/θ₃ ⁴-6h(θ-θ₁-θ₂)⁵/θ₃ ⁵

其中，θ₁+θ₂≤θ≤θ₁+θ₂+θ₃；θ₂为摆动主凸轮的远休程角，θ₃为摆动主凸轮的回程运动角。

所述的摆动轴沿摆动主凸轮轮廓线相对推程段起点的转角范围为0≤θ≤θ₁时，摆动副凸轮处于回程段，其回程廓线上的点相对摆动副凸轮回转中心的向径为：

S1′＝h′-10h′θ³/θ₃′³+15h′θ⁴/θ₃′⁴-6h′θ⁵/θ₃′⁵

其中，h′为摆动副凸轮远休程段的向径，h′＝h；θ₃′为摆动副凸轮的回程运动角，θ₃′＝θ₁。

所述的摆动轴沿摆动主凸轮轮廓线相对推程段起点的转角范围为θ₁+θ₂≤θ≤θ₁+θ₂+θ₃时，摆动副凸轮处于推程段，其推程廓线的点相对摆动副凸轮回转中心的向径为：

S2′＝10h′(θ-θ₁-θ₂)³/θ₁′³-15h′(θ-θ₁-θ₂)⁴/θ₁′⁴+6h′(θ-θ₁-θ₂)⁵/θ₁′⁵+r₀′

其中，θ₁′为摆动副凸轮的推程运动角，θ₁′＝θ₃；r₀′为摆动副凸轮的基圆半径，r₀′＝r₀。

本实用新型具有的有益效果是：

1、本实用新型利用二级非圆齿轮行星轮系的运动轨迹为平面“8”字形轨迹的特点，实现栽植臂取秧时侧向偏转角为零，即直取秧。

2、本实用新型利用一套可摆动的栽植臂，使栽植臂在绕行星轴转动的同时取秧爪始终在摆动轴上端面所在平面内以推杆为轴摆动，保证了栽植臂侧向偏转角为零，提高立苗率，且使推秧点相对于取秧点左移或右移，使得插秧位置形成农艺要求的宽窄行分布；

3、本实用新型利用一对摆动凸轮副控制栽植臂的摆动，通过改变摆动凸轮的轮廓线，使栽植臂以五次多项式运动规律摆出、回摆，保证栽植臂平稳摆动，无冲击。

4、本实用新型工作稳定，机械化程度高，在取秧过程中能较好地保持完整的根系，不伤苗，极大地缩短了秧苗的返青周期，能够实现宽窄行插秧的特点，增产效果显著，有利于推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本实用新型的工作原理示意图；

图4是本实用新型的中心非圆齿轮节曲线示意图；

图5是本实用新型的中心非圆齿轮齿廓示意图；

图6是本实用新型的中间第一非圆齿轮节曲线示意图；

图7是本实用新型的中间第一非圆齿轮齿廓示意图；

图8是本实用新型的中间第二非圆齿轮节曲线示意图；

图9是本实用新型的中间第二非圆齿轮齿廓示意图；

图10是本实用新型中上行星非圆齿轮或下行星非圆齿轮的节曲线示意图；

图11是本实用新型中上行星非圆齿轮或下行星非圆齿轮的齿廓示意图；

图12是本实用新型中上栽植臂与上行星轴的装配剖视图；

图13是本实用新型中上栽植臂的结构剖视图；

图14是本实用新型中上栽植臂的外部结构俯视示意图；

图15是本实用新型中推秧凸轮的轮廓示意图；

图16是本实用新型中摆动主凸轮的轮廓示意图；

图17是本实用新型中摆动副凸轮的轮廓示意图；

图18是本实用新型中取秧爪尖点形成的移栽轨迹侧视图；

图19是本实用新型中取秧爪尖点形成的移栽轨迹沿前进方向视图。

图中：1、中心轴，2、第二从动锥齿轮，3、牙嵌式法兰，4、下中间第二非圆齿轮，5、下中间轴，6、下行星轴，7、下行星非圆齿轮，8、下法兰盘，9、下中间第一非圆齿轮，10、中心非圆齿轮，11、上中间第一非圆齿轮，12、上中间第二非圆齿轮，13、上中间轴，14、栽植臂下壳体，15、摆动凸轮组，15-1、摆动主凸轮，15-2、摆动副凸轮，16、推秧凸轮，17、摆动轴，18、上法兰盘，19、上行星轴，20、上行星非圆齿轮，21、齿轮箱，22、第一主动锥齿轮，23、主动轴，24、第一从动锥齿轮，25、传动中间轴，26、第二主动锥齿轮，27、传动箱，28、推秧凸轮摆臂轴，29、推秧凸轮摆臂，30、推杆，31、推秧杆，32、推秧块，33、夹秧块，34、取秧爪，35、栽植臂上壳体，36、弹簧座拨叉轴，37、弹簧座拨叉，38、弹簧座，39、弹簧,40、上栽植臂，41、下栽植臂。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种五次多项式摆动式钵苗宽窄行移栽机构，包括传动部件、上栽植臂40和下栽植臂41；传动部件包括传动箱27、第一主动锥齿轮22、第一从动锥齿轮24、第二主动锥齿轮26、第二从动锥齿轮2、主动轴23、传动中间轴25、中心轴1和行星轮系；中心轴1、传动中间轴25和主动轴23均通过轴承支承在传动箱27上；第一主动锥齿轮22固定于主动轴23，第一从动锥齿轮24和第二主动锥齿轮26均固定于传动中间轴25，第二从动锥齿轮2固定于中心轴1；两个结构完全相同的行星轮系对称设置在中心轴1两端，中心轴1伸出传动箱27外的两端分别与一个行星轮系的齿轮箱21固定；行星轮系的齿轮箱21上、下部分别设有上栽植臂40和下栽植臂41。

行星轮系包括齿轮箱21、中心非圆齿轮10、上中间第一非圆齿轮11、上中间第二非圆齿轮12、上行星非圆齿轮20、下中间第一非圆齿轮9、下中间第二非圆齿轮4、下行星非圆齿轮7、上中间轴13、下中间轴5、上行星轴19和下行星轴6；中心非圆齿轮10空套在中心轴1上，并通过牙嵌式法兰3与传动箱27固定；上中间第一非圆齿轮11和上中间第二非圆齿轮12均与上中间轴13固定，下中间第一非圆齿轮9和下中间第二非圆齿轮4均与下中间轴5固定；中心非圆齿轮10的两侧分别与上中间第一非圆齿轮11和下中间第一非圆齿轮9啮合；上行星非圆齿轮20空套在上行星轴19上，下行星非圆齿轮7空套在下行星轴6上；上行星非圆齿轮20与上中间非圆齿轮12啮合，下行星非圆齿轮7与下中间非圆齿轮4啮合。

上中间轴13和下中间轴5对称设置在中心轴1两侧，且均通过轴承支承在齿轮箱21内；上行星轴19与下行星轴6对称设置在中心轴1两侧，且均固定于齿轮箱21内。中心轴1、上中间轴13、下中间轴5、上行星轴19和下行星轴6均相互平行。

中心非圆齿轮10、上中间第二非圆齿轮12由齿轮箱外侧向内侧方向依次排布；中心非圆齿轮10、下中间第二非圆齿轮4由齿轮箱外侧向内侧方向依次排布。

如图1、2、3、12、13、14、15、16和17所示，上栽植臂40和下栽植臂41均包括栽植臂壳体及装配在栽植臂壳体内的摆动凸轮组15、推秧凸轮16、摆动轴17、推秧凸轮摆臂轴28、推秧凸轮摆臂29、推杆30、推秧杆31、推秧块32、夹秧块33、取秧爪34、弹簧座拨叉轴36、弹簧座拨叉37、弹簧座38和弹簧39；摆动凸轮组15包括摆动主凸轮15-1和摆动副凸轮15-2；栽植臂壳体包括栽植臂上壳体35和栽植臂下壳体14；上栽植臂40的栽植臂下壳体14与空套于上行星轴19的上法兰盘18一端固接，上法兰盘18另一端的牙嵌与上行星非圆齿轮20端面的牙嵌配合；下栽植臂41的栽植臂下壳体14与空套于下行星轴6的下法兰盘8一端固接，下法兰盘8另一端的牙嵌与下行星非圆齿轮7端面的牙嵌配合；上行星轴19和下行星轴6伸出齿轮箱21外的一端均通过花键连接有摆动主凸轮15-1、摆动副凸轮15-2和推秧凸轮16；固定在栽植臂下壳体14内的推秧凸轮摆臂轴28与上行星轴19平行设置；推秧凸轮摆臂29的一端与推秧凸轮摆臂轴28构成转动副，中部与推秧凸轮16形成凸轮副；与上行星轴19垂直的摆动轴17通过轴承支承在栽植臂下壳体14内；摆动轴17设有U型杆，U型杆的两臂分别与摆动主凸轮15-1和摆动副凸轮15-2形成凸轮副；推杆30穿过摆动轴17的轴向孔，且下端与推秧凸轮摆臂29的另一端接触；栽植臂上壳体35与摆动轴17的上端固接，摆动轴17带动栽植臂上壳体35摆动；弹簧座38与栽植臂上壳体35通过弹簧39连接；弹簧座拨叉37的底部通过弹簧座拨叉轴36与栽植臂上壳体35铰接，中部的凸起与推杆30的上端接触，顶部设置在弹簧座38两端的凸盘之间；推秧杆31与栽植臂上壳体35形成滑动副，其尾部与弹簧座38螺纹连接；推秧杆31与弹簧座拨叉轴36垂直设置；取秧爪34包括尾部固定在栽植臂上壳体35外的两片取秧夹片；固定在推秧杆31头部的夹秧块33顶部开设夹槽，两片取秧夹片均设置在夹槽内；固定在推秧杆31头部的推秧块32设置在两片取秧夹片之间。

如图3所示，齿轮箱21相对水平面的初始安装角β(中心非圆齿轮10的旋转中心O、上中间第二非圆齿轮12的旋转中心O₁连线与水平面的夹角，即OO₁与坐标轴X轴正方向夹角)为30°，上行星非圆齿轮20的偏置角γ(上行星非圆齿轮20旋转中心O₂、上中间第二非圆齿轮12旋转中心O₁的连线与上中间第二非圆齿轮12旋转中心O₁、中心非圆齿轮10旋转中心O的连线之间的夹角，即OO₁与O₁O₂所夹锐角)为65°，上栽植臂40的初始转角α(上行星非圆齿轮20的旋转中心O₂至推秧杆31轴线的垂线与上行星非圆齿轮20旋转中心O₂、上中间第二非圆齿轮12旋转中心O₁的连线之间的夹角)为10°；上栽植臂40的取秧爪尖点Q到上行星非圆齿轮20旋转中心O₂的距离S为200mm；下行星非圆齿轮7的偏置角(下行星非圆齿轮7旋转中心O₂′、下中间第二非圆齿轮4旋转中心O₁′的连线与下中间第二非圆齿轮4旋转中心O₁′、中心非圆齿轮10旋转中心O的连线之间的夹角，即OO₁′与O₁′O₂′所夹锐角)也为65°；下栽植臂41的初始转角也为10°，下栽植臂41的取秧爪尖点Q′到下行星非圆齿轮7旋转中心O₂′的距离为200mm。

如图4、5、6、7、8、9、10和11所示，中心非圆齿轮10的节曲线由NURBS曲线拟合而成，拟合选取的十三个型值点半径依次为r₁＝24mm、r₂＝24mm、r₃＝24mm、r₄＝21.2mm、r₅＝16.4mm、r₆＝15.2mm、r₇＝16.4mm、r₈＝22mm、r₉＝26.5mm、r₁₀＝26mm、r₁₁＝24.3mm、r₁₂＝24mm和r₁₃＝24mm，其中，第一个型值点与第十三个型值点重合；中心非圆齿轮10和上中间第一非圆齿轮11啮合的中心距为45.036mm；上中间第二非圆齿轮12的节曲线由NURBS曲线拟合而成，拟合选取的十三个型值点半径依次为r₁′＝22.64mm、r₂′＝25.2mm、r₃′＝23.6mm、r₄′＝14.96mm、r₅′＝11.2mm、r₆′＝10.8mm、r₇′＝12mm、r₈′＝16.8mm、r₉′＝25.2mm、r₁₀′＝28.8mm、r₁₁′＝24.4mm、r₁₂′＝21.6mm和r₁₃′＝22.64mm，其中，第一个型值点与第十三个型值点重合；上中间第二非圆齿轮12和上行星非圆齿轮20啮合的中心距为42.636mm；上中间第一非圆齿轮11与下中间第一非圆齿轮9的结构完全相同；上中间第二非圆齿轮12与下中间第二非圆齿轮4的结构完全相同；上行星非圆齿轮20与下行星非圆齿轮7的结构完全相同，上栽植臂40与下栽植臂41的结构完全相同。

如图15所示，A段为推秧凸轮16的第一上升段；B段为推秧凸轮的中间休程段；C段为推秧凸轮的第二上升段，即取秧段；D段为推秧凸轮的远休程段；E段为推秧凸轮的回程段，即推秧段；F段为推秧凸轮的近休程段。

如图16所示，HI段为摆动主凸轮15-1的推程段，HI段凸轮廓线的点相对摆动主凸轮15-1回转中心T的向径为：

S1＝10hθ³/θ₁ ³-15hθ⁴/θ₁ ⁴+6hθ⁵/θ₁ ⁵+r₀

其中，h为摆动主凸轮15-1远休程段IJ的向径；θ为摆动轴17沿摆动主凸轮15-1轮廓线相对推程段起点H的转角，且0≤θ≤θ₁；θ₁为摆动主凸轮15-1的推程运动角；r₀为摆动主凸轮15-1的基圆半径。

JK段为摆动主凸轮15-1的回程段，JK段凸轮廓线的点相对摆动主凸轮15-1回转中心T的向径为：

S2＝h-10h(θ-θ₁-θ₂)³/θ₃ ³+15h(θ-θ₁-θ₂)⁴/θ₃ ⁴-6h(θ-θ₁-θ₂)⁵/θ₃ ⁵

其中，θ₁+θ₂≤θ≤θ₁+θ₂+θ₃；θ₂为摆动主凸轮15-1的远休程角，θ₃为摆动主凸轮15-1的回程运动角。

如图17所示，当摆动轴17沿摆动主凸轮15-1轮廓线相对推程段起点的转角范围为0≤θ≤θ₁时，摆动副凸轮15-2处于回程段H′I′，H′I′段凸轮廓线的点相对摆动副凸轮15-2回转中心T′的向径为：

S1′＝h′-10h′θ³/θ₃′³+15h′θ⁴/θ₃′⁴-6h′θ⁵/θ₃′⁵

其中，h′为摆动副凸轮15-2远休程段K′H′的向径，h′＝h；θ₃′为摆动副凸轮15-2的回程运动角，θ₃′＝θ₁。

当摆动轴沿摆动主凸轮15-1轮廓线相对推程段起点的转角范围为θ₁+θ₂≤θ≤θ₁+θ₂+θ₃时，摆动副凸轮15-2处于推程段J′K′，J′K′段凸轮廓线的点相对摆动副凸轮15-2回转中心T′的向径为：

S2′＝10h′(θ-θ₁-θ₂)³/θ₁′³-15h′(θ-θ₁-θ₂)⁴/θ₁′⁴+6h′(θ-θ₁-θ₂)⁵/θ₁′⁵+r₀′

其中，θ₁′为摆动副凸轮15-2的推程运动角，θ₁′＝θ₃；r₀′为摆动副凸轮15-2的基圆半径，r₀′＝r₀。

KH段为摆动主凸轮15-1的近休程段；I′J′段为摆动副凸轮15-2的近休程段。摆动主凸轮15-1的推程运动角θ₁＝77.84°，远休止角θ₂＝29.19°，回程运动角θ₃＝68.11°，近休止角θ₄＝184.86°；摆动副凸轮15-2的推程运动角θ₁′＝68.11°，远休止角θ₂′＝184.86°，回程运动角θ₃′＝77.84°，近休止角θ₄′＝29.19°。

如图18和19所示，取秧爪尖点形成的移栽轨迹中，LM段对应栽植臂的摆出段；MN段对应栽植臂的推秧段；NP段对应栽植臂的回摆段；PL段对应栽植臂的空行程及取秧段。

该五次多项式摆动式钵苗宽窄行移栽机构的工作原理是：

如图1所示，动力由传动箱27内的第一主动锥齿轮22经主动轴23、第一从动锥齿轮24、传动中间轴25、第二主动锥齿轮26和第二从动锥齿轮2传给中心轴1，中心轴1带动两端的齿轮箱21转动；齿轮箱21带动行星轮系、上栽植臂40和下栽植臂41绕中心轴1转动。齿轮箱21内，中心非圆齿轮10分别与上中间第一非圆齿轮11、下中间第一非圆齿轮9啮合，上中间第二非圆齿轮12与上行星非圆齿轮20啮合，上行星非圆齿轮20带动上栽植臂40绕上行星轴19转动；下中间第二非圆齿轮4与下行星非圆齿轮7啮合，下行星非圆齿轮7带动下栽植臂41绕下行星轴6转动。

如图2、13、14和15所示，上栽植臂40绕推秧凸轮16的转动使推秧凸轮摆臂29绕推秧凸轮摆臂轴28上下周期摆动。在一次取秧前推秧凸轮摆臂29经过推秧凸轮16的第一个上升段A抬起，同时将推杆30顶起，推杆30推动弹簧座拨叉37，弹簧座拨叉37推动弹簧座38并压缩弹簧39，使推秧杆31带动夹秧块33和推秧块32回缩，此时夹秧块33对取秧爪34无作用力；推秧凸轮摆臂29转过推秧凸轮16的中间休程段B时，取秧爪34没有动作；当取秧爪34尖点接近取秧点时，推秧凸轮摆臂29经过推秧凸轮16的第二个上升段C继续抬起，将推杆30抬至最高点，在弹簧座拨叉37的作用下，推秧杆31缩进壳体最内端，此时夹秧块33挤压取秧爪34，上栽植臂40完成取秧动作，此时摆动轴17转至摆动凸轮组15的休程段，栽植臂未摆出，由于行星轮系的上行星轴19和下行星轴6运动轨迹均为平面轨迹，所以保证栽植臂取苗时侧向偏转角为零；推秧凸轮摆臂29转过推秧凸轮16的远休程段D时，上栽植臂40保持夹苗动作；此时在摆动凸轮组15作用下，摆动轴17带动栽植臂上壳体35向外侧摆出；推秧凸轮摆臂29转过推秧凸轮16的回程段E时，推秧凸轮摆臂29迅速回落，在弹簧39回复力的推动下推秧杆31迅速推出，此时夹秧块33松开取秧爪34，取秧爪34依靠自身弹力张开，同时推秧块32作用于秧苗土钵上，将土钵推入土中，完成推秧动作；推秧凸轮摆臂29转过推秧凸轮16的近休程段F时，取秧爪34没有动作；此时在摆动凸轮组15作用下，摆动轴17带动栽植臂上壳体35向内侧回摆。

如图2、12、13、16、17、18和19所示，上栽植臂40绕摆动凸轮组15的转动使摆动轴17以推杆30为轴转动，G和G′点分别为上栽植臂40取秧时摆动轴17与摆动主凸轮15-1、摆动副凸轮15-2接触点；一次取秧后上栽植臂40转至L点时，摆动轴17转至摆动凸轮组15的H、H′点，在摆动凸轮组15的作用下栽植臂上壳体35开始以推杆30为轴向外侧摆出；上栽植臂40转至M点时，摆动轴17转至摆动凸轮组15的I、I′点，栽植臂上壳体35已摆至最外端；在移栽轨迹的LM段将摆动凸轮组15的HI、H′I′段轮廓线设计成五次多项式运动规律，使摆动轴17的运动无冲击，提高了栽植臂运动平稳性；上栽植臂40转过MN段时，摆动轴17转至摆动凸轮组15的休程段IJ、I′J′，栽植臂上壳体35不再摆动，此时上栽植臂40准备推秧，由于栽植臂上壳体35始终在摆动轴17的上端面所在平面内以推杆30为轴摆动，所以其侧向偏转角为零，可显著提高立苗率；上栽植臂40转至推秧点N点时，摆动轴17转至摆动凸轮组15的J、J′点，上栽植臂40在推秧凸轮16的作用下进行推秧动作；上栽植臂40完成推秧动作后，栽植臂上壳体35开始回摆，至P点结束，此时摆动轴17转至摆动凸轮组15的K、K′点；将摆动凸轮组15的JK、J′K′段轮廓线设计成五次多项式运动规律，使摆动轴17的运动无冲击，提高了栽植臂运动平稳性；当摆动轴17转过摆动凸轮组15的KH、K′H′段时，栽植臂上壳体35不摆动，此时上栽植臂40转过平面轨迹段PL，在推秧凸轮16作用下完成下一次的直取秧动作。下栽植臂41的运动轨迹与上栽植臂40一致，如此，上栽植臂40和下栽植臂41一方面随着齿轮箱21作圆周运动，同时随着行星轮系相对齿轮箱21做非匀速转动，另一方面在摆动凸轮组15的作用下作周期摆动，在这三种运动的复合下，栽植臂实现取苗过程零偏移量和推苗过程零侧向偏转角的运动。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种五次多项式摆动式钵苗宽窄行移栽机构，包括传动部件、上栽植臂和下栽植臂，所述的传动部件包括传动箱、中心轴和行星轮系；所述的中心轴通过轴承支承在传动箱上；中心轴伸出传动箱外的两端分别与一个行星轮系的齿轮箱固定；行星轮系的齿轮箱上、下部分别设有上栽植臂和下栽植臂，其特征在于：

所述的行星轮系包括齿轮箱、中心非圆齿轮、上中间第一非圆齿轮、上中间第二非圆齿轮、上行星非圆齿轮、下中间第一非圆齿轮、下中间第二非圆齿轮、下行星非圆齿轮、上中间轴、下中间轴、上行星轴和下行星轴；所述的中心非圆齿轮空套在中心轴上，并通过牙嵌式法兰与传动箱固定；所述的上中间第一非圆齿轮和上中间第二非圆齿轮均与上中间轴固定，下中间第一非圆齿轮和下中间第二非圆齿轮均与下中间轴固定；所述中心非圆齿轮的两侧分别与上中间第一非圆齿轮和下中间第一非圆齿轮啮合；上行星非圆齿轮空套在上行星轴上，下行星非圆齿轮空套在下行星轴上；所述的上行星非圆齿轮与上中间非圆齿轮啮合，下行星非圆齿轮与下中间非圆齿轮啮合；所述的上中间轴和下中间轴对称设置在中心轴两侧，且均通过轴承支承在齿轮箱内；所述的上行星轴与下行星轴对称设置在中心轴两侧，且均固定于齿轮箱内；

所述的上栽植臂和下栽植臂均包括栽植臂壳体及装配在栽植臂壳体内的摆动凸轮组、推秧凸轮、摆动轴、推秧凸轮摆臂轴、推秧凸轮摆臂、推杆、推秧杆、推秧块、夹秧块、取秧爪、弹簧座拨叉轴、弹簧座拨叉、弹簧座和弹簧；所述的摆动凸轮组包括摆动主凸轮和摆动副凸轮；所述的栽植臂壳体包括栽植臂上壳体和栽植臂下壳体；上栽植臂的栽植臂下壳体与空套于上行星轴的上法兰盘一端固接，上法兰盘另一端的牙嵌与上行星非圆齿轮端面的牙嵌配合；下栽植臂的栽植臂下壳体与空套于下行星轴的下法兰盘一端固接，下法兰盘另一端的牙嵌与下行星非圆齿轮端面的牙嵌配合；上行星轴和下行星轴伸出齿轮箱外的一端均通过花键连接有摆动主凸轮、摆动副凸轮和推秧凸轮；固定在栽植臂下壳体内的推秧凸轮摆臂轴与上行星轴平行设置；所述推秧凸轮摆臂的一端与推秧凸轮摆臂轴构成转动副，中部与推秧凸轮形成凸轮副；与上行星轴垂直的摆动轴通过轴承支承在栽植臂下壳体内；所述的摆动轴设有U型杆，U型杆的两臂分别与摆动主凸轮和摆动副凸轮形成凸轮副；所述的推杆穿过摆动轴的轴向孔，且下端与推秧凸轮摆臂的另一端接触；所述的栽植臂上壳体与摆动轴的上端固接；弹簧座与栽植臂上壳体通过弹簧连接；所述弹簧座拨叉的底部通过弹簧座拨叉轴与栽植臂上壳体铰接，中部的凸起与推杆的上端接触，顶部设置在弹簧座两端的凸盘之间；所述的推秧杆与栽植臂上壳体形成滑动副，其尾部与弹簧座螺纹连接；推秧杆与弹簧座拨叉轴垂直设置；所述的取秧爪包括尾部固定在栽植臂上壳体外的两片取秧夹片；固定在推秧杆头部的夹秧块顶部开设夹槽，两片取秧夹片均设置在夹槽内；固定在推秧杆头部的推秧块设置在两片取秧夹片之间。

2.根据权利要求1所述的一种五次多项式摆动式钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于：所述的传动部件还包括第一主动锥齿轮、第一从动锥齿轮、第二主动锥齿轮、第二从动锥齿轮、主动轴和传动中间轴；所述的传动中间轴和主动轴均通过轴承支承在传动箱上；所述的第一主动锥齿轮固定于主动轴，第一从动锥齿轮和第二主动锥齿轮均固定于传动中间轴，第二从动锥齿轮固定于中心轴。

3.根据权利要求1所述的一种五次多项式摆动式钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于：所述的中心轴、上中间轴、下中间轴、上行星轴和下行星轴均相互平行。

4.根据权利要求1所述的一种五次多项式摆动式钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于：所述的中心非圆齿轮、上中间第二非圆齿轮由齿轮箱外侧向内侧方向依次排布；中心非圆齿轮、下中间第二非圆齿轮由齿轮箱外侧向内侧方向依次排布。

5.根据权利要求1所述的一种五次多项式摆动式钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于：所述的上中间第一非圆齿轮与下中间第一非圆齿轮的结构完全相同；上中间第二非圆齿轮与下中间第二非圆齿轮的结构完全相同；上行星非圆齿轮与下行星非圆齿轮的结构完全相同，上栽植臂与下栽植臂的结构完全相同。

6.根据权利要求1所述的一种五次多项式摆动式钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于：所述的推秧凸轮包括顺序连接的第一上升段、中间休程段、第二上升段、远休程段、回程段和近休程段。

7.根据权利要求1所述的一种五次多项式摆动式钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于：所述摆动主凸轮的摆出段廓线上的点相对摆动主凸轮回转中心的向径为：

S1＝10hθ³/θ₁ ³-15hθ⁴/θ₁ ⁴+6hθ⁵/θ₁ ⁵+r₀

其中，h为摆动主凸轮远休程段的向径；θ为摆动轴沿摆动主凸轮轮廓线相对推程段起点的转角，且0≤θ≤θ₁；θ₁为摆动主凸轮的推程运动角；r₀为摆动主凸轮的基圆半径；

所述摆动主凸轮的回程段廓线上的点相对摆动主凸轮回转中心的向径为：

S2＝h-10h(θ-θ₁-θ₂)³/θ₃ ³+15h(θ-θ₁-θ₂)⁴/θ₃ ⁴-6h(θ-θ₁-θ₂)⁵/θ₃ ⁵

其中，θ₁+θ₂≤θ≤θ₁+θ₂+θ₃；θ₂为摆动主凸轮的远休程角，θ₃为摆动主凸轮的回程运动角；

所述的摆动轴沿摆动主凸轮轮廓线相对推程段起点的转角范围为0≤θ≤θ₁时，摆动副凸轮处于回程段，其回程廓线上的点相对摆动副凸轮回转中心的向径为：

S1′＝h′-10h′θ³/θ₃ ^′3+15h′θ⁴/θ₃ ^′4-6h′θ⁵/θ₃ ^′5

其中，h′为摆动副凸轮远休程段的向径，h′＝h；θ₃′为摆动副凸轮的回程运动角，θ₃′＝θ₁；

所述的摆动轴沿摆动主凸轮轮廓线相对推程段起点的转角范围为θ₁+θ₂≤θ≤θ₁+θ₂+θ₃时，摆动副凸轮处于推程段，其推程廓线的点相对摆动副凸轮回转中心的向径为：

S2′＝10h′(θ-θ₁-θ₂)³/θ₁ ^′3-15h′(θ-θ₁-θ₂)⁴/θ₁ ^′4+6h′(θ-θ₁-θ₂)⁵/θ₁ ^′5+r₀′

其中，θ₁′为摆动副凸轮的推程运动角，θ₁′＝θ₃；r₀′为摆动副凸轮的基圆半径，r₀′＝r₀。