CN209787824U - 球面行星轮系取苗机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了球面行星轮系取苗机构。现有行星轮系取苗机构的锁止弧传动冲击大。本实用新型的不完全非圆齿轮与第一中间不完全椭圆齿轮、第二中间不完全椭圆齿轮和第三中间不完全椭圆齿轮中的两个通过齿轮副连接；齿条与第一中间不完全非圆齿轮、第二中间不完全非圆齿轮和第三中间不完全非圆齿轮中的一个通过齿轮副连接；第一中间圆锥齿轮与第一行星圆锥齿轮通过齿轮副连接；第二中间圆锥齿轮与第二行星圆锥齿轮通过齿轮副连接；第三中间圆锥齿轮与第三行星圆锥齿轮通过齿轮副连接。本实用新型采用齿条与不完全非圆齿轮啮合代替锁止弧机构，冲击小；三对圆锥齿轮实现球面取苗轨迹，且缩小行星架整体尺寸的同时使三个取苗爪不干涉。

Description

球面行星轮系取苗机构

技术领域

本实用新型属于农业机械领域，涉及一种蔬菜取苗机构，具体涉及一种球面行星轮系取苗机构。

背景技术

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。

行星轮系取苗机构在移栽机械的取苗机构中已有应用，为了完成取苗—推苗—回程的工作过程，取苗爪的秧针尖点要完成所需要的运动轨迹，现有的行星轮系取苗机构采用了锁止弧机构以达到取苗轨迹所需要的传动比大范围改变，锁止弧传动的传动比相当于无穷大，所以在锁止弧传动与齿轮传动的过渡阶段，由于传动比的巨大突变，中间齿轮及行星齿轮的转速有很大的突变，机构的传动有很大的冲击，很不稳定，不利于提高取苗速度，且现有的行星轮系取苗机构以两爪的平面行星轮系取苗机构为主，取苗效率不高，只能实现平面取苗轨迹。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种球面行星轮系取苗机构，该机构能满足钵苗移栽机所需的特殊轨迹要求，实现球面取苗轨迹，且传动平稳、冲击小、取苗效率高。

本实用新型包括中心轴、行星架、不完全非圆齿轮、齿条、第一中间轴、第二中间轴、第三中间轴、第一中间不完全椭圆齿轮、第一中间不完全非圆齿轮、第一中间圆锥齿轮、第二中间不完全椭圆齿轮、第二中间不完全非圆齿轮、第二中间圆锥齿轮、第三中间不完全椭圆齿轮、第三中间不完全非圆齿轮、第三中间圆锥齿轮、第一行星轴、第二行星轴、第三行星轴、第一行星圆锥齿轮、第二行星圆锥齿轮、第三行星圆锥齿轮和取苗爪。所述的中心轴与行星架固定；所述的不完全非圆齿轮与机架固定，齿条与不完全非圆齿轮固定，且齿条的轮齿与不完全非圆齿轮的轮齿设置在不同侧；所述的不完全非圆齿轮和齿条均空套在中心轴上；所述的第一中间轴、第二中间轴和第三中间轴绕中心轴均匀分布且均与中心轴平行；第一中间轴、第二中间轴和第三中间轴均通过轴承支承在行星架上；所述的第一中间不完全椭圆齿轮和第一中间圆锥齿轮均与第一中间轴通过花键连接，第一中间不完全非圆齿轮空套在第一中间轴上，并与第一中间不完全椭圆齿轮固定；所述的第二中间不完全椭圆齿轮和第二中间圆锥齿轮均与第二中间轴通过花键连接，第二中间不完全非圆齿轮空套在第二中间轴上，并与第二中间不完全椭圆齿轮固定；所述的第三中间不完全椭圆齿轮和第三中间圆锥齿轮均与第三中间轴通过花键连接，第三中间不完全非圆齿轮空套在第三中间轴上，并与第三中间不完全椭圆齿轮固定；所述的第一行星轴、第二行星轴和第三行星轴均通过轴承支承在行星架上，且与中心轴的夹角均相等；所述的第一行星圆锥齿轮与第一行星轴通过花键连接，第二行星圆锥齿轮与第二行星轴通过花键连接，第三行星圆锥齿轮与第三行星轴通过花键连接；第一行星轴、第二行星轴和第三行星轴的一端均伸出行星架外，且分别与一个取苗爪的壳体固定；三个取苗爪的推苗凸轮均与行星架固定；所述的不完全非圆齿轮与第一中间不完全椭圆齿轮、第二中间不完全椭圆齿轮和第三中间不完全椭圆齿轮中的两个通过齿轮副连接，所述的齿条与第一中间不完全非圆齿轮、第二中间不完全非圆齿轮和第三中间不完全非圆齿轮中的一个通过齿轮副连接；当不完全非圆齿轮与第一中间不完全椭圆齿轮开始啮合时，齿条与第一中间不完全非圆齿轮分离，当不完全非圆齿轮与第一中间不完全椭圆齿轮开始分离时，齿条与第一中间不完全非圆齿轮啮合；当不完全非圆齿轮与第二中间不完全椭圆齿轮开始啮合时，齿条与第二中间不完全非圆齿轮分离，当不完全非圆齿轮与第二中间不完全椭圆齿轮开始分离时，齿条与第二中间不完全非圆齿轮啮合；当不完全非圆齿轮与第三中间不完全椭圆齿轮开始啮合时，齿条与第三中间不完全非圆齿轮分离，当不完全非圆齿轮与第三中间不完全椭圆齿轮开始分离时，齿条与第三中间不完全非圆齿轮啮合；第一中间圆锥齿轮与第一行星圆锥齿轮通过齿轮副连接；第二中间圆锥齿轮与第二行星圆锥齿轮通过齿轮副连接；第三中间圆锥齿轮与第三行星圆锥齿轮通过齿轮副连接；第一中间圆锥齿轮与第一行星圆锥齿轮的传动比为1，第二中间圆锥齿轮与第二行星圆锥齿轮的传动比为1，第三中间圆锥齿轮与第三行星圆锥齿轮的传动比为1。

所述的第一中间不完全椭圆齿轮、第二中间不完全椭圆齿轮及第三中间不完全椭圆齿轮的节曲线参数相同；所述的第一中间不完全非圆齿轮、第二中间不完全非圆齿轮及第三中间不完全非圆齿轮的节曲线参数相同；所述的第一中间圆锥齿轮、第二中间圆锥齿轮、第三中间圆锥齿轮、第一行星圆锥齿轮、第二行星圆锥齿轮及第三行星圆锥齿轮的节曲线参数相同。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的不等速传动，使取苗爪的秧针尖点形成球面取苗轨迹，满足钵苗移栽的特殊农艺要求；

2、本实用新型采用齿条与不完全非圆齿轮啮合方式代替现有机构中的锁止弧机构，不仅在行星架转动小角度范围内实现了齿条与不完全非圆齿轮的整个传动比变化过程，同时实现了行星架转动的整个周期内，行星系第一级齿轮副传动比平缓的变化，使得齿条与不完全非圆齿轮从开始啮合至分离的整个过程中，中间圆锥齿轮及行星圆锥齿轮转速上较小的突变，克服了现有机构中传动不稳定、冲击大的缺点；

3、本实用新型三对圆锥齿轮的引入，使三个取苗爪干涉的位置在空间上错位，从而缩小行星架的整体尺寸，结构小巧轻便、振动小、制造成本低；

4、本实用新型采用三个取苗爪的布置方案，行星架转动一次，取苗作业三次，工作效率高，能适应移栽机在任何转速下的水田和旱地移栽作业。

附图说明

图1为本实用新型整体结构的一个侧视立体图；

图2为本实用新型整体结构的另一个侧视立体图；

图3为本实用新型整体结构的侧视平面图；

图4为本实用新型中各齿轮装配关系的一侧平面图；

图5为本实用新型中各齿轮装配关系的另一侧平面图；

图6为本实用新型中取苗爪的内部结构剖视图；

图7为本实用新型中取苗爪的整体结构示意图；

图8为本实用新型中第一级齿轮副的传动比曲线图；

图9为本实用新型中取苗爪秧针尖点形成的球面取苗轨迹的侧视图；

图10为本实用新型中取苗爪秧针尖点形成的球面取苗轨迹的俯视图；

图中：1、中心轴，2、行星架，3、取苗爪，4、钵苗，5、不完全非圆齿轮，6、齿条，7、第一中间轴，8、第二中间轴，9、第三中间轴，10、第一中间不完全椭圆齿轮，11、第一中间不完全非圆齿轮，12、第一中间圆锥齿轮，13、第二中间不完全椭圆齿轮，14、第二中间不完全非圆齿轮，15、第二中间圆锥齿轮，16、第三中间不完全椭圆齿轮，17、第三中间不完全非圆齿轮，18、第三中间圆锥齿轮，19、第一行星轴，20、第二行星轴，21、第三行星轴，22、第一行星圆锥齿轮，23、第二行星圆锥齿轮，24、第三行星圆锥齿轮。

具体实施方式

如图1、2、3、4和5所示，球面行星轮系取苗机构，包括中心轴1、行星架2、不完全非圆齿轮5、齿条6、第一中间轴7、第二中间轴8、第三中间轴9、第一中间不完全椭圆齿轮10、第一中间不完全非圆齿轮11、第一中间圆锥齿轮12、第二中间不完全椭圆齿轮13、第二中间不完全非圆齿轮14、第二中间圆锥齿轮15、第三中间不完全椭圆齿轮16、第三中间不完全非圆齿轮17、第三中间圆锥齿轮18、第一行星轴19、第二行星轴20、第三行星轴21、第一行星圆锥齿轮22、第二行星圆锥齿轮23、第三行星圆锥齿轮24和取苗爪3。中心轴1通过轴承支承在机架上，且一端与动力装置连接，另一端与行星架2固定；不完全非圆齿轮5与机架固定，齿条6与不完全非圆齿轮5固定，且齿条6的轮齿与不完全非圆齿轮5的轮齿设置在不同侧；不完全非圆齿轮5和齿条6均空套在中心轴1上；第一中间轴7、第二中间轴8和第三中间轴9绕中心轴1均匀分布且均与中心轴1平行；第一中间轴7、第二中间轴8和第三中间轴9均通过轴承支承在行星架2上；第一中间不完全椭圆齿轮10和第一中间圆锥齿轮12均与第一中间轴7通过花键连接，第一中间不完全非圆齿轮11空套在第一中间轴7上，并与第一中间不完全椭圆齿轮10固定；第二中间不完全椭圆齿轮13和第二中间圆锥齿轮15均与第二中间轴8通过花键连接，第二中间不完全非圆齿轮14空套在第二中间轴8上，并与第二中间不完全椭圆齿轮13固定；第三中间不完全椭圆齿轮16和第三中间圆锥齿轮18均与第三中间轴9通过花键连接，第三中间不完全非圆齿轮17空套在第三中间轴9上，并与第三中间不完全椭圆齿轮16固定；第一行星轴19、第二行星轴20和第三行星轴21均通过轴承支承在行星架2上，且与中心轴1的夹角均相等；第一行星圆锥齿轮22与第一行星轴19通过花键连接，第二行星圆锥齿轮23与第二行星轴20通过花键连接，第三行星圆锥齿轮24与第三行星轴21通过花键连接；第一行星轴19、第二行星轴20和第三行星轴21的一端均伸出行星架2外，且分别与一个取苗爪3的壳体固定；三个取苗爪3的推苗凸轮3-1均与行星架固定；不完全非圆齿轮5与第一中间不完全椭圆齿轮10、第二中间不完全椭圆齿轮13和第三中间不完全椭圆齿轮16中的两个通过齿轮副连接；齿条6与第一中间不完全非圆齿轮11、第二中间不完全非圆齿轮14和第三中间不完全非圆齿轮17中的一个通过齿轮副连接；当不完全非圆齿轮5与第一中间不完全椭圆齿轮10啮合时，齿条6与第一中间不完全非圆齿轮11分离，当不完全非圆齿轮5与第一中间不完全椭圆齿轮10分离时，齿条6与第一中间不完全非圆齿轮11啮合；当不完全非圆齿轮5与第二中间不完全椭圆齿轮13啮合时，齿条6与第二中间不完全非圆齿轮14分离，当不完全非圆齿轮5与第二中间不完全椭圆齿轮13分离时，齿条6与第二中间不完全非圆齿轮14啮合；当不完全非圆齿轮5与第三中间不完全椭圆齿轮16啮合时，齿条6与第三中间不完全非圆齿轮17分离，当不完全非圆齿轮5与第三中间不完全椭圆齿轮16分离时，齿条6与第三中间不完全非圆齿轮17啮合，保证传动的连续性。第一中间圆锥齿轮12与第一行星圆锥齿轮22通过齿轮副连接；第二中间圆锥齿轮15与第二行星圆锥齿轮23通过齿轮副连接；第三中间圆锥齿轮18与第三行星圆锥齿轮24通过齿轮副连接；第一中间圆锥齿轮12与第一行星圆锥齿轮22的传动比为1，第二中间圆锥齿轮15与第二行星圆锥齿轮23的传动比为1，第三中间圆锥齿轮18与第三行星圆锥齿轮24的传动比为1。

第一中间不完全椭圆齿轮10、第二中间不完全椭圆齿轮13及第三中间不完全椭圆齿轮16的节曲线参数相同；第一中间不完全非圆齿轮11、第二中间不完全非圆齿轮14及第三中间不完全非圆齿轮17的节曲线参数相同；第一中间圆锥齿轮12、第二中间圆锥齿轮15、第三中间圆锥齿轮18、第一行星圆锥齿轮22、第二行星圆锥齿轮23及第三行星圆锥齿轮24的节曲线参数相同，现有三个取苗爪3的平面机构，为了避免各取苗爪3之间的干涉，加大了中心轴与行星轴的中心距尺寸(通常是两个取苗爪3平面机构尺寸的130％)，使得机构变得庞大，本实用新型三对圆锥齿轮的引入，使三个取苗爪3干涉的位置在空间上错位，从而缩小行星架的整体尺寸，结构小巧轻便。

如图6和7所示，取苗爪3采用成熟的现有技术，例如申请号为201210293743.3的专利。

如图9和10所示，行星架2逆时针转动，通过各齿轮的不等速传动，取苗爪3的秧针尖点形成球面取苗轨迹25；球面取苗轨迹的头部设有环扣，从头部尖点至钵苗盘顶部为取苗段25-1，保证取苗段的直线度，从而保证取苗爪垂直离开钵苗盘，避免取苗时损伤钵苗4。

如图8所示，行星架2转动的一个周期内，当不完全非圆齿轮5与第一中间不完全椭圆齿轮10啮合时，传动比曲线随行星架角位移平缓变化，形成较低的波峰α；当齿条6与第一中间不完全非圆齿轮11啮合时，传动比曲线随行星架角位移出现突变，形成较高的波峰β，即整周的传动比曲线出现一低一高的两个波峰，但波峰α与波峰β的差值较小。可见，齿条6与第一中间不完全非圆齿轮11啮合引起第一级齿轮副传动比的突变小，与现有技术相比，传动平稳且冲击力小。而且，由于第一中间圆锥齿轮12与第一行星圆锥齿轮22啮合的传动比为1，不影响整个球面行星轮系的总传动比，因此球面行星轮系的总传动比即为第一级齿轮副的传动比。

该球面行星轮系取苗机构的工作原理如下：

动力经中心轴1传给行星架2，带动行星架2转动；不完全非圆齿轮5空套在中心轴1上并与机架固定，行星架2带动第一中间不完全椭圆齿轮10、第一中间不完全非圆齿轮11、第一中间圆锥齿轮12、第二中间不完全椭圆齿轮13、第二中间不完全非圆齿轮14、第二中间圆锥齿轮15、第三中间不完全椭圆齿轮16、第三中间不完全非圆齿轮17、第三中间圆锥齿轮18、第一行星圆锥齿轮22、第二行星圆锥齿轮23及第三行星圆锥齿轮24公转；当不完全非圆齿轮5与第一中间不完全椭圆齿轮10开始啮合时，齿条6与第一中间不完全非圆齿轮11分离，当不完全非圆齿轮5与第一中间不完全椭圆齿轮10开始分离时，齿条6与第一中间不完全非圆齿轮11啮合；当不完全非圆齿轮5与第二中间不完全椭圆齿轮13开始啮合时，齿条6与第二中间不完全非圆齿轮14分离，当不完全非圆齿轮5与第二中间不完全椭圆齿轮13开始分离时，齿条6与第二中间不完全非圆齿轮14啮合；当不完全非圆齿轮5与第三中间不完全椭圆齿轮16开始啮合时，齿条6与第三中间不完全非圆齿轮17分离，当不完全非圆齿轮5与第三中间不完全椭圆齿轮16开始分离时，齿条6与第三中间不完全非圆齿轮17啮合，保证传动的连续性。第一中间圆锥齿轮12与第一行星圆锥齿轮22啮合传动；第二中间圆锥齿轮15与第二行星圆锥齿轮23啮合传动；第三中间圆锥齿轮18与第三行星圆锥齿轮24啮合传动，实现了取苗爪3的不等速传动。

当行星架2转到推苗位置时，推苗凸轮3-1推动推苗拨叉3-2旋转，推苗拨叉3-2带动推苗杆3-3向取苗爪3的头部运动，推苗杆头部的推苗爪3-6完成推苗动作，秧针3-4在推苗杆的作用下张开，钵苗4脱落；当行星架2转到取苗位置时，推苗拨叉3-2处于推苗凸轮3-1的近休止段，推苗杆3-3及推苗拨叉3-2在弹簧3-5的作用下回到初始位置，秧针3-4在推苗爪3-6的作用下夹紧钵苗盘中的钵苗4，完成取苗动作并为下一次推苗做准备。

Claims (2)

1.球面行星轮系取苗机构，包括中心轴、行星架、不完全非圆齿轮、第一中间轴、第二中间轴、第三中间轴、第一中间不完全椭圆齿轮、第一中间不完全非圆齿轮、第二中间不完全椭圆齿轮、第二中间不完全非圆齿轮、第三中间不完全椭圆齿轮、第三中间不完全非圆齿轮、第一行星轴、第二行星轴、第三行星轴和取苗爪，其特征在于：还包括齿条、第一中间圆锥齿轮、第二中间圆锥齿轮、第三中间圆锥齿轮、第一行星圆锥齿轮、第二行星圆锥齿轮和第三行星圆锥齿轮；所述的中心轴与行星架固定；所述的不完全非圆齿轮与机架固定，齿条与不完全非圆齿轮固定，且齿条的轮齿与不完全非圆齿轮的轮齿设置在不同侧；所述的不完全非圆齿轮和齿条均空套在中心轴上；所述的第一中间轴、第二中间轴和第三中间轴绕中心轴均匀分布且均与中心轴平行；第一中间轴、第二中间轴和第三中间轴均通过轴承支承在行星架上；所述的第一中间不完全椭圆齿轮和第一中间圆锥齿轮均与第一中间轴通过花键连接，第一中间不完全非圆齿轮空套在第一中间轴上，并与第一中间不完全椭圆齿轮固定；所述的第二中间不完全椭圆齿轮和第二中间圆锥齿轮均与第二中间轴通过花键连接，第二中间不完全非圆齿轮空套在第二中间轴上，并与第二中间不完全椭圆齿轮固定；所述的第三中间不完全椭圆齿轮和第三中间圆锥齿轮均与第三中间轴通过花键连接，第三中间不完全非圆齿轮空套在第三中间轴上，并与第三中间不完全椭圆齿轮固定；所述的第一行星轴、第二行星轴和第三行星轴均通过轴承支承在行星架上，且与中心轴的夹角均相等；所述的第一行星圆锥齿轮与第一行星轴通过花键连接，第二行星圆锥齿轮与第二行星轴通过花键连接，第三行星圆锥齿轮与第三行星轴通过花键连接；第一行星轴、第二行星轴和第三行星轴的一端均伸出行星架外，且分别与一个取苗爪的壳体固定；三个取苗爪的推苗凸轮均与行星架固定；所述的不完全非圆齿轮与第一中间不完全椭圆齿轮、第二中间不完全椭圆齿轮和第三中间不完全椭圆齿轮中的两个通过齿轮副连接；所述的齿条与第一中间不完全非圆齿轮、第二中间不完全非圆齿轮和第三中间不完全非圆齿轮中的一个通过齿轮副连接；当不完全非圆齿轮与第一中间不完全椭圆齿轮开始啮合时，齿条与第一中间不完全非圆齿轮分离，当不完全非圆齿轮与第一中间不完全椭圆齿轮开始分离时，齿条与第一中间不完全非圆齿轮啮合；当不完全非圆齿轮与第二中间不完全椭圆齿轮开始啮合时，齿条与第二中间不完全非圆齿轮分离，当不完全非圆齿轮与第二中间不完全椭圆齿轮开始分离时，齿条与第二中间不完全非圆齿轮啮合；当不完全非圆齿轮与第三中间不完全椭圆齿轮开始啮合时，齿条与第三中间不完全非圆齿轮分离，当不完全非圆齿轮与第三中间不完全椭圆齿轮开始分离时，齿条与第三中间不完全非圆齿轮啮合；第一中间圆锥齿轮与第一行星圆锥齿轮通过齿轮副连接；第二中间圆锥齿轮与第二行星圆锥齿轮通过齿轮副连接；第三中间圆锥齿轮与第三行星圆锥齿轮通过齿轮副连接；第一中间圆锥齿轮与第一行星圆锥齿轮的传动比为1，第二中间圆锥齿轮与第二行星圆锥齿轮的传动比为1，第三中间圆锥齿轮与第三行星圆锥齿轮的传动比为1。

2.根据权利要求1所述的球面行星轮系取苗机构，其特征在于：所述的第一中间不完全椭圆齿轮、第二中间不完全椭圆齿轮及第三中间不完全椭圆齿轮的节曲线参数相同；所述的第一中间不完全非圆齿轮、第二中间不完全非圆齿轮及第三中间不完全非圆齿轮的节曲线参数相同；所述的第一中间圆锥齿轮、第二中间圆锥齿轮、第三中间圆锥齿轮、第一行星圆锥齿轮、第二行星圆锥齿轮及第三行星圆锥齿轮的节曲线参数相同。