旋轉式水稻缽苗移栽機構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種旋轉式水稻缽苗移栽機構。動力傳到中心軸，兩個齒輪箱內的中心齒輪空套在中心軸的兩端，通過牙嵌式法蘭與傳動箱固定，兩側中心齒輪分別與對稱固定在各自中間軸上的各自中間齒輪相嚙合，各自中間齒輪與對稱固定在各自行星軸上的各自行星齒輪嚙合，各自行星軸伸出左齒輪箱外的一端固定均有栽植臂，齒輪箱內的齒輪均為采用貝塞爾擬合曲線擬合型值點獲得齒輪節曲線的貝塞爾齒輪；移栽機構工作時，由于齒輪箱內貝塞爾齒輪行星齒輪系的不等速傳動，使移栽臂部件形成滿足水稻缽苗移栽的軌跡和姿態。本發明采用貝塞爾齒輪行星齒輪系設計水稻缽苗移栽機構，可以做到結構緊湊，振動小，傳動平穩，實現高速水稻缽苗移栽。
【專利說明】旋轉式水稻缽苗移栽機構
【技術領域】
[0001]本發明涉及農業機械，尤其涉及一種旋轉式水稻缽苗移栽機構。
【背景技術】
[0002]水稻缽苗移栽是將培育好的帶有營養土缽的秧苗移栽到大田中的過程。水稻缽苗移栽不傷秧、分蘗早，將缽苗移栽到大田土溫較高的地表，可比普通平盤插秧提早5~7天分蘗，低節位有效分蘗增加20%，省種30%、節水80%、節肥40%，平均增產5%以上，是目前公認的除品種改良外最好的增產方式。
[0003]水稻缽苗移栽機構是水稻缽苗移栽機上實現從塑盤穴孔中取出缽苗并植入田中的核心工作部件。目前，一些科研院所和企業研究的移栽機構多為平面桿機構，隨著移栽效率的增加，移栽機構震動加劇，影響移栽效果，甚至產生漏秧、漂秧的現象。常見的非圓齒輪多為橢圓齒輪或偏心齒輪，這些非圓齒輪的節曲線受到了曲線方程的限制，使傳動比變化受到限制，難以實現水稻缽苗移栽的要求。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種旋轉式水稻缽苗移栽機構，行星齒輪系中的非圓齒輪采用貝塞爾齒輪，齒輪的節曲線由型值點控制，齒輪可變參數多，傳動比變化范圍廣，通過優化貝塞爾齒輪和移栽機構的結構參數，可以設計出滿足水稻缽苗移栽要求的旋轉式移栽機構。
[0005]為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是:
動力由輸入軸輸入，輸入軸 與第一傳動錐齒輪固接，第一傳動錐齒輪與第二傳動錐齒輪嚙合轉動，將動力傳到與第二傳動錐齒輪固接的傳動軸的一端，傳動軸的另一端與第三傳動錐齒輪固接，第四傳動錐齒輪與中心軸固接，第三傳動錐齒輪與第四傳動錐齒輪嚙合轉動，將動力傳到中心軸上；中心軸伸出傳動箱的兩軸端分別與結構相同的左、右齒輪箱固接，帶動左、右齒輪箱轉動，左上、右上、左下、右下行星軸伸出左、右齒輪箱的軸端分別與左上、右上、左下、右下移栽臂部件固接。
[0006]左齒輪箱內的左中心齒輪空套在中心軸的一端，通過左牙嵌式法蘭與傳動箱左側固定，左中心齒輪分別與對稱固定在左上、左下中間軸上的左上、左下中間齒輪相嚙合，左上、左下中間齒輪與對稱固定在左上、左下行星軸上的左上、左下行星齒輪嚙合，左上、左下行星軸伸出左齒輪箱外的一端固定有左上、左下栽植臂，所述的左齒輪箱內的齒輪均為采用貝塞爾擬合曲線擬合型值點獲得齒輪節曲線的貝塞爾齒輪；移栽機構工作時，由于齒輪箱內貝塞爾齒輪行星齒輪系的不等速傳動，使左上、左下移栽臂部件形成滿足水稻缽苗移栽的軌跡和姿態。
[0007]所述的左中心齒輪與左上、左下行星齒輪為齒輪參數完全相同的貝塞爾齒輪；左上、左下中間齒輪為齒輪參數完全相同的貝塞爾齒輪；左上、左下中間齒輪的節曲線與左中心齒輪和左上、左下行星齒輪的節曲線是相互共軛的節曲線。[0008]所述的左齒輪箱內的左中心齒輪與左上、左下中間齒輪轉動中心連線和左上、左下中間齒輪與左上、左下行星齒輪轉動中心連線有一個夾角。
[0009]所述的貝塞爾齒輪行星齒輪系不等速傳動，在左上、左下移栽臂部件尖點形成滿足水稻缽苗移栽要求的帶有環扣的“8字”型軌跡。
[0010]本發明具有的有益效果是:
左、右齒輪箱內的非圓齒輪均為貝塞爾齒輪，突破了非圓齒輪節曲線方程的限制，齒輪的可調節參數多，傳動比變化范圍廣，可以通過優化參數獲得滿足移栽要求的“8字”型軌跡。申請號為201210325098的自由二階非圓齒輪行星系高速缽苗移栽機構，采用自由二階曲線獲得非圓齒輪的傳動比曲線，再計算出非圓齒輪的節曲線。通過非圓齒輪傳動比曲線設計非圓齒輪節曲線不能直觀判斷節曲線的形狀，可能會造成節曲線失真的現象。采用多個型值點擬合貝塞爾齒輪節曲線，可以直觀地觀察節曲線的形狀。在優化參數時，可以容易的判斷出需要調整哪個型值點以及需要調整的方向。本發明采用14個型值點擬合貝塞爾齒輪節曲線，所獲得的節曲線為13階的貝塞爾曲線，節曲線更光滑，利于后期貝塞爾齒輪齒廓的成型。采用貝塞爾齒輪行星齒輪系設計水稻缽苗移栽機構，可以做到結構緊湊，振動小，傳動平穩，實現高速水稻缽苗移栽。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的機構示意圖。
[0012]圖2是本發明的移栽臂部件內部結構示意圖。
[0013]圖3是本發明的貝塞爾齒輪節曲線成型示意圖。
[0014]圖4是本發明的貝塞爾齒輪行星齒輪系布置圖。
[0015]圖5是本發明的貝塞爾齒輪行星齒輪系初始位置和“8字”型軌跡圖。
[0016]圖6是本發明的凸輪表面形狀圖。
[0017]圖7是本發明的初始位置彈簧片示意圖。
[0018]
[0019]
[0020]圖中:1.輸入軸，2.第一傳動錐齒輪，3.第二傳動錐齒輪，4.傳動軸，5.傳動箱，
6.左上行星齒輪，6 ’.右上行星齒輪，7.左上栽植臂部件，7 ’.右上栽植臂部件，8.左上行星軸，V ?右上行星軸，9.左上中間齒輪1，V ?右上中間齒輪，10.左上中間軸，10 '.右上中間軸，11.左中心齒輪，11 ;.右中心齒輪，12.左法蘭，12 ;.右法蘭，13.左齒輪箱，13 '.右齒輪箱，14.左下中間齒輪，14 '.右下中間齒輪，15.左下中間軸，15 '.右下中間軸，16.左下移栽臂部件，16 ’.右下移栽臂部件，17.左下行星軸，17 ’.右下行星軸，18.左下行星齒輪，18 '.右下行星齒輪，19.第三傳動錐齒輪,20.第四傳動錐齒輪，21.中心軸，22.膠皮，23.推土 U塊，24.推秧U塊，25.彈簧片，26.夾秧U塊，27.推秧桿，28.彈簧座，29.推秧彈簧，30.移栽臂殼體，31.凸輪，32.撥叉，33.秧苗，34.“8字”型軌跡，35.移栽機構，a.最高保持段，b.回程段，c.為最低段，d.為第一升程段，e.為中間段，f.第二升程段。
【具體實施方式】[0021]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0022]如圖1、圖2所不，動力由輸入軸I輸入，輸入軸I與第一傳動錐齒輪2固接,第一傳動錐齒輪2與第二傳動錐齒輪3嚙合轉動，將動力傳到與第二傳動錐齒輪3固接的傳動軸4的一端，傳動軸4的另一端與第三傳動錐齒輪19固接，第四傳動錐齒輪20與中心軸21固接，第三傳動錐齒輪19與第四傳動錐齒輪(20)嚙合轉動，將動力傳到中心軸21上；中心軸21伸出傳動箱5的兩軸端分別與結構相同的左、右齒輪箱13、13丨固接，帶動左、右齒輪箱13、13^轉動，左上、右上、左下、右下行星軸8、8 ^ ,17,17 ;伸出左、右齒輪箱13、13 ^的軸端分別與左上、右上、左下、右下移栽臂部件7、7 ' ,16,16 /固接。
[0023]左齒輪箱13內的左中心齒輪11空套在中心軸21的一端，通過左牙嵌式法蘭12與傳動箱5左側固定，左中心齒輪11分別與對稱固定在左上、左下中間軸10、15上的左上、左下中間齒輪9、14相嚙合，左上、左下中間齒輪9、14與對稱固定在左上、左下行星軸8、17上的左上、左下行星齒輪6、18嚙合，左上、左下行星軸8、17伸出左齒輪箱13外的一端固定有左上、左下栽植臂7、16，所述的左齒輪箱13內的齒輪均為采用貝塞爾擬合曲線擬合型值點獲得齒輪節曲線的貝塞爾齒輪；移栽機構工作時，由于齒輪箱13內貝塞爾齒輪行星齒輪系的不等速傳動，使左上、左下移栽臂部件7、16形成滿足水稻缽苗移栽的軌跡和姿態，從而實現水稻缽苗移栽。
[0024]右齒輪箱13 ;內的右中心齒輪11 ;空套在中心軸21的一端，通過右牙嵌式法蘭12 ’與傳動箱5右側固定，右中心齒輪11 ’分別與對稱固定在右上、右下中間軸10 ’、15 ;上的右上、右下中間齒輪9 ^ ,14 ;相嚙合，右上、右下中間齒輪9 ^ ,14 ;與對稱固定在右上、右下行星軸8 ' ,17 ;上的右上、右下行星齒輪6 ' ,18 ;嚙合，右上、右下行星軸8 ; >17 ;伸出右齒輪箱13 ^外的一端固定有右上、右下栽植臂7 ^ ,16 ;，所述的右齒輪箱13丨內的齒輪均為采用貝塞爾擬合曲線擬合型值點獲得齒輪節曲線的貝塞爾齒輪；移栽機構工作時，由于齒輪箱13丨內貝塞爾齒輪行星齒輪系的不等速傳動，使右上、右下移栽臂部件7' ,16 /形成滿足水稻缽苗移栽的軌跡和姿態，從而實現水稻缽苗移栽。
[0025]所述的左中心齒輪11與左上、左下行星齒輪6、18為齒輪參數完全相同的貝塞爾齒輪；左上、左下中間齒輪9、14為齒輪參數完全相同的貝塞爾齒輪；左上、左下中間齒輪9、14的節曲線與左中心齒輪11和左上、左下行星齒輪6、18的節曲線是相互共軛的節曲線。
[0026]如圖4所示，所述的左齒輪箱13內的左中心齒輪11與左上、左下中間齒輪9、14轉動中心連線和左上、左下中間齒輪9、14與左上、左下行星齒輪6、18轉動中心連線有一個夾角，一般為0-70度。
[0027]所述的貝塞爾齒輪行星齒輪系不等速傳動，在左上、左下移栽臂部件7、16尖點形成滿足水稻缽苗移栽要求的帶有環扣的“8字”型軌跡34。
[0028]圖3是本發明的貝塞爾齒輪節曲線成型示意圖。圖中為貝塞爾齒輪的可變型值點，其中和通過貝塞爾齒輪節曲線，其他各型值點控制節曲線的形狀、導數和階次，所得到的節曲線為13階的貝塞爾曲線。在優化時，可以直觀地觀察節曲線的形狀，容易判斷應該調整哪個型值點和應該調整的方向。
[0029]圖4是本發明的貝塞爾齒輪行星齒輪系不等速傳動的齒輪布置圖。左、右中心齒輪11、11'與左、右行星齒輪6、6' >18,18 ;為齒輪參數完全相同的貝塞爾齒輪，左、右中間齒輪9、9' 14,14 ;是與其共軛的貝塞爾齒輪。是左、右中心齒輪11、11 '與左、右中間齒輪9、9, ,14,14 ;轉動中心連線和左、右中間齒輪9、9 ^ ,14,14 ;與左、右行星齒輪6、
&' ,18,18 ;轉動中心連線間的夾角。
[0030]圖5是本發明的貝塞爾齒輪行星齒輪系初始位置和“8字”型軌跡圖。貝塞爾齒輪行星齒輪系順時針轉動，在左、右移栽臂部件7、7 ^ >16,16 ;的尖點形成帶有環扣的“8字”型軌跡。在取秧位置的環扣可以保證彈簧片25夾緊缽苗莖桿，并順利將缽苗從缽盤拔出，該“8字”型軌跡可以滿足水稻缽苗移栽的各個目標。
[0031]圖6為本發明的凸輪表面形狀圖。其中a段為最高段，b段為回程段，c段為最低段，d段為第一升程段，e段為中間段，f段為第二升程段。凸輪31有兩個升程和一個回程，保證在移栽作業時完成取秧、送秧、栽植和復位等動作。
[0032]圖7為本發明的初始位置彈簧片示意圖。在初始位置，兩彈簧片保持張開狀態。運行到夾秧位置時，兩彈簧片25夾緊，兩彈簧片25前端的膠皮22部分夾緊缽苗莖桿。從夾秧到推秧位置，彈簧片25保持夾緊，將秧苗輸送到推秧位置。在推秧位置，兩彈簧片25張開，固定在推秧桿前端的推土 U塊23將秧苗33推入土中，完成栽植動作。
[0033]本發明的工作原理是:
移栽機構動力由移栽機傳動箱5內的輸入軸I經第一傳動錐齒輪2與第二傳動錐齒輪3嚙合轉動，將動力傳遞到傳動軸4上，與傳動軸4固接的第三傳動錐齒輪19和與中心軸21固接的第四傳動錐齒輪20嚙合轉動，帶動中心軸21轉動。中心軸21帶動左、右齒輪箱
13、13 ’轉動，左、右齒輪箱13、13 ’內空套在中心軸21上與傳動箱5固定的左、右中心齒輪11、11'與固定在左、右中間軸10、1(T ,15,15 ;上的左、右中間齒輪9、9 ' ,14,14 ;嚙合，左、右中間齒輪9、9 ^ >14,14 ;分別與固定在左、右行星軸8、8 ^ >17,17 ;上的左、右行星齒輪6W >18,18 ;相嚙合，其中左、右中心齒輪11、1Ρ和左、右行星齒輪6W、
18、W是齒輪參數完全相同的貝塞爾齒輪，左、右中間齒輪9、9 ^ >14,14 ;是與其共軛的貝塞爾齒輪。左、右中心齒輪11、11 '與左、右中間齒輪9、9' ,14,14 ;轉動中心連線和左、右中間齒輪9、9' ,14,14 ;與左、右行星齒輪6、6' ,18,18 ;轉動中心連線不在一條直線上，存在一個夾角。當左、右行星齒輪6 W >18,18 ;隨左、右行星軸8、8^ >17,17 ;相對齒輪箱13、13^轉動時，帶動左、右栽植臂部件7、7 ^ >16,16 ;轉動。左、右栽植臂部件7、7^ >16,16 ; 一方面隨齒輪箱13、13 ^作圓周運動，另一方面隨左、右行星軸相對齒輪箱13、13^作非勻速轉動，使左、右移栽臂部件7、7 ^ >16,16 ;中取秧彈簧片的尖點形成水稻缽苗移栽所需的帶環扣的“8字”型軌跡。左、右栽植臂部件7、7'、16、16'的轉動使左、右撥叉32圍繞固定的左、右凸輪31 (固定在左、右齒輪箱13、13丨上)擺動，在夾秧位置左、右撥叉32經過左、右凸輪31的第二升程段f而抬起，將左、右推秧桿27提高至最高點，同時壓縮推秧彈簧29，與推秧桿27固接夾秧U塊26從外側擠壓彈簧片25，使彈簧片25變形，夾緊秧苗33莖桿；在夾秧到推秧前，左、右撥叉32處于左、右凸輪31的最高位置保持段a，彈簧片25保持夾緊，隨左、右移栽臂部件7、7 ^ >16,16 ; 一起將秧苗33輸送到推秧位置；當運行到推秧位置，左、右撥叉32轉至左、右凸輪31缺口 b，推秧彈簧29回位推動左、右推秧桿27向下快速運動，與推秧桿27固接的推秧U塊24從彈簧片25的內側將彈簧片25推開，同時與推秧桿27固接的推土 U塊23作用于營養土缽，將秧苗33推入土中。在推秧至愎位前，左、右撥叉32處于左、右凸輪31的最低位置保持段c ;當運行到復位位置，左、右撥叉32經左、右凸輪31的第一升程段d而抬起，左、右推秧桿27回到初始位置，左、右撥叉32轉過左、右凸輪31的中間段d，準備下一次夾秧。從而順序完成了水稻秧苗33的夾秧、送秧和栽植動作，實現水稻缽苗的機械化移栽。
[0034]上述【具體實施方式】用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的 保護范圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種旋轉式水稻缽苗移栽機構,其特征在于:動力由輸入軸(I)輸入，輸入軸(I)與第一傳動錐齒輪(2)固接，第一傳動錐齒輪(2)與第二傳動錐齒輪(3)嚙合轉動，將動力傳到與第二傳動錐齒輪(3)固接的傳動軸(4)的一端，傳動軸(4)的另一端與第三傳動錐齒輪(19)固接，第四傳動錐齒輪(20)與中心軸(21)固接，第三傳動錐齒輪(19)與第四傳動錐齒輪(20 )嚙合轉動，將動力傳到中心軸(21)上；中心軸(21)伸出傳動箱(5 )的兩軸端分別與結構相同的左、右齒輪箱(13、13 ')固接，帶動左、右齒輪箱(13、13 ')轉動，左上、右上、左下、右下行星軸(8、8丨>17,17丨)伸出左、右齒輪箱(13、13丨)的軸端分別與左上、右上、左下、右下移栽臂部件(7、7 '、16、16')固接；其特征在于: 左齒輪箱(13)內的左中心齒輪(11)空套在中心軸(21)的一端，通過左牙嵌式法蘭(12)與傳動箱(5 )左側固定，左中心齒輪(11)分別與對稱固定在左上、左下中間軸(10、15 )上的左上、左下中間齒輪(9、14)相嚙合，左上、左下中間齒輪(9、14)與對稱固定在左上、左下行星軸(8、17)上的左上、左下行星齒輪(6、18)嚙合，左上、左下行星軸(8、17)伸出左齒輪箱(13)外的一端固定有左上、左下栽植臂(7、16)，所述的左齒輪箱(13、13丨)內的齒輪均為采用貝塞爾擬合曲線擬合型值點獲得齒輪節曲線的貝塞爾齒輪；移栽機構工作時，由于齒輪箱(13)內貝塞爾齒輪行星齒輪系的不等速傳動，使左上、左下移栽臂部件(7、16)形成滿足水稻缽苗移栽的軌跡和姿態。
2.根據權利要求1所述的一種旋轉式水稻缽苗移栽機構，其特征在于:所述的左中心齒輪(11)與左上、左下行星齒輪(6、18)為齒輪參數完全相同的貝塞爾齒輪；左上、左下中間齒輪(9、14)為齒輪參數完全相同的貝塞爾齒輪；左上、左下中間齒輪(9、14)的節曲線與左中心齒輪(11)和左上、左下行星齒輪(6、18)的節曲線是相互共軛的節曲線。
3.根據權利要求1所述的一種旋轉式水稻缽苗移栽機構，其特征在于:所述的左齒輪箱(13)內的左中心齒輪(11)與左上、左下中間齒輪(9、14)轉動中心連線和左上、左下中間齒輪(9、14)與左上、左下 行星齒輪(6、18)轉動中心連線有一個夾角。
4.根據權利要求1所述的一種旋轉式水稻缽苗移栽機構，其特征在于:所述的貝塞爾齒輪行星齒輪系不等速傳動，在左上、左下移栽臂部件(7、16)尖點形成滿足水稻缽苗移栽要求的帶有環扣的“8字”型軌跡。
【文檔編號】A01C11/02GK103460865SQ201310317551
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年7月24日 優先權日:2013年7月24日
【發明者】趙勻, 周脈樂, 趙雄, 孫建生 申請人:浙江理工大學