專利名稱：步行式插秧機(jī)的變形橢圓齒輪后插旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械，尤其是涉及一種步行式插秧機(jī)的變形橢圓齒輪后插旋轉(zhuǎn)式 分插機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，在市場上出售的用于步行水稻插秧機(jī)的栽植機(jī)構(gòu)形式主要有兩種曲柄搖 桿式分插機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)與曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)相比，具有慣性 力小、振動(dòng)小和穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)主要有偏心非圓齒輪傳動(dòng)、橢圓齒輪傳動(dòng) 等形式，但其主動(dòng)輪(偏心圓柱齒輪，橢圓齒輪)節(jié)曲線均關(guān)于X軸對稱，只能通過偏心率 的調(diào)整實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的縱向變化，一旦偏心率或偏心距確定，其傳動(dòng)比的周期變化規(guī)律也就 確定(只能對稱分布)，其傳動(dòng)比的可調(diào)范圍較小，以其作為傳動(dòng)部件的旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)， 所形成的靜軌跡一般為“海豚型”曲線，其插秧穴口還不是很小，因而有時(shí)會(huì)導(dǎo)致所插秧苗 發(fā)生較大傾斜，影響秧苗的直立性生長。如果減小插秧穴口則會(huì)有利于保證秧苗的直立性， 防止秧苗傾斜，降低倒秧率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種步行式插秧機(jī)的變形橢圓齒輪后插旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)， 該機(jī)構(gòu)能夠產(chǎn)生具有環(huán)扣形狀的軌跡，從而產(chǎn)生較小的插秧穴口，能夠更好的滿足水稻插 秧軌跡的要求。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明包括傳動(dòng)部件和栽植臂部件；傳動(dòng)部件主動(dòng)鏈輪裝在鏈輪箱內(nèi)的傳動(dòng)軸 上，經(jīng)鏈條與裝在鏈輪箱內(nèi)的中心軸上的中心鏈輪連接，中心軸的左、右兩側(cè)軸端分別固定 有內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同的左、右齒輪盒，伸出左、右齒輪盒外的左、右行星軸上分別裝有左、右栽植 臂部件；其特征在于所述的左、右齒輪盒內(nèi)的中心軸上分別裝有通過左、右法蘭固定在鏈 輪箱上的左、右中心變形橢圓齒輪，左、右中心變形橢圓齒輪分別與固裝在左、右中間軸上 的左、右中間變形橢圓齒輪嚙合，而左、右中間變形橢圓齒輪與固定在左、右行星軸上的左、 右行星變形橢圓齒輪嚙合，左、右行星軸伸出左、右齒輪盒的一端固定有左、右栽植臂部件。中心鏈輪通過中心軸帶動(dòng)齒輪盒轉(zhuǎn)動(dòng)，中心變形橢圓齒輪通過法蘭與鏈輪箱固定 不動(dòng)，行星變形橢圓齒輪帶動(dòng)固裝在行星軸一端的栽植臂相對于齒輪盒作非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，栽 植臂的絕對運(yùn)動(dòng)為行星輪相對齒輪盒的非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)和齒輪盒繞中心軸的圓周運(yùn)動(dòng)的合成 運(yùn)動(dòng)。在此合成運(yùn)動(dòng)的影響下，栽植臂部件中的秧爪滿足取秧時(shí)秧爪角度和插秧時(shí)秧爪角 度的要求，形成具有環(huán)扣形狀曲線的靜軌跡，從而產(chǎn)生小的插秧穴口，滿足水稻插秧軌跡的 要求。所述的裝在中心軸上的左、右中心變形橢圓齒輪，裝在中間軸上的左、右中間變形 橢圓齒輪和裝在行星軸上的左、右行星變形橢圓齒輪，從側(cè)面看為三角形排列方式。本發(fā)明的有益效果是
傳動(dòng)部分有三個(gè)齒輪，在齒輪盒內(nèi)相對太陽輪(中心變形橢圓齒輪)只有1組行 星系齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)1個(gè)栽植臂運(yùn)動(dòng)；本發(fā)明形成具有環(huán)扣形狀曲線的插秧軌跡，使回程 時(shí)軌跡與地面的交點(diǎn)落在插秧時(shí)軌跡與地面交點(diǎn)的后側(cè)，減小了絕對運(yùn)動(dòng)時(shí)形成的插秧穴 口，插秧穴口的減小更有利于保證秧苗的直立性，防止秧苗的傾倒，漂秧率和倒秧率低，更 好的滿足水稻插秧要求；結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，制造成本低。


圖1是變形橢圓和橢圓區(qū)別示意圖。圖2是橢圓齒輪傳動(dòng)比曲線圖。圖3是變形橢圓齒輪傳動(dòng)比曲線圖。圖4是本發(fā)明機(jī)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明側(cè)面?zhèn)鲃?dòng)原理示意圖。圖6是現(xiàn)有分插機(jī)構(gòu)形成的軌跡曲線圖。圖7是本發(fā)明形成的軌跡曲線圖。圖中1.中心軸，2'、2.左、右法蘭，3、中心鏈輪，4.鏈輪箱，5'、5.左、右齒輪 盒，6'、6.左、右行星變形橢圓齒輪，7'、7.左、右行星軸，8'、8.左、右栽植臂部件，9.傳 動(dòng)軸，10.主動(dòng)鏈輪，11.鏈條，12' ,12.左、右中間軸，13' ,13.左、右中間變形橢圓齒輪， 14' ,14.左、右中心變形橢圓齒輪。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。變形橢圓可以認(rèn)為是橢圓的變形。變形時(shí)，向徑的長度不變，而對應(yīng)的極角在上半 個(gè)橢圓縮小Hi1倍，在下半個(gè)橢圓縮小HI2倍。(如圖1所示，L1 橢圓，L2 變形橢圓，L3 共軛 橢圓，L4 共軛變形橢圓)0#，O1B為橢圓的向徑，對應(yīng)的極角分別為π，灼，縮小Hi1倍后，得 到變形橢圓的向徑O1A' ,O1B'，其相應(yīng)的極角為π Ai1，約/叫。變形橢圓L2的方程r1=a(1-e2)/1-ecosm1φ1 (在 0 π/M1之間變化)(1) r1π=a(1-e2)/1-ecos[2π-m2(2π-φ1) (在 π/m1-2π 之間變化)⑵ 為保證變形橢圓兩段曲線是封閉的，Hi1和m2應(yīng)滿足以下關(guān)系 ^ π π2π-π/m1=π/m2即 m2=m1/(2m1-1)(3) 變形橢圓的最大向徑和最小向徑之和等于2a，即等于橢圓的長軸，偏心率e = c/ a。共軛變形橢圓L4的方程為r2 = 2a~r1(4)
φ2 = {i21dφ2 (5) i21 = r1/r2(6)
a——橢圓長半軸c——橢圓焦距e-偏心率φ2——共軛變形橢圓L4的角位移i21——傳動(dòng)比Iii1、m2——變形系數(shù)Γι、r2——L2、L4 的向徑圖2為變形橢圓的變形系數(shù)Hi1 = 1時(shí)(此時(shí)為橢圓)，改變偏心率e的值得到的 一系列傳動(dòng)比變化曲線。通過圖2可以看出，傳動(dòng)比曲線隨著偏心率的不同而縱向移動(dòng)，且 只能關(guān)于約=T對稱分布。圖3為取偏心率e = 0. 44時(shí)，不同變形系數(shù)對應(yīng)的傳動(dòng)比變化 曲線。通過圖3曲線可以看出，在偏心率e取定后，改變變形系數(shù)Hi1的值，可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比 的橫向移動(dòng)，且其變化規(guī)律為非對稱分布。所以變形橢圓能夠通過偏心率e和變形系數(shù)Hi1兩個(gè)參數(shù)的改變，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的橫 向和縱向雙向調(diào)節(jié)，從而增大了傳動(dòng)比可調(diào)空間，傳動(dòng)比空間的增大則有利于分插機(jī)構(gòu)形 成更理想的插秧軌跡。如圖4所示，本發(fā)明它包括傳動(dòng)部件和栽植臂部件；主動(dòng)鏈輪10裝在鏈輪箱4內(nèi) 的傳動(dòng)軸9上，經(jīng)鏈條11與裝在鏈輪箱4內(nèi)的中心軸1上的中心鏈輪3連接，中心軸1的 左、右兩側(cè)軸端分別固定有內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同的左、右齒輪盒5'、5，伸出左、右齒輪盒5'、5外 的左、右行星軸7'、7上分別裝有左、右栽植臂部件8'、8 ；其特征在于所述的左、右齒輪 盒5'、5內(nèi)的中心軸1上分別裝有通過左、右法蘭2'、2固定在鏈輪箱4上的左、右中心變 形橢圓齒輪14'、14，左、右中心變形橢圓齒輪14'、14分別與固裝在左、右中間軸12'、12 上的左、右中間變形橢圓齒輪13'、13嚙合，而左、右中間變形橢圓齒輪13'、13與固定在 左、右行星軸7'、7上的左、右行星變形橢圓齒輪6'、6嚙合，左、右行星軸7'、7伸出左、 右齒輪盒5'、5的一端固定有左、右栽植臂部件8'、8。如圖5所示，所述的裝在中心軸上的左、右中心變形橢圓齒輪14'、14，裝在中間 軸上的左、右中間變形橢圓齒輪13'、13和裝在行星軸上的左、右行星變形橢圓齒輪6'、 6，從側(cè)面看為三角形排列方式。圖6為現(xiàn)已存在的后插旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)形成的軌跡曲線，圖7為本發(fā)明形成的軌 跡曲線(圖中，點(diǎn)c和C為插秧時(shí)軌跡與地面的交點(diǎn)；點(diǎn)d和D為回程時(shí)軌跡與地面的交 點(diǎn))。圖6中交點(diǎn)d在交點(diǎn)c左側(cè)，絕對運(yùn)動(dòng)時(shí)形成的插秧穴口為c' d'；圖7中交點(diǎn)D在 交點(diǎn)C右側(cè)，絕對運(yùn)動(dòng)時(shí)形成的插秧穴口為C' D'。以插秧時(shí)軌跡與地面交點(diǎn)為參考點(diǎn)， 圖6和圖7所形成的插秧穴口的關(guān)系為可表示為C' D' =c' d' -cd-CD因?yàn)棰?gt;0、cd>0，所以C' D' < c' d'。所以本發(fā)明的插秧穴口更小，插秧 穴口的減小更有利于保證秧苗的直立性，防止秧苗的傾倒，漂秧率和倒秧率低。本發(fā)明的工作原理是分插機(jī)構(gòu)動(dòng)力由插秧機(jī)鏈輪箱主動(dòng)鏈輪經(jīng)鏈條傳遞到中心鏈輪，帶動(dòng)中心軸轉(zhuǎn) 動(dòng)，帶動(dòng)左、右齒輪盒轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，在轉(zhuǎn)動(dòng)的左、右齒輪盒內(nèi)，固定的中心齒輪通過中間齒輪 傳動(dòng)至行星輪，當(dāng)行星齒輪相對齒輪盒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)栽植臂轉(zhuǎn)動(dòng)，牽動(dòng)撥叉圍繞固定凸輪擺動(dòng)，在取秧前撥叉經(jīng)過凸輪的上升段而抬起，將推秧?xiàng)U提高至最高點(diǎn)，同時(shí)壓縮推秧彈簧； 在取秧到插秧前，撥叉處于凸輪的最高位置保持段；當(dāng)秧爪到達(dá)插秧位置，撥叉轉(zhuǎn)至凸輪缺 口，推秧彈簧回位推動(dòng)推秧?xiàng)U向下快速運(yùn)動(dòng)，將秧苗推入土中。從而順序完成了水稻秧苗的 取秧、插秧動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)水稻秧苗的機(jī)械化移栽。栽植臂部件的運(yùn)動(dòng)為行星齒輪繞行星軸相對 齒輪盒的非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)和齒輪盒繞中心軸的圓周運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)。齒輪盒轉(zhuǎn)一圈，栽植臂插 秧一次的插秧頻率適合步行式插秧機(jī)的工作要求。利用計(jì)算機(jī)優(yōu)化變形橢圓齒輪傳動(dòng)系的 結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以形成更能滿足插秧要求的軌跡。 上述具體實(shí)施方式
用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的 精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種步行式插秧機(jī)的變形橢圓齒輪后插旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)，它包括傳動(dòng)部件和栽植臂部件；主動(dòng)鏈輪(10)裝在鏈輪箱(4)內(nèi)的傳動(dòng)軸(9)上，經(jīng)鏈條(11)與裝在鏈輪箱(4)內(nèi)的中心軸(1)上的中心鏈輪(3)連接，中心軸(1)的左、右兩側(cè)軸端分別固定有內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同的左、右齒輪盒(5′、5)，伸出左、右齒輪盒(5′、5)外的左、右行星軸(7′、7)上分別裝有左、右栽植臂部件(8′、8)；其特征在于所述的左、右齒輪盒(5′、5)內(nèi)的中心軸(1)上分別裝有通過左、右法蘭(2′、2)固定在鏈輪箱(4)上的左、右中心變形橢圓齒輪(14′、14)，左、右中心變形橢圓齒輪(14′、14)分別與固裝在左、右中間軸(12′、12)上的左、右中間變形橢圓齒輪(13′、13)嚙合，而左、右中間變形橢圓齒輪(13′、13)與固定在左、右行星軸(7′、7)上的左、右行星變形橢圓齒輪(6′、6)嚙合，左、右行星軸(7′、7)伸出左、右齒輪盒(5′、5)的一端固定有左、右栽植臂部件(8′、8)；中心鏈輪通過中心軸帶動(dòng)齒輪盒轉(zhuǎn)動(dòng)，中心變形橢圓齒輪通過法蘭與鏈輪箱固定不動(dòng)，行星變形橢圓齒輪帶動(dòng)固裝在行星軸一端的栽植臂相對于齒輪盒作非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，栽植臂的絕對運(yùn)動(dòng)為行星輪相對齒輪盒的非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)和齒輪盒繞中心軸的圓周運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)。在此合成運(yùn)動(dòng)的影響下，栽植臂部件中的秧爪滿足取秧時(shí)秧爪角度和插秧時(shí)秧爪角度的要求，形成具有環(huán)扣形狀曲線的靜軌跡，從而產(chǎn)生小的插秧穴口，滿足水稻插秧軌跡的要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步行式插秧機(jī)的變形橢圓齒輪后插旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)， 其特征在于所述的裝在中心軸上的左、右中心變形橢圓齒輪(14'、14)，裝在中間軸上的 左、右中間變形橢圓齒輪(13'、13)和裝在行星軸上的左、右行星變形橢圓齒輪(6'、6)， 從側(cè)面看成三角形排列方式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種步行式插秧機(jī)的變形橢圓齒輪后插旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)。在中心軸伸出鏈輪箱外的左、右兩側(cè)軸端分別固定有內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同的左、右齒輪盒。所述的左、右齒輪盒內(nèi)的中心軸上分別裝有通過左、右法蘭固定在鏈輪箱上的左、右中心變形橢圓齒輪，左、右中心變形橢圓齒輪分別與固裝在左、右中間軸上的左、右中間變形橢圓齒輪嚙合，而左、右中間變形橢圓齒輪與固定在左、右行星軸上的左、右行星變形橢圓齒輪嚙合，左、右行星軸伸出左、右齒輪盒的一端固定有左、右栽植臂部件。在齒輪盒內(nèi)相對中心變形橢圓齒輪只有1組行星系齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)1個(gè)栽植臂運(yùn)動(dòng)；該機(jī)構(gòu)能夠產(chǎn)生具有環(huán)扣形狀的軌跡，產(chǎn)生較小的插秧穴口，能更好的滿足水稻插秧軌跡的要求。
文檔編號A01C11/02GK101911879SQ201010225968
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者原新斌, 趙勻, 高林弟, 黃巨明 申請人:浙江理工大學(xué)