組合式不完全非圓—橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了組合式不完全非圓—橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)?,F(xiàn)有采用齒輪與凹、凸鎖止弧結(jié)合的結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到取苗機(jī)構(gòu)的大范圍傳動(dòng)比變化,鎖止弧進(jìn)入和脫離的瞬間產(chǎn)生很大的沖擊。本實(shí)用新型的中心軸與行星架固定,第一中心不完全非圓齒輪與機(jī)架固定,第二中心不完全非圓齒輪與第一中心不完全非圓齒輪固定,且均空套在中心軸上;第一中間橢圓齒輪與第一中間軸通過(guò)花鍵連接,第一中間不完全非圓齒輪與第一中間橢圓齒輪固定;第二中間橢圓齒輪與第二中間軸通過(guò)花鍵連接,第二中間不完全非圓齒輪與第二中間橢圓齒輪固定;第一行星橢圓齒輪與第一行星軸通過(guò)花鍵連接,第二行星橢圓齒輪與第二行星軸花鍵連接。本實(shí)用新型傳動(dòng)平穩(wěn)、沖擊小。
【專利說(shuō)明】
組合式不完全非圓一橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域,涉及一種水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu),具體涉及一種組合 式不完全非圓一橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前,水稻種植有兩種農(nóng)藝方式:直播和移栽,移栽又分為機(jī)插秧和缽苗移栽兩種 方式。移栽具有使作物生育提早和對(duì)氣候的補(bǔ)償作用的綜合效益,可以充分利用光熱資源, 其經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益均非??捎^。水田、旱地的缽苗移栽作業(yè)需要開(kāi)發(fā)移栽取苗機(jī)構(gòu)。而機(jī)插 秧的分插機(jī)構(gòu)大部分只適用于取毯狀苗,取苗時(shí)取苗爪對(duì)秧苗根須有損傷。而缽苗移栽機(jī) 構(gòu)所取的秧苗為缽苗,缽與缽之間的苗不存在盤根現(xiàn)象,所以在取苗過(guò)程不存在傷根問(wèn)題, 相比毯狀苗插秧具有更加短的返青周期,這對(duì)提高水稻產(chǎn)量具有重大意義。
[0003] 現(xiàn)有的水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)多采用齒輪與凹、凸鎖止弧結(jié)合的結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到取苗機(jī)構(gòu) 的大范圍變化的傳動(dòng)比,鎖止弧傳動(dòng)的傳動(dòng)比相當(dāng)于無(wú)窮大,所以當(dāng)鎖止弧機(jī)構(gòu)在進(jìn)入和 脫離鎖止弧的瞬間會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊,機(jī)構(gòu)運(yùn)行不穩(wěn)定,不利于提高取苗速度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于提供適用于高速缽苗移栽的一種齒輪行星輪系缽苗移栽 機(jī)構(gòu),通過(guò)調(diào)節(jié)第一中心不完全非圓齒輪的有齒部分對(duì)應(yīng)的角度、橢圓齒輪的長(zhǎng)軸以及中 間不完全非圓齒輪有齒部分對(duì)應(yīng)的角度等參數(shù),優(yōu)化相關(guān)機(jī)構(gòu)參數(shù),設(shè)計(jì)出滿足不同機(jī)型, 不同要求的缽苗移栽機(jī)構(gòu)。
[0005] 本實(shí)用新型包括中心軸、行星架、第一中心不完全非圓齒輪、第二中心不完全非圓 齒輪、第一中間軸、第二中間軸、第一中間橢圓齒輪、第一中間不完全非圓齒輪、第二中間橢 圓齒輪、第二中間不完全非圓齒輪、第一行星軸、第二行星軸、第一行星橢圓齒輪、第二行星 橢圓齒輪和取苗爪。所述中心軸的一端與動(dòng)力裝置通過(guò)鍵連接,另一端與行星架固定;所述 的第一中心不完全非圓齒輪與機(jī)架固定,第二中心不完全非圓齒輪與第一中心不完全非圓 齒輪固定,且第一中心不完全非圓齒輪與第二中心不完全非圓齒輪的輪齒設(shè)置在不同側(cè); 所述的第一中心不完全非圓齒輪和第二中心不完全非圓齒輪均空套在中心軸上;所述的第 一中間軸和第二中間軸對(duì)稱設(shè)置在中心軸兩側(cè),且均與行星架通過(guò)軸承連接;所述的第一 中間橢圓齒輪與第一中間軸通過(guò)花鍵連接,第一中間不完全非圓齒輪空套在第一中間軸 上,并與第一中間橢圓齒輪固定;所述的第二中間橢圓齒輪與第二中間軸通過(guò)花鍵連接,第 二中間不完全非圓齒輪空套在第二中間軸上,并與第二中間橢圓齒輪固定;所述的第一行 星軸和第二行星軸對(duì)稱設(shè)置在行星架兩端,且均與行星架通過(guò)軸承連接;所述的第一行星 橢圓齒輪與第一行星軸通過(guò)花鍵連接,第二行星橢圓齒輪與第二行星軸通過(guò)花鍵連接;第 一行星軸和第二行星軸的一端均伸出行星架外,且分別與一個(gè)取苗爪的殼體固定;所述第 一中間橢圓齒輪的兩側(cè)分別與第一中心不完全非圓齒輪及第一行星橢圓齒輪通過(guò)齒輪副 連接;第二中間橢圓齒輪的兩側(cè)分別與中心不完全非圓齒輪及第二行星橢圓齒輪通過(guò)齒輪 副連接;所述的第二中心不完全非圓齒輪與第一中間不完全非圓齒輪或第二中間不完全非 圓齒輪通過(guò)齒輪副連接。
[0006] 所述的第二中心不完全非圓齒輪與第一中間不完全非圓齒輪在進(jìn)入及脫離嚙合 時(shí)刻的嚙合傳動(dòng)比和第一中心不完全非圓齒輪與第一中間橢圓齒輪的嚙合傳動(dòng)比相等。
[0007] 所述的第二中心不完全非圓齒輪與第二中間不完全非圓齒輪在進(jìn)入及脫離嚙合 時(shí)刻的嚙合傳動(dòng)比和第一中心不完全非圓齒輪與第二中間橢圓齒輪的嚙合傳動(dòng)比相等。
[0008] 所述的第二中心不完全非圓齒輪與第一中間不完全非圓齒輪嚙合的傳動(dòng)比函數(shù) (納)=叫+ Μ * sin (仍)+七* cos(納),其中肩為行星架的轉(zhuǎn)角,參數(shù)a〇的取值范圍為1~3,ai 的取值范圍為〇~2,a2的取值范圍為-1~0。
[0009] 所述的第一中間橢圓齒輪、第二中間橢圓齒輪、第一行星橢圓齒輪及第二行星橢 圓齒輪的節(jié)曲線參數(shù)相同;所述的第一中間不完全非圓齒輪與第二中間不完全非圓齒輪的 節(jié)曲線參數(shù)相同。
[0010] 所述的行星架轉(zhuǎn)動(dòng),取苗爪的秧針尖點(diǎn)形成取苗軌跡;所述取苗軌跡的頭部設(shè)有 環(huán)扣,環(huán)扣部分為取苗段,環(huán)扣高度為29~35mm。
[0011] 本實(shí)用新型的有益效果:
[0012] 1、本實(shí)用新型的不等速傳動(dòng),使取苗爪的秧針尖點(diǎn)形成取苗軌跡,滿足缽苗移栽 的農(nóng)藝要求;
[0013] 2、本實(shí)用新型相比現(xiàn)有機(jī)構(gòu)中的鎖止弧機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了行星架轉(zhuǎn)動(dòng)的整個(gè)周期內(nèi), 中心不完全非圓齒輪與中間不完全非圓齒輪在開(kāi)始嚙合及分離的時(shí)刻行星系第一級(jí)齒輪 副傳動(dòng)比的平緩變化,克服了現(xiàn)有機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)不穩(wěn)定、沖擊大的缺點(diǎn);
[0014] 3、本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)周期內(nèi)二次傳動(dòng)比波動(dòng),雙波峰比值約為3.2倍,易于形成理 想的插入穴盤的取苗段軌跡,且具有較好的推苗姿態(tài);
[0015] 4、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、振動(dòng)小、制造成本低;
[0016] 5、本實(shí)用新型采用兩個(gè)取苗爪的布置方案,行星架轉(zhuǎn)動(dòng)一次,取苗作業(yè)兩次,工作 效率高,能適應(yīng)移栽機(jī)在任何轉(zhuǎn)速下的水田和旱地移栽作業(yè)。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)剖視圖;
[0018] 圖2為本實(shí)用新型的工作原理示意圖;
[0019] 圖3為本實(shí)用新型中行星系的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0020] 圖4-1為本實(shí)用新型中取苗爪的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖;
[0021 ]圖4-2為本實(shí)用新型中取苗爪的整體結(jié)構(gòu)示意圖;
[0022]圖5-1為本實(shí)用新型中行星架轉(zhuǎn)角為0~218°時(shí)第一中心不完全非圓齒輪與第一 中間橢圓齒輪嚙合的傳動(dòng)比曲線圖;
[0023]圖5-2為本實(shí)用新型中行星架轉(zhuǎn)角為218~360°時(shí)第二中心不完全非圓齒輪與第 一中間不完全非圓齒輪嚙合的傳動(dòng)比曲線圖。
[0024]圖中:1、中心軸,2、行星架,3、第一中心不完全非圓齒輪,4、第二中心不完全非圓 齒輪,5、第一中間軸,6、第二中間軸,7、第一中間橢圓齒輪,8、第一中間不完全非圓齒輪,9、 第二中間橢圓齒輪,10、第二中間不完全非圓齒輪,11、第一行星軸,12、第二行星軸,13、第 一行星橢圓齒輪,14、第二行星橢圓齒輪,15、取苗爪,15-1、推苗凸輪,15-2、推苗撥叉,15-3、推苗桿,15-4、秧針,15-5、彈簧,15-6、推苗爪,16、取苗軌跡,17、缽苗。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0026] 如圖1、2和3所示,組合式不完全非圓一橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu),包括 中心軸1、行星架2、第一中心不完全非圓齒輪3、第二中心不完全非圓齒輪4、第一中間軸5、 第二中間軸6、第一中間橢圓齒輪7、第一中間不完全非圓齒輪8、第二中間非圓齒輪9、第二 中間不完全非圓齒輪10、第一行星軸11、第二行星軸12、第一行星橢圓齒輪13、第二行星橢 圓齒輪14和取苗爪15。中心軸1的一端與動(dòng)力裝置連接,另一端與行星架2固定;第一中心不 完全非圓齒輪3與機(jī)架固定,第二中心不完全非圓齒輪4與第一中心不完全非圓齒輪3固定, 且第一中心不完全非圓齒輪與第二中心不完全非圓齒輪的輪齒設(shè)置在不同側(cè);第一中心不 完全非圓齒輪3和第二中心不完全非圓齒輪4均空套在中心軸上;第一中間軸5和第二中間 軸6對(duì)稱設(shè)置在中心軸兩側(cè),且均與行星架2通過(guò)軸承連接;第一中間橢圓齒輪7與第一中間 軸5通過(guò)花鍵連接,第一中間不完全非圓齒輪8空套在第一中間軸上,并與第一中間橢圓齒 輪7固定;第二中間橢圓齒輪9與第二中間軸6通過(guò)花鍵連接,第二中間不完全非圓齒輪10空 套在第二中間軸上,并與第二中間橢圓齒輪9固定;第一行星軸11和第二行星軸12對(duì)稱設(shè)置 在行星架2兩端,且均與行星架通過(guò)軸承連接;第一行星橢圓齒輪13與第一行星軸11通過(guò)花 鍵連接,第二行星橢圓齒輪14與第二行星軸12通過(guò)花鍵連接;第一行星軸11和第二行星軸 12的一端均伸出行星架2外,且分別與一個(gè)取苗爪15的殼體固定。第一中間橢圓齒輪7的兩 側(cè)分別與第一中心不完全非圓齒輪3及第一行星橢圓齒輪13通過(guò)齒輪副連接;第二中間橢 圓齒輪9的兩側(cè)分別與第一中心不完全非圓齒輪3及第二行星橢圓齒輪14通過(guò)齒輪副連接; 當(dāng)?shù)谝恢行牟煌耆菆A齒輪3與第一中間橢圓齒輪7開(kāi)始嚙合時(shí),第二中心不完全非圓齒輪 4與第一中間不完全非圓齒輪8分離,與第二中間不完全非圓齒輪10嚙合;當(dāng)?shù)谝恢行牟煌?全非圓齒輪3與第二中間橢圓齒輪9開(kāi)始嚙合時(shí),第二中心不完全非圓齒輪4與第二中間不 完全非圓齒輪10分離,與第一中間不完全非圓齒輪8嚙合,保證傳動(dòng)的連續(xù)性。
[0027] 第二中心不完全非圓齒輪4與第一中間不完全非圓齒輪8在進(jìn)入及脫離嚙合時(shí)刻 的嚙合傳動(dòng)比和第一中心不完全非圓齒輪3與第一中間橢圓齒輪7的嚙合傳動(dòng)比相等。
[0028] 第二中心不完全非圓齒輪4與第二中間不完全非圓齒輪10在進(jìn)入及脫離嚙合時(shí)刻 的嚙合傳動(dòng)比和第一中心不完全非圓齒輪3與第二中間橢圓齒輪9的嚙合傳動(dòng)比相等。
[0029] 第二中心不完全非圓齒輪4與第一中間不完全非圓齒輪8嚙合的傳動(dòng)比函數(shù) /(扔)=% + 碑 *s.in(^ ) + ": *cos?),其中,釣為行星架的轉(zhuǎn)角,參數(shù)a〇=l .9808、ai = l .6764 和 a2 = -0.4122。
[0030] 第一中間橢圓齒輪7、第二中間橢圓齒輪9、第一行星橢圓齒輪13與第二行星橢圓 齒輪14的節(jié)曲線參數(shù)相同;第一中間不完全非圓齒輪8與第二中間不完全非圓齒輪10的節(jié) 曲線參數(shù)相同。
[0031] 如圖2所示,行星架2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)行星系的不等速傳動(dòng),取苗爪15的秧針尖點(diǎn) 形成取苗軌跡16;取苗軌跡的頭部設(shè)有環(huán)扣,環(huán)扣部分為取苗段,環(huán)扣高度為29~35mm,保 證取苗爪垂直離開(kāi)缽苗盤,避免取苗時(shí)損傷缽苗17。
[0032]如圖4 - 1和4 - 2所示,取苗爪1 5采用成熟的現(xiàn)有技術(shù),例如申請(qǐng)?zhí)枮?201210293743.3 的專利。
[0033]如圖5-1所示,行星架2轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)周期內(nèi),行星架轉(zhuǎn)角為0~218°時(shí),第一中心不 完全非圓齒輪3與第一中間橢圓齒輪7嚙合,其傳動(dòng)比h隨行星架轉(zhuǎn)角%的變化規(guī)律,由圖可 知其傳動(dòng)比變化平緩,傳動(dòng)平穩(wěn),沖擊力小。如圖5-2所示,行星架轉(zhuǎn)角為218~360°時(shí),第一 中心不完全非圓齒輪3與第一中間橢圓齒輪7脫離嚙合;第二中心不完全非圓齒輪4與第一 中間不完全非圓齒輪8開(kāi)始嚙合,其傳動(dòng)比i隨行星架轉(zhuǎn)角約出現(xiàn)一個(gè)峰值,且峰值相對(duì)傳 動(dòng)比^的變化范圍并未出現(xiàn)急劇變化??梢?jiàn),第二中心不完全非圓齒輪4與第一中間不完全 非圓齒輪8嚙合引起行星系第一級(jí)齒輪副傳動(dòng)比的突變小,且在行星架轉(zhuǎn)動(dòng)小角度范圍內(nèi) 實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)比i的整個(gè)變化過(guò)程,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了行星架轉(zhuǎn)動(dòng)的整個(gè)周期內(nèi),行星系第一級(jí)齒輪 副傳動(dòng)比較為平緩的變化,與現(xiàn)有技術(shù)相比,傳動(dòng)平穩(wěn),沖擊力小。
[0034]該組合式不完全非圓一橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的工作原理:
[0035] 動(dòng)力經(jīng)中心軸1傳給行星架2,帶動(dòng)行星架2轉(zhuǎn)動(dòng);第一中心不完全非圓齒輪3空套 在中心軸1上并與機(jī)架固定,行星架2帶動(dòng)第一中間橢圓齒輪7、第二中間橢圓齒輪9、第一行 星橢圓齒輪13及第二行星橢圓齒輪14公轉(zhuǎn);第一中間橢圓齒輪7的兩側(cè)分別與第一中心不 完全非圓齒輪3及第一行星橢圓齒輪13嚙合,第二中間橢圓齒輪9的兩側(cè)分別與第一中心不 完全非圓齒輪3及第二行星橢圓齒輪14嚙合,實(shí)現(xiàn)了取苗爪15的不等速傳動(dòng);當(dāng)?shù)谝恢行牟?完全非圓齒輪3與第一中間橢圓齒輪7開(kāi)始嗤合時(shí),第二中心不完全非圓齒輪4與第一中間 不完全非圓齒輪8分離,與第二中間不完全非圓齒輪10嚙合;當(dāng)?shù)谝恢行牟煌耆菆A齒輪3 與第二中間橢圓齒輪9開(kāi)始嚙合時(shí),第二中心不完全非圓齒輪4與第二中間不完全非圓齒輪 10分離,與第一中間不完全非圓齒輪8嚙合,保證傳動(dòng)的連續(xù)性。
[0036] 當(dāng)行星架2轉(zhuǎn)動(dòng)到推苗位置時(shí),推苗凸輪15-1推動(dòng)推苗撥叉15-2旋轉(zhuǎn),推苗撥叉 15-2帶動(dòng)推苗桿15-3向取苗爪15的頭部運(yùn)動(dòng),推苗桿頭部的推苗爪15-6完成推苗動(dòng)作,秧 針15-4在推苗桿的作用下張開(kāi),缽苗17脫落;當(dāng)行星架2轉(zhuǎn)動(dòng)到取苗位置時(shí),推苗撥叉15-2 處于推苗凸輪15-1的近休止段,推苗桿15-3及推苗撥叉15-2在彈簧15-5的作用下回到初始 位置,秧針15-4在推苗爪15-6的作用下加緊缽苗盤中的缽苗17,完成取苗動(dòng)作并為下一次 推苗做準(zhǔn)備。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 組合式不完全非圓一橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu),包括中心軸、行星架、第一 中心不完全非圓齒輪、第二中心不完全非圓齒輪、第一中間軸、第二中間軸、第一中間橢圓 齒輪、第一中間不完全非圓齒輪、第二中間橢圓齒輪、第二中間不完全非圓齒輪、第一行星 軸、第二行星軸、第一行星橢圓齒輪、第二行星橢圓齒輪和取苗爪,其特征在于:所述中心軸 的一端與動(dòng)力裝置通過(guò)鍵連接,另一端與行星架固定;所述的第一中心不完全非圓齒輪與 機(jī)架固定,第二中心不完全非圓齒輪與第一中心不完全非圓齒輪固定,且第一中心不完全 非圓齒輪與第二中心不完全非圓齒輪的輪齒設(shè)置在不同側(cè);所述的第一中心不完全非圓齒 輪和第二中心不完全非圓齒輪均空套在中心軸上;所述的第一中間軸和第二中間軸對(duì)稱設(shè) 置在中心軸兩側(cè),且均與行星架通過(guò)軸承連接;所述的第一中間橢圓齒輪與第一中間軸通 過(guò)花鍵連接,第一中間不完全非圓齒輪空套在第一中間軸上,并與第一中間橢圓齒輪固定; 所述的第二中間橢圓齒輪與第二中間軸通過(guò)花鍵連接,第二中間不完全非圓齒輪空套在第 二中間軸上,并與第二中間橢圓齒輪固定;所述的第一行星軸和第二行星軸對(duì)稱設(shè)置在行 星架兩端,且均與行星架通過(guò)軸承連接;所述的第一行星橢圓齒輪與第一行星軸通過(guò)花鍵 連接,第二行星橢圓齒輪與第二行星軸通過(guò)花鍵連接;第一行星軸和第二行星軸的一端均 伸出行星架外,且分別與一個(gè)取苗爪的殼體固定;所述第一中間橢圓齒輪的兩側(cè)分別與第 一中心不完全非圓齒輪及第一行星橢圓齒輪通過(guò)齒輪副連接;第二中間橢圓齒輪的兩側(cè)分 別與中心不完全非圓齒輪及第二行星橢圓齒輪通過(guò)齒輪副連接;所述的第二中心不完全非 圓齒輪與第一中間不完全非圓齒輪或第二中間不完全非圓齒輪通過(guò)齒輪副連接; 所述的第二中心不完全非圓齒輪與第一中間不完全非圓齒輪在進(jìn)入及脫離嚙合時(shí)刻 的嚙合傳動(dòng)比和第一中心不完全非圓齒輪與第一中間橢圓齒輪的嚙合傳動(dòng)比相等; 所述的第二中心不完全非圓齒輪與第二中間不完全非圓齒輪在進(jìn)入及脫離嚙合時(shí)刻 的嚙合傳動(dòng)比和第一中心不完全非圓齒輪與第二中間橢圓齒輪的嚙合傳動(dòng)比相等; 所述的第二中心不完全非圓齒輪與第一中間不完全非圓齒輪嚙合的傳動(dòng)比函數(shù) / (奶)=~% *_sjn (訊)+ a2 * cos (奶),其中肩為行星架的轉(zhuǎn)角,參數(shù)a〇的取值范圍為1~3,ai 的取值范圍為〇~2,a2的取值范圍為-1~0。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式不完全非圓一橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu),其 特征在于:所述的第一中間橢圓齒輪、第二中間橢圓齒輪、第一行星橢圓齒輪及第二行星橢 圓齒輪的節(jié)曲線參數(shù)相同;所述的第一中間不完全非圓齒輪與第二中間不完全非圓齒輪的 節(jié)曲線參數(shù)相同。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式不完全非圓一橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu),其 特征在于:所述的行星架轉(zhuǎn)動(dòng),取苗爪的秧針尖點(diǎn)形成取苗軌跡;所述取苗軌跡的頭部設(shè)有 環(huán)扣,環(huán)扣部分為取苗段,環(huán)扣高度為29~35mm。
【文檔編號(hào)】F16H1/34GK205454544SQ201620158673
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月2日
【發(fā)明人】葉秉良, 金學(xué)軍, 俞高紅, 易衛(wèi)明, 高楊
【申請(qǐng)人】浙江理工大學(xué)