专利名称:插秧机的制作方法
本发明是稻秧和蔬菜幼苗移植作业时使用的农业用插秧机。
日本国实用新案公开公报昭61-110219号中，曾公布过插秧机。
以往这种插秧机的构造是，在插秧装置的旋转箱头部侧面上装有插秧器，插秧器的秧苗分割插秧爪随着上述旋转箱的旋转，从旋转箱前方的秧苗供给台上将秧苗分割下来并插入土壤中。设在旋转箱内的插秧器安装轴的传动如下节圆为正圆的中心齿轮，以偏心状态安装在旋转箱的旋转轴上，从此中心齿轮开始，通过与节圆相同的匹配齿轮和相同的偏心行星齿轮进行传动。该中心齿轮相对于旋转箱的设定安装状态是，从侧视图上看，将中心齿轮的最大偏心距半径的一侧，安装在水平面内的正后方。
从日本国实用新案公开公报昭61-110219号中的图17可以看出，以往的类似这种的插秧机安装插秧器的插秧器安装轴，其旋转方向与旋转箱的旋转方向相反，其旋转角速度在旋转箱从上下方向运动过渡到水平方向运动的状态时为最大。也就是说，插秧器的插秧爪在秧苗供给台的秧苗分割位置与插秧土壤表面的中间附近的位置时摆动最大。而插秧爪在插入土壤的状态下，动作缓慢。其缺点在于，不能从土壤中迅速地拔出插秧爪以缩小植坑的尺寸。
中心齿轮是正圆齿轮，安装轴安装在偏心的位置上，若把旋转箱朝着正下方向的位置作为标准的插秧状态时，相对于插秧器旋转箱的反转角速度，在标准位置前后几乎没有变化。由于插秧机是在前进中实行插秧的，所以当插秧爪正在往土壤中插秧时，如果插秧爪朝前旋转，当然会使植坑变大。因此希望，插秧器旋转轴的旋转速度，在插入时以慢为宜，相反，如上述的情况，却以快为宜。然而，使用以往的那种偏心中心齿轮不能获得上述的理想状态的传动，用什么方法都不能使植坑变小，从而插秧后出现秧苗倒伏或水田秧苗浮起等问题。
本发明的目的就是提供一种克服上述缺点的插秧机。
图1为整机的侧视图，图2为图1的平面图，图3为主要部分的局部剖面侧视图，图4为主要部分断面的平面图，图5表示中心齿轮在设定状态下的侧视图，图6～图10为工作状态说明图，图11和图12为用角速度比表示齿轮啮合偏移情况的说明图，图13是先有的中心齿轮的侧视图，图14～图17是说明先有的使用状态的简单的侧视图。
用附图对本发明的一个实施例介绍如下。1为有人驾驶的牵引车，在其底盘1a上安装着用驾驶盘2操纵方向的带驱动装置的一对前轮3和一对后轮4，其上面设有驾驶员座椅5。6为发动机、7为变速箱、8为功率输出轴、9为踏板。
10是设在上述底盘1a后端的主柱，用它来支持驾驶员座椅5和踏板9等部件。
11是插秧机，由下列四个部分组成兼作机箱用的传动箱12;由安装在传动箱12上、开有秧苗分割口13a的秧苗托架13和左右往复移动式秧苗存放台14等组成的秧苗供给装置15;把秧苗存放台14上的秧苗一棵一棵地分割下来并插入下边的土壤中的插秧装置16;平整土地用的整地浮筒17、18等。
19是升降联杆机构，上下联杆45的前部铰接于立柱10上，上下联杆45的后部与竖连杆44铰接。通过前后方向的轴46将传动箱12左右居中的前部安装在联杆44上，使传动箱可以自由转动。20为液压装置，油缸安装在上述底盘1a上，活塞安装在联杆45上，从而能使插秧机11升降。
对插秧装置16的详细说明如下。21是插秧器30的旋转箱，用一根多角形轴将它嵌装在从传动箱12后端两侧向外伸出的驱动轴22上。23是设在传动箱12侧面的轴瓦，用轴瓦23内的轴承24支承驱动轴22。轴瓦23的前端面上有止动卡爪23a。
25是中心齿轮，驱动轴22贯穿其中。在中心齿轮25的轮毂端面上设有一个与轴承23上的止动卡爪23a相偶合的止动卡爪25a，使中心齿轮25不会产生相对于轴瓦23的转动。此外，中心齿轮25是一个没有节圆中心的齿轮，以轴22的轴心A为原点，按齿数分割圆周的角度绘出多条辐射线，制造时在各条辐射线上切削成节圆半径不同的齿。也就是说，以往的偏心齿轮，节圆半径是固定的，只是将其轴心从原来的中心移开一段距离，而这里用的中心齿轮25则是一种求不出节圆中心的非圆形齿轮。而且，此中心齿轮25是一个从轴心A至节圆半径最远点B的连线，与A至最近点C的连线不在一条直线上的非对称齿轮。
在如上所述的状态下，即驱动轴22贯穿于中心齿轮25内，并由轴瓦23止动的状态下，在以轴22的轴心A为中心，由水平线X和垂直线Y形成的座标上，中心齿轮25的节圆半径，在第四象限内与水平线X成45度角的线附近为最大。而节圆半径为最小的B点，则在第二象限内接近于水平线X的位置上。因此，位于第三象限至第四象限中间附近的齿轮节圆与轴心A之间的距离的变化，大于位于第一象限部分的这种变化。
26是匹配齿轮，可在旋转箱21上的轴27上自由旋转，并与中心齿轮25相啮合。
28为行星齿轮，其节圆与中心齿轮25的节圆相同，被支承在旋转箱21上，可以自由旋转，用楔子将它与延伸到该旋转箱21处边的插秧器安装轴29固定成一个整体件，并与匹配齿轮26相啮合。因此，嵌装在驱动轴22上的旋转箱21的转速，始终与驱动轴22的转速相同，但插秧器安装轴29与驱动轴22的旋转方向相反，在旋转一周中角速度有变化。此外，几个齿轮之间的轴距相同。
30是插秧器，由箱体座31a、上盖31b、安装板31c等部件形成一个空心的插秧箱31，在其头部外侧，安装着一个根部呈“U”字状联结、头部呈一双尖头筷子状的插秧爪32，其头部朝下，在插秧爪32的后边，设有一个从插秧箱31延伸出来的升降轴33，在该升降轴33的头部，有一个与轴连成一个整体的推秧爪34。此外，用开口销35将插秧器30的安装板31c固定在插秧器安装轴29上。
在安装板31c上开有长槽38，当把紧固螺栓36、37拧松时，就可以从插秧器安装轴29的轴线为中心转动着来调节箱体座31a和安装板31c。
40是一根空心轴，插秧器安装轴29贯穿其中，其前段插入插秧箱31内，其后段插在旋转箱21内。空心轴40的前段与凸轮39连成一个整体。将空心轴40的后段加工成多角形轴40a，与旋转箱21上的多角形孔21a相嵌。
41为连动杆，将其中部安装在轴42上，可自由转动，其根部与凸轮39呈滑动接触，其前部与升降轴33连结。用弹簧43将升降轴33压下。
下面说明工作情况。
把上述构造的有人驾驶插秧机开进水田里，把垫子状秧苗排放在秧苗存放台14上，用发动机驱动各部分。
通过前轮3和后轮4的旋转，使牵引车1向前行驰，在整地浮筒17、18承受机体部分载荷的状态下，通过升降联杆机构19拖动插秧机11。
通过发动机6的功率输出轴8驱动插秧机11的传动箱12内的传动机构，通过驱动轴22的旋转带动着旋转箱21旋转。
旋转箱21开始旋转后，中心齿轮25由于被固定在传动箱12上而不转动，故通过与中心齿轮25相啮合的匹配齿轮26以及与匹配齿轮26相啮合的行星齿轮28，使装有行星齿轮28的插秧器安装轴29沿着与旋转箱21相反的方向旋转。
由于中心齿轮25、匹配齿轮26与行星齿轮28都是非圆形齿轮。所以插秧器安装轴29在旋转一周的过程中，角速度是不同的，如图6～图10所示，安装在插秧器安装轴29上的插秧器30相对于旋转箱21产生摆动，传插秧爪32的头部，一边沿非正圆的闭环状轨迹P运动，一边将秧苗从秧苗存放台14上分割下来夹持着插入下面的土壤中。
旋转箱21在旋转过程中，当旋转箱21的头部转到节圆距中心齿轮25的轴22轴心A最远点，即图5所示第四象限的中间位置时，插秧器安装轴29以最大速度旋转;当旋转箱21的头部转到节圆离轴心A最近点，即第二象限的水平线附近的位置时，插秧器安装轴29则以最低速度旋转。
当旋转箱21头部转到非垂直而略向第二象限倾斜的位置时，插秧器30的插秧爪32从秧苗供给装置15把秧苗分割下来，然后再向下转动，当如图7所示，旋转箱21转到水平线下约40度的位置时，插秧爪32开始插入土壤内，此后，插秧爪32到了图8所示垂直线正下方时，则松开秧苗，从此垂线向后转动约25度，如图9所示状态时，插秧爪32便从土壤中开始往外拔的同时，把插秧爪32夹持的秧苗插入土壤中，经过图10的状态后，又恢复到图6的状态。
在一个以中心齿轮25的驱动轴22的轴心A为中心、由水平线X与垂直线Y形成的座标上，如上所述，当插秧爪32插入土壤内时，旋转箱21的旋转范围约在218～295度之间，但在此范围内，插秧器30相对于旋转箱21的反转速度是从低速状态向高速状态过渡的部分;当旋转箱21的头部来到最接近地面，即上述座标中的270度的位置时，插秧爪32插到土壤的最深处附近，但从插入土壤开始到此处为止，旋转箱21的转速与插秧器30的转速之比，小于从插入的最深处开始到拔出来(295度)为止，旋转箱21的转速与插秧器30的转速之比。
因此，插秧机前进时，在插秧器32插入土壤的过程中，因插入速度慢，插秧爪32向前的移动距离较少，与此相反，插秧爪32从土壤中最深处向地面上拔出时，向前向上的转动较快，在一瞬间即可拔出，所以使插秧后的植坑沿前后方向的尺寸变小。
图11表示，在中心齿轮25和按行星轨迹旋转、与中心齿轮25相啮合的匹配齿轮26之间，旋转1周(0～360度)所产生的旋转角偏差(角位移)与角速度之比(角速比)。
在此图中，虚线①表示，正圆中心齿轮与正圆匹配齿轮的啮合传动产生的两个齿轮的啮合旋转角度的变化。此时，由于角度的变化相同，虚线①当然是一条呈45度的直线。
本实施例的情况则与此相反。它虽采用了和先有技术(一个正圆偏心齿轮组，即在中心齿轮25a与匹合齿轮26a啮合)相同的相对位置，由于从轴心A至节圆的最远点B′与从轴心A至节圆最近点C′之间的连线，与中心齿轮25a的中心线重合，如图中点划线②所示，成为一条对称于180度的交叉点的曲线。
本发明实施例中所述非圆形齿轮的啮合是，如实线③所示，在180度以前就与45度的虚线①相交了。即在实线③中，啮合的偏移以中心齿轮25为标准，约在270度的位置变成顶点D，匹配齿轮26的角速度以此顶点D为中心从减速变为加速。
从实线③求出两个齿轮25、26的角速度比，绘别成的线图如实线④所示。实线④位于180度水平线⑤下方的部分是，匹配齿轮26的角速度相对于正圆齿轮传动时的角速度正在发生减速的情况，而位于上边的部分是发生加速的情况。因此，如以中心齿轮25为标准时，大致上在270度以前(F箭头所指的方向)为减速，270度以后(R箭头所指的方向)为加速，当旋转箱21的头部转到此交界的270度的位量时，插秧器30上的插秧爪32便插到土壤中的最深处，这样，可以看出，植坑变得最小。
图12是，用与图11相同的方法，把中心齿轮25与行星齿轮28旋转1周(0～360度)期间的角位移和角速度比表示出来的线图，①～④与图11中线图①～④具有相同的倾向，但把此倾向进一步放大了。
用图13所示以往那种偏心的中心齿轮25a时所形成的插秧轨迹为P′，用本发明实施例中说明的图6～10的方法进行处理后，把P′的轨迹表示于图14～图17。通过对这些图的比较可以看出，本发明所获植坑的前后方向的尺寸为1(如图示)，而用先有的那种偏心的中心齿轮25a时，植坑的前后方向的尺寸L是相当大的。这里所绘轨迹是停止行驶时的轨迹P与P′，如在行驶状态下每3.3平方米插秧70棵时，把实际插秧轨迹P1与插秧轨迹P1′表示在图6和图14上时，便可看出，本发明可以使植坑变得很小。
根据以上说明可知由于固定中心齿轮25的设定状态合理，而使轴22的轴心A至节圆的最远点B，位于座标第四象限的中部附近;且可使中心齿轮25的轴心A至节圆的最近点C，较之轴心A至节圆的最远点B和轴心A之间的连线的延长线与节圆的交叉点，更加位于旋转箱21的旋转方向的前方;设角BAC的角度小于180度，而在此范围内的节圆变化加大，把插秧器30的插秧爪32的插秧动作，设定在此范围内进行;采取以上一系列对策，可使插秧爪32所形成的植坑尺寸小，并减少了插秧后秧苗倒伏和秧苗浮起等现象的发生。
如上所述，本发明提出的插秧器30的插秧爪32插入土壤中进行移植时，插秧爪32从前方插入土壤时的旋转速度是，在非圆形中心齿轮25的节圆半径变小的部分发生的，而且是靠该节圆半径接近轴22的部分来传动的，所以速度变慢;插秧爪32深入土壤后再向外拔出时，因靠节圆半径变大的部分来传动，而使旋转速度变快。因此，插秧爪32的工作速度是，向土壤中插入时慢，而插完秧后从土壤中向外拔出时快，故可使插秧爪32形成的植坑变得很小，而且插秧后可以减少倒伏和水田插秧时秧苗浮起等现象的发生。
附图中符号的说明1-有人驾驶牵引车，1a-底盘 2-驾驶盘3-带驱动装置的前轮，4-带驱动装置的后轮，5-驾驶员座椅6-发动机，7-变速箱，8-功率输出轴9-踏板，10-主柱，11-插秧机，12-传动箱，13-秧苗托架，13a-秧苗分割口，14-秧苗存放台，15-秧苗供给装置，16-插秧装置，17-整地浮筒，18-整地浮筒，19-升降联杆机构，/20-液压装置，22-旋转箱，22-驱动轴，23-轴瓦，23a-止动卡爪，24-轴承，25-中心齿轮，25a-止动卡爪，26-匹配齿轮，27-轴，28-行星齿轮，29-插秧器安装轴，/30-插秧器，31-插秧箱，31a-箱体座，31b-上盖，31c-安装板，32-秧苗分割插秧爪33-升降轴，34-推秧爪，35-开口销，36、37-紧固螺栓，38-长槽，39-凸轮，40-空心轴 41-连动杆，42-轴，43-弹簧，44-联杆，45-上联杆，Y-垂直线，X-水平线，A-轴心，B-最远点，C-最近点。
权利要求
1.一种插秧机，在插秧装置16的旋转箱21的头部侧面上安装着插秧器30，插秧器30上的秧苗分割插秧爪32，随着旋转箱21的旋转，从位于前进方向一侧的秧苗供给装置15上将秧苗分割下来，并插入土壤中；其特征为，在这种型式的插秧装置16中，上述旋转箱21内的上述插秧器30安装轴29的传动机构，系由上述旋转箱21上旋转轴心部分的中心齿轮25、安装在插秧器安装轴29上的行星齿轮28、介于上述中心齿轮25与上述行星齿轮28之间安装的匹配齿轮26等三个齿轮组成，上述中心齿轮25、匹配齿轮26、行星齿轮28都是非圆齿轮；从侧视图上看，上述中心齿轮25的设计特点是，使轴心A至节圆的最大半径节圆上的点B，位于以中心齿轮25的轴心A为中心，由水平线X和垂直线Y形成的座标的第四象限内。
2.在权利要求
1中所述插秧机中，其特征为对于从中心齿轮25的轴心A至最小半径节圆上的点C的设定，要比从轴心A至最小直径节圆的点B与轴心A的连线的延长线与中心齿轮25的节圆的交点，更加靠近旋转箱21旋转方向的前方。
专利摘要
本发明提出的插秧机的特点是插秧装置的旋转箱21内的传动机构系由设在旋转箱21内的旋转轴上的中心齿轮25、安装在插秧器安装轴29上的行星齿轮28、介于中心齿轮25与行星齿轮28之间的匹配齿轮26等三个非圆形齿轮所组成；中心齿轮25的设计特点是，从侧面来看，使轴心A至节圆的最大半径在节圆上的B点位于，以中心齿轮25的轴心A为中心、由水平线X和垂直线Y形成的标座中第四象限之内。
文档编号A01C11/02GK87103763SQ87103763
公开日1988年3月30日 申请日期1987年5月20日
发明者石田伊佐男, 新山裕之 申请人:井关农机株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan