专利名称：步行式插秧机的旋转式分插机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及农业机械，尤其是涉及一种步行式插秧机的旋转式分插机构。
背景技术：
目前，在国内外市场上出售的步行式水稻插秧机，其栽植机构均为曲柄摇杆式分插机构。在中国，南方水稻为双季稻种植，北方为单季稻种植。双季稻种植时，移栽的秧苗个体较大、较高，为大苗移栽；单季稻种植时，移栽的秧苗个体相对较小、较短，为小苗移栽。插秧机在插大、小苗时，分插机构秧爪的工作轨迹曲线不同。为此，必须对分插机构的各结构参数和运动参数进行优化设计。曲柄摇杆式分插机构在插大苗时，机构的几何参数、总体尺寸会增大，相应地，振动也随之加剧。
授权公告号为CN144203的发明专利“圆柱齿椭圆齿行星系分插机构”中，在齿轮盒内相对太阳轮有2组对称布置的行星系齿轮，带动2个栽植臂，齿轮盒转一圈，两个栽植臂各动作一次，实现插秧2穴，由于在一定转速时插秧频率高，其秧爪运动轨迹比较适用于乘座式高速插秧机，但用于行走速度较低的步行式插秧机时，植坑变得很大，易出现倒秧、漂秧现象。另外，在栽植臂部件中，拨叉对推秧杆的作用点与对凸轮的作用点不在拨叉轴的同一横向截面内，两作用点沿轴向有一段距离，增大了外形尺寸。
发明内容
为了既能用于南方双季稻插秧作业，又能用于北方单季稻插秧作业，本发明的目的是提供一种步行式插秧机的旋转式分插机构，该机构的结构尺寸相对较小，振动也较小。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是它包括传动部件和栽植臂部件；传动部件包括在链轮箱内的传动轴上装有主动链轮，经链条与装在链轮箱内中心轴上的中心链轮连接，中心轴伸出链轮箱外的左、右两侧轴端分别固定有左、右齿轮盒。所述的左、右齿轮盒内的中心轴上分别装有通过左、右法兰固定在链轮箱上的左、右中心齿轮，左、右中心齿轮分别通过与固装在左、右中间轴上的左、右第一中间齿轮、左、右第二中间齿轮与固接在左、右行星轴上的左、右行星轮啮合，左、右行星轴伸出左、右齿轮盒的一端固定有左、右栽植臂部件。
所述的左、右齿轮盒内的左、右中心齿轮，左、右第一中间齿轮，左、右第二中间齿轮和左、右行星轮三轴齿轮行星系的三轴轴心的相对位置成三角形排列。
所述的左、右中心齿轮，左、右第一中间齿轮和左、右第二中间齿轮是偏心圆齿轮或非圆齿轮。
所述的左、右行星轮是正圆齿轮、偏心圆齿轮或非圆齿轮。
所述左、右行星轮为正圆齿轮时，左、右第二中间齿轮是与左、右行星圆齿轮齿轮几何参数完全相同的正圆齿轮，左、右第一中间齿轮和左、右中心齿轮是齿轮几何参数完全相同的偏心圆齿轮或非圆齿轮。
所述的左、右行星轮为偏心圆齿轮或非圆齿轮时，左、右第一中间齿轮直接与左、右行星轮啮合，左、右行星轮、左、右第一中间齿轮和左、右中心齿轮是齿轮几何参数完全相同的非正圆齿轮传动。
所述的左、右栽植臂部件均为直臂式结构，即拨叉对推秧杆的作用点与对凸轮的作用点在拨叉轴的同一横向截面内。
所述的左、右栽植臂部件上各固定有一个“U”型的秧爪，秧爪的两个分开伸出的取秧指为角钢形状，取秧指的下部为锋利的刀刃状，两秧指间的内侧为平滑状。
中心齿轮固定不动，中心链轮带动齿轮盒转动，行星齿轮带动固装在行星轴一端的一个栽植臂相对于齿轮盒作非匀速转动，栽植臂的绝对运动为行星轮相对齿轮盒的非匀速转动和齿轮盒绕中心轴的圆周运动的合成运动。在此合成运动的影响下，栽植臂部件中的秧爪满足取秧时秧爪角度和插秧时秧爪角度的要求。
本发明与背景技术相比，具有的有益效果是在齿轮盒内相对太阳轮只有1组行星系齿轮传动，齿轮行星系的三轴轴心的相对位置成三角形排列，带动1个栽植臂运动，齿轮盒转一圈，实现插秧1穴，适合步行式插秧机工作时的插秧轨迹和插秧频率，植坑变得最小，利于立秧，降低倒秧、漂秧率；若提高齿轮盒转速，也可用于高速插秧机上；“U”型秧爪的两个分开伸出的取秧指为角钢形状，取秧指的下部为锋利的刀刃状，两秧指间的内侧为平滑状，可以减少秧爪取秧时与土壤间的摩擦阻力，两秧指间的内侧平滑，则不易伤秧；拨叉对推秧杆的作用点与对凸轮的作用点在拨叉轴的同一横向截面内，拨叉零件受力状态更加合理。结构简单，体积小，重量轻，振动小，制造成本低。
图1是本发明的机构原理示意图； 图2是本发明的结构装配示意图； 图3是图2的B-B剖视图； 图4是本发明“椭圆齿轮—椭圆齿轮—圆齿轮”三轴轴心为三角形排列的传动原理示意图； 图5是本发明“椭圆齿轮—椭圆齿轮—椭圆齿轮”三轴轴心为三角形排列时的传动原理示意图。
图6是秧爪形状特征示意图； 图7是本发明的秧指尖部的运动轨迹示意图； 图8是对比文件的秧指尖部的运动轨迹示意图。
图中1.中心轴，2′.左法兰，2.右法兰，3.中心链轮，4.链轮箱，5′.左齿轮盒，5.右齿轮盒，6′.左行星轮，6.右行星轮，7′.左行星轴，7.右行星轴，8′.左栽植臂部件，8.右栽植臂部件，9′.左拨叉，9.右拨叉，10′.左凸轮，10.右凸轮，11′.左中间齿轮，11.右中间齿轮，12′.左中间轴，12.右中间轴，13′.左中间齿轮，13.右中间齿轮，14′.中心齿轮，14.右中心齿轮，15.秧爪，16.推秧杆，17.传动轴，18.主动链轮，19.链条，20.推秧弹簧，21.缓冲垫。
具体实施例方式 下面结合附图和实施对本发明作进一步说明。
如图1、2所示，本发明的步行式插秧机的旋转式分插机构，它包括传动部件和栽植臂部件。传动部件包括在链轮箱4内的传动轴17上装有主动链轮18，经链条19与装在链轮箱4内中心轴1上的中心链轮3连接，中心轴1伸出链轮箱4外的左、右两侧轴端分别固定有左、右齿轮盒5′、5。所述的左、右齿轮盒5′、5内的中心轴1上分别装有通过左、右法兰2′、2固定在链轮箱4上的左、右中心齿轮14′、14，左、右中心齿轮14′、14分别通过与固装在左、右中间轴12′、12上的左、右第一中间齿轮13′、13、左、右第二中间齿轮11′、11与固接在左、右行星轴7′、7上的左、右行星轮6′、6啮合，左、右行星轴7′、7伸出左、右齿轮盒5′、5的一端固定有左、右栽植臂部件8′、8。
所述的左、右齿轮盒5′、5内的左、右中心齿轮14′、14，左、右第一中间齿轮13′、13，左、右第二中间齿轮11′、11和左、右行星轮6′、6三轴齿轮行星系的三轴轴心的相对位置成三角形排列。
所述的左、右中心齿轮14′、14，左、右第一中间齿轮13′、13和左、右第二中间齿轮11′、11是偏心圆齿轮或非圆齿轮。
所述的左、右行星轮6′、6是正圆齿轮、偏心圆齿轮或非圆齿轮。
所述的左、右行星轮6′、6为正圆齿轮时，左、右第二中间齿轮11′、11是与左、右行星轮6′、6齿轮几何参数完全相同的正圆齿轮，左、右第一中间齿轮13′、13和左、右中心齿轮14′、14是齿轮几何参数完全相同的偏心圆齿轮或非圆齿轮。
所述的左、右行星轮6′、6为偏心圆齿轮或非圆齿轮时，左、右第一中间齿轮13′、13直接与左、右行星轮6′、6啮合，左、右行星轮6′、6、左、右第一中间齿轮13′、13和左、右中心齿轮14′、14是齿轮几何参数完全相同的非正圆齿轮传动。
所述的左、右栽植臂部件8′、8均为直臂式结构，即拨叉对推秧杆的作用点与对凸轮的作用点在拨叉轴的同一横向截面内。
如图3所示，以右栽植臂部件8为例，它安装有推秧装置，包括右凸轮10、右拨叉9、推秧弹簧20、缓冲垫21、秧爪15、推秧杆16。右凸轮10与右齿轮盒5固定连接。如图6所示，“U”型秧爪15的两个分开伸出的取秧指为角钢形状，取秧指的下部P1处为锋利的刀刃状，两秧指间的内侧P2处为平滑状。
如图4、图5所示，所述的中心轴1，左、右中间轴12′、12，左、右行星轴7′、7三轴轴心的相对位置成三角形排列。
如图4所示，所述的左、右行星齿轮6′、6为正圆齿轮时，左、右第二中间齿轮11′、11也为正圆齿轮，且与左、右行星圆齿轮6′、6的齿轮几何参数完全相同，左、右第一中间齿轮13′、13和左、右中心齿轮14′、14是齿轮几何参数完全相同的同类型非正圆齿轮传动，如偏心圆齿轮、椭圆齿轮或其它非圆齿轮；如图5所示，所述的左、右行星齿轮6′、6为偏心圆齿轮、非圆齿轮时，第一左、右中间齿轮13′、13直接与左、右行星齿轮6′、6啮合，左、右行星齿轮6′、6，第一左、右中间齿轮13′、13和中左、右心齿轮14′、14是齿轮几何参数完全相同的同类型非正圆齿轮传动。
如图7所示，为本分插机构实施例中秧爪尖部的轨迹，a为静轨迹即机器不行走时的轨迹，b为动轨迹即机器行走时的轨迹，c为秧苗，d为地平线，e为秧爪，s为植坑宽度。
如图8所示，为对比文件中秧爪尖部的轨迹，a′为静轨迹，b′为动轨迹即机器行走时的轨迹，c为秧苗，d为地平线，e为秧爪，s′为植坑宽度。
从图7、图8可以看出，本发明使植坑变得很小，s′为88mm，s仅为28mm。
本发明的工作原理是分插机构动力由插秧机链轮箱主动链轮经链条传递到中心链轮，传动中心轴转动，带动左、右齿轮盒转动，同时，在转动的左、右齿轮盒内，固定的中心齿轮通过中间齿轮传动行星轮，当行星齿轮绕行星轴相对齿轮盒转动时，带动栽植臂转动，牵动拨叉围绕固定凸轮摆动，在取秧前拨叉经过凸轮的上升段而抬起，将推秧杆提高至最高点，同时压缩推秧弹簧；在取秧到插秧前，拨叉处于凸轮的最高位置保持段；当秧爪到达插秧位置，拨叉转至凸轮缺口，推秧弹簧回位推动推秧杆向下快速运动，将秧苗推入土中。从而，顺序完成了水稻秧苗的取秧、插秧动作，实现水稻秧苗的机械化移栽。栽植臂部件的运动为行星齿轮绕行星轴相对齿轮盒的不等速转动和齿轮盒绕中心轴的圆周运动的合成运动。齿轮盒转一圈，栽植臂插秧一次的插秧频率和插秧轨迹比较适合步行式插秧机的工作要求。利用计算机优化参数(如改变椭圆齿轮偏心率，齿数等)和装配参数(起始安装角)，可以使秧爪的工作轨迹、取秧角和插秧角等运动参数满足南方双季稻、北方单季稻插秧的要求。
因此，它可用于南方双季稻，又能用于北方单季稻插秧作业。
上述具体实施方式
用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.步行式插秧机的旋转式分插机构，它包括传动部件和栽植臂部件；传动部件包括在链轮箱(4)内的传动轴(17)上装有主动链轮(18)，经链条(19)与装在链轮箱(4)内中心轴(1)上的中心链轮(3)连接，中心轴(1)伸出链轮箱(4)外的左、右两侧轴端分别固定有左、右齿轮盒(5′、5)；其特征在于所述的左、右齿轮盒(5′、5)内的中心轴(1)上分别装有通过左、右法兰(2′、2)固定在链轮箱(4)上的左、右中心齿轮(14′、14)，左、右中心齿轮(14′、14)分别通过与固装在左、右中间轴(12′、12)上的左、右第一中间齿轮(13′、13)、左、右第二中间齿轮(11′、11)与固接在左、右行星轴(7′、7)上的左、右行星轮(6′、6)啮合，左、右行星轴(7′、7)伸出左、右齿轮盒(5′、5)的一端固定有左、右栽植臂部件(8′、8)。
2.根据权利要求1所述的步行式插秧机的旋转式分插机构，其特征在于所述的左、右齿轮盒(5′、5)内的左、右中心齿轮(14′、14)，左、右第一中间齿轮(13′、13)，左、右第二中间齿轮(11′、11)和左、右行星轮(6′、6)三轴齿轮行星系的三轴轴心的相对位置成三角形排列。
3.根据权利要求1所述的步行式插秧机的旋转式分插机构，其特征在于所述的左、右中心齿轮(14′、14)，左、右第一中间齿轮(13′、13)和左、右第二中间齿轮(11′、11)是偏心圆齿轮或非圆齿轮。
4.根据权利要求1所述的步行式插秧机的旋转式分插机构，其特征在于所述的左、右行星轮(6′、6)是正圆齿轮、偏心圆齿轮或非圆齿轮。
5.根据权利要求4所述的步行式插秧机的旋转式分插机构，其特征在于所述左、右行星轮(6′、6)为正圆齿轮时，左、右第二中间齿轮(11′、11)是与左、右行星轮(6′、6)齿轮几何参数完全相同的正圆齿轮，左、右第一中间齿轮(13′、13)和左、右中心齿轮(14′、14)是齿轮几何参数完全相同的偏心圆齿轮或非圆齿轮。
6.根据权利要求4所述的步行式插秧机的旋转式分插机构，其特征在于所述的左、右行星轮(6′、6)为偏心圆齿轮或非圆齿轮时，左、右第一中间齿轮(13′、13)直接与左、右行星轮(6′、6)啮合，左、右行星轮(6′、6)、左、右第一中间齿轮(13′、13)和左、右中心齿轮(14′、14)是齿轮几何参数完全相同的非正圆齿轮传动。
7.根据权利要求1所述的步行式插秧机的旋转式分插机构，其特征在于所述的左、右栽植臂部件(8′、8)均为直臂式结构，即拨叉对推秧杆的作用点与对凸轮的作用点在拨叉轴的同一横向截面内。
8.根据权利要求1所述的步行式插秧机的旋转式分插机构，其特征在于所述的左、右栽植臂部件(8′、8)上各固定有一个“U”型的秧爪(15)，秧爪(15)的两个分开伸出的取秧指为角钢形状，取秧指的下部为锋利的刀刃状，两秧指间的内侧为平滑状。
全文摘要
本发明公开了一种步行式插秧机的旋转式分插机构。链轮箱内的中心链轮带动固装在中心轴两端的左右齿轮盒转动，固定不动的中心齿轮通过中间齿轮啮合传动固定在行星轴上的行星齿轮，相对于齿轮盒作非匀速转动。在行星轴伸出齿轮盒的一端固装有一个栽植臂，其绝对运动为行星齿轮相对齿轮盒的非匀速转动和齿轮盒相对中心轴的圆周运动的合成运动。通过优化结构参数，使栽植臂上的秧爪运动轨迹满足步行式插秧机工作时秧爪取秧和插秧的角度要求。齿轮盒转一圈，栽植臂插秧一次，适合步行式插秧机工作时的插秧频率。南、北方插秧机的秧爪工作轨迹曲线不同，分别适合南方双季稻和北方单季稻插秧作业。
文档编号A01B71/06GK1943299SQ20061005398
公开日2007年4月11日 申请日期2006年10月26日 优先权日2006年10月26日
发明者赵匀, 俞高红, 武传宇, 李革, 孙良, 赵雄 申请人:浙江理工大学