一种曲柄摇杆菜苗移栽机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种曲柄摇杆菜苗移栽机构，包括机架（1）和电机（2），所述的电机（2）通过主动轴（3）和凸轮（4）相连，凸轮（4）上的曲柄（5）和长三铰杆（6）相连且构成转动副；长三铰杆（6）和短三铰杆（7）相连且两者连接处与摇杆（8）相连，则上述三者两两之间皆构成转动副；摇杆（8）与固定铰轴（9）活动相连，短三铰杆（7）和苗筒连杆（10）相连且构成转动副，苗筒连杆（10）和苗筒（11）上的苗筒轴（12）活动相连；苗筒（11）上设有活门（13），活门（13）上设有拉簧（14）和闸线（15），闸线（15）与凸轮摆杆（16）固接。本实用新型仅需一个吊杯，整体结构尺寸小、重量轻，适合棚内及膜上作业。
【专利说明】 一种曲柄摇杆菜苗移栽机构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及农业机械，尤其是涉及一种菜苗移栽机构；具体地说是一种适合单吊杯作业、尺寸小、重量轻、结构简单且能同时满足半自动和全自动单行菜苗移栽作业需求的曲柄摇杆菜苗移栽机构。
【背景技术】
[0002]在育苗移栽环节中，传统手工移栽劳动强度大、工作效率低且难以大面积作业，菜苗机械化移栽是未来农业发展的必然趋势。移栽机构是菜苗移栽机的核心部件之一，蔬菜大棚、温室的应用日益广泛，小型移栽机特别适合大棚内作业，但要求机构尺寸小、质量小，能单吊杯作业。常见的移栽机构尺寸大并且需要布置多个吊杯，只适合大田作业，难以小型化、轻量化。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种适合单吊杯作业、尺寸小、重量轻、结构简单且能同时满足半自动和全自动单行菜苗移栽作业需求的曲柄摇杆菜苗移栽机构。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的:
[0005]一种曲柄摇杆菜苗移栽机构，包括机架和固定在机架上的电机，其特征在于所述的电机通过设置在机架上的主动轴和凸轮相连，凸轮的一侧设有曲柄，曲柄的下端和长三铰杆的上端相连且两者构成转动副，长三铰杆的下端和短三铰杆的上端相连且两者连接处同时与摇杆的下端相连，则长三铰杆、短三铰杆、摇杆两两之间皆构成转动副，摇杆的上端与固定在机架上的固定铰轴活动相连，短三铰杆的下端和苗筒连杆的上端相连且两者构成转动副，苗筒连杆的下端和固定在苗筒上的苗筒轴活动相连；所述苗筒的下端设有活门，活门上设有保持其闭合的拉簧和打开其的闸线，闸线的上端与凸轮摆杆固接。
[0006]所述的机架相对于地面倾斜设置。
[0007]所述长三铰杆的弯角为120°至150°。
[0008]所述短三铰杆的弯角为机架相对于地面的夹角与90°之和。
[0009]所述的曲柄的下端和长三铰杆的上端通过第一连接轴相连；所述的长三铰杆的下端和短三铰杆的上端通过第二连接轴相连且第二连接轴与摇杆的下端相连；所述短三铰杆的下端和苗筒连杆的上端通过第三连接轴相连。
[0010]所述的固定铰轴的一侧设有第二固定铰轴，第二固定铰轴与第二摇杆的上端活动相连，第二摇杆的下端通过第四连接轴与第二短三铰杆的上端相连且第二摇杆和第二短三铰杆两者之间构成转动副，第二短三铰杆的下端通过第二连接轴与第二苗筒连杆的上端相连且第二短三铰杆和第二苗筒连杆两者之间构成转动副，第二苗筒连杆的下端和固定在苗筒上的第二苗筒轴活动相连。
[0011]所述的苗筒轴和第二苗筒轴分别位于苗筒的两侧。[0012]所述主动轴、固定铰轴和第二固定铰轴三者的中心点位于平面内的同一直线上。
[0013]所述的摇杆和第二摇杆相对平行设置且苗筒连杆和第二苗筒连杆相对平行设置。
[0014]所述的第二短三铰杆的弯角为机架相对于地面的夹角与90°之和。
[0015]本实用新型相比现有技术有如下优点:
[0016]本实用新型通过曲柄摇杆配合单个吊杯即可进行窄株距作业，相对于常见机构来说尺寸小且重量轻，机构仅需一个原动件驱动，作业轨迹路径较短、效率高，操作、维护方便，且机构整体结构和零部件结构都比较简单，加工制造成本低，适合大棚内以及膜上作业。
[0017]本实用新型通过设置两组摇杆、短三铰杆、苗筒连杆相互配合时则构成两个平行四边形结构，确保苗筒的位姿在作业过程中始终垂直于地面，降低作业误差并提高作业精度，适宜推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]附图1为本实用新型实施例一的平面结构示意图；
[0019]附图2为附图1的左视图；
[0020]附图3为本实用新型实施例二的平面结构示意图；
[0021]附图4为附图3的左视图；
[0022]附图5为本实用新型的机构运动原理简图；
[0023]附图6为本实用新型在Pro/E中模拟的静轨迹图；
[0024]附图7为本实用新型在Pro/E中模拟作业时的动轨迹图。
[0025]其中:1 一机架；2—电机；3—主动轴；4一凸轮；5—曲柄；6—长三铰杆；7—短三铰杆；8—摇杆；9—固定铰轴；10—苗筒连杆；11—苗筒；12—苗筒轴；13—活门；14一拉簧；15—闸线；16—凸轮摆杆；17—第一连接轴；18—第二连接轴；19一第三连接轴；20—第四连接轴；21—第二固定铰轴；22—第二摇杆；23—第二短二铰杆；24—第二苗筒连杆；25—第二苗筒轴。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0027]实施例一
[0028]如图1-2所示:一种曲柄摇杆菜苗移栽机构，包括相对于地面倾斜设置的机架I和固定在机架I上的电机2，其中电机2通过设置在机架I上的主动轴3和凸轮4相连，凸轮4的一侧设有曲柄5，曲柄5的下端通过第一连接轴17相连和长三铰杆6的上端相连且曲柄5和长三铰杆6两者在第一连接轴17处构成转动副，第一连接轴17通过其轴肩和两边的螺母保证轴向定位；长三铰杆6的下端通过第二连接轴18相连和短三铰杆7的上端相连且第二连接轴18与摇杆8的下端相连，长三铰杆6、短三铰杆7和摇杆8中的任意两个在第二连接轴18处皆构成转动副，且第二连接轴18通过其轴肩和两边的螺母保证轴向定位；摇杆8的上端与固定在机架I上的固定铰轴9活动相连，固定铰轴9通过轴肩和螺母以保证其轴向定位，短三铰杆7的下端通过第三连接轴19相连和苗筒连杆10的上端相连且短三铰杆7、第三连接轴19在第三连接轴19处构成转动副，第三连接轴19通过其轴肩和两边的螺母保证轴向定位，苗筒连杆10的下端和固定在苗筒11上的苗筒轴12活动相连；在苗筒11的下端设有两个通过螺栓联接在苗筒11上并相互对齐的活门13，苗筒11和其上设置的活门13构成一个吊杯，两个活门13上设有保持其闭合的拉簧14和打开其的闸线15，闸线15的上端与凸轮摆杆16固接，闸线15可根据需要设置一根或两根。另外长三铰杆6的弯角为120°至150°，短三铰杆7的弯角为机架I相对于地面的夹角与90°之和。
[0029]本实用新型的机架1、曲柄5、长三铰杆6、短三铰杆7、摇杆8和苗筒连杆10组成一个曲柄摇杆机构，苗筒11和活门13组成的吊杯位于苗筒连杆10的末端，曲柄摇杆机构可带动吊杯作周期性上下运动，从而完成栽植作业。整个移栽机构由一根主动轴3驱动，曲柄5为原动件，工作时，曲柄5由电机2带动作逆时针匀速转动，从而带动曲柄摇杆机构上下摆动，最终使得苗筒11作周期性上下运动，通过凸轮4外轮廓控制凸轮摆杆16的上下摆动进而控制闸线15的拉紧和放松，使两个活门13按一定规律开启和闭合。当曲柄摇杆机构到达最高点时，人工将菜苗放入苗筒11，此时闸线15处于放松状态，两个活门11因拉簧14的拉力保持闭合；当曲柄摇杆机构到达最低点时，两个活门11插入土中，此时闸线15拉紧，打开两个活门11，在土中形成土穴，并释放菜苗完成栽植作业。曲柄5旋转一周，完成一次栽植作业。另外附图5即为该移栽机构的运动原理简图，其中A代表主动轴3、B代表第一连接轴17、C代表第二连接轴18、D代表第四连接轴20、E代表第三连接轴19、F代表苗筒轴12、G代表第二苗筒轴25、H代表固定铰轴9、J代表活门13的最低点、I代表第二固定铰轴21 ;且附图6和附图7分别展现了该移栽机构在Pro/E中模拟的静轨迹图和模拟作业时的动轨迹图。
[0030]实施例二
[0031]如图3-4所示:一种曲柄摇杆菜苗移栽机构，包括相对于地面倾斜设置的机架I和固定在机架I上的电机2，其中电机2通过设置在机架I上的主动轴3和凸轮4相连，凸轮4的一侧设有曲柄5，曲柄5的下端通过第一连接轴17相连和长三铰杆6的上端相连且曲柄5和长三铰杆6两者在第一连接轴17处构成转动副，第一连接轴17通过其轴肩和两边的螺母保证轴向定位；长三铰杆6的下端通过第二连接轴18相连和短三铰杆7的上端相连且第二连接轴18与摇杆8的下端相连，长三铰杆6、短三铰杆7和摇杆8中的任意两个在第二连接轴18处皆构成转动副，且第二连接轴18通过其轴肩和两边的螺母保证轴向定位；摇杆8的上端与固定在机架I上的固定铰轴9活动相连，固定铰轴9通过轴肩和螺母以保证其轴向定位，短三铰杆7的下端通过第三连接轴19相连和苗筒连杆10的上端相连且短三铰杆7、第三连接轴19在第三连接轴19处构成转动副，第三连接轴19通过其轴肩和两边的螺母保证轴向定位，苗筒连杆10的下端和固定在苗筒11上的苗筒轴12活动相连；在苗筒11的下端设有两个通过螺栓联接在苗筒11上并相互对齐的活门13，苗筒11和其上设置的活门13构成一个吊杯，两个活门13上设有保持其闭合的拉簧14和打开其的闸线15，闸线15的上端与凸轮摆杆16固接，闸线15可根据需要设置一根或两根。另外在固定铰轴9的一侧设有第二固定铰轴21，上述的主动轴3、固定铰轴9和第二固定铰轴21三者的中心点位于平面内的同一直线上，第二固定铰轴21与和摇杆8相对平行设置的第二摇杆22的上端活动相连，第二摇杆22的下端通过第四连接轴20与第二短三铰杆23的上端相连且第二摇杆22和第二短三铰杆23两者之间构成转动副，第二短三铰杆23的下端通过第二连接轴18与第二苗筒连杆24的上端相连且第二短三铰杆23和第二苗筒连杆24两者之间构成转动副，第二苗筒连杆24的下端和固定在苗筒11上的第二苗筒轴25活动相连，其中苗筒轴12和第二苗筒轴25分别位于苗筒11的两侧且苗筒连杆10和第二苗筒连杆24相对平行设置。在上述结构中，长三铰杆6的弯角为120°至150°，短三铰杆7和第二短三铰杆23的弯角皆为机架I相对于地面的夹角与90°之和。
[0032]本实用新型的机架1、曲柄5、长三铰杆6、短三铰杆7、摇杆8和苗筒连杆10组成一个曲柄摇杆机构，苗筒11和活门13组成的吊杯位于苗筒连杆10的末端，曲柄摇杆机构可带动吊杯作周期性上下运动，从而完成栽植作业。另外第二摇杆22、第二短三铰杆23和第二苗筒连杆24结合上述曲柄摇杆机构共同组成两组平行四边机构，可以保证吊杯在随曲柄摇杆机构上下运动时保持自身位姿垂直于地面不变，从而保证把菜苗垂直插入土中。整个移栽机构由一根主动轴3驱动，曲柄5为原动件，工作时，曲柄5由电机2带动作逆时针匀速转动，从而带动曲柄摇杆机构上下摆动，最终使得苗筒11作周期性上下运动，通过凸轮4外轮廓控制凸轮摆杆16的上下摆动进而控制闸线15的拉紧和放松，使两个活门13按一定规律开启和闭合。当曲柄摇杆机构到达最高点时，人工将菜苗放入苗筒11，此时闸线15处于放松状态，两个活门11因拉簧14的拉力保持闭合；当曲柄摇杆机构到达最低点时，两个活门11插入土中，此时闸线15拉紧，打开两个活门11，在土中形成土穴，并释放菜苗完成栽植作业。曲柄5旋转一周，完成一次栽植作业。另外附图5即为该移栽机构的运动原理简图，其中A代表主动轴3、B代表第一连接轴17、C代表第二连接轴18、D代表第四连接轴20、E代表第三连接轴19、F代表苗筒轴12、G代表第二苗筒轴25、H代表固定铰轴9、J代表活门13的最低点、I代表第二固定铰轴21 ;且附图6和附图7分别展现了该移栽机构在Pro/E中模拟的静轨迹图和模拟作业时的动轨迹图。
[0033]本实用新型通过设置两组摇杆、短三铰杆、苗筒连杆相互配合时则构成两个平行四边形结构，确保苗筒的位姿在作业过程中始终垂直于地面，降低作业误差并提高作业精度；且曲柄摇杆配合单个吊杯即可进行窄株距作业，相对于常见机构来说尺寸小且重量轻，机构仅需一个原动件驱动，作业轨迹路径较短、效率高，操作、维护方便，机构整体结构和零部件结构都比较简单，加工制造成本低，可广泛用于大棚内以及膜上作业，故适宜推广使用。
[0034]以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内；本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。
【权利要求】
1.一种曲柄摇杆菜苗移栽机构，包括机架(I)和固定在机架(I)上的电机(2)，其特征在于所述的电机(2)通过设置在机架(I)上的主动轴(3)和凸轮(4)相连，凸轮(4)的一侧设有曲柄(5)，曲柄(5)的下端和长三铰杆(6)的上端相连且两者构成转动副，长三铰杆(6)的下端和短三铰杆(7)的上端相连且两者连接处同时与摇杆(8)的下端相连，则长三铰杆(6)、短三铰杆(7)、摇杆(8)两两之间皆构成转动副，摇杆(8)的上端与固定在机架(I)上的固定铰轴(9)活动相连，短三铰杆(7)的下端和苗筒连杆(10)的上端相连且两者构成转动副，苗筒连杆(10)的下端和固定在苗筒(11)上的苗筒轴(12)活动相连；所述苗筒(11)的下端设有活门(13)，活门(13)上设有保持其闭合的拉簧(14)和打开其的闸线(15)，闸线(15)的上端与凸轮摆杆(16)固接。
2.根据权利要求1所述的曲柄摇杆菜苗移栽机构，其特征在于所述的机架(I)相对于地面倾斜设置。
3.根据权利要求1所述的曲柄摇杆菜苗移栽机构，其特征在于所述长三铰杆(6)的弯角为120。至150。。
4.根据权利要求1所述的曲柄摇杆菜苗移栽机构，其特征在于所述短三铰杆(7)的弯角为机架(I)相对于地面的夹角与90°之和。
5.根据权利要求1所述的曲柄摇杆菜苗移栽机构，其特征在于所述的曲柄(5)的下端和长三铰杆(6)的上端通过第一连接轴(17)相连；所述的长三铰杆(6)的下端和短三铰杆(7)的上端通过第二连接轴(18)相连且第二连接轴(18)与摇杆(8)的下端相连；所述短三铰杆(7)的下端和苗筒连杆(10)的上端通过第三连接轴(19)相连。
6.根据权利要求1-5任一所述的曲柄摇杆菜苗移栽机构,其特征在于所述的固定铰轴(9)的一侧设有第二固定铰轴(21)，第二固定铰轴(21)与第二摇杆(22)的上端活动相连，第二摇杆(22)的下端通过第四连接轴(20)与第二短三铰杆(23)的上端相连且第二摇杆(22)和第二短三铰杆(23)两者之间构成转动副，第二短三铰杆(23)的下端通过第二连接轴(18)与第二苗筒连杆(24)的上端相连且第二短三铰杆(23)和第二苗筒连杆(24)两者之间构成转动副，第二苗筒连杆(24)的下端和固定在苗筒(11)上的第二苗筒轴(25)活动相连。
7.根据权利要求6所述的曲柄摇杆菜苗移栽机构，其特征在于所述的苗筒轴(12)和第二苗筒轴(25)分别位于苗筒(11)的两侧。
8.根据权利要求6所述的曲柄摇杆菜苗移栽机构，其特征在于所述主动轴(3)、固定铰轴(9)和第二固定铰轴(21)三者的中心点位于平面内的同一直线上。
9.根据权利要求6所述的曲柄摇杆菜苗移栽机构，其特征在于所述的摇杆(8)和第二摇杆(22)相对平行设置且苗筒连杆(10)和第二苗筒连杆(24)相对平行设置。
10.根据权利要求6所述的曲柄摇杆菜苗移栽机构，其特征在于所述的第二短三铰杆(23)的弯角为机架(I)相对于地面的夹角与90°之和。
【文档编号】A01C11/02GK203378245SQ201320421996
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年7月16日 优先权日:2013年7月16日
【发明者】尹文庆, 陈星谷, 张美娜, 冯学斌, 金云浩 申请人:南京农业大学