双变速曲柄五杆式膜上倾斜移栽机构及农业机械的制作方法

本实用新型涉及农业机械技术领域，特别是涉及双变速曲柄五杆式膜上倾斜移栽机构及农业机械。

背景技术：

丹参是我国治疗心脑血管疾病的大宗药材之一，年需求量5.2万吨，其药用途径为：作为原料制备丹参饮片和提取活性成分以制成中成药。随着我国老龄化社会的到来和心脑血管疾病患者的年轻化，市场对于丹参中成药的需求量不断增加。根据相关文献可得知，直径较小丹参的活性成分含量远高于直径较大的丹参，因此在提取活性成分时，常选用侧根较多、根部较细的丹参植株。针对以上情况，为培育活性成分含量较高的丹参植株，山东省农业主推技术“丹参大垄双行覆膜高效生产技术”根据植物根系向地性规律，采用膜上倾斜移栽的栽培模式，以丹参种苗倾斜地垄设定角度的方式插入垄中，苗根部与水平面夹角是锐角。

此外，甘薯秧苗的移栽同样如此，同样为了满足甘薯秧苗种植的农艺要求，将甘薯秧苗以设定角度倾角插入垄中，以满足种植要求。

因此，需要设计一种满足膜上倾斜膜上移栽机构以满足丹参倾斜移栽的农艺要求。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种双变速曲柄五杆式膜上倾斜移栽机构，该机构能够将移栽的栽植器以设定的角度插入垄中，保证苗根部与水平面的夹角，从而由于植物根系的向地性，在丹参的生长期内会形成侧根数量较多、直径较细的丹参植株，以用于提取更多的活性成分。

一种双变速曲柄五杆式膜上倾斜移栽机构的具体方案如下：

一种双变速曲柄五杆式膜上倾斜移栽机构，包括安装于机架的两个变速转动的第一部件、第三部件和一个匀速转动的第二部件，第一部件和第三部件分别固连到五杆机构的双曲柄，五杆机构与栽植器连接以带动栽植器以设定角度倾斜插入地垄，栽植器的鸭嘴能够打开或闭合以将秧苗植入地垄。上述移栽机构，由于第一部件和第二部件的变速转动驱动五杆机构，通过五杆机构带动栽植器的合成运动，有效保证了栽植器的运动轨迹(以倾斜方式插入地垄，再以倾斜方式离开以近水平的方式移动后再次倾斜插入地垄的循环轨迹)，满足丹参或其他农作物的种植规律要求，实现栽植器倾斜插入地垄，保证秧苗的侧根生长数量。

进一步地，所述第一部件、第二部件和第三部件均为变形椭圆齿轮，变形椭圆齿轮的设置，能有利于栽植器实现近似水平状态的运动，保证接苗过程的平稳性。

进一步地，所述第一部件和第三部件之间设置与第一部件和第三部件相互啮合的第二部件，第二部件由匀速转动的动力源驱动，由第二部件作为动力输入件，再分别带动第一部件和第三部件的变速旋转运动，第一部件旋转中心与第一曲柄连接(可通过花键)，第一曲柄通过第一连接轴与第一连杆通过连接轴铰接，第一连杆铰接连接到第二连杆的中段，第二部件与第二曲柄通过连接轴铰接，第二曲柄通过连接轴与第二连杆的端部铰接连接。

进一步地，所述第二部件为匀速转动的变形椭圆齿轮，这样将逆时针匀速转动转换成两侧变形椭圆齿轮的顺时针变速转动，而且使得栽植器在接苗过程中近乎保持稳定。

其中，五杆机构包括与第一部件旋转中心固连的第一曲柄，第一曲柄通过连接轴与第一连杆铰接，第二部件旋转中心通过连接轴与第二曲柄铰接，第二曲柄同样通过连接轴与第二连杆铰接，第二连杆与栽植器固连，第一连杆与第二连杆的中段铰接。

进一步地，所述第一部件与第一传动轴通过花键固连，第一传动轴相对于机架的另一侧安装凸轮，机架设置可转动拉臂，拉臂安装滚子，并与所述的凸轮配合，拉臂通过拉筋与栽植器的鸭嘴连接，通过凸轮的运动，带动拉臂的间歇运动，从而通过拉筋控制栽植器的打开和闭合，而且使得栽植器的打开动作与栽植器的轨迹相互配合，实现栽植器插入地垄后，再打开。

进一步地，所述机架通过拉臂轴与所述的拉臂连接，所述拉臂轴铰接位置高于所述第一传动轴设置，拉臂内侧设置与凸轮配合的滚子，拉臂间歇被推开，从而带动拉筋拉动栽植器的鸭嘴，保证鸭嘴的打开或闭合；

进一步地，为了进一步保证秧苗与水平线的夹角，所述第一部件、第二部件和第三部件三者的旋转中心设于同一直线，且该直线与水平线相交呈锐角设置，角度优选为10°～18°，能使得苗根部与水平面夹角约为25°～33°，保证秧苗生长的侧根数量。

进一步地，所述栽植器与所述第二连杆呈设定角度连接，这个角度优选为90°。

进一步地，所述栽植器包括与第二连杆连接的支架，支架设置开孔，开孔顶部设置敞口接苗杯，开孔下部设置对半的两个鸭嘴，两鸭嘴能相对于支架转动(两鸭嘴与拉筋连接)，对半的鸭嘴通过拉伸弹簧进行连接。

为了克服现有技术的不足，本实用新型还提供了一种农业机械，包括所述的一种双变速曲柄五杆式膜上倾斜移栽机构，移栽机构的机架与农业机械固连，可用于移栽软体根茎类种苗。

一种软体根茎类秧苗的膜上移栽方法，采用所述的一种双变速曲柄五杆式膜上倾斜移栽机构。

上述移栽方法，具体步骤如下：

1)第一部件和第三部件分别顺时针变速转动，带动五杆机构及栽植器形成合成运动；

2)栽植器在接苗时向设定方向运动，以便于栽植器稳定接苗；

3)栽植器接苗后向下运动，到达设定位置突破地膜并成穴，打开鸭嘴进行丹参种苗或甘薯秧苗的移栽；

4)移栽后栽植器继续向上运动，退出穴后，直至软体根茎类秧苗(如丹参种苗或甘薯秧苗)与鸭嘴完全分离后，鸭嘴闭合；

5)五杆机构带动栽植器以高于地垄的高度继续运动，保证栽植器能连续接苗；

6)重复步骤3)-步骤4)。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型通过整体结构的设置，能够将栽植器以设定的角度插入垄中，保证苗根部与水平面的夹角，从而由于植物根系的向地性，在丹参的生长期内会形成侧根数量较多、直径较细的丹参植株，以用于提取更多的活性成分。

2)本实用新型通过拉臂和凸轮的设置，能够保证鸭嘴的张开和闭合，同时保证栽植器的移动轨迹与鸭嘴的动作相互适应。

3)本实用新型通过三个变形椭圆齿轮的设置，有效实现匀速的运动转换成非变速运动，从而保证栽植秧苗的连续可靠，同时实现栽植器接苗段近似水平向设定方向运动，便于稳定接苗。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本实用新型倾斜移栽机构结构图；

图2是本实用新型栽植器结构图；

图3是本实用新型移栽机构相对运动轨迹模拟图；

图4是本实用新型移栽机构和绝对运动轨迹模拟图；

其中：1.第一变形椭圆齿轮，2.第一曲柄，3.第二变形椭圆齿轮，4.第三变形椭圆齿轮，5.第二曲柄，6.第二连杆，7.机架，8.第一连杆，9.栽植器，10.拉臂，11.滚子，12.凸轮，13.拉臂轴，14.接苗杯，15.右侧鸭嘴，16.拉伸弹簧，17.左侧鸭嘴。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种双变速曲柄五杆式膜上倾斜移栽机构。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1和图2所示，一种双变速曲柄五杆式膜上倾斜移栽机构，包括匀速转动的第二变形椭圆齿轮3，分别与第二变形椭圆齿轮3相互啮合的第一变形椭圆齿轮1和第三变形椭圆齿轮4以及安装三个变形椭圆齿轮的机架，该机架由拖拉机动力输出轴或者其他农业机械动力源驱动，以带动移栽机构作业；第一变形椭圆齿轮1和第三变形椭圆齿轮4分别与五杆机构的双曲柄固连。

五杆机构包括第一曲柄2、第二曲柄5及第一连杆8和第二连杆6，组成闭链机构，第一连杆8通过传动轴于第二连杆6的中段铰接第一曲柄2、第二曲柄5，两个曲柄分别通过花键固联第一变形椭圆齿轮1和第三变形椭圆齿轮，并随着变形椭圆齿轮变速转动，第一曲柄2、第二曲柄5驱动第一连杆8、第二连杆6形成膜上倾斜移栽复杂的运动。

栽植器包括接苗杯14、左侧鸭嘴17和右侧鸭嘴15，与第二连杆以设定角度固联，在第一连杆、第二连杆的合成运动下形成复杂的运动轨迹，而左侧和右侧鸭通过拉筋与拉臂连接；

凸轮控制机构，包括凸轮12、拉臂10和滚子11，滚子11与拉臂10铰接，滚子11与凸轮12配合，拉臂10顶部通过拉臂轴13与机架连接，拉臂10可绕拉臂轴13转动，凸轮12通过控制拉臂10的往复转动拉动拉筋控制栽植器的两侧鸭嘴打开，进行接苗和放苗，两侧鸭嘴闭合时的中间接缝面与第二连杆所在平面平行。

整个移栽机构通过变形椭圆齿轮和五杆机构带动栽植器实现倾斜运动，逆时针匀速旋转的动力由中间第二变形椭圆齿轮3进入，传递给两侧的第一变形椭圆齿轮1和第三变形椭圆齿轮4，将匀速逆时针转动转换成第一变形椭圆齿轮1和第三变形椭圆齿轮4的顺时针变速转动。第一曲柄2、第二曲柄5分别与第一变形椭圆齿轮1和第三变形椭圆齿轮4以固联，随着变形第一变形椭圆齿轮1和第三变形椭圆齿轮4变速转动，第一曲柄2、第二曲柄5驱动第一连杆8和第二连杆6形成合成运动。

栽植器与第二连杆以设定角度固联，在第一连杆8和第二连杆6的合成运动下形成复杂的运动轨迹，而左侧和右侧鸭嘴部分通过拉筋与拉臂10连接。凸轮通过控制拉臂的往复转动拉动拉筋控制栽植器的左侧和右侧鸭嘴转动开闭鸭嘴，进行接苗和放苗。第一曲柄2、第二曲柄5在变形椭圆齿轮机构的变速驱动下，栽植器在接苗时以近似水平向右的方向运动，以便于栽植器稳定接苗。栽植器接苗后向斜下运动，到达指定位置突破地膜并成穴，打开鸭嘴进行丹参种苗的移栽，移栽后继续向上运动，退出穴后，直至丹参种苗与鸭嘴完全分离后，鸭嘴关闭。

上述的移栽机构还可应用于其他软体根茎类秧苗的移栽。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。