专利名称：行星轮曲柄摇杆分插机构的制作方法
技术领域：
本实用新型发明涉及一种水稻(包括早稻、晚稻)的栽植机具，具体地说是一种在机插水稻秧苗时能完成取秧、推秧、插秧的行星轮曲柄摇杆分插机构。
目前，在国内外市场上出售的机动插秧机，其栽植机构的形式主要有两种一种是曲柄摇杆机构，另一种是日本高速插秧机上使用的偏心或椭圆齿轮行星系机构。国内曲柄摇杆式分插机构，工作频率在200～220次/分钟时能进行正常工作，随着插秧频率的增加，使插秧机机架振动加剧，从而限制了工作效率的提高。日本由于在该机构上加了配重，并采用高强度轻质材料和新工艺，且零部件设计更紧凑、精巧，使得日本插秧机工作性能可靠，插秧质量较高，并且插秧频率不断提高，近几年已经超过260次/分钟。但进一步提高插次时机架振动加剧，从而限制了插秧工作效率的提高。同时栽植机构秧针线速度过高，会产生分秧不均、伤秧率和漏秧率增加以及栽植臂易损等缺陷。
从80年代起，日本开始致力于新型分插机构的研究，用以代替曲柄摇杆式分插机构。日本所开发的旋转式分插机构(偏心齿轮和椭圆齿轮行星式分插机构)就是其中的代表。这两种机构，由于栽植臂以分插机构齿轮盒驱动轴为中心，对称安装，机构动平衡好，工作平稳，振动小；工作时，驱动轴旋转一周可插秧两次，在提高工作效率情况下使秧针线速度减小1/2，因而实现伤秧率低，分秧精度提高，插秧质量好，农业技术要求得到保证。这两种旋转式分插机构，日本在中国都申报了专利。目前国产插秧机分插机构效率低且仅适合水稻秧苗的小苗作业(南方早稻插秧)，在栽植双季稻的我国南方地区只能插一季，因此其使用范围大大降低。
本实用新型的目的在于提供一种新型高速插秧机分插机构，能适应我国南方多季稻地区插大苗(晚稻)、小苗(早稻)的要求。
本实用新型的目的是采取如下技术方案实现的由行星齿轮系和摇杆转动轴定位在行星齿轮上的曲柄摇杆机构组成分插机构的传动部分，栽植臂轴相对行星齿轮轴的绝对转动(相对齿轮箱)作为曲柄传动，连杆与栽植臂通过栽植臂轴固结，行星齿轮作为曲柄摇杆机构的固定杆，行星齿轮在齿轮箱转动时，相对地面无角位移。齿轮箱上栽植臂轴心相对行星齿轮轴心转动，形成了曲柄的转动，栽植臂轴可看作曲柄和连杆的铰链点，连杆的转动和平动看作栽植臂上秧针的相对运动，齿轮箱上行星齿轮轴的圆周运动是秧针的牵连运动。其合成运动满足秧针工作轨迹、取秧角、插秧角。该机构转动一周插秧两次。
采用以上方案设计出的行星轮曲柄摇杆分插机构与现有曲柄摇杆式分插机构相比，其对称布置和旋转运动决定了其惯性力较小，可以达到高速插秧机分插机构要求。由于其每旋转一周插两次，其单位时间插次增加一倍后，秧爪速度变化不大。与日本高速插秧机偏心齿轮行星系分插机构比较，无齿隙变化引起的振动，其正齿轮加工比偏心齿轮简单。与日本高速插秧机椭圆齿轮行星系分插机构比较，加工工艺简单，一次性投入较少。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的工作原理图。
图3是本实用新型的结构设计图。
图4是图3的左视图。
图6是栽植臂结构设计图。
图5是图6的右视图。
图中1链轮 2键 3中心齿轮 4推秧凸轮 5栽植臂 6调整端盖 7传动销 8栽植臂轴 9惰轮 10毡圈油封 11链轮轴 12摇杆13销轴 14齿轮箱 15行星齿轮 16齿轮箱 17密封轴承 18链轮箱19秧针 20链轮 21链轮轴 22链条 23推秧杆 24拨叉轴 25拨叉26弹簧 27栽植臂箱体 28缓冲垫在图3中，链轮轴11通过键与齿轮箱14固接。中心齿轮3和两组对称设置的惰轮9和行星齿轮15组成行星齿轮系，行星齿轮15与中心齿轮3齿数相等，中心齿轮3空套在链轮轴11上，并通过键2固定在链轮箱18上。摇杆12通过销轴13铰接在行星齿轮15上，栽植臂轴8的一端拐出一部分与摇杆12铰接，栽植臂5通过传动销7与栽植臂轴8固接，栽植臂轴8轴心与行星齿轮15中心不在一条直线上，而是向中心齿轮3偏移一段距离。
在
图1、图2、图3中，分插机构动力由链轮箱18中从动链轮1通过键联结，驱动链轮轴11带动齿轮箱14转动。在齿轮箱14转动一周过程中，中心齿轮3(固定在链轮箱18上)不动，则行星齿轮15相对地面作平动，无角位移，栽植臂轴8轴心则相对于行星齿轮15中心相对转动一周，此运动可假设为曲柄转动，栽植臂轴8轴心到行星齿轮15中心的距离可视为曲柄的长度，栽植臂轴8在齿轮箱体14内拐出的部分(可视为连杆)与摇杆12(铰接在行星齿轮15上)铰接，因此可视为固定于行星齿轮15上的曲柄摇杆机构。在行星齿轮15平动的同时，栽植臂轴8在摇杆12和“连杆”(既栽植臂轴8在齿轮箱体14内拐出的部分)限制下，有相对于地面的摆动。这样，栽植臂5(固定在栽植臂轴8上)的运动是平动与摆动的合成，从而形成秧针19(固定在栽植臂5上)的工作轨迹、取秧角和插秧角能满足插秧的基本要求。
利用计算机优化参数后得到满足要求的最佳工作轨迹、取秧角和插秧角。不同的优化参数可以得到适用于北方地区小苗插秧的分插机构和适用于南方多熟制兼插小苗和大苗的分插机构。
权利要求1.一种行星轮曲柄摇杆分插机构，它包括行星齿轮系传动机构、摇杆转动轴配置在行星齿轮上的曲柄摇杆机构和栽植臂组成，其特征是a.所述行星齿轮系由中心齿轮、两对对称装置惰轮和行星齿轮组成行星齿轮系传动机构；b.所述曲柄摇杆机构中曲柄转动由齿轮箱上栽植臂轴相对行星齿轮轴转动替代，行星齿轮作为曲柄摇杆机构的固定杆，摇杆转动轴铰接在行星齿轮上；c.栽植臂与连杆由栽植臂轴相连结。
2.据权利要求1所述的行星轮曲柄摇杆分插机构，其特征是中心齿轮与链轮箱固接，行星齿轮与中心齿轮齿数相同。
3.根据权利要求1所述的行星轮曲柄摇杆分插机构，其特征是栽植臂轴与连杆为一体。
专利摘要一种行星轮曲柄摇杆分插机构,由行星齿轮系和摇杆的一个转动轴铰接在行星轮上的曲柄摇杆机构组成分插机构的传动部分。齿轮箱与链轮轴固接并由链轮轴带动旋转,安装在齿轮箱中的行星轮系和曲柄摇杆机构的合成运动形成栽植臂轴的不等速转动,栽植臂与栽植臂轴固接。优化参数后,使栽植臂上秧针的运动满足插秧工作轨迹要求,并可用于南方双季稻及北方单季稻插秧作业。
文档编号A01C11/02GK2384407SQ992071
公开日2000年6月28日 申请日期1999年4月9日 优先权日1999年4月9日
发明者赵匀, 武传宇, 蒋焕煜 申请人:浙江大学