专利名称：步行式插秧机的变形椭圆-圆柱齿轮后插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变形椭圆-圆柱齿轮后插 旋转式分插机构。
背景技术：
目前，在市场上出售的用于步行水稻插秧机的栽植机构形式主要有两种曲柄摇 杆式分插机构和旋转式分插机构。旋转式分插机构与曲柄摇杆式分插机构相比，具有惯性 力小、振动小和稳定性好的优点。旋转式分插机构主要有偏心非圆齿轮传动、椭圆齿轮传动 等形式，但其主动轮(偏心圆柱齿轮，椭圆齿轮)节曲线均关于X轴对称，只能通过偏心率 的调整实现传动比的纵向变化，一旦偏心率或偏心距确定，其传动比的周期变化规律也就 确定(只能对称分布)，其传动比的可调范围较小，以其作为传动部件的旋转式分插机构， 所形成的静轨迹一般为“海豚型”曲线，其插秧穴口还不是很小，因而有时会导致所插秧苗 发生较大倾斜，影响秧苗的直立性生长。如果减小插秧穴口则会有利于保证秧苗的直立性， 防止秧苗倾斜，降低倒秧率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种步行式插秧机的变形椭圆-圆柱齿轮后插旋转式分 插机构，该机构能够产生具有环扣形状的轨迹，从而产生较小的插秧穴口，能够更好的满足 水稻插秧轨迹的要求。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是本发明它包括传动部件和栽植臂部件；传动部件主动链轮装在链轮箱内的传动 轴上，经链条与装在链轮箱内的中心轴上的中心链轮连接，中心轴的左、右两侧轴端分别固 定有内部结构相同的左、右齿轮盒，伸出左、右齿轮盒外的左、右行星轴上分别装有左、右栽 植臂部件；其特征在于所述的左、右齿轮盒分别与中心轴的两端固连，左、右法兰通过中 心轴的两端分别与齿轮箱固连，左、右中心变形椭圆齿轮分别与左、右法兰固连，左、右中心 变形椭圆齿轮与固装在左、右中间轴上的左、右中间变形椭圆齿轮相啮合，带动与左、右中 间变形椭圆齿轮一起固定在左、右中间轴上的中间圆柱齿轮转动，而左、右中间圆柱齿轮与 固装在左、右行星轴上的左、右行星圆柱齿轮啮合，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；中心链轮通过中心轴带动齿轮盒转动，中心变形椭圆齿轮通过法兰与链轮箱固定 不动，行星齿轮带动固装在行星轴一端的栽植臂相对于齿轮盒作非勻速转动，栽植臂的绝 对运动为行星轮相对齿轮盒的非勻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， 形成具有环扣形状曲线的静轨迹，从而产生小的插秧穴口，满足水稻插秧轨迹的要求。所述的装在中心轴上的左、右中心变形椭圆齿轮，装在中间轴上的左、右中间变形 椭圆齿轮，装在中间轴的左、右中间圆柱齿轮和装在行星轴上的左、右行星圆柱齿轮，从侧面看为三角形排列方式。本发明具有的有益效果是传动部分有四个齿轮，在齿轮盒内相对太阳轮(中心变形椭圆齿轮)只有1组行 星系齿轮传动，带动1个栽植臂运动；本发明形成具有环扣形状曲线的插秧轨迹，使回程 时轨迹与地面的交点落在插秧时轨迹与地面交点的后侧，减小了绝对运动时形成的插秧穴 口，插秧穴口的减小更有利于保证秧苗的直立性，防止秧苗的倾倒，漂秧率和倒秧率低，更 好的满足水稻插秧要求；结构简单，体积小，重量轻，制造成本低。
图1是变形椭圆和椭圆区别示意图。图2是椭圆齿轮传动比曲线图。图3是变形椭圆齿轮传动比曲线图。图4是本发明机构示意图。图5是本发明侧面传动原理示意图。图6是现有分插机构形成的轨迹曲线图。图7是本发明形成的轨迹曲线图。图中1.中心轴，2'、2.左、右法兰，3、中心链轮，4.链轮箱，5'、5.左、右齿轮盒， 6'、6.左、右行星圆轮，7'、7.左、右行星轴，8'、8.左、右栽植臂部件，9.传动轴，10.主动 链轮，11' ,11.左、右中间圆柱齿轮，12' ,12.左、右中间轴，13' ,13.左、右中间变形椭圆 齿轮，14' ,14.左、右中心变形椭圆齿轮，15.链条。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。变形椭圆可以认为是椭圆的变形。变形时，向径的长度不变，而对应的极角在上半 个椭圆缩小Hi1倍，在下半个椭圆缩小HI2倍。(如图1所示，L1 椭圆，L2 变形椭圆，L3 共轭 椭圆，L4 共轭变形椭圆)0#，O1B为椭圆的向径，对应的极角分别为π ,Ψχ，缩小Hi1倍后，得 到变形椭圆的向径O1A'，O1B'，其相应的极角为π Ai1，灼/叫。变形椭圆L2的方程 为保证变形椭圆两段曲线是封闭的，Hi1和m2应满足以下关系 η π π 变形椭圆的最大向径和最小向径之和等于2a，即等于椭圆的长轴，偏心率e = c/ a。共轭变形椭圆L4的方程为
(4)
4
(5)i21 = r1/r2(6)a——椭圆长半轴c——椭圆焦距e-偏心率φ2——共轭变形椭圆L4的角位移i21——传动比Iii1、m2——变形系数Γι、r2——L2、L4 的向径图2为变形椭圆的变形系数Hi1 = 1时(此时为椭圆)，改变偏心率e的值得到的 一系列传动比变化曲线。通过图2可以看出，传动比曲线随着偏心率的不同而纵向移动，且 只能关于灼=V对称分布。图3为取偏心率e = 0. 44时，不同变形系数对应的传动比变化 曲线。通过图3曲线可以看出，在偏心率e取定后，改变变形系数Hi1W值，可以实现传动比 的横向移动，且其变化规律为非对称分布。所以变形椭圆能够通过偏心率e和变形系数Hi1 两个参数的改变，实现传动比的横向和纵向双向调节，从而增大了传动比可调空间，传动比 空间的增大则有利于分插机构形成更理想的插秧轨迹。如图4所示，本发明它包括传动部件和栽植臂部件；一种步行式插秧机的变形椭 圆-圆柱齿轮后插旋转式分插机构，它包括传动部件和栽植臂部件；传动部件主动链轮10 装在链轮箱4内的传动轴9上，经链条15与装在链轮箱4内的中心轴1上的中心链轮3连 接，中心轴1的左、右两侧轴端分别固定有内部结构相同的左、右齿轮盒5'、5，伸出左、右 齿轮盒5'、5外的左、右行星轴7'、7上分别装有左、右栽植臂部件8'、8;其特征在于所 述的左、右齿轮盒5'、5分别与中心轴1的两端固连，左、右法兰2'、2通过中心轴1的两端 分别与齿轮箱4固连，左、右中心变形椭圆齿轮14'、14分别与左、右法兰2'、2固连，左、 右中心变形椭圆齿轮14'、14与固装在左、右中间轴12'、12上的左、右中间变形椭圆齿轮 13'、13相啮合，带动与左、右中间变形椭圆齿轮13'、13—起固定在左、右中间轴12'、 12上的中间圆柱齿轮11'、11转动，而左、右中间圆柱齿轮11'、11与固装在左、右行星轴 7'、7上的左、右行星圆柱齿轮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。中心链轮通过中心轴带动齿轮盒转动，中心变形椭圆齿轮通过法兰与链轮箱固定 不动，行星齿轮带动固装在行星轴一端的栽植臂相对于齿轮盒作非勻速转动，栽植臂的绝 对运动为行星轮相对齿轮盒的非勻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， 形成具有环扣形状曲线的静轨迹，从而产生小的插秧穴口，满足水稻插秧轨迹的要求。如图5所示，所述的装在中心轴上的左、右中心变形椭圆齿轮14'、14，装在中间 轴上的左、右中间变形椭圆齿轮13'、13，装在中间轴的左、右中间圆柱齿轮11'、11和装 在行星轴上的左、右行星圆柱齿轮6'、6，从侧面看为三角形排列方式。图6为现已存在的后插旋转式分插机构形成的轨迹曲线，图7为本发明形成的轨 迹曲线(图中，点c和C为插秧时轨迹与地面的交点；点d和D为回程时轨迹与地面的交点)。图6中交点d在交点c左侧，绝对运动时形成的插秧穴口为c' d'；图7中交点D在 交点C右侧，绝对运动时形成的插秧穴口为C' D'。以插秧时轨迹与地面交点为参考点， 图6和图7所形成的插秧穴口的关系为可表示为C' D' =c' d' -cd-CD因为⑶>0、cd>0，所以C' D' < c' d'。所以本发明的插秧穴口更小，插秧 穴口的减小更有利于保证秧苗的直立性，防止秧苗的倾倒，漂秧率和倒秧率低。本发明的工作原理是分插机构动力由插秧机链轮箱的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，固定的中心变形椭圆齿轮通过 中间变形椭圆齿轮带动与其一同固定在中间轴上的中间圆齿轮，传动行星圆齿轮，由此带 动固定在行星轴上的栽植臂转动，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(如改变变形椭圆齿轮偏心率、变形系数、齿数 等)和装配参数(起始安装角)，可以形成更能满足插秧要求的轨迹。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
一种步行式插秧机的变形椭圆一圆柱齿轮后插旋转式分插机构，它包括传动部件和栽植臂部件；传动部件主动链轮(10)装在链轮箱(4)内的传动轴(9)上，经链条(15)与装在链轮箱(4)内的中心轴(1)上的中心链轮(3)连接，中心轴(1)的左、右两侧轴端分别固定有内部结构相同的左、右齿轮盒(5′、5)，伸出左、右齿轮盒(5′、5)外的左、右行星轴(7′、7)上分别装有左、右栽植臂部件(8′、8)；其特征在于所述的左、右齿轮盒(5′、5)分别与中心轴(1)的两端固连，左、右法兰(2′、2)通过中心轴(1)的两端分别与齿轮箱4固连，左、右中心变形椭圆齿轮(14′、14)分别与左、右法兰(2′、2)固连，左、右中心变形椭圆齿轮(14′、14)与固装在左、右中间轴(12′、12)上的左、右中间变形椭圆齿轮(13′、13)相啮合，带动与左、右中间变形椭圆齿轮(13′、13)一起固定在左、右中间轴(12′、12)上的中间圆柱齿轮(11′、11)转动，而左、右中间圆柱齿轮(11′、11)与固装在左、右行星轴(7′、7)上的左、右行星圆柱齿轮(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)；中心链轮通过中心轴带动齿轮盒转动，中心变形椭圆齿轮通过法兰与链轮箱固定不动，行星圆柱齿轮带动固装在行星轴一端的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，形成具有环扣形状曲线的静轨迹，从而产生小的插秧穴口，满足水稻插秧轨迹的要求。
2.根据权利要求1所述的一种步行式插秧机的变形椭圆_圆柱齿轮后插旋转式分插机 构，其特征在于所述的装在中心轴上的左、右中心变形椭圆齿轮(14'、14)，装在中间轴 上的左、右中间变形椭圆齿轮(13'、13)，装在中间轴的左、右中间圆柱齿轮(1Γ、11)和 装在行星轴上的左、右行星圆柱齿轮(6'、6)，从侧面看为三角形排列方式。
全文摘要
本发明公开了一种步行式插秧机的变形椭圆—圆柱齿轮后插旋转式分插机构。在中心轴伸出链轮箱外的轴端分别固定有内部结构相同的左、右齿轮盒。齿轮盒内的中心轴两端分别装有通过左、右法兰固定在链轮箱上的中心变形椭圆齿轮，左、右中心变形椭圆齿轮通过固装在左、右中间轴上的左、右中间变形椭圆齿轮，带动与左、右中间变形椭圆齿轮固定在左、右中间轴上的中间圆齿轮转动，而左、右中间圆柱齿轮与固装在左、右行星轴上的左、右行星圆柱齿轮啮合，左、右行星轴伸出齿轮盒的一端固定有栽植臂部件。在齿轮盒内相对中心变形椭圆齿轮只有1组行星系齿轮传动，带动1个栽植臂运动；该机构形成具有环扣形状的轨迹，插秧穴口小，更好的满足水稻插秧要求。
文档编号F16H37/02GK101897257SQ201010225969
公开日2010年12月1日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年7月13日
发明者原新斌, 赵匀, 高林弟, 黄巨明 申请人:浙江理工大学