五非圆锥锥齿轮行星轮系钵苗宽窄行移栽机构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种五非圆锥锥齿轮行星轮系钵苗宽窄行移栽机构。传动箱内的动力传递到中心轴上，两轴端分别固定有传动结构相同的齿轮箱。齿轮箱内的中心非圆锥锥齿轮空套在中心轴的两端，通过牙嵌式法兰与动力传动箱固接，中心非圆锥锥齿轮与中间轴上的中间非圆锥锥齿轮啮合，中间非圆锥锥齿轮与固定在行星轴上的行星非圆锥锥齿轮啮合，行星轴伸出齿轮箱外的一端固定有栽植臂，中间轴与中心轴及行星轴与中间轴的轴交角均为θ，使得栽植臂上的取苗爪在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或右偏移相应距离。本发明在取秧过程中能保持完整的根系，不伤苗，缩短了水稻秧苗的返青周期，以及能够实现宽窄行插秧，增产效果显著，有利于推广应用。
【专利说明】五非圆锥锥齿轮行星轮系钵苗宽窄行移栽机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及农业机械，尤其涉及适用于高速钵苗宽窄行移栽机的一种五非圆锥锥齿轮行星轮系钵苗宽窄行移栽机构。
【背景技术】
[0002]水稻钵苗移栽是将培育好的带有营养土钵的秧苗移栽到大田中的过程。水稻钵苗移栽不伤秧、分蘖早，将钵苗移栽到大田土温较高的地表，可比普通平盘插秧提早5?7天分蘖，低节位有效分蘖增加20%，省种30%、节水80%、节肥40%，平均增产5%以上，是目前公认的除品种改良外最好的增产方式。
[0003]宽窄行种植是指水稻钵苗移栽机的行间距实行一宽一窄的种植方式，这种种植方式利用作物边际优势的增产原理，通过调整秧苗的行间距，改善植株间通风、透光度，减轻病害(稻瘟病),从而达到优质高产、节本增效的目的。
[0004]水稻钵苗宽窄行移栽机构是水稻钵苗移栽机上实现从塑盘穴孔中取出钵苗并植入田中成宽窄行种植的核心工作部件。在移栽机上实现了从塑盘穴位中取秧、植入田中、使钵状秧苗的部件。目前市场上的钵苗移栽机只能实现等行距移栽机。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供适用于高速钵苗宽窄行移栽机的一种五非圆锥锥齿轮行星轮系钵苗宽窄行移栽机构，采用非圆锥锥齿轮实现宽窄行插秧的要求，通过调节中间非圆锥锥齿轮与中心非圆锥锥齿轮及行星非圆锥锥齿轮与中间非圆锥锥齿轮之间的轴交角，优化相关机构参数，设计出满足不 同机型、不同宽窄行农艺要求的宽窄行移栽机构。该移栽机构适用于高速插秧机。
[0006]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0007]本发明在在动力传动箱内的动力由安装在主动链轮轴上的主动链轮经链条传递到中心链轮上，中心链轮固接在中心轴上，中心轴两轴端分别固定有内部传动结构相同的左、右齿轮箱，伸出左、右齿轮箱外的左上、左下、右上和右下的行星轴上分别装有结构相同的左上、左下、右上和右下栽植臂。
[0008]左齿轮箱内的左中心非圆锥锥齿轮空套在中心轴的一端，通过左牙嵌式法兰与动力传动箱的一端固定联接，左中心非圆锥锥齿轮分别与对称布置在左下、左上中间轴上的左下、左上中间非圆锥锥齿轮啮合，左下、左上中间非圆锥锥齿轮分别与固定在左下、左上行星轴上的左下、左上行星非圆锥锥齿轮啮合，左下、左上行星轴伸出左齿轮箱外的一端固定有左下、左上栽植臂，左下、左上中间轴与中心轴及左下、左上行星轴与左下、左上中间轴之间的轴交角Θ均为锐角，Θ为2?45度，使得左下、左上栽植臂上的取苗爪在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或右偏移相应距离。
[0009]所述的左、右齿轮箱内的左、右中心非圆锥锥齿轮，左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮是齿轮几何参数完全相同的非圆锥锥齿轮。[0010]所述的左、右齿轮箱内的左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮是齿轮几何参数完全相同的非圆锥锥齿轮。
[0011]所述的左、右齿轮箱内的左、右中心非圆锥锥齿轮，左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮，左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮五轴齿轮行星轮系的轴心的相对位置成直线形排列或成关于中心非圆锥锥齿轮对称的三角形布置。
[0012]所述的左、右齿轮箱内的左、右中心非圆锥锥齿轮，左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮，左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮为一阶椭圆锥齿轮、一阶变性椭圆锥齿轮、高阶椭圆锥齿轮、高阶变性椭圆锥齿轮、一阶非圆锥锥齿轮、高阶非圆锥锥齿轮、偏心-非圆锥锥齿轮或变性非圆锥锥齿轮。
[0013]所述的左、右齿轮箱内的左、右中心非圆锥锥齿轮与左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮为第一级齿轮副，左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮与左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮为第二级齿轮副，两级齿轮副啮合总传动比函数曲线有两个波峰。
[0014]本发明具有的有益效果是:
[0015]非圆锥锥齿轮兼有非圆锥锥齿轮的非匀速比传动及锥齿轮的空间传动特性，采用中心非圆锥锥齿轮与中间非圆锥锥齿轮啮合、中间非圆锥锥齿轮与行星非圆锥锥齿轮啮合两级非圆锥锥齿轮传动栽植臂，两级齿轮副啮合总传动比函数曲线有两个波峰，使得栽植臂取苗爪尖点易形成满足水稻钵苗移栽要求带尖嘴的空间运动轨迹或带有环扣的“8字”型空间运动轨迹；左下、左上、右下、右上右上、右下中间轴与中心轴及右上、右下行星轴与右上、右下中间轴之间的轴交角Θ均为锐角，通过调整Θ值，优化相关机构参数，使得右上、右下栽植臂上的取苗爪在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或右偏移相应距离，从而满足农艺要求的秧苗行距宽窄 分布。
[0016]本发明传动机构工作稳定，在取秧过程中能较好的保持完整的根系，不伤苗，极大地缩短了水稻秧苗的返青周期，以及能够实现宽窄行插秧的特点，增产效果显著，有利于推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明的机构示意图。[0018]图2是本发明的移栽臂内部结构图。[0019]图3是本发明移栽臂外形三维图。[0020]图4是本发明齿轮系传动三维图。[0021]图5是本发明行星齿轮系传动侧面视图。[0022]图6是本发明中心轴与中间轴有一轴交角Θ的三维示意图。[0023]图7是本发明行星轴与中间轴有一轴交角Θ角的三维示意图。[0024]图8是本发明安装在同一传动箱上左右两侧的一对移栽机构在移栽机前进方向
形成的带尖嘴的空间运动轨迹，推苗点距离大于取秧钵间距图。
[0025]图9是本发明安装在相邻传动箱上相邻的两个移栽机构形成的在插秧机前进方向形成的带尖嘴的空间运动轨迹，推苗点距离小于取秧钵间距图。
[0026]图10是本发明安装在同一传动箱上左右两侧的一对移栽机构在移栽机前进方向形成的“8”字型空间运动轨迹，推苗点距离大于取秧钵间距图。[0027]图11是本发明安装在相邻传动箱上相邻的两个移栽机构形成的在插秧机前进方向形成的“8”字型空间运动轨迹，推苗点距离小于取秧钵间距图。
[0028]图12是本发明形成的带尖嘴的空间运动轨迹时两级齿轮啮合总传动比具有两个波峰的函数曲线图。
[0029]图13是本发明形成的“8”字型空间运动轨迹时两级齿轮啮合总传动比具有两个波峰的函数曲线图。
[0030]图14是本发明形成的带尖嘴空间运动轨迹示意图。
[0031]图15是本发明形成的“8”字型空间运动轨迹示意图。
[0032]图中:1.中心链轮，2.中心轴，3.右牙嵌式法兰，3 左牙嵌式法兰，4.右下中间非圆锥锥齿轮，4'.左下中间非圆锥锥齿轮，5.右下行星非圆锥锥齿轮，5'.左下行星非圆锥锥齿轮，6.右下行星轴，6丨.左下行星轴，7.右下栽植臂，7丨.左下栽植臂，8.右下中间轴，8 ’.左下中间轴，9.右中心非圆锥锥齿轮，9 ’.左中心非圆锥锥齿轮，10.右上中间轴，10'.左上中间轴，11.右上中间非圆锥锥齿轮，IP.左上中间非圆锥锥齿轮，12.右上行星非圆锥锥齿轮，12丨.左上行星非圆锥锥齿轮，13.右上行星轴，13丨左上行星轴，14.右上栽植臂，14丨.左上栽植臂，15.右齿轮箱，15丨.左齿轮箱，16.链条，17.主动驱动轮，18.主动输入轴，19.传动箱，20.凸轮，21.拨叉，22.推秧杆，23.弹簧，24.取苗爪，25.后U卡，26.前U卡，27.带尖嘴空间运动轨迹，28.地面，29.秧苗，30.“8”字型空间运动轨迹，A.左取秩点，B.右取秩点，C.左插秩点，D.右插秩点。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0034]如图1所示，本发明在动力传动箱19内的动力由安装在主动链轮轴18上的主动链轮17经链条16传递到中心链轮I上，中心链轮I固接在中心轴2上，中心轴2两轴端分别固定有内部传动结构相同的左、右齿轮箱15 、15，伸出左、右齿轮箱15 、15外的左上、左下、右上和右下的行星轴13 ' ,6 ;、13、6上分别装有结构相同的左上、左下、右上和右下栽植臂 14 '、? '、14、7。
[0035]如图1所示，左齿轮箱15 '内的左中心非圆锥锥齿轮9 '空套在中心轴的一端，通过左牙嵌式法兰3'与动力传动箱19的一端固定联接，左中心非圆锥锥齿轮9'分别与对称布置在左下、左上中间轴8 UO ;上的左下、左上中间非圆锥锥齿轮4 Ul ;啮合，左下、左上中间非圆锥锥齿轮4 '、11'分别与固定在左下、左上行星轴6 '、13'上的左下、左上行星非圆锥锥齿轮V >12 ;啮合，左下、左上行星轴V >13 ;伸出左齿轮箱15 外的一端固定有左下、左上栽植臂7 ,14 ;，左下、左上中间轴8 UO ;与中心轴2及左下、左上行星轴6丨、13丨与左下、左上中间轴8 '、10丨之间的轴交角Θ均为锐角，Θ为2?45度，如图8、图9、图10、图11所示，使得左下、左上栽植臂7 ,14 ;上的取苗爪在取秩后，其插秩点相对于取秩点向左或右偏移相应距尚。
[0036]在右齿轮箱15内的右中心非圆锥锥齿轮9空套在中心轴的另一端，通过右牙嵌式法兰3与动力传动箱19的一端固定联接，右中心非圆锥锥齿轮9与称布置在右下、右上中间轴8、10上的右下、右上中间非圆锥锥齿轮4、11啮合，右下、右上中间非圆锥锥齿轮4、11分别与固定在右下、右上行星轴6、13上的右下、右上行星非圆锥锥齿轮5、12啮合，右下、右上行星轴6、13伸出右齿轮箱15外的一端固定有右下、右上栽植臂7、14，如图4、图5、图6、图7所示，右下、右上中间轴8、10与中心轴2及右下、右上行星轴6、13与右下、右上中间轴
8、10之间的轴交角Θ均为锐角，Θ为2-45度，如图8、图9、图10、图11所示，使得右下、右上栽植臂7、14上的取苗爪在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或右偏移相应距离。
[0037]所述的左、右齿轮箱15 '、15内的左、右中心非圆锥锥齿轮V、9，左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮5 ' ,12 /、5、12是齿轮几何参数完全相同的非圆锥锥齿轮。
[0038]所述的左、右齿轮箱15 '、15内的左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮8 '、11'、8、11是齿轮几何参数完全相同的非圆锥锥齿轮。
[0039]如图4、图5所示，所述的左、右齿轮箱15 '、15内的左、右中心非圆锥锥齿轮V、9，左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮8 ' Ul ;、8、11，左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮5' ,12 /、5、12五轴齿轮行星轮系的轴心的相对位置成直线形排列或成关于中心非圆锥锥齿轮对称的三角形布置。
[0040]所述的左、右齿轮箱15 '、15内的左、右中心非圆锥锥齿轮9 '、9，左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮8' Ul7、8、11，左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮5'、12丨、5、12为一阶椭圆锥齿轮、一阶变性椭圆锥齿轮、高阶椭圆锥齿轮、高阶变性椭圆锥齿轮、一阶非圆锥锥齿轮、高阶非圆锥锥齿轮、偏心-非圆锥锥齿轮或变性非圆锥锥齿轮。
[0041]所述的左、右齿轮箱15 '、15内的左、右中心非圆锥锥齿轮9 '、9与左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮8 ' Ul ;、8、11为第一级齿轮副，左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮V >11 ;、8、11与左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮V ,12 ;、5、12为第二级齿轮副，如图12、图13、图14、图15所示，两级齿轮副啮合总传动比函数曲线有两个波峰，使得移栽机构形成带尖嘴的空间运动轨迹27或“8”字型空间运动轨迹30。
[0042]本发明的工作原理是:
[0043]移栽机构动力由插秧机动力传动箱19内的主动链轮或锥齿轮17经链条或传动轴16传递到中心链轮或锥齿轮I上，带动中心轴2转动，中心轴2带动左、右齿轮箱15 '、15转动，左、右齿轮箱15 '、15内，空套在中心轴2上与动力传动箱19固定的左、右中心非圆锥锥齿轮9 '、9与左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮4 ' Ul ;、4、11啮合，左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮4' Ul ;、4、11与左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮5 ' ,12 ;、5、12啮合，当左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮5 ' ,12 ;、5、12随左下、左上、右下、右上行星轴6 ' ,13 ;、6、13相对左、右齿轮箱15、15 '转动时，带动左下、左上、右下、右上栽植臂7 '、14'、7、14转动，由于左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮5' ,12 ;、5、12与左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮V Ul ;、4、11之间的轴交角以及左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮4 '、11'、4、11与左、右中心非圆锥锥齿轮9'、9之间的轴交角均不等于O度的小角，因此左下、左上、右下、右上栽植臂7'、14'、
7、14的转动平面与左、右齿轮箱15、15丨的转动平面不是平行平面，引起左下、左上、右下、右上栽植臂V >14 ;、7、14上的取苗爪在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或向右偏移相应距离。左下、左上、右下、右上栽植臂7 ' ,14 ;、7、14的转动使左、右拨叉21围绕固定的左、右凸轮20 (固定在左、右齿轮箱15、15 '上)摆动，如图2、3所示，在取秧前左、右拨叉21经过左、右凸轮20的第一个上升段而抬起，将左、右推苗杆22提高至一定位置点，同时压缩弹簧23，此时前U卡26和后U卡25对取苗爪24都没作用力；当取苗爪接近取秧点A、B时，左、右拨叉21经过左、右凸轮20的第二个上升段而抬起，将左、右推秧杆22提高至最高点，前U卡26会挤压取苗爪24，完成夹取秧苗29的过程；当取苗爪24接近插秧点C、D时，拨叉21转至凸轮20缺口，弹簧23回位并推动推秧杆22向下快速运动，后U卡25会撑开取苗爪24，推秧杆22将秧苗29推入土 28中，从而顺利完成水稻钵苗的取秧、送秧、推秧和空回程动作，实现水稻钵苗的机械化宽窄行移栽。
[0044]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，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围 。
【权利要求】
1.一种五非圆锥锥齿轮行星轮系钵苗宽窄行移栽机构，在动力传动箱(19)内的动力由安装在主动链轮轴(18)上的主动链轮(17)经链条(16)传递到中心链轮(I)上，中心链轮(I)固接在中心轴(2)上，中心轴(2)两轴端分别固定有内部传动结构相冋的左、右齿轮箱(15 、15)，伸出左、右齿轮箱(15 、15)外的左上、左下、右上和右下的行星轴(13 '、6 ;、13、6)上分别装有结构相同的左上、左下、右上和右下栽植臂(14 、? '、14、7);其特征在于:左齿轮箱(15 )内的左中心非圆锥锥齿轮(9 ')空套在中心轴的一端，通过左牙嵌式法兰(3')与动力传动箱(19)的一端固定联接，左中心非圆锥锥齿轮(9 ')分别与对称布置在左下、左上中间轴(8 UO ;)上的左下、左上中间非圆锥锥齿轮(4 Ul ;)啮合，左下、左上中间非圆锥锥齿轮(4 '、11')分别与固定在左下、左上行星轴(6 '、13')上的左下、左上行星非圆锥锥齿轮(5 ,12 ;)啮合，左下、左上行星轴(6 ,13 ;)伸出左齿轮11(15 ;)外的一端固定有左下、左上栽植臂(7 ,14 ;)，左下、左上中间轴(8 UO ;)与中心轴(2)及左下、左上行星轴(6 ,13 ;)与左下、左上中间轴(8 UO ;)之间的轴交角Θ均为锐角，Θ为2?45度，使得左下、左上栽植臂(7 ' ,14 / )上的取苗爪在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或右偏移相应距离。
2.根据权利要求1所述的一种五非圆锥锥齿轮行星轮系钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于:所述的左、右齿轮箱(15 7、15)内的左、右中心非圆锥锥齿轮(9 '、9)，左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮(5 ' ,12 /、5、12)是齿轮几何参数完全相同的非圆锥锥齿轮。
3.根据权利要求1所述的一种五非圆锥锥齿轮行星轮系钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于:所述的左、右齿轮箱(15 ;、15)内的左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮(4 ;、11'、4、11)是齿轮几何参数完全相同的非圆锥锥齿轮。
4.根据权利要求1所述的一种五非圆锥锥齿轮行星轮系钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于:所述的左、右齿轮箱(15 '、15)内的左、右中心非圆锥锥齿轮(9 '、9)，左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮(4 '、11'、4、11)，左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮(5 / ,12 /、5、12)五轴齿轮行星轮系的轴心的相对位置成直线形排列或成关于中心非圆锥锥齿轮对称的三角形布置。
5.根据权利要求1所述的一种五非圆锥锥齿轮行星轮系钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于:所述的左、右齿轮箱(15 '、15)内的左、右中心非圆锥锥齿轮(9 '、9)，左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮(8 '、11'、8、11)，左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮(5 ; ,12 ;、5、12)为一阶椭圆锥齿轮、一阶变性椭圆锥齿轮、高阶椭圆锥齿轮、高阶变性椭圆锥齿轮、一阶非圆锥锥齿轮、高阶非圆锥锥齿轮、偏心-非圆锥锥齿轮或变性非圆锥锥齿轮。
6.根据权利要求1所述的一种五非圆锥锥齿轮行星轮系钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于:所述的左、右齿轮箱(15 '、15)内的左、右中心非圆锥锥齿轮(9 '、9)与左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮W Ul ;、8、11)为第一级齿轮副，左下、左上、右下、右上中间非圆锥锥齿轮(8'、11'、8、11)与左下、左上、右下、右上行星非圆锥锥齿轮(5 '、12 '、5、12)为第二级齿轮副，两级齿轮副啮合总传动比函数曲线有两个波峰。
【文档编号】F16H1/30GK103430668SQ201310318306
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年7月24日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】赵匀, 孙良, 刘晓龙 申请人:浙江理工大学