专利名称：播种机用电控株距机械无级调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种播种机用电控株距机械无级调节器，属于农业机械技术领域。
背景技术：
玉米播种时，株距是影响玉米植株接受光照和玉米产量的主要参数。因此，株距调节是玉米精密播种机的重要装置。目前，国内市场上玉米播种机的株距调节主要通过改变不同传动比的齿轮啮合来调节，具体形式有机械有级调节器、带有级调节器的勺盘式排种器等，这些装置只能实现株距的有级调节，不能实现株距的无级调节。美国生产的变量播种机采用电控液压马达变量施肥播种执行机构，通过改变液压比例阀的开度控制液压马达的转速实现无级调节，但是这类调节机构设计复杂、成本较高，无法适应中国小地块耕种的国情。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、传动效率高、可靠性好、成本低、能够无级调节播种株距的播种机用电控株距机械无级调节器。其技术方案为:一种播种机用电控株距机械无级调节器，其特征在于:包括箱体和安装在箱体内部的动力输入装置、动力输出装置、传动装置、调节装置、多套摆杆复位装置、限位装置、位移检测装置、株距指示装置，其中:动力输入装置安装在箱体内的下部，包括经轴承水平支撑在箱体上的输入轴、固定在输入轴上的多个凸轮和间隔安装在凸轮之间的间隔套I;动力输出装置安装在箱体内的上部，包括经轴承水平支撑在箱体上的输出轴、与凸轮等数量的超越离合器和多个间隔套II，其中多个超越离合器均固定在输出轴上，相邻超越离合器之间间隔以间隔套II，对应于每个超越离合器均设一个离合器端盖和一个离合器壳毂，超越离合器位于离合器端盖与离合器壳毂对接构成的空腔内，对应于超越离合器端面上的凹槽，离合器端盖上设有凸起，凸起对应插在凹槽内，离合器端盖与离合器壳毂用沉头螺钉固定连接，输入轴与输出轴平行、且分居箱体的两端，输入轴的输入端与输出轴的输出端探出箱体、且分居箱体的两侧；传动装置包括两根导轨、调节架、导向架、与凸轮等数量的多根摆轴和多根滚子摆杆，其中两根导轨水平安装在箱体的内壁上，与输出轴垂直且与输出轴位于同一水平面上；调节架位于输入轴与输出轴之间，调节架两端的中部均安装有两个导向架，位于同一端的两个导向架分居调节架的两侧，每个导向架的内侧下部均安装有轴承，轴承支撑在导轨上端面上；调节架的中部设有贯穿调节架的调节螺母套，调节架的下端开有与凸轮等数量的多个相同的槽口 I，调 节架上端的一侧开有一个槽口 II，每个槽口 I内安装一个带孔的摆轴，摆轴经轴承安装在槽口 I的侧壁上，多个摆轴位于同一轴线上；每个摆轴的孔内均间隙穿过一根滚子摆杆，滚子摆杆设有滚子的一端压在凸轮上，滚子摆杆的另一端与离合器壳毂铰接；
调节装置包括螺蜗杆、支架1、固定安装在支架I上的轴承座、减速电机和电机支撑座，其中螺蜗杆由螺杆与蜗杆共轴组成，减速电机经电机支撑座固定安装在箱体外侧，支架I水平安装在箱体内、且位于输入轴的上方，螺蜗杆水平穿过调节螺母套，螺蜗杆靠近螺杆的一端安装在支架I上的轴承座内，螺蜗杆靠近蜗杆的一端水平穿过箱体侧壁上的轴承并外伸，螺蜗杆外伸端与减速电机轴相连；每个凸轮均对应一套摆杆复位装置，每套摆杆复位装置均包括底盘、垂直固定在底盘上的推杆、套装在推杆上的伸缩套、套装在推杆上且位于伸缩套内侧的压簧和固定穿过支架I且套在伸缩套上的导套，其中导套内径略大于伸缩套外径，伸缩套侧壁上设有沿轴向的长槽，导套上设有螺钉，螺钉插在长槽内，底盘的下端面把滚子压在凸轮上，螺栓从底盘下端面间隙垂直穿过底盘和伸缩套，并固定在底盘上，螺栓远离底盘的一端拧上二个螺母，底盘与伸缩套下端面之间有一定间隙，底盘与伸缩套在导套内上下相对移动一个凸轮升程；限位装置包括二个接近开关和支架II，其中支架II水平安装在箱体内、且位于输出轴的上方，二个接近开关分别安装在支架I和支架II朝向调节架的一侧；位移检测装置包括微型滑块位移传感器和安装板，其中安装板水平、间隙穿过调节架上的槽口 II，固定安装在支架I和支架II之间，微型滑块位移传感器固定安装在安装板的底部，且间隙穿过调节架上的槽口 II，微型滑块位移传感器的探头固定调节架上；株距指示装置包括蜗轮、转轴、轴套、指针和端盖，其中轴套穿过箱体上盖并固定在箱体上盖上，箱体上盖用连接柱与箱体连接，轴套的顶部设有端盖，经轴承安装在轴套内的转轴贯穿轴套，下端与蜗轮键连接，上端间隙穿出端盖，指针水平安装在转轴的顶端，蜗轮与螺蜗杆配合。所述的播种机用电控株距机械无级调节器，凸轮采用三个，三个凸轮以120°固定在输入轴上。所述的播种机用电控株距机械`无级调节器，凸轮采用四个，四个凸轮以90°固定在输入轴上。其工作原理为:凸轮在动力输入轴的带动下匀速转动，滚子摆杆在凸轮的推动下围绕摆轴上下摆动，进而带动超越离合器往复转动，使动力输出轴单向旋转并输出动力；减速电机在外部控制器的控制下带动螺蜗杆双向旋转，通过调节螺母套带动调节架移动，进而调节滚子摆杆与摆轴接触点的位置，改变接触点两侧滚子摆杆的长度比，进而改变离合器壳毂的摆动角度，完成播种株距的无级调节；接近开关通过信号线把信号反馈给外部控制器，对调节架移动进行限位控制；微型滑块位移传感器的探头随调节架移动，通过信号线把调节架的位置传给外部控制器，完成调节架定位控制。本发明与现有技术相比，具有如下优点:⑴本发明设计的由多个凸轮结合滚子摆杆、摆轴、调节架、超越离合器构成的机械结构，可实现输出轴连续旋转，能有效地传动力矩，结构简单，工作效率高，可靠性好，成本低；⑵本发明设计的导向架，能有效地的消除调节架在导轨面移动过程中的摆动现象；⑶本发明设计的株距调节、指示装置，能平滑地改变调节架的位置和显示株距调节量;⑷本发明设计的摆杆复位装置，能确保滚子摆杆与凸轮紧密接触；(5)本发明设计的位移检测装置能实时监测调节架的位置信息，以便外部控制器精确控制调节架的位置；(6)本发明能实时进行播种株距的无级调节，实现玉米变量播种。
图1为去掉调节器上盖板和前侧板的整机结构示意图。图2为动力输入装置结构示意图。图3为动力输出装置结构示意图。图4为株距指示装置结构示意图。图5为株距指示装置在箱体上盖上位置结构示意图。图6为摆杆复位装置结构示意图。图7为滚子摆杆在调节架上位置结构示意图。图8为离合器装配结构示意图 。图中:1、箱体2、输入轴3、凸轮4、间隔套I 5、输出轴6、超越离合器7、间隔套II 8、离合器端盖9、离合器壳毂10、凸起11、导轨12、调节架13、导向架14、摆轴15、滚子摆杆16、轴承17、调节螺母套18、槽口 I 19、孔20、滚子21、螺母22、支架I 23、轴承座24、减速电机25、电机支撑座 26、螺杆27、蜗杆28、底盘29、推杆30、伸缩套31、压簧32、导套33、长槽34、螺钉35、螺栓36、接近开关37、支架II 38、微型滑块位移传感器39、安装板40、槽口 II 41、蜗轮42、转轴43、轴套44、指针45、端盖46、箱体上盖47、沉头螺钉48、连接柱
具体实施例方式在图1-8所示的实施例中:动力输入装置安装在箱体I内的下部，包括经轴承水平支撑在箱体I上的输入轴
2、固定在输入轴2上的三个凸轮3和间隔安装在凸轮3之间的间隔套I 4，其中三个凸轮3以120°固定在输入轴2上。动力输出装置安装在箱体I内的上部，包括经轴承水平支撑在箱体I上的输出轴
5、三个超越离合器6和四个间隔套II 7，其中三个超越离合器6均固定在输出轴5上，相邻超越离合器6之间间隔以间隔套II 7 ;对应于每个超越离合器6均设一个离合器端盖8和一个离合器壳毂9,超越离合器6位于离合器端盖8与离合器壳毂9对接构成的空腔内，对应于超越离合器6端面上的凹槽，离合器端盖8上设有凸起10，凸起10对应插在凹槽内，离合器端盖8与离合器壳毂9用沉头螺钉47固定连接，输入轴2与输出轴5平行、且分居箱体I的两端，输入轴2的输入端与输出轴5的输出端探出箱体1、且分居箱体I的两侧。传动装置包括两根导轨11、调节架12、导向架13、三根摆轴14和三根滚子摆杆15，其中两根导轨11水平安装在箱体I的内壁上，与输出轴5垂直且与输出轴5位于同一水平面上；调节架12位于输入轴2与输出轴5之间，调节架12两端的中部均安装有两个导向架13，位于同一端的两个导向架13分居调节架12的两侧，每个导向架13的内侧下部均安装有轴承16，轴承16支撑在导轨11上端面上；调节架12的中部设有贯穿调节架12的调节螺母套17，调节架12的下端开有三个槽口 I 18，调节架12上端的一侧开有一个槽口II 40，每个槽口 I 18内安装一个带孔19的摆轴14，摆轴14经轴承安装在槽口 I 18的侧壁上，三个摆轴14位于同一轴线上；每个摆轴14的孔19内均间隙穿过一根滚子摆杆15，滚子摆杆15设有滚子20的一端压在凸轮3上，滚子摆杆15的另一端与离合器壳毂9铰接。调节装置包括螺蜗杆、支架I 22、固定安装在支架I 22上的轴承座23、减速电机24和电机支撑座25，其中螺蜗杆由螺杆26与蜗杆27共轴组成，减速电机24经电机支撑座25固定安装在箱体I外侧，支架I 22水平安装在箱体I内、且位于输入轴2的上方，螺蜗杆水平穿过调节螺母套17，螺蜗杆靠近螺杆26的一端安装在支架I 22上的轴承座23内，螺蜗杆靠近蜗杆27的一端水平穿过箱体I侧壁上的轴承并外伸，螺蜗杆外伸端与减速电机24轴相连。每个凸轮3均对应一套摆杆复位装置，每套摆杆复位装置均包括底盘28、垂直固定在底盘28上的推杆29、套装在推杆29上的伸缩套30、套装在推杆29上且位于伸缩套30内侧的压簧31和固定穿过支架I 22且套在伸缩套30上的导套32，其中导套32内径略大于伸缩套30外径，伸缩套30侧壁上设有沿轴向的长槽33，导套32上设有螺钉34，螺钉34插在长槽33内，底盘28的下端面把滚子20压在凸轮3上，螺栓35从底盘28下端面间隙垂直穿过底盘28和伸缩套30，并固定在底盘28上，螺栓35远离底盘的一端拧上二个螺母21，底盘28与伸缩套30下端面之间有一定间隙，底盘28与伸缩套30在导套32内上下相对移动一个凸轮3升程。限位装置包括二个接近开关36和支架II 37，其中支架II 37水平安装在箱体I内、且位于输出轴5的上方，二个接近开关36分别安装在支架I 22和支架II 37朝向调节架12的一侧。位移检测装置包括微型 滑块位移传感器38和安装板39，其中安装板39水平、间隙穿过调节架12上的槽口 II 40 ，固定安装在支架I 22和支架II 37之间，微型滑块位移传感器38固定安装在安装板39的底部，且间隙穿过调节架12上的槽口 II 40，微型滑块位移传感器38的探头固定调节架12上。株距指示装置包括蜗轮41、转轴42、轴套43、指针44和端盖45，其中轴套43穿过箱体上盖46并固定在箱体上盖46上，箱体上盖46用连接柱48与箱体I连接，轴套43的顶部设有端盖45，经轴承安装在轴套43内的转轴42贯穿轴套43，下端与蜗轮41键连接，上端间隙穿出端盖45，指针44水平安装在转轴42的顶端，蜗轮41与螺蜗杆配合。
权利要求
1.一种播种机用电控株距机械无级调节器，其特征在于:包括箱体(I)和安装在箱体(1)内部的动力输入装置、动力输出装置、传动装置、调节装置、多套摆杆复位装置、限位装置、位移检测装置、株距指示装置，其中: 动力输入装置安装在箱体(I)内的下部，包括经轴承水平支撑在箱体(I)上的输入轴(2)、固定在输入轴(2)上的多个凸轮(3)和间隔安装在凸轮(3)之间的间隔套I(4)； 动力输出装置安装在箱体(I)内的上部，包括经轴承水平支撑在箱体(I)上的输出轴(5)、与凸轮(3)等数量的超越离合器(6)和多个间隔套II (7)，其中多个超越离合器(6)均固定在输出轴(5)上，相邻超越离合器(6)之间间隔以间隔套II (7)，对应于每个超越离合器(6)均设一个离合器端盖(8)和一个离合器壳毂(9)，超越离合器(6)位于离合器端盖(8)与离合器壳毂(9)对接构成的空腔内，对应于超越离合器(6)端面上的凹槽，离合器端盖(8)上设有凸起(10)，凸起(10)对应插在凹槽内，离合器端盖(8)与离合器壳毂(9)用沉头螺钉(47)固定连接，输入轴(2)与输出轴(5)平行、且分居箱体(I)的两端，输入轴(2)的输入端与输出轴(5)的输出端探出箱体(I)、且分居箱体(I)的两侧； 传动装置包括两根导轨(11)、调节架(12)、导向架(13)、与凸轮(3)等数量的多根摆轴(14)和多根滚子摆杆(15)，其中两根导轨(11)水平安装在箱体(I)的内壁上，与输出轴(5)垂直且与输出轴(5)位于同一水平面上；调节架(12)位于输入轴(2)与输出轴(5)之间，调节架(12)两端的中部均安装有两个导向架(13)，位于同一端的两个导向架(13)分居调节架(12)的两侧，每个导向架(13)的内侧下部均安装有轴承(16)，轴承(16)支撑在导轨 (11)上端面上；调节架(12)的中部设有贯穿调节架(12)的调节螺母套(17)，调节架(12)的下端开有与凸轮(3)等数量的多个相同的槽口 I (18)，调节架12上端的一侧开有一个槽口 II (40)，每个槽口 I (18)内安装一个带孔(19)的摆轴(14)，摆轴(14)经轴承安装在槽口 I (18)的侧壁上，多个摆轴(14)位于同一轴线上；每个摆轴(14)的孔(19)内均间隙穿过一根滚子摆杆(15)，滚子摆杆(15)设有滚子(20)的一端压在凸轮(3)上，滚子摆杆(15)的另一端与离合器壳毂(9)铰接； 调节装置包括螺蜗杆、支架I (22)、固定安装在支架I (22)上的轴承座(23)、减速电机(24 )和电机支撑座(25 )，其中螺蜗杆由螺杆(26 )与蜗杆(27 )共轴组成，减速电机(24 )经电机支撑座(25)固定安装在箱体(I)外侧，支架I (22)水平安装在箱体(I)内、且位于输入轴(2)的上方，螺蜗杆水平穿过调节螺母套(17)，螺蜗杆靠近螺杆(26)的一端安装在支架I (22)上的轴承座(23)内，螺蜗杆靠近蜗杆(27)的一端水平穿过箱体(I)侧壁上的轴承并外伸，螺蜗杆外伸端与减速电机(24)轴相连； 每个凸轮(3)均对应一套摆杆复位装置，每套摆杆复位装置均包括底盘(28)、垂直固定在底盘(28)上的推杆(29)、套装在推杆(29)上的伸缩套(30)、套装在推杆(29)上且位于伸缩套(30)内侧的压簧(31)和固定穿过支架I (22)且套在伸缩套(30)上的导套(32)，其中导套(32)内径略大于伸缩套(30)外径，伸缩套(30)侧壁上设有沿轴向的长槽(33)，导套(32)上设有螺钉(34)，螺钉(34)插在长槽(33)内，底盘(28)的下端面把滚子(20)压在凸轮(3)上，螺栓(35)从底盘(28)下端面间隙垂直穿过底盘(28)和伸缩套(30)，并固定在底盘(28 )上，螺栓(35 )远离底盘的一端拧上二个螺母(21 )，底盘(28 )与伸缩套(30 )下端面之间有一定间隙，底盘(28)与伸缩套(30)在导套(32)内上下相对移动一个凸轮(3)升程;限位装置包括二个接近开关(36)和支架II (37)，其中支架II (37)水平安装在箱体(I)内、且位于输出轴(5)的上方，二个接近开关(36)分别安装在支架I (22)和支架II (37)朝向调节架(12)的一侧； 位移检测装置包括微型滑块位移传感器(38 )和安装板(39 )，其中安装板(39 )水平、间隙穿过调节架(12)上的槽口 II (40)，固定安装在支架I (22)和支架II (37)之间，微型滑块位移传感器(38)固定安装在安装板(39)的底部，且间隙穿过调节架(12)上的槽口 II (40)，微型滑块位移传感器(38)的探头固定调节架(12)上； 株距指示装置包括蜗轮(41)、转轴(42)、轴套(43)、指针(44)和端盖(45)，其中轴套(43)穿过箱体上盖(46)并固定在箱体上盖(46)上，箱体上盖(46)用连接柱(48)与箱体(I)连接，轴套(43)的顶部设有端盖(45)，经轴承安装在轴套(43)内的转轴(42)贯穿轴套(43)，下端与蜗轮(41)键连接，上端间隙穿出端盖(45)，指针(44)水平安装在转轴(42)的顶端，蜗轮(41)与螺蜗杆配合。
2.如权利要求1所述的播种机用电控株距机械无级调节器，其特征在于:凸轮(3)采用三个，三个凸轮(3)以120°固定在输入轴(2)上。
3.如权利要求1所述的播种机用电控株距机械无级调节器，其特征在于:凸轮(3)采用四个，四个凸轮(3)以 90°固定在输入轴(2)上。
全文摘要
本发明涉及一种播种机用电控株距机械无级调节器，包括箱体和安装在箱体内部的动力输入装置、动力输出装置、传动装置、调节装置、多套摆杆复位装置、限位装置、位移检测装置、株距指示装置，特征是动力输入装置包括输入轴、间隔套Ⅰ和间隔一定角度的多个凸轮；调节架两端的中部安装有两个导向架，调节架下端安装有与凸轮等数量摆轴，滚子摆杆间隙穿过摆轴，滚子摆杆设有滚子的一端由摆杆复位装置压在凸轮上，另一端与离合器壳毂铰接；调节装置的螺蜗杆水平穿过调节架，且靠近蜗杆的一端外伸出箱体并与减速电机轴连接；位移检测装置的微型滑块位移传感器探头固定调节架上。该播种机用电控株距机械无级调节器实时进行株距无级调节，实现变量播种。
文档编号A01C7/20GK103190229SQ20131012595
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月12日 优先权日2013年4月12日
发明者马明建, 杜瑞成, 杨自栋, 巩丙才 申请人:山东理工大学