一种二维宽窄插秧机的制作方法与工艺

本发明涉及一种农业机械，尤其是涉及一种插秧机。

背景技术：
宽窄行插秧是一种在同一行内，一宽一窄变化插植的插秧方法，这种插秧方法利用了作物的边际优势的增产原理。这种在农艺上得到广泛共识的原理在早期的一段时间内却没有得到插秧机械的支持，只能通过人工完成。但如今，人们也提出了很多技术方案，并且也发展出了一些较为成熟的宽窄行插秧机械。如：公开号为CN101828456的中国专利，名称为一种齿轮驱动倾斜式宽窄行插秧机分插机构；公开号为CN101790917的中国专利，名称为万向节驱动倾斜式宽窄行插秧机分插机构；公开号为CN102239764的中国专利，名称为一种高速插秧机椭圆锥齿轮—椭圆齿轮宽窄行分插机构；公开号为CN102282947的中国专利，名称为高速插秧机椭圆锥齿轮-圆柱齿轮宽窄行分插机构。上述的插秧机只是完成了行距上的宽窄变化，如果在行距上的宽窄变化的基础上，再加上插秧株距的宽窄变化，就可以实现如图1所示的二维宽窄插秧，作物的边际优势得到更大的体现，作物的通风、通光，减少虫害的能力都可以得到很大的提高。但是现有插秧机械都无法完成行距宽窄和株距宽窄同时实现的二维宽窄插秧。

技术实现要素：
本发明主要是解决现有技术所存在的只能成了行距上的宽窄变化，不能达到行距宽窄和株距宽窄同时实现的二维宽窄插秧，制约作物的边际优势得到进一步的体现的技术问题，提供一种能达到行距宽窄和株距宽窄同时实现的二维宽窄插秧，使得作物的通风、通光，减小虫害的能力得到很大提高的二维宽窄插秧机。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种二维宽窄插秧机，包括行走机构、驱动机构、宽窄行插植机构，宽窄行插植机构包括若干横向排列的插植箱，每个插植箱分别设有左右各一个回转箱，每个回转箱的两端分别设有一个插植臂，其特征在于同一个插植箱两侧的回转箱相互对称，且回转箱的转轴与其对应的插植箱的输出轴构成一个夹角，所述的插植机构设有一个横向设置的主输入轴，该主输入轴分别与所述的插植箱的动力输入端相连，所述的驱动机构为间歇式驱动机构，所述的主输入轴与所述的驱动机构相连。宽窄行插植机构的两个回转箱对称倾斜，在原有的均行距的控制机的基础上，可以实现宽窄行插秧。若所述的回转箱转动一周为驱动机构的一个运动周期T，其控制方法如下：一个运动周期T又分为工作周期T1和间隔周期T2，在工作周期T1内，回转箱的两个插植臂连续完成一次完整的取秧、插秧过程，然后进入间隔周期T2，驱动机构每运转一个工作周期T1后调整一次转动速度，在间隔周期内减速或停止转动，间隔周期结束后，驱动机构又恢复正常转速，使得主输入轴在一个运动周期T内快慢交替运动。在工作周期T1内，驱动机构带动回转箱以正常转速运动，而该插植机构在一个工作周期内共完成两次插植动作，然后进入间隔周期，在间隔周期内，回转箱低速或停止转动。由于插秧机在正常工作情况下，匀速行走，这种插秧机的控制方法可以实现插秧间距一宽一窄的变株距插植。因上述宽窄行距和宽窄株距作用的结合，可以实现二维宽窄插秧，使得作物的边际优势得到最大程度的体现。作为优选，所述的间歇式驱动机构为一个间歇式齿轮传动箱，该间歇式齿轮传动箱包括间歇式传动的齿轮副，该间歇式传动的齿轮副包括一个从动不完全齿轮和一个主动不完全齿轮以及相应的从动齿轮轴和主动齿轮轴，从动不完全齿轮和主动不完全齿轮均只在齿轮圆周的一段上分布有齿，且相互对应啮合，其中从动不完全齿轮不分布齿的圆周上设有一段凹面圆弧段，主动不完全齿轮不分布齿的圆周上设有与所述的凹面圆弧段相适配的凸面圆弧段。间歇式齿轮传动箱的主动不完全齿轮在转动过程，带动从动不完全齿轮转动，在此过程中，两者有齿的部分相互啮合转动，当主动不完全齿轮的最后一个齿进入到从动不完全齿轮的最后一个齿与凹面圆弧段之间的间隔凹槽时，凹面圆弧段与凸面圆弧段逐渐贴合，在贴合过程中，凸面圆弧段带动从动不完全齿轮缓慢转动，直到凹面圆弧段与凸面圆弧段完全贴合，然后，从动不完全齿轮停止转动，主动不完全齿轮继续转动，凸面圆弧段与凹面圆弧段相对滑动，直动主动不完全齿轮另一端的齿开始进入到从动不完全齿轮的间隔凹槽内，带动从动不完全齿轮下一次运动。因此，本技术方案实现了主动持续运动，从动侧快速运动-缓慢运动-停止运动，然后再快速运动的交替过程，并且交替过程平稳，没有原理上的机械冲击，也保证了他的使用寿命。在插秧机构的驱动力连接转动的过程中，可以完成插秧机构的如下过程：在工作周期T1内，主动不完全齿轮带动从动不完全齿轮运动，回转箱的两个插植臂连续完成两次完整的取秧、插秧过程，然后进入间隔周期T2，此时，主动不完全齿轮和从动不完全齿轮上的齿相脱离，从动不完全齿轮上的凹面圆弧段逐渐与凸面圆弧段相贴合后，凸面圆弧段与凹面圆弧段相对滑动。因此，在间隔周期内，回转箱先低带转动，后停止运动。实现了回转箱每运转一个工作周期T1后调整一次转动速度，在间隔周期内先减速后停止转动，间隔周期结束后，驱动机构又恢复正常转速，使得回转箱在一个运动周期T内快慢交替运动。作为优选，所述的间歇式传动的齿轮副设有两组，其中两个主动不完全齿轮设于所述的主动齿轮轴上，两个从动不完全齿轮设于所述的从动齿轮轴上，其中，主动不完全齿轮与所述的主动齿轮轴之间转动连接，主动齿轮轴上设有可单独带动其中一个主动不完全齿轮的锁止机构。锁止机构锁住哪个主动不完全齿轮，其就作为工作部件，而其它的主动不完全齿轮不工作，只要两个间歇式传动的齿轮副的间隔周期与工作周期之比不同，就可以实现不同档位之间的切换，用于插秧机的间歇式插植机构，就可以实现不同的宽窄株距变化，以适应不同的农艺要求。作为优选，所述的锁止机构包括一个设于主动齿轮轴的一个轴向滑槽的主动滑片，该主动滑片与滑槽底部之间设有弹片，主动滑片上设有突起，该突起与设于主动不完全齿轮的轴孔内的一个轴向滑槽相适配，所述的滑片的一端与一个拨环相连，拨环通过连接机构与档位拨叉相连。使用者操作档位拨叉，使其带动拨环移动，拨环带动主动滑片移动，使得主动滑片上的突起在各主动不完全齿轮的轴孔内的轴向滑槽内移动，当突起移动到哪个不完全齿轮的轴孔内，该不完全齿轮即与主动齿轮轴相锁死，便可受该主动齿轮轴的速带动而传输动力。作为优选，所述的主动齿轮轴上设有两个不同直径的输入从动齿轮，并且有两个输入主动齿轮与之对应，主动齿轮轴上设有可单独带动其中一个输入从动齿轮的输入锁止机构，该输入锁止机构包括一个设于主动齿轮轴的一个轴向滑槽的输入滑片，该输入滑片与滑槽底部之间设有弹片，输入滑片上设有突起，该突起与设于输入从动齿轮的轴孔内的一个轴向滑槽相适配，所述的滑片的一端与所述的拨环相连。在使用中，输入主动齿轮受动力源的驱动，带动输入从动齿轮转动，输入从动齿轮的转动过程中，带动主动齿轮轴运动，进行实现间歇式传动的齿轮副的运动。由于插秧特点地需要，当间歇式传动的齿轮副的输出比不同时，就需要优选不同的主动齿轮轴的转动速度，以达到整个齿轮箱的输入输出比不变。因此，在切换间歇式传动的齿轮副的同时，本技术方案还切换输入从动齿轮进行当前工作。作为优选，所述的主动齿轮轴上设有一个与之转动连接主动齿轮，所述的从动齿轮轴上设有从动齿轮，该主动齿轮与从动齿轮之间相互啮合构成持续传动的齿轮副，所述的主动齿轮的轴孔上设有与所述的主动滑片上的突起相适配的轴向滑槽。当切换到持续传动的齿轮副时，插秧机进行等株距的插植作业。作为优选，所述的间歇式驱动机构为液压系统或为一个步进电机，所述液压系统包括与所述的主输入轴相连的液压马达；与油缸相连的液压泵以及相应的液压管路，所述的液压泵控制电路与一个控制单元相连，由控制单元控制液压泵间歇式运动；所述步进电机的控制电路与一个控制单元相连，由控制单元控制步进电机间歇式运动。若所述的间歇式驱动机构为液压系统，又假设所述的回转箱转动一周为该液压系统的一个运动周期T，运动周期T又分为工作周期T1和间隔周期T2，则在工作周期T1内，控制单元控制液压泵工作，使得该液压系统带动插植机构运动，使得回转箱的两个插植臂连续完成一次完整的取秧、插秧过程，然后控制液压泵停止工作，进入间隔周期T2，回转箱停止工作，间隔周期结束后，又控制液压泵工作使得该液压系统又进入到工作周期，使得回转箱以T为周期快慢交替运动，而前后两组插植箱上的回转箱在空间上一组在前，一组在后同时工作，在回转箱快慢交替运动的过程中，插秧机均速行走；若所述的间歇式驱动机构为一个步进电机，又假设所述的回转箱转动一周为该步进电机的一个运动周期T，运动周期T又分为工作周期T1和间隔周期T2，则在工作周期T1内，控制单元控制步进电机工作，带动插植机构运动，使得回转箱的两个插植臂连续完成一次完整的取秧、插秧过程，然后控制步进电机停止工作，进入间隔周期T2，回转箱停止工作，间隔周期结束后，又控制步进电机工作进入到下一个工作周期，使得回转箱以T为周期快慢交替运动，而前后两组插植箱上的回转箱在空间上一组在前，一组在后同时工作，在回转箱快慢交替运动的过程中，插秧机均速行走。作为优选，所述的宽窄行插植机构的插植箱的输出轴两端分别设有一个斜齿轮，每个斜齿轮分别与一个设于相应的回转箱的转轴上的斜齿轮相对应啮合。本发明的带来的有益效果是，解决了现有技术所存在的只能成了行距上的宽窄变化，不能达到行距宽窄和株距宽窄同时实现的二维宽窄插秧，制约作物的边际优势得到进一步的体现的技术问题，实现了一种能达到行距宽窄和株距宽窄同时实现的二维宽窄插秧，使得作物的通风、通光，减小虫害的能力得到很大提高的二维宽窄插秧机。附图说明附图1是二维宽窄插秧的效果图；附图2是本发明的实施例1的一种局部结构示意图；附图3是本发明的间歇式齿轮传动箱一种主视图；附图4是本发明的间歇式齿轮传动箱一种左视图；附图5是附图3的A-A处的剖视图；附图6是附图5的C-C处的剖视图；附图7是附图3的B-B处的剖视图；附图8是本发明的实施例2的一种局部结构示意图；附图9是本发明的实施例2的另一种局部结构示意图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例1：如图2、3、4、5、6、7所示，本发明是一种二维宽窄插秧机，包括行走机构、驱动机构、宽窄行插植机构以及苗台8，宽窄行插植机构包括四个插植箱2，每个插植箱分别设有左右各一个回转箱4，每个回转箱的两端分别设有一个插植臂3，同一个插植箱两侧的回转箱相互对称，且回转箱的转轴与其对应的插植箱的输出轴构成一个120度夹角，插植箱的输出轴两端分别设有一个斜齿轮，每个斜齿轮分别与一个设于相应的回转箱的转轴上的斜齿轮相对应啮合。所述的苗台8设有一一对应于各插植箱的苗槽，各苗槽根据与其对应的插植箱而前后错开设置，插植机构设有一个横向设置的主输入轴1，该主输入轴1分别与所述的插植箱2的动力输入端相连，所述的驱动机构为间歇式驱动机构，所述的主输入轴与所述的间歇式驱动机构相连。间歇式驱动机构为一个间歇式齿轮传动箱5，该间歇式齿轮传动箱5包括两组间歇式传动的齿轮副，每个间歇式传动的齿轮副包括一个从动不完全齿轮5-1和一个主动不完全齿轮5-2以及相应的从动齿轮轴5-4和主动齿轮轴5-3，其中，主动不完全齿轮与所述的主动齿轮轴之间转动连接，主动齿轮轴上设有可单独带动其中一个主动不完全齿轮的锁止机构。锁止机构包括一个设于主动齿轮轴的一个轴向滑槽5-35的主动滑片5-34，该主动滑片5-34与滑槽底部之间设有弹片，主动滑片上设有突起，该突起与设于主动不完全齿轮的轴孔内的一个轴向滑槽相适配，所述的主动滑片的一端与一个拨环5-33相连，拨环5-33通过连接机构与档位拨叉5-10相连。从动不完全齿轮和主动不完全齿轮均只在齿轮圆周的一段上分布有齿，且相互对应啮合，其中从动不完全齿轮不分布齿的圆周上设有一段凹面圆弧段5-11，主动不完全齿轮不分布齿的圆周上设有与所述的凹面圆弧段相适配的凸面圆弧段5-21。从动不完全齿轮比主动不完全齿轮少一个齿，从动不完全齿轮所分布的两端最边缘的齿与凹面圆弧段之间的间隔凹槽5-12与其它齿间相同，主动不完全齿轮所分布的两端最边缘的齿与凸面圆弧段之间的间隔凹槽5-22宽于其它齿间。主动齿轮轴上设有两个不同直径的输入从动齿轮5-7，并且有两个输入主动齿轮5-8与之对应，主动齿轮轴上设有可单独带动其中一个输入从动齿轮的输入锁止机构，该输入锁止机构包括一个设于主动齿轮轴的一个轴向滑槽5-31的输入滑片5-32，该输入滑片与滑槽底部之间设有弹片，输入滑片上设有突起，该突起与设于输入从动齿轮的轴孔内的一个轴向滑槽相适配，所述的滑片的一端与所述的拨环5-33相连。在使用中，输入主动齿轮受动力源的驱动，带动输入从动齿轮转动，输入从动齿轮的转动过程中，带动主动齿轮轴运动，进行实现间歇式传动的齿轮副的运动。由于插秧特点地需要，当间歇式传动的齿轮副的输出比不同时，就需要优选不同的主动齿轮轴的转动速度，以达到整个齿轮箱的输入输出比不变。因此，在切换间歇式传动的齿轮副的同时，本技术方案还切换输入从动齿轮进行当前工作。本发明在工作周期T1内驱动机构快速运动，回转箱的两个插植臂连续各完成一次完整的取秧、插秧过程，然后进入间隔周期T2，在间隔周期T2内驱动机构慢速转动或停止转动或先慢后停止转动，在间隔周期内，插植臂不进行取秧、插秧工作，但插秧机以整个运动周期T内均以匀速前进，间隔周期结束后，驱动机构又恢复正常转速，使得主输入轴以及其所带动的回转箱在一个运动周期T内快慢交替运动。从而实现在插秧机的行走方向上，插秧间距一宽一窄的变株距插植。又由于宽窄行插植机构的两个回转箱对称倾斜，在原有的均行距的控制机的基础上，可以实现宽窄行插秧。因上述宽窄行距和宽窄株距作用的结合，可以实现如图1所示的二维宽窄插秧，使得作物的边际优势得到最大程度的体现。上述二维宽窄插秧机的控制方法如下：若所述的间歇式驱动机构为一个间歇式齿轮传动箱，又假设所述的回转箱转动一周为该间歇式驱动机构的一个运动周期T，一个运动周期T又分为工作周期T1和间隔周期T2，则在工作周期T1内，主动不完全齿轮带动从动不完全齿轮运动，回转箱的两个插植臂连续完成两次完整的取秧、插秧过程后进入间隔周期T2，此时，主动不完全齿轮和从动不完全齿轮上的齿相脱离，从动不完全齿轮上的凹面圆弧段逐渐与凸面圆弧段相贴合后，凸面圆弧段与凹面圆弧段相对滑动，间隔周期结束后，主动不完全齿轮又带动从动不完全齿轮运动，使得回转箱以T为周期快慢交替运动，而前后两组插植箱上的回转箱在空间上一组在前，一组在后同时工作，在回转箱快慢交替运动的过程中，插秧机均速行走；实施例2：如图8、9所示，本发明间歇式驱动机构可以为液压系统，也可以为一个步进电机，当间歇式驱动机构为液压系统时，该液压系统包括与所述的主输入轴相连的液压马达6；与油缸相连的液压泵以及相应的液压管路，所述的液压泵控制电路与一个控制单元相连，由控制单元控制液压泵间歇式运动；当间歇式驱动机构为步进电机7时，该步进电机的控制电路与一个控制单元相连，由控制单元控制步进电机间歇式运动。若所述的间歇式驱动机构为液压系统，又假设所述的回转箱转动一周为该液压系统的一个运动周期T，运动周期T又分为工作周期T1和间隔周期T2，则在工作周期T1内，控制单元控制液压泵工作，使得该液压系统带动插植机构运动，使得回转箱的两个插植臂连续完成一次完整的取秧、插秧过程，然后控制液压泵停止工作，进入间隔周期T2，回转箱停止工作，间隔周期结束后，又控制液压泵工作使得该液压系统又进入到工作周期，使得回转箱以T为周期快慢交替运动，而前后两组插植箱上的回转箱在空间上一组在前，一组在后同时工作，在回转箱快慢交替运动的过程中，插秧机均速行走；若所述的间歇式驱动机构为一个步进电机，又假设所述的回转箱转动一周为该步进电机的一个运动周期T，运动周期T又分为工作周期T1和间隔周期T2，则在工作周期T1内，控制单元控制步进电机工作，带动插植机构运动，使得回转箱的两个插植臂连续完成一次完整的取秧、插秧过程，然后控制步进电机停止工作，进入间隔周期T2，回转箱停止工作，间隔周期结束后，又控制步进电机工作进入到下一个工作周期，使得回转箱以T为周期快慢交替运动，而前后两组插植箱上的回转箱在空间上一组在前，一组在后同时工作，在回转箱快慢交替运动的过程中，插秧机均速行走。所以本发明具有能达到行距宽窄和株距宽窄同时实现的二维宽窄插秧，使得作物的通风、通光能力得到极大的加强，并减小虫害的特征。另外，间歇式驱动机构是一处较为常见的机构，本发明的实施例列举了其中几种，尤其是实施例1中的间歇式驱动机构是专门为本发明的设计的一种全新的机构，但不排除其它间歇式驱动机构在本发明中的应用。