一种单向驱动的三维三联动周期步进机构的制作方法

本发明涉及一种播秧机，具体涉及一种播秧机的单向驱动的三维三联动周期步进机构。

背景技术：

目前，公知的水稻栽植机械主要分为两类：1.基于机械手(秧爪)撕切毯状秧根以分兜插植的传统插秧机；2.基于钵盘育秧带盘带土栽植的新型插秧机；其中，第一种水稻栽植机械技术较为成熟，通过引擎高频驱动栽植达到高的栽植效率，其不足之处是伤根，栽植后秧苗需要渡过较长返青期，因为撕切秧根以及插秧入泥作业所需功率大，对机械材料强度要求高，机构通常比较笨重、耗材耗能成本高、在山丘稻区运作不便。第二种水稻栽植机械的优点是预分带土、栽后即活无返青期，并且每兜苗数精准可控，既适合多本秧(如常规稻)、又适合少本秧(如杂交稻)水稻带土秧栽植，特别适宜在山丘稻区运作。

对于第二种水稻栽植机械，授权公告号为cn104620740b的发明专利公开了“一种阵列式水稻播秧机的联动机构”，该联动机构包括播秧机构，该播秧机构包括顶秧针、顶秧针支架、顶秧针驱动机构、顶秧针支架驱动机构以及总动力机构，其中：所述顶秧针水平地设置在顶秧针支架上，该顶秧针的工作端部正对于网格秧盘中的秧苗网格；所述顶秧针驱动机构包括推动顶秧针朝网格秧盘运动的顶秧机构和推动顶秧针复位的复位机构，其中，所述顶秧机构由可连续转动的凸轮轴构成；所述复位机构包括设在顶秧针支架上的导向筒和复位弹簧，其中，所述顶秧针穿设在导向筒中，所述复位弹簧套设在顶秧针上，该复位弹簧的一端作用在导向筒上，另一端作用在顶秧针上，且常态下所述复位弹簧的弹力促使顶秧针中与工作端部相对的一端始终抵紧在凸轮轴上。工作时，在常态下，顶秧针的端部抵紧在凸轮轴上，随着凸轮轴的转动，由于凸轮轴的表面为变径结构，因此会促使顶秧针在导向筒内作轴向往复运动，其中，当凸轮轴中长径部分与顶秧针接触时，顶秧针运动到最远端，完成对网格秧盘中秧苗的顶出，当凸轮轴中短径部分与顶秧针接触时，顶秧针复位到最近端；当凸轮轴周期性地连续转动时，顶秧针也会周期性的伸出和复位，实现周期性的推秧动作。

但该顶秧针驱动机构在实际工作时存在以下不足：

1、由于顶秧针在作顶秧运动的同时还需要对复位弹簧进行压缩蓄能以实现后续的顶秧针的复位，因此该过程会增大凸轮轴转动时的负载，且由于凸轮轴的两侧沿着其轴线方向均分布有多个顶秧针，该多个顶秧针都由凸轮轴同时来驱动，因此会使得凸轮轴转动时的负载大幅度地增加。而在实际工作中，由于整个播秧机的总动力来源于转盘，该凸轮轴负载的大幅度增加会导致转盘驱动功率增加，能耗增加，从而降低了产品的使用性能。

2、由于顶秧针的伸缩运动行程是由凸轮轴的直径差来决定的，要想增大顶秧针的伸缩运动行程，必须增大整条凸轮轴的直径，但由于整条凸轮轴的长度较长，增大其直径会直接导致整个装置的驱动负载以及质量显著增加，使得装置表现出笨重、不够灵活。

3、由于顶秧针的伸缩运动由凸轮轴转动时产生的径向尺寸的变化而获得，单位时间内这种径向尺寸的变化量相对较小，使得顶秧针的伸缩运动速度较慢；尤其是在复位过程中，顶秧针还需要借助弹簧的弹力作缩回运动，不受凸轮轴的直接驱动，导致缩回速更慢；顶秧针的伸缩运动速度慢，影响播秧的效率。

此外，由于网格秧盘下降运动是通过阻挡杆来控制的，而阻挡杆的运动是通过顶秧针支架的推动来实现的，因此网格秧盘的下降运动与顶秧针支架的运动之间存在联动关系。该联动关系虽然使得播秧机无需为阻挡杆单独提供动力，减少了驱动源，但同时也使得网格秧盘上每行秧格都存在秧苗漏顶的问题。具体地，在顶秧针完成同一行的倒数第二个秧苗网格的顶秧针任务后，开始从倒数第二个秧苗网格转移至倒数第一个秧苗网格(目标秧苗网格)的过程中，由于顶秧针支架在推动顶秧针针运动的同时，也会推动阻挡杆运动，即进行联动运动，因此运动后的顶秧针虽然按照计划运动至了最后一个秧苗网格的对应位置处，但同时，该目标秧苗网格也会因网格秧盘整体的下移一格运动而直接运动至顶秧针的下方，从而导致了顶秧针无法对该目标秧苗网格进行顶秧操作，出现漏顶，且进行到每行网格秧盘中最后一个秧苗网格的顶秧任务时，都存在该秧苗漏顶的问题，从而降低了网盘秧格内秧苗的使用率。此外，当同一层秧苗网格上设有n组顶秧针，同时进行n组的顶秧运动时，每一层上都会有n个秧苗网格存在漏顶的问题，从而大大地降低了秧苗网格的利用率。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种单向驱动的三维三联动周期步进机构，该三维三联动机构一方面能够解决顶秧针驱动机构在驱动中的速度慢、驱动力大、不灵活的问题，另一方面还能够解决网格秧盘下降运动中存在漏顶的问题，同时在工作时由于只需要通过一个驱动机构就能够实现对各个顶秧针组件及其相关组件的驱动，因此还具有驱动效率高的优点。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种单向驱动的三维三联动周期步进机构，包括顶秧针组件、用于驱动顶秧针组件作伸缩顶秧任务的伸缩驱动机构、用于驱动顶秧针组件在不同秧苗网格间进行水平切换运动的移动驱动机构、用于驱动网格秧盘作整体下降运动的步进下降驱动机构以及总动力机构，其中，所述顶秧针组件为两组，两组顶秧针组件背对背地设置在顶秧针支架上，每组顶秧针组件包括多个顶秧针和用于固定顶秧针的固定件，多个顶秧针在固定件上呈直线等距排列，且当其中一个顶秧针正对网格秧盘中的其中一个秧苗网格时，其它的顶秧针都正对其对应的秧苗网格，每个顶秧针的一端为用于与固定件连接的固定端，另一端为用于顶秧的自由端，所述固定件与顶秧针支架之间通过滑动结构连接；

所述伸缩驱动机构包括第一往复式驱动框、第一不完全齿轮以及用于驱动第一不完全齿轮转动的第一齿轮轴，其中，所述第一往复式驱动框包括平行设置的上齿条和下齿条，上齿条和下齿条之间通过连接件连接在一起，所述第一往复式驱动框为两组，该两组第一往复式驱动框与两组固定件一对一连接；所述第一不完全齿轮为两个，分别设置在其对应的第一往复式驱动框的上齿条和下齿条之间；

所述移动驱动机构包括与顶秧针支架连接的第一推动件、与第一推动件连接的第二往复式驱动框、第二不完全齿轮以及用于驱动第二不完全齿轮转动的第二齿轮轴，其中，所述第二往复式驱动框包括平行设置的上齿条和下齿条，上齿条和下齿条之间通过连接件连接在一起，所述第二不完全齿轮设置在第二往复式驱动框上齿条和下齿条之间；

所述步进下降驱动机构包括阻挡杆组件和推动阻挡杆组件作水平运动的活动机构，其中，所述阻挡杆组件为两组，该两组阻挡杆组件背对背设置，每组阻挡杆组件包括两根阻挡杆，该两根阻挡杆分别与网格秧盘两竖向侧边上的梳状挡条一一对应设置，且该两根阻挡杆连接在一起；所述活动机构包括与阻挡杆连接的第二推动件、与第二推动件连接的第三往复式驱动框以及第三不完全齿轮，其中，所述第三不完全齿轮设置在第三往复式驱动框的上齿条和下齿条之间，所述第三不完全齿轮设置在所述第二齿轮轴上；

所述总动力机构包括转盘轴，该转盘轴竖向设置，转盘轴上分别设有第一锥齿和第二锥齿，所述第一锥齿为不完全锥齿；所述第二齿轮轴上设有第三锥齿，该第三锥齿与所述第一锥齿啮合；所述第一齿轮轴上设有第四锥齿，第二齿轮轴和转盘轴之间还设有传动轴，该转动轴的两端分别设有第五锥齿和第六锥齿，所述第四锥齿与第五锥齿啮合，所述第二锥齿与第六锥齿啮合。

优选地，所述滑动结构由滑动导轨副构成，该滑动导轨副包括滑块和导轨，其中，所述导轨安装在顶秧针移动架上，该导轨垂直于网格秧盘设置，所述两组固定件分别安装在滑块上。这样设置的好处在于，由滑动导轨副构成的滑动结构能够大大减小顶秧针运动过程中的摩擦，使得顶秧运动更加流畅顺滑。

优选地，所述滑动导轨副为两组，两组滑动导轨副分别设置在固定件的两端。工作时，该两组滑动导轨副能够一前一后对固定件进行支撑，从而增加了顶秧针顶秧运动时的平稳性。

优选地，所述顶秧针由圆柱棒构成，该圆柱棒的一端通过螺纹结构锁紧在固定件上。这样设置的好处在于，由圆柱棒状构成的顶秧针具有结构简单、加工方便的优点。工作时，由于阻挡杆的一端安装在轴承上，能够随着轴承的内圈一起转动，因此当驱动机构驱动阻挡杆作水平切换运动时，阻挡杆在梳状挡条上是以滚动的方式前进的，该滚动的方式在减小阻挡杆运动中的摩擦力的同时，还能够增加阻挡杆的柔性，减小与梳状档条切换时的碰撞。

优选地，所述连接件为长条状，该长条状连接件为两个，两个长条状连接件通过与上齿条和下齿条串联的方式组成矩形状的往复式驱动框。工作时，由于往复式驱动框需要与不完全齿轮发生啮合，受不完全齿轮的驱动，因此对往复式驱动框的稳定性要求较高；而通过上述对往复式驱动框进行矩形化设置后，能够显著地增强其牢固性和稳定性，从而满足了运动中对稳定性的要求。

优选地，所述固定件由型材构成，该型材的滑槽内设有多个滑动件，所述顶秧针端部攻丝有螺纹孔，经嵌在型材“t”形槽里的“t”形螺钉旋紧配合锁紧在等间隔位置，顶秧针与型材之间还设有用于对顶秧针进行固定的卡环。工作时，通过在滑槽内移动滑动件，能够改变顶秧针在固定件上的位置，从而根据需求对顶秧针的位置以及顶秧针间的间距进行调整，完成调整后，再利用卡环实现顶秧针的固定。

优选地，所述第一往复式驱动框与型材之间通过“u”形连接件连接，其中，“u”形连接件的底板安装在型材的顶面上，“u”形连接件的竖直板与下齿条的侧面固定连接。工作时，所述“u”形连接件除了具有连接的作用，还具有将往复式驱动框抬升的作用，使得下齿条的底面到型材的顶面存有一定距离，从而保证了往复式驱动框在运动中不会与另一组顶秧针组件中的型材发生干涉。

优选地，所述背对背设置的两组顶秧针组件为一对顶秧针组件工作组，所述齿轮轴上设有多对顶秧针组件工作组。工作时，只需要一个齿轮轴转动就能够带动多组顶秧针组件工作组同时工作，因此具有驱动结构简单、紧凑、驱动效率高的优点。

优选地，所述阻挡杆通过固定座安装在机架上，该固定座的一对侧面上设有通孔，该通孔内设有轴承，所述阻挡杆的一端套设在轴承上。

优选地，所述固定座由耳座构成，该耳座与所述滑块之间通过安装板连接，其中，安装板的板心处设有用于安装耳座的板心孔，安装板的四周分布有用于与滑块之间通过螺钉连接的固定孔。这样设置的好处在于，一方面，通过增设安装板后能够增大耳座与滑块间的接触面积，另一方面，将安装板与滑块之间通过分布在安装板四周的多个螺钉连接，能够使耳座更加牢固地固定在安装板上，从而能够防止耳座在受到阻挡杆较大的扭矩作用下发生倾翻。

本发明的工作原理是：

工作时，通过人工或电机驱动的方式来带动转盘轴按照同一个方向连续不断地进行一格一格地转动，转盘轴转动后，会通过第一锥齿与第三锥齿啮合、第二锥齿与第六锥齿啮合以及第四锥齿与第五锥齿啮合来带动伸缩驱动机构、移动驱动机构、步进下降驱动机构三者之间相互协调动作，共同完成整个网格秧盘的顶秧任务。

其中，同一网格秧盘层秧苗的顶秧动作是按照“伸缩驱动机构驱动顶秧针伸缩动作一次将秧苗顶出--移动驱动机构驱动顶秧针移动一格至相邻的秧苗网格位置处--伸缩驱动机构继续驱动顶秧针伸缩动作一次将秧苗顶出--移动驱动机构驱动顶秧针再次移动一格至相邻的秧苗网格位置处”的方式循环往复进行的；当顶秧针完成了同层网格秧盘中最后一个秧苗网格内(即网格秧盘端头处的秧苗网格)秧苗的顶秧任务后，步进下降驱动机构便驱动网格秧盘整体下移一行，使得网格秧盘的上一层待顶秧苗运动至与顶秧针同一层以继续进行上述顶秧任务，与上述顶秧动作不同的是，切换后顶秧针的顶秧运动是以与切换前的反方向进行的；完成该切换层的顶秧任务后，步进下降驱动机构再驱动网格秧盘整体下移一行，顶秧针再以相反的顶秧方向进行切换后的顶秧任务，从而顶秧针通过该不同网格秧盘层的切换以及相邻网格秧盘层间往返交错的运动方式来完成所有网格秧盘层内秧苗的顶秧任务。

具体地，伸缩驱动机构的工作原理为：齿轮轴转动，带动其上的第一不完全齿轮(下述简称“不完全齿轮”)同步转动，在转动过程中，两个不完全齿轮分别通过与其对应的第一往复式驱动框(下述简称“往复式驱动框”)啮合的方式来依次驱动第一往复式驱动框、顶秧针支架以及顶秧针运动。其中，由于两个不完全齿轮的转向相同，且在任意状态下，两个不完全齿轮的运动满足：当其中一个不完全齿轮与其对应的往复式驱动框的上齿条啮合时，另一个不完全齿轮与其对应的往复式驱动框的下齿条啮合，当其中一个不完全齿轮与其对应的往复式驱动框的下齿条啮合时，另一个不完全齿轮与其对应的往复式驱动框的上齿条啮合，因此在运动中，当一个不完全齿轮驱动往复式驱动框向左运动时，另一个不完全齿轮必然驱动往复式驱动框向右运动，当一个不完全齿轮驱动往复式驱动框向右运动时，另一个不完全齿轮必然驱动往复式驱动框向左运动，即任意状态下两个往复式驱动框的运动方向相反，要么作相互靠近运动，要么作相互远离运动；并且对于任意一个不完全齿轮，不同时与其对应的往复式驱动框的上齿条和下齿条啮合，也就是说每个不完全齿轮驱动往复式驱动框向一个方向移动到终点后，再反向驱动往复式驱动框向另外移动方向移动。应用该原理，在进行顶秧任务时，当两个往复式驱动框带动顶秧针作相互远离运动时，两组顶秧针分别逐渐伸入到其对应的网盘秧格中进行顶秧任务，当两个往复式驱动框带动顶秧针作相互靠近运动时，两组顶秧针再分别从网格秧盘中撤离出来，从而完成了该秧苗网格内秧苗的顶秧任务(需要说明的是，由于该过程中第三锥齿与第一锥齿的缺齿段匹配，因此不会驱动第二齿轮轴转动，即顶秧针支架和阻挡杆保持静止不动)；

移动驱动机构的工作原理为：随着转盘轴继续转动，第三锥齿会与第一锥齿的齿轮段发生啮合，啮合中带动移动驱动机构的第二不完全齿轮转动，进而通过与上齿条或下齿条啮合的方式驱动第二往复式驱动框、第一推动件以及顶秧针支架整体水平移动一格，将两组顶秧针从当前秧苗网格运动至相邻的秧苗网格(需要说明的是，由于该过程中第三不完全齿轮未与第二往复式驱动框的上齿条和下齿条啮合，因此不会驱动第二往复式驱动框运动，即阻挡杆保持静止不动)，进行下一次的顶秧任务。

步进下降驱动机构的工作原理为：当顶秧针完成了同一网格秧盘层的顶秧任务后，随着转盘轴的继续转动，第三不完全齿轮上的齿会与第三往复式驱动框的上齿条或下齿条啮合，啮合中带动第三往复式驱动框以及阻挡杆水平运动，运动中阻挡杆先脱离当前的梳状档条组，运动至交错的另一梳状档条组，在该过程中，当两个阻挡杆运动至离开工作梳状挡条的末端时，网格秧盘因失去支撑而在重力作用下向下掉落，接着位于工作梳状挡条上方的另一组梳状挡条会与阻挡杆接触，重新实现对网格秧盘的支撑，此时网格秧盘向下移动一格，移动的距离等于上下相邻两个梳状挡条之间的距离，即等于网格秧盘中一个秧苗网格的高度，从而实现网格秧盘的下移切换任务(需要说明的是，该过程中第一不完全齿轮与第二往复式驱动框上的上齿条和下齿条未发生啮合转动，因此第二往复式驱动框、顶秧针支架以及顶秧针处于静止不动状态)。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、本发明的单向驱动的三维三联动周期步进机构只需要通过驱动转盘轴转动，就能够实现对伸缩驱动机构、移动驱动机构以及步进下降驱动机构三者的共同驱动，实现三维三联动的驱动效果，因此具有驱动源少、联动性好、结构简单紧凑等优点。

2、本发明的单向驱动的三维三联动周期步进机构在三维三联动的基础上，能够在伸缩驱动机构的驱动下直接进行顶秧任务，而无需克服弹簧的弹力对弹簧额外做功，从而能够大幅度地较小顶秧针运动过程中的驱动力，因此具有操作省力的优点；此外，由于顶秧针的伸缩运动行程是由往复式驱动框中上齿条和下齿条的长度以及不完全齿轮的有齿部分的圆周方向线长度决定的，因此当需要增大顶秧针的伸缩运动行程，只需要直接增大上齿条和下齿条以及不完全齿轮的有齿部分的圆周方向的长度即可，而不需要增加整条凸轮轴的直径，因此调控方便、可实施性强。

3、本发明的单向驱动的三维三联动周期步进机构在三维三联动运动效果的基础上，既解决了现有的播秧机中秧苗的漏顶问题，同时通过巧妙地设计又使得顶秧针在完成同一网格秧盘层内秧苗的顶秧任务后自动地进行网格秧盘整体的下移切换运动，将原上层秧苗网格秧苗内的秧苗置于当前顶秧层进行顶秧任务，从而保证整个网盘秧格内秧苗的顶秧任务能够连续不断进行；此外，通过利用了不完全齿轮与往复式驱动框相配合的方式实现了对顶秧针的往返式运动的驱动，在此基础上，又通过设置两组不完全齿轮，并将该两组不完全齿轮通过与其往复式驱动框“互补啮合”的方式来实现网格秧盘整体的下移运动与顶秧针水平运动的协调配合运动，在最佳的时刻自动地控制网格秧盘进行整体的下移运动，保证了整个网盘秧格内秧苗的顶秧任务能够连续不断进行，该运动效果是在优选方案的基础上经过再次优选得到的，因此设计极其巧妙。

附图说明

图1为本发明的一种单向驱动的三维三联动周期步进机构的一个具体实施方式的结构示意图。

图2为应用了本发明的一种单向驱动的三维三联动周期步进机构的播秧机的立体结构示意图。

图3为图1所示的单向驱动的三维三联动周期步进机构中伸缩驱动机构的结构示意图。

图4为图1所示的单向驱动的三维三联动周期步进机构中步进下降驱动机构的结构示意图。

图5为图1所示的单向驱动的三维三联动周期步进机构中步进下降驱动机构和移动驱动机构的结构示意图。

顶秧针组件1、伸缩驱动机构2、移动驱动机构3、步进下降驱动机构4、顶秧针5、固定件6、第一往复式驱动框7、第一不完全齿轮8、第一齿轮轴9、机架10、第一推动件11、第二往复式驱动框12、第二不完全齿轮13、第二齿轮轴14、推动阻挡杆15、梳状挡条16、第二推动件17、第三往复式驱动框18、第三不完全齿轮19、转盘轴20、第一锥齿21、第二锥齿22、第三锥齿23、第四锥齿24、传动轴25、第五锥齿26、第六锥齿27、网格秧盘28、滑动导轨副29、固定座30、转盘31。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参见图1和图2，本发明的一种单向驱动的三维三联动周期步进机构包括设置在机架10上的顶秧针组件1、用于驱动顶秧针组件1作伸缩顶秧任务的伸缩驱动机构2、用于驱动顶秧针组件1在不同秧苗网格间进行水平切换运动的移动驱动机构3、用于驱动网格秧盘28作整体下降运动的步进下降驱动机构4以及总动力机构，其中，所述顶秧针组件1为两组，两组顶秧针组件1背对背地设置在顶秧针支架上，每组顶秧针组件1包括多个顶秧针5和用于固定顶秧针5的固定件6，多个顶秧针5在固定件6上呈直线等距排列，且当其中一个顶秧针5正对网格秧盘28中的其中一个秧苗网格时，其它的顶秧针都正对其对应的秧苗网格，相邻两个顶秧针5之间通常间隔若干个秧苗网格，具体距离根据阵列播秧农艺要求的行距确定，每个顶秧针5的一端为用于与固定件6连接的固定端，另一端为用于顶秧的自由端，所述固定件6与顶秧针支架之间通过滑动结构连接。

参见图2和图3，所述伸缩驱动机构2包括第一往复式驱动框7、第一不完全齿轮8以及用于驱动第一不完全齿轮8转动的第一齿轮轴9，其中，所述第一往复式驱动框7包括平行设置的上齿条和下齿条，上齿条和下齿条之间通过连接件连接在一起，所述第一往复式驱动框7为两组，该两组第一往复式驱动框7与两组固定件6一对一连接；所述第一不完全齿轮8为两个，分别设置在其对应的第一往复式驱动框7的上齿条和下齿条之间。

参见图3-图5，所述移动驱动机构3包括与顶秧针支架连接的第一推动件11、与第一推动件11连接的第二往复式驱动框12、第二不完全齿轮13以及用于驱动第二不完全齿轮13转动的第二齿轮轴14，其中，所述第二往复式驱动框12包括平行设置的上齿条和下齿条，上齿条和下齿条之间通过连接件连接在一起，所述第二不完全齿轮13设置在上齿条和下齿条之间；所述步进下降驱动机构4包括阻挡杆15组件和推动阻挡杆15组件作水平运动的活动机构，其中，所述阻挡杆15组件为两组，该两组阻挡杆15组件背对背设置，每组阻挡杆15组件包括两根阻挡杆15，该两根阻挡杆15分别与网格秧盘28两竖向侧边上的梳状挡条16一一对应设置，且该两根阻挡杆15连接在一起；所述活动机构包括与阻挡杆15连接的第二推动件17、与第二推动件17连接的第三往复式驱动框18以及第三不完全齿轮19，其中，所述第三不完全齿轮19设置在第三往复式驱动框18的上齿条和下齿条之间，所述第三不完全齿轮19设置在所述第二齿轮轴14上。

参见图1和图2，所述总动力机构包括转盘轴20，该转盘轴20竖向设置，转盘轴20上分别设有第一锥齿21和第二锥齿22，所述第一锥齿21为不完全锥齿；所述第二齿轮轴14上设有第三锥齿23，该第三锥齿23与所述第一锥齿21啮合；所述第一齿轮轴9上设有第四锥齿24，第一齿轮轴9和转盘轴20之间还设有传动轴25，该转动轴的两端分别设有第五锥齿26和第六锥齿27，所述第二锥齿22与第六锥齿27啮合，第四锥齿24与第五锥齿26啮合。

参见图3，所述滑动结构由滑动导轨副29构成，该滑动导轨副29包括滑块和导轨，其中，所述导轨安装在顶秧针5移动架上，该导轨垂直于网格秧盘设置，所述两组固定件6分别安装在滑块上。这样设置的好处在于，由滑动导轨副29构成的滑动结构能够大大减小顶秧针5运动过程中的摩擦，使得顶秧运动更加流畅顺滑。作为一个优选方案，所述滑动导轨副29为两组，两组滑动导轨副29分别设置在固定件6的两端。工作时，该两组滑动导轨副29能够一前一后对固定件6进行支撑，从而增加了顶秧针5顶秧运动时的平稳性。

参见图2，所述顶秧针5由圆柱棒构成，该圆柱棒的一端通过螺纹结构锁紧在固定件6上。这样设置的好处在于，由圆柱棒状构成的顶秧针5具有结构简单、加工方便的优点。工作时，由于阻挡杆15的一端安装在轴承上，能够随着轴承的内圈一起转动，因此当驱动机构驱动阻挡杆15作水平切换运动时，阻挡杆15在梳状挡条上是以滚动的方式前进的，该滚动的方式在减小阻挡杆15运动中的摩擦力的同时，还能够增加阻挡杆15的柔性，减小与梳状档条26切换时的碰撞。所述连接件为长条状，该长条状连接件为两个，两个长条状连接件通过与上齿条和下齿条串联的方式组成矩形状的往复式驱动框。工作时，由于往复式驱动框需要与不完全齿轮发生啮合，受不完全齿轮的驱动，因此对往复式驱动框的稳定性要求较高；而通过上述对往复式驱动框进行矩形化设置后，能够显著地增强其牢固性和稳定性，从而满足了运动中对稳定性的要求。所述固定件6由型材构成，该型材的滑槽内设有多个滑动件，所述顶秧针5端部攻丝有螺纹孔，经嵌在型材“t”形槽里的“t”形螺钉旋紧配合锁紧在等间隔位置，顶秧针5与型材之间还设有用于对顶秧针5进行固定的卡环。工作时，通过在滑槽内移动滑动件，能够改变顶秧针5在固定件6上的位置，从而根据需求对顶秧针5的位置以及顶秧针5间的间距进行调整，完成调整后，再利用卡环实现顶秧针5的固定。所述第一往复式驱动框与型材之间通过“u”形连接件连接，其中，“u”形连接件的底板安装在型材的顶面上，“u”形连接件的竖直板与下齿条的侧面固定连接。工作时，所述“u”形连接件除了具有连接的作用，还具有将往复式驱动框抬升的作用，使得下齿条的底面到型材的顶面存有一定距离，从而保证了往复式驱动框在运动中不会与另一组顶秧针组件1中的型材发生干涉。

参见图2，所述背对背设置的两组顶秧针组件为一对顶秧针组件1工作组，所述齿轮轴上设有多对顶秧针组件工作组。工作时，只需要一个齿轮轴转动就能够带动多组顶秧针组件工作组同时工作，因此具有驱动结构简单、紧凑、驱动效率高的优点。

参见图4和图5，所述阻挡杆15通过固定座30安装在机架10上，该固定座30的一对侧面上设有通孔，该通孔内设有轴承，所述阻挡杆的一端套设在轴承上。所述固定座30由耳座构成，该耳座与所述滑块之间通过安装板连接，其中，安装板的板心处设有用于安装耳座的板心孔，安装板的四周分布有用于与滑块之间通过螺钉连接的固定孔。这样设置的好处在于，一方面，通过增设安装板后能够增大耳座与滑块间的接触面积，另一方面，将安装板与滑块之间通过分布在安装板四周的多个螺钉连接，能够使耳座更加牢固地固定在安装板上，从而能够防止耳座在受到阻挡杆15较大的扭矩作用下发生倾翻。

参见图1-图5，本发明的工作原理是：

工作时，通过人工或电机驱动的方式转动转盘31来带动转盘轴20按照同一个方向连续不断地进行一格一格地转动，转盘轴20转动后，会通过第一锥齿21与第三锥齿23啮合、第二锥齿22与第六锥齿27啮合以及第四锥齿24与第五锥齿26啮合来带动伸缩驱动机构2、移动驱动机构3、步进下降驱动机构4三者之间相互协调动作，共同完成整个网格秧盘28的顶秧任务。

其中，同一网格秧盘28层秧苗的顶秧动作是按照“伸缩驱动机构2驱动顶秧针5伸缩动作一次将秧苗顶出--移动驱动机构3驱动顶秧针5移动一格至相邻的秧苗网格位置处--伸缩驱动机构2继续驱动顶秧针5伸缩动作一次将秧苗顶出--移动驱动机构3驱动顶秧针5再次移动一格至相邻的秧苗网格位置处”的方式循环往复进行的；当顶秧针5完成了同层网格秧盘28中最后一个秧苗网格内(即网格秧盘28端头处的秧苗网格)秧苗的顶秧任务后，步进下降驱动机构4便驱动网格秧盘28整体下移一行，完成不同网格秧盘28层的切换任务，之后顶秧针5重复上述对同一网格秧盘28层秧苗的顶秧动作完成切换后网格秧盘28层内秧苗的顶秧任务，之后按照同理来完成将所有网格秧盘28层内秧苗顶出的顶秧任务。

具体地，伸缩驱动机构2的工作原理为：齿轮轴转动，带动其上的两个第一不完全齿轮8同步转动，在转动过程中，两个第一不完全齿轮8分别通过与其对应的第一往复式驱动框7(下述简称“往复式驱动框”)啮合的方式来依次驱动第一往复式驱动框7、顶秧针支架以及顶秧针5运动。其中，由于两个第一不完全齿轮8的转向相同，且在任意状态下，两个第一不完全齿轮8的运动满足：当其中一个第一不完全齿轮8与其对应的第一往复式驱动框7的上齿条啮合时，另一个第一不完全齿轮8与其对应的第一往复式驱动框7的下齿条啮合，当其中一个第一不完全齿轮8与其对应的第一往复式驱动框7的下齿条啮合时，另一个第一不完全齿轮8与其对应的第一往复式驱动框7的上齿条啮合，因此在运动中，当一个第一不完全齿轮8驱动第一往复式驱动框7向左运动时，另一个第一不完全齿轮8必然驱动第一往复式驱动框7向右运动，当一个第一不完全齿轮8驱动第一往复式驱动框7向右运动时，另一个第一不完全齿轮8必然驱动第一往复式驱动框7向左运动，即任意状态下两个第一往复式驱动框7的运动方向相反，要么作相互靠近运动，要么作相互远离运动；并且对于任意一个第一不完全齿轮8，不同时与其对应的第一往复式驱动框7的上齿条和下齿条啮合，也就是说每个第一不完全齿轮8驱动第一往复式驱动框7向一个方向移动到终点后，再反向驱动第一往复式驱动框7向另外移动方向移动。应用该原理，在进行顶秧任务时，当两个第一往复式驱动框7带动顶秧针5作相互远离运动时，两组顶秧针5分别逐渐伸入到其对应的网盘秧格中进行顶秧任务，当两个第一往复式驱动框7带动顶秧针5作相互靠近运动时，两组顶秧针5再分别从网格秧盘28中撤离出来，从而完成了该秧苗网格内秧苗的顶秧任务(需要说明的是，由于该过程中第三锥齿23与第一锥齿21的缺齿段匹配，因此不会驱动第二齿轮轴14转动，即顶秧针支架和阻挡杆15保持静止不动)；

移动驱动机构3的工作原理为：随着转盘轴20继续转动，第三锥齿23会与第一锥齿21的齿轮段发生啮合，啮合中带动移动驱动机构3的第二不完全齿轮13转动，进而通过与上齿条或下齿条啮合的方式驱动第二往复式驱动框12、第一推动件11以及顶秧针支架整体水平移动一格，将两组顶秧针5从当前秧苗网格运动至相邻的秧苗网格(需要说明的是，由于该过程中第三不完全齿轮19未与第二往复式驱动框12的上齿条和下齿条啮合，因此不会驱动第二往复式驱动框12运动，即阻挡杆15保持静止不动)，进行下一次的顶秧任务。

步进下降驱动机构4的原理为：当顶秧针5完成了同一网格秧盘28层的顶秧任务后，随着转盘轴20的继续转动，第三不完全齿轮19上的齿会与第三往复式驱动框18的上齿条或下齿条啮合，啮合中带动第三往复式驱动框18以及阻挡杆15水平运动，运动中阻挡杆15先脱离当前的梳状档条组，运动至交错的另一梳状档条组，在该过程中，当两个阻挡杆15运动至离开工作梳状挡条16的末端时，网格秧盘28因失去支撑而在重力作用下向下掉落，接着位于工作梳状挡条16上方的另一组梳状挡条16会与阻挡杆15接触，重新实现对网格秧盘28的支撑，此时网格秧盘28向下移动一格，移动的距离等于上下相邻两个梳状挡条16之间的距离，即等于网格秧盘28中一个秧苗网格的高度，从而实现网格秧盘28的下移切换任务(需要说明的是，该过程中第一不完全齿轮8与第二往复式驱动框12上的上齿条和下齿条未发生啮合转动，因此第二往复式驱动框12、顶秧针支架以及顶秧针5处于静止不动状态)。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。