水稻钵苗插秧机秧箱及其工作方法与流程

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种水稻钵苗插秧机秧箱及其工作方法。

背景技术：

如今水稻钵苗移栽机械不断发展，在移栽臂快速发展的同时，过去使用链条加铁丝的秧箱运送钵苗的粗糙方式已经无法准确配合取栽机构的运动。秧箱技术是钵苗插秧机的关键技术，与普通毡状苗插秧机相比，钵苗插秧机的关键技术难点有钵苗秧盘精确步进送秧技术、秧盘返回技术，秧盘送秧重复定位精度技术等。现有的钵苗插秧机作业误差较大，过去旧秧箱送秧结构有待改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种钵苗插秧机秧箱及其工作方法，能够实现精确步进送秧、精确重复定位、秧盘返回和无间隙补盘。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明水稻钵苗插秧机秧箱，包括秧箱箱体、主动秧盘运送机构、从动秧盘运送机构、秧箱基座、秧盘输送齿轮机构、横向移箱机构、移箱导轨支撑架、纵向棘轮拨动机构、压盘组件、秧箱支承杆和秧箱支承轮；导轨固定在秧箱基座顶部，移箱导轨支撑架的上端固定在秧箱箱体上，移箱导轨支撑架的下端与导轨构成滑动副。秧箱支承杆固定在秧箱基座上；秧箱支承轮固定在秧箱箱体下端，并与秧箱支承杆构成滑动副。秧箱支承杆设置在秧箱基座前部，导轨设置在秧箱基座后部。

所述的主动秧盘运送机构包括主动送秧轴a、主动送秧轴b、秧盘转弯拨动盘、秧盘输送齿轮机构、链轮a、链轮b和链条。n个秧盘转弯拨动盘等距固定在主动送秧轴a上，n≥5；主动送秧轴a通过轴承支承在秧箱箱体下端；链轮b固定在主动送秧轴a的右端，主动送秧轴b通过轴承支承在秧箱箱体上，主动送秧轴b上设有间距为h的两个秧盘输送齿轮机构，主动送秧轴b的两端均固定有链轮a，主动送秧轴a右端的链轮b和主动送秧轴b右端的链轮a通过链条连接。

所述的从动秧盘运送机构包括从动送秧轴a、从动送秧轴b、秧盘输送齿轮机构、链轮a和链条。所述的从动送秧轴a和从动送秧轴b均通过轴承支承在秧箱箱体上，主动送秧轴a、主动送秧轴b、从动送秧轴a和从动送秧轴b由秧箱箱体下端至上端依次排布；所述的从动送秧轴a和从动送秧轴b上均设有间距为h的两个秧盘输送齿轮机构，从动送秧轴a的两端均固定有链轮a，从动送秧轴b的右端固定有链轮a，从动送秧轴a左端的链轮a和主动送秧轴b左端的链轮a通过链条连接，从动送秧轴a右端的链轮a和从动送秧轴b右端的链轮a通过链条连接。

所述的秧盘输送齿轮机构包括八齿齿轮、秧盘输送棘轮、秧盘输送棘爪和齿轮内轴承。所述的八齿齿轮与秧盘输送棘爪尾部铰接，并与秧盘输送棘爪头部通过弹簧连接，秧盘输送棘爪头部嵌入秧盘输送棘轮的一个齿中。主动送秧轴b、从动送秧轴a以及从动送秧轴b上通过齿轮内轴承各支承两个秧盘输送齿轮机构的八齿齿轮，且主动送秧轴b、从动送秧轴a以及从动送秧轴b各与两个秧盘输送齿轮机构的秧盘输送棘轮固定；所有秧盘输送棘轮的旋向一致，且均与横向移箱机构的双向螺旋轴转向相反。

所述的横向移箱机构包括滑块、轴承座、双向螺旋轴和摆动杆；双向螺旋轴通过轴承支承在轴承座上，轴承座固定在秧箱基座上；所述的滑块与移箱导轨支撑架固定，并与双向螺旋轴构成螺旋副；所述的摆动杆固定在双向螺旋轴一端，驱动齿轮固定在双向螺旋轴另一端。

所述的纵向棘轮拨动机构包括拨动轴、拨叉、连杆、驱动棘爪、从动摆杆、驱动棘轮、止动棘轮、止动棘爪、定位杆和主动摆杆；所述的拨动轴与秧箱箱体构成转动副，两个拨叉固定在拨动轴两端；所述主动摆杆的一端固定在拨动轴上，另一端与连杆一端铰接；连杆另一端固定有铰接轴a，铰接轴a与从动摆杆一端构成转动副，驱动棘爪的尾端套置在铰接轴a上，并与铰接轴a通过扭簧a连接；从动摆杆另一端与主动送秧轴a左端构成转动副；止动棘轮和驱动棘轮均固定在主动送秧轴a左端；止动棘轮的旋向与双向螺旋轴的转向相反，驱动棘轮的旋向与双向螺旋轴的转向相同；所述驱动棘爪的头端嵌入驱动棘轮的一个齿内；定位杆的两端分别空套在拨动轴和主动送秧轴a上，且定位杆与拨动轴通过扭簧b连接；定位杆中部固定有铰接轴b；止动棘爪的尾部与铰接轴b构成转动副，并与铰接轴b通过扭簧c连接；止动棘爪头部的其中一个爪嵌入止动棘轮的一个齿内；解锁零件一端固定在连杆中部，另一端与止动棘爪头部另一个爪靠近止动棘轮的侧面接触。

所述的压盘组件包括压盘板、压盘铁丝和压盘板支撑架。两个压盘板支撑架间距设置，压盘板支撑架的两端通过螺钉固定在秧箱箱体的两侧；每个压盘板支撑架上固定间距设置的两个压盘板。不同压盘板支撑架上位置对齐的每两个压盘板下端通过一根压盘铁丝固定。塑料秧盘引导平台固定在压盘支承平台顶端。压盘支承平台固定在秧箱箱体上，并与秧箱箱体内壁底面间距设置；所述的压盘支承平台开设有阵列排布的六个槽口a，六个秧盘输送齿轮机构的八齿齿轮分别置于对应一个槽口a内，且八齿齿轮凸出压盘支承平台顶面之外。压盘支承平台还开设有等距排布的n个槽口b，n个秧盘转弯拨动盘分别置于对应一个槽口b内，且秧盘转弯拨动盘凸出压盘支承平台顶面之外的高度大于八齿齿轮凸出压盘支承平台顶面之外的高度。

所述秧盘转弯拨动盘的两端面均设有一体成型且沿周向均布的多个直角三角形凸条组；所述的直角三角形凸条组包括直角三角形凸条a和直角三角形凸条b，直角三角形凸条a和直角三角形凸条b沿径向排布，且直角三角形凸条a朝内倾斜，直角三角形凸条b朝外倾斜；直角三角形凸条a和直角三角形凸条b的斜边相交，直角三角形凸条b的斜边是直角三角形凸条a斜边的三倍以上；直角三角形凸条a和直角三角形凸条b的最外侧点位于同一平面内。

所述h的取值为主动送秧轴b长度的三分之一。

该水稻钵苗插秧机秧箱的工作方法，具体如下：

秧盘由塑料秧盘引导平台放入，并由压盘铁丝压紧；然后手动推动秧盘，使秧盘底部压在秧盘转弯拨动盘上。动力由驱动齿轮输入，带动双向螺旋轴转动，从而带动滑块和秧箱箱体左右移动。当秧箱箱体移动到最左端或最右端时，摆动杆打击到固定在拨动轴上的拨叉，使拨动轴转动。拨动轴转动带动纵向棘轮拨动机构运转，使主动送秧轴a转动，带动主动送秧轴上的秧盘转弯拨动盘转动，秧盘转弯拨动盘对秧盘底部产生拨动力使秧盘前进，达到送秧换行的目的。主动送秧轴a转动带动主动送秧轴a上的链轮b转动，链轮b通过链条带动主动送秧轴b右端的链轮a转动，进而主动送秧轴b左端的链轮a又通过链条带动从动送秧轴a左端的链轮a转动，从动送秧轴a右端的链轮a又通过链条带动从动送秧轴b右端的链轮a转动；主动送秧轴b、从动送秧轴a和从动送秧轴b的转动带动与各自轴上的秧盘输送棘轮转动，通过秧盘输送棘轮和秧盘输送棘爪的作用力，使得八齿齿轮转过一个齿，八齿齿轮通过与秧盘的啮合运动，达到秧盘准确前进一行的送秧目的。当秧箱箱体由最左端或最右端向中间移动时，拨叉失去摆动杆给的力，拨动轴回转复位，但此时纵向棘轮拨动机构不带动主动送秧轴a转动。

当压盘支承平台上的两个盘秧之间产生间距时，通过外力将后一个秧盘向前推动，后一个秧盘和八齿齿轮产生运动，带动八齿齿轮转动，八齿齿轮上的秧盘输送棘爪顺着秧盘输送棘轮旋向，因此不会和秧盘输送棘轮产生作用，八齿齿轮和后一个秧盘顺利向前运动，直到后一个秧盘运动到和前一个秧盘接触时停止，消除两个秧盘之间的间隙。

拨动轴转动带动纵向棘轮拨动机构运转的过程具体如下：拨动轴转动使主动摆杆产生摆动，主动摆杆带动固定在连杆上的解锁零件一起向后运动，解锁零件使止动棘爪转动离开止动棘轮达到解锁目的，从动摆杆产生摆动使驱动棘爪推动固定在主动送秧轴a上的驱动棘轮转动，主动送秧轴a转动实现送秧目的。拨动轴回转复位时，主动摆杆、连杆、解锁零件、止动棘爪、从动摆杆和驱动棘爪均复位，驱动棘爪嵌入驱动棘轮的下一个齿内，止动棘爪卡住止动棘轮的下一个齿起到止动目的。

本发明的有益效果是：

1、本发明的秧盘输送齿轮机构采用的是类似齿轮齿条的运动方式来带动秧盘进给，齿轮的每一齿对应秧盘上的每一行苗穴，可以实现精确步进送秧，解决了过去链条加铁丝进给送秧模式的送秧精度不高、稳定性较差和铁丝易产生弯曲受损等问题。

2、本发明在输送秧盘的转弯处创新设计了秧盘转弯拨动盘，可以解决齿轮与秧盘在转弯时会产生无法准确啮合和啮合干涉的问题，实现了送秧与秧盘返回过程中的动力没有间断，并且可以准确实现秧盘返回。

3、本发明的秧盘输送齿轮机构采用了齿轮和棘轮、棘爪的组合，可以实现如果出现漏放秧盘现象时，通过手动推动秧盘来接上前一个秧盘，避免了因为漏放秧盘而导致两盘秧苗之间有间隙，进而产生种植过程田中一段距离无苗的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的侧视图；

图3a是本发明的秧盘输送齿轮机构示意图；

图3b是本发明的八齿齿轮安装示意图；

图4是本发明的秧盘转弯拨动盘示意图；

图5是本发明的秧盘转弯拨动盘与秧盘接触位置示意图；

图6是本发明同时输送送秧秧盘和回收秧盘时秧箱的剖面示意图；

图7a、图7b、图7c和图7d分别是本发明的一个八齿齿轮在受到外力推动秧盘前进一格的过程中和秧盘输送棘轮以及秧盘输送棘爪之间的四个运动位置示意图；

图8a、图8b、图8c和图8d分别是一个秧盘输送棘轮转动时和八齿齿轮以及秧盘输送棘爪之间位置关系的四个运动位置示意图；

图中：1、链轮b，2、双向螺旋轴，3、秧盘转弯拨动盘，4、链条，5、主动送秧轴b，6、链轮a，7、移箱导轨支撑架，8、秧盘输送齿轮机构，9、压盘板，10、秧箱箱体，11、塑料秧盘引导平台，12、压盘板支撑架，13、压盘铁丝，14、压盘支承平台，15、导轨，16、主动送秧轴a，17、纵向棘轮拨动机构，18、秧箱基座，19、秧箱支承杆，20、八齿齿轮，21、秧盘输送棘轮，22、秧盘输送棘爪，23、齿轮内轴承，24、从动送秧轴a，25、从动送秧轴b，26、秧箱支承轮，27、拨动轴，28、拨叉，29、滑块，30、摆动杆，31、连杆，32、解锁零件，33、驱动棘爪，34、从动摆杆，35、驱动棘轮，36、止动棘轮，37、止动棘爪，38定位杆，39、主动摆杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、2、3a、3b和6所示，水稻钵苗插秧机秧箱，包括秧箱箱体10、主动秧盘运送机构、从动秧盘运送机构、秧箱基座18、秧盘输送齿轮机构8、横向移箱机构、移箱导轨支撑架7、纵向棘轮拨动机构17、压盘组件、秧箱支承杆19和秧箱支承轮26；导轨15固定在秧箱基座18顶部，移箱导轨支撑架7的上端固定在秧箱箱体10上，移箱导轨支撑架7的下端与导轨15构成滑动副。秧箱支承杆19固定在秧箱基座18上；秧箱支承轮26固定在秧箱箱体10下端，并与秧箱支承杆19构成滑动副。

主动秧盘运送机构包括主动送秧轴a16、主动送秧轴b5、秧盘转弯拨动盘3、秧盘输送齿轮机构8、链轮a6、链轮b1和链条4。七个秧盘转弯拨动盘3等距固定在主动送秧轴a16上，主动送秧轴a16通过轴承支承在秧箱箱体10下端；链轮b1固定在主动送秧轴a16的右端，主动送秧轴b5通过轴承支承在秧箱箱体10上，主动送秧轴b5上设有间距为h的两个秧盘输送齿轮机构8，h取值为主动送秧轴b5长度的三分之一，主动送秧轴b5的两端均固定有链轮a6，主动送秧轴a16右端的链轮b1和主动送秧轴b5右端的链轮a6通过链条4连接。

从动秧盘运送机构包括从动送秧轴a24、从动送秧轴b25、秧盘输送齿轮机构8、链轮a6和链条4。从动送秧轴a24和从动送秧轴b25均通过轴承支承在秧箱箱体10上，主动送秧轴a16、主动送秧轴b5、从动送秧轴a24和从动送秧轴b25由秧箱箱体10下端至上端依次排布；从动送秧轴a24和从动送秧轴b25上均设有间距为h的两个秧盘输送齿轮机构8，从动送秧轴a24的两端均固定有链轮a6，从动送秧轴b25的右端固定有链轮a6，从动送秧轴a24左端的链轮a6和主动送秧轴b5左端的链轮a6通过链条4连接，从动送秧轴a24右端的链轮a6和从动送秧轴b25右端的链轮a6通过链条4连接。

秧盘输送齿轮机构8包括八齿齿轮20、秧盘输送棘轮21、秧盘输送棘爪22和齿轮内轴承23。八齿齿轮20与秧盘输送棘爪22尾部铰接，并与秧盘输送棘爪22头部通过弹簧连接，秧盘输送棘爪22头部嵌入秧盘输送棘轮21的一个齿中。主动送秧轴b5、从动送秧轴a24以及从动送秧轴b25上通过齿轮内轴承23各支承两个秧盘输送齿轮机构8的八齿齿轮20，且主动送秧轴b5、从动送秧轴a24以及从动送秧轴b25各与两个秧盘输送齿轮机构8的秧盘输送棘轮21固定；所有秧盘输送棘轮21的旋向一致，且均与双向螺旋轴2的转向相反。

横向移箱机构包括滑块29、轴承座、双向螺旋轴2和摆动杆30；双向螺旋轴2开设有旋向相反的两条螺旋线槽；两条螺旋线槽的两端分别连通；双向螺旋轴2通过轴承支承在轴承座上，轴承座固定在秧箱基座18上；滑块29与移箱导轨支撑架7固定，并与双向螺旋轴2构成螺旋副；摆动杆30固定在双向螺旋轴2一端，驱动齿轮固定在双向螺旋轴2另一端。动力从驱动齿轮输入。

纵向棘轮拨动机构17包括拨动轴27、拨叉28、连杆31、驱动棘爪33、从动摆杆34、驱动棘轮35、止动棘轮36、止动棘爪37、定位杆38和主动摆杆39；拨动轴27与秧箱箱体构成转动副，两个拨叉28固定在拨动轴27两端；主动摆杆39一端固定在拨动轴27上，另一端与连杆31一端铰接；连杆另一端固定有铰接轴a，铰接轴a与从动摆杆34一端构成转动副，驱动棘爪33的尾端套置在铰接轴a上，并与铰接轴a通过扭簧a连接；从动摆杆另一端与主动送秧轴a16左端构成转动副；止动棘轮36和驱动棘轮35均固定在主动送秧轴a左端；止动棘轮36的旋向与双向螺旋轴2的转向相反，驱动棘轮35的旋向与双向螺旋轴2的转向相同；驱动棘爪33的头端嵌入驱动棘轮35的一个齿内；定位杆38的两端分别空套在拨动轴27和主动送秧轴a16上，且定位杆38与拨动轴27通过扭簧b连接；定位杆38中部固定有铰接轴b；止动棘爪37的尾部与铰接轴b构成转动副，并与铰接轴b通过扭簧c连接；止动棘爪37头部的其中一个爪嵌入止动棘轮36的一个齿内；解锁零件32一端固定在连杆中部，另一端与止动棘爪37头部另一个爪靠近止动棘轮36的侧面接触。

压盘组件包括压盘板9、压盘铁丝13和压盘板支撑架12。两个压盘板支撑架12间距设置，压盘板支撑架12的两端通过螺钉固定在秧箱箱体10的两侧；每个压盘板支撑架12上固定间距设置的两个压盘板9。不同压盘板支撑架12上位置对齐的每两个压盘板9下端通过一根压盘铁丝13固定。塑料秧盘引导平台11固定在压盘支承平台14顶端。压盘支承平台14固定在秧箱箱体10上，并与秧箱箱体10内壁底面间距设置；压盘支承平台14开设有阵列排布的六个槽口a，六个秧盘输送齿轮机构8的八齿齿轮20分别置于对应一个槽口a内，且八齿齿轮凸出压盘支承平台顶面之外。压盘支承平台14还开设有等距排布的七个槽口b，七个秧盘转弯拨动盘3分别置于对应一个槽口b内，且秧盘转弯拨动盘凸出压盘支承平台顶面之外的高度大于八齿齿轮凸出压盘支承平台顶面之外的高度。

如图4所示，秧盘转弯拨动盘3的两端面均设有一体成型且沿周向均布的十三个直角三角形凸条组；直角三角形凸条组包括直角三角形凸条a和直角三角形凸条b，直角三角形凸条a和直角三角形凸条b沿径向排布，且直角三角形凸条a朝内倾斜，直角三角形凸条b朝外倾斜；直角三角形凸条a和直角三角形凸条b的斜边相交，直角三角形凸条b的斜边是直角三角形凸条a斜边的三倍以上；直角三角形凸条a和直角三角形凸条b的最外侧点位于同一平面内。

如图5所示为本发明中秧盘转弯拨动盘3运动时和秧盘接触时的示意图，两条间隔为a的曲线为秧盘转弯拨动盘3的理论作用轮廓，但是实际零件会有厚度，因此将轮廓线向内偏移，达到两条曲线的间隔为b。本发明主要靠七个相同的秧盘转弯拨动盘3来带动整个秧盘的转弯问题，并且解决了使用齿条式皮带来带动秧盘在转弯时会导致两齿之间的距离变大从而使秧盘无法和皮带上的齿一一对应转弯的问题。

该水稻钵苗插秧机秧箱的工作方法，具体如下：

动力由驱动齿轮输入，带动横向移箱机构中的双向螺旋轴转动，从而带动滑块开始左右移动，因为滑块与移箱导轨支撑架7固定，移箱导轨支撑架7上端和秧箱箱体10固定，所以整个秧箱箱体10进行左右移动。当秧箱箱体10移动到最左端或最右端时，横向移箱机构的摆动杆打击到固定在拨动轴27上的拨叉，使拨动轴转动。拨动轴转动带动纵向棘轮拨动机构17运转，使主动送秧轴a16转动，带动主动送秧轴上的秧盘转弯拨动盘3转动，秧盘转弯拨动盘3对秧盘底部产生拨动力使秧盘前进，达到送秧换行的目的。主动送秧轴a16转动带动主动送秧轴a16上的链轮b1转动，链轮b1通过链条4带动主动送秧轴b5右端的链轮a6转动，进而主动送秧轴b5左端的链轮a6又通过链条4带动从动送秧轴a24左端的链轮a6转动，从动送秧轴a24右端的链轮a6又通过链条4带动从动送秧轴b25右端的链轮a6转动；主动送秧轴b5、从动送秧轴a24和从动送秧轴b25的转动带动与各自轴上的秧盘输送棘轮21转动，通过秧盘输送棘轮21和秧盘输送棘爪22的作用力，使得八齿齿轮20转过一个齿，八齿齿轮20通过与秧盘的啮合运动，达到秧盘前进一行的送秧目的，整个运动过程一个八齿齿轮和秧盘输送棘轮以及秧盘输送棘爪之间位置关系的四个运动位置如图8a、图8b、图8c和图8d所示，箭头表示秧盘输送棘轮转向，上下两个秧盘分别为上面的输送秧盘和下面的回收秧盘。当秧箱箱体10由最左端或最右端向中间移动时，拨叉28失去摆动杆30给的力，拨动轴回转复位，但此时纵向棘轮拨动机构17不带动主动送秧轴a16转动。当压盘支承平台14上的两个盘秧之间产生间距(比如忘记放秧盘导致)时，通过外力将后一个秧盘向前推动，后一个秧盘和八齿齿轮20产生运动，带动八齿齿轮转动，八齿齿轮上的秧盘输送棘爪22顺着秧盘输送棘轮21旋向，因此不会和秧盘输送棘轮21产生作用，八齿齿轮和后一个秧盘顺利向前运动，直到后一个秧盘运动到和前一个秧盘接触时停止，消除两个秧盘之间的间隙。一个八齿齿轮在受到外力推动秧盘前进一格的过程中和秧盘输送棘轮以及秧盘输送棘爪之间的四个运动位置如图7a、图7b、图7c和图7d所示。

其中，拨动轴转动带动纵向棘轮拨动机构17运转的过程具体如下：拨动轴27转动使主动摆杆39产生摆动，由主动摆杆39、连杆31、从动摆杆34以及拨动轴和主动送秧轴a16中心线连线形成的机架所组成的四杆机构开始运动。主动摆杆39带动固定在连杆31上的解锁零件32一起向后运动，解锁零件32使止动棘爪37转动离开止动棘轮36达到解锁目的，从动摆杆34产生摆动使驱动棘爪33推动固定在主动送秧轴a16上的驱动棘轮35产生转动，主动送秧轴a16一起转动实现送秧目的。拨动轴回转复位时，四杆机构复位，驱动棘爪33嵌入驱动棘轮35的下一个齿内，止动棘爪37卡住止动棘轮36的下一个齿起到止动目的。