差速非圆齿轮系移栽机构的制作方法

[0001]
本实用新型属于农业机械领域，具体涉及一种差速非圆齿轮系移栽机构。


背景技术：

[0002]
水稻等作物的移栽是种植过程中重要的环节，目前水稻移栽机械主要有插秧机、水稻抛秧机和钵苗栽植机。插秧机采用毯状苗，缓苗期较长，伤根；水稻抛秧机容易使秧苗倒伏、直立性不好；而钵苗栽植直立性好，无缓苗期。
[0003]
移栽机构是移栽机的核心工作部件，完成取苗、输送和栽植等动作。现有移栽机构多采用单自由度k-h-v型非圆齿轮行星轮系，两级不等速传动比相互制约，机构可行解域小，并且存在侧隙积累问题，所形成的移栽轨迹和姿态不佳，且精准性差。


技术实现要素：

[0004]
针对上述问题，本实用新型提供一种差速非圆齿轮系，该差速非圆齿轮系移栽机构的原动件为动力轴，通过非圆太阳轮和行星架的差速转动及非圆齿轮副的不等速传动可使移栽臂完成移栽轨迹和姿态，从而达到精准地实现理想移栽轨迹和姿态的目的。
[0005]
一种差速非圆齿轮系，包括驱动系统和差速非圆齿轮系；动力经驱动系统输入，驱动系统将动力分为两路，两路动力经差速非圆齿轮系输出到移栽机构；所述差速非圆齿轮系包括行星架、非圆太阳轮和非圆行星轮；所述非圆太阳轮与非圆行星轮啮合，非圆行星轮安装在行星轴上，行星轴铰接在行星架上；两路动力分别驱动非圆太阳轮和行星架。
[0006]
进一步的，所述驱动系统包括动力轴、动力锥齿轮ⅰ、从动锥齿轮ⅰ、动力锥齿轮ⅱ、从动锥齿轮ⅱ和太阳轴；所述动力轴上安装有动力锥齿轮ⅰ和动力锥齿轮ⅱ，动力锥齿轮ⅰ与从动锥齿轮ⅰ啮合，动力锥齿轮ⅱ与从动锥齿轮ⅱ啮合；其中，所述从动锥齿轮ⅱ安装在太阳轴的一端，太阳轴的另一端固连有行星架；所述从动锥齿轮ⅰ与非圆太阳轮固连。
[0007]
进一步的，行星轴上还安装有移栽臂或者栽植臂。
[0008]
进一步的，所述动力轴和太阳轴均铰接在机架上。
[0009]
进一步的，所述动力锥齿轮ⅰ的齿数z
动ⅰ、从动锥齿轮ⅰ的齿数z
从ⅰ和移栽臂数量n应满足z
动ⅰ/z
从ⅰ＝n/(n-1)；所述动力锥齿轮ⅱ的齿数z
动ⅱ和从动锥齿轮ⅱ的齿数z
从ⅱ相等，即z
动ⅱ＝z
从ⅱ。
[0010]
进一步的，所述非圆行星轮有数个，且数个所述非圆行星轮的齿数和模数相同。
[0011]
进一步的，非圆太阳轮的齿数z
太
、非圆行星轮的齿数z
行
和移栽臂数量n应满足z
太
/z
行
＝＝n-1。
[0012]
相比现有技术，本实用新型的有益效果是：
[0013]
1.差速非圆齿轮系移栽机构为单级不等速传动机构，设计灵活度大，可实现更理想的移栽轨迹和姿态。另外，差速非圆齿轮系移栽机构可通过配置多个移栽臂或栽植臂实现低速取苗，降低伤苗率，提高移栽成功率。差速非圆齿轮系可应用于设计水稻毯状苗插秧的分插机构，水稻钵苗移栽的移栽机构，蔬菜等旱田作物的取苗机构和植苗机构等。
[0014]
2.通过设计差速非圆齿轮系移栽机构的驱动系统，经两对锥齿轮传动，由单一动力输入实现非圆太阳轮和行星架不同转速转动，结构简单，传动平稳高效。
[0015]
3.通过设计差速非圆齿轮系移栽机构，经非圆太阳轮和行星架的差速转动及非圆齿轮副的不等速传动，可精准地实现更理想的移栽轨迹和姿态，避免了多级不等速传动比相互制约和侧隙积累，结构简单、成本低，降低伤苗率，提高移栽成功率。
[0016]
4.通过设计差速非圆齿轮系的驱动系统，由动力轴的匀速转动，驱动非圆太阳轮和行星架差速转动，结构简单，传动平稳高效。
[0017]
5.差速非圆齿轮系移栽机构采用单级非圆齿轮不等速传动，避免了k-h-v型行星轮系机构的中间轮同时与太阳轮和行星轮啮合，造成两级非圆齿轮不等速传动比相互制约和侧隙积累等问题，可实现自由不等速传动比设计，从而更精准地实现理想的移栽轨迹和姿态。
[0018]
6.差速非圆齿轮系可通过优化设计配置多个移栽臂，降低移栽臂取苗时刻的速度，降低伤秧率，提高取苗成功率。
[0019]
7.差速非圆齿轮系可根据需要设计为用于水稻钵苗移栽的移栽机构，将移栽臂更改为栽植臂可优化设计为用于毯状苗插秧的分插机构，将移栽臂更改为取苗臂可优化设计为蔬菜等旱田作物的取苗机构，将移栽臂更改为栽植器可优化设计为蔬菜等旱田作物的植苗机构。
附图说明
[0020]
图1是本实用新型涉及到的差速非圆齿轮系的总体结构示意图；
[0021]
图2是本实用新型实施例涉及到的一种双臂移栽机构的示意图；
[0022]
图3是本实用新型实施例涉及到的一种三臂移栽机构的示意图；
[0023]
图4是本实用新型实施例涉及到的一种四臂移栽机构的示意图；
[0024]
图5是本实用新型实施例涉及到的一种三臂水稻钵苗移栽机构的结构图；
[0025]
图6是本实用新型实施例涉及到的一种三臂植苗机构的示意图。
[0026]
附图标记如下：
[0027]
1-动力轴、2-动力锥齿轮ⅰ、3-动力锥齿轮ⅱ、4-从动锥齿轮ⅱ、5-从动锥齿轮ⅰ、6-非圆太阳轮、7-非圆行星轮ⅰ、8-行星轴ⅰ、9-移栽臂ⅰ、10-太阳轴、11-行星架、12行星轴ⅱ、13-非圆行星轮ⅱ、14-移栽臂ⅱ、15-移栽臂ⅲ、16-非圆行星轮ⅲ、17-移栽臂ⅳ、18-非圆行星轮ⅳ、19-栽植器ⅰ、20-栽植器ⅱ、21-栽植器ⅲ。
具体实施方式
[0028]
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。
[0029]
一种差速非圆齿轮系移栽机构，包括驱动系统和差速非圆齿轮系；驱动系统包括动力轴1、动力锥齿轮ⅰ2、从动锥齿轮ⅰ5、动力锥齿轮ⅱ3、从动锥齿轮ⅱ4和太阳轴10组成，所述动力轴1铰接在机架上，动力锥齿轮ⅰ2和动力锥齿轮ⅱ3同轴固接在动力轴1上，所述太阳轴10铰接在机架上，从动锥齿轮ⅰ5可转动地套装在太阳轴10上，从动锥齿轮ⅱ4固接在太阳轴10上，动力锥齿轮ⅰ2和从动锥齿轮ⅰ5啮合，动力锥齿轮ⅱ3和从动锥齿轮ⅱ4啮合，差速非圆齿轮系包括非圆太阳轮7、行星架11、非圆行星轮ⅰ7、非圆行星轮ⅱ13、移栽臂ⅰ9、移栽
臂ⅱ14、行星轴ⅰ8和行星轴ⅱ12，所述非圆太阳轮6通过牙嵌固定在从动锥齿轮ⅰ5上，行星架11与太阳轴10固接，行星轴ⅰ8和行星轴ⅱ12分别铰接在行星架11上，行星轴ⅰ8的两端分别固接移栽臂ⅰ9和非圆行星轮ⅰ7，行星轴ⅱ12的两端分别固接移栽臂ⅱ14和非圆行星轮ⅱ13。
[0030]
其中，差速非圆齿轮不等速行星轮系亦可通过参数优化设计为分插机构、移栽机构、取苗机构和植苗机构等，执行部件设计为栽植臂可作为水稻毯状苗插秧的分插机构，执行部件设计为移栽臂可作为水稻钵苗移栽的移栽机构，执行部件设计为取苗臂可作取苗机构，执行部件设计为栽植器可作为蔬菜等经济作物的植苗机构等。
[0031]
其中，动力锥齿轮ⅰ2的齿数z
动ⅰ、从动锥齿轮ⅰ5的齿数z
从ⅰ和移栽臂数量n应满足z
动ⅰ/z
从ⅰ＝n/(n-1)；动力锥齿轮ⅱ3的齿数z
动ⅱ和从动锥齿轮ⅱ4的齿数z
从ⅱ相等，即z
动ⅱ＝z
从ⅱ。
[0032]
非圆行星轮ⅰ7的齿数z
行ⅰ和非圆行星轮ⅱ13的齿数z
行ⅱ相等，非圆行星轮ⅰ7和非圆行星轮ⅱ13的不规则齿廓完全一致。
[0033]
非圆太阳轮6的齿数z
太
、非圆行星轮ⅰ7的齿数z
行ⅰ、非圆行星轮ⅱ13的齿数z
行ⅱ和移栽臂数量n应满足z
太
/z
行ⅰ＝z
太
/z
行ⅱ＝n-1。
[0034]
结合本实用新型附图可以看出，比如结合附图2，可以看出，通过非圆太阳轮6与非圆行星轮ⅰ7和非圆行星轮ⅱ13啮合，从而带动移栽臂ⅰ9和移栽臂ⅱ14工作。
[0035]
结合附图3，通过非圆太阳轮6与非圆行星轮ⅰ7、非圆行星轮ⅱ13和非圆行星轮ⅲ16啮合，从而带动移栽臂ⅰ9、移栽臂ⅱ14和移栽臂ⅲ15工作。
[0036]
结合附图4，通过非圆太阳轮6与非圆行星轮ⅰ7、非圆行星轮ⅱ13、非圆行星轮ⅲ16和非圆行星轮ⅳ18啮合，从而带动移栽臂ⅰ9、移栽臂ⅱ14、移栽臂ⅲ15和移栽臂ⅳ17工作。
[0037]
结合附图5，为一种三臂水稻钵苗移栽机构的三维结构示意图，具体连接关系和具体实施例的结构相似，不再赘述。
[0038]
结合附图6，图6是在图3的基础上，将移栽臂ⅰ9、移栽臂ⅱ14和移栽臂ⅲ15换成了栽植臂ⅰ19、栽植臂ⅱ20和栽植臂ⅲ21。
[0039]
本实用新型的工作过程是：动力由动力轴1输入，动力轴1带动其上固接的动力锥齿轮ⅰ2和动力锥齿轮ⅱ3匀速转动，动力锥齿轮ⅰ2和从动锥齿轮ⅰ5啮合转动，动力锥齿轮ⅱ3和从动锥齿轮ⅱ4啮合转动，从动锥齿轮ⅰ5通过牙嵌与非圆太阳轮6固接，从动锥齿轮ⅱ4与太阳轴10固接，从动锥齿轮ⅰ5和从动锥齿轮ⅱ4分别带动非圆太阳轮6和太阳轴10作差速同向转动，太阳轴10与行星架11固接，行星架11随太阳轴10一起转动，带动铰接于行星架11上的行星轴ⅰ8和行星轴ⅱ12作周转运动，行星轴ⅰ8的两端分别固接非圆行星轮ⅰ7和移栽臂ⅰ9，行星轴ⅱ12的两端分别固接非圆行星轮ⅱ13和移栽臂ⅱ14，非圆行星轮ⅰ7和非圆行星轮ⅱ13分别与非圆太阳轮6啮合转动，一方面移栽臂ⅰ9和移栽臂ⅱ14分别随行星轴ⅰ8和行星轴ⅱ12作周转运动，另一方面移栽臂ⅰ9和移栽臂ⅱ14分别随非圆行星轮ⅰ7和非圆行星轮ⅱ13相对非圆太阳轮6啮合转动，两个运动合成移栽臂所需的移栽轨迹和姿态。对于三臂和四臂差速移栽机构，移栽臂ⅲ15和移栽臂ⅳ17一方面随非圆行星轮ⅲ16和非圆行星轮ⅳ18作圆周运动，一方面与非圆太阳轮6不等速啮合转动，多个移栽臂均周期性实现相同的轨迹和姿态。
[0040]
另外，将移栽臂ⅰ9、移栽臂ⅱ14和移栽臂ⅲ15更换为栽植臂ⅰ19、栽植臂ⅱ20和栽
植臂ⅲ21时，传动情况亦如此，仅需优化设计不同的非圆齿轮不等速传动比。
[0041]
所述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。