一种通用插秧机分插机构的制作方法

1.本发明涉及水稻插秧机械领域，尤其涉及一种插秧机抛秧机领域。


背景技术：

2.插秧抛秧是普遍用于农业水稻种植中比较重要的环节，而插秧机抛秧机是水稻种植的重要机具，纵观中国大疆南北，在大平原、大田块，还能适合高速乘坐式插秧机作业，而南方小田块只能适合小型插秧机作业，如手扶式插秧机、独轮乘坐式插秧机，南方丘陵地区还有大部分农民以手工抛插秧的情况。
3.现有市场上的插秧机主要有手扶式插秧机、独轮乘坐式插秧机和四轮乘坐式插秧机。特别是日本四轮乘坐式高速插秧机占有大部分插秧机市场。而抛秧机还没有一种成熟的机型上市。
4.手扶式插秧机、独轮乘坐式插秧机的分插机构多采用四连杆机构，即手扶式的反向四连杆机构和独轮乘坐式插秧机的正向四连杆机构，四连杆机构的优点是机构简单，零件数量少，加工制造容易，成本相对较低。缺点是运行不平稳，做不到动平衡，冲击性大，无法高速运转，特别是反向四连杆机构尤甚。
5.四轮乘坐式高速插秧机多采用行星系分插机构。行星系分插机构又分为偏心轮行星系分插机构和椭圆行星系分插机构。行星系分插机构由于每组有两件插秧爪且呈中心对称分布，动平衡可做到很好，适合高速运转。缺点是零件数量多，加工制造要求高，特别是椭圆行星系分插机构中有椭圆齿轮，需要用特殊加工机床来加工，另外行星系分插机构中多轴多轴承多齿轮，要求装配密封特别严格，每组分插机构要有一个齿轮箱，且每组齿轮箱要做回转运动，所以转动惯量大，启动停止冲击大。重量大，成本高昂，无价格优势。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种结构简单、重量轻、低成本，高速运行平稳的可通用于各种插秧机的插秧分插机构。
7.本发明采用的技术方案是一种通用插秧机分插机构，由分插组件、输出横轴、秧门轨道和副秧门组成，所述分插组件由中心法兰盘、夹持盘、缓冲块、插秧爪、销轴和扭转弹簧组成，中心法兰盘两边台阶装配夹持盘，插秧爪装配在夹持盘之间，缓冲块装配在夹持盘上并在一个方向上挡住插秧爪，扭转弹簧装配在销轴的两头，前端压住插秧爪向外张，尾端卡在夹持盘的弹簧调整孔中，整个分插组件呈中心对称分布，所述插秧爪为筷子式插秧爪。
8.本发明所述筷子式插秧爪的本体中段由金属杆件弯曲而成，前段焊有秧针安装座和钢制小轴，小轴上可装小滚轮，安装块上可装配筷子式秧针，后段焊有销轴安装块，通过销轴可将插秧爪装配到两夹持盘之间。
9.本发明还具有滑行浮舟，所述滑行浮舟呈滑雪锹状，后端有u形缺口，向上焊接有一对尾翼和向下的两对下尾翼，u形缺口前端中装有划行器，划行器和下窄尾翼在滑行时使泥土形成空穴，而一对宽尾翼抹平行迹时又将泥桨覆于秧苗根部，使秧苗不浮秧和歪倒，所
述划行器通过调整角度以控制划行深度。
10.本发明当输出横轴带动分插机构旋转，插秧爪进入秧门，在秧苗根部抓取一定的秧苗，通过秧门轨道的控制分秧运秧，并压缩插秧爪上的小滚轮使扭转弹簧蓄能；当插秧爪脱离轨道时，插秧爪被释放，扭转弹簧挥动插秧爪使秧苗加速到一定的初速度，插秧爪被缓冲块挡住时停止挥动，而秧苗由于惯性的作用下脱离秧爪飞入泥土完成一次插秧动作；秧爪回位后按圆周运动到下一循环。
11.本发明中，扭转弹簧为双扭弹簧，扭转弹簧向两边正反各绕三圈，尾端再向里弯曲成钩状，装配时尾端钩住夹持盘上小孔；缓冲块为中心有孔的圆柱体，用于缓冲插秧爪挥动的冲击和降低噪音；秧门轨道由薄钢板焊接而成，中间为一定宽的秧门，两边为轨道，轨道上端为直线下端为圆弧，后边有秧苗通过的导向板，安装在插秧机秧箱下端的机架上，协助秧爪完成动作。
12.所述缓冲块为橡胶或聚氨酯类材料。
13.本发明所述副秧门为薄钢板折弯而成，宽度是秧箱和移箱行程之和,副秧门的秧门缺口与秧门轨道的秧门一一对应，且装在秧箱与秧门轨道之间，副秧门上下调整以控制秧苗与秧门轨道上表面的距离，从而控制秧爪每次抓取秧苗的深度。
14.本发明所述分插机构反向安装应用在手扶式插秧机上，秧箱斜面向前，分插机构反向安装，秧苗向后抛；所述分插机构正向安装应用在独轮式插秧机上，秧箱斜面向后，分插机构是正向安装，秧苗向前抛。为了使已插好的秧苗不会被秧针尖在轨迹最低点处将秧苗钩起，分插机构的安装位置要相对调高；或所述分插机构可正向安装应用在四轮高速插秧机上，插秧总成装在独立悬挂系统上，秧箱斜面向后，分插机构正向安装，滑行浮舟则相对独立，两侧浮舟装有仿形传感器，中央浮舟装有升降传感器。
15.所述分插机构在背负式抛秧机上应用，秧箱斜面向前并相对固定，分插机构总成在导轨上移动，横向输出轴做成空心轴，原来秧箱螺旋凸轮轴和导程滑块装在横向输出轴里面，另一端固定在支架上，当横向输出轴旋转时螺旋凸轮轴推动分插机构总成作横向移动。
16.本发明的分插机构的秧爪不会直接与泥土接触，而是利用秧爪的挥动使秧苗加速，利用惯性作用脱离，从而省略了推秧器。整个机构没有复杂的零件，由于多个分插组件并排安装在同一轴出上，整机传动相对简单，从而成本相对低廉。由于滑行浮舟的作用使秧苗的浮秧率、倒秧率大为降低，深度容易控制。滑行浮舟的另一作用是承重和精确仿形。由于整机结构大为精简，使整机重量大为减轻，从而滑行浮舟承重减轻，仿形作用加强，而使整机液压系统和控制成本进一步降低。
17.本发明是水稻插秧机械领域的一种低成本通用性的技术解决方案，零部件数量少，零件加工容易，成本低廉，适应性高，解决了水稻插秧机低成本就低性能，高性能就高成本高价格的通病，具有高度的适应性和经济性。
附图说明
18.图1是本发明一种通用插秧机分插机构的结构图；
图2是本发明分插组件的结构图；图3是本发明筷子式插秧爪的结构图；图4是图3的侧面图；图5是本发明扭转弹簧的结构图；图6是本发明秧门轨道的结构图；图7是图6的前端侧面图；图8是本发明滑行浮舟的结构图；图9是图8的俯视图；图10是本发明是本发明在手扶式插秧机上的应用简图；图11是本发明在独轮插秧机和四轮高速插秧机上的应用简图；图12是本发明在背负式抛秧机上的应用简图；图13是图12的右侧视图；图中，1、秧箱；2、副秧门；3、秧门轨道；3-1、秧门；3-2、轨道；3-3、安装板；4、分插组件；4-1、中心法兰盘；4-2、夹持盘；4-3、橡胶缓冲块；4-4、插秧爪；4-5、销轴；4-6、扭转弹簧；5、输出横轴；6、滑行浮舟；6-1、浮舟本体；6-2、上尾翼；6-3、下窄尾翼；6-4、下宽尾翼 ；6-5、划行器 ；7、电池组 ；8、操纵杆；9、电源开关；10、背带；11、减速电机；12、螺旋凸轮轴；13、导程滑块；14、滑动杆；15、移动滑块。
具体实施方式
19.下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：如图1所示，所述分插机构包括分插组件，输出横轴、以及副秧门、秧门轨道和滑行浮舟组成。如图2所示，分插组件由中心法兰盘、夹持盘、缓冲块、插秧爪、销轴和扭转弹簧组成，中心法兰盘每组一件，夹持盘、缓冲块、插秧爪、销轴和扭转弹簧每组两件，中心法兰盘两边台阶装配夹持盘，插秧爪通过销轴装配在夹持盘之间，缓冲块装配在夹持盘之间的相应孔位上，在插秧爪第一弯曲挡住插秧爪，扭转弹簧装配在销轴的两头，前端压住插秧爪向外张，尾端卡在夹持盘的弹簧调整孔中，整个分插组件呈中心对称分布，从结构上做到静平衡和动平衡，组件数量由插秧机行数决定。分插组件装配在同一输出横轴上，而输出横轴对接在插植变速箱的输出轴上。所述秧门轨道、副秧门和滑行浮舟作为本分插机构重要的辅助件和调整件。整个分插机构由机架、轴承座和插秧机的秧箱对接，保证本分插机构各零部件和秧箱处在相对正确的最佳位置。
20.如图3、图4所示，插秧爪为筷子式插秧爪，插秧爪本体中段由金属杆件弯曲而成，前段焊有秧针安装块和钢制小轴，小轴上可装小滚轮，安装块上可装配筷子式秧针，后段焊有销轴安装块，通过销轴可将插秧爪装配到两夹持盘之间。
21.所述中心法兰盘，中央孔用于安装输出横轴，两边各有一台阶作为夹持盘的装配基础。
22.所述夹持盘，由薄钢板冲压或激光切割而成，装配在中心法兰盘两边台阶上，整体呈椭圆形，中央孔用于将自身安装在中心法盘上，夹持盘的椭圆长轴端两孔用于装配缓冲块，椭圆短轴端两孔用于安装插秧爪、销轴和扭转弹簧，椭圆短轴两端销轴孔的周边有数个小孔呈扇形分布，用于调整扭转弹簧张紧度，插秧爪安装时缓冲块刚好在插秧爪的第一弯
曲处挡住插秧爪，使之只能向内旋转一定角度，向外则被缓冲块挡住。
23.所述扭转弹簧，为双扭弹簧，如图5所示，扭转弹簧向两边正反各绕三圈，尾端再向里弯曲成钩状，装配时前端压住插秧爪向外张，尾端钩住夹持盘的小孔来调整张力，使插秧爪向缓冲块的方向有一定的合理的初始压力。
24.所述缓冲块，为一橡胶件。其为中心有孔的圆柱体，用于缓冲插秧爪挥动的冲击和降低噪音。优选地，缓冲块的材质不一定只限于橡胶，聚氨酯类材料，其良好的耐磨性、隔声性和阻尼特性就是一种不错的选择。
25.所述输出横轴，为一实心或空心长轴，用于安装分插组件和传递动力。插植变速箱一般布置在插秧机的中央，如果插植变速箱输出轴是空心轴，则输出横轴是一根长整轴，如果插植变速箱输出轴是实心轴，则输出横轴是两根半轴，以此简化传动系统。输出横轴两头装有轴承座以此固定机架上，轴承为单向轴承，分插变速箱里输出齿轮与输出横轴之间也装有单向轴承，输出横轴旋转方向为插秧爪所指方向，反向止转，防止反转时与其它零件相碰损坏插秧爪。
26.所述秧门轨道由薄钢板折弯而成，如图6和图7所示，中间为一定宽的秧门，两边为轨道，轨道上端为直线下端为圆弧，后边有秧苗通过的导向板，秧门轨道与分插组件数量相同且一一对应，安装在插秧机秧箱下端的固定机架上，协助秧爪完成分秧，运秧和插秧的动作。
27.所述副秧门为一控制件，由薄钢板折弯而成，宽度是秧箱和移箱行程之和。副秧门的秧门缺口与秧门轨道的秧门一一对应，且装在秧箱与秧门轨道之间，副秧门上下调整以控制秧苗与秧门轨道上表面的距离，从而控制秧爪每次抓取秧苗的深度。
28.所述滑行浮舟，如图8和图9所示，前端向上翘起呈船形，后端平直，可由塑料和钢板组成，前端为塑料件，后端由薄钢板焊接而成与前端塑料件用螺栓联接。所述滑行浮舟后端薄钢板的中央向后的开有u形缺口，比秧门轨道稍宽，正对秧门轨道的切向延长线。在缺口位置向上焊接有一对尾翼与水平面垂直，宽度与u形缺口宽度平齐，保证高速抛下的秧苗不至散乱；缺口处向下焊接有两对尾翼与水平面垂直，一前一后，向前呈流线形，窄尾翼与u形缺口宽度平齐，在缺口前端向后延伸至u形缺口长度的一半。一对宽尾翼向后延伸至u形缺口后边平齐，在宽尾翼的尾端向中心稍有弯曲；u形缺口前端中央装有划行器，划行器可调整角以控制划行深度。当滑行浮舟向前滑行时划行器划出一条有一定宽度和深度的行迹，一对窄尾翼侧行迹保护行迹不会立即抹平并在u形缺口内形成一定宽度和深度的空穴，而一对宽尾翼由尾端向中心稍有弯曲使泥桨向中心挤压，侧又在行迹空穴后面有将行迹抹平。当插秧时秧苗落入u形缺口空穴中的泥土上，在宽尾翼作用下抹平行迹时又将泥桨覆于秧苗根部，使秧苗站立固定，使秧苗不浮秧和歪倒。
29.本分插机构去掉滑行浮舟也可独立运行，但通过滑行浮舟的辅助可使插秧质量得到进一步保证。
30.所述分插机构运行情况如下：输出横轴带动分插机构旋转，秧爪尖原本的运行轨迹为正圆，相对地面的运行轨迹为摆线，在秧门轨道的控制下，在秧门轨道直线段上端秧爪进入秧门，秧爪尖在秧苗根部抓起一定的秧苗，当秧爪上的小滚轮靠上秧门轨道的直线段后，沿轨道下行，在此段分秧运秧，扭转弹簧向内压缩开始蓄能。继续下行并不断压缩蓄能，当小滚轮运行到秧门轨道的圆形端的未端时，秧苗已经被秧爪拉出超过秧苗整长的距离，
在此段运秧蓄能。秧爪此时已经沿小轴旋转到最大的角度，继续下行小滚轮脱离轨道，秧爪被释放，秧爪在扭转弹簧的作用下向外弹出挥动秧爪回位，而秧苗在秧爪的挥动下加速到一定的初速度，挥动时秧尖轨迹为秧爪沿小轴旋转从最大角到被缓冲块挡住之间的圆弧。当秧爪回位时被缓冲块挡住并停止挥动，而秧苗由于惯性的作用继续向下运动并脱离秧爪飞入泥土，从而完成一次插秧动作。秧爪回位后按圆周运动到下一循环。当秧苗落入滑行浮舟u形缺口中划行器和窄尾翼形成的空穴中，上尾翼保证高速抛下的秧苗不至散乱，宽尾翼抹平行迹时又将泥桨覆于秧苗根部，使秧苗站立固定。正是泥桨固定了秧苗根部，使秧苗的浮秧率、倒秧率大为降低。
31.图10显示的是本发明在手扶式插秧机上的应用简图。具体地插秧机的行走、传动、秧箱和秧箱移动机构与其它品牌的手扶式插秧机相同，具体地双轮行走机构在前方，行走变速箱向后分出一动力输出轴，由传动轴将动力源传至分插变速箱，分插变速箱变速后由输出横轴输出，输出横轴带动分插机构旋转，旋转方向相对前进方向为反转，即分插机构将秧苗抛向插秧机的后方，秧箱斜面向前，秧门轨道安装在插秧机秧箱前下端的机架上，副秧门装在秧箱与秧门轨道之间，副秧门上下调整以控制秧苗与秧门轨道上表面的距离，从而控制秧爪每次抓取秧苗的深度。分插变速箱向输出横轴的档位控制株距，移箱档位控制每次秧爪取秧的宽度。滑行浮舟雪锹状头部向前，每次秧苗被秧爪抛入滑行浮舟的u形缺口的空穴中，在浮舟宽尾翼作用下抹平行迹时又将泥桨覆于秧苗根部，使秧苗站立固定。由于分插机构是反向旋转，秧苗向后抛，秧苗着土后向后远离插秧机，分插机构与已插好的秧苗没有相对干涉，整机结构相对紧凑。此为分插机构是反向应用。
32.图11显示的是本发明在独轮插秧机和四轮高速插秧机上的应用。具体地相对独轮插秧机而言，船板采用波浪式船板，前端为整体，后端对应每一行距装配所述滑行浮舟后端的u形缺口和所述向上的一对尾翼和向下的两对尾翼，使之具有所述滑行浮舟具体功能。船板上装有机架，而秧箱和秧箱移动机构、分插变速箱所述分插机构则装在这机架上。具体地秧箱斜面向后，秧门轨道安装在插秧机秧箱后下端的机架上，副秧门装在秧箱与秧门轨道之间。分插机构装在秧箱斜面的后下方，由于分插机构是正向旋转，秧苗向前抛，秧苗着土后向后远离插秧机时，要通过分插机构的秧针尖圆形轨迹最低点，为了使已插好的秧苗不会被秧针尖在轨迹最低点处将秧苗钩起，分插机构的安装饰位置要相对调高，要使秧针尖在轨迹最低点处不会钩起秧苗钩起。滑行浮舟安装相对位置与前者相同。此为分插机构的正向应用。
33.具体地相对四轮高速插秧机而言，由于四轮高速插秧机具有独立悬挂系统，而插秧总成则装在此悬挂系统上。具体地，插秧总成由秧箱机架、移箱插秧变速箱总成、本发明的分插机构和移箱及副秧门调整机构等组成。具体地秧箱机架与独立悬挂系统相对独立，秧箱机架可左右摆动，左右仿形油缸装在独立悬挂和秧箱机架之间执行左右仿形运动，升降油缸装在独立悬挂系统上执行升降仿形运动和插秧总成整体升降。具体地，秧箱斜面向后，分插机构正向旋转，秧苗向前抛。同样秧苗着土后向后远离插秧机时，要通过分插机构的秧针尖圆形轨迹最低点，为了使已插好的秧苗不会被秧针尖在轨迹最低点处将秧苗钩起，分插机构的安装饰位置要相对调高，要使秧针尖在轨迹最低点处不会钩起秧苗钩起。具体地，滑行浮舟则相对独立，两侧浮舟装有仿形传感器，中央浮舟装有升降传感器。具体地，插秧总成的动力源由行走系统的后桥分出再由万向传动轴输入到移箱插秧变速箱总成。移
箱插秧变速箱有两路输出，一路做移箱运动，一路输出到分插机构。对比传统的四轮高速插秧机，应用本发明的四轮高速插秧机从传动到整机结构大为精简，使整机重量大为减轻，且本发明所述分插机构的所有零件没有精密的异形齿轮、轴承和密封件，成本相对低廉，由于整机重量大为减轻，而使液压系统和控制成本进一步降低。此为分插机构的正向应用。
34.图12和图13显示的是本发明在背负式抛秧机上的应用，由于本发明所述分插机构是在秧门轨道的控制下，压缩秧爪使扭转弹簧向蓄能，而秧释放时秧爪的挥动使秧苗得到一定的初速度，而秧苗由于惯性的作用继续向下运动并脱离秧爪飞入泥土，分插机构不必直接与泥土接触。当我们改变秧门轨道的长度和出口角度时使秧苗得到理想的飞行抛物线轨迹，所以所述分插机构应用在背负式抛秧机上是一个很好的选择。具体地背负式抛秧机有一c形支架，c形支架装有背负式背带，抛秧机的秧箱斜面向前，后端弯曲向上，长宽能容纳一张钵体毯状秧苗即可，将其固定在一由钢管弯曲的c形支架上，移箱机构由原来的秧箱移动改为分插机构横向移动，即秧箱固定不动，在c形支架的前端装有横向导轨，所述分插机构在此应用中去掉滑行浮舟，所述分插组件、秧门轨道、副秧门加上横向移动支架作为一分插机构总成装在横向导轨上，分插机构总成可在横向导轨移动。横向输出轴做成空心轴，原来秧箱螺旋凸轮轴和导程滑块装在横向输出轴里面，另一端固定在支架上，当横向输出轴旋转时螺旋凸轮轴推动分插机构总成作横向移动。所述分插机构总成中分插组件可以只有一件也可有两件，秧门轨道、副秧门与之对应。当分插组件只有一件时，横向移动行程为毯状秧苗的宽度，当分插组件有两件时，横向移动行程为毯状秧苗的宽度的一半。
35.所述背负式抛秧机的动力来源有两种，一种是由带有齿轮箱的直流电动机带动，直流电动机齿轮箱轴出轴与横向输出轴对接，电源由12v电池提供，装在c形支架上的后面并兼做为配重。一种是由轻型汽油机作为动力源，轻型汽油机装在c形支架的后面并兼做为配重，动力源由离合器输出后，由一软轴输入到一个小型蜗轮蜗杆变速箱得到一合理的变速比后传动到横向输出轴。
36.综上所述以上几种实施方案的应用，本发明是水稻插秧机械领域的一种低成本通用性的技术解决方案，零部件数量少，零件加工容易，成本低廉，适应性高，解决了水稻插秧机低成本就低性能，高性能就高成本高价格的通病。具有高度的适应性和经济性。具体到每一类型的插秧机，其接口和各零部的装配关系作进一步优化后，适用于各种类型的插秧机。