组合式不完全非圆—椭圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了组合式不完全非圆—椭圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构。现有采用齿轮与凹、凸锁止弧结合的结构来达到取苗机构的大范围传动比变化，锁止弧进入和脱离的瞬间产生很大的冲击。本实用新型的中心轴与行星架固定，第一中心不完全非圆齿轮与机架固定，第二中心不完全非圆齿轮与第一中心不完全非圆齿轮固定，且均空套在中心轴上；第一中间椭圆齿轮与第一中间轴通过花键连接，第一中间不完全非圆齿轮与第一中间椭圆齿轮固定；第二中间椭圆齿轮与第二中间轴通过花键连接，第二中间不完全非圆齿轮与第二中间椭圆齿轮固定；第一行星椭圆齿轮与第一行星轴通过花键连接，第二行星椭圆齿轮与第二行星轴花键连接。本实用新型传动平稳、冲击小。
【专利说明】
组合式不完全非圆一椭圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构
技术领域
[0001] 本实用新型属于农业机械领域，涉及一种水稻钵苗移栽机构，具体涉及一种组合 式不完全非圆一椭圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构。
【背景技术】
[0002] 目前，水稻种植有两种农艺方式:直播和移栽，移栽又分为机插秧和钵苗移栽两种 方式。移栽具有使作物生育提早和对气候的补偿作用的综合效益，可以充分利用光热资源， 其经济与社会效益均非常可观。水田、旱地的钵苗移栽作业需要开发移栽取苗机构。而机插 秧的分插机构大部分只适用于取毯状苗，取苗时取苗爪对秧苗根须有损伤。而钵苗移栽机 构所取的秧苗为钵苗，钵与钵之间的苗不存在盘根现象，所以在取苗过程不存在伤根问题， 相比毯状苗插秧具有更加短的返青周期，这对提高水稻产量具有重大意义。
[0003] 现有的水稻钵苗移栽机构多采用齿轮与凹、凸锁止弧结合的结构来达到取苗机构 的大范围变化的传动比，锁止弧传动的传动比相当于无穷大，所以当锁止弧机构在进入和 脱离锁止弧的瞬间会产生很大的冲击，机构运行不稳定，不利于提高取苗速度。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的在于提供适用于高速钵苗移栽的一种齿轮行星轮系钵苗移栽 机构，通过调节第一中心不完全非圆齿轮的有齿部分对应的角度、椭圆齿轮的长轴以及中 间不完全非圆齿轮有齿部分对应的角度等参数，优化相关机构参数，设计出满足不同机型， 不同要求的钵苗移栽机构。
[0005] 本实用新型包括中心轴、行星架、第一中心不完全非圆齿轮、第二中心不完全非圆 齿轮、第一中间轴、第二中间轴、第一中间椭圆齿轮、第一中间不完全非圆齿轮、第二中间椭 圆齿轮、第二中间不完全非圆齿轮、第一行星轴、第二行星轴、第一行星椭圆齿轮、第二行星 椭圆齿轮和取苗爪。所述中心轴的一端与动力装置通过键连接，另一端与行星架固定;所述 的第一中心不完全非圆齿轮与机架固定，第二中心不完全非圆齿轮与第一中心不完全非圆 齿轮固定，且第一中心不完全非圆齿轮与第二中心不完全非圆齿轮的轮齿设置在不同侧； 所述的第一中心不完全非圆齿轮和第二中心不完全非圆齿轮均空套在中心轴上;所述的第 一中间轴和第二中间轴对称设置在中心轴两侧，且均与行星架通过轴承连接;所述的第一 中间椭圆齿轮与第一中间轴通过花键连接，第一中间不完全非圆齿轮空套在第一中间轴 上，并与第一中间椭圆齿轮固定;所述的第二中间椭圆齿轮与第二中间轴通过花键连接，第 二中间不完全非圆齿轮空套在第二中间轴上，并与第二中间椭圆齿轮固定;所述的第一行 星轴和第二行星轴对称设置在行星架两端，且均与行星架通过轴承连接;所述的第一行星 椭圆齿轮与第一行星轴通过花键连接，第二行星椭圆齿轮与第二行星轴通过花键连接;第 一行星轴和第二行星轴的一端均伸出行星架外，且分别与一个取苗爪的壳体固定;所述第 一中间椭圆齿轮的两侧分别与第一中心不完全非圆齿轮及第一行星椭圆齿轮通过齿轮副 连接;第二中间椭圆齿轮的两侧分别与中心不完全非圆齿轮及第二行星椭圆齿轮通过齿轮 副连接;所述的第二中心不完全非圆齿轮与第一中间不完全非圆齿轮或第二中间不完全非 圆齿轮通过齿轮副连接。
[0006] 所述的第二中心不完全非圆齿轮与第一中间不完全非圆齿轮在进入及脱离啮合 时刻的啮合传动比和第一中心不完全非圆齿轮与第一中间椭圆齿轮的啮合传动比相等。
[0007] 所述的第二中心不完全非圆齿轮与第二中间不完全非圆齿轮在进入及脱离啮合 时刻的啮合传动比和第一中心不完全非圆齿轮与第二中间椭圆齿轮的啮合传动比相等。
[0008] 所述的第二中心不完全非圆齿轮与第一中间不完全非圆齿轮啮合的传动比函数 (納）=叫+ Μ * sin (仍）+七* cos(納），其中肩为行星架的转角，参数a〇的取值范围为1~3，ai 的取值范围为〇~2，a2的取值范围为-1~0。
[0009] 所述的第一中间椭圆齿轮、第二中间椭圆齿轮、第一行星椭圆齿轮及第二行星椭 圆齿轮的节曲线参数相同;所述的第一中间不完全非圆齿轮与第二中间不完全非圆齿轮的 节曲线参数相同。
[0010] 所述的行星架转动，取苗爪的秧针尖点形成取苗轨迹;所述取苗轨迹的头部设有 环扣，环扣部分为取苗段，环扣高度为29~35mm。
[0011] 本实用新型的有益效果：
[0012] 1、本实用新型的不等速传动，使取苗爪的秧针尖点形成取苗轨迹，满足钵苗移栽 的农艺要求；
[0013] 2、本实用新型相比现有机构中的锁止弧机构，实现了行星架转动的整个周期内， 中心不完全非圆齿轮与中间不完全非圆齿轮在开始啮合及分离的时刻行星系第一级齿轮 副传动比的平缓变化，克服了现有机构中传动不稳定、冲击大的缺点；
[0014] 3、本实用新型能实现周期内二次传动比波动，双波峰比值约为3.2倍，易于形成理 想的插入穴盘的取苗段轨迹，且具有较好的推苗姿态；
[0015] 4、本实用新型结构简单、体积小、重量轻、振动小、制造成本低；
[0016] 5、本实用新型采用两个取苗爪的布置方案，行星架转动一次，取苗作业两次，工作 效率高，能适应移栽机在任何转速下的水田和旱地移栽作业。
【附图说明】
[0017] 图1为本实用新型的整体结构剖视图；
[0018] 图2为本实用新型的工作原理示意图；
[0019] 图3为本实用新型中行星系的结构示意图；
[0020] 图4-1为本实用新型中取苗爪的内部结构剖视图；
[0021 ]图4-2为本实用新型中取苗爪的整体结构示意图；
[0022]图5-1为本实用新型中行星架转角为0~218°时第一中心不完全非圆齿轮与第一 中间椭圆齿轮啮合的传动比曲线图；
[0023]图5-2为本实用新型中行星架转角为218~360°时第二中心不完全非圆齿轮与第 一中间不完全非圆齿轮啮合的传动比曲线图。
[0024]图中：1、中心轴，2、行星架，3、第一中心不完全非圆齿轮，4、第二中心不完全非圆 齿轮，5、第一中间轴，6、第二中间轴，7、第一中间椭圆齿轮，8、第一中间不完全非圆齿轮，9、 第二中间椭圆齿轮，10、第二中间不完全非圆齿轮，11、第一行星轴，12、第二行星轴，13、第 一行星椭圆齿轮，14、第二行星椭圆齿轮，15、取苗爪，15-1、推苗凸轮，15-2、推苗拨叉，15-3、推苗杆，15-4、秧针，15-5、弹簧，15-6、推苗爪，16、取苗轨迹，17、钵苗。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0026] 如图1、2和3所示，组合式不完全非圆一椭圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构，包括 中心轴1、行星架2、第一中心不完全非圆齿轮3、第二中心不完全非圆齿轮4、第一中间轴5、 第二中间轴6、第一中间椭圆齿轮7、第一中间不完全非圆齿轮8、第二中间非圆齿轮9、第二 中间不完全非圆齿轮10、第一行星轴11、第二行星轴12、第一行星椭圆齿轮13、第二行星椭 圆齿轮14和取苗爪15。中心轴1的一端与动力装置连接，另一端与行星架2固定;第一中心不 完全非圆齿轮3与机架固定，第二中心不完全非圆齿轮4与第一中心不完全非圆齿轮3固定， 且第一中心不完全非圆齿轮与第二中心不完全非圆齿轮的轮齿设置在不同侧;第一中心不 完全非圆齿轮3和第二中心不完全非圆齿轮4均空套在中心轴上;第一中间轴5和第二中间 轴6对称设置在中心轴两侧，且均与行星架2通过轴承连接;第一中间椭圆齿轮7与第一中间 轴5通过花键连接，第一中间不完全非圆齿轮8空套在第一中间轴上，并与第一中间椭圆齿 轮7固定;第二中间椭圆齿轮9与第二中间轴6通过花键连接，第二中间不完全非圆齿轮10空 套在第二中间轴上，并与第二中间椭圆齿轮9固定;第一行星轴11和第二行星轴12对称设置 在行星架2两端，且均与行星架通过轴承连接;第一行星椭圆齿轮13与第一行星轴11通过花 键连接，第二行星椭圆齿轮14与第二行星轴12通过花键连接;第一行星轴11和第二行星轴 12的一端均伸出行星架2外，且分别与一个取苗爪15的壳体固定。第一中间椭圆齿轮7的两 侧分别与第一中心不完全非圆齿轮3及第一行星椭圆齿轮13通过齿轮副连接;第二中间椭 圆齿轮9的两侧分别与第一中心不完全非圆齿轮3及第二行星椭圆齿轮14通过齿轮副连接； 当第一中心不完全非圆齿轮3与第一中间椭圆齿轮7开始啮合时，第二中心不完全非圆齿轮 4与第一中间不完全非圆齿轮8分离，与第二中间不完全非圆齿轮10啮合；当第一中心不完 全非圆齿轮3与第二中间椭圆齿轮9开始啮合时，第二中心不完全非圆齿轮4与第二中间不 完全非圆齿轮10分离，与第一中间不完全非圆齿轮8啮合，保证传动的连续性。
[0027] 第二中心不完全非圆齿轮4与第一中间不完全非圆齿轮8在进入及脱离啮合时刻 的啮合传动比和第一中心不完全非圆齿轮3与第一中间椭圆齿轮7的啮合传动比相等。
[0028] 第二中心不完全非圆齿轮4与第二中间不完全非圆齿轮10在进入及脱离啮合时刻 的啮合传动比和第一中心不完全非圆齿轮3与第二中间椭圆齿轮9的啮合传动比相等。
[0029] 第二中心不完全非圆齿轮4与第一中间不完全非圆齿轮8啮合的传动比函数 /(扔）=% + 碑 *s.in(^ ) + ": *cos?)，其中，釣为行星架的转角，参数a〇=l .9808、ai = l .6764 和 a2 = -0.4122。
[0030] 第一中间椭圆齿轮7、第二中间椭圆齿轮9、第一行星椭圆齿轮13与第二行星椭圆 齿轮14的节曲线参数相同；第一中间不完全非圆齿轮8与第二中间不完全非圆齿轮10的节 曲线参数相同。
[0031] 如图2所示，行星架2顺时针转动，通过行星系的不等速传动，取苗爪15的秧针尖点 形成取苗轨迹16;取苗轨迹的头部设有环扣，环扣部分为取苗段，环扣高度为29~35mm，保 证取苗爪垂直离开钵苗盘，避免取苗时损伤钵苗17。
[0032]如图4 - 1和4 - 2所示，取苗爪1 5采用成熟的现有技术，例如申请号为 201210293743.3 的专利。
[0033]如图5-1所示，行星架2转动的一个周期内，行星架转角为0~218°时，第一中心不 完全非圆齿轮3与第一中间椭圆齿轮7啮合，其传动比h随行星架转角％的变化规律，由图可 知其传动比变化平缓，传动平稳，冲击力小。如图5-2所示，行星架转角为218~360°时，第一 中心不完全非圆齿轮3与第一中间椭圆齿轮7脱离啮合;第二中心不完全非圆齿轮4与第一 中间不完全非圆齿轮8开始啮合，其传动比i随行星架转角約出现一个峰值，且峰值相对传 动比^的变化范围并未出现急剧变化。可见，第二中心不完全非圆齿轮4与第一中间不完全 非圆齿轮8啮合引起行星系第一级齿轮副传动比的突变小，且在行星架转动小角度范围内 实现了传动比i的整个变化过程，同时实现了行星架转动的整个周期内，行星系第一级齿轮 副传动比较为平缓的变化，与现有技术相比，传动平稳，冲击力小。
[0034]该组合式不完全非圆一椭圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构的工作原理：
[0035] 动力经中心轴1传给行星架2,带动行星架2转动;第一中心不完全非圆齿轮3空套 在中心轴1上并与机架固定，行星架2带动第一中间椭圆齿轮7、第二中间椭圆齿轮9、第一行 星椭圆齿轮13及第二行星椭圆齿轮14公转;第一中间椭圆齿轮7的两侧分别与第一中心不 完全非圆齿轮3及第一行星椭圆齿轮13啮合，第二中间椭圆齿轮9的两侧分别与第一中心不 完全非圆齿轮3及第二行星椭圆齿轮14啮合，实现了取苗爪15的不等速传动；当第一中心不 完全非圆齿轮3与第一中间椭圆齿轮7开始嗤合时，第二中心不完全非圆齿轮4与第一中间 不完全非圆齿轮8分离，与第二中间不完全非圆齿轮10啮合；当第一中心不完全非圆齿轮3 与第二中间椭圆齿轮9开始啮合时，第二中心不完全非圆齿轮4与第二中间不完全非圆齿轮 10分离，与第一中间不完全非圆齿轮8啮合，保证传动的连续性。
[0036] 当行星架2转动到推苗位置时，推苗凸轮15-1推动推苗拨叉15-2旋转，推苗拨叉 15-2带动推苗杆15-3向取苗爪15的头部运动，推苗杆头部的推苗爪15-6完成推苗动作，秧 针15-4在推苗杆的作用下张开，钵苗17脱落；当行星架2转动到取苗位置时，推苗拨叉15-2 处于推苗凸轮15-1的近休止段，推苗杆15-3及推苗拨叉15-2在弹簧15-5的作用下回到初始 位置，秧针15-4在推苗爪15-6的作用下加紧钵苗盘中的钵苗17,完成取苗动作并为下一次 推苗做准备。
【主权项】
1. 组合式不完全非圆一椭圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构，包括中心轴、行星架、第一 中心不完全非圆齿轮、第二中心不完全非圆齿轮、第一中间轴、第二中间轴、第一中间椭圆 齿轮、第一中间不完全非圆齿轮、第二中间椭圆齿轮、第二中间不完全非圆齿轮、第一行星 轴、第二行星轴、第一行星椭圆齿轮、第二行星椭圆齿轮和取苗爪，其特征在于:所述中心轴 的一端与动力装置通过键连接，另一端与行星架固定;所述的第一中心不完全非圆齿轮与 机架固定，第二中心不完全非圆齿轮与第一中心不完全非圆齿轮固定，且第一中心不完全 非圆齿轮与第二中心不完全非圆齿轮的轮齿设置在不同侧;所述的第一中心不完全非圆齿 轮和第二中心不完全非圆齿轮均空套在中心轴上;所述的第一中间轴和第二中间轴对称设 置在中心轴两侧，且均与行星架通过轴承连接;所述的第一中间椭圆齿轮与第一中间轴通 过花键连接，第一中间不完全非圆齿轮空套在第一中间轴上，并与第一中间椭圆齿轮固定； 所述的第二中间椭圆齿轮与第二中间轴通过花键连接，第二中间不完全非圆齿轮空套在第 二中间轴上，并与第二中间椭圆齿轮固定;所述的第一行星轴和第二行星轴对称设置在行 星架两端，且均与行星架通过轴承连接;所述的第一行星椭圆齿轮与第一行星轴通过花键 连接，第二行星椭圆齿轮与第二行星轴通过花键连接;第一行星轴和第二行星轴的一端均 伸出行星架外，且分别与一个取苗爪的壳体固定;所述第一中间椭圆齿轮的两侧分别与第 一中心不完全非圆齿轮及第一行星椭圆齿轮通过齿轮副连接;第二中间椭圆齿轮的两侧分 别与中心不完全非圆齿轮及第二行星椭圆齿轮通过齿轮副连接;所述的第二中心不完全非 圆齿轮与第一中间不完全非圆齿轮或第二中间不完全非圆齿轮通过齿轮副连接； 所述的第二中心不完全非圆齿轮与第一中间不完全非圆齿轮在进入及脱离啮合时刻 的啮合传动比和第一中心不完全非圆齿轮与第一中间椭圆齿轮的啮合传动比相等； 所述的第二中心不完全非圆齿轮与第二中间不完全非圆齿轮在进入及脱离啮合时刻 的啮合传动比和第一中心不完全非圆齿轮与第二中间椭圆齿轮的啮合传动比相等； 所述的第二中心不完全非圆齿轮与第一中间不完全非圆齿轮啮合的传动比函数 / (奶）=~% *_sjn (讯）+ a2 * cos (奶），其中肩为行星架的转角，参数a〇的取值范围为1~3，ai 的取值范围为〇~2，a2的取值范围为-1~0。2. 根据权利要求1所述的组合式不完全非圆一椭圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构，其 特征在于:所述的第一中间椭圆齿轮、第二中间椭圆齿轮、第一行星椭圆齿轮及第二行星椭 圆齿轮的节曲线参数相同;所述的第一中间不完全非圆齿轮与第二中间不完全非圆齿轮的 节曲线参数相同。3. 根据权利要求1所述的组合式不完全非圆一椭圆齿轮行星系水稻钵苗移栽机构，其 特征在于:所述的行星架转动，取苗爪的秧针尖点形成取苗轨迹;所述取苗轨迹的头部设有 环扣，环扣部分为取苗段，环扣高度为29~35mm。
【文档编号】F16H1/34GK205454544SQ201620158673
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月2日
【发明人】叶秉良, 金学军, 俞高红, 易卫明, 高杨
【申请人】浙江理工大学