专利名称：高速插秧机椭圆齿轮—椭圆锥齿轮宽窄行分插机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及农业机械，尤其涉及一种高速插秧机椭圆齿轮一椭圆锥齿轮宽窄行分插机构。
背景技术：
宽窄行插秧是指水稻插秧机的行间距实行一宽一窄的种植方式，这种种植方式利用作物边际优势的增产原理，通过调整插秧的行间距，改善植株间通风、透光度，减轻病害， 增加叶面积指数，延长叶片寿命，加速干物质积累，从而达到优质高产、节本增效的目的。分插机构是插秧机上实现取秧、植入田中、使秧苗成行种植的部件。以往公开的分插机构专利文献，齿轮盒中的行星齿轮传动系中，中心轴、中间轴和行星轴多为平行布置， 栽植臂上秧针在垂直于中心轴和地面的平面内运动，在现有秧箱取秧口等距分布的前提下，分插机构秧针的轨迹只能实现秧苗的等行距栽植，而不能满足秧苗宽窄行栽植的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种高速插秧机椭圆齿轮一椭圆锥齿轮宽窄行分插机构，采用椭圆齿轮、椭圆锥齿轮实现宽窄行插秧的要求，通过调节行星椭圆锥齿轮轴与中间椭圆锥齿轮轴之间的轴交角，优化相关机构参数，可以设计出满足不同机型、不同宽窄行农艺要求的宽窄行分插机构。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是
本发明包括在链轮箱内的动力由安装在主动链轮轴上的主动链轮经链条传递到中心链轮上，中心链轮固接在中心轴上，中心轴两轴端分别固定有内部传动结构相同的左、右齿轮箱，伸出左、右齿轮箱外的左上、左下、右上和右下的行星轴上分别装有结构相同的左上、 左下、右上和右下栽植臂部件。在左齿轮箱内的左中心椭圆齿轮空套在中心轴的一端，通过左牙嵌式法兰与链轮箱的一端固定联接，左中心椭圆齿轮分别与固装在左上、左下中间轴上的左上、左下中间椭圆齿轮相啮合，分别带动与左上、左下中间椭圆齿轮同轴安装的左上、左下中间椭圆锥齿轮转动，左上、左下中间椭圆锥齿轮分别与固装在左上、左下行星轴上的左上、左下行星椭圆锥齿轮相啮合，左上、左下行星轴伸出左齿轮箱的一端固定有左上、左下栽植臂，左上、左下栽植臂的绝对运动为左上、左下行星椭圆锥齿轮相对左齿轮箱的非勻速转动和左齿轮箱绕中心轴的圆周运动的合成运动。在右齿轮箱内的右中心椭圆齿轮空套在中心轴的另一端，通过右牙嵌式法兰与链轮箱的另一端固定联接，右中心椭圆齿轮分别与固装在右上、右下中间轴上的右上、右下中间椭圆齿轮相啮合，分别带动与右上、右下中间椭圆齿轮同轴安装的右上、右下中间椭圆锥齿轮转动，右上、右下中间椭圆锥齿轮分别与固装在右上、右下行星轴上的右上、右下行星椭圆锥齿轮相啮合，右上、右下行星轴伸出右齿轮箱的一端固定有右上、右下栽植臂，右上、 右下栽植臂的绝对运动为右上、右下行星椭圆锥齿轮相对右齿轮箱的非勻速转动和右齿轮箱绕中心轴的圆周运动的合成运动。所述的左、右齿轮箱内的左、右中心椭圆齿轮，左上、左下、右上、右下中间椭圆锥齿轮和左上、左下、右上、右下行星椭圆锥齿轮三轴齿轮行星系的三轴轴心的相对位置成直线形排列。所述的左上、左下、右上、右下中间轴与中心轴平行，左上、左下、右上、右下行星轴与左上、左下、右上、右下中间轴的轴交角为不等于90度的 “角，根据相应的宽窄行行距农艺要求调节设计，使得左上、左下、右上、右下栽植臂上的秧针在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或向右偏移相应距离，从而实现所插秧苗行距宽窄分布。所述的左、右齿轮箱内的左、右中心椭圆齿轮，左上、左下、右上、右下中间椭圆齿轮都是正齿椭圆齿轮。所述的左、右中心椭圆齿轮，左上、左下、右上、右下中间椭圆齿轮是几何参数完全相同的正齿椭圆齿轮；左上、左下、右上、右下中间椭圆锥齿轮，左、右行星椭圆锥齿轮是齿轮几何参数完全相同的椭圆锥齿轮。本发明具有的有益效果是
固定在中心轴上的左、右齿轮箱内设置相互啮合的左、右中心椭圆齿轮、左、右中间椭圆齿轮，同轴安装的左、右中间椭圆齿轮、左、右中间椭圆锥齿轮，相互啮合的左、右中间椭圆锥齿轮、左、右行星椭圆锥齿轮左、右行星椭圆锥齿轮与左、右中间椭圆锥齿轮之间的轴交角为不等于90度的一个小角T使得栽植臂秧针在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或向右偏移相应距离，使得所插秧苗行距成宽窄变化，实现宽窄行插秧的农艺要求，改变轴交角$的大小，该分插机构可以满足不同的宽窄行农艺要求。
图1是本发明的机构示意图。图2是本发明的传动齿轮结构图，图中“角表示行星椭圆锥齿轮和中间椭圆锥齿轮之间的轴交角。图3是本发明的栽植臂内部结构图。图4是图2的A向视图，表示本发明的传动齿轮布置图。图5是本发明安装在同一链轮箱上左右一对分插机构形成的在插秧机前进方向插秧轨迹推秧点距离大于秧门间距的原理示意图。图6是本发明安装在相邻链轮箱上相邻的两个分插机构形成的在插秧机前进方向插秧轨迹推秧点距离小于秧门间距的原理示意图。图中1.中心链轮，2.中心轴，3.右牙嵌式法兰，3 ‘.左牙嵌式法兰，4.右中心椭圆齿轮，4丨.左中心椭圆齿轮，5.右齿轮箱，5丨.左齿轮箱，6.右下行星椭圆锥齿轮， 6丨.左下行星椭圆锥齿轮，7.右下行星轴，7丨.左下行星轴，8.右下栽植臂，8丨.左下栽植臂，9.右下中间椭圆锥齿轮，9丨.左下中间椭圆锥齿轮，10.右下中间轴，10丨.左下中间轴，11.右下中间椭圆齿轮，11 ‘.左下中间椭圆齿轮，12.右上中间椭圆齿轮，12 ‘. 左上中间椭圆齿轮，13.右上中间轴，13 ‘左上中间轴，14.右上中间椭圆锥齿轮，14 ‘.左上中间椭圆锥齿轮，15.右上行星椭圆锥齿轮，15丨.左上行星椭圆锥齿轮，16.右上行星轴，16 ‘.左上行星轴，17.右上栽植臂，17 ‘.左上栽植臂，18.链轮，19.主动链轮，20.主动链轮轴，21.链轮箱，22.凸轮，23.拨叉，24.推秧杆，25.弹簧，26.秧门，27.前进方向插秧轨迹，28.地面。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图1、图2、图3所示，本发明包括在链轮箱21内的动力由安装在主动链轮轴20 上的主动链轮19经链条18传递到中心链轮1上，中心链轮1固接在中心轴2上，中心轴2 两轴端分别固定有内部传动结构相同的左、右齿轮箱5 ‘、5，伸出左、右齿轮箱5 ‘、5外的左上、左下、右上和右下的行星轴上分别装有结构相同的左上、左下、右上和右下栽植臂部件。在左齿轮箱5'内的左中心椭圆齿轮4'空套在中心轴的一端，通过左牙嵌式法兰3'与链轮箱21的一端固定联接，左中心椭圆齿轮4 ‘分别与固装在左上、左下中间轴 13' UO ‘上的左上、左下中间椭圆齿轮12 ‘ Ul ‘相啮合，分别带动与左上、左下中间椭圆齿轮12' Ul ‘同轴安装的左上、左下中间椭圆锥齿轮14'、9 ‘转动，左上、左下中间椭圆锥齿轮14 ‘、9 ‘分别与固装在左上、左下行星轴16 ‘、 ‘上的左上、左下行星椭圆锥齿轮15'、6'相啮合，左上、左下行星轴16 ‘、 ‘伸出左齿轮箱5'的一端固定有左上、左下栽植臂17'、8'，左上、左下栽植臂17'、8'的绝对运动为左上、左下行星椭圆锥齿轮15'、6'相对左齿轮箱5'的非勻速转动和左齿轮箱5 ‘绕中心轴2的圆周运动的合成运动。在右齿轮箱5内的右中心椭圆齿轮4空套在中心轴的另一端，通过右牙嵌式法兰 3与链轮箱21的另一端固定联接，右中心椭圆齿轮4分别与固装在右上、右下中间轴13、10 上的右上、右下中间椭圆齿轮12、11相啮合，分别带动与右上、右下中间椭圆齿轮12、11同轴安装的右上、右下中间椭圆锥齿轮14、9转动，右上、右下中间椭圆锥齿轮14、9分别与固装在右上、右下行星轴16、7上的右上、右下行星椭圆锥齿轮15、6相啮合，右上、右下行星轴 16、7伸出右齿轮箱5的一端固定有右上、右下栽植臂8、17，右上、右下栽植臂17、8的绝对运动为右上、右下行星椭圆锥齿轮15、6相对右齿轮箱5的非勻速转动和右齿轮箱5绕中心轴2的圆周运动的合成运动。所述的左、右齿轮箱5'、5内的左、右中心椭圆齿轮4'、4，左上、左下、右上、右下中间椭圆锥齿轮14'、9 ‘、14、9和左上、左下、右上、右下行星椭圆锥齿轮15 ‘、6 ‘、15、 6三轴齿轮行星系的三轴轴心的相对位置成直线形排列。图4中仅表示右传动箱的三轴轴心的相对位置成直线形排列。所述的左上、左下、右上、右下中间轴13 ‘ UO ‘、13、10与中心轴2平行，左上、左下、右上、右下行星轴16'、 丨、16、7与左上、左下、右上、右下中间轴13 ‘、10'、13、10的轴交角为不等于90度的“角，根据相应的宽窄行行距农艺要求调节设计，使得左上、左下、 右上、右下栽植臂17'、8'、17、8上的秧针在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或向右偏移相应距离，从而实现所插秧苗行距宽窄分布。图2中仅表示右传动箱的轴交角。所述的左、右齿轮箱5'、5内的左、右中心椭圆齿轮4'、4，左上、左下、右上、右下中间椭圆齿轮12' Ul ‘、12、11都是正齿椭圆齿轮。
所述的左、右中心椭圆齿轮4、4 ‘，左上、左下、右上、右下中间椭圆齿轮12 ‘、
11’、12、11是几何参数完全相同的正齿椭圆齿轮；左上、左下、右上、右下中间椭圆锥齿轮 14'、9' 14、9，左、右行星椭圆锥齿轮15'、6'、15、6是齿轮几何参数完全相同的椭圆锥齿轮。如图2、图4所示，以右齿轮箱5内的齿轮为例说明左、右行星椭圆锥齿轮6、6 ‘， 15,15 ‘与左、右中间椭圆锥齿轮9、9 ‘ ,14,14 ‘之间的安装关系，右行星轴7、16与右中间轴10、13之间的轴交角，并不等于常见的锥齿轮之间90度的轴交角，而是一个小角』也即右行星椭圆锥齿轮6、15与右中间椭圆锥齿轮9、14大端面之间的轴交角为不等于90度的一个小角f本发明也正是利用这个特点设计分插机构的空间插秧轨迹。通过调节右行星椭圆锥齿轮6、15和右中间椭圆锥齿轮9、14之间的轴交角可以形成不同的宽窄行秧针尖点运动轨迹，如图5所示，为安装在同一链轮箱上左右一对分插机构形成的轨迹27，取秧点间的距离小于插秧点间的距离，取秧点即在秧门沈处，插秧点即插秧轨迹27与地面28的交点；图6所示为安装在相邻链轮箱上相邻的两个分插机构形成的轨迹27，取秧点距离大于插秧点距离。本发明的工作原理是
分插机构动力由插秧机链轮箱21内的主动链轮19经链条18传递到中心链轮1上，带动中心轴2转动，中心轴2带动左、右齿轮箱5、5'转动，左、右齿轮箱5、5'内，空套在中心轴2上与链轮箱21固定的左、右中心椭圆齿轮4、4 ‘与左、右中间椭圆齿轮11、11 ‘，12、
12‘啮合，左、右中间椭圆锥齿轮9、9 ‘ ,14,14 ‘与左、右中间椭圆齿轮11、11 ‘ ,12,12 ‘ 同轴安装，且与左、右行星椭圆锥齿轮6、6 ‘ ,15,5 ‘啮合，左、右行星椭圆锥齿轮6、6 ‘， 15,15 ‘与左、右中间椭圆锥齿轮9、9 ‘ ,14,14 ‘之间的轴交角为不等于90度的一个小角。当左、右行星椭圆锥齿轮6、6 ‘ ,15,15 ‘随左、右行星轴7、7' ,16,16 ‘相对左、右齿轮箱5、5'转动时，带动左、右栽植臂8、8 ‘ ,17,17 ‘转动，由于左、右行星椭圆锥齿轮6、 6 ‘ ,15,15 ‘与左、右中间椭圆锥齿轮9、9 ‘ ,14,14 ‘之间的轴交角并不等于90度，因此左、右栽植臂8、8' ,17,17 ‘的转动平面与左、右齿轮箱5、5 ‘的转动平面不是平行平面， 成P的夹角，这样左、右栽植臂8、8 ‘ ,17,17 ‘上的秧针在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或向右偏移相应距离。左、右栽植臂8、8' ,17,17 ‘的转动使左、右拨叉23围绕固定的左、右凸轮22 (固定在左、右齿轮箱5、5 ‘上)摆动，在取秧前左、右拨叉23经过左、右凸轮22的上升段而抬起，将左、右推秧杆M提高至最高点，同时压缩推秧弹簧25 ；在取秧到插秧前，左、右拨叉23处于左、右凸轮22的最高位置保持段；当秧爪到达插秧位置，左、右拨叉23转至左、右凸轮22缺口，推秧弹簧25回位推动推秧杆M向下快速运动，将秧苗推入土中。从而顺序完成了水稻秧苗的取秧、插秧动作，实现水稻秧苗的机械化宽窄行移栽。上述具体实施方式
用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种高速插秧机椭圆齿轮一椭圆锥齿轮宽窄行分插机构，包括在链轮箱(21)内的动力由安装在主动链轮轴(20)上的主动链轮(19)经链条(18)传递到中心链轮(1)上，中心链轮(1)固接在中心轴(2)上，中心轴(2)两轴端分别固定有内部传动结构相同的左、右齿轮箱(5'、5)，伸出左、右齿轮箱(5 ‘、5)外的左上、左下、右上和右下的行星轴上分别装有结构相同的左上、左下、右上和右下栽植臂部件；其特征在于在左齿轮箱(5 ‘)内的左中心椭圆齿轮(4 ‘)空套在中心轴的一端，通过左牙嵌式法兰(3')与链轮箱(21)的一端固定联接，左中心椭圆齿轮(4 ‘)分别与固装在左上、左下中间轴(13' UO ‘)上的左上、左下中间椭圆齿轮(12 ‘ Ul ‘)相啮合，分别带动与左上、 左下中间椭圆齿轮(12' Ul ‘)同轴安装的左上、左下中间椭圆锥齿轮(14 ‘、9 ‘)转动， 左上、左下中间椭圆锥齿轮(14 ‘、9 ‘)分别与固装在左上、左下行星轴(16 ‘、 ‘)上的左上、左下行星椭圆锥齿轮(15 ‘、6')相啮合，左上、左下行星轴(16 ‘、7')伸出左齿轮箱(5')的一端固定有左上、左下栽植臂(17 ‘、8')，左上、左下栽植臂(17 ‘、8')的绝对运动为左上、左下行星椭圆锥齿轮(15丨、6丨)相对左齿轮箱(5丨)的非勻速转动和左齿轮箱(5')绕中心轴(2)的圆周运动的合成运动；在右齿轮箱(5)内的右中心椭圆齿轮(4)空套在中心轴的另一端，通过右牙嵌式法兰 (3)与链轮箱(21)的另一端固定联接，右中心椭圆齿轮(4)分别与固装在右上、右下中间轴 (13、10)上的右上、右下中间椭圆齿轮(12、11)相啮合，分别带动与右上、右下中间椭圆齿轮(12、11)同轴安装的右上、右下中间椭圆锥齿轮(14、9)转动，右上、右下中间椭圆锥齿轮 (14、9)分别与固装在右上、右下行星轴(16、7)上的右上、右下行星椭圆锥齿轮(15、6)相啮合，右上、右下行星轴(16、7)伸出右齿轮箱(5)的一端固定有右上、右下栽植臂(8、17)，右上、右下栽植臂(17、8)的绝对运动为右上、右下行星椭圆锥齿轮(15、6)相对右齿轮箱(5) 的非勻速转动和右齿轮箱(5)绕中心轴(2)的圆周运动的合成运动。
2.根据权利要求1所述的一种高速插秧机椭圆齿轮一椭圆锥齿轮宽窄行分插机构， 其特征在于所述的左、右齿轮箱(5 ‘、5)内的左、右中心椭圆齿轮(4 ‘、4)，左上、左下、 右上、右下中间椭圆锥齿轮(14 ‘、9 ‘、14、9)和左上、左下、右上、右下行星椭圆锥齿轮 (15 ‘、6'、15、6)三轴齿轮行星系的三轴轴心的相对位置成直线形排列。
3.根据权利要求1所述的一种高速插秧机椭圆齿轮一椭圆锥齿轮宽窄行分插机构，其特征在于所述的左上、左下、右上、右下中间轴(13 ‘ UO ‘、13、10)与中心轴(2)平行，左上、左下、右上、右下行星轴(16'、 '、16、7)与左上、左下、右上、右下中间轴(13' ,10'、 13、10)的轴交角为不等于90度的Ψ 角，根据相应的宽窄行行距农艺要求调节设计，使得左上、左下、右上、右下栽植臂(17 ‘、 8丨、17、8)上的秧针在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或向右偏移相应距离，从而实现所插秧苗行距宽窄分布。
4.根据权利要求1所述的一种高速插秧机椭圆齿轮一椭圆锥齿轮宽窄行分插机构，其特征在于所述的左、右齿轮箱(5 ‘、5)内的左、右中心椭圆齿轮(4 ‘、4)，左上、左下、右上、右下中间椭圆齿轮(12 ‘ Ul ‘、12、11)都是正齿椭圆齿轮。
5.根据权利要求1所述的一种高速插秧机椭圆齿轮一椭圆锥齿轮宽窄行分插机构， 其特征在于所述的左、右中心椭圆齿轮(4、4丨)，左上、左下、右上、右下中间椭圆齿轮 (12 ‘ Ul ‘、12、11)是几何参数完全相同的正齿椭圆齿轮；左上、左下、右上、右下中间椭圆锥齿轮(14'、9' 14、9)，左、右行星椭圆锥齿轮(15'、6'、15、6)是齿轮几何参数完全相同的椭圆锥齿轮。
全文摘要
本发明公开了一种高速插秧机椭圆齿轮—椭圆锥齿轮宽窄行分插机构。中心轴两轴端固定有内部传动结构相同的左、右齿轮箱，中心椭圆齿轮通过牙嵌式法兰固定在链轮箱上，且与中间椭圆齿轮啮合，带动与中间椭圆齿轮同轴安装的中间椭圆锥齿轮转动，而中间椭圆锥齿轮与行星椭圆锥齿轮啮合，行星轴伸出齿轮箱的一端固定有栽植臂部件，栽植臂的绝对运动为行星椭圆锥齿轮相对齿轮箱的空间非匀速转动和齿轮箱相对中心轴的圆周运动的合成运动。所述的中间轴与中心轴相平行，而行星轴与中间轴之间的轴交角为不等于90度的一个小角φ，使得栽植臂上的秧针在取秧后，其插秧点相对于取秧点向左或向右偏移相应距离，实现宽窄行插秧的农艺要求。
文档编号A01C11/02GK102301857SQ20111020213
公开日2012年1月4日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者姚佳明, 孙良, 赵匀, 赵雄 申请人:浙江理工大学