組合式不完全非圓—橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了組合式不完全非圓—橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機構。現有采用齒輪與凹、凸鎖止弧結合的結構來達到取苗機構的大范圍傳動比變化，鎖止弧進入和脫離的瞬間產生很大的沖擊。本實用新型的中心軸與行星架固定，第一中心不完全非圓齒輪與機架固定，第二中心不完全非圓齒輪與第一中心不完全非圓齒輪固定，且均空套在中心軸上；第一中間橢圓齒輪與第一中間軸通過花鍵連接，第一中間不完全非圓齒輪與第一中間橢圓齒輪固定；第二中間橢圓齒輪與第二中間軸通過花鍵連接，第二中間不完全非圓齒輪與第二中間橢圓齒輪固定；第一行星橢圓齒輪與第一行星軸通過花鍵連接，第二行星橢圓齒輪與第二行星軸花鍵連接。本實用新型傳動平穩、沖擊小。
【專利說明】
組合式不完全非圓一橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機構
技術領域
[0001] 本實用新型屬于農業機械領域，涉及一種水稻缽苗移栽機構，具體涉及一種組合 式不完全非圓一橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機構。
【背景技術】
[0002] 目前，水稻種植有兩種農藝方式:直播和移栽，移栽又分為機插秧和缽苗移栽兩種 方式。移栽具有使作物生育提早和對氣候的補償作用的綜合效益，可以充分利用光熱資源， 其經濟與社會效益均非常可觀。水田、旱地的缽苗移栽作業需要開發移栽取苗機構。而機插 秧的分插機構大部分只適用于取毯狀苗，取苗時取苗爪對秧苗根須有損傷。而缽苗移栽機 構所取的秧苗為缽苗，缽與缽之間的苗不存在盤根現象，所以在取苗過程不存在傷根問題， 相比毯狀苗插秧具有更加短的返青周期，這對提高水稻產量具有重大意義。
[0003] 現有的水稻缽苗移栽機構多采用齒輪與凹、凸鎖止弧結合的結構來達到取苗機構 的大范圍變化的傳動比，鎖止弧傳動的傳動比相當于無窮大，所以當鎖止弧機構在進入和 脫離鎖止弧的瞬間會產生很大的沖擊，機構運行不穩定，不利于提高取苗速度。
【發明內容】
[0004] 本實用新型的目的在于提供適用于高速缽苗移栽的一種齒輪行星輪系缽苗移栽 機構，通過調節第一中心不完全非圓齒輪的有齒部分對應的角度、橢圓齒輪的長軸以及中 間不完全非圓齒輪有齒部分對應的角度等參數，優化相關機構參數，設計出滿足不同機型， 不同要求的缽苗移栽機構。
[0005] 本實用新型包括中心軸、行星架、第一中心不完全非圓齒輪、第二中心不完全非圓 齒輪、第一中間軸、第二中間軸、第一中間橢圓齒輪、第一中間不完全非圓齒輪、第二中間橢 圓齒輪、第二中間不完全非圓齒輪、第一行星軸、第二行星軸、第一行星橢圓齒輪、第二行星 橢圓齒輪和取苗爪。所述中心軸的一端與動力裝置通過鍵連接，另一端與行星架固定;所述 的第一中心不完全非圓齒輪與機架固定，第二中心不完全非圓齒輪與第一中心不完全非圓 齒輪固定，且第一中心不完全非圓齒輪與第二中心不完全非圓齒輪的輪齒設置在不同側； 所述的第一中心不完全非圓齒輪和第二中心不完全非圓齒輪均空套在中心軸上;所述的第 一中間軸和第二中間軸對稱設置在中心軸兩側，且均與行星架通過軸承連接;所述的第一 中間橢圓齒輪與第一中間軸通過花鍵連接，第一中間不完全非圓齒輪空套在第一中間軸 上，并與第一中間橢圓齒輪固定;所述的第二中間橢圓齒輪與第二中間軸通過花鍵連接，第 二中間不完全非圓齒輪空套在第二中間軸上，并與第二中間橢圓齒輪固定;所述的第一行 星軸和第二行星軸對稱設置在行星架兩端，且均與行星架通過軸承連接;所述的第一行星 橢圓齒輪與第一行星軸通過花鍵連接，第二行星橢圓齒輪與第二行星軸通過花鍵連接;第 一行星軸和第二行星軸的一端均伸出行星架外，且分別與一個取苗爪的殼體固定;所述第 一中間橢圓齒輪的兩側分別與第一中心不完全非圓齒輪及第一行星橢圓齒輪通過齒輪副 連接;第二中間橢圓齒輪的兩側分別與中心不完全非圓齒輪及第二行星橢圓齒輪通過齒輪 副連接;所述的第二中心不完全非圓齒輪與第一中間不完全非圓齒輪或第二中間不完全非 圓齒輪通過齒輪副連接。
[0006] 所述的第二中心不完全非圓齒輪與第一中間不完全非圓齒輪在進入及脫離嚙合 時刻的嚙合傳動比和第一中心不完全非圓齒輪與第一中間橢圓齒輪的嚙合傳動比相等。
[0007] 所述的第二中心不完全非圓齒輪與第二中間不完全非圓齒輪在進入及脫離嚙合 時刻的嚙合傳動比和第一中心不完全非圓齒輪與第二中間橢圓齒輪的嚙合傳動比相等。
[0008] 所述的第二中心不完全非圓齒輪與第一中間不完全非圓齒輪嚙合的傳動比函數 (納）=叫+ Μ * sin (仍）+七* cos(納），其中肩為行星架的轉角，參數a〇的取值范圍為1~3，ai 的取值范圍為〇~2，a2的取值范圍為-1~0。
[0009] 所述的第一中間橢圓齒輪、第二中間橢圓齒輪、第一行星橢圓齒輪及第二行星橢 圓齒輪的節曲線參數相同;所述的第一中間不完全非圓齒輪與第二中間不完全非圓齒輪的 節曲線參數相同。
[0010] 所述的行星架轉動，取苗爪的秧針尖點形成取苗軌跡;所述取苗軌跡的頭部設有 環扣，環扣部分為取苗段，環扣高度為29~35mm。
[0011] 本實用新型的有益效果：
[0012] 1、本實用新型的不等速傳動，使取苗爪的秧針尖點形成取苗軌跡，滿足缽苗移栽 的農藝要求；
[0013] 2、本實用新型相比現有機構中的鎖止弧機構，實現了行星架轉動的整個周期內， 中心不完全非圓齒輪與中間不完全非圓齒輪在開始嚙合及分離的時刻行星系第一級齒輪 副傳動比的平緩變化，克服了現有機構中傳動不穩定、沖擊大的缺點；
[0014] 3、本實用新型能實現周期內二次傳動比波動，雙波峰比值約為3.2倍，易于形成理 想的插入穴盤的取苗段軌跡，且具有較好的推苗姿態；
[0015] 4、本實用新型結構簡單、體積小、重量輕、振動小、制造成本低；
[0016] 5、本實用新型采用兩個取苗爪的布置方案，行星架轉動一次，取苗作業兩次，工作 效率高，能適應移栽機在任何轉速下的水田和旱地移栽作業。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本實用新型的整體結構剖視圖；
[0018] 圖2為本實用新型的工作原理示意圖；
[0019] 圖3為本實用新型中行星系的結構示意圖；
[0020] 圖4-1為本實用新型中取苗爪的內部結構剖視圖；
[0021 ]圖4-2為本實用新型中取苗爪的整體結構示意圖；
[0022]圖5-1為本實用新型中行星架轉角為0~218°時第一中心不完全非圓齒輪與第一 中間橢圓齒輪嚙合的傳動比曲線圖；
[0023]圖5-2為本實用新型中行星架轉角為218~360°時第二中心不完全非圓齒輪與第 一中間不完全非圓齒輪嚙合的傳動比曲線圖。
[0024]圖中：1、中心軸，2、行星架，3、第一中心不完全非圓齒輪，4、第二中心不完全非圓 齒輪，5、第一中間軸，6、第二中間軸，7、第一中間橢圓齒輪，8、第一中間不完全非圓齒輪，9、 第二中間橢圓齒輪，10、第二中間不完全非圓齒輪，11、第一行星軸，12、第二行星軸，13、第 一行星橢圓齒輪，14、第二行星橢圓齒輪，15、取苗爪，15-1、推苗凸輪，15-2、推苗撥叉，15-3、推苗桿，15-4、秧針，15-5、彈簧，15-6、推苗爪，16、取苗軌跡，17、缽苗。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0026] 如圖1、2和3所示，組合式不完全非圓一橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機構，包括 中心軸1、行星架2、第一中心不完全非圓齒輪3、第二中心不完全非圓齒輪4、第一中間軸5、 第二中間軸6、第一中間橢圓齒輪7、第一中間不完全非圓齒輪8、第二中間非圓齒輪9、第二 中間不完全非圓齒輪10、第一行星軸11、第二行星軸12、第一行星橢圓齒輪13、第二行星橢 圓齒輪14和取苗爪15。中心軸1的一端與動力裝置連接，另一端與行星架2固定;第一中心不 完全非圓齒輪3與機架固定，第二中心不完全非圓齒輪4與第一中心不完全非圓齒輪3固定， 且第一中心不完全非圓齒輪與第二中心不完全非圓齒輪的輪齒設置在不同側;第一中心不 完全非圓齒輪3和第二中心不完全非圓齒輪4均空套在中心軸上;第一中間軸5和第二中間 軸6對稱設置在中心軸兩側，且均與行星架2通過軸承連接;第一中間橢圓齒輪7與第一中間 軸5通過花鍵連接，第一中間不完全非圓齒輪8空套在第一中間軸上，并與第一中間橢圓齒 輪7固定;第二中間橢圓齒輪9與第二中間軸6通過花鍵連接，第二中間不完全非圓齒輪10空 套在第二中間軸上，并與第二中間橢圓齒輪9固定;第一行星軸11和第二行星軸12對稱設置 在行星架2兩端，且均與行星架通過軸承連接;第一行星橢圓齒輪13與第一行星軸11通過花 鍵連接，第二行星橢圓齒輪14與第二行星軸12通過花鍵連接;第一行星軸11和第二行星軸 12的一端均伸出行星架2外，且分別與一個取苗爪15的殼體固定。第一中間橢圓齒輪7的兩 側分別與第一中心不完全非圓齒輪3及第一行星橢圓齒輪13通過齒輪副連接;第二中間橢 圓齒輪9的兩側分別與第一中心不完全非圓齒輪3及第二行星橢圓齒輪14通過齒輪副連接； 當第一中心不完全非圓齒輪3與第一中間橢圓齒輪7開始嚙合時，第二中心不完全非圓齒輪 4與第一中間不完全非圓齒輪8分離，與第二中間不完全非圓齒輪10嚙合；當第一中心不完 全非圓齒輪3與第二中間橢圓齒輪9開始嚙合時，第二中心不完全非圓齒輪4與第二中間不 完全非圓齒輪10分離，與第一中間不完全非圓齒輪8嚙合，保證傳動的連續性。
[0027] 第二中心不完全非圓齒輪4與第一中間不完全非圓齒輪8在進入及脫離嚙合時刻 的嚙合傳動比和第一中心不完全非圓齒輪3與第一中間橢圓齒輪7的嚙合傳動比相等。
[0028] 第二中心不完全非圓齒輪4與第二中間不完全非圓齒輪10在進入及脫離嚙合時刻 的嚙合傳動比和第一中心不完全非圓齒輪3與第二中間橢圓齒輪9的嚙合傳動比相等。
[0029] 第二中心不完全非圓齒輪4與第一中間不完全非圓齒輪8嚙合的傳動比函數 /(扔）=% + 碑 *s.in(^ ) + ": *cos?)，其中，釣為行星架的轉角，參數a〇=l .9808、ai = l .6764 和 a2 = -0.4122。
[0030] 第一中間橢圓齒輪7、第二中間橢圓齒輪9、第一行星橢圓齒輪13與第二行星橢圓 齒輪14的節曲線參數相同；第一中間不完全非圓齒輪8與第二中間不完全非圓齒輪10的節 曲線參數相同。
[0031] 如圖2所示，行星架2順時針轉動，通過行星系的不等速傳動，取苗爪15的秧針尖點 形成取苗軌跡16;取苗軌跡的頭部設有環扣，環扣部分為取苗段，環扣高度為29~35mm，保 證取苗爪垂直離開缽苗盤，避免取苗時損傷缽苗17。
[0032]如圖4 - 1和4 - 2所示，取苗爪1 5采用成熟的現有技術，例如申請號為 201210293743.3 的專利。
[0033]如圖5-1所示，行星架2轉動的一個周期內，行星架轉角為0~218°時，第一中心不 完全非圓齒輪3與第一中間橢圓齒輪7嚙合，其傳動比h隨行星架轉角％的變化規律，由圖可 知其傳動比變化平緩，傳動平穩，沖擊力小。如圖5-2所示，行星架轉角為218~360°時，第一 中心不完全非圓齒輪3與第一中間橢圓齒輪7脫離嚙合;第二中心不完全非圓齒輪4與第一 中間不完全非圓齒輪8開始嚙合，其傳動比i隨行星架轉角約出現一個峰值，且峰值相對傳 動比^的變化范圍并未出現急劇變化。可見，第二中心不完全非圓齒輪4與第一中間不完全 非圓齒輪8嚙合引起行星系第一級齒輪副傳動比的突變小，且在行星架轉動小角度范圍內 實現了傳動比i的整個變化過程，同時實現了行星架轉動的整個周期內，行星系第一級齒輪 副傳動比較為平緩的變化，與現有技術相比，傳動平穩，沖擊力小。
[0034]該組合式不完全非圓一橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機構的工作原理：
[0035] 動力經中心軸1傳給行星架2,帶動行星架2轉動;第一中心不完全非圓齒輪3空套 在中心軸1上并與機架固定，行星架2帶動第一中間橢圓齒輪7、第二中間橢圓齒輪9、第一行 星橢圓齒輪13及第二行星橢圓齒輪14公轉;第一中間橢圓齒輪7的兩側分別與第一中心不 完全非圓齒輪3及第一行星橢圓齒輪13嚙合，第二中間橢圓齒輪9的兩側分別與第一中心不 完全非圓齒輪3及第二行星橢圓齒輪14嚙合，實現了取苗爪15的不等速傳動；當第一中心不 完全非圓齒輪3與第一中間橢圓齒輪7開始嗤合時，第二中心不完全非圓齒輪4與第一中間 不完全非圓齒輪8分離，與第二中間不完全非圓齒輪10嚙合；當第一中心不完全非圓齒輪3 與第二中間橢圓齒輪9開始嚙合時，第二中心不完全非圓齒輪4與第二中間不完全非圓齒輪 10分離，與第一中間不完全非圓齒輪8嚙合，保證傳動的連續性。
[0036] 當行星架2轉動到推苗位置時，推苗凸輪15-1推動推苗撥叉15-2旋轉，推苗撥叉 15-2帶動推苗桿15-3向取苗爪15的頭部運動，推苗桿頭部的推苗爪15-6完成推苗動作，秧 針15-4在推苗桿的作用下張開，缽苗17脫落；當行星架2轉動到取苗位置時，推苗撥叉15-2 處于推苗凸輪15-1的近休止段，推苗桿15-3及推苗撥叉15-2在彈簧15-5的作用下回到初始 位置，秧針15-4在推苗爪15-6的作用下加緊缽苗盤中的缽苗17,完成取苗動作并為下一次 推苗做準備。
【主權項】
1. 組合式不完全非圓一橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機構，包括中心軸、行星架、第一 中心不完全非圓齒輪、第二中心不完全非圓齒輪、第一中間軸、第二中間軸、第一中間橢圓 齒輪、第一中間不完全非圓齒輪、第二中間橢圓齒輪、第二中間不完全非圓齒輪、第一行星 軸、第二行星軸、第一行星橢圓齒輪、第二行星橢圓齒輪和取苗爪，其特征在于:所述中心軸 的一端與動力裝置通過鍵連接，另一端與行星架固定;所述的第一中心不完全非圓齒輪與 機架固定，第二中心不完全非圓齒輪與第一中心不完全非圓齒輪固定，且第一中心不完全 非圓齒輪與第二中心不完全非圓齒輪的輪齒設置在不同側;所述的第一中心不完全非圓齒 輪和第二中心不完全非圓齒輪均空套在中心軸上;所述的第一中間軸和第二中間軸對稱設 置在中心軸兩側，且均與行星架通過軸承連接;所述的第一中間橢圓齒輪與第一中間軸通 過花鍵連接，第一中間不完全非圓齒輪空套在第一中間軸上，并與第一中間橢圓齒輪固定； 所述的第二中間橢圓齒輪與第二中間軸通過花鍵連接，第二中間不完全非圓齒輪空套在第 二中間軸上，并與第二中間橢圓齒輪固定;所述的第一行星軸和第二行星軸對稱設置在行 星架兩端，且均與行星架通過軸承連接;所述的第一行星橢圓齒輪與第一行星軸通過花鍵 連接，第二行星橢圓齒輪與第二行星軸通過花鍵連接;第一行星軸和第二行星軸的一端均 伸出行星架外，且分別與一個取苗爪的殼體固定;所述第一中間橢圓齒輪的兩側分別與第 一中心不完全非圓齒輪及第一行星橢圓齒輪通過齒輪副連接;第二中間橢圓齒輪的兩側分 別與中心不完全非圓齒輪及第二行星橢圓齒輪通過齒輪副連接;所述的第二中心不完全非 圓齒輪與第一中間不完全非圓齒輪或第二中間不完全非圓齒輪通過齒輪副連接； 所述的第二中心不完全非圓齒輪與第一中間不完全非圓齒輪在進入及脫離嚙合時刻 的嚙合傳動比和第一中心不完全非圓齒輪與第一中間橢圓齒輪的嚙合傳動比相等； 所述的第二中心不完全非圓齒輪與第二中間不完全非圓齒輪在進入及脫離嚙合時刻 的嚙合傳動比和第一中心不完全非圓齒輪與第二中間橢圓齒輪的嚙合傳動比相等； 所述的第二中心不完全非圓齒輪與第一中間不完全非圓齒輪嚙合的傳動比函數 / (奶）=~% *_sjn (訊）+ a2 * cos (奶），其中肩為行星架的轉角，參數a〇的取值范圍為1~3，ai 的取值范圍為〇~2，a2的取值范圍為-1~0。2. 根據權利要求1所述的組合式不完全非圓一橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機構，其 特征在于:所述的第一中間橢圓齒輪、第二中間橢圓齒輪、第一行星橢圓齒輪及第二行星橢 圓齒輪的節曲線參數相同;所述的第一中間不完全非圓齒輪與第二中間不完全非圓齒輪的 節曲線參數相同。3. 根據權利要求1所述的組合式不完全非圓一橢圓齒輪行星系水稻缽苗移栽機構，其 特征在于:所述的行星架轉動，取苗爪的秧針尖點形成取苗軌跡;所述取苗軌跡的頭部設有 環扣，環扣部分為取苗段，環扣高度為29~35mm。
【文檔編號】F16H1/34GK205454544SQ201620158673
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月2日
【發明人】葉秉良, 金學軍, 俞高紅, 易衛明, 高楊
【申請人】浙江理工大學