一種直取式水稻缽苗寬窄行移栽機構的制作方法

本實用新型屬于農業機械領域，涉及高速缽苗寬窄行移栽機，具體涉及一種直取式水稻缽苗寬窄行移栽機構。

背景技術：

目前，水稻插秧機得到了較為廣泛的應用，但插秧機的分插機構所取的秧苗都為毯狀苗，通過撕扯秧苗，再插入田間，容易傷害秧苗根部。缽苗寬窄行移栽機構所取的秧苗為缽苗，缽與缽之間的苗相互獨立，不存在盤根現象，所以在取苗過程不存在傷根問題，相比毯狀苗插秧的秧苗沒有緩苗期，從而可縮短水稻生長周期，這對提高水稻產量具有重大意義。

寬窄行種植是指水稻植株進行寬行和窄行相間隔的種植方式，這種種植方式利用作物邊際優勢的增產原理，通過調整秧苗的行間距，改善植株間通風，增加單位面積光照，同時可以減輕病蟲害，從而達到優質高產、節本增效的目的。

寬窄行移栽機構是在不改變現有缽苗移栽機秧箱結構的基礎上實現秧苗寬窄行不等行距種植的部件。公開號為CN102640604A的專利申請公開了一種高速插秧機非圓錐齒輪寬窄行移栽機構，雖然該專利申請中提到了第一級斜齒輪和第二級非圓錐齒輪傳動，實現寬窄行插秧，其運動規律在一定程度上滿足了移栽機構秧針的取秧、插秧軌跡和姿態，但其功能僅限于插秧機的“腰子形”軌跡或“海豚形”軌跡，并不能形成缽苗移栽所需要的“8字形”空間復雜軌跡，即該專利所提出的機構僅能應用于插秧機，并不能滿足水稻缽苗寬窄行移栽的要求。

公開號為CN103004346A的專利公開了一種非圓錐齒輪缽苗寬窄行移栽機構，該專利中提出的直齒輪、斜齒輪和非圓齒輪的組合形式機構的取秧動作為“夾土”，即在取秧過程中夾片夾持的是缽苗的缽土；該機構的移栽軌跡為帶有尖嘴的空間運動軌跡，在高速作業時會有較大的沖擊振動，可靠性不高。

申請號為CN201310318352.7的專利申請公開了一種七非圓錐錐齒輪行星輪系缽苗寬窄行移栽機構，該機構的核心部件為七非圓錐錐齒輪的行星輪系，其取苗爪可以實現“8字形”的空間運動軌跡，但是該機構的“8字形”移栽軌跡在取秧段有較大的橫向偏移量，即取秧爪在取秧的同時又橫向偏移的動作，與秧箱的左右送秧動作相互干擾，造成取秧不準確，取秧成功率較低。

技術實現要素：

本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供兩種應用于高速水稻缽苗移栽機的直取式水稻缽苗寬窄行移栽機構。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

本實用新型包括傳動箱、行星輪系、上移栽臂和下移栽臂；兩個行星輪系對稱布置在傳動箱兩側；行星輪系兩端分別設置上移栽臂和下移栽臂；所述的中心軸和主動鏈輪軸均通過軸承支承在傳動箱上，固定在主動鏈輪軸上的主動鏈輪與固定在中心軸上的中心鏈輪通過鏈條連接。

行星輪系、上移栽臂和下移栽臂的第一種結構方案：

所述的行星輪系包括齒輪箱、中心非圓錐齒輪、上中間非圓錐齒輪、上中間斜齒輪、上行星斜齒輪、下中間非圓錐齒輪、下中間斜齒輪和下行星斜齒輪，以及通過軸承支承在齒輪箱內的上中間軸、上行星軸、下中間軸和下行星軸；齒輪箱與中心軸伸出傳動箱外的端部固定；所述的中心非圓錐齒輪空套在中心軸上，并通過牙嵌式法蘭與傳動箱固定；上中間斜齒輪和上中間非圓錐齒輪均與上中間軸固定；下中間斜齒輪和下中間非圓錐齒輪均與下中間軸固定；所述中心非圓錐齒輪的兩側分別與上中間非圓錐齒輪和下中間非圓錐齒輪嚙合；上行星斜齒輪與上行星軸固定，并與上中間斜齒輪嚙合；下行星斜齒輪與下行星軸固定，并與下中間斜齒輪嚙合。

所述的上中間軸和下中間軸對稱設置在中心軸兩側；所述的上行星軸和下行星軸對稱設置在中心軸兩側，上行星軸與上中間軸、下行星軸與下中間軸之間的軸交角均為4°；上中間斜齒輪、上行星斜齒輪、下中間斜齒輪及下行星斜齒輪的螺旋角均為2°。

所述上移栽臂和下移栽臂的結構完全相同，均包括移栽臂殼體、凸輪、撥叉、彈簧座、彈簧、推秧桿、U形塊、固定塊和取秧夾片；所述撥叉的中部與移栽臂殼體鉸接，兩端分別與凸輪和彈簧座構成凸輪副；彈簧座的一端與推秧桿固定，另一端與移栽臂殼體通過彈簧連接；推秧桿伸出移栽臂殼體的一端設有偏置軸端，偏置軸端的偏置距離為δ，δ≥5.3mm；U形塊固定在偏置軸端上；兩片取秧夾片對稱設置在偏置軸端兩側，且尾部均通過固定塊固定在移栽臂殼體上，頭部均伸入U形塊內。上移栽臂的凸輪與齒輪箱固定；上移栽臂的移栽臂殼體空套在上移栽臂的凸輪上，上行星軸的一端穿過上移栽臂的凸輪內孔，并與上移栽臂的移栽臂殼體固定；下移栽臂的凸輪與齒輪箱固定；下移栽臂的移栽臂殼體空套在下移栽臂的凸輪上，下行星軸的一端穿過下移栽臂的凸輪內孔，并與下移栽臂的移栽臂殼體固定。

所述的中心非圓錐齒輪、上中間非圓錐齒輪和下中間非圓錐齒輪均為球面錐齒輪；所述中心非圓錐齒輪的節曲線由三次非均勻B樣條擬合而成，并通過12個型值點向徑值控制節曲線的形狀；中心非圓錐齒輪與上中間非圓錐齒輪或下中間非圓錐齒輪的嚙合錐角η＝η₁+η₂＝3.67°，其中，η₁為中心非圓錐齒輪節曲線的分錐角，η₂為上中間非圓錐齒輪或下中間非圓錐齒輪節曲線的分錐角；所述12個型值點向徑的投影長度分別為：r₁＝21.6mm，r₂＝28.7mm，r₃＝31.5mm，r₄＝31.9mm，r₅＝24mm，r₆＝16.5mm，r₇＝13.6mm，r₈＝13.4mm，r₉＝14.8mm，r₁₀＝20.56mm，r₁₁＝32.4mm，r₁₂＝37.6mm。

行星輪系、上移栽臂和下移栽臂的第二種結構方案：

所述的行星輪系包括齒輪箱、中心平面非圓齒輪、上中間平面非圓齒輪、上中間圓錐齒輪、上行星圓錐齒輪、下中間平面非圓齒輪、下中間圓錐齒輪和下行星圓錐齒輪，以及通過軸承支承在齒輪箱內的上中間軸、上行星軸、下中間軸和下行星軸；所述的齒輪箱與中心軸伸出傳動箱外的端部固定；所述的中心平面非圓齒輪空套在中心軸上，并通過牙嵌式法蘭與傳動箱固定；上中間圓錐齒輪和上中間平面非圓齒輪均與上中間軸固定；下中間圓錐齒輪和下中間平面非圓齒輪均與下中間軸固定；所述中心平面非圓齒輪的兩側分別與上中間平面非圓齒輪和下中間平面非圓齒輪嚙合；所述的上行星圓錐齒輪與上行星軸固定，并與上中間圓錐齒輪嚙合；下行星圓錐齒輪與下行星軸固定，并與下中間圓錐齒輪嚙合。所述的上中間軸和下中間軸對稱設置在中心軸兩側；所述的上行星軸和下行星軸對稱設置在中心軸兩側。

所述上移栽臂和下移栽臂的結構完全相同，均包括移栽臂殼體、凸輪、撥叉、彈簧座、彈簧、推秧桿、U形塊、固定塊和取秧夾片；所述撥叉的中部與移栽臂殼體鉸接，兩端分別與凸輪和彈簧座構成凸輪副；所述彈簧座的一端與推秧桿固定，另一端與移栽臂殼體通過彈簧連接；兩片取秧夾片對稱設置在推秧桿兩側，且尾部均通過固定塊固定在移栽臂殼體上，頭部均伸入U形塊內。上移栽臂的凸輪與齒輪箱固定，上移栽臂的移栽臂殼體空套在上移栽臂的凸輪上；上行星軸的一端穿過上移栽臂的凸輪內孔，并與上移栽臂的移栽臂殼體固定；下移栽臂的凸輪與齒輪箱固定，下移栽臂的移栽臂殼體空套在下移栽臂的凸輪上；下行星軸的一端穿過下移栽臂的凸輪內孔，并與下移栽臂的移栽臂殼體固定。

所述中心平面非圓齒輪的節曲線由三次非均勻B樣條擬合而成，并通過12個型值點向徑值控制節曲線形狀；所述的12個型值點向徑分別為：n₁＝13.2mm，n₂＝19.0mm，n₃＝29.4mm，n₄＝30.3mm，n₅＝26.2mm，n₆＝26.8mm，n₇＝26.7mm，n₈＝30.2mm，n₉＝25.9mm，n₁₀＝18.2mm，n₁₁＝13.1mm，n₁₂＝11.7mm；中心平面非圓齒輪與上中間平面非圓齒輪或下中間平面非圓齒輪嚙合的中心距為48.7mm。上中間圓錐齒輪、上行星圓錐齒輪、下中間圓錐齒輪和下行星圓錐齒輪的錐距均為305.1mm，上中間圓錐齒輪與上行星圓錐齒輪、下中間圓錐齒輪與下行星圓錐齒輪的嚙合錐角均為9.671°。

所述上中間非圓錐齒輪與下中間非圓錐齒輪的幾何參數完全相同；所述的上中間斜齒輪、上行星斜齒輪、下中間斜齒輪和下行星斜齒輪均為模數取3、齒數取17的左旋斜齒輪。

所述的上中間平面非圓齒輪與下中間平面非圓齒輪的幾何參數完全相同；所述的上中間圓錐齒輪、上行星圓錐齒輪、下中間圓錐齒輪和下行星圓錐齒輪的幾何參數完全相同。

所述的取秧夾片尖點所形成的移栽軌跡取秧段的橫向偏移量△d<2mm。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型采用非圓錐齒輪與交錯斜齒輪組合或平面非圓齒輪與圓錐齒輪組合的形式，使得移栽機構的行星輪系在具有變速傳動特性的同時具備空間傳動特性，而且能得到缽苗移栽軌跡所需的特定傳動比；通過優化非圓錐齒輪的節曲線參數和斜齒輪螺旋角或平面非圓齒輪的節曲線參數，可以得到能實現水稻缽苗一寬一窄種植的缽苗移栽機構；與專利號CN201510005883.X和CN201510213119.1中提到的缽苗寬窄行機構相比，該機構結構更加簡單，齒輪數量大大減小，而且第一種方案中通過移栽臂夾片的偏置和推秧桿的錯位焊接解決了移栽機構的兩個移栽臂在轉動過程中相互干涉的問題。

2、本實用新型解決了交錯齒輪-橢圓錐齒輪行星輪系和交錯齒輪-非圓錐齒輪移栽機構僅能應用于插秧機的問題，相比于這些分插機構的“腰子形”和“海豚形”移栽軌跡，本實用新型的移栽機構可以形成復雜的空間“8字形”軌跡，以實現缽苗移栽的特殊要求。缽苗移栽是比機插秧更先進的農藝技術，在具體的實施上也更加困難，所以本實用新型以簡單的齒輪機構實現了插秧機的分插機構所不能實現的缽苗移栽功能，并能實現直取秧，解決了現有的缽苗移栽機構的取秧成功率低的問題，可以應用于實際生產作業。

公開號為CN103004346A的專利公開了一種非圓錐齒輪缽苗寬窄行移栽機構，該專利中提出的直齒輪、斜齒輪和非圓齒輪的組合形式機構可以實現帶有尖嘴的空間運動軌跡，在取秧過程中夾片夾持的是缽苗的缽土，而本實用新型的直取式水稻缽苗寬窄行移栽機構實現的是“8字形”空間軌跡，取秧過程中夾片夾持的是缽苗的莖稈，使取秧過程更加可靠，且提高了取秧的成功率。

申請號為CN201310318352.7的專利申請公開了一種七非圓錐錐齒輪行星輪系缽苗寬窄行移栽機構，該機構的核心部件為七非圓錐錐齒輪的行星輪系，其取苗爪可以實現“8字形”的空間運動軌跡，但是該機構的“8字形”移栽軌跡在取秧段有較大的橫向偏移量，即取秧爪在取秧的同時又橫向偏移的動作，這個偏移會和秧箱的左右送秧動作相互干擾，造成取秧不準確，取秧成功率較低。而本實用新型的直取式水稻缽苗寬窄行移栽機構的移栽臂在取秧段的橫向偏移量△d<2mm，可以保證較高的取秧成功率。

附圖說明

圖1是本實用新型中第一種移栽機構的結構原理示意圖。

圖2是本實用新型中第一種移栽機構的齒輪裝配示意圖。

圖3是本實用新型中第一種移栽機構的齒輪嚙合狀態示意圖。

圖4是本實用新型中第一種移栽機構的中心非圓錐齒輪與上、下中間非圓錐齒輪的嚙合示意圖。

圖5是本實用新型中第一種移栽機構的下中間斜齒輪與下行星斜齒輪交錯嚙合示意圖。

圖6是本實用新型中第一種移栽機構的移栽臂剖視圖。

圖7是本實用新型中第一種移栽機構的移栽臂俯視圖。

圖8是本實用新型中第一種移栽機構的中心非圓錐齒輪的節曲線投影視圖。

圖9是本實用新型中第一種移栽機構的中心非圓錐齒輪與中間非圓錐齒輪節曲線嚙合圖。

圖10是本實用新型中第一種移栽機構的取苗過程示意圖。

圖11是本實用新型中第一種移栽機構實現的移栽軌跡俯視圖。

圖12是本實用新型中第一種移栽機構作業時形成寬窄行移栽的移栽效果示意圖。

圖13是本實用新型中第二種移栽機構的結構原理示意圖。

圖14是本實用新型中第二種移栽機構的齒輪裝配示意圖。

圖15是本實用新型中第二種移栽機構的齒輪嚙合狀態示意圖。

圖16是本實用新型中第二種移栽機構的中心平面非圓齒輪與上、下中間平面非圓齒輪的嚙合示意圖。

圖17是本實用新型中第二種移栽機構的上中間圓錐齒輪與上行星圓錐齒輪嚙合示意圖。

圖18是本實用新型中第二種移栽機構的移栽臂剖視圖。

圖19是本實用新型中第二種移栽機構的移栽臂俯視圖。

圖20是本實用新型中第二種移栽機構的中心平面非圓齒輪與中間平面非圓齒輪節曲線嚙合圖。

圖21是本實用新型中第二種移栽機構的中心平面非圓齒輪的節曲線圖。

圖22是本實用新型中第二種移栽機構的取苗過程示意圖。

圖23是本實用新型中第二種移栽機構實現的移栽軌跡俯視圖。

圖24是本實用新型中第二種移栽機構作業時形成寬窄行移栽的移栽效果示意圖。

圖中：1、中心鏈輪，2、中心軸，3、牙嵌式法蘭，4、下中間非圓錐齒輪，5、下行星軸，6、下行星斜齒輪，7、下移栽臂，8、下中間斜齒輪，9、下中間軸，10、上中間軸，11、上中間非圓錐齒輪，12、上中間斜齒輪，13、上行星軸，14、上行星斜齒輪，15、上移栽臂，16、齒輪箱，17、中心非圓錐齒輪，18、鏈條，19、主動鏈輪，20、主動鏈輪軸，21、傳動箱，22、凸輪，23、撥叉，24、彈簧座，25、彈簧，26、推秧桿，27、U形塊，28、固定塊，29、取秧夾片，30、缽苗，31、第一種移栽機構的移栽軌跡，32、地面，33、缽盤，34、下中間圓錐齒輪，35、下行星圓錐齒輪，36、下中間平面非圓齒輪，37、上中間圓錐齒輪，38、上中間平面非圓齒輪，39、上行星圓錐齒輪，40、中心平面非圓齒輪，41、第二種移栽機構的移栽軌跡，a、取秧進入點，b、取秧點，c、推秧點。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

實現直取式缽苗移栽的第一種移栽機構方案：

如圖1、圖2和圖3所示，一種直取式水稻缽苗寬窄行移栽機構，包括傳動箱21、行星輪系、上移栽臂15和下移栽臂7；兩個行星輪系對稱布置在傳動箱兩側；行星輪系兩端分別設置上移栽臂15和下移栽臂7；中心軸2和主動鏈輪軸20均通過軸承支承在傳動箱21上，固定在主動鏈輪軸20上的主動鏈輪19與固定在中心軸2上的中心鏈輪1通過鏈條18連接。

如圖2和圖3所示，行星輪系包括齒輪箱16、中心非圓錐齒輪17、上中間非圓錐齒輪11、上中間斜齒輪12、上行星斜齒輪14、下中間非圓錐齒輪4、下中間斜齒輪8和下行星斜齒輪6，以及通過軸承支承在齒輪箱16內的上中間軸10、上行星軸13、下中間軸9和下行星軸5；齒輪箱16與中心軸2伸出傳動箱21外的端部固定；中心非圓錐齒輪17空套在中心軸2上，并通過牙嵌式法蘭3與傳動箱21固定；上中間斜齒輪12和上中間非圓錐齒輪11均與上中間軸10固定；下中間斜齒輪8和下中間非圓錐齒輪4均與下中間軸9固定；中心非圓錐齒輪17的兩側分別與上中間非圓錐齒輪11和下中間非圓錐齒輪4嚙合；上行星斜齒輪14與上行星軸13固定，并與上中間斜齒輪12嚙合；下行星斜齒輪6與下行星軸5固定，并與下中間斜齒輪8嚙合。

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，上中間軸10和下中間軸9對稱設置在中心軸2兩側，上行星軸13和下行星軸5對稱設置在中心軸2兩側，上中間軸10和上行星軸13的軸交角為4°，下中間軸9和下行星軸5的軸交角為4°。上中間斜齒輪12、下中間斜齒輪8、上行星斜齒輪14、下行星斜齒輪6的螺旋角均為2°，從而保證斜齒輪交錯安裝時可以正確嚙合。斜齒輪交錯安裝使得移栽機構具有更好的空間傳動特性，以實現滿足要求的移栽軌跡。

如圖2和3所示，上中間非圓錐齒輪11與下中間非圓錐齒輪4的幾何參數完全相同；上中間斜齒輪12、上行星斜齒輪14、下中間斜齒輪8和下行星斜齒輪6均為模數取3、齒數取17的左旋斜齒輪。

如圖1、圖6和圖7所示，上移栽臂15和下移栽臂7的結構完全相同，均包括移栽臂殼體、凸輪22、撥叉23、彈簧座24、彈簧25、推秧桿26、U形塊27、固定塊28和取秧夾片29；撥叉23的中部與移栽臂殼體鉸接，兩端分別與凸輪22和彈簧座24構成凸輪副；彈簧座24的一端與推秧桿26固定，另一端與移栽臂殼體通過彈簧25連接；推秧桿26伸出移栽臂殼體的一端設有偏置軸端，偏置軸端的偏置距離為δ；為避免兩個移栽臂在轉動過程中相互干涉，δ≥5.3mm；U形塊27固定在偏置軸端上；兩片取秧夾片29對稱設置在偏置軸端兩側，且尾部均通過固定塊28固定在移栽臂殼體上，頭部均伸入U形塊27內。上移栽臂15的凸輪與齒輪箱16固定；上移栽臂15的移栽臂殼體空套在上移栽臂15的凸輪上，上行星軸13的一端穿過上移栽臂15的凸輪內孔，并與上移栽臂15的移栽臂殼體固定；下移栽臂7的凸輪與齒輪箱16固定；下移栽臂7的移栽臂殼體空套在下移栽臂7的凸輪上，下行星軸5的一端穿過下移栽臂7的凸輪內孔，并與下移栽臂7的移栽臂殼體固定。

如圖1、圖2和圖3所示，行星輪系的第一級齒輪為非圓錐齒輪副傳動，第二級齒輪為斜齒輪副傳動。如圖9所示，L₁為中心非圓錐齒輪的節曲線，O₁為其轉動中心；L₂為中間非圓錐齒輪的節曲線，O₂為其轉動中心，P為兩個節曲線的嚙合點；L₁通過三次非均勻B樣條擬合而成，由12個型值點向徑值控制節曲線的形狀；圖8為中心非圓錐齒輪節曲線L₁在xoy平面上的投影，r₁到r₁₂為12個型值點向徑的投影長度；由于中心非圓錐齒輪和中間非圓錐齒輪均為球面齒輪，所以兩個齒輪的節曲線在同一個半徑為R的球面上；在節曲線嚙合轉動的過程中，OO₁與OP的夾角為分錐角η₁，OO₂與OP的夾角為分錐角η₂，OO₁與OO₂的夾角為錐角η，η＝η₁+η₂，錐角η在節曲線的嚙合轉動過程中保持不變；本實用新型中半徑R＝800mm，錐角η＝3.67°，r₁＝21.6mm，r₂＝28.7mm，r₃＝31.5mm，r₄＝31.9mm，r₅＝24mm，r₆＝16.5mm，r₇＝13.6mm，r₈＝13.4mm，r₉＝14.8mm，r₁₀＝20.56mm，r₁₁＝32.4mm，r₁₂＝37.6mm。

如圖10、圖11和圖12所示，為實現缽苗寬窄行種植的寬行行距40cm、窄行行距20cm的要求，移栽機構取秧夾片29尖點的移栽軌跡31要滿足插秧過程總偏移量△D＝50mm,同時，為了提高插秧質量，又要保證軌跡取秧段的偏移量△d要盡量小，保證“直取秧”。如圖11所示的移栽軌跡俯視圖中，移栽臂在取秧進入點a開始進入取秧，在b點開始夾苗動作，這一段軌跡的橫向偏移量△d直接影響了取秧成功率，如果△d過大，移栽臂將與秧箱的橫移相互干涉，造成夾苗不準確。本實用新型移栽機構取秧夾片尖點所形成的軌跡取秧段偏移量△d<2mm,在實現缽苗寬窄行移栽的同時保證了取秧動作為“直取秧”。

該直取式水稻缽苗寬窄行移栽機構的工作原理是：

動力傳輸到傳動箱21后，由主動鏈輪19帶動鏈條18，將動力傳遞到中心鏈輪1上，中心鏈輪1帶動中心軸2轉動，齒輪箱16與中心軸2的軸端固定并隨中心軸2轉動；中心非圓錐齒輪17通過牙嵌式法蘭3與傳動箱21固定；齒輪箱16內，空套在中心軸2上的中心非圓錐齒輪17分別與上中間非圓錐齒輪11、下中間非圓錐齒輪4嚙合；上中間斜齒輪12與上行星斜齒輪14嚙合，下中間斜齒輪8與下行星斜齒輪6嚙合。當上行星斜齒輪14隨上行星軸13相對齒輪箱16轉動時，帶動上移栽臂15轉動；當下行星斜齒輪6隨下行星軸5相對齒輪箱16轉動時，帶動下移栽臂7轉動；移栽臂的轉動帶動撥叉23圍繞凸輪22擺動，凸輪22與齒輪箱16通過螺釘固定；撥叉23的擺動帶動彈簧座24移動，彈簧座24與推秧桿26通過螺紋連接，撥叉23的擺動使推秧桿26實現推出和收回的動作。在取秧開始前，撥叉23經過凸輪22的升程段而抬起，將推秧桿26收回至最里端，同時彈簧座24壓縮彈簧25，與推秧桿焊接的U形塊27擠壓取秧夾片29使夾片夾緊秧苗，并隨移栽臂的轉動將缽苗30從缽盤33中拔出，完成取秧動作。當移栽臂到達推秧位置時，撥叉23轉至凸輪22回程段，彈簧25推動彈簧座24并帶動推秧桿26向外快速移動，U形塊27的移動使取秧夾片29在自身彈力下張開，推秧桿26將秧苗推入土中，完成推秧動作。由于上行星斜齒輪14與上中間斜齒輪12之間及下行星斜齒輪6與下中間斜齒輪8之間存在4°的軸交角，且中心非圓錐齒輪17與上中間非圓錐齒輪11、下中間非圓錐齒輪4之間的空間傳動特性，使上移栽臂15、下移栽臂7在轉動的同時實現橫向擺動，引起移栽臂上的取秧夾片29在取秧點b取缽苗30后，其位于地面32的推秧點c相對于取秧點b偏移50mm的距離，當幾套移栽機構同時工作時，水稻秧苗會呈現寬行和窄行交替的模式，由此實現水稻缽苗的機械化寬窄行移栽。

實現直取式缽苗移栽的第二種移栽機構方案：

如圖13、圖14和圖15所示，一種直取式水稻缽苗寬窄行移栽機構，包括傳動箱21、行星輪系、上移栽臂15和下移栽臂7；兩個行星輪系對稱布置在傳動箱兩側，行星輪系兩端設有上移栽臂15和下移栽臂7；中心軸2和主動鏈輪軸20均通過軸承支承在傳動箱21上，固定在主動鏈輪軸20上的主動鏈輪19與固定在中心軸2上的中心鏈輪1通過鏈條18連接。

如圖14和圖15所示，行星輪系包括齒輪箱16、中心平面非圓齒輪40、上中間平面非圓齒輪38、上中間圓錐齒輪37、上行星圓錐齒輪39、下中間平面非圓齒輪36、下中間圓錐齒輪34和下行星圓錐齒輪35，以及通過軸承支承在齒輪箱16內的上中間軸10、上行星軸13、下中間軸9和下行星軸5；齒輪箱16與中心軸2伸出傳動箱21外的端部固定；中心平面非圓齒輪40空套在中心軸2上，并通過牙嵌式法蘭3與傳動箱21固定；上中間圓錐齒輪37和上中間平面非圓齒輪38均與上中間軸10固定；下中間圓錐齒輪34和下中間平面非圓齒輪36均與下中間軸9固定；中心平面非圓齒輪40的兩側分別與上中間平面非圓齒輪38和下中間平面非圓齒輪34嚙合；上行星圓錐齒輪39與上行星軸13固定，并與上中間圓錐齒輪37嚙合；下行星圓錐齒輪35與下行星軸5固定，并與下中間圓錐齒輪34嚙合。

如圖13、圖14、圖15和圖16所示，上中間軸10和下中間軸9對稱設置在中心軸2兩側，上行星軸13和下行星軸5對稱設置在中心軸2兩側。應用平面非圓齒輪和圓錐齒輪的組合使得移栽機構具有更好的空間傳動特性，以實現滿足要求的移栽軌跡。

如圖14、圖15和圖16所示，上中間平面非圓齒輪38與下中間平面非圓齒輪36的幾何參數完全相同；上中間圓錐齒輪37、上行星圓錐齒輪39、下中間圓錐齒輪34和下行星圓錐齒輪35的幾何參數完全相同。

如圖13、圖18和圖19所示，上移栽臂15和下移栽臂7的結構完全相同，均包括移栽臂殼體、凸輪22、撥叉23、彈簧座24、彈簧25、推秧桿26、U形塊27、固定塊28和取秧夾片29；撥叉23的中部與移栽臂殼體鉸接，兩端分別與凸輪22和彈簧座24構成凸輪副；彈簧座24的一端與推秧桿26固定，另一端與移栽臂殼體通過彈簧25連接；兩片取秧夾片29對稱設置在推秧桿26兩側，且尾部均通過固定塊28固定在移栽臂殼體上，頭部均伸入U形塊27內。上移栽臂15的凸輪與齒輪箱16固定，上移栽臂15的移栽臂殼體空套在上移栽臂15的凸輪上；上行星軸13的一端穿過上移栽臂15的凸輪內孔，并與上移栽臂15的移栽臂殼體固定；下移栽臂7的凸輪與齒輪箱16固定，下移栽臂7的移栽臂殼體空套在下移栽臂7的凸輪上；下行星軸5的一端穿過下移栽臂7的凸輪內孔，并與下移栽臂7的移栽臂殼體固定。

如圖13、圖14和圖15所示，行星輪系的第一級齒輪為平面非圓齒輪副傳動，第二級齒輪為圓錐齒輪副傳動。如圖20所示，M₁為中心平面非圓齒輪的節曲線，O為其轉動中心；M₂為中間平面非圓齒輪的節曲線，t為其轉動中心，Q為兩個節曲線的嚙合點；M₁通過三次非均勻B樣條擬合而成，由12個型值點向徑值控制節曲線的形狀；如圖21所示，n₁到n₁₂為中心平面非圓齒輪12個型值點向徑的長度，且n₁＝13.2mm，n₂＝19.0mm，n₃＝29.4mm，n₄＝30.3mm，n₅＝26.2mm，n₆＝26.8mm，n₇＝26.7mm，n₈＝30.2mm，n₉＝25.9mm，n₁₀＝18.2mm，n₁₁＝13.1mm，n₁₂＝11.7mm；中心平面非圓齒輪與中間平面非圓齒輪嚙合的中心距為Ot＝48.7mm；如圖17所示，中間圓錐齒輪和行星圓錐齒輪的錐距均為305.1mm，嚙合錐角為α＝9.671°。

如圖22、圖23和圖24所示，為實現缽苗寬窄行種植的寬行行距40cm、窄行行距20cm的要求，移栽機構取秧夾片29尖點的移栽軌跡41要滿足插秧過程總偏移量△D＝50mm，同時，為了提高插秧質量，又要保證軌跡取秧段的偏移量△d要盡量小，保證“直取秧”。如圖23所示的移栽軌跡俯視圖中，移栽臂在a點開始進入取秧，在b點開始夾苗動作，這一段軌跡的橫向偏移量△d直接影響了取秧成功率，如果△d過大，移栽臂將與秧箱的橫移相互干涉，造成夾苗不準確。本實用新型取秧夾片尖點所形成的軌跡取秧段偏移量△d<2mm,在實現缽苗寬窄行移栽的同時保證了取秧動作為“直取秧”。

該直取式水稻缽苗寬窄行移栽機構的工作原理是：

動力傳輸到傳動箱21后，由主動鏈輪19帶動鏈條18，將動力傳遞到中心鏈輪1上，中心鏈輪1帶動中心軸2轉動，齒輪箱16與中心軸2的軸端固定并隨中心軸2轉動；牙嵌式法蘭3一端與傳動箱21固定，另一端通過牙嵌與中心平面非圓齒輪40固定；齒輪箱16內，空套在中心軸2上的中心平面非圓齒輪40分別與上中間平面非圓齒輪38、下中間平面非圓齒輪36嚙合；上中間圓錐齒輪37與上行星圓錐齒輪39嚙合，下中間圓錐齒輪34與下行星圓錐齒輪35嚙合。當上行星圓錐齒輪39隨上行星軸13相對齒輪箱16轉動時，帶動上移栽臂15轉動；當下行星圓錐齒輪35隨下行星軸5相對齒輪箱16轉動時，帶動下移栽臂7轉動；移栽臂的轉動帶動撥叉23圍繞凸輪22擺動，凸輪22與齒輪箱16通過螺釘固定；撥叉23的擺動帶動彈簧座24移動，彈簧座24與推秧桿26通過螺紋連接，撥叉23的擺動使推秧桿26實現推出和收回的動作。在取秧開始前，撥叉23經過凸輪22的升程段而抬起，將推秧桿26收回至最里端，同時彈簧座24壓縮彈簧25，與推秧桿焊接的U形塊27擠壓取秧夾片29使夾片夾緊秧苗，并隨移栽臂的轉動將缽苗30從缽盤33中拔出，完成取秧動作。當移栽臂到達推秧位置時，撥叉23轉至凸輪22回程段，彈簧25推動彈簧座24并帶動推秧桿26向外快速移動，U形塊27的移動使取秧夾片29在自身彈力下張開，推秧桿26將秧苗推入土中，完成推秧動作。由于上行星圓錐齒輪39與上中間圓錐齒輪37之間及下行星圓錐齒輪35與下中間圓錐齒輪34之間的空間傳動特性，使上移栽臂15、下移栽臂7在轉動的同時實現橫向擺動，引起移栽臂上的取秧夾片29在取秧點b取缽苗30后，其位于地面32的推秧點c相對于取秧點b偏移50mm的距離，當幾套移栽機構同時工作時，水稻秧苗會呈現寬行和窄行交替的模式，由此實現水稻缽苗的機械化寬窄行移栽。