專利名稱：差動(dòng)橢圓齒輪系分插機(jī)構(gòu)及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明型涉及水稻(包括普通稻和超級(jí)稻)的栽植裝置，特指一種在乘座式機(jī)插 水稻秧苗時(shí)能完成取秧、推秧、插秧的高效稀植機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上出售的機(jī)動(dòng)插秧機(jī)，其栽植機(jī)構(gòu)的形式有兩種 一種是曲柄搖桿式分插機(jī)構(gòu)，另一種是日本高速插秧機(jī)上使用的偏心齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)。1985年以前生產(chǎn)的插秧機(jī)，不論是步行型插秧機(jī)還是乘座型插秧機(jī),其分插機(jī)構(gòu)都是曲柄連桿式分插機(jī)構(gòu)。當(dāng)插秧頻率超過(guò)200以上時(shí)，機(jī)器振動(dòng)很大，目前僅在步行型插秧 機(jī)上廣泛使用。在80年代中期，日本研制出偏心齒輪行星式分插機(jī)構(gòu)的乘座型插秧 機(jī)，得到極其廣泛的使用，極大地推動(dòng)日本水稻種植機(jī)械化。偏心齒輪行星式分插機(jī) 構(gòu)在中國(guó)申請(qǐng)了專利，專利號(hào)為CN 1158212A。該機(jī)構(gòu)由8個(gè)全等的偏心齒輪和兩套 栽植臂組成。由于其結(jié)構(gòu)對(duì)稱，為旋轉(zhuǎn)式，動(dòng)力性能好，分插機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)一周， 插秧兩次，工作效率大大提高。但是，該機(jī)構(gòu)在我國(guó)僅適合水稻秧苗的小株距小苗作 業(yè)(即株距從120ww、 140附m、 160 ww、 180 m/w到200 mw可調(diào)，苗高小于200 mm)， 不適應(yīng)我國(guó)南方地區(qū)種植多季稻栽插大苗(即苗高超過(guò)200 mm)和超級(jí)稻秧苗的要 求(即株距為300附m)，也不適合水稻栽插的大株距稀植要求(即株距從200mw到 300m附可調(diào))，因此其使用范圍大大降低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理、工作可靠、插秧效率高的超級(jí)稻栽插的高 效旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是差動(dòng)橢圓齒輪系分插機(jī)構(gòu)由中間差速傳動(dòng)的鏈輪箱(5)、齒輪盒(7、 8)和附著 推秧機(jī)構(gòu)的栽植臂(14)組成，其特征是齒輪盒(7、 8)和齒輪盒中的中心橢圓齒 輪(9)以差速傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為1:2;在齒輪盒中，中心橢圓齒輪(9)和行星橢圓 齒輪(15)之間有兩個(gè)全等的橢圓齒輪(10、 11)。
在中間差速傳動(dòng)的鏈輪箱(5)中有3對(duì)圓齒輪(3、 18; 2、 19; 6、 17)和l對(duì) 鏈輪，3對(duì)圓齒輪分別裝在兩平行軸上(1、 16)，中間一對(duì)齒輪(3、 18)的傳動(dòng)比為 -1，相鄰的另兩對(duì)齒輪(2、 19; 6、 17)的傳動(dòng)比均為-2。在中間差速傳動(dòng)的鏈輪箱(5)中，通過(guò)鏈條傳遞動(dòng)力到被動(dòng)鏈輪(4)，被動(dòng)鏈輪 (4)與被動(dòng)鏈輪軸(1)固結(jié)。被動(dòng)鏈輪軸(1)的另一端固結(jié)中心橢圓齒輪(9)， 被動(dòng)鏈輪(4)兩側(cè)分別滑套安裝兩個(gè)圓齒輪(2、 6)，此滑套安裝的兩個(gè)圓齒輪(2、 6)的另一端分別與鏈輪箱(5)左右兩側(cè)的齒輪盒(7、 8)固結(jié)。齒輪盒(7、 8)中有7個(gè)相同的橢圓齒輪，中間為中心橢圓齒輪(9)，上下對(duì)稱 布置3個(gè)從動(dòng)橢圓齒輪(10、 11、 15)，各自相互嚙合，行星橢圓齒輪(15)與栽植 臂(14)固結(jié)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)合理、工作可靠、插秧效率高，可用于普通稻株距從200mm到300mm的稀 植和株距為300mm的超級(jí)稻栽插的高效旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)。


下面借助圖示的實(shí)例較詳細(xì)的闡述本發(fā)明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。其中，圖l(a)是本發(fā)明的主視圖，圖l(b)是圖l(a) 側(cè)視圖。圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意與工作原理圖。圖中1.被動(dòng)鏈輪軸；2.右滑套齒輪；3.凸緣齒輪；4.被動(dòng)鏈輪；5.鏈輪箱； 6.左滑套齒輪；7.齒輪盒右箱體；8.齒輪盒左箱體；9.中心橢圓齒輪；10.中間橢圓 齒輪I; 11.中間橢圓齒輪II; 12.推秧凸輪；13.行星橢圓齒輪軸；14.栽植臂；15.行 星橢圓齒輪；16.過(guò)渡齒輪軸；17.左過(guò)渡齒輪；18.中間過(guò)渡齒輪；19.右過(guò)渡齒輪； 20.秧爪；21.推秧?xiàng)U；22.撥叉軸；23.撥叉；24.栽植臂蓋；25.彈簧；26.彈簧座；27.秧箱具體實(shí)施方式
在圖1中，在鏈輪箱(5)中，通過(guò)鏈條傳遞動(dòng)力到被動(dòng)鏈輪(4)，被動(dòng)鏈輪(4) 與被動(dòng)鏈輪軸(1)固結(jié)。以整個(gè)裝置的左邊結(jié)構(gòu)為例，上下部分關(guān)于被動(dòng)鏈輪軸(1) 中心線對(duì)稱。被動(dòng)鏈輪軸(1)另一端與中心橢圓齒輪(9)固結(jié)，左滑套齒輪(6) 另一端與齒輪盒右箱體(7)固結(jié)。動(dòng)力分兩條路線傳出 一條傳動(dòng)路線是，動(dòng)力經(jīng)
與被動(dòng)鏈輪(4)安裝在同一軸的凸緣齒輪(3)傳給過(guò)渡軸(16)上相嚙合的中間過(guò) 渡齒輪(18)(傳動(dòng)比為-l)，帶動(dòng)安裝在過(guò)渡軸(16)上中間過(guò)渡齒輪(18)兩邊的 左、右過(guò)渡齒輪(17、 19)，再分別與左、右滑套齒輪(6、 2)相嚙合(傳動(dòng)比均為 -2)，左、右滑套齒輪(6與2)分別驅(qū)動(dòng)鏈輪箱(5)左右兩側(cè)的齒輪盒；另一條傳 動(dòng)路線是，動(dòng)力由與被動(dòng)鏈輪軸(1)固結(jié)的中心橢圓齒輪(9)，通過(guò)輪齒嚙合，經(jīng) 中間橢圓齒輪(10、 11)傳給行星橢圓齒輪(15)，帶動(dòng)與行星橢圓齒輪(15)固結(jié) 的行星橢圓齒輪軸(13)，行星橢圓齒輪軸(13)與栽植臂(14)固結(jié)，從而帶動(dòng)栽 植臂(14)運(yùn)動(dòng)。在栽植臂(14)中配置推秧機(jī)構(gòu)，包括由與齒輪盒殼體固連的推秧 凸輪(12)、固結(jié)于栽植臂(14)上可繞撥叉軸(22)擺動(dòng)的撥叉(23)和推秧?xiàng)U(21) 以及推秧彈簧(25)。在彈簧(25)的作用下，撥叉(23)的一端與推秧凸輪(12) 保持接觸，撥叉(23)的一端帶動(dòng)推秧?xiàng)U(21)動(dòng)作。秧爪(20)被固定在栽植臂(14) 的末端。該分插機(jī)構(gòu)鏈輪箱(5)右邊一側(cè)的結(jié)構(gòu)與上述相同。 本發(fā)明的工作原理如下差動(dòng)橢圓齒輪系分插機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意與工作原理圖，如圖2所示。在一個(gè)回轉(zhuǎn)的 齒輪盒(7、 8)中安裝7個(gè)全等的橢圓齒輪，齒輪盒的殼體兩端裝有栽植臂(14)，分 別與兩個(gè)行星橢圓齒輪軸(15)相固連。在栽植臂(14)中配置推秧機(jī)構(gòu)，由擺動(dòng)凸 輪機(jī)構(gòu)和正弦機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成。其中，擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)由與齒輪盒殼體固連的推秧凸輪 (12)和撥叉(23)組成，正弦機(jī)構(gòu)由撥叉(23)、推秧?xiàng)U(21)以及推秧彈簧(25) 組成。以整個(gè)裝置左邊結(jié)構(gòu)的上部分組成來(lái)看，該機(jī)構(gòu)可視作為二桿機(jī)械手，齒輪盒 看作一桿，栽植臂看作另一桿。工作時(shí)，動(dòng)力由鏈輪箱中被動(dòng)鏈輪(4)輸入，鏈輪箱中的被動(dòng)鏈輪軸(1)和與 其平行的過(guò)渡軸(16)之間依靠3組不同齒數(shù)比的圓齒輪(3、 18; 2、 19; 6、 17)， 使過(guò)渡軸(16)傳出低速給齒輪盒(7、 8)，被動(dòng)鏈輪(4)的高速傳遞給齒輪盒中的 中心橢圓齒輪(9)，使齒輪盒(7、 8)與中心橢圓齒輪(9)的傳動(dòng)比為1:2。這樣， 齒輪盒(7、 8)作為一個(gè)原動(dòng)件繞被動(dòng)鏈輪軸(1)轉(zhuǎn)動(dòng)，中心橢圓齒輪(9)作為另 一個(gè)原動(dòng)件以齒輪盒2倍的轉(zhuǎn)速同向轉(zhuǎn)動(dòng)，使齒輪盒中的一對(duì)對(duì)稱裝置的被動(dòng)行星橢 圓齒輪(15)作往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，與行星橢圓齒輪(15)固結(jié)的一對(duì)栽植臂(14)在齒輪盒 的圓周運(yùn)動(dòng)和行星橢圓齒輪(15)的往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)下，從而使秧爪(20)獲得 適于分秧、插秧的卵形工作軌跡，并保證秧爪取秧和推秧時(shí)的姿態(tài)。在齒輪盒(7、 8)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，行星橢圓齒輪(15)既有繞行星橢圓齒輪軸(13)
的自轉(zhuǎn)又有隨齒輪盒(7與8)轉(zhuǎn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)。齒輪盒(7、 8)中所有橢圓齒輪(9、 10、 11、 15)的初始安裝位置為相同相位，隨著齒輪盒(7、 8)轉(zhuǎn)動(dòng)一周，各個(gè)橢圓齒輪 (9、 10、 11、 15)經(jīng)歷了一個(gè)時(shí)快時(shí)慢的轉(zhuǎn)動(dòng)后又回到原來(lái)的初始位置。因此，在 結(jié)構(gòu)的實(shí)施上，本發(fā)明可制作成上下關(guān)于被動(dòng)鏈輪軸(1)中心線對(duì)稱的方案，如圖1 所示。同時(shí)，為保證將秧苗可靠地插入到泥土中，要求推秧機(jī)構(gòu)在隨著齒輪盒和栽植臂 的運(yùn)動(dòng)在回程軌跡過(guò)程中，依靠推秧凸輪(12)升程段的輪廓使撥叉(23)擺動(dòng)，帶 動(dòng)推秧?xiàng)U(21)壓縮彈簧(25)，彈簧(25)儲(chǔ)備能量，為實(shí)現(xiàn)推秧做準(zhǔn)備。然后， 秧爪(20)在取秧位置從秧箱(27)取秧到入土前，推秧機(jī)構(gòu)各構(gòu)件不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)秧爪(20)入土到軌跡最低點(diǎn)時(shí)，推秧凸輪(12)工作在回程段，依靠壓縮彈簧(25) 的能量，推秧?xiàng)U(21)相對(duì)栽植臂導(dǎo)路移動(dòng)一個(gè)距離，強(qiáng)制將秧苗快速準(zhǔn)確地推入泥 土中，從而完成推秧動(dòng)作。按照本發(fā)明的工作原理與結(jié)構(gòu)方案，齒輪盒轉(zhuǎn)動(dòng)一周可插秧兩次，可以配置在高 速插秧機(jī)上作為秧苗的栽植機(jī)構(gòu)。按照普通稻株距從200mm到300mm的稀植和株距 為300wm的超級(jí)稻栽插的要求，利用計(jì)算機(jī)優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)后，本發(fā)明的 差動(dòng)橢圓齒輪系分插機(jī)構(gòu)可用于普通稻稀植和超級(jí)稻插秧作業(yè)，尤其適合栽插晚稻大 苗和超級(jí)稻秧苗。
權(quán)利要求
1.差動(dòng)橢圓齒輪系分插機(jī)構(gòu)，它由中間差速傳動(dòng)的鏈輪箱(5)、齒輪盒(7、8)和附著推秧機(jī)構(gòu)的栽植臂(14)組成，其特征是齒輪盒(7、8)和齒輪盒中的中心橢圓齒輪(9)以差速傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為1∶2；在齒輪盒中，中心橢圓齒輪(9)和行星橢圓齒輪(15)之間有兩個(gè)全等的橢圓齒輪(10、11)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動(dòng)橢圓齒輪系分插機(jī)構(gòu)，其特征是在中間差速傳 動(dòng)的鏈輪箱(5)中有3對(duì)圓齒輪(3、 18; 2、 19; 6、 17)和1對(duì)鏈輪，3 對(duì)圓齒輪分別裝在兩平行軸上(1、 16)，中間一對(duì)齒輪(3、 18)的傳動(dòng)比為 -1，相鄰的另兩對(duì)齒輪(2、 19; 6、 17)的傳動(dòng)比均為-2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動(dòng)橢圓齒輪系分插機(jī)構(gòu)，其特征是在中間差速傳 動(dòng)的鏈輪箱(5)中，通過(guò)鏈條傳遞動(dòng)力到被動(dòng)鏈輪(4)，被動(dòng)鏈輪(4)與 被動(dòng)鏈輪軸(1)固結(jié)，被動(dòng)鏈輪軸(1)的另一端固結(jié)中心橢圓齒輪(9)， 被動(dòng)鏈輪(4)兩側(cè)分別滑套安裝兩個(gè)圓齒輪(2、 6)，此滑套安裝的兩個(gè)圓 齒輪(2、 6)的另一端分別與鏈輪箱(5)左右兩側(cè)的齒輪盒(7、 8)固結(jié)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的差動(dòng)橢圓齒輪系分插機(jī)構(gòu)，其特征是齒輪盒(7、 8) 中有7個(gè)相同的橢圓齒輪，中間為中心橢圓齒輪(9)，上下對(duì)稱布置3個(gè)從 動(dòng)橢圓齒輪(10、 11、 15)，各自相互嚙合，行星橢圓齒輪(15)與栽植臂(14) 固結(jié)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動(dòng)橢圓齒輪系分插機(jī)構(gòu)的用途，其特征在于該機(jī)構(gòu) 適用于普通稻株距從200ww到300附m的稀植和株距為300mm的超級(jí)稻栽插。
全文摘要
本發(fā)明為一種差動(dòng)橢圓齒輪系分插機(jī)構(gòu)及其用途。該分插機(jī)構(gòu)由中間差速傳動(dòng)的鏈輪箱(5)、齒輪盒(7、8)和栽植臂(14)組成。其特點(diǎn)為動(dòng)力由鏈輪箱中固定在被動(dòng)鏈輪軸(1)上的被動(dòng)鏈輪(4)輸入，經(jīng)凸緣齒輪(3)傳給過(guò)渡軸(16)上相嚙合的中間齒輪(18)，帶動(dòng)左、右大齒輪(17、19)，再分別與被動(dòng)鏈輪軸(1)上的左、右滑套大齒輪(2、6)相嚙合，經(jīng)大齒輪(2、6)驅(qū)動(dòng)左、右大臂的齒輪盒(7、8)，同時(shí)，被動(dòng)鏈輪軸(1)驅(qū)動(dòng)中心橢圓齒輪(9)，再傳給行星橢圓齒輪(15)，帶動(dòng)固結(jié)的行星橢圓齒輪軸(13)，從而帶動(dòng)固結(jié)的栽植臂(14)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明可用于普通稻株距從200mm到300mm的稀植和株距為300mm的超級(jí)稻插秧作業(yè)。
文檔編號(hào)A01C11/02GK101156516SQ20071013558
公開(kāi)日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日
發(fā)明者尹建軍 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)