本发明公开了一种自由二阶非圆齿轮行星系高速钵苗移栽机构。动力由中心轴传给行星架,自由二阶中心非圆齿轮与机架固接,两自由二阶中间非圆齿轮通过两中间轴与行星架铰链联接,两自由二阶行星非圆齿轮通过两行星轴与行星架铰链联接,两自由二阶中间非圆齿轮与两自由二阶中心非圆齿轮齿轮副联接,两自由二阶行星非圆齿轮与两自由二阶中间非圆齿轮齿轮副联接,两自由二阶行星非圆齿轮与两行星轴花键联接,两取苗爪与两行星轴固接。自由二阶非圆齿轮的传动形成钵苗移栽所需的“卜形”轨迹,自由二阶非圆齿轮行星系高速钵苗移栽机构结构紧凑,传动平稳,行星架转动一周移栽两次,效率高,满足钵苗取苗和栽植的要求,适应水田和旱地移栽作业。
1.一种自由二阶非圆齿轮行星系高速钵苗移栽机构,中心轴(1)的一端与动力装置连接,中心轴(1)的另一端与行星架(2)固接,其特征在于:自由二阶中心非圆齿轮(3)空套在中心轴(1)上与机架固接,第一自由二阶中间非圆齿轮(4)、第二自由二阶中间非圆齿轮(4’)分别通过与其销轴联接的第一中间轴(5)、第二中间轴(5’)与行星架铰链联接,第一自由二阶行星非圆齿轮(6)通过与其花键联接的第一行星轴(7)与行星架铰链联接,第二自由二阶行星非圆齿轮(6’)通过与其花键联接的第二行星轴(7’)与行星架铰链联接,第一自由二阶中间非圆齿轮(4)和第一自由二阶行星非圆齿轮(6)、第二自由二阶中间非圆齿轮(4’)和第二自由二阶行星非圆齿轮(6’)分别分布在中心轴(1)的两侧;第一自由二阶中间非圆齿轮(4)、第二自由二阶中间非圆齿轮(4’)的一处分别与自由二阶中心非圆齿轮(3)齿轮副联接,第一自由二阶中间非圆齿轮(4)、第二自由二阶中间非圆齿轮(4’)的另一处分别与第一自由二阶行星非圆齿轮(6)和第一自由二阶行星非圆齿轮(6’)齿轮副联接;第一取苗爪(8)、第二取苗爪(8’)分别与第一行星轴(7)和第二行星轴(7’)固接;所述的自由二阶中心非圆齿轮(3)、第一自由二阶行星非圆齿轮(6)和第二自由二阶行星非圆齿轮(6’)三个齿轮的节曲线参数完全一致;第一自由二阶中间非圆齿轮(4)和第二自由二阶中间非圆齿轮(4’)的节曲线参数完全一致;行星架(2)转动一周,第一自由二阶中间非圆齿轮(4)和第二自由二阶中间非圆齿轮(4’)相对行星架(2)也做整周转动,整周运动中自由二阶中心非圆齿轮(3)与第一和第二自由二阶中间非圆齿轮(4)、(4’)的传动比分为两个相异的波动过程,传动比周期中二次波动,存在两个波动的幅值和谷值。
2.根据权利要求1所述的一种自由二阶非圆齿轮行星系高速钵苗移栽机构,其特征在于:经过所述的自由二阶非圆齿轮行星系传动,第一取苗爪(8)、第二取苗爪(8’)周期中二次不等幅摆动,形成“卜形”轨迹,轨迹的右部形成一尖嘴。技术领域
本发明涉及一种农业机械中的移栽机械,具体地说是涉及一种自由二阶非圆齿轮行星系高速钵苗移栽机构。
背景技术
移栽具有对气候的补偿作用和使作物生育提早的综合效益,可以充分利用光热资源,其经济效益和社会效益均非常可观。水田、旱地的钵苗移栽作业需要开发高速钵苗移栽机构。行星轮系旋转式传动机构在插秧机上已有应用,插秧机是针对毯状苗一种栽植机械,秧针无需进入钵体内,取苗通过撕裂土块的方式,秧针轨迹是一个光滑的曲线,而钵苗移栽机需要秧针进入钵苗盘内夹持秧苗,且不能破坏钵盘和伤根,故轨迹需要一个尖锐的凸起;从秧针进入钵体到完全离开钵体,秧针的运动方向和钵体的方向保持平行,即秧针需要一段接近于直线的运动轨迹,在现有的栽植机械上应用的椭圆齿轮、偏心非圆齿轮等行星系不等速传动机构均不能满足上述要求,钵苗移栽机要求的特殊轨迹阻碍了旋转式行星轮系机构在移栽机上的应用,即无法使用旋转式分秧机构来克服现有分秧机构的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种自由二阶非圆齿轮行星系高速钵苗移栽机构,该机构利用特殊的自由的二阶传动比,能满足钵苗移栽机所需的“卜形”轨迹要求,并能适应移栽机在任何转速下的作业。为了达到上述目的,本发明采用的技术方案是:本发明的中心轴的一端与动力装置连接,中心轴的另一端与行星架固接,自由二阶中心非圆齿轮空套在中心轴上与机架固接,第一自由二阶中间非圆齿轮、第二自由二阶中间非圆齿轮分别通过与其销轴联接的第一中间轴、第二中间轴与行星架铰链联接,第一自由二阶行星非圆齿轮通过与其花键联接的第一行星轴与行星架铰链联接,第二自由二阶行星非圆齿轮通过与其花键联接的第二行星轴与行星架铰链联接,第一自由二阶中间非圆齿轮和第一自由二阶行星非圆齿轮、第二自由二阶中间非圆齿轮和第二自由二阶行星非圆齿轮分别分布在中心轴的两侧;第一自由二阶中间非圆齿轮、第二自由二阶中间非圆齿轮的一处分别与自由二阶中心非圆齿轮齿轮副联接,第一自由二阶中间非圆齿轮、第二自由二阶中间非圆齿轮的另一处分别与第一自由二阶行星非圆齿轮和第一自由二阶行星非圆齿轮齿轮副联接;第一取苗爪、第二取苗爪分别与第一行星轴和第二行星轴固接。所述的自由二阶中心非圆齿轮、第一自由二阶行星非圆齿轮和第二自由二阶行星非圆齿轮三个齿轮的节曲线参数完全一致;第一自由二阶中间非圆齿轮和第二自由二阶中间非圆齿轮的节曲线参数完全一致。行星架转动一周,第一自由二阶中间非圆齿轮和第二自由二阶中间非圆齿轮相对行星架也做整周转动,整周运动中自由二阶中心非圆齿轮与第一和第二自由二阶中间非圆齿轮的传动比分为两个相异的波动过程,传动比周期中二次波动,存在两个波动的幅值和谷值。经过所述的自由二阶非圆齿轮行星系传动,第一取苗爪、第二取苗爪周期中二次不等幅摆动,形成“卜形”轨迹,轨迹的右部形成一尖嘴。本发明具有的有益效果是:本发明在满足行星架转动一周,在满足自由二阶中间非圆齿轮相对行星架整周转动的条件下设计自由二阶中心非圆齿轮与自由二阶中间非圆齿轮的传动比规律,改变传动比两个波动过程的幅度和各个波动过程在运动周期所需时间所占的比例能够灵活控制取苗爪的二次摆动规律。该分秧机构通过自由二阶非圆齿轮行星系作为不等速传动机构,取苗爪尖点轨迹成“卜形”,该轨迹满足钵苗移栽机移栽农艺要求;克服了多杆机构和间歇机构的缺点,具有结构简单,体积小,重量轻,振动小,制造成本低等优点;同时采用两个取苗爪的布置方案,行星架转动一次,移栽作业两次,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
图1是本发明的结构原理示意图。图2是周期中自由二阶中心非圆齿轮与第一自由二阶中间非圆齿轮的传动比曲线。图3是自由二阶非圆齿轮行星系齿轮啮合图。图4是周期中第一取苗爪摆角曲线。图5为几种常见非圆齿轮单个周期传动比曲线。图中:1、中心轴,2、行星架,3、自由二阶中心非圆齿轮,4、第一自由二阶中间非圆齿轮,4’、第二自由二阶中间非圆齿轮,5、第一中间轴,5’、第一中间轴,6、第一自由二阶行星非圆齿轮,6’、第二自由二阶行星非圆齿轮,7、第一行星轴,7’、第二行星轴,8,第一取苗爪,8’、第二取苗爪,9、“卜形”轨迹,10、单级卵形齿轮周期性传动比曲线,11、单级椭圆齿轮周期性传动比曲线,12、单级变形卵形齿轮周期性传动比曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图1所示,中心轴1的一端与动力装置连接,中心轴1的另一端与行星架2固接,自由二阶中心非圆齿轮3空套在中心轴1上与机架固接,第一自由二阶中间非圆齿轮4、第二自由二阶中间非圆齿轮4’分别通过与其销轴联接的第一中间轴5、第二中间轴5’与行星架铰链联接,第一自由二阶行星非圆齿轮6通过与其花键联接的第一行星轴7与行星架铰链联接,第二自由二阶行星非圆齿轮6’通过与其花键联接的第二行星轴7’与行星架铰链联接,第一自由二阶中间非圆齿轮4和第一自由二阶行星非圆齿轮6、第二自由二阶中间非圆齿轮4’和第二自由二阶行星非圆齿轮6’分别分布在中心轴1的两侧;第一自由二阶中间非圆齿轮4、第二自由二阶中间非圆齿轮4’的一处分别与自由二阶中心非圆齿轮3齿轮副联接,第一自由二阶中间非圆齿轮4、第二自由二阶中间非圆齿轮4’的另一处分别与第一自由二阶行星非圆齿轮6和第一自由二阶行星非圆齿轮6’齿轮副联接;第一取苗爪8、第二取苗爪8’分别于第一行星轴7和第二行星轴7’固接。图1所示行星架2顺时针转动,通过自由二阶非圆齿轮行星系传动,上述两取苗爪形成“卜形”轨迹9,两取苗爪在“卜形”轨迹9上顺指针运动,在两取苗爪由“卜形”轨迹9上部进入“卜形”轨迹9右部的伸出尖嘴段有一段近似直线,保证取苗爪能垂直插入钵苗土钵。所述的自由二阶中心非圆齿轮3、第一自由二阶行星非圆齿轮6和第二自由二阶行星非圆齿轮6’三个齿轮的节曲线参数完全一致;第一自由二阶中间非圆齿轮4和第二自由二阶中间非圆齿轮4’的节曲线参数完全一致。行星架2转动一周,第一自由二阶中间非圆齿轮4和第二自由二阶中间非圆齿轮4’相对行星架2也做整周转动,整周运动中自由二阶中心非圆齿轮3与第一和第二自由二阶中间非圆齿轮4、4’的传动比分为两个相异的波动过程。,其周期中传动比曲线如图2所示,传动比周期中二次波动,存在两个波动的幅值和谷值,两次波动过程占总周期时间的比例、波动幅值和谷值可根据轨迹要求灵活设计。自由二阶中心非圆齿轮3、第一自由二阶行星非圆齿轮6和第二自由二阶行星非圆齿轮6’三个齿轮的节曲线参数完全一致;第一自由二阶中间非圆齿轮4和第二自由二阶中间非圆齿轮4’的节曲线参数完全一致,所述机构的齿轮啮合图如图3所示,图3中的非圆齿轮齿廓由图2中的传动比规律决定,轮系的节曲线均为自由二阶节曲线。在行星架2转动一个周期中,第一取苗爪8与水平方向夹角变化曲线如图4所示,从图4可见,第一取苗爪8夹角先变大,到达第一个幅值之后减小至第一个谷值,之后再增大至另一幅值,然后再减小至第二谷值,第一取苗爪8在一个周期中经历二次不等幅摆动。图5所示为椭圆齿轮、变形卵形齿轮和卵形齿轮的周期性传动比规律,椭圆齿轮一个周期传动比函数波动一次,变形卵形齿轮和卵形齿轮周期内传动比波动两次,但两个波动的幅值和谷值一致,限制了周期中非匀速传动比比规律,图2所示的自由二阶非圆齿轮传动的周期性传动比规律比图5所示几种传动更灵活,输出特性更利于形成钵苗移栽轨迹。本发明的工作原理如下:动力经由中心轴1传给与中心轴1固接行星架2,带动行星架2顺时针转动。自由二阶中心非圆齿轮3空套在中心轴1上与机架固接,第一自由二阶中间非圆齿轮4、第二自由二阶中间非圆齿轮4’分别通过与其销轴联接的第一中间轴5、第二中间轴5’与行星架铰链联接,第一自由二阶行星非圆齿轮6、第二自由二阶行星非圆齿轮6’分别通过与其花键联接的第一行星轴7、第二行星轴7’与行星架铰链联接,上述两自由二阶中间非圆齿轮和两自由二阶行星非圆齿轮分布在中心轴1的两侧;第一自由二阶中间非圆齿轮4、第二自由二阶中间非圆齿轮4’一处与自由二阶中心非圆齿轮3齿轮副联接,第一自由二阶中间非圆齿轮4、第二自由二阶中间非圆齿轮4’的另一处分别与第一自由二阶行星非圆齿轮6、第一自由二阶行星非圆齿轮6’齿轮副联接;第一取苗爪8、第二取苗爪8’分别与第一行星轴7、第二行星轴7’固接。经过所述的自由二阶中心非圆齿轮行星系传动,第一取苗爪8、第一取苗爪8’周期中二次不等幅摆动,形成“卜形”轨迹,轨迹的右部形成一尖嘴,满足钵苗移栽作业要求。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。