非圆齿轮-斜齿轮钵苗Z字形宽窄行移栽机构制造技术

本发明专利技术公开了非圆齿轮‑斜齿轮钵苗Z字形宽窄行移栽机构。目前，水稻Z字形宽窄行机械化移栽一般通过将两套等行距移栽机构交错布置，并倾斜安装来实现。本发明专利技术中单侧机构就能实现两行秧苗的移栽，通过具有空间传动特性的齿轮组实现空间移栽轨迹，保证了秧苗的直立度；复合轮系为二自由度机构，传动箱内采用固定传动比的圆齿轮或采用非圆齿轮，齿轮箱内采用非圆齿轮与交错斜齿轮的齿轮组合，中心非圆齿轮和传动箱的两个动力输入使移栽臂实现差速转动，差速传动使机构在不等速传动特性和空间传动特性的基础上获得更自由的传动比，从而实现复杂“直夹苗”式的大环扣空间“8字形”轨迹。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农业机械领域，涉及高速水稻钵苗Z字形宽窄行移栽机，具体涉及一种非圆齿轮-斜齿轮钵苗Z字形宽窄行移栽机构。
技术介绍
目前，水稻插秧机品种多样，但无论是宽窄行插秧还是等行距插秧，移栽机构所取的秧苗都为毯状苗，容易伤根。而钵苗宽窄行移栽机构所取的秧苗为钵苗，钵与钵之间的苗不存在盘根现象，所以在取苗过程不存在伤根问题，相比毯状苗插秧具有更加短的返青周期，这对提高水稻产量具有重大意义。水稻Z字形宽窄行种植是指水稻秧苗植株行间距实行一宽一窄的同时，相邻两行的水稻植株成Z字形交错的种植方式，这种种植方式利用作物边际优势的增产原理，通过调整秧苗的行间距，改善植株间通风，并能提高单位面积的光照利用率，同时可减轻病虫害，从而达到优质高产、节本增效的目的。公开号为CN102640604A的专利申请公开了一种高速插秧机非圆齿轮宽窄行移栽机构，虽然该专利申请中提到了第一级斜齿轮和第二级非圆齿轮传动，实现宽窄行插秧，其运动规律在一定程度上满足了移栽机构秧针的取秧、插秧轨迹和姿态，但其功能仅限于插秧机的“腰子形”轨迹或“海豚形”轨迹，并不能满足水稻钵苗Z字形宽窄行移栽的要求。公开号为CN103493634A的专利技术专利提出了一种空间行星轮系玉米宽窄行斜Z字形移栽机构的两种方案，方案中传动箱内采用链轮链条传动，齿轮箱内采用锥齿轮传动，实现空间移栽轨迹，通过两个齿轮箱呈90°布置，以实现交错取秧和插秧，该机构可以改善植株间通风、透光度；但是锥齿轮机构所实现的移栽轨迹在取秧段有较大偏移量，取秧成功率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种应用于高速水稻钵苗移栽机的非圆齿轮-斜齿轮钵苗Z字形宽窄行移栽机构。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术包括传动箱、传动轴、主动锥齿轮、从动锥齿轮、中间传动轴、中间传动轴齿轮、中心轴、中心轴齿轮、复合轮系、右移栽臂和左移栽臂；所述的传动轴、中间传动轴和中心轴均通过轴承支承在传动箱上；所述的主动锥齿轮固定在传动轴上，从动锥齿轮和中间传动轴齿轮均固定在中间传动轴上；从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合；中心轴齿轮固定在中心轴上，并与中间传动轴齿轮啮合；两个复合轮系设置在中心轴的两端。所述的复合轮系包括差速主动齿轮、差速从动齿轮、齿轮箱、中心非圆齿轮、上第一中间非圆齿轮、上第二中间非圆齿轮、上第三中间非圆齿轮、上中间斜齿轮、上行星斜齿轮、下第一中间非圆齿轮、下第二中间非圆齿轮、下第三中间非圆齿轮、下中间斜齿轮和下行星斜齿轮，以及通过轴承支承在齿轮箱内的上第一中间轴、上第二中间轴、上行星轴、下第一中间轴、下第二中间轴和下行星轴；所述的差速主动齿轮固定在中间传动轴上；差速从动齿轮固定在中心轴上，并与差速主动齿轮啮合；齿轮箱与中心轴伸出传动箱外的端部通过销钉固定；所述的中心非圆齿轮通过牙嵌与差速从动齿轮固定；上第一中间非圆齿轮和上第二中间非圆齿轮均固定在上第一中间轴上；所述的上第一中间非圆齿轮与中心非圆齿轮啮合；上第三中间非圆齿轮和上中间斜齿轮均固定在上第二中间轴上，上第三中间非圆齿轮与上第二中间非圆齿轮啮合；上行星斜齿轮固定在上行星轴上，并与上中间斜齿轮啮合；下第一中间非圆齿轮和下第二中间非圆齿轮均固定在下第一中间轴上，下第一中间非圆齿轮与中心非圆齿轮啮合；下第三中间非圆齿轮和下中间斜齿轮均固定在下第二中间轴上，下第三中间非圆齿轮与下第二中间非圆齿轮啮合；下行星斜齿轮固定在下行星轴上，并与下中间斜齿轮啮合。所述的上行星轴右端伸出齿轮箱外，并与右移栽臂的移栽臂壳体固定；下行星轴的左端伸出齿轮箱外，并与左移栽臂的移栽臂壳体固定；右移栽臂和左移栽臂的凸轮均与齿轮箱固定；右移栽臂和左移栽臂的结构完全相同。所述的上第一中间非圆齿轮与下第一中间非圆齿轮的几何参数完全相同，上第二中间非圆齿轮与下第二中间非圆齿轮的几何参数完全相同，上第三中间非圆齿轮与下第三中间非圆齿轮的几何参数完全相同。所述的上行星轴与中心轴、下行星轴与中心轴之间的轴交角均为α；上中间斜齿轮、上行星斜齿轮、下中间斜齿轮及下行星斜齿轮的螺旋角均为β；α＝2β；β根据Z字形宽窄行移栽的行距要求取值。上中间斜齿轮与下中间斜齿轮除旋向相反外，其它几何参数均相同；上行星斜齿轮与下行星斜齿轮除旋向相反外，其它几何参数均相同。所述的中心非圆齿轮、上第二中间非圆齿轮及下第二中间非圆齿轮的节曲线均由三次非均匀B样条曲线拟合而成，并由12个型值点径向值控制节曲线的形状。所述的上中间斜齿轮、上行星斜齿轮均是模数为3、齿数为17的左旋斜齿轮；所述的下中间斜齿轮和下行星斜齿轮均是模数为3、齿数为17的右旋斜齿轮。所述的中间传动轴齿轮和中心轴齿轮均为圆齿轮，且传动比为1，或为相互啮合的非圆齿轮；差速主动齿轮和差速从动齿轮均为圆齿轮，且传动比为1∶2，或为相互啮合的非圆齿轮。所述右移栽臂或左移栽臂的取秧夹片尖点所形成的移栽轨迹的取秧段在水平面上的投影为一条直线段。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术解决了交错齿轮-椭圆锥齿轮行星轮系和交错齿轮-非圆齿轮移栽机构仅能应用于插秧机的问题，相比于这些分插机构的“腰子形”和“海豚形”移栽轨迹，本专利技术的移栽机构可以形成复杂的大环扣空间“8字形”轨迹，以适应水稻Z字形钵苗移栽的特殊要求。钵苗Z字形种植是比机插秧和常规宽窄行种植更先进的农艺技术，实现机械化的难度也更高，所以本专利技术以简单的齿轮机构实现了插秧机的分插机构所不能实现的钵苗宽窄行移栽功能；与专利号CN103493634A中的Z字形移栽机构相比，本专利技术的单侧机构就能移栽两行秧苗，可大幅减小移栽机整机的生产成本，同时，取秧段没有横向偏移使机构的取秧成功率较高，能为水稻的优质增产和进一步机械化做出贡献。2、本专利技术为二自由度的复合轮系移栽机构，与传统的单自由度行星轮系移栽机构不同，复合轮系移栽机构能够实现复杂的传动比，同时，平面非圆齿轮与交错斜齿轮组合的形式，使得移栽机构的行星轮系在具有不等速传动特性的同时具备空间传动特性，使移栽机构能够实现复杂的大环扣“8字形”空间移栽轨迹；同时，由于机构灵活的传动比，使得机构只需交错安装的斜齿轮就能实现理想的空间轨迹；同时，本专利技术的复合轮系中齿轮均为平面齿轮，易于加工且使成本大大降低，更适合应用于生产实践。附图说明图1是本专利技术的结构原理示意图。图2是本专利技术中各个齿轮的装配示意图。图3是本专利技术中各个齿轮啮合状态的一侧侧视图。图4是本专利技术中各个齿轮啮合状态的另一侧侧视图。图5是本专利技术的下中间斜齿轮与下行星斜齿轮交错啮合示意图。图6是本专利技术的移栽臂剖视图。图7是本专利技术的移栽臂俯视图。图8是本专利技术的中心非圆齿轮节曲线图。图9是本专利技术的上第二中间非圆齿轮节曲线图。图10是本专利技术的取苗过程示意图。图11是本专利技术实现移栽轨迹的俯视图。图12是本专利技术作业时形成宽窄行移栽的移栽效果示意图。图13是本专利技术作业时形成Z字形宽窄行移栽的移栽效果示意图。图中：1、传动箱，2、传动轴，3、主动锥齿轮，4、从动锥齿轮，5、中间传动轴，6、中间传动轴齿轮，7、中心轴，8、中心轴齿轮，9、差速主动齿轮，10、差速从动齿轮，11、下第二中间非圆齿轮，12、下第三中间非圆齿轮，13、下行星轴，14、下行星斜齿轮，15、齿轮箱，16、左移栽臂，17、下第二中间轴，本文档来自技高网...

【技术保护点】
非圆齿轮‑斜齿轮钵苗Z字形宽窄行移栽机构，包括传动箱、传动轴、主动锥齿轮、从动锥齿轮、中间传动轴、中间传动轴齿轮、中心轴、中心轴齿轮、复合轮系、右移栽臂和左移栽臂，其特征在于：所述的传动轴、中间传动轴和中心轴均通过轴承支承在传动箱上；所述的主动锥齿轮固定在传动轴上，从动锥齿轮和中间传动轴齿轮均固定在中间传动轴上；从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合；中心轴齿轮固定在中心轴上，并与中间传动轴齿轮啮合；两个复合轮系设置在中心轴的两端；所述的复合轮系包括差速主动齿轮、差速从动齿轮、齿轮箱、中心非圆齿轮、上第一中间非圆齿轮、上第二中间非圆齿轮、上第三中间非圆齿轮、上中间斜齿轮、上行星斜齿轮、下第一中间非圆齿轮、下第二中间非圆齿轮、下第三中间非圆齿轮、下中间斜齿轮和下行星斜齿轮，以及通过轴承支承在齿轮箱内的上第一中间轴、上第二中间轴、上行星轴、下第一中间轴、下第二中间轴和下行星轴；所述的差速主动齿轮固定在中间传动轴上；差速从动齿轮固定在中心轴上，并与差速主动齿轮啮合；齿轮箱与中心轴伸出传动箱外的端部通过销钉固定；所述的中心非圆齿轮通过牙嵌与差速从动齿轮固定；上第一中间非圆齿轮和上第二中间非圆齿轮均固定在上第一中间轴上；所述的上第一中间非圆齿轮与中心非圆齿轮啮合；上第三中间非圆齿轮和上中间斜齿轮均固定在上第二中间轴上，上第三中间非圆齿轮与上第二中间非圆齿轮啮合；上行星斜齿轮固定在上行星轴上，并与上中间斜齿轮啮合；下第一中间非圆齿轮和下第二中间非圆齿轮均固定在下第一中间轴上，下第一中间非圆齿轮与中心非圆齿轮啮合；下第三中间非圆齿轮和下中间斜齿轮均固定在下第二中间轴上，下第三中间非圆齿轮与下第二中间非圆齿轮啮合；下行星斜齿轮固定在下行星轴上，并与下中间斜齿轮啮合；所述的上行星轴右端伸出齿轮箱外，并与右移栽臂的移栽臂壳体固定；下行星轴的左端伸出齿轮箱外，并与左移栽臂的移栽臂壳体固定；右移栽臂和左移栽臂的凸轮均与齿轮箱固定；右移栽臂和左移栽臂的结构完全相同；所述的上第一中间非圆齿轮与下第一中间非圆齿轮的几何参数完全相同，上第二中间非圆齿轮与下第二中间非圆齿轮的几何参数完全相同，上第三中间非圆齿轮与下第三中间非圆齿轮的几何参数完全相同。...

【技术特征摘要】
1.非圆齿轮-斜齿轮钵苗Z字形宽窄行移栽机构，包括传动箱、传动轴、主动锥齿轮、从动锥齿轮、中间传动轴、中间传动轴齿轮、中心轴、中心轴齿轮、复合轮系、右移栽臂和左移栽臂，其特征在于：所述的传动轴、中间传动轴和中心轴均通过轴承支承在传动箱上；所述的主动锥齿轮固定在传动轴上，从动锥齿轮和中间传动轴齿轮均固定在中间传动轴上；从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合；中心轴齿轮固定在中心轴上，并与中间传动轴齿轮啮合；两个复合轮系设置在中心轴的两端；所述的复合轮系包括差速主动齿轮、差速从动齿轮、齿轮箱、中心非圆齿轮、上第一中间非圆齿轮、上第二中间非圆齿轮、上第三中间非圆齿轮、上中间斜齿轮、上行星斜齿轮、下第一中间非圆齿轮、下第二中间非圆齿轮、下第三中间非圆齿轮、下中间斜齿轮和下行星斜齿轮，以及通过轴承支承在齿轮箱内的上第一中间轴、上第二中间轴、上行星轴、下第一中间轴、下第二中间轴和下行星轴；所述的差速主动齿轮固定在中间传动轴上；差速从动齿轮固定在中心轴上，并与差速主动齿轮啮合；齿轮箱与中心轴伸出传动箱外的端部通过销钉固定；所述的中心非圆齿轮通过牙嵌与差速从动齿轮固定；上第一中间非圆齿轮和上第二中间非圆齿轮均固定在上第一中间轴上；所述的上第一中间非圆齿轮与中心非圆齿轮啮合；上第三中间非圆齿轮和上中间斜齿轮均固定在上第二中间轴上，上第三中间非圆齿轮与上第二中间非圆齿轮啮合；上行星斜齿轮固定在上行星轴上，并与上中间斜齿轮啮合；下第一中间非圆齿轮和下第二中间非圆齿轮均固定在下第一中间轴上，下第一中间非圆齿轮与中心非圆齿轮啮合；下第三中间非圆齿轮和下中间斜齿轮均固定在下第二中间轴上，下第三中间非圆齿轮与下第二中间非圆齿轮啮合；下行星斜齿轮固定在下行星轴上，并与下中间斜齿轮啮合；所述的上行星轴右端伸出齿轮箱外，并与右移栽臂的移栽臂壳体固定；下行星轴的左端伸出齿轮箱外，并与左移栽臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙良，毛世民，张国凤，张委，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33