椭圆齿轮行星轮系蔬菜钵苗自动移栽机构

摘要

本发明公开了一种椭圆齿轮行星轮系蔬菜钵苗自动移栽机构。链轮箱内的中心轴伸出链轮箱外的两侧轴端固定有结构相同的齿轮盒。齿轮盒内的中心轴两端装有通过法兰固定在链轮箱上的中心不完全圆齿轮，它固接有凸锁住弧，中心轴与齿轮盒固接一起转动；齿轮盒内的中心不完全圆齿轮两侧的中间轴上，分别对称装有与中心不完全圆齿轮相互啮合的中间圆齿轮，中间圆齿轮分别固接有凹锁住弧与凸锁住弧相配合，中间圆齿轮分别通过中间轴分别与中间椭圆齿轮固接，而中间椭圆齿轮再与固接在行星轮轴上的行星椭圆齿轮啮合；行星轮轴伸出齿轮盒外的一端固定有移栽臂。齿轮盒转一圈，实现2次移栽，工作效率提高，结构简单，体积小，重量轻，振动小，制造成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及农业机械，尤其是涉及一种椭圆齿轮行星轮系蔬菜钵苗自动移栽机构。

背景技术

目前，国内外的蔬菜移栽机都是以半自动的为主，半自动蔬菜移栽机靠人工喂苗，工作效率不高，当栽植速度偏高时，漏苗、缺苗率大大增加。而自动蔬菜移栽机具有自动给苗、取苗，较为自动化和省力化，工作效率高。虽然自动移栽机结构相对复杂，但是在科技日新月异的今天，自动蔬菜移栽机必将是今后移栽机发展的主要趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种椭圆齿轮行星轮系蔬菜钵苗自动移栽机构，该机构的结构尺寸相对较小，结构相对简单，振动也小。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明它包括传动部件和移栽臂部件；传动部件包括链轮箱内的传动轴上装有主动链轮，经链条与装在链轮箱内中心轴上的中心链轮连接，中心轴伸出链轮箱外的左、右两侧轴端固定有结构相同且对称布置的左、右齿轮盒；其特征在于：

所述的左齿轮盒内的中心轴左端上装有通过左法兰固定在链轮箱上的左中心不完全圆齿轮，左中心不完全圆齿轮固接有左凸锁住弧，中心轴的左端与左齿轮盒固接一起转动；左齿轮盒内的左中心不完全圆齿轮两侧的左中间轴上，分别对称装有与左中心不完全圆齿轮相互啮合的上、下左中间圆齿轮，上、下左中间圆齿轮分别固接有上、下左凹锁住弧，上、下左凹锁住弧与左凸锁住弧相配合，上、下左中间圆齿轮分别通过上、下左中间轴分别与上、下左中间椭圆齿轮固接，而上、下左中间椭圆齿轮再与固接在上、下左行星轮轴上的上、下左行星椭圆齿轮啮合；上、下左行星轮轴伸出左齿轮盒外的一端分别固定有上、下左移栽臂部件；

所述的右齿轮盒内的中心轴右端上装有通过右法兰固定在链轮箱上的右中心不完全圆齿轮，右中心不完全圆齿轮固接有右凸锁住弧，中心轴的右端与右齿轮盒固接一起转动；右齿轮盒内的右中心不完全圆齿轮两侧的右中间轴上，分别对称装有与右中心不完全圆齿轮相互啮合的上、下右中间圆齿轮，上、下右中间圆齿轮分别固接有上、下右凹锁住弧，上、下右凹锁住弧与右凸锁住弧相配合，上、下右中间圆齿轮分别通过上、下右中间轴分别与上、下右中间椭圆齿轮固接，而上、下右椭圆齿轮再与固接在上、下右行星轮轴上的上、下右行星椭圆齿轮啮合；上、下右行星轮轴伸出右齿轮盒外的一端分别固定有上、下右移栽臂部件。

所述的中心不完全圆齿轮与凸锁住弧重合部分没有齿，4个中间椭圆齿轮与4个行星椭圆齿轮都是几何参数相同的椭圆齿轮。

所述的上、下左行星椭圆齿轮与上、下左中间椭圆齿轮啮合，实现该移栽机构的非匀速传动；上、下左中间圆齿轮与左中心不完全圆齿轮是间歇的圆齿轮啮合传动；上、下右行星椭圆齿轮与上、下右中间椭圆齿轮啮合，实现该移栽机构的非匀速传动；上、下右中间圆齿轮与右中心不完全圆齿轮是间歇的圆齿轮啮合传动。

所述的移栽臂部件包括凸轮、拨叉、推苗弹簧、苗针和推苗杆；凸轮通过法兰固接在行星轴上，拨叉装在移栽臂上，其中一端与凸轮相接触，另一端安装在推苗杆槽内，移栽臂的下端固定一个安装苗针的安装板，两根苗针的一端安装在安装板上，形成转动连接，两根苗针形成一个“V”形的移栽爪，推苗杆的下端分别与两根苗针的下端滑动连接；当拨叉处于凸轮上时，推苗弹簧被压缩，此时，推苗杆处于最高位置，移栽苗针开口最小；当凸轮旋转过一定角度处于穴口位置时，弹簧推动推苗杆下移，此时移栽苗针开口达到最大。移栽臂部件均为拐臂式结构，即推苗杆的移动轴线与移栽爪的中心线不重合。

本发明的有益效果是：

该移栽机构有一对齿轮盒，每个齿轮盒内相对中心轮有2组行星系齿轮传动，每组行星系传动带动1个移栽臂运动，齿轮盒转一圈，实现2次移栽，每次移栽2棵苗，工作效率提高，结构简单，体积小，重量轻，振动小，制造成本低。

附图说明

图1是本发明的机构原理示意图；

图2是本发明“椭圆齿轮行星轮系蔬菜钵苗自动移栽机构”的传动原理示意图；

图3是本发明的结构装配示意图；

图4是本发明的移栽臂部件夹持苗时机构位置正视图；

图5是本发明的移栽臂部件夹持苗时机构位置侧视图；

图6是图5的A-A剖视图；

图7是本发明的移栽臂部件放苗结束机构正视图；

图8是本发明的移栽臂部件放苗结束机构侧视图；

图9是本发明机构在Visual Basic 6.0中的移栽轨迹运动模拟图。

图中：1.左行星轮轴，1′.右行星轮轴，2.左行星椭圆齿轮，2′.右行星椭圆齿轮，3.左中间轴，3′.右中间轴，4.左中间椭圆齿轮，4′.右中间椭圆齿轮，5.中心轴，6.左中心不完全圆齿轮，6′.右中心不完全圆齿轮，7.左齿轮盒，7′.右齿轮盒，8.左中间轴，8′.右中间轴，9.左中间椭圆齿轮，9′.右中间椭圆齿轮，10.左行星椭圆齿轮，10′.右行星椭圆齿轮，11.左行星轮轴，11′.右行星轮轴，12.左移栽臂，12′.右移栽臂，13.左中间圆齿轮，13′.右中间圆齿轮，14.左凹锁住弧，14′.右凹锁住弧，15.左凸锁住弧，15′.右凸锁住弧，16.左凹锁住弧，16′.右凹锁住弧，17.左中间圆齿轮，17′.右中间圆齿轮，18.左移栽臂，18′.右移栽臂，19.中心链轮，20.链条，21.链轮箱，22.主动链轮，23.传动轴，24.左法兰，24′.右法兰，25.钵苗盘。26.推苗弹簧，27.拨叉，28.凸轮，29.推苗杆，30.苗针。

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、图2、图3所示，本发明它包括传动部件和移栽臂部件；传动部件包括链轮箱21内的传动轴23上装有主动链轮22，经链条20与装在链轮箱21内中心轴5上的中心链轮19连接，中心轴5伸出链轮箱21外的左、右两侧轴端固定有结构相同且对称布置的左、右齿轮盒7、7′；其中：

所述的左齿轮盒7内的中心轴5左端上装有通过左法兰24固定在链轮箱21上的左中心不完全圆齿轮6，左中心不完全圆齿轮6固接有左凸锁住弧(即相当于扇形凸轮)15，中心轴5的左端与左齿轮盒7固接一起转动；左齿轮盒7内的左中心不完全圆齿轮6两侧的左中间轴8、3上，分别对称装有与左中心不完全圆齿轮6相互啮合的上、下左中间圆齿轮13、17，上、下左中间圆齿轮13、17分别固接有上、下左凹锁住弧(即与扇形凸轮相配合的凹形槽)14、16，上、下左凹锁住弧14、16与左凸锁住弧15相配合，在齿轮盒7的旋转过程中，防止行星轮轴11、2的回转，上、下左中间圆齿轮13、17分别通过上、下左中间轴8、3分别与上、下左中间椭圆齿轮9、4固接，而上、下左中间椭圆齿轮9、4再与固接在上、下左行星轮轴11、1上的上、下左行星椭圆齿轮10、2啮合；上、下左行星轮轴11、1伸出左齿轮盒7外的一端分别固定有上、下左移栽臂部件12、18；

所述的右齿轮盒7′内的中心轴5右端上装有通过右法兰24′固定在链轮箱21上的右中心不完全圆齿轮6′，右中心不完全圆齿轮6′固接有右凸锁住弧(即相当于扇形凸轮)15′，中心轴5的右端与右齿轮盒7′固接一起转动；右齿轮盒7′内的右中心不完全圆齿轮6′两侧的右中间轴8′、3′上，分别对称装有与右中心不完全圆齿轮6′相互啮合的上、下右中间圆齿轮13′、17′，上、下右中间圆齿轮13′、17′分别固接有上、下右凹锁住弧(即与扇形凸轮相配合的凹形槽)14′、16′，上、下右凹锁住弧14′、16′与右凸锁住弧15′相配合，在齿轮盒7的旋转过程中，防止行星轮轴11′、2′的回转，上、下右中间圆齿轮13′、17′分别通过上、下右中间轴8′、3′分别与上、下右中间椭圆齿轮9′、4′固接，而上、下右椭圆齿轮9′、4′再与固接在上、下右行星轮轴11′、1′上的上、下右行星椭圆齿轮10′、2′啮合；上、下右行星轮轴11′、1′伸出右齿轮盒7′外的一端分别固定有上、下右移栽臂部件12′、18′。

所述的中心不完全圆齿轮与凸锁住弧重合部分没有齿，4个中间椭圆齿轮9、4、9′、4′与4个行星椭圆齿轮10、2、10′、2′都是几何参数相同的椭圆齿轮。

所述的上、下左行星椭圆齿轮10、2与上、下左中间椭圆齿轮9、4啮合，实现该移栽机构的非匀速传动；上、下左中间圆齿轮13、17与左中心不完全圆齿轮6是间歇的圆齿轮啮合传动；上、下右行星椭圆齿轮10′、2′与上、下右中间椭圆齿轮9′、4′啮合，实现该移栽机构的非匀速传动；上、下右中间圆齿轮13′、17′与右中心不完全圆齿轮6′是间歇的圆齿轮啮合传动。移栽臂的绝对运动为行星轮相对齿轮盒的非匀速转动和齿轮盒绕中心轴的圆周运动的合成运动。在此合成运动的影响下，移栽臂部件中的移栽爪满足移栽蔬菜钵苗时取苗与栽植苗的角度要求。

如图4、图5、图6、图7、图8所示，所述的移栽臂部件包括凸轮28、拨叉27、推苗弹簧26、苗针30和推苗杆29；凸轮28通过法兰固接在行星轴上，拨叉装在移栽臂上，其中一端与凸轮相接触，另一端安装在推苗杆槽内，移栽臂的下端固定一个安装苗针的安装板，两根苗针的一端安装在安装板上，形成转动连接，两根苗针形成一个“V”形的移栽爪，推苗杆的下端分别与两根苗针的下端滑动连接；如图4、图5、图6所示，当拨叉处于凸轮上时，推苗弹簧被压缩，此时，推苗杆处于最高位置，移栽苗针开口最小；如图7、图8所示，当凸轮旋转过一定角度处于穴口位置时，弹簧推动推苗杆下移，此时移栽苗针开口达到最大。移栽臂部件均为拐臂式结构，即推苗杆的移动轴线与移栽爪的中心线不重合。

如图1、图2、图3所示，蔬菜钵苗自动移栽机构由移栽机链轮箱主动链轮22传递到中心链轮19，中心链轮与中心轴5通过键连接。现以蔬菜钵苗自动移栽机构左侧为例说明各组件的连接关系：中心不完全圆齿轮6通过衬套安装在中心轴5上，中心轴5轴端由花键或方键与左齿轮盒7固结，中心不完全圆齿轮6依靠牙嵌与法兰盘25固定，中心不完全圆齿轮6上固接有凸锁住弧15，中心不完全圆齿轮6的两侧依次设置两个圆齿轮13、17，两个圆齿轮的左侧分别有与凸锁住弧15实现配合的凹锁住弧14、16，中间椭圆齿轮9、4通过中间轴与中间圆齿轮13、17固接，分别与行星椭圆齿轮10、2啮合，行星椭圆齿轮与行星轮轴依靠花键联结，行星轮轴伸出齿轮盒的一端分别与移栽臂部件12、18通过键或方轴固接。

当齿轮盒7、7′绕着中心轴5(即移栽臂驱动轴)逆时针方向回转一周时，行星轮轴11、1、11′、1′相对齿轮盒7、7′以反方向(即顺时针方向)回转1周，当行星椭圆齿轮10、2、10′、2′与中间椭圆齿轮9、4、9′、4′的速比(传动齿轮比)处于最大值附近时，使移栽臂12、18、12′、18′为最大摆角状态，从而使苗针30进入钵苗盘25夹持苗，形成取苗轨迹A2；在齿轮盒7、7′从速比的最大位置到最小位置时，形成夹持苗的取苗爪轨迹A3，在移栽臂12、18、12′、18′从最低点位置到苗针进入钵苗盘25这一过程中，凸锁住弧15、15′与凹锁住弧14、16、14′、16′配合，行星轮轴11、1、11′、1′相对齿轮盒7、7′没有转动，移栽臂12、18、12′、18′随着齿轮盒7、7′共同绕着中心轴5转动，形成以中心轴5为中心使移栽臂12、18、12′、18′上升到钵苗盘的返回轨迹A1。

如图9所示，用Visual Basic 6.0对本发明机构进行运动学编程，得到本发明所实现的绝对运动轨迹与相对运动轨迹。

本发明的工作原理是：中心轴5转动，带动左、右齿轮盒7、7′转动，左移栽臂部件12、18和右移栽臂部件12′、18′，随着左行星椭圆齿轮10、2和右行星椭圆齿轮10′、2′相对左、右齿轮盒7、7′作不等速转动，并随左行星轮轴11、1和右行星轮轴11′、1′绕中心轴5作间歇圆周运动。通过参数优化，使得移栽秧针的工作轨迹满足蔬菜钵苗自动移栽要求。

如图4、图5、图7、图8所示，每一个移栽臂部件，均安装有推苗装置，现以一个为例，包括凸轮28、拨叉27、推秧弹簧26、苗针30、推苗杆29。凸轮28与齿轮盒依靠法兰固接，当行星椭圆齿轮相对齿轮盒转动时，带动移栽臂转动，牵动拨叉27围绕凸轮28转动，在取钵苗前拨叉27处于凸轮28缺口位置，处于自由状态，此时移栽苗针开口达到最大；取苗后拨叉27抬起，将推苗杆30提高至最高点，同时压缩推苗弹簧26，苗针30开口达到最小。

如图9所示，a为本蔬菜钵苗自动移栽机构实施例中苗针尖点的静轨迹即机器不行走时的轨迹，b为动轨迹即机器行走时的轨迹，c为蔬菜钵苗，d为移栽爪，e为地平线。

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。