專利名稱：偏心圓齒輪－非圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械，尤其是涉及一種偏心圓齒輪—非圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，在國內(nèi)市場上出售的水稻機(jī)動插秧機(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)，另一種是旋轉(zhuǎn)式分插機(jī)構(gòu)。前者工作頻率在200～220次/分鐘時能正常工作，隨著插秧機(jī)頻率的增加，會使插秧機(jī)機(jī)架振動加??；同時栽植機(jī)構(gòu)中的秧針線速度過高，會產(chǎn)生分秧不均，傷秧率和漏秧率增加以及栽植臂易損等缺陷，從而限制了工作效率的提高。后者如日本所開發(fā)的為偏心齒輪和橢圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)，在齒輪盒上設(shè)置兩個栽植臂，齒輪盒旋轉(zhuǎn)一周可插秧兩次，提高了插秧效率，降低了秧針線速度，因此傷秧率低，分秧精度高，插秧質(zhì)量好。但日本是單季稻國家，其分插機(jī)構(gòu)主要適用于水稻秧苗的小苗作業(yè)(早稻插秧)，在栽植雙季稻的我國南方地區(qū)只能插一季，因此其使用范圍大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種偏心圓齒輪—非圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)緊湊、傷秧小、振動小、制造工藝簡單的偏心齒非圓齒行星系分插機(jī)構(gòu)，由五個齒輪驅(qū)動兩個栽植臂工作。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是它包括傳動部件和栽植臂部件；傳動部件包括在鏈輪箱內(nèi)的傳動軸上裝有主動鏈輪，經(jīng)鏈條與裝在鏈輪箱內(nèi)中心軸上的中心鏈輪連接，中心軸伸出鏈輪箱外的左、右兩側(cè)軸端分別固定有左、右齒輪盒。所述的左、右齒輪盒內(nèi)的中心軸上分別裝有通過左、右法蘭固定在鏈輪箱上的左、右中心偏心圓齒輪，中心軸的兩端分別用花鍵帶動左、右齒輪盒作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；左齒輪盒內(nèi)的左中心偏心圓齒輪兩側(cè)的左中間軸上，分別對稱裝有與左中心偏心圓齒輪相互嚙合的左中間非圓齒輪，兩個左中間非圓齒輪兩側(cè)的左行星輪軸上，分別對稱裝有與兩個左中間非圓齒輪相互嚙合的左行星偏心圓齒輪；右齒輪盒內(nèi)的右中心偏心圓齒輪兩側(cè)的右中間軸上，分別對稱裝有與右中心偏心圓齒輪相互嚙合的右中間非圓齒輪，兩個右中間非圓齒輪兩側(cè)的右行星輪軸上，分別對稱裝有與兩個右中間非圓齒輪相互嚙合的右行星偏心圓齒輪；兩根左行星輪軸伸出左齒輪盒外的一端分別固定有左栽植臂部件，兩根右行星輪軸伸出右齒輪盒外的一端分別固定有右栽植臂部件。
所述的兩個齒輪盒的轉(zhuǎn)動中心、中間非圓齒輪轉(zhuǎn)動中心和行星偏心圓齒輪的轉(zhuǎn)動中心在同一條直線。
所述的非圓齒輪和偏心圓齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、節(jié)圓的周長都相同。
所述的栽植臂部件為偏心在一側(cè)的拐臂式結(jié)構(gòu)，凸輪平面與齒輪盒轉(zhuǎn)動中心垂直，但凸輪平面與齒輪盒平面不在同一平面上。
中心偏心圓齒輪固定不動，中心鏈輪帶動齒輪盒轉(zhuǎn)動，行星偏心圓齒輪相對于齒輪盒作非勻速轉(zhuǎn)動，其絕對運(yùn)動為隨著齒輪盒的圓周運(yùn)動和相對齒輪盒非勻速轉(zhuǎn)動的合成。在此合成運(yùn)動的影響下，栽植臂部件中的秧針滿足取秧時秧針角度和插秧時秧針角度的要求，其插秧靜軌跡為“腰子形”軌跡，插秧靜軌跡是指機(jī)器靜止時秧針尖點(diǎn)所走過的軌跡，插秧后秧針向后向上移動，避免推倒秧苗和傷秧。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是(1)傳動機(jī)構(gòu)由五個齒輪組成，而且為單自由度機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單；(2)由偏心圓齒輪與非圓齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)非勻速比傳動，偏心圓齒輪相對橢圓齒輪或非圓齒輪加工方便，在理論上可實(shí)現(xiàn)無側(cè)隙嚙合傳動。


圖1是本發(fā)明的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2是本發(fā)明“偏心圓齒輪—非圓齒輪”五軸軸心為直線形排列的傳動原理示意圖。
圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)裝配示意圖。
圖4是圖3的A-A剖視圖。
圖5是本發(fā)明的栽植臂部件圖。
圖6是本發(fā)明的秧爪軌跡與行星架相對位置關(guān)系示意圖。
圖7是本發(fā)明的插秧軌跡圖。
圖中1、左中心偏心圓齒輪，1′、右中心偏心圓齒輪，2、左中間非圓齒輪，2′、右中間非圓齒輪，3、左行星偏心圓齒輪，3′、右行星偏心圓齒輪，4、左中間非圓齒輪，4′、右中間非圓齒輪，5、左行星偏心圓齒輪，5′、右行星偏心圓齒輪，6、左齒輪盒，6′、右齒輪盒，7、主動鏈輪，8、傳動軸，9、鏈條，10、左栽植臂部件，10′、右栽植臂部件，11、左栽植臂部件，11′、右栽植臂部件，12、鏈輪箱，13、中心軸，14、中心鏈輪，15、左行星輪軸，15′、右行星輪軸，16、左行星輪軸，16′、右行星輪軸，17、左法蘭盤，17′、右法蘭盤，18、左中間軸，18′、右中間軸，19、左中間軸，19′、右中間軸，20、凸輪，21、推秧?xiàng)U，22、秧針，23、撥叉，24、推秧彈簧。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
如圖1、圖3、圖4所示，本發(fā)明它包括傳動部件和栽植臂部件；傳動部件包括在鏈輪箱12內(nèi)的傳動軸8上裝有主動鏈輪7，經(jīng)鏈條9與裝在鏈輪箱12內(nèi)中心軸13上的中心鏈輪14連接，中心軸13伸出鏈輪箱12外的左、右兩側(cè)軸端分別固定有左、右齒輪盒6、6′。所述的左、右齒輪盒16、16′內(nèi)的中心軸13上分別裝有通過左、右法蘭17、17′固定在鏈輪箱12上的左、右中心偏心圓齒輪1、1′，中心軸13的兩端分別用花鍵帶動左、右齒輪盒6、6′作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；左齒輪盒6內(nèi)的左中心偏心圓齒輪1兩側(cè)的左中間軸18、19上，分別對稱裝有與左中心偏心圓齒輪1相互嚙合的左中間非圓齒輪2、4，兩個左中間非圓齒輪2、4兩側(cè)的左行星輪軸16、15上，分別對稱裝有與兩個左中間非圓齒輪2、4相互嚙合的左行星偏心圓齒輪3、5；右齒輪盒6′內(nèi)的右中心偏心圓齒輪1′兩側(cè)的右中間軸18′、19′上，分別對稱裝有與右中心偏心圓齒輪1′相互嚙合的右中間非圓齒輪2′、4′，兩個右中間非圓齒輪2′、4′兩側(cè)的右行星輪軸16′、15′上，分別對稱裝有與兩個右中間非圓齒輪2′、4′相互嚙合的右行星偏心圓齒輪3′、5′；兩根左行星輪軸16、15伸出左齒輪盒6外的一端分別固定有左栽植臂部件10、11，兩根右行星輪軸16′、15′伸出右齒輪盒5′、5外的一端分別固定有右栽植臂部件10′、11′。
如圖2所示，所述的兩個齒輪盒的轉(zhuǎn)動中心O，中間非圓齒輪轉(zhuǎn)動中心m1、m2和行星偏心圓齒輪的轉(zhuǎn)動中心A1、A2共五軸軸心在同一條直線。
所述的非圓齒輪(不包括橢圓齒輪)和偏心圓齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、節(jié)圓的周長都相同。
如圖3所示，所述的栽植臂部件為偏心在一側(cè)的拐臂式結(jié)構(gòu)，凸輪平面與齒輪盒轉(zhuǎn)動中心垂直，但凸輪平面與齒輪盒平面不在同一平面上。
如圖1、圖2、圖3所示，分插機(jī)構(gòu)動力由插秧機(jī)鏈輪箱主動鏈輪7傳遞到中心鏈輪14，中心鏈輪14與中心軸13通過鍵連接。現(xiàn)以分插機(jī)構(gòu)的左側(cè)為例說明各組件的連接關(guān)系中心偏心圓齒輪1通過襯套安裝在中心軸13上，中心軸13軸端由花鍵或方軸與左齒輪盒6固結(jié)，中心偏心圓齒輪1依靠牙嵌與法蘭盤17固定，中心偏心圓齒輪1兩側(cè)依次設(shè)置兩個中間非圓齒輪2、4，分別與行星偏心圓齒輪3、5嚙合，行星偏心圓齒輪與行星輪軸依靠平鍵聯(lián)結(jié)，行星輪軸伸出齒輪盒的一端分別與栽植臂部件10、11通過鍵或方軸固接。
本發(fā)明的工作原理是中心軸13轉(zhuǎn)動，帶動左、右齒輪盒6、6′轉(zhuǎn)動，左栽植臂部件10、11和右栽植臂部件10′、11′，隨著左行星偏心圓齒輪3、5和右行星偏心圓齒輪3′、5′相對左、右齒輪盒6、6′作不等速轉(zhuǎn)動，并隨行星左偏心圓齒輪輪軸15、16和右偏心圓齒輪輪軸15′、16′繞中心軸13作圓周運(yùn)動。通過參數(shù)優(yōu)化，使秧針的工作軌跡、取秧角和插秧角滿足前插式插秧要求。
如圖4、圖5所示，每一個栽植臂部件，均安裝有推秧裝置，現(xiàn)以一個為例，包括凸輪20、撥叉23、推秧彈簧24、秧針22、推秧?xiàng)U21。凸輪20與齒輪盒依靠法蘭固接，當(dāng)行星偏心圓齒輪相對齒輪盒轉(zhuǎn)動時，帶動栽植臂轉(zhuǎn)動，牽動撥叉23圍繞凸輪20轉(zhuǎn)動，在取秧前撥叉23抬起，將推秧?xiàng)U21提高至最高點(diǎn)，同時壓縮推秧彈簧24；取秧后，秧針22在插秧位置時，撥叉23轉(zhuǎn)至凸輪20缺口，處于自由狀態(tài)，推秧彈簧24推動推秧?xiàng)U21向下快速運(yùn)動，將秧苗推入土中，避免秧苗回帶。
如圖6、圖7所示，a為本分插機(jī)構(gòu)實(shí)施例中秧爪尖部的軌跡的靜軌跡即機(jī)器不行走時的軌跡，圖7中，b為動軌跡即機(jī)器行走時的軌跡，c為秧苗，d為地平線，e為秧爪，s為植坑寬度。
上述具體實(shí)施方式
用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.偏心圓齒輪—非圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)，它包括傳動部件和栽植臂部件；傳動部件包括在鏈輪箱(12)內(nèi)的傳動軸(8)上裝有主動鏈輪(7)，經(jīng)鏈條(9)與裝在鏈輪箱(12)內(nèi)中心軸(13)上的中心鏈輪(14)連接，中心軸(13)伸出鏈輪箱(12)外的左、右兩側(cè)軸端分別固定有左、右齒輪盒(6、6′)；其特征在于所述的左、右齒輪盒(16、16′)內(nèi)的中心軸(13)上分別裝有通過左、右法蘭(17、17′)固定在鏈輪箱(12)上的左、右中心偏心圓齒輪(1、1′)，中心軸(13)的兩端分別用花鍵帶動左、右齒輪盒(6、6′)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；左齒輪盒(6)內(nèi)的左中心偏心圓齒輪(1)兩側(cè)的左中間軸(18、19)上，分別對稱裝有與左中心偏心圓齒輪(1)相互嚙合的左中間非圓齒輪(2、4)，兩個左中間非圓齒輪(2、4)兩側(cè)的左行星輪軸(16、15)上，分別對稱裝有與兩個左中間非圓齒輪(2、4)相互嚙合的左行星偏心圓齒輪(3、5)；右齒輪盒(6′)內(nèi)的右中心偏心圓齒輪(1′)兩側(cè)的右中間軸(18′、19′)上，分別對稱裝有與右中心偏心圓齒輪(1′)相互嚙合的右中間非圓齒輪(2′、4′)，兩個右中間非圓齒輪(2′、4′)兩側(cè)的右行星輪軸(16′、15′)上，分別對稱裝有與兩個右中間非圓齒輪(2′、4′)相互嚙合的右行星偏心圓齒輪(3′、5′)；兩根左行星輪軸(16、15)伸出左齒輪盒(6)外的一端分別固定有左栽植臂部件(10、11)，兩根右行星輪軸(16′、15′)伸出右齒輪盒(5′、5)外的一端分別固定有右栽植臂部件(10′、11′)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏心圓齒輪—非圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的兩個齒輪盒的轉(zhuǎn)動中心、中間非圓齒輪轉(zhuǎn)動中心和行星偏心圓齒輪的轉(zhuǎn)動中心在同一條直線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏心圓齒輪—非圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的非圓齒輪和偏心圓齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、節(jié)圓的周長都相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏心圓齒輪—非圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的栽植臂部件為偏心在一側(cè)的拐臂式結(jié)構(gòu)，凸輪平面與齒輪盒轉(zhuǎn)動中心垂直，但凸輪平面與齒輪盒平面不在同一平面上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種偏心圓齒輪—非圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)。鏈輪箱內(nèi)的中心鏈輪帶動左右齒輪盒轉(zhuǎn)動，齒輪盒內(nèi)的中心偏心圓齒輪固定不動，與中心偏心圓齒輪在兩側(cè)嚙合的兩個非圓齒輪隨齒輪盒轉(zhuǎn)動，這兩個非圓齒輪又分別與行星偏心圓齒輪嚙合，五個齒輪的轉(zhuǎn)動中心在一條直線上，行星偏心圓齒輪一方面隨著齒輪盒作勻速轉(zhuǎn)動，另一方面又相對于齒輪盒作非勻速轉(zhuǎn)動。通過行星輪軸與行星偏心圓齒輪固接的一對栽植臂的絕對運(yùn)動是非勻速擺動，即齒輪盒的圓周運(yùn)動與行星偏心圓齒輪相對齒輪盒的非勻速轉(zhuǎn)動的復(fù)合運(yùn)動，通過選擇合適的結(jié)構(gòu)參數(shù)，栽植臂上的秧針?biāo)纬傻墓ぷ鬈壽E滿足高速水稻插秧機(jī)前插式作業(yè)要求。
文檔編號A01C19/00GK101066012SQ200710069230
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者俞高紅, 趙勻, 李革, 張國鳳 申請人:浙江理工大學(xué)