專利名稱：雙控制分插機構(gòu)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水稻(包括早稻、晚稻)的栽植機具，具體地說是一種在機插水稻秧苗時能完成取秧、推秧、插秧的雙控制分插機構(gòu)。
目前，在國內(nèi)市場上出售的機動插秧機，其栽植機構(gòu)的形式不外乎兩種一種是曲柄搖桿機構(gòu)，另一種是日本高速插秧機上使用的偏心或橢圓行星齒輪機構(gòu)。曲柄搖桿式分插機構(gòu)，工作頻率在200～220次/分鐘時能進行正常工作，隨著插秧頻率的增加，使插秧機機架振動加劇，從而限制了工作效率的提高。日本由于在該機構(gòu)上加了配重，并采用高強度輕質(zhì)材料和新工藝，且零部件設計更緊湊、精巧，使得日本插秧機工作性能可靠，插秧質(zhì)量較高，并且插秧頻率不斷提高，近幾年已經(jīng)超過260次/分鐘。但進一步提高插次時機架振動加劇，從而限制了插秧工作效率的提高。同時栽植機構(gòu)秧針線速度過高，產(chǎn)生分秧不均，傷秧率增加及栽插不穩(wěn)等缺陷。
從80年代起，日本開始致力于新型分插機構(gòu)的研究，用以代替曲柄搖桿式分插機構(gòu)。日本所開發(fā)的偏心齒輪和橢圓齒輪行星式分插機構(gòu)就是其中的代表，這兩種機構(gòu)，由于栽植臂以分插機構(gòu)齒輪箱驅(qū)動軸為中心，對稱安裝，機構(gòu)動平衡性好，工作平穩(wěn)，振動小。工作時，驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)一周可插秧兩次，在提高工作效率情況下使秧針線速度減小1/2，因而實現(xiàn)傷秧率低，分秧精度提高，插秧質(zhì)量好，農(nóng)業(yè)技術要求得到保證。這兩種行星齒輪式分插機構(gòu)，結(jié)構(gòu)復雜，加工工藝要求高，而且該高速插秧機僅適合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，其使用效率大大降低。
本實用新型的目的在于提供一種加工方便、工作可靠、插秧效率高、制造成本低的雙控制分插機構(gòu)。
本實用新型的目的是采取如下措施來完成的行星齒輪箱內(nèi)設置有行星齒輪機構(gòu)包括太陽輪和行星輪和中間輪，太陽輪由軸承支承在分插機構(gòu)鏈輪軸上，太陽輪與分插機構(gòu)鏈輪軸是空套的，中間輪與中間輪軸是空套的，行星輪固定在行星輪軸上，通過行星輪軸與栽植臂相連；所述的插秧機傳動軸上設置有曲柄搖桿機構(gòu)包括曲柄、連桿及搖桿，曲柄與插秧機傳動軸連接，搖桿與行星齒輪機構(gòu)中的太陽輪連接；所述的栽植臂上設置有推秧機構(gòu)包括推秧桿、撥叉、凸輪，凸輪與行星齒輪箱(行星架)固結(jié)，撥叉通過撥叉軸支承在栽植臂上，撥叉一端鉸結(jié)推秧桿，另一端與凸輪接觸，推秧桿上方設置彈簧。所述的太陽輪、行星輪和中間輪均為正齒輪，太陽輪和行星輪直徑相等，齒數(shù)相同。插秧機傳動軸鏈輪和分插機構(gòu)鏈輪軸鏈輪齒數(shù)之比為1∶2。該分插機構(gòu)由行星齒輪機構(gòu)和曲柄搖桿機構(gòu)組成來聯(lián)合控制秧針的軌跡，稱為雙控制分插機構(gòu)。雙控制分插機構(gòu)在優(yōu)化參數(shù)后可完成取秧、推秧、插秧的工作軌跡，并達到所要求的取秧、插秧角度。雙控制機構(gòu)中的搖桿和行星架轉(zhuǎn)動使秧針的運動成為一個合成運動，從而獲得整個插秧過程所要求的軌跡。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點通過計算機模擬，優(yōu)化設計得到的技術參數(shù)研制的插秧機分插機構(gòu)可以實現(xiàn)插秧工作過程，該分插機構(gòu)可用于北方大面積作業(yè)(小苗插秧)和能適應我國南方雙季稻作業(yè)(大、小苗兼用)，避免日本高速插秧機只能插小苗的不足。該機構(gòu)依靠行星齒輪系傳遞動力，依靠曲柄搖桿機構(gòu)控制太陽輪轉(zhuǎn)動，使行星輪相對行星架逆時針或順時針轉(zhuǎn)動，滿足取秧和插秧角度及工作軌跡。行星齒輪系轉(zhuǎn)一周插秧兩次，因而具有日本偏心(或橢圓)行星齒輪系分插機構(gòu)同樣的優(yōu)點。而分插機構(gòu)采用都是正齒輪的行星齒輪機構(gòu)，因此制造加工、裝配更為方便，和日本偏心行星齒輪系和橢圓行星齒輪系分插機構(gòu)相比，降低了制造成本。
下面借助圖示的實施例較細致的闡述本實用新型


圖1是本實用新型的傳動系統(tǒng)簡圖。
圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2的A向的栽植臂結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1．行星輪 2．秧針 3．栽植臂 4．行星輪軸 5．中間輪軸 6．中間輪7．太陽輪 8．軸承 9．中間輪 10．中間輪軸 11．秧針 12．栽植臂13．行星輪軸 14．行星輪 15．行星齒輪箱(行星架) 16．分插機構(gòu)鏈輪軸17．軸承 18．分插機構(gòu)鏈輪軸鏈輪 19．鏈輪箱 20．鏈條 21．插秧機傳動軸22．插秧機傳動軸鏈輪 23．曲柄 24．連桿 25．搖桿 26．螺釘 27．鍵28．凸輪 29．銷 30．螺釘 31．行星齒輪箱端蓋 32．螺釘 33．鍵34．傳動銷 35．凸輪 36．鍵 37．螺釘 38．連桿銷 39．推秧桿 40．撥叉軸41．撥叉 42．彈簧 43．緩沖墊圈 44．軸承 45．軸承在
圖1和圖2中，曲柄搖桿機構(gòu)，包括——曲柄23(用偏心盤代替，偏心量即為曲柄長度)、連桿24(通過轉(zhuǎn)環(huán)與偏心盤連接，這樣避免了連桿24與插秧機傳動軸21的相碰)、搖桿25以及連接它們的連桿銷38。該機構(gòu)中的曲柄23通過鍵和插秧機傳動軸21連接，而搖桿25通過花鍵和行星齒輪系中的太陽輪7連接。行星齒輪機構(gòu)由太陽輪7和對稱分布的中間輪6、9和行星輪1、14共五個齒輪組成，太陽輪7及中間輪6、9和行星輪1、14均為正齒輪。中間輪6、9與太陽輪7嚙合，而行星輪1、14分別與中間輪6、9嚙合。太陽輪7由兩個軸承8、17支承在分插機構(gòu)鏈輪軸16上，它們之間是空套的。分插機構(gòu)鏈輪軸16與插秧機傳動軸21之間通過鏈條20來傳遞動力，它們之間轉(zhuǎn)速比為2∶1。行星齒輪箱端蓋31與分插機構(gòu)鏈輪軸16通過鍵33連接在一起，而行星齒輪箱體15與行星齒輪箱端蓋31通過螺釘30固定連接。這樣當插秧機傳動軸21轉(zhuǎn)二圈時，行星齒輪箱15回轉(zhuǎn)一圈。
中間輪軸5、10安裝在行星架15(行星齒輪箱)上，中間輪6、9與中間輪軸5、10空套。行星輪1、14與行星輪軸4、13以鍵27、36連接，行星輪軸4、13通過軸承44、45支承在行星架15上，行星輪軸13與栽植臂12通過傳動銷33固接，這樣秧針11的絕對或相對行星架15轉(zhuǎn)動與行星輪14相同。
由于該雙控制機構(gòu)由曲柄搖桿機構(gòu)和行星齒輪機構(gòu)組成，栽植臂以及秧針的運動由兩部分決定1、曲柄搖桿機構(gòu)帶動太陽輪7，太陽輪7轉(zhuǎn)動通過中間輪6、9傳到行星輪1、14，同時帶動栽植臂3、12的絕對轉(zhuǎn)動2、插秧機傳動軸鏈輪21通過鏈條20驅(qū)動分插機構(gòu)鏈輪軸鏈輪18，分插機構(gòu)鏈輪軸鏈輪18通過分插機構(gòu)鏈輪軸16帶動行星架15轉(zhuǎn)動。兩種運動合成了栽植臂3、12(秧針2、11)的相對鏈輪箱19運動。曲柄搖桿機構(gòu)傳至行星輪軸4、13的運動為往復轉(zhuǎn)動，因此角速度是變化的，單位時間的轉(zhuǎn)角也不相同，通過計算機模擬并進行優(yōu)化設計，得到機構(gòu)的設計參數(shù)，使秧針2、11的合成運動軌跡滿足南方雙季稻插秧作業(yè)大、小苗兼用的需要。
完整的插秧過程，包括取秧、推秧、插秧三個過程，在滿足取秧、插秧軌跡的情況下，尚需一個推秧裝置，該裝置的目的是為了模擬手工插秧時“捺”的動作，避免秧苗回帶而出現(xiàn)漂秧等現(xiàn)象。因此在栽植臂12中還裝有推秧裝置(見圖3)，即到推秧點時，推秧稈39能將秧苗從秧針11推離。為滿足推秧的需要，推秧裝置由凸輪35、撥叉41、彈簧42、緩沖墊圈43組成。凸輪35通過定位銷定位(保證凸輪按設計位置安裝)，由螺釘固定在行星架15(行星齒輪箱)上，撥叉41通過撥叉軸42支承在栽植臂12上。一端連結(jié)推秧桿39，使推秧桿39可被撥叉41帶動上下運動；一端撥叉41與凸輪35接觸。當分插機構(gòu)運動時，撥叉41相對凸輪35轉(zhuǎn)動，這樣撥叉41的一端由于沿凸輪35運動被抬起，推秧桿39也被往上撥起，在推秧桿39上的彈簧42在推秧桿39的作用下壓縮蓄能，撥叉41運動至凸輪曲線缺口位置時，達到軌跡要求推秧的角度，這時撥叉迅速脫離凸輪35，推秧桿39在彈簧42彈力的作用下，快速將秧針11中的秧苗分離，推入土中。緩沖墊圈43材料為橡膠，使推秧桿39被推到底部與栽植臂12碰撞時與緩沖墊圈43接觸，避免產(chǎn)生較大的振動。在此機構(gòu)中，由于行星架15(行星齒輪箱)轉(zhuǎn)一圈，必須由推秧裝置完成一次推秧，因此，在行星架15旋轉(zhuǎn)一圈時，撥叉41相對于凸輪35的運動也應為一轉(zhuǎn)，因為凸輪35固定在行星架15上，行星齒輪軸13和栽植臂12通過傳動銷34連接，行星輪軸13在行星架15轉(zhuǎn)一圈時，相對行星架15回轉(zhuǎn)一圈，由于行星齒輪14和太陽輪7是等齒數(shù)的正齒輪組成，保證撥叉29相對凸輪35轉(zhuǎn)一圈，而控制太陽輪運動的曲柄搖桿機構(gòu)在分插機構(gòu)鏈輪軸16轉(zhuǎn)一圈(即行星架15轉(zhuǎn)一圈)時，其運動為兩個周期，使兩個栽植臂的運動軌跡和角位移相同。
該水稻插秧機分插機構(gòu)動力由插秧機傳動軸21通過鏈20傳動傳遞，在插秧機整體配置上共有八個分插機構(gòu)，其中每兩個為一組，共為四組分插機構(gòu)，分別由插秧機傳動軸21上的四個插秧機傳動軸鏈輪22經(jīng)鏈條20傳至分插機構(gòu)鏈輪軸16，同時驅(qū)動安裝在同一鏈輪軸上的一組分插機構(gòu)(兩個分插機構(gòu)，參見
圖1)。每組分插機構(gòu)有一套曲柄搖桿機構(gòu)，該套分插機構(gòu)有一個曲柄23(偏心盤)、一個連桿24、兩個同在一根分插機構(gòu)鏈輪軸16上空套安裝的太陽輪連接的搖桿16，曲柄23通過轉(zhuǎn)環(huán)和偏心盤連接連桿24，連桿的另一端有兩個安裝位置，分別和兩個搖桿連接并驅(qū)動搖桿轉(zhuǎn)動，這樣可以保證兩個分插機構(gòu)運動的同步性。在分插機構(gòu)鏈輪軸16兩端安裝有兩個螺釘32、37，其目的是為了保證分插機構(gòu)鏈輪軸16的軸向固定，避免分插機構(gòu)鏈輪軸16在工作時的左右竄動，及卡死、行距不穩(wěn)定等現(xiàn)象。
在本發(fā)明機構(gòu)的工作環(huán)境是農(nóng)用水田，因此在箱體及可能進水、漏油處均設計安裝有密封圈及防漏紙墊，保證機構(gòu)在工作時能防水、防漏油，使其能在最佳工作狀態(tài)并延長使用壽命。
權(quán)利要求1.一種水稻雙控制分插機構(gòu)，包括水稻插秧機傳動軸，設在插秧機傳動軸上的插秧機傳動軸鏈輪、鏈條，分插機構(gòu)鏈輪軸及設置在分插機構(gòu)鏈輪軸兩端的行星齒輪箱、栽植臂及設置在栽植臂上的秧針，其特征是a、所述的行星齒輪箱內(nèi)設置有行星齒輪機構(gòu)包括太陽輪、行星輪、和中間輪，太陽輪由軸承支承在分插機構(gòu)鏈輪軸上，太陽輪與分插機構(gòu)鏈輪軸是空套的，中間輪與中間輪軸是空套的，行星輪固定在行星輪軸上，通過行星輪軸與栽植臂相連；b、所述的插秧機傳動軸上設置有曲柄搖桿機構(gòu)包括曲柄、連桿及搖桿，曲柄與插秧機傳動軸連接，搖桿與行星齒輪機構(gòu)中的太陽輪連接c、所述的栽植臂上設置有推秧機構(gòu)包括推秧桿、撥叉、凸輪，凸輪與行星架固結(jié)，撥叉通過撥叉軸支承在栽植臂上，撥叉一端鉸結(jié)推秧桿，另一端與凸輪接觸，推秧桿上方設置彈簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙控制分插機構(gòu)，其特征是所述的行星輪和中間輪均為正齒輪，太陽輪和行星輪直徑相等，齒數(shù)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙控制分插機構(gòu)，其特征是插秧機傳動軸鏈輪和分插機構(gòu)鏈輪軸鏈輪齒數(shù)之比為1∶2。
專利摘要一種新型的用于北方大面積作業(yè)(小苗插秧)和能適應我國南方雙季稻作業(yè)(大、小苗兼用)需要的水稻插秧機雙控制分插機構(gòu)。其特點是用曲柄搖桿機構(gòu)加行星齒輪機構(gòu)完成栽植臂的取秧、推秧、插秧工作軌跡和秧針的角位移。用該分插機構(gòu)插秧能提高插秧質(zhì)量,并實現(xiàn)高插次(350～400次/分)和低傷秧率。該機構(gòu)制造簡單,裝配方便,可降低高速插秧機制造成本。
文檔編號A01C11/02GK2349752SQ982475
公開日1999年11月24日 申請日期1998年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月21日
發(fā)明者趙勻, 蔣煥煜 申請人:浙江大學