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专利名称:偏心行星链轮分插机构的制作方法
技术领域:
本实用新型是关于水稻(包括早稻、晚稻)的栽植机具,具体地说是一种在机插水稻秧苗时能完成取秧、推秧、插秧的偏心行星链轮分插机构。
目前,在国内市场上出售的机动插秧机,其栽植机构的形式不外乎两种一种是曲柄摇杆机构,另一种是日本高速插秧机上使用的偏心或椭圆行星齿轮机构。曲柄摇杆式分插机构,工作频率在200~220次/分钟时能进行正常工作,随着插秧频率的增加,使插秧机机架振动加剧,从而限制了工作效率的提高。日本由于在该机构上加了配重,并采用高强度轻质材料和新工艺,且零部件设计更紧凑、精巧,使得日本插秧机工作性能可靠,插秧质量较高,并且插秧频率不断提高,近几年已经超过260次/分钟。但进一步提高插次时机架振动加剧,从而限制了插秧工作效率的提高。同时栽植机构秧针线速度过高,产生分秧不均,伤秧率增加及栽插不稳等缺陷。
从80年代起,日本开始致力于新型分插机构的研究,用以代替曲柄摇杆式分插机构。日本所开发的偏心齿轮和椭圆齿轮行星式分插机构就是其中的代表,这两种机构,由于栽植臂以分插机构齿轮箱驱动轴为中心,对称安装,机构动平衡性好,工作平稳,振动小。工作时,驱动轴旋转一周可插秧两次,在提高工作效率情况下使秧针线速度减小
1/2,因而伤秧率低,分秧精度提高,插秧质量好,农业技术要求得到保证。这两种行星齿轮式分插机构,结构复杂,加工工艺要求高,而且该高速插秧机仅适合水稻秧苗的小苗作业(早稻插秧),在栽植双季稻的我国南方地区只能插一季,其使用效率大大降低。
本实用新型的目的在于提供一种加工方便、工作可靠、插秧效率高、制造成本低的偏心行星链轮分插机构。
本实用新型的目的是采取如下的方案来实现的所述的分插机构设置两个对称的偏心行星链轮传动机构,一个偏心行星链轮传动机构由六个偏心链轮组成两个太阳偏心链轮、两个行星偏心链轮和两个偏心张紧链轮,太阳偏心链轮与链轮箱固结,通过链条连接两端行星偏心链轮,行星偏心链轮与栽植臂通过行星轮轴联结为一体;所述的推秧机构包括凸轮、拨叉、推秧杆,凸轮通过定位销定位,并固定在偏心链轮箱(行星架)上,拨叉通过拨叉轴支承在栽植臂,拨叉一端铰结推秧杆,另一端与凸轮接触,推秧秆上方设置弹簧;所述的偏心链轮传动机构上设置有调节链条松紧的偏心张紧链轮微调机构,由偏心张紧链轮轴、偏心张紧链轮轴端盖和螺钉组成,偏心张紧链轮端盖上开槽形孔,用于调整因链条磨损而引起的松紧度变化;所述的分插机构中太阳偏心链轮、行星偏心链轮及偏心张紧链轮直径相等,齿数相等。所述的机构由偏心链轮传动机构完成取秧、推秧、插秧的工作过程,称为偏心链轮分插机构。偏心链轮传动可使栽植臂
上的秧针的运动轨迹,以及秧针取秧和插秧角度达到工作要求,其链条的松紧变化靠偏心张紧链轮消除,以确保工作可靠性和不掉链条。
本实用新型与现有技术相比,存在如下优点通过计算机模拟,优化设计技术参数研制的插秧机分插机构可用于北方大面积作业(小苗插秧)和能适应我国南方双季稻作业(大、小苗兼用),弥补了日本高速插秧机只能插小苗的不足。由于该机构主要工作部件为偏心链轮,而栽植机构以偏心链轮箱驱动轴为中心对称安装,偏心链轮箱转动一周插两次,因此具有日本高速插秧机同样的优点。采用偏心行星链轮传动的分插机构,其制造加工、装配更为方便,和日本插秧机相比,大大降低了制造成本。
下面借助图示的实施例较详细的阐述本实用新型
图1是本实用新型的传动系统图。
图2是本实用新型的偏心行星链轮传动示意图。
图3是本实用新型的结构示意图。
图4是图3的A向的栽植臂结构示意图。
图5是本实用新型的偏心张紧轮微调机构的结构示意图。
图6是图5的B向结构示意图。
图1、图2和图3中,分插机构动力由插秧机传动轴19通过链轮20、链条18和链轮17传动传至分插机构链轮轴16,在分插机构链轮轴16两侧对称安装两个链轮箱15,每个链轮箱内装有一个分插机构,其组成为太阳偏心链轮7、8与链轮箱21固结,分别通过链条6、9连接两端行星偏心链轮1、14,并分别装有偏心张紧链轮5、10,偏心张紧链轮5、10是为了保证该偏心链轮传动机构转动时,使链条6、9在张紧状态下是等长的(实际上不等长,但优化后能保证其误差很小,且在取秧时链条是张紧的),不会在传动过程中使链条6、9处于很松或很紧状态,影响传动和分插机构正常作业。行星偏心链轮1、14通过行星偏心链轮轴4、13与栽植臂3、12连接在一起,而凸轮25与偏心链轮箱15(行星架)固定连接,当行星架15转动时,行星偏心链轮1、14在链条6、9作用下,相对行星架
15作不等速转动,相对太阳偏心链轮7、8和链轮箱21作顺或逆时针方向转动,并带动栽植臂3、12作顺、逆时针方向转动,与行星架15转动合成后,形成所需要的秧针2、11工作轨迹以及取秧、插秧角度。
行星偏心链轮轴4、13的运动形成由插秧机传动轴19——轮20——链条18——链轮17——分插机构链轮轴16——偏心链轮箱端盖23——行星架15(偏心链轮箱)——行星偏心链轮轴4、13,以及链条6、9作用——行星偏心链轮轴4、13——栽植臂3、12——秧针2、11。由于太阳偏心链轮7、8和行星偏心链轮1、14是偏心的,其转动相对角速度由太阳偏心链轮7、8和行星偏心链轮1、14两轮心的初始相位角决定,因此在转动中,行星偏心链轮1、14相对太阳偏心链轮7、8(链轮箱21)转动,它们之间存在转角差,通过计算机模拟并进行优化设计,得到机构的设计参数,秧爪取秧、插秧角度满足要求,同时使秧针轨迹满足南方双季稻插秧作业大、小苗兼用的需要。同样方法,也可设计出用于北方大面积水稻插秧(插小苗)的分插机构设计参数。
在完整的插秧过程中,包括取秧、推秧、插秧三个过程,在满足取秧、插秧轨迹的情况下,尚需一个推秧装置,该机构的目的是为了模拟手工插秧时“捺”的动作,避免出现漂秧等现象。因此在该机构中还装有推秧装置(图4),即到推秧点时,推秧杆能将秧苗从秧针11推离。为满足推秧的需要,推秧机构由凸轮
25、拨叉29、弹簧30、缓冲垫圈31组成。凸轮25通过定位销定位(保证凸轮按设计位置安装),由螺钉26固定在行星架15(偏心链轮箱)上,拨叉29通过拨叉销轴28支承在栽植臂12上,一端铰结推秧杆27,使推秧杆27可被拨叉29带动上下运动,拨叉29另一端与凸轮25接触。当分插机构运动时,拨叉29相对凸轮25作逆时针运动,这样拨叉29的一端沿凸轮25运动时被抬起,推秧杆27从秧针11上收回,秧针11取秧,在推秧杆27上的弹簧30压缩后蓄能,拨叉29运动至凸轮25曲线缺口时,正好是轨迹要求推秧的角度,这时拨叉29脱离凸轮25,推秧杆27在弹簧30弹力的作用下,快速将推秧杆27推下,使秧苗离开秧针11,推入土中。缓冲垫圈31材料为橡胶,使推秧杆27在推秧过程中与缓冲垫圈31接触,避免产生较大的振动。在此机构中,行星架15(偏心链轮箱)转一圈,由每个推秧机构完成一次推秧,因此,在行星架15转一圈时,拨叉29相对于凸轮25的运动必须为一转。因为凸轮25固定在行星架15(偏心链轮箱)上,而行星偏心链轮1、14与太阳偏心链轮7、8齿数相等,与标准链轮的区别只是回转轴线是偏心的,因此在行星架回转一周过程时,尽管行星偏心链轮1、14相对行星架15转速是变化的,由于太阳偏心链轮7、8和行星偏心链轮1、14齿数相等,行星偏心链轮1、14仍然转动一周,相对凸轮也转动一周,保证了推秧机构完成一个工作周期。
偏心链轮箱15中的链传动机构会因链条的磨损而引起链条的松紧度变化,在本实用新型机构中,偏心张紧链轮轴32设计成可微调(图5)。在该可调机构中,偏心张紧链轮轴32支承在偏心张紧链轮端盖33、35上,偏心张紧链轮端盖33、35通过螺钉34安装在偏心链轮箱体15上,而偏心链轮端盖33、35开有槽形孔36,使安装在偏心链轮箱体15上的偏心链轮轴32可微调,该结构可调整链条的松紧度变化。
该水稻插秧机分插机构动力由插秧机传动轴19通过链18传动传递,在插秧机整体配置上共有八个分插机构,其中每两个为一组,共为四组分插机构,分别由插秧机传动轴20上的四个链轮20经链条18传至分插机构链轮轴16,同时驱动安装在同一链轮轴上的一组分插机构(两个分插机构,参见
图1)。每组分插机构有对称设置的两个偏心行星链轮传动机构,每个偏心行星链轮传动机构控制对称布置的两个栽植臂3、12(秧针2、11)的运动,这样可以使该机构在行星架15(偏心链轮箱)回转一周时完成插秧两次,且能保持良好的动力学性能,避免产生较大的振动。在链轮轴两端安装有两个螺钉37、38,其目的是为了保证分插机构链轮轴16的轴向固定,避免分插机构链轮轴在工作时的左右窜动,及卡死、行距不稳定等现象。
在本发明机构的工作环境是农用水田,因此在箱体及可能进水、漏油处均设计安装有密封圈及防漏纸垫,保证机构在工作时能防水、防漏油,使其能在最佳工作状态并延长使用寿命。
,包括链轮箱、偏心链轮箱、偏心行星链轮传动机构,分插机构链轮轴、栽植臂及设置于栽植臂上的秧针,推秧机构,偏心链轮箱设置于分插装置链轮轴上,其特征是所述分插机构设置两个对称的偏心行星链轮传动机构,一个偏心行星链轮传动机构由六个偏心链轮组成两个太阳偏心链轮、两个行星偏心链轮和两个偏心张紧链轮,太阳偏心链轮与链轮箱固结,通过链条连接两端行星偏心链轮,行星偏心链轮与栽植臂通过行星偏心轮轴联结为一体;所述的推秧机构包括凸轮、拨叉、推秧杆,凸轮通过定位销定位,并固定在偏心链轮箱上,拨叉通过拨叉轴支承在栽植臂,拨叉一端铰结推秧杆,另一端与凸轮接触,推秧秆上方设置弹簧。
,其特征是所述的偏心行星链轮传动机构上设置有调节链条松紧的偏心张紧链轮微调机构,由偏心张紧链轮轴、偏心张紧链轮轴端盖和螺钉组成,偏心张紧链轮端盖上开槽形孔。
,其特征是太阳偏心链轮、行星偏心链轮、及偏心张紧链轮直径相等,齿数相等。
专利摘要一种新型的用于北方大面积作业(小苗插秧)和能适应我国南方双季稻作业
(大、小苗兼用)需要的水稻插秧机偏心行星链轮分插机构,完成栽植臂的取秧、推秧、插秧工作轨迹和秧针的角位移。该分插机构由两组偏心链轮组成偏心链轮行星轮系,每组偏心链轮由一个太阳偏心链轮、一个行星偏心链轮和一个偏心张紧链轮组成,其中偏心张紧链轮使链条在运动过程中保持松紧一致,偏心链轮的不等速传动实现栽植臂运动所需的运动轨迹。用该分插机构插秧能提高插秧质量,并实现高插次(350~400次/分)和低伤秧率。该机构制造简单,装配方便,可降低高速插秧机制造成本。