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专利名称:差动偏心齿轮系分插机构的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及水稻插秧装置的技术领域,该插秧装置通过连接并支承在乘坐型插秧机后部,能完成从秧箱切块取秧、夹持运秧和强制推秧到地面的动作,特指按照给定轨迹进行插秧到田间的旋转式栽插装置。
背景技术:
目前公开的关于上述栽插装置有高速插秧机械手(公开号CN2583946),在该装置中,栽植臂由行星轮轴驱动相对于旋转齿轮盒作整周转动。而旋转齿轮盒中的偏心齿轮之间的传动,因自身传动特性和加工误差会产生齿侧间隙,在取秧和推秧过程中的反作用力下,使栽植臂相对于旋转齿轮盒发生晃动,造成秧针取苗位置不稳定和推秧位置不准确的问题。另一方面,在该装置的差速驱动箱内,滑套齿轮带动旋转齿轮盒是朝着秧箱相反的方向转动的。为此,必须改变原有插秧机进给传动箱中的传动结构,使得被动链轮转向改变,从而保证旋转齿轮盒朝着秧箱的方向转动。同时,该装置中差速驱动箱的传动方案为减速设计,使得旋转齿轮盒的转速被降低一半,直接导致插秧效率降低50%。为保持同样的插秧效率,旋转齿轮盒的转速必须被提高到原来的2倍。因此,原装置结构有待改进。只有解决该装置的上述问题,才能使其具有工程实用价值。目前,市场出售的高速插秧机上的分插机构,其旋转齿轮盒内大都采用非圆齿轮或椭圆齿轮来进行变速传动,而非圆齿轮或椭圆齿轮的设计复杂,需要专用设备制造,加大了制造成本。由于偏心齿轮制造方便,如果采用偏心率小的偏心齿轮替代非圆齿轮或椭圆齿轮,在保证传动平稳的前提下,就可大大
降低分插机构的制造成本。另外,当前的高速插秧机分插机构主要是针对我国水稻小苗栽插而设计,不适应栽插南方地区多季稻大苗,因此其使用范围也受到限制。
发明内容本实用新型的目的是要克服上述装置的设计缺陷,提供一种具有消除偏心齿轮副齿侧间隙并保持高效插秧的分插机构,既可用于小株距密植,也可用于大株距稀植。本实用新型的特征结构是本实用新型包括差速驱动箱、旋转齿轮盒和栽植臂,以及内置传动机构,旋转齿轮盒相对于差速驱动箱围绕着中心主轴自由回转,栽植臂相对于旋转齿轮盒围绕着与中心主轴平行的行星轮轴自由回转。在旋转齿轮盒中设置有消除偏心齿轮传动机构齿侧间隙所需的错位扭转机构。在旋转齿轮盒中的太阳偏心齿轮和行星偏心齿轮之间平行地支承2个与行星偏心齿轮全等的偏心齿轮,分别是第一中间偏心齿轮、第二中间偏心齿轮,且各自与第一中间轴和第二中间轴滑套安装。在上述分插机构的旋转齿轮盒中,通过设置错位扭转机构来消除偏心齿轮传动机构形成的齿侧间隙,使栽植臂上的秧爪不发生由偏心齿轮传动齿侧间隙引起的晃动,保证秧爪在旋转齿轮盒每个旋转圆周上准确到达取秧位置和推秧位置。
[0008]随着旋转齿轮盒相对于差速驱动箱围绕着中心主轴自由的回转,中心主轴上的太阳偏心齿轮、第一中间轴上的第一中间偏心齿轮,第二中间轴上的第二中间偏心齿轮,行星轮轴上的行星偏心齿轮,依次相互形成啮合传动,各轴安装中心距固定,但各对啮合齿轮的几何中心距由于齿轮偏心安装而周期性的变动,这种变动使得轮齿侧隙也随之变化。当几何中心距达到最大时,侧隙也变得最大,从而在从动齿轮由增速变减速的情况下,引起齿轮工作齿面和非工作齿面交替出现撞击和噪声,造成传动的不平稳。此时,当中心主轴上的太阳偏心齿轮、第一中间轴上的第一中间偏心齿轮,第二中间轴上的第二中间偏心齿轮,行星轮轴上的行星偏心齿轮依次相互形成啮合传动后,由于行星偏心齿轮与行星轮轴固结,而行星偏心错齿轮可自由转动,依靠错位扭转机构,使太阳偏心齿轮的轮齿工作面与第一中间轴上的第一中间偏心齿轮的齿面保持接触的同时,太阳偏心齿轮的轮齿非工作面与第一中间轴上的第一中间偏心错齿轮的齿面也保持接触,在传动过程中卡紧弹簧和箍紧弹簧始终使行星偏心错齿轮相对行星偏心齿轮扭转一定角度,致使其它各配对齿轮的齿面也相互保持接触。这样,就达到了消除配对齿轮侧隙的作用。当行星轮轴带动栽植臂上秧爪转动时不会发生晃动,秧爪能在每个旋转圆周上准确取秧,并在推秧位置借助栽植臂内推秧
机构的动作而将秧苗准确推入泥土中。本实用新型的另一个技术特征为太阳偏心齿轮以旋转齿轮盒两倍的转速围绕中心主轴同方向旋转,形成不等速传递的偏心齿轮传动机构。根据上述要求,在差速驱动箱中,通过固结被动链轮的第一传动轴上的圆齿轮等速将动力传递给与第二传动轴固结的圆齿轮,圆齿轮再与固结在中心轴上的小圆齿轮啮合,其传动比为12,从而使太阳偏心齿轮增速为旋转齿轮盒两倍的转速。同时,通过与第二传动轴固结的圆齿轮,等速将动力传递给可滑套安装在中心主轴上的牙嵌式圆齿轮。通过固结旋转齿轮盒的法兰式连接盘,牙嵌式圆齿轮的牙嵌面与法兰式连接盘形成牙嵌式型连接,带动差速驱动箱左右两侧的旋转齿轮盒绕中心主轴自由转动。这样,就保证了太阳偏心齿轮以旋转齿轮盒两倍的转速围绕中心主轴同方向旋转。工作时,秧爪能形成满足插秧要求的工作轨迹和姿态,而且保持了和现有高速插秧机分插机构至少同样的插秧效率。本实用新型的另一个技术特征为围绕太阳偏心齿轮均布配置12个或18个从动偏心齿轮。根据上述要求,在旋转齿轮盒的旋转圆周上,围绕太阳偏心齿轮均布配置12个或18个从动偏心齿轮,形成以相等间隔布置2个或3个传动臂分支结构。相对2个传动臂分支结构而言,在插秧机保持同样的插秧效率时,3个传动臂分支结构可降低分插机构中心主轴转速,使秧针尖速度降低,可以减少伤秧,利于秧苗生长,特别适合用于小株距秧苗栽插。
图1是一个实施例的机构配置侧视图;图2是一个实施例的机构配置俯视图;图3是一个实施例的结构装配的俯视图;图4是一个实施例的结构装配的侧视图;图5是差速驱动箱沿图3中A-A的剖切侧视图;图6是一个实施例的错位扭转机构初始位置安装图;[0019]图7是一个实施例的秧针尖静轨迹与动轨迹图;图8是另一个实施例的结构装配的侧视图;图9是另一个实施例的错位扭转机构初始位置安装图。图中,1,构架;2,侧支架;3,进给传动箱;4,差速驱动箱;5,固定栓;6,接地船板;7,秧箱;8,分插机构;9旋转齿轮盒,;10,栽植臂;11,秧苗推出杆;12,秧爪;13,动力输入轴;14,导轨;15,太阳偏心齿轮;16A,第一中间偏心齿轮;16B,第一中间偏心错齿轮;17A,第二中间偏心齿轮;17B,第二中间偏心错齿轮;18A,行星偏心齿轮;18B,行星偏心错齿轮;19,长销轴;20,短销轴;21,卡紧弹簧;22,箍紧弹簧;23,凸缘状凸轮;24,栽植臂连接板;25,半圆柱销;26,法兰式连接盘;27,牙嵌式圆齿轮;28,圆齿轮;29,小圆齿轮;30,圆齿轮;31,圆齿轮;32,被动链轮;33,链条;34,轴端挡片;35,防松螺母;36,油封;37,凸轮摆杆;38,支轴;39,压缩弹簧;40,栽植臂后盖;41,主动链轮;42,链条张紧器;XI,中心主轴;X2,第一中间轴;X3,第二中间轴;
X4,行星轮轴;G1,第一传动轴;G2,第二传动轴;P,不等速偏心齿轮传动机构;T,推秧机构;N,错位扭转机构。
具体实施方式
最佳的具体实施方式
之一图1表示本实用新型一个实施例的配置在乘坐式插秧机后部的侧视图,图2是其主要结构的俯视图。该实施例是以栽插6行秧苗的规格配置在行进机架本体上的,机架本体由横向放置的圆管状的构架(1)、连接在构架(1)两侧外端的侧支架O)、连接在机体横向方向大致中间位置的进给传动箱(3)、沿横向以一定间隔配置并与构架(1)相连的多个差速驱动箱(4)组成。进给传动箱C3)上连接固定栓(5),整个插秧装置通过固定栓(5)上的轴孔与升降连杆机构相连,挂接在插秧机行进底盘尾部(图中没表示)。在机架本体的前部安装秧箱(7),在进给传动箱(3)的分支动力带动下能以一定行程沿机体上导轨(14)横向往复移动。在各个差速驱动箱(4)后部的左右侧,能自由驱动地设置分插机构(8)。在机架本体的底部,沿机体横向方向并排设置多个接地船板(6)。动力由插秧机行进底盘通过万向联轴节传入进给传动箱(上的动力输入轴(13),通过将整个插秧装置组装到行走机体上构成乘坐型插秧机。随着插秧机行进,接地船板(6)接触水田的泥面来支撑机体部分重量,而且对泥面进行平整,各个分插机构
(8)把放置在秧箱(7)上的秧苗簇切出并插在由接地船板(6)形成的整地位置上。如图1至图4所示,上述多个分插机构(8)的每一个均通过在中心主轴(Xl)支撑在差速传动箱(4)的后部,围绕机体横向的中心主轴(Xl)朝秧箱(7)方向回转地安装旋转齿轮盒(9),在旋转齿轮盒(9)的回转方向相差180度相位的两个与中心主轴(Xl)平行的行星轮轴(X4)上安装栽植臂(10),栽植臂(10)上装有秧爪(12)和秧苗推出杆(11)。这样,旋转齿轮盒(9)能相对于差速驱动箱围绕着中心主轴(Xl)自由回转,栽植臂(10)能相对于旋转齿轮盒(9)围绕着与中心主轴(Xl)平行的行星轮轴(X4)自由回转。随着旋转齿轮盒(9)的回转驱动,通过旋转齿轮盒(9)内的不等速偏心齿轮传动机构(P)和错位扭转机构(N)将动力传递给栽植臂(10)。在各个栽植臂(10)内设置有随着旋转齿轮盒(9)回转驱动而使秧苗推出杆(11)动作的推秧机构(T)。在差速传动箱(4)中,如图1和图5所示,动力由进给传动箱(3)内分出给固结于构架(1)内传动轴上的主动链轮(41),再通过传动链条(3将动力传递给第一传动轴(Gl)上与主动链轮节圆直径相同的被动链轮(32),链条张紧器0用来吸收传动链条(33)的松弛,保证链传动的平稳。如图3所示,通过与被动链轮(32)并排固结在第一传动轴(Gl)上的圆齿轮(31)等速将动力传递给与第二传动轴(6固结的圆齿轮(30),圆齿轮(30)再与固结在中心主轴(Xl)上的小圆齿轮09)啮合以实现增速,圆齿轮
(30)与小圆齿轮09)的传动比为12,在旋转齿轮箱(9)的中心主轴(Xl)处固结太阳偏心齿轮(15),形成使太阳偏心齿轮(15)增速的齿轮传动结构。同时,再通过与第二传动轴(G2)固结的圆齿轮(观),等速将动力传递给可自由转动地安装在中心主轴(Xl)上的牙嵌式圆齿轮(27),此两个牙嵌式圆齿轮(XT)通过密封轴承支撑在差速传动箱的轴承孔中。通过固结旋转齿轮盒(9)的法兰式连接盘(沈),牙嵌式圆齿轮(XT)的牙嵌面与法兰式连接盘06)形成牙嵌式型连接,带动差速驱动箱(4)左右两侧的旋转齿轮盒(9)绕中心主轴(Xl)自由转动,保证旋转齿轮盒(9)朝着秧箱(7)的方向转动,克服了高速插秧机械手(CN2583946)中必须改变进给传动箱(3)的传动结构,提高了进给传动箱(3)的互换性和利用率,可降低整机制造成本。根据上述构成,旋转齿轮盒(9)被牙嵌式圆齿轮(XT)驱动绕中心主轴(Xl)转动,中心主轴(Xl)带动太阳偏心齿轮(1以旋转齿轮盒(9)两倍的转速同向转动。图3表示一个实施例的分插机构的装配图。旋转齿轮盒(9)沿结合线分割成左右两个半箱体9A、9B,由连接螺栓紧固两半箱体形成。在旋转齿轮盒(9)的旋转中心处固结太阳偏心齿轮(15),在旋转齿轮盒(9)的两端部旋转自如地支撑行星轮轴(X4),在中心主轴(Xl)与行星轮轴(X4)之间沿着两轴心连线方向设置第一中间轴、\1、和第二中间轴(X3),在第一中间轴拟、和第二中间轴(Χ;)上分别滑套安装第一中间偏心齿轮
(16A)和第二中间偏心齿轮(17A)。这样,在旋转齿轮盒(9)的外侧围绕太阳偏心齿轮(1形成不等速的偏心齿轮传动机构(P),包括太阳偏心齿轮(15)、第一中间偏心齿轮(16A)、第二中间偏心齿轮(17A)和行星偏心齿轮(18A),它们都是形状相同的偏心齿轮,而且依次形成相互啮合。根据上述构成,旋转齿轮盒(9)朝着秧箱(7)方向以恒定转速旋转一个角度时,太阳偏心齿轮(1以两倍的转速同向旋转,在每个旋转角度上将超越旋转齿轮盒(9)一个角度,第一中间轴拟、上的第一中间偏心齿轮(16A)随着旋转齿轮盒(9)绕中心主轴(Xl)轴心公转的同时,相对于旋转齿轮盒(9)公转相反的方向以不等速相对自转一个超越角度,该第一中间偏心齿轮(16A)的不等速旋转反转传递给第二中间轴(Χ;)上的第二中间偏心齿轮(17A)。同样,第二中间偏心齿轮(17A)随着旋转齿轮盒(9)绕中心主轴(Xl)轴心公转的同时,相对于旋转齿轮盒(9)公转相同的方向以不等速相对自转一个超越角度,最后与行星偏心齿轮(18A)—体化的行星轮轴(X4)背着与转齿轮盒(9)旋转方相反的方向以不等速度自转驱动。这样,如果转齿轮盒(9)沿机体前进方向以恒定转速转动一圈,则栽植臂(10)与其同步地相对于转齿轮盒(9)向相反方向以不等速自转一圈,安装在转齿轮盒(9)两端的栽植臂(10)上的一对秧爪(12),在旋转齿轮盒(9)的圆周运动和行星偏心齿轮(18A)的自转的合成运动下,分别按照纵长的末端卵形轨迹循环转动
(如图7所示),获得合适的卵形工作轨迹和取秧和推秧时的姿态。当复合机体前进方向速度时,则秧爪(12)末端形成环扣状的余摆线动轨迹,秧爪(12)具有下插后摆的绕苗姿态,如图7所示。由此,相对于旋转齿轮盒(9)转动一圈,安装在转齿轮盒(9)两端的栽植臂(10)上的一对秧爪(12)将完成两次秧苗栽插,保证了与现有插秧机上的分插机构同样的插秧效率。如图3所示,安装在栽植臂(10)中的凸缘状凸轮03)相对于行星轮轴(X4)同心地被轴承支撑,其突出外缘端面通过数个螺栓与转齿轮盒(9)的外侧半箱体(9B)固结。行星轮轴(X4)外端通过半圆柱销0将栽植臂连接板04)沿行星轮轴(X4)周向固定,而栽植臂连接板04)与栽植臂壳体(IOA)通过数个螺栓按照一定姿势固定。这样,栽植臂(10)可以被行星轮轴(X4)自由驱动地相对于旋转齿轮盒(9)转动。如图4所示,在栽植臂(10)中可绕支轴(38)摆动地安装凸轮摆杆(37),该凸轮摆杆(37)的末端嵌入到秧苗推出杆(11)的U形凹槽内,形成滑动连接。通过凸轮摆杆(37)的摆动,秧苗推出杆(11)沿栽植臂壳体(IOA)中的导路进退,该进退过程是在位于秧爪根部的秧苗分出的后退位置与位于秧爪末端的推出秧苗的作用位置之间往复移动。由于栽植臂(10)被行星轮轴(X4)自由驱动地相对于旋转齿轮盒(9)转动,而凸缘状凸轮与旋转齿轮盒(9)的外侧半箱体(9B)固结,在秧爪(12)从秧箱(7)的下端缺口处将秧苗分出并运送到田面的动作区域段,凸轮摆杆