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1、(10)申请公布号 CN 103004346 A (43)申请公布日 2013.04.03 C N 1 0 3 0 0 4 3 4 6 A *CN103004346A* (21)申请号 201210561024.5 (22)申请日 2012.12.21 A01C 11/02(2006.01) F16H 37/06(2006.01) F16H 37/04(2006.01) (71)申请人浙江理工大学 地址 310018 浙江省杭州市江干经济开发区 白杨街道2号大街5号 (72)发明人孙良 刘晓龙 祝建彬 祝宇 赵匀 (74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公 司 33200 代理人林怀禹 (5。
2、4) 发明名称 非圆锥齿轮钵苗宽窄行移栽机构 (57) 摘要 本发明公开了一种非圆锥齿轮钵苗宽窄行移 栽机构。在传动箱的中心轴两轴端分别固定有 结构相同的两个齿轮箱，四个行星轴伸出齿轮箱 外的一端分别固定有栽植臂；齿轮箱内的中心齿 轮空套在中心轴的两端，通过牙嵌式法兰与传动 箱固联，中心齿轮分别与固装在中间轴上的中间 齿轮相啮合，带动与中间齿轮同轴安装的中间非 圆锥齿轮转动，中间非圆锥齿轮与固装在行星轴 上的行星非圆锥齿轮相啮合；中间轴与中心轴交 错布置或呈平行布置，行星轴与中间轴之间的轴 交角不等于90度，使得移栽臂上的取苗爪在取苗 后，其推秧点相对于取苗点向左或向右偏移相应 距离，实现钵苗。
3、宽窄行种植。两级齿轮传动比曲线 有两个波峰，有利于取苗爪形成带有尖嘴的空间 运动轨迹。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 5 页 1/1页 2 1.一种非圆锥齿轮钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于：在传动箱（21）内，装在主动链 轮轴（20）上的主动链轮（19）经链条（18）传递到中心链轮（1）上，中心链轮（1）固接在中 心轴（2）上，中心轴（2）两轴端分别固定有结构相同的左、右齿轮箱（16、16），左上、左下、 右上、右下行星轴（13、5、13、5）伸出左、右齿轮箱（。
4、16、16）外的一端分别固定有左 上、左下、右上、右下栽植臂（15、7、15、7）；其特征在于，右齿轮箱（16）的结构为： 右齿轮箱（16）内的右中心齿轮（17）空套在中心轴（2）的右端上，通过右牙嵌 式法兰（3）与传动箱（21）右端固定联接，右中心齿轮（17）分别与固装在右上、右 下中间轴（10、9）上的右上、右下中间齿轮（11、4）相啮合，带动与右上、右下中间 齿轮（11、4）同轴安装的右上、右下中间非圆锥齿轮（12、8）转动，右上、右下中间 非圆锥齿轮（12、8）与固装在右上、右下行星轴（13、5）上的右上、右下行星非圆锥 齿轮（14、6）相啮合；右上、右下中间轴（10、9）与中心轴（2。
5、）交错布置，有一夹角 或呈平行布置，当斜齿轮螺旋角为零时，即斜齿轮成为直齿轮或中间斜齿轮与中心斜 齿轮螺旋角大小相等，旋向相反，右上、右下行星轴（13、5）与右上、右下中间轴（10、9）之 间的轴交角为不等于90度的一个小角，根据相应的宽窄行行距农艺要求调节设计。 2.根据权利要求1所述的一种非圆锥齿轮钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于：所述右 齿轮箱（16）内的右中心齿轮（17），右上、右下中间齿轮（11、4），右上、右下中间非圆锥齿轮 （12、8）和右上、右下行星非圆锥齿轮（14、6）三轴齿轮行星系的轴心的相对位置成直线形排 列或呈一定夹角。 3.根据权利要求1所述的一种非圆锥齿轮钵苗宽窄行移。
6、栽机构，其特征在于：所述左、 右传动箱（16）内的中心齿轮（17）、右上、右下中间齿轮（11、4）均为斜齿齿轮。 4.根据权利要求1所述的一种非圆锥齿轮钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于：所述左、 右传动箱（16）内的中心齿轮（17）为斜齿齿轮，右上、右下中间齿轮（11、4）为直齿齿轮。 5.根据权利要求1所述的一种非圆锥齿轮钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于：所述左、 右传动箱（16）内的中心齿轮（17）为直齿齿轮，右上、右下中间齿轮（11、4）为斜齿齿轮。 6.根据权利要求1所述的非圆锥齿轮钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于：所述左、右传 动箱（16）内的中心齿轮（17）、右上、右下中间齿轮（11、4。
7、）均为直齿齿轮。 7.根据权利要求1所述的一种非圆锥齿轮钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于：所述左、 右传动箱（16）内的中心齿轮（17）、右上、右下中间齿轮（11、4）为椭圆齿轮、非圆齿轮、偏心 齿轮、非圆齿轮、变性非圆齿轮或正圆齿轮。 8.根据权利要求1所述的一种非圆锥齿轮钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于：所述左、 右传动箱（16）内的右上、右下中间非圆锥齿轮（12、8）、右上、右下行星非圆锥齿轮（14、6） 为椭圆齿轮、非圆齿轮、偏心齿轮、非圆齿轮、变性非圆齿轮。 9.根据权利要求1所述的一种非圆锥齿轮钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于：所述右 上、右下中间非圆锥齿轮（12、8）与右上、右下行星非。
8、圆锥齿轮（14、6）啮合传动比函数曲线 有两个波峰。 10.根据权利要求7或8所述一种的非圆锥齿轮钵苗宽窄行移栽机构，其特征在于：所 述椭圆齿轮为一阶椭圆齿轮、一阶变性椭圆齿轮、高阶椭圆齿轮或高阶变性椭圆齿轮。 权 利 要 求 书CN 103004346 A 1/5页 3 非圆锥齿轮钵苗宽窄行移栽机构 技术领域 0001 本发明涉及农业机械，尤其是涉及适用于高速宽窄行钵苗移栽机的一种非圆锥齿 轮钵苗宽窄行移栽机构。 背景技术 0002 目前，水稻插秧机品种多样，但无论是宽窄行插秧还是等行距插秧，分插机构所取 的秧苗都为毯状苗，虽然通过设计直取秧的插秧轨迹可以减少秧针对秧苗根须的损伤，但 无法达。
9、到不伤根。而钵苗宽窄行分插机构所取的秧苗为钵苗，钵与钵之间的苗不存在盘根 现象，所以在取苗过程不存在伤根问题，相比毯状苗插秧具有更加短的返青周期，这对提高 水稻产量具有意义。本发明提出的钵苗宽窄行移栽机构就是为了解决钵苗的宽窄行机械移 栽问题。 0003 宽窄行种植是指水稻钵苗移栽机的行间距实行一宽一窄的种植方式，这种种植方 式利用作物边际优势的增产原理，通过调整秧苗的行间距，改善植株间通风、透光度，减轻 病害（稻瘟病），从而达到优质高产、节本增效的目的。 0004 水稻钵苗宽窄行移栽机构是在移栽机上实现了从塑盘穴位中取秧、植入田中、使 钵状秧苗成宽窄行种植的部件。本发明专利采用斜齿轮、非圆锥。
10、齿轮实现钵苗宽窄行插秧 的要求，通过调节中心齿轮与中间齿轮螺旋角或行星非圆锥齿轮轴与中间非圆锥齿轮轴之 间的轴交角，优化相关机构参数，可以设计出满足不同机型、不同宽窄行农艺要求的钵苗宽 窄行移栽机构。 发明内容 0005 本发明的目的是提供适用于高速宽窄行钵苗移栽机的一种非圆锥齿轮钵苗宽窄 行移栽机构。 0006 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是： 本发明在传动箱内，装在主动链轮轴上的主动链轮经链条传递到中心链轮上，中心链 轮固接在中心轴上，中心轴两轴端分别固定有结构相同的左、右齿轮箱，左上、左下、右上、 右下行星轴伸出左、右齿轮箱外的一端分别固定有左上、左下、右上、右下栽植臂；右齿轮。
11、箱 的结构为： 右齿轮箱内的右中心齿轮空套在中心轴的右端上，通过右牙嵌式法兰与传动箱右端固 定联接，右中心齿轮分别与固装在右上、右下中间轴上的右上、右下中间齿轮相啮合，带动 与右上、右下中间齿轮同轴安装的右上、右下中间非圆锥齿轮转动，右上、右下中间非圆锥 齿轮与固装在右上、右下行星轴上的右上、右下行星非圆锥齿轮相啮合；右上、右下中间轴 与中心轴交错布置，有一夹角 或 呈平行布置，当斜齿轮螺旋角为零时，即斜齿轮成为直齿轮或中间斜齿轮与中心斜齿轮 螺旋角大小相等，旋向相反，右上、右下行星轴与右上、右下中间轴之间的轴交角为不等 说 明 书CN 103004346 A 2/5页 4 于90度的一个小角。
12、，根据相应的宽窄行行距农艺要求调节设计。 0007 所述右齿轮箱内的右中心齿轮，右上、右下中间齿轮，右上、右下中间非圆锥齿轮 和右上、右下行星非圆锥齿轮三轴齿轮行星系的轴心的相对位置成直线形排列或呈一定夹 角。 0008 所述右传动箱内的中心齿轮、右上、右下中间齿轮均为斜齿齿轮。 0009 所述右传动箱内的中心齿轮为斜齿齿轮，右上、右下中间齿轮为直齿齿轮。 0010 所述左、右传动箱内的中心齿轮为直齿齿轮，右上、右下中间齿轮为斜齿齿轮。 0011 所述左、右传动箱内的中心齿轮、右上、右下中间齿轮均为直齿齿轮。 0012 所述左、右传动箱内的中心齿轮、右上、右下中间齿轮为椭圆齿轮、非圆齿轮、偏心。
13、 齿轮、非圆齿轮、变性非圆齿轮或正圆齿轮。 0013 所述左、右传动箱内的右上、右下中间非圆锥齿轮、右上、右下行星非圆锥齿轮为 椭圆齿轮、非圆齿轮、偏心齿轮、非圆齿轮、变性非圆齿轮。 0014 所述右上、右下中间非圆锥齿轮与右上、右下行星非圆锥齿轮啮合传动比函数曲 线有两个波峰。 0015 所述椭圆齿轮为一阶椭圆齿轮、一阶变性椭圆齿轮、高阶椭圆齿轮或高阶变性椭 圆齿轮。 0016 本发明具有的有益效果是： 非圆锥齿轮具有非圆齿轮的非匀速比传动及锥齿轮的空间传动特性，中心齿轮与中间 齿轮呈交错布置角布置或平行布置，行星非圆锥齿轮与中间非圆锥齿轮之间的轴交角为 不等于90度的一个小角，使得移栽臂取。
14、苗爪在取苗后，其推苗点相对于取苗点向左或向 右偏移相应距离，使得所移栽钵苗的行距成宽窄变化，实现宽窄行种植的农艺要求，改变斜 齿轮螺旋角、轴交角的大小，该移栽机构可以满足不同的宽窄行农艺要求。同时两级齿 轮传动比函数曲线要求有两个波峰，通过机构参数优化获得带尖嘴的插秧静轨迹。本发明 传动机构工作稳定，机械化程度高，在取秧过程中能较好的保持完整的根系，不伤苗，极大 地缩短了水稻秧苗的返青周期，以及能够实现宽窄行插秧的特点，增产效果显著，有利于推 广应用。 附图说明 0017 图1是本发明的机构示意图。 0018 图2是本发明的移栽臂内部结构图。 0019 图3是本发明移栽臂外形三维图。 0020。
15、 图4是本发明移栽机构总体三维图。 0021 图5是本发明行星齿轮传动侧面视图。 0022 图6是本发明中心齿轮与中间齿轮有一交错角角的行星齿轮传动三维结构示意 图。 0023 图7是本发明中心齿轮与中间齿轮有一交错角角的三维结构示意图。 0024 图8是本发明的行星非圆锥齿轮与中间非圆锥齿轮有一交错角角的三维结构 示意图。 说 明 书CN 103004346 A 3/5页 5 0025 图9是本发明的中心齿轮与中间齿轮呈平行布置、行星非圆锥齿轮与中间非圆锥 齿轮有一交错角角的行星齿轮传动三维结构示意图。 0026 图10是本发明安装在同一链轮箱上左右两侧的一对移栽机构在移栽机前进方向 形成的。
16、移栽轨迹，推苗点距离大于取秧钵间距。 0027 图11是本发明安装在同一链轮箱上左右两侧的一对移栽机构形成的在插秧机前 进方向移栽轨迹，推苗点距离小于取秧钵间距。 0028 图12是本发明中间非圆齿轮与行星非圆齿轮传动比具有两个波峰的函数曲线。 0029 图13是本发明插秧原理示意图。 0030 图中：1.中心链轮，2.中心轴，3.右牙嵌式法兰，3.左牙嵌式法兰，4.右下中 间齿轮，4.左下中间齿轮，5.右下行星轴，5.左下行星轴，6.右下行星非圆锥齿轮， 6.左下行星非圆锥齿轮，7.右下栽植臂，7.左下栽植臂，8.右下中间非圆锥齿轮， 8.左下中间非圆锥齿轮，9.右下中间轴，9.左下中间轴，。
17、10.右上中间轴，10.左 上中间轴，11.右上中间齿轮，11.左上中间齿轮，12.右上中间非圆锥齿轮，12.左上 中间非圆锥齿轮，13.右上行星轴，13左上行星轴，14.右上行星非圆锥齿轮，14.左 上行星非圆锥齿轮，15.右上移栽臂，15.左上移栽臂，16.右齿轮箱，16.左齿轮箱， 17.右中心齿轮，17.左中心齿轮，18.链条，19.主动链轮，20.主动链轮轴，21.传动箱， 22.凸轮，23.拨叉，24.推秧杆，25.弹簧，26.秧钵，27.插秧轨迹，28.地面, 29.秧苗， 30.夹片，31.后U卡，32.前U卡。 具体实施方式 0031 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
18、。 0032 如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明在传动箱21内，装在主动链轮轴20上的 主动链轮19经链条18传递到中心链轮1上，中心链轮1固接在中心轴2上，中心轴2两轴 端分别固定有结构相同的左、右齿轮箱16、16，左上、左下、右上、右下行星轴13、5、 13、5伸出左、右齿轮箱16、16外的一端分别固定有左上、左下、右上、右下栽植臂15、 7、15、7。 0033 右齿轮箱16的结构为： 右齿轮箱16内的右中心齿轮17空套在中心轴2的右端上，通过右牙嵌式法兰3与传动 箱21右端固定联接，右中心齿轮17分别与固装在右上、右下中间轴10、9上的右上、右下中 间齿轮11、4相啮合，带动与。
19、右上、右下中间齿轮11、4同轴安装的右上、右下中间非圆锥齿 轮12、8转动，右上、右下中间非圆锥齿轮12、8与固装在右上、右下行星轴13、5上的右上、 右下行星非圆锥齿轮14、6相啮合；右上、右下中间轴10、9与中心轴2交错布置，有一夹角 或呈平行布置，当斜齿轮螺旋角为零时，即斜齿轮成为直齿轮或中间斜齿轮与中心斜 齿轮螺旋角大小相等，旋向相反，右上、右下行星轴13、5与右上、右下中间轴10、9之间的 轴交角为不等于90度的一个小角，根据相应的宽窄行行距农艺要求调节设计。 0034 左齿轮箱16的结构为： 左齿轮箱16内的左中心齿轮17空套在中心轴2的左端上，通过左牙嵌式法兰3 与传动箱21左端。
20、固定联接，左中心齿轮17分别与固装在左上、左下中间轴10、9上 说 明 书CN 103004346 A 4/5页 6 的左上、左下中间齿轮11、4相啮合，带动与左上、左下中间齿轮11、4同轴安装的 左上、左下中间非圆锥齿轮12、8转动，左上、左下中间非圆锥齿轮12、8与固装在 左上、左下行星轴13、5上的左上、左下行星非圆锥齿轮14、6相啮合；左上、左下 中间轴10、9与中心轴2交错布置，有一夹角或呈平行布置，当斜齿轮螺旋角为零 时，即斜齿轮成为直齿轮或中间斜齿轮与中心斜齿轮螺旋角大小相等，旋向相反，左上、 左下行星轴13、5与左上、左下中间轴10、9之间的轴交角为不等于90度的一个 小角，根。
21、据相应的宽窄行行距农艺要求调节设计。 0035 右齿轮箱16的结构为例： 右齿轮箱16内的右中心齿轮17，右上、右下中间齿轮11、4，右上、右下中间非圆锥齿轮 12、8和右上、右下行星非圆锥齿轮14、6三轴齿轮行星系的轴心的相对位置成直线形排列 或呈一定夹角。 0036 右传动箱16内的中心齿轮17、右上、右下中间齿轮11、4均为斜齿齿轮。 0037 右传动箱16内的中心齿轮17为斜齿齿轮，右上、右下中间齿轮11、4为直齿齿轮。 0038 左、右传动箱16内的中心齿轮17为直齿齿轮，右上、右下中间齿轮11、4为斜齿齿 轮。 0039 左、右传动箱16内的中心齿轮17、右上、右下中间齿轮11、4。
22、均为直齿齿轮。 0040 左、右传动箱16内的中心齿轮17、右上、右下中间齿轮11、4为椭圆齿轮、非圆齿 轮、偏心齿轮、非圆齿轮、变性非圆齿轮或正圆齿轮。 0041 左、右传动箱16内的右上、右下中间非圆锥齿轮12、8、右上、右下行星非圆锥齿轮 14、6为椭圆齿轮、非圆齿轮、偏心齿轮、非圆齿轮、变性非圆齿轮。 0042 右上、右下中间非圆锥齿轮12、8与右上、右下行星非圆锥齿轮14、6啮合传动比函 数曲线有两个波峰。 0043 椭圆齿轮为一阶椭圆齿轮、一阶变性椭圆齿轮、高阶椭圆齿轮或高阶变性椭圆齿 轮。 0044 如图4、图5、图6、图7所示，以右齿轮箱16内的齿轮为例说明右中心齿轮17与右 。
23、下、右上中间齿轮4、11，右下、右上行星非圆锥齿轮6、14与右下、右上中间非圆锥齿轮8、12 之间的安装关系。如图6、图9所示，右中心齿轮17与右下、右上中间齿轮4、11呈交错布置 或平行布置，右下、右上行星轴5、13与右下、右上中间轴9、10之间的轴交角，并不等于常见 的锥齿轮之间90度的轴交角，如图8所示，而是一个小角，也即右下、右上行星非圆锥齿 轮6、14与右下、右上中间非圆锥齿轮8、12大端面之间的轴交角为不等于90度的一个小角 。通过调节右中心齿轮17与右下、右上中间齿轮4、11的螺旋角、右下、右上行星非圆锥 齿轮6、14和右下、右上中间非圆锥齿轮8、12之间的轴交角可以形成不同的宽。
24、窄行取苗爪 尖点运动轨迹，如图10所示，为安装在同一链轮箱上左右一对移栽机构形成的移栽轨迹27 取苗点即秧钵26间距窄，推秧点即秧针的移栽轨迹27与地面28的交点的间距宽；图11所 示为安装在同一链轮箱上左右一对移栽机构形成的移栽轨迹27取苗点即秧钵26间距比推 秧点间距宽。 0045 如图12所示，右下、右上中间齿轮12、8与右下、右上行星齿轮6、14啮合传动比函 数曲线有两个波峰。如图13，通过机构参数优化获得带尖嘴的移栽植苗静轨迹。 说 明 书CN 103004346 A 5/5页 7 0046 本发明的工作原理是： 移栽机构动力由移栽机传动箱21内的主动链轮19经链条18传递到中心链轮。
25、1上，带 动中心轴2转动，中心轴2带动左、右齿轮箱16、16转动，左、右齿轮箱16、16内， 空套在中心轴2上与传动箱21固定的左、右中心齿轮17、17与左上、左下、右上、右下 中间齿轮11、4、11、4、啮合，左上、左下、右上、右下中间非圆锥齿轮12、8、12、8、 与左上、左下、右上、右下中间齿轮11、44、11、同轴安装，且与左上、左下、右上、右下行 星非圆锥齿轮14、6、14、6啮合，左上、左下、右上、右下行星非圆锥齿轮14、6、14、 6、与左上、左下、右上、右下中间非圆锥齿轮12、8、12、8之间的轴交角为不等于90度 的一个小角。当左上、左下、右上、右下行星非圆锥齿轮 14、6、。
26、14、6随左上、左下、右上、右下行星轴5、5，13、13相对左、右齿轮箱16、 16转动时，带动左上、左下、右上、右下移栽臂15、7、15、7转动，由于左上、左下、右 上、右下中间轴10、9、10、9、与中心轴2形成一交错角及左上、左下、右上、右下行星非 圆锥齿轮14、6、14、6与左上、左下、右上、右下中间非圆锥齿轮12、8、12、8之间 的轴交角并不等于90度，因此左上、左下、右上、右下栽植臂15、7、15、7的转动平面与 左、右齿轮箱16、16的转动平面不是平行平面，引起左上、左下、右上、右下栽植臂15、 7、15、7上的取苗爪在取秧后，其植苗点相对于取秧点向左或向右偏移相应距离。左上、。
27、 左下、右上、右下栽植臂15、7、15、7的转动使左、右拨叉23围绕固定的左、右凸轮22 （固定在左、右齿轮箱16、16上）摆动，在取秧前左、右拨叉23经过左、右凸轮22的第一 个上升段而抬起，将左、右推苗杆24提高至一定位置点，同时压缩推秧弹簧25，此时前U卡 32和后U卡31对卡片30都没作用力；在取苗爪进入秧钵取苗时左、右拨叉23经过左、右 凸轮22的第二个上升段而抬起，将左、右推秧杆24提高至最高点，前U卡会挤压夹片30， 如图13所示，完成夹取秧苗29的过程；当取苗爪到达植苗位置，拨叉23转至凸轮22缺口， 推秧弹簧25回位推动推秧杆24向下快速运动，后U卡会撑开夹片30，推秧杆24。
28、将秧苗29 推入土中。从而顺序完成了水稻钵苗的取、推动作，实现水稻钵苗的机械化宽窄行移栽。 0047 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，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范 围。 说 明 书CN 103004346 A 1/5页 8 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 103004346 A 2/5页 9 图4 图5 图6 图7 说 明 书 附 图CN 103004346 A 3/5页 10 图8 图9 说 明 书 附 图CN 103004346 A 10 4/5页 11 图10 图11 说 明 书 附 图CN 103004346 A 11 5/5页 12 图12 图13 说 明 书 附 图CN 103004346 A 12 。