双行星架式行星轮系钵苗移栽机构技术领域
本发明属于农业机械领域，具体涉及适用于高速、大行距、取栽一体式钵苗移栽机
的双行星架式行星轮系钵苗移栽机构。
背景技术
目前，钵苗移栽机构大多分为两类：一类是使用一套单行星架两级不等速齿轮传
动机构实现取苗和栽植，根据夹苗位置的不同有分为夹苗式和夹钵式，其中夹苗式这易于
造成对苗株底部茎杆的损伤，不适合苗茎比较脆弱的作物移栽；而夹钵式虽然可以减少苗
爪对损伤，但苗爪伸入钵盘距离较大使推苗段轨迹距离机构回转中心较近，导致整个机构
距离地面过近，不利于投苗；另一类是对取苗和植苗动作分成两套机构来实现，一套机构用
来实现入钵夹土取苗，而另一套机构实现栽植，整个机构比较复杂。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种双行星架式行星轮系钵苗移栽机
构，使用一套机构实现入钵取土式取苗，并且其推秧段轨迹距离机构回转中心较远，使整个
机构的工作高度升高，改善机构工作环境。
本发明包括动力驱动箱、主动链轮轴、主动链轮、链条、中心链轮、中心轴、主行星
轮系、上副行星轮系、下副行星轮系、上栽植臂和下栽植臂；所述的主动链轮轴和中心轴通
过轴承支承在动力驱动箱两端；固接在主动链轮轴上的主动链轮与固接在中心轴上的中心
链轮通过链条连接；所述中心轴的两端对称设有两个主行星轮系，主行星轮系的两端分别
设置上副行星圆齿轮系和下副行星圆齿轮系；上副行星圆齿轮系设有上栽植臂；下副行星
轮系设有下栽植臂；上栽植臂和下栽植臂的结构完全相同。
所述的主行星轮系包括主齿轮箱、中心非圆齿轮、下中间轴、下第一中间非圆齿
轮、下第二中间非圆齿轮、上中间轴、上第一中间非圆齿轮、上第二中间非圆齿轮、下行星
轴、上行星轴、下行星第一非圆齿轮、下行星第二非圆齿轮、上行星第一非圆齿轮和上行星
第二非圆齿轮；所述的主齿轮箱与中心轴固定；中心非圆齿轮空套在中心轴上，并通过主牙
嵌式法兰与动力驱动箱固定；所述的下中间轴和上中间轴对称设置在中心轴两侧，且均与
主齿轮箱铰接；上行星轴和下行星轴对称铰接在主齿轮箱两端；所述的上第一中间非圆齿
轮、上第二中间非圆齿轮均固定在上中间轴上，下第一中间非圆齿轮、下第二中间非圆齿轮
均固定在下中间轴上；所述中心非圆齿轮的两侧分别与下第一中间非圆齿轮和上第一中间
非圆齿轮啮合；固定在上行星轴上的上行星第一非圆齿轮与上第一中间非圆齿轮啮合，空
套在上行星轴上的上行星第二非圆齿轮与上第二中间非圆齿轮啮合；固定在下行星轴上的
下行星第一非圆齿轮与下第一中间非圆齿轮啮合，空套在下行星轴上的下行星第二非圆齿
轮与下第二中间非圆齿轮啮合。
所述的上副行星轮系包括上副齿轮箱、上中心圆齿轮、上副行星轴和上副行星圆
齿轮；所述的上副齿轮箱与上行星轴伸出主齿轮箱外的一端固定，并通过轴承支承在主齿
轮箱上；上中心圆齿轮空套在上行星轴上，并与主行星轮系的上行星第二非圆齿轮固定；上
副行星轴与上副齿轮箱铰接；所述的上中心圆齿轮与固定在上副行星轴上的上副行星圆齿
轮啮合；上栽植臂的壳体与上副行星轴伸出上副齿轮箱外的一端固定；上栽植臂的凸轮与
上副齿轮箱固定。
所述的下副行星轮系包括下副齿轮箱、下中心圆齿轮、下副行星轴和下副行星圆
齿轮；所述的下副齿轮箱与下行星轴伸出主齿轮箱外的一端固定，并通过轴承支承在主齿
轮箱上；下中心圆齿轮空套在下行星轴上，并与主行星轮系的下行星第二非圆齿轮固定；下
副行星轴与下副齿轮箱铰接；所述的下中心圆齿轮与固定在下副行星轴上的下副行星圆齿
轮啮合；下栽植臂的壳体与下副行星轴伸出下副齿轮箱外的一端固定；下栽植臂的凸轮与
下副齿轮箱固定。
所述的下第一中间非圆齿轮与上第一中间非圆齿轮、下第二中间非圆齿轮与上第
二中间非圆齿轮、下行星第一非圆齿轮与上行星第一非圆齿轮、下行星第二非圆齿轮与上
行星第二非圆齿轮是几何参数完全相同的非圆齿轮。
所述的下中心圆齿轮与上中心圆齿轮、下副行星圆齿轮与上副行星圆齿轮是几何
参数完全相同的圆齿轮。
同一横截面上，中心轴、上中间轴、上行星轴、下中间轴和下行星轴的轴心连线在
一条直线上；或中心轴、上中间轴和下中间轴的轴心连线在一条直线上，上中间轴与上行星
轴的轴心连线以及下中间轴与下行星轴的轴心连线在另两条平行的直线上。
所述的中心非圆齿轮、下第一中间非圆齿轮、上第一中间非圆齿轮、下第二中间非
圆齿轮、上第二中间非圆齿轮、下行星第一非圆齿轮、上行星第一非圆齿轮、下行星第二非
圆齿轮、上行星第二非圆齿轮均为一阶椭圆齿轮。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明具有非圆齿轮所具有的非匀速传动比特性，通过调节主行星轮系、上副
行星轮系和下副行星轮系的传动比大小，以及通过改变各行星轴的轴心位置，使得上、下移
栽臂的秧爪取苗轨迹和姿态准确，栽植位置准确，从而实现旱地穴槽式栽植。
2、本发明在取秧阶段，秧爪处于平动，且取秧开始前上栽植臂的姿态与取秧刚完
成时上栽植臂的姿态之间的夹角为15°，在保证不损害幼苗的完整性条件下将幼苗以垂直
与苗床的方向取出；推秧段轨迹距离机构回转中心较远，使整个机构的工作高度升高，改善
机构工作环境。
3、本发明工作稳定，机械化程度高，在取秧过程中能较好地保持完整的根系，不伤
苗，极大地缩短了秧苗的返青周期，增产效果显著，有利于推广应用。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明中主行星轮系带动上副齿轮箱运动的传动原理图；
图3是本发明中主行星轮系带动上中心圆齿轮运动的传动原理图；
图4是本发明中上副行星轴的轴心及秧爪的运动轨迹图；
图5是图4的I部分放大图；
图6是本发明的工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、2和3所示，双行星架式行星轮系钵苗移栽机构，包括动力驱动箱1、主动链
轮轴2、主动链轮3、链条4、中心链轮5、中心轴6、主行星轮系、上副行星轮系、下副行星轮系、
上栽植臂33和下栽植臂20；主动链轮轴2和中心轴6通过轴承支承在动力驱动箱1两端；固接
在主动链轮轴2上的主动链轮3与固接在中心轴6上的中心链轮5通过链条4连接；中心轴6的
两端对称设有两个主行星轮系，主行星轮系的两端分别设置上副行星圆齿轮系和下副行星
圆齿轮系；上副行星圆齿轮系设有上栽植臂31；下副行星轮系设有下栽植臂19；上栽植臂31
和下栽植臂19的结构完全相同，均采用成熟的现有技术，如201110164729.9的专利。
主行星轮系包括主齿轮箱20、中心非圆齿轮8、下中间轴11、下第一中间非圆齿轮
9、下第二中间非圆齿轮12、上中间轴21、上第一中间非圆齿轮22、上第二中间非圆齿轮23、
下行星轴14、上行星轴26、下行星第一非圆齿轮10、下行星第二非圆齿轮13、上行星第一非
圆齿轮24和上行星第二非圆齿轮25；主齿轮箱20与中心轴6固定；中心非圆齿轮8空套在中
心轴6上，并通过主牙嵌式法兰7与动力驱动箱1固定；下中间轴11和上中间轴21对称设置在
中心轴6两侧，且均与主齿轮箱20铰接；上行星轴26和下行星轴14对称铰接在主齿轮箱20两
端；上第一中间非圆齿轮22、上第二中间非圆齿轮23均固定在上中间轴21上，下第一中间非
圆齿轮9、下第二中间非圆齿轮12均固定在下中间轴11上；中心非圆齿轮8的两侧分别与下
第一中间非圆齿轮9和上第一中间非圆齿轮22啮合；固定在上行星轴26上的上行星第一非
圆齿轮24与上第一中间非圆齿轮22啮合，空套在上行星轴26上的上行星第二非圆齿轮25与
上第二中间非圆齿轮23啮合；固定在下行星轴14上的下行星第一非圆齿轮10与下第一中间
非圆齿轮9啮合，空套在下行星轴14上的下行星第二非圆齿轮13与下第二中间非圆齿轮12
啮合。
上副行星轮系包括上副齿轮箱29、上中心圆齿轮27、上副行星轴30和上副行星圆
齿轮28；上副齿轮箱29与上行星轴30伸出主齿轮箱20外的一端固定，并通过轴承支承在主
齿轮箱上；上中心圆齿轮27空套在上行星轴26上，并与主行星轮系的上行星第二非圆齿轮
25固定；上副行星轴30与上副齿轮箱29铰接；上中心圆齿轮27与固定在上副行星轴30上的
上副行星圆齿轮28啮合；上栽植臂31的壳体与上副行星轴30伸出上副齿轮箱29外的一端固
定；上栽植臂的凸轮与上副齿轮箱固定。
下副行星轮系包括下副齿轮箱17、下中心圆齿轮15、下副行星轴18和下副行星圆
齿轮16；下副齿轮箱17与下行星轴14伸出主齿轮箱20外的一端固定，并通过轴承支承在主
齿轮箱上；下中心圆齿轮15空套在下行星轴14上，并与主行星轮系的下行星第二非圆齿轮
13固定；下副行星轴18与下副齿轮箱17铰接；下中心圆齿轮15与固定在下副行星轴18上的
下副行星圆齿轮16啮合；下栽植臂19的壳体与下副行星轴18伸出下副齿轮箱17外的一端固
定；下栽植臂的凸轮与下副齿轮箱固定。
下第一中间非圆齿轮9与上第一中间非圆齿轮22、下第二中间非圆齿轮12与上第
二中间非圆齿轮23、下行星第一非圆齿轮10与上行星第一非圆齿轮24、下行星第二非圆齿
轮13与上行星第二非圆齿轮25是几何参数完全相同的非圆齿轮。
下中心圆齿轮15与上中心圆齿轮27、下副行星圆齿轮15与上副行星圆齿轮28是几
何参数完全相同的圆齿轮。
同一横截面上，中心轴6、上中间轴21、上行星轴26、下中间轴14和下行星轴14的轴
心连线在一条直线上；或中心轴6、上中间轴21和下中间轴11的轴心连线在一条直线上，上
中间轴21与上行星轴26的轴心连线以及下中间轴11与下行星轴14的轴心连线在另两条平
行的直线上；本实施例采用后一种形式。
中心非圆齿轮8、下第一中间非圆齿轮9、上第一中间非圆齿轮22、下第二中间非圆
齿轮12、上第二中间非圆齿轮23、下行星第一非圆齿轮10、上行星第一非圆齿轮24、下行星
第二非圆齿轮13、上行星第二非圆齿轮25均可为一阶椭圆齿轮。
该双行星架式行星轮系钵苗移栽机构的工作原理：
主动链轮轴2输入动力，并将动力经主动链轮3、链条4和中心链轮5传给中心轴6；
中心轴6带动两侧的两个主行星轮系，主行星轮系带动上副行星轮系和下副行星轮系，上副
行星轮系带动上栽植臂31，下副行星轮系带动下栽植臂19，从而实现上栽植臂31或下栽植
臂19的秧爪尖点在如图6所示的取秧点A处取秧，在推秧点B处推秧。
主齿轮箱20转动一周，上副行星轴30的轴心运动轨迹32、上栽植臂31的秧爪尖点
运动轨迹33，以及主齿轮箱20每转动30°时秧爪的位置如图4和5所示；可见，取秧阶段，秧爪
处于平动，且取秧开始前上栽植臂31的姿态与取秧刚完成时上栽植臂31的姿态之间的夹角
为15°，而且，取秧阶段秧爪尖点轨迹基本处在一条直线上，由此可以最大程度地保持钵土
的完整性。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对发明进行限制，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。