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單自由度圓齒輪變曲柄七桿花卉移栽機(jī)構(gòu)的制作方法

文檔序號(hào):8367962閱讀:486來源:國知局
單自由度圓齒輪變曲柄七桿花卉移栽機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域,涉及花卉移栽機(jī)構(gòu),具體涉及一種單自由度圓齒輪變 曲柄七桿花舟移栽機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)械化移栽一般分為兩步完成:取苗和栽植。按不同的取苗方式將移栽機(jī)分為全 自動(dòng)和半自動(dòng)兩種方式,關(guān)鍵標(biāo)志是看其是否采用機(jī)械化取苗作業(yè)。
[0003] 目前旱地移栽機(jī)械式取苗方式一般有夾土式取苗和夾苗式取苗兩種方式。新型 行星輪系旋轉(zhuǎn)式取苗機(jī)構(gòu)有混合高階變型橢圓齒輪行星系缽苗移栽機(jī)分秧機(jī)構(gòu)、自由二階 非圓齒輪行星系高速缽苗移栽機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)式水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu),它們?nèi)∶绶绞綖閵A土式取 苗,即需要秧針進(jìn)入缽苗盤內(nèi)夾取秧苗,且不能破壞缽盤和傷根,故軌跡需要一個(gè)尖銳的突 起,從秧針進(jìn)入缽盤到完全離開缽體,秧針需要一段接近于直線的運(yùn)動(dòng)軌跡,由于這個(gè)限 制,造成了非圓齒輪不規(guī)則性增強(qiáng)或增加"探出式"秧針,機(jī)構(gòu)力學(xué)性能變差、壽命降低。當(dāng) 前研究的移栽機(jī)構(gòu)軌跡包括'D'形軌跡,'P'形軌跡,'8'字形軌跡,但考慮到花卉移栽需完 成從穴盤往花盤中的移栽工作,現(xiàn)有的軌跡方案均不適合。
[0004] 對(duì)于雙曲柄機(jī)構(gòu)、行星齒輪機(jī)構(gòu)只能形成一個(gè)環(huán)扣狀軌跡,不能實(shí)現(xiàn)雙環(huán)扣狀軌 跡,難以保證以更好的姿態(tài)進(jìn)入植苗工作部分和實(shí)現(xiàn)花卉移栽機(jī)的全自動(dòng)化,為了解決這 個(gè)難題,需要在植苗機(jī)構(gòu)部分也設(shè)計(jì)一個(gè)環(huán)扣狀軌跡來滿足花卉移栽軌跡要求。對(duì)于基質(zhì) 育苗移栽,基質(zhì)較輕,而部分瓜果、蔬菜、花卉作物的莖桿部分足夠堅(jiān)韌,允許采用夾苗的方 式作業(yè)。因此,有必要針對(duì)瓜果、蔬菜、花卉等作物,設(shè)計(jì)一種效率更高、傳動(dòng)更平穩(wěn)的取苗 機(jī)構(gòu),使其與植苗機(jī)構(gòu)配合,實(shí)現(xiàn)瓜果、蔬菜、花卉等作物的全自動(dòng)移栽。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種單自由度圓齒輪變曲柄七桿花卉 移栽機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)采用變曲柄的方式,通過滑塊和曲柄以移動(dòng)副連接,滑塊在凸輪槽內(nèi)滑動(dòng) 來改變曲柄的長度,實(shí)現(xiàn)雙環(huán)扣軌跡,從而實(shí)現(xiàn)取苗和植苗動(dòng)作,使得機(jī)構(gòu)軌跡更利于機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn),且柔度高,可以實(shí)現(xiàn)多種所需的移栽軌跡,并且可以實(shí)現(xiàn)其他瓜果、蔬菜等作物的全 自動(dòng)移栽。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的技術(shù)方案是: 本發(fā)明包括七桿花卉移栽機(jī)構(gòu)和圓齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu);所述的七桿花卉移栽機(jī)構(gòu)包括第一 曲柄、第一連桿、第三連桿、第二連桿、第二曲柄和滑塊;所述第一曲柄的一端固定在常速電 機(jī)的輸出軸上,另一端與第一連桿的一端鉸接;第一連桿的另一端與第二連桿的一端鉸接; 所述第三連桿的一端與第二連桿的中部鉸接,另一端與滑塊鉸接;第二連桿的另一端自由 設(shè)置;所述的滑塊與第二曲柄通過滑動(dòng)副連接;所述的圓齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)圓齒輪、 從動(dòng)圓齒輪和凸輪;所述的主動(dòng)圓齒輪與第一曲柄固定;所述的從動(dòng)圓齒輪與機(jī)架鉸接, 并與主動(dòng)圓齒輪嚙合;所述的主動(dòng)圓齒輪與從動(dòng)圓齒輪的傳動(dòng)比為1:1 ;所述的凸輪固定 在機(jī)架上;第二曲柄與從動(dòng)圓齒輪固定,第二曲柄的回轉(zhuǎn)中心為從動(dòng)圓齒輪與機(jī)架的鉸接 中心;滑塊與凸輪的滑槽通過凸輪副連接。
[0007] 所述第二連桿自由設(shè)置的一端端點(diǎn)形成雙環(huán)扣軌跡;所述的雙環(huán)扣軌跡為封閉且 帶有兩個(gè)環(huán)扣的平面圓滑曲線,包括依次順序首尾連接的入缽段、取苗段、運(yùn)苗段、植苗段 和回復(fù)段;取苗段的起始段平行于穴盤盤口下側(cè)壁且直線度為1mm/lOmm ;植苗段的起始段 堅(jiān)直設(shè)置且直線度為1mm/lOmm ;入缽段為取苗段的過渡段。
[0008] 本發(fā)明具有的有益效果: 1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的移栽軌跡滿足缽苗移栽機(jī)平入缽、直拔苗、穩(wěn)投苗的移栽農(nóng)藝要求;采 用兩級(jí)圓齒輪驅(qū)動(dòng)與七桿機(jī)構(gòu)的結(jié)合,柔度高,使得取苗和植苗的動(dòng)作更加靈活。
[0009] 2、采用本發(fā)明的花卉移栽機(jī)可實(shí)現(xiàn)雙環(huán)扣軌跡,不僅可以實(shí)現(xiàn)花卉的取苗動(dòng)作, 也可以實(shí)現(xiàn)花卉的植苗動(dòng)作,從而實(shí)現(xiàn)花卉移栽機(jī)的全自動(dòng)化,還可以保證花卉投苗合適 的角度、速度、植苗的直立度和更好地滿足花卉移栽的農(nóng)藝要求;本發(fā)明也可僅用于取苗動(dòng) 作,此時(shí),雙環(huán)扣軌跡可以保證花卉垂直下落進(jìn)入植苗機(jī)構(gòu)。
[0010] 3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、靈活度高,可以輕松實(shí)現(xiàn)花卉、瓜果、蔬菜等農(nóng)作物移栽 所需運(yùn)動(dòng)軌跡的要求。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明的機(jī)構(gòu)原理圖; 圖2為本發(fā)明的移栽軌跡示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0013] 如圖1所示,單自由度圓齒輪變曲柄七桿花卉移栽機(jī)構(gòu),包括七桿花卉移栽機(jī)構(gòu) 和圓齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu);七桿花舟移栽機(jī)構(gòu)包括第一曲柄1、第一連桿2、第三連桿4、第二連桿 5、第二曲柄9和滑塊10 ;第一曲柄1的一端固定在常速電機(jī)的輸出軸上,另一端與第一連 桿2的一端鉸接;第一連桿2的另一端與第二連桿5的一端鉸接;第三連桿4的一端與第二 連桿5的中部鉸接,另一端與滑塊10鉸接;第二連桿5的另一端自由設(shè)置;滑塊10與第二 曲柄9通過滑動(dòng)副連接;圓齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)圓齒輪6、從動(dòng)圓齒輪7和凸輪8 ;主動(dòng)圓 齒輪6與第一曲柄1固定;從動(dòng)圓齒輪7與機(jī)架3鉸接,并與主動(dòng)圓齒輪6嚙合;主動(dòng)圓齒 輪6與從動(dòng)圓齒輪7的傳動(dòng)比為1:1 ;凸輪8固定在機(jī)架3上;第二曲柄9與從動(dòng)圓齒輪7 固定,第二曲柄9的回轉(zhuǎn)中心為從動(dòng)圓齒輪7與機(jī)架3的鉸接中心;滑塊10與凸輪8的滑 槽通過凸輪副連接,滑塊10在第二曲柄9上滑動(dòng)的同時(shí)可沿凸輪8的滑槽運(yùn)動(dòng)。
[0014] 如圖2所示,第二連桿5自由設(shè)置的一端端點(diǎn)F形成雙環(huán)扣軌跡;雙環(huán)扣軌跡為封 閉且?guī)в袃蓚€(gè)環(huán)扣的平面圓滑曲線,包括依次順序首尾連接的入缽段6-1、取苗段6-2、運(yùn) 苗段6-3、植苗段6-4和回復(fù)段6-5 ;取苗段6-2的起始段為ql與q2之間的曲線段,其平行 于穴盤盤口下側(cè)壁且直線度為1mm/lOmm,保證沿垂直土缽方向取出幼苗;植苗段6-4的起 始段為q3與q4之間的曲線段,其堅(jiān)直設(shè)置且直線度為1mm/lOmm,保證幼苗與栽植機(jī)構(gòu)只存 在沿堅(jiān)直方向的相對(duì)速度,利于準(zhǔn)確投苗;入缽段6-1為取苗段6-2的過渡段;其中,ql為 雙環(huán)扣軌跡的取苗開始點(diǎn),q2為夾苗點(diǎn),q3為植苗開始點(diǎn),q4為雙環(huán)扣軌跡的最低點(diǎn)???見,該雙環(huán)扣軌跡可以滿足花卉缽苗移栽中取苗的平入缽、直取苗及穩(wěn)投苗的要求。
[0015] 該單自由度圓齒輪變曲柄七桿花卉移栽機(jī)構(gòu)的工作原理如下: 如圖1所示,常速電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一曲柄1以角速度
[轉(zhuǎn)動(dòng),動(dòng)力分兩路傳遞:一路經(jīng)第一曲柄1和第一連桿2傳給第二連桿5 ;另一路由固定 在第一曲柄1上的主動(dòng)圓齒輪6與從動(dòng)圓齒輪7嚙合傳動(dòng),驅(qū)動(dòng)第二曲柄9以角速度轉(zhuǎn) 動(dòng);滑塊10在第二曲柄9上滑動(dòng)的同時(shí)可沿凸輪8的滑槽運(yùn)動(dòng),其合成運(yùn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)改變 第二曲柄9的長度。第三連桿4將滑塊10的運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)給第二連桿5,使得第二連桿5自由 設(shè)置的一端形成雙環(huán)扣軌跡。
[0016] 該單自由度圓齒輪變曲柄七桿花卉移栽機(jī)構(gòu)中,第二連桿5的自由端安裝栽植機(jī) 構(gòu)即可進(jìn)行栽植作業(yè),且移栽軌跡滿足花卉缽苗移栽中取苗的平入缽、直取苗及穩(wěn)投苗的 要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 單自由度圓齒輪變曲柄七桿花卉移栽機(jī)構(gòu),包括七桿花卉移栽機(jī)構(gòu)和圓齒輪傳動(dòng)機(jī) 構(gòu),其特征在于: 所述的七桿花卉移栽機(jī)構(gòu)包括第一曲柄、第一連桿、第三連桿、第二連桿、第二曲柄和 滑塊;所述第一曲柄的一端固定在常速電機(jī)的輸出軸上,另一端與第一連桿的一端鉸接; 第一連桿的另一端與第二連桿的一端鉸接;所述第三連桿的一端與第二連桿的中部鉸接, 另一端與滑塊鉸接;第二連桿的另一端自由設(shè)置;所述的滑塊與第二曲柄通過滑動(dòng)副連 接;所述的圓齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)圓齒輪、從動(dòng)圓齒輪和凸輪;所述的主動(dòng)圓齒輪與第 一曲柄固定;所述的從動(dòng)圓齒輪與機(jī)架鉸接,并與主動(dòng)圓齒輪嚙合;所述的主動(dòng)圓齒輪與 從動(dòng)圓齒輪的傳動(dòng)比為1:1;所述的凸輪固定在機(jī)架上;第二曲柄與從動(dòng)圓齒輪固定,第二 曲柄的回轉(zhuǎn)中心為從動(dòng)圓齒輪與機(jī)架的鉸接中心;滑塊與凸輪的滑槽通過凸輪副連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單自由度圓齒輪變曲柄七桿花卉移栽機(jī)構(gòu),其特征在于:所 述第二連桿自由設(shè)置的一端端點(diǎn)形成雙環(huán)扣軌跡;所述的雙環(huán)扣軌跡為封閉且?guī)в袃蓚€(gè)環(huán) 扣的平面圓滑曲線,包括依次順序首尾連接的入缽段、取苗段、運(yùn)苗段、植苗段和回復(fù)段;取 苗段的起始段平行于穴盤盤口下側(cè)壁且直線度為Imm/lOmm;植苗段的起始段堅(jiān)直設(shè)置且 直線度為Imm/lOmm;入缽段為取苗段的過渡段。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單自由度圓齒輪變曲柄七桿花卉移栽機(jī)構(gòu)。雙曲柄機(jī)構(gòu)、行星齒輪機(jī)構(gòu)只能形成一個(gè)環(huán)扣狀軌跡,難以保證以更好的姿態(tài)進(jìn)入植苗工作部分和實(shí)現(xiàn)花卉移栽機(jī)的全自動(dòng)化。本發(fā)明中第一曲柄與第一連桿的一端鉸接;第一連桿的另一端與第二連桿的一端鉸接;第三連桿的一端與第二連桿的中部鉸接,另一端與滑塊鉸接;滑塊與第二曲柄通過滑動(dòng)副連接;主動(dòng)圓齒輪與第一曲柄固定;從動(dòng)圓齒輪與機(jī)架鉸接,并與主動(dòng)圓齒輪嚙合;凸輪固定在機(jī)架上;第二曲柄與從動(dòng)圓齒輪固定;滑塊與凸輪的滑槽通過凸輪副連接。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)雙環(huán)扣軌跡,從而實(shí)現(xiàn)花卉移栽機(jī)的全自動(dòng)化,保證花卉投苗合適的角度、速度和植苗的直立度。
【IPC分類】A01C11-02
【公開號(hào)】CN104686036
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510108584
【發(fā)明人】代麗, 趙雄, 陳建能
【申請(qǐng)人】浙江理工大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月12日
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