[发明专利]一种高直立度的二级正弦非圆齿轮行星系鸭嘴式植苗机构

权利要求书

1.一种高直立度的二级正弦非圆齿轮行星系鸭嘴式植苗机构，包括中心轴、正弦非圆齿轮行星系传动装置和鸭嘴式栽植嘴，其特征在于：

所述的中心轴通过两个轴承分别支承在两个法兰上；两个法兰对称设置在底座的两侧，且均与底座固定；链轮设置在底座内，且与中心轴通过键连接；所述中心轴的两端对称设有两个正弦非圆齿轮行星系传动装置，每个正弦非圆齿轮行星系传动装置的两端分别设有一个鸭嘴式栽植嘴；

所述的正弦非圆齿轮行星系传动装置包括行星架、变性正弦非圆太阳齿轮、第一中间轴、第二中间轴、第一变性正弦中间非圆齿轮、第二变性正弦中间非圆齿轮、第三变性正弦中间非圆齿轮、第四变性正弦中间非圆齿轮、第一行星轴、第二行星轴、第一行星变性正弦非圆齿轮和第二行星变性正弦非圆齿轮；所述行星架的中心处与花键套固定,花键套与中心轴通过花键连接；所述的变性正弦非圆太阳齿轮空套在中心轴上，并与法兰固定；所述的第一中间轴和第二中间轴对称设置在中心轴两侧，且均与行星架通过轴承连接；所述的第一变性正弦中间非圆齿轮与第二变性正弦中间非圆齿轮均固定在第一中间轴上，第三变性正弦中间非圆齿轮与第四变性正弦中间非圆齿轮均固定在第二中间轴上；所述的第一行星轴和第二行星轴对称设置在行星架两端；第一行星轴和第二行星轴的一端均与行星架通过轴承连接，另一端均伸出行星架外；所述的第一行星变性正弦非圆齿轮固定在第一行星轴上，第二行星变性正弦非圆齿轮固定在第二行星轴上；所述的变性正弦非圆太阳齿轮同时与第一变性正弦中间非圆齿轮及第三变性正弦中间非圆齿轮啮合；所述的第二变性正弦中间非圆齿轮与第一行星变性正弦非圆齿轮啮合，第四变性正弦中间非圆齿轮与第二行星变性正弦非圆齿轮啮合；

所述的鸭嘴式栽植嘴包括栽植嘴连接板、旋转压板、主仓斗、辅仓斗、滚子安装架、接苗斗、压板作用轴、弹簧、端面凸轮和滚子；每个正弦非圆齿轮行星系传动装置的行星架两端分别与一个鸭嘴式栽植嘴的端面凸轮固定，第一行星轴和第二行星轴伸出行星架外的一端，分别与一块栽植嘴连接板通过弹性销固定，中部分别与对应的端面凸轮通过轴承连接；所述的每个鸭嘴式栽植嘴中，栽植嘴连接板与接苗斗固定；所述的主仓斗和辅仓斗对称设置在接苗斗底部，且均与接苗斗通过销轴铰接；所述的压板作用轴通过螺栓固定在辅仓斗顶部；所述的旋转压板固定在主仓斗顶部，旋转压板位于主仓斗与辅仓斗的接触面处开设有弧形槽口，压板作用轴嵌入弧形槽口内；所述主仓斗与辅仓斗的中部通过弹簧连接；所述滚子安装架的底部固定在主仓斗上，顶部与滚子铰接，所述的滚子与端面凸轮通过凸轮副连接；

所述的行星架随中心轴转动，且随移栽机前进，主仓斗底部边沿的中点形成植苗轨迹；所述的植苗轨迹包括接苗段、运苗段、植苗段和回复段；所述的植苗段包括入穴段和出穴段；所述接苗段的底端与运苗段的顶端连接，运苗段的底端与入穴段的顶端连接，入穴段的底端与出穴段的底端连接，出穴段的顶端与回复段的底端连接；所述的出穴段沿水平方向的投影为0～4mm，沿竖直方向的投影为40～60mm。

2.根据权利要求1所述的一种高直立度的二级正弦非圆齿轮行星系鸭嘴式植苗机构，其特征在于：所述的第一变性正弦中间非圆齿轮与第三变性正弦中间非圆齿轮的结构相同，第二变性正弦中间非圆齿轮与第四变性正弦中间非圆齿轮的结构相同，第一行星变性正弦非圆齿轮与第二行星变性正弦非圆齿轮的结构相同。

3.根据权利要求1所述的一种高直立度的二级正弦非圆齿轮行星系鸭嘴式植苗机构，其特征在于：所述的植苗轨迹建模如下：

以变性正弦非圆太阳齿轮的端面为平面建立坐标系XOY，计算主仓斗底部边沿的中点的运动方程，其中水平方向为X轴，竖直方向为Y轴；

变性正弦非圆太阳齿轮的坐标方程

y9=A91sin(b91x92)(0≤b91x92<π)A92sin(b92x92+c92)(π≤b92x92+c92<2π)]]>

其中，参数b91=2πl9m91,b92=2πl9(1-m91),c92=1-2m911-m91,A91=tanγb91,A92=tanγb92,]]>参数γ的取值范围为0～45°；l₉为正弦曲线y₉的周期，取值为m₉₁为变性正弦非圆太阳齿轮的变性系数，取值范围为0～1；

变性正弦非圆太阳齿轮9相对行星架的转角为

其中，参数θ₉＝45°；

变性正弦非圆太阳齿轮相对转角的向径方程为

r9=a(tanθ9+A91b91cos(b91x92))1+tanθ9+A91b91(1-tanθ9)cos(b91x92)(0≤b91x92<π)a(tanθ9+A92b92cos(b92x92+c92))1+tanθ9+A92b92(1-tanθ9)cos(b92x92+c92)(π≤b92x92+c92<2π)]]>

其中，a为变性正弦非圆太阳齿轮与第三变性正弦中间非圆齿轮的中心距，取值范围为60～70mm；

第三变性正弦中间非圆齿轮相对行星架的转角

第四变性正弦中间非圆齿轮相对行星架的转角

第四变性正弦中间非圆齿轮相对转角的向径方程为

r7=a71(tanθ7+A71b71cos(b71x72))1+tanθ7+A71b71(1-tanθ7)cos(b71x72)(0≤b71x72<π)a71(tanθ7+A72b72cos(b72x72+c72))1+tanθ7+A72b72(1-tanθ7)cos(b72x72+c72)(π≤b72x72+c72<2π)]]>

其中，参数θ₇＝45°，b71=2πl7m71,b72=2πl7(1-m71),c72=1-2m711-m71,A71=tanγb71,]]>m₇₁为第四变性正弦中间非圆齿轮的变性系数，取值范围为0～1；l₇为第二行星变性正弦非圆齿轮与第四变性正弦中间非圆齿轮的转角关系正弦曲线周期，取值为a₇₁为第四变性正弦中间非圆齿轮与第二行星变性正弦非圆齿轮的中心距，取值范围为60～70mm；

第二行星变性正弦非圆齿轮相对行星架的转角

第二行星变性正弦非圆齿轮的转动中心点的运动方程为

其中，为行星架的中间齿轮安装臂与X轴的初始夹角，取值范围为0～180°；β为行星架的行星齿轮安装臂与中间齿轮安装臂的夹角，取值范围为0～30°；

主仓斗底部边沿的中点J的运动方程为：

其中，h为第二行星变性正弦非圆齿轮的转动中心点到主仓斗底部边沿的距离，取值范围为150～170mm；

该高直立度的二级正弦非圆齿轮行星系鸭嘴式植苗机构安装在移栽机上时，随移栽机的前进，主仓斗底部边沿的中点的运动方程为

其中，H为预先设定的移栽株距，取值范围为350～450mm。