1.高度调整与自适应摆动传动装置,包括主梁和高度调节机构,其特征在于:还包括自适应摆动传动机构,且高度调节机构由主动调节机构和从动调节机构组成;所述主动调节机构包括调节手柄、刻度板、主调节机架、提升转板一、提升连接板一、固定件一、主动转杆、提升连杆、从动转杆和转动轴;所述主调节机架固定于主梁的一端,刻度板固定于主调节机架上;所述调节手柄一端穿过刻度板上开设的纵向槽,另一端与主动转杆一端通过铰接轴铰接,且铰接轴上套置有扭簧,扭簧的两端与调节手柄和主动转杆固定;所述主动转杆中部与主调节机架构成转动副,另一端与提升连杆一端铰接;提升连杆的另一端与从动转杆的一端铰接,从动转杆的另一端与转动轴固定;所述转动轴一端与主调节机架构成转动副,并与提升转板一的一端固定;提升连接板一一端与主调节机架构成竖直方向的滑动副,中部开设有腰形槽一,提升转板一另一端固定的轴销一伸入腰形槽一内,与腰形槽一构成槽销副;所述固定件一固定于提升连接板一的另一端;其中,铰接轴的中心轴线垂直于主动转杆中部的转动中心轴线;刻度板上位于纵向槽的位置处开设有垂直于纵向槽的多个横向槽,初始状态下,调节手柄嵌入其中一个横向槽内;
所述从动调节机构包括从调节机架、提升转板二、提升连接板二和固定件二;所述从调节机架固定于主梁的另一端;转动轴的另一端与从调节机架构成转动副,并与提升转板二的一端固定;所述提升连接板二一端与从调节机架构成竖直方向的滑动副,中部开设有腰形槽二,且提升转板二另一端固定的轴销二伸入腰形槽二内,与腰形槽二构成槽销副;固定件二固定于提升连接板二的另一端;
所述自适应摆动传动机构设于主梁的中部,包括输入传动箱、转动固定支架、输出传动箱、输入锥齿轮、转向锥齿轮一、中间轴、转向锥齿轮二和输出锥齿轮;所述输出传动箱两侧通过左侧支架和右侧支架与主梁固定;输出锥齿轮设于输出传动箱内,并与输出传动箱构成转动副,且输出锥齿轮中部开设有圆孔,输出锥齿轮的圆孔开设有键槽;所述转动固定支架设于输出传动箱的前方,并与输出传动箱构成转动副;输入传动箱位于输出传动箱的后方,且输入传动箱和输出传动箱与水平设置的中间轴两端分别构成转动副;所述输入锥齿轮设于输入传动箱内,并与输入传动箱构成转动副;中间轴上位于输入传动箱内的一端固定有转向锥齿轮一,位于输出传动箱内的一端固定有转向锥齿轮二,且转向锥齿轮一与输入锥齿轮啮合,转向锥齿轮二与输入锥齿轮啮合;其中,转动固定支架的转动中心轴线与中间轴的中心轴线共线,输入传动箱上端开设有与输入锥齿轮同轴设置的孔洞一,输出传动箱下端开设有与圆孔同轴设置的孔洞二;主动转杆分别相对主调节机架和提升连杆的两个转动中心之间的连线与从动转杆相对提升连杆的铰接中心和转动轴转动中心之间的连线平行且长度相等。
2.根据权利要求1所述的高度调整与自适应摆动传动装置,其特征在于:所述主动转杆通过调节转轴与主调节机架构成转动副。
3.根据权利要求1所述的高度调整与自适应摆动传动装置,其特征在于:所述转动轴通过轴承座一支承在主调节机架上。
4.根据权利要求1所述的高度调整与自适应摆动传动装置,其特征在于:所述从动转杆上远离转动轴的一端通过缓冲弹簧与主调节机架连接。
5.根据权利要求1所述的高度调整与自适应摆动传动装置,其特征在于:所述转动轴通过轴承座二支承在提升机架固定上。
6.根据权利要求1所述的高度调整与自适应摆动传动装置,其特征在于:所述输入传动箱包括输入传动箱体、连接端盖和输入传动箱体盖,输入传动箱体上端和靠近输出传动箱的一侧均开口,且连接端盖固定于输入传动箱体上端的开口处,连接端盖上开设的孔洞一内设有轴承一,输入传动箱体盖固定于输入传动箱体靠近输出传动箱一侧的开口处,中间轴通过轴承二支承在输入传动箱体盖上。
7.根据权利要求1所述的高度调整与自适应摆动传动装置,其特征在于:所述输出传动箱包括输出传动箱体和输出传动箱体盖,输出传动箱体下端开口,输出传动箱体盖固定于输出传动箱体下端的开口处,且输出传动箱体盖上开设有孔洞二;输出传动箱体上固定有输出锥齿轮连接件,输出锥齿轮与输出锥齿轮连接件构成转动副;中间轴远离输入传动箱的一端通过轴承三支承在输出传动箱体上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的高度调整与自适应摆动传动装置调整除草部件的方法,其特征在于:具体如下:
将主梁水平固定于水田中耕除草机中除草装置的除草机架上,将除草装置中两根连接杆拆卸下来,与固定件一和固定件二分别固定,将水田中耕除草机中动力输出装置的动力输出轴穿过孔洞一与输入锥齿轮固定,将除草装置中动力输入装置的动力输入轴穿过孔洞二,并通过动力输入轴上的键与输出锥齿轮上的键槽连接,将输入传动箱以及转动固定支架上远离输出传动箱的一端均与水田中耕除草机的主体机架固定;
其中,水田中耕除草机的结构为:水田中耕除草机包括主体车架、移动机构、动力输出装置和除草装置,移动机构驱动主体车架移动,动力输出装置设于主体车架上,且动力输出装置的动力输出轴由自带的动力源驱动,除草装置包括除草机架、动力输入装置、传动轴和除草部件,除草机架中部与主体车架转动连接,两端与主体车架通过拉伸弹簧连接,除草机架上固定有对称设置的两根连接杆,两根连接杆上均设有沿轴向间距布置的多个除草部件,动力输入装置设于两根连接杆之间,且动力输入装置的壳体与两根连接杆固定,传动轴设有与连接杆平行设置的两根,每根传动轴与一根连接杆上各除草部件的壳体均构成转动副,并与动力输入装置的一个动力输出端连接,各除草部件的动力输入端与相应的传动轴均通过锥齿轮副连接;
水田中耕除草机在水田里前进除草前,调节除草装置中各除草部件的高度,过程如下:
握住调节手柄,并转动调节手柄至脱离横向槽;接着向上或向下转动调节手柄,调节手柄通过主动转杆和提升连杆带动从动转杆向下或向上转动,进而带动转动轴转动,从而通过提升转板一带动提升连接板一向上或向下移动,使得提升连接板一通过固定件一带动相应的连接杆上升或下降;转动轴转动的同时带动提升转板二向上或向下转动,进而带动提升连接板二向上或向下移动,从而使得提升连接板二通过固定件二带动另一根连接杆同步上升或下降,进而带动各连接杆上的除草部件同步上升或下降,对各除草部件的高度进行调节;
完成调节后,转动调节手柄至嵌入相应的另一个横向槽内,并松开调节手柄,调节手柄在扭簧的回复力作用下回复至原状;其中,当调节手柄位于最低位置的横向槽内时,各除草部件处于最高位置,当调节手柄位于最高位置的横向槽内时,各除草部件处于最低位置;各除草部件上升或下降时,动力输入装置同步上升或下降;
水田中耕除草机在水田里前进除草过程中,当除草装置两端的除草部件遇到的泥层具有高度差时,除草装置两端失衡,发生倾斜,进而带动主梁发生倾斜,从而带动输出传动箱和输出锥齿轮绕中间轴转动,此时除草装置上位于低端位置的拉伸弹簧拉伸,位于高端位置的拉伸弹簧压缩;动力输出装置自带的动力源驱动动力输出轴带动输入锥齿轮转动,进而通过转向锥齿轮一带动中间轴和转向锥齿轮二转动,转向锥齿轮二与输出锥齿轮啮合,而除草装置发生倾斜使输出锥齿轮绕中间轴转动时,与转向锥齿轮二驱动输出锥齿轮的转动形成差速传动,从而使得自适应摆动传动机构的动力仍进行持续传输,除草装置在倾斜时仍处于工作状态,直至除草装置两端的除草部件遇到的泥层高度相等,除草装置在两个拉伸弹簧的回复力作用下带动主梁回复至水平状态,输出传动箱和输出锥齿轮回复至未绕中间轴转动前的状态。
9.根据权利要求8所述的高度调整与自适应摆动传动装置调整除草部件的方法,其特征在于:所述除草部件的高度改变值为Δy2时,调节手柄上远离主动转杆的一端高度改变值Δy1的计算过程如下:设线段AB为调节手柄上远离主动转杆的一端与主动转杆相对主调节机架的转动中心之间的连线,线段BC为主动转杆相对主调节机架的转动中心与主动转杆和提升连杆的铰接中心之间的连线,线段CD为提升连杆两端铰接中心的连线,线段ED为从动转杆和提升连杆的铰接中心与转动轴转动中心之间的连线,线段EF为转动轴的转动中心与轴销一中心之间的连线,线段GH代表提升连接板一和固定件一构成的组件,以平行于线段EF的方向为x轴方向建立平面直角坐标系,线段AB与x轴的夹角为θ1,线段BC与x轴夹角为θ2,线段ED与线段EF的夹角为θ3,且线段BC与线段ED平行且长度相等,线段AB与线段BC的夹角以及θ3均不变,当除草装置的高度改变值为Δy2时,提升连接板一和固定件一的高度改变值均为Δy2,设此时线段EF转动的角度为θ4,则式中,L为线段EF的长度;
线段EF向上转动θ4时,带动线段ED向上转动相同角度,进而通过线段CD带动线段BC向上转动相同角度,从而带动线段AB向下转动相同角度,线段EF向下转动θ4时,带动线段ED向下转动相同角度,进而通过线段CD带动线段BC向下转动相同角度,从而带动线段AB向上转动相同角度,则线段AB转动的角度Δθ为:Δθ=‑θ4
进而求得A点的高度改变值,即调节手柄上远离主动转杆的一端的高度改变值Δy1为;
Δy1=lAB[sinθ1‑sin(θ1‑Δθ)]
式中,lAB为线段AB的长度;
则得:
其中,设除草部件上升,即线段ED向上转动时,Δy2的值为正值,求得Δy1的值为负值,则表示除草部件上升|Δy2|,线段AB向下转动,调节手柄上远离主动转杆的一端下降|Δy1|,设除草部件下降,即线段ED向下转动时,Δy2的值为负值,求得Δy1的值为正值,则表示除草部件下降|Δy2|,线段AB向上转动,调节手柄上远离主动转杆的一端上升|Δy1|。