1.一种曲线槽轮式水稻秧盘纵向精准输送装置,包括打杆、滚子、凸轮和单向轴承,其特征在于:还包括转轴、摇杆、拉簧、连杆、摆杆、主动齿轮、齿轮架、曲线槽轮机构和制动机构;所述滚子铰接于打杆上,水平设置的转轴上固定有间距布置的两个凸轮;摇杆的一端与转轴固定,连杆的两端与摇杆的另一端和摆杆的一端铰接,拉簧的一端与摇杆的中部固定;
摆杆的另一端通过单向轴承支承在主动齿轮上一体成型且同轴布置的空心轴上;主动齿轮上开设有环形槽,环形槽的底面开设有沿周向均布的多个凹槽;所述曲线槽轮机构包括曲线槽轮、从动齿轮和圆销,沿主动齿轮周向均布的多个从动齿轮均与齿轮架铰接,并均与主动齿轮啮合,且每个从动齿轮上固定有关于从动齿轮中心对称布置的两个圆销;曲线槽轮与主动齿轮同轴布置,曲线槽轮开设有沿周向均布的多个轮槽;所述制动机构包括制动空心盘、滚珠、弹簧和制动器固定外壳,制动空心盘固定于制动器固定外壳上,滚珠和弹簧均置于制动空心盘上一体成型的圆柱筒内,且滚珠有部分露出圆柱筒外;滚珠由弹簧压紧;滚珠露出圆柱筒外的部分与主动齿轮的环形槽构成滚动摩擦副;初始状态下,滚珠露出圆柱筒外的部分嵌入其中一个凹槽内,每个从动齿轮上的一个圆销嵌入曲线槽轮的一个轮槽内。
2.根据权利要求1所述的一种曲线槽轮式水稻秧盘纵向精准输送装置,其特征在于:所述摆杆与单向轴承的外圈固定,单向轴承的内圈与空心轴固定。
3.根据权利要求1所述的一种曲线槽轮式水稻秧盘纵向精准输送装置,其特征在于:所述圆柱筒远离滚珠的一端开设有内螺纹,并与螺栓通过螺纹连接,弹簧两端分别与滚珠和螺栓接触。
4.根据权利要求1所述的一种曲线槽轮式水稻秧盘纵向精准输送装置,其特征在于:所述曲线槽轮的理论轮廓线由圆弧部分和直线部分组成,曲线槽轮的理论轮廓线设计过程为:设其中一个从动齿轮的转动中心为A点,曲线槽轮的转动中心为B点,从动齿轮上两个圆销中心的初始位置分别为C1点和D1点,从动齿轮带动圆销转动时圆销中心的轨迹圆与线段AB交于P1点,设从动齿轮带动两个圆销从初始位置转动θ角时,两个圆销从C1点和D1点分别转至C2点和D2点,曲线槽轮停歇,从动齿轮带动圆销继续转动Φ角时,两个圆销从C2点和D2点分别转至D1点和C1点,曲线槽轮转动;在曲线槽轮运动过程中,圆销中心始终沿理论轮廓线运动,则曲线槽轮停歇时,以A点为转动中心的圆弧D1D2为曲线槽轮理论轮廓线的曲线部分;在D2点,曲线槽轮理论轮廓线的圆弧部分和直线部分相交,在D2点作圆弧D1D2的切线,且令圆销中心相对曲线槽轮沿切线从D2点运动到切线末端点P2点时,曲线槽轮上P2点位置到达P1点位置,则以B点为圆心,BP1为半径作圆,该圆与切线的交点即为P2点,直线D2P2为曲线槽轮理论轮廓线的直线部分,进而得到曲线槽轮的理论轮廓线。
5.根据权利要求4所述的一种曲线槽轮式水稻秧盘纵向精准输送装置,其特征在于:设圆销从进入轮槽到退出轮槽的过程中从动齿轮的转角为2α0,相对应的曲线槽轮的转角为由于圆销中心在轮槽退出点时理论轮廓线的圆弧部分与圆销中心的轨迹圆相切,∠AC1B=90°,则2α0、 和曲线槽轮的轮槽数Z存在以下关系:设圆销中心从理论轮廓线直线部分的起点运动至终点时从动齿轮转过γ角,此时圆销的圆柱面运动至轮槽槽底,即圆销中心从D2点运动至P1点,同时曲线槽轮转过∠P1BP2,若从动齿轮再次转动γ角,圆销中心从理论轮廓线直线部分的终点运动至起点,即圆销中心由直线部分退出,开始进入曲线部分,且令:设从动齿轮转动一周的时间为T,曲线槽轮的转位分度运动时间为tf,停歇时间为td,则曲线槽轮机构的运动系数τ和静止系数g分别为曲线槽轮机构的动停比k为曲线槽轮的转位时间tf与停歇时间td之比,则
6.根据权利要求5所述的一种曲线槽轮式水稻秧盘纵向精准输送装置,其特征在于:所述曲线槽轮的轮槽数与秧盘回转半径之间的关系式为式中,l为秧盘每次纵向移动的距离,r为秧盘的回转半径。
7.根据权利要求4所述的一种曲线槽轮式水稻秧盘纵向精准输送装置,其特征在于:所述曲线槽轮单个运动周期中从动齿轮转角α和曲线槽轮转角 之间关系的分析过程为:当圆销离开曲线槽轮时,α=α0,曲线槽轮转动过程中α∈[‑γ,π/2‑π/Z],以圆销进入和离开直线部分为分段依据,将曲线槽轮发生运动的阶段分为3段:(1)圆销中心由D2点转至P1点,此时α∈[‑γ,0];
(2)圆销中心由P1点转至离开曲线槽轮的直线部分,此时α∈(0,γ);
(3)圆销中心由进入曲线部分至离开曲线槽轮,此时α∈[γ,π/2‑π/Z];
设理论轮廓线初始位置表示为D1D2P2,圆销中心在D2点时曲线槽轮处于3段运动的起始位置,设从动齿轮转动中心为O1点,曲线槽轮转动中心为O2点,以O2点为坐标原点、直线O2O1为X轴、垂直于直线O2O1且平行于从动齿轮端面的直线为Y轴建立坐标系,设曲线槽轮中心到从动齿轮中心的距离为L,从动齿轮中心到圆销中心的距离为R,圆销中心在曲线槽轮中的位置点为P,线段O2P的长度为ρ,直线O2P与X轴的夹角为β1,以O2为圆心、ρ为半径作圆,交理论轮廓线初始位置于点P0(x0,y0),直线O2P0与X轴的夹角为β2,则另外,由R与L和 的关系式,有:
且P0点位于理论轮廓线的直线部分时,P0点坐标满足
P0点位于理论轮廓线的圆弧部分时,P0点坐标满足
对3段运动过程进行分析,第1段运动过程中曲线槽轮的转角为 第2段和第3
段运动过程中曲线槽轮的转角均为
8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种曲线槽轮式水稻秧盘纵向精准输送装置的输送方法,其特征在于:具体如下:
将打杆远离滚子的一端与水稻钵苗移栽机中双螺旋轴固定,使转轴平行于双螺旋轴,并与水稻钵苗移栽机中秧箱机架构成转动副,将拉簧远离摇杆的一端与秧箱机架固定;将曲线槽轮固定在水稻钵苗移栽机中拨盘轴上,使主动齿轮的空心轴套置在拨盘轴上,并与拨盘轴构成转动副,将制动器固定外壳和齿轮架均固定于秧箱机架上;其中,水稻钵苗移栽机中拨盘轴与秧箱机架构成转动副;
水稻钵苗移栽机进行插秧工作时,驱动件驱动双螺旋轴转动,双螺旋轴带动秧箱机架横向往复平移,并带动打杆和滚子转动;当秧盘上位于取苗位置处的一行秧苗被取完时,秧箱机架平移至相应的极限位置处,且相应的一个凸轮随着秧箱机架平移至与滚子对齐,滚子与凸轮接触,并通过凸轮推动转轴正转,转轴通过摇杆和连杆带动摆杆正转,拉簧拉伸,摆杆带动单向轴承的外圈正转时,单向轴承的内圈和外圈锁定,则摆杆通过单向轴承带动主动齿轮正转,滚珠脱离相应的凹槽,并沿着环形槽发生相对移动,弹簧进一步被压缩,且主动齿轮与各从动齿轮啮合,进而通过各从动齿轮带动各圆销反转,各圆销与曲线槽轮的轮槽啮合,进而带动曲线槽轮正转,从而带动拨盘轴转动,拨盘轴上的绕盘机构拨动秧盘纵向移动;随着双螺旋轴的继续转动,当滚子与凸轮脱离接触时,滚珠移动至下一个凹槽,弹簧推动滚珠嵌入下一个凹槽,主动齿轮停止转动,各从动齿轮均转动了半周,且每个从动齿轮上的另一个圆销嵌入相应的下一个轮槽内,曲线槽轮停止转动,秧盘的下一行秧苗纵向移动至取苗位置处,同时拉簧拉动摇杆反转至原位,摇杆通过转轴带动凸轮反转至原位,并通过连杆带动摆杆反转至原位,且摆杆带动单向轴承的外圈反转时,单向轴承的外圈与内圈不锁定,则摆杆反转时不带动主动齿轮转动,进而完成一次秧盘的纵向输送工作,然后双螺旋轴带动秧箱机架向相反方向平移。