烟草移栽机链传动栽植器的研究与设计

摘要：通过对栽植器工作原理、移栽要求的深入分析，根据链传动、凸轮机构、连杆机构、棘轮机构的特点设计出模块化的新型烟草栽植器，通过设定驱动链轮和地轮的传动比以及鸭嘴动作控制点等参数，得到符合零速原理的理想栽植曲线。

关键词：烟草；链传动；凸轮1整体方案

1.1方案制定

链传动栽植器由动力驱动主动链轮，链条带动鸭嘴装置沿设定的轨道做周向运动，当接苗筒到达接苗位置时，烟苗依靠重力落入筒中并朝栽植位置移动；当栽植器移动到栽植点时，通过凸轮机构驱动快进连杆推动鸭嘴往下运动扎入土中形成坑穴，随后开嘴推杆和拉杆共同作用打开鸭嘴，烟苗依靠重力落入坑穴中；快进连杆再次驱动鸭嘴提升，并保持鸭嘴张开状态到达设定的闭合点，完成烟苗的移栽作业。

1.2 整体结构

链传动栽植器由链轮支撑板、链轮、链条、接苗筒、接苗筒座、鸭嘴及鸭嘴控制机构、凸轮机构、棘轮机构等组成，全部组件安装在箱形外罩内，构成独立的栽植器模块。见图1所示：

①接苗筒，②开嘴推杆，③箱盖， ④闭嘴推杆，⑤拉杆，⑥鸭嘴，⑦接苗筒座，⑧快进连杆，⑨导板， ⑩链条， ⑾链轮支撑板，⑿链轮。

1.3 链传动结构形式

根据平行四连杆机构原理，将2套相同规格的链传动装置上下错位H距离布置，保证鸭嘴在整个运行过程中始终处于垂直状态，该设计将零速状态从一个时间点扩展到一个时间段，解决了投苗时间点选择等难题。移栽机作业时，移栽机前进速度V和处于栽苗状态时的栽植器移动速度SV大小相等、方向相反，链轮与地轮的传动比同它们的半径成反比。见图2所示。

2重要结构参数的设计

2.1鸭嘴装置

鸭嘴装置需要完成动作包括：鸭嘴上下运动和在相应的时刻开启及关闭鸭嘴。为实现这些功能，将栽植器分为执行机构和控制机构两部分。接苗筒与鸭嘴装配在接苗筒座上组成执行机构，接苗筒由快进连杆驱动可以在接苗筒座中上下移动。控制部件由连杆机构、凸轮机构、棘轮机构组成，控制执行机构在设定的时刻动作以完成挖穴栽苗作业。鸭嘴装置的结构见图3。

①接苗筒, ②拉杆,③开嘴推杆,④闭嘴推杆,⑤接苗筒座,⑥鸭嘴,⑦快进连杆。

2.2 烟苗投放时机的选择

当鸭嘴移动到图2所示的底部链条位置时，鸭嘴沿水平方向移动且鸭嘴相对地面保持静止状态，烟苗投放时机应设定在下方的2个链轮中心之间，当2个链轮中心距设计为408mm时，动作节点的布置见图4所示。

图4鸭嘴装置动作节点布置示意图

其中：A点：鸭嘴开始下降；A点-B点:鸭嘴下降阶段；B点：鸭嘴开始打开；B点-C点：鸭嘴打开完成；C点：鸭嘴开始提升；C点-D点：鸭嘴提升阶段；D点：鸭嘴提升完成。

3仿真验证

将栽植器各零部件建模完成后进行PRO-E模拟组装并进行运动仿真。运动仿真结果表明，在烟苗栽植阶段且烟苗夹持点沿垂直方向运动时，该点水平方向的合成速度为零，符合移栽农艺的零速要求。鸭嘴上烟苗夹持点的运动轨迹和运动速度（相对地面）见图5所示。

图5烟苗夹持点运动轨迹、水平方向速度及垂直方向速度分析图

4结论

烟草生产全程机械化中的烟苗移栽是一个关键环节，也是一个薄弱环节，大多数栽植器难以生成理想栽植曲线，影响烟苗直立度且结构复杂、不便维修，从而影响用户的使用积极性。链传动栽植器是一个单独的功能模块，能产生良好的栽植效果，将为开发新的烟草移栽机提供帮助，对提高烟草移栽机械化水平发挥积极的作用。