[发明专利]一种用于田间铺盘作业的放盘装置

权利要求书

1.一种用于田间铺盘作业的放盘装置，包括整机机架、卡盘组件、托盘组件和驱动组件，其特征在于：所述的整机机架包括框架一、框架二和中间框架；框架一和框架二的内侧与中间框架的两端分别固定；所述的驱动组件包括减速电机、链轮组件和凸轮驱动轴；所述的链轮组件包括主动链轮、从动链轮和链条；主动链轮固定在减速电机的输出轴上，且与两个从动链轮通过链条连接；两个从动链轮固定在两根凸轮驱动轴上；其中一根凸轮驱动轴通过石墨轴承支承在框架一上，另一根凸轮驱动轴通过石墨轴承支承在框架二上；减速电机的底座固定在中间框架上；框架一内的卡盘组件和框架二内的卡盘组件对称布置在中间框架的两端，框架一内的托盘组件和框架二内的托盘组件对称布置在中间框架的两端；

所述的卡盘组件包括上限位板、卡盘从动件、卡盘凸轮和下限位板；所述的卡盘从动件设有一体成型的卡板；卡盘从动件设有n个，n≥4；每个卡盘从动件与套置于该卡盘从动件内的一个卡盘凸轮构成凸轮副；每两个卡盘从动件为一组，每组的两个卡盘从动件顶面与一块上限位板构成滑动摩擦副，底面与一块下限位板构成滑动摩擦副；框架一内卡盘组件的上限位板和下限位板均与框架一固定，框架二内卡盘组件的上限位板和下限位板均与框架二固定；框架一内卡盘组件的卡盘凸轮均与框架一上的凸轮驱动轴固定，框架二内卡盘组件的卡盘凸轮均与框架二上的凸轮驱动轴固定；

所述的托盘组件包括摆动杆组、摆动凸轮、托板固定轴和托板；所述的托板与托板固定轴固定；所述的摆动杆组由沿托板固定轴轴向贴紧且成一夹角的两根摆动杆组成；摆动杆组的两根摆动杆均固定在托板固定轴上；所述的摆动凸轮由主凸轮和回凸轮组成；主、回凸轮与摆动杆组的两根摆动杆分别构成凸轮副；一个托盘组件共设有m个摆动凸轮及与m个摆动凸轮位置对应的m个摆动杆组，m≥3；所述框架一内托盘组件的托板固定轴通过石墨轴承支承在框架一上，框架二内托盘组件的托板固定轴通过石墨轴承支承在框架二上；框架一内托盘组件的摆动凸轮均与框架一上的凸轮驱动轴固定，框架二内托盘组件的摆动凸轮均与框架二上的凸轮驱动轴固定；

所述框架一和框架二的内侧均开设有托板伸出孔，框架一和框架二的内侧还均开设有n个卡盘从动件伸出孔，框架一的n个卡盘从动件伸出孔与n个卡盘从动件位置一一对应，框架二的n个卡盘从动件伸出孔与n个卡盘从动件位置一一对应；托板伸出孔用于托板的伸出；

框架二上托板和卡盘从动件相对框架二上凸轮驱动轴的运动关系与框架一上托板和卡盘从动件相对框架一上凸轮驱动轴的运动关系完全一致；框架一上托板和卡盘从动件相对框架一上凸轮驱动轴的运动关系设计如下：

首先，将卡盘凸轮的运动规律设计成正弦加速度运动规律，则凸轮驱动轴相对初始位置的转角δ与卡盘从动件相对框架一内侧壁的伸出量s的关系如下：

其中，凸轮驱动轴初始位置时，卡盘从动件处于完全回缩状态，而托板处于水平状态；h为卡盘从动件相对框架一内侧壁的伸出量最大值，δ₀为卡盘凸轮的推程运动角；

而伸出量s的最大值s_max满足不等式：

s_max＝h≥6mm

然后，将摆动凸轮的运动规律设计成三次多项式运动规律，则凸轮驱动轴相对初始位置的转角δ与托板当前位置相对最低位置的摆角θ的关系如下：

其中，θ_max为摆角θ的最大值；C₀,C₁,C₂,C₃为摆动凸轮推程段的三次多项式系数，C′₀,C′₁,C′₂,C′₃为摆动凸轮回程段的三次多项式系数；

而托板完全支承时为水平状态，完全下放时摆过的角度设为θ_max；以托板在最低位置为零点，则水平时达到最大角度θ_max；设托板固定轴的中心轴线与托板的距离为a，托板远离框架一那端的端面与托板固定轴中心轴线的距离为b，框架一内侧壁与托板固定轴中心轴线的距离为c，则由直角三角形几何关系得到托板伸出框架一内侧壁部分的水平投影长度t与托板当前位置相对最低位置的摆角θ的关系为：

其中，t的最大值t_max满足：

t_max＝b-c≥6mm

另外，设定限制条件：

a≤6mm

b＜40mm

c＜35mm

接着，由于卡盘从动件回缩至伸出量s为1mm时刻，松开秧盘，因此，设定边界条件s＝1时，t＞1mm，实现托板顺利承托秧盘；而由于托板伸出框架一内侧壁部分的水平投影长度t为1mm时，松开秧盘，因此，设定边界条件t＝1时，s＞1mm，实现卡盘从动件顺利承托秧盘；

最后，将δ与s的关系以及δ与θ的关系所需满足的各项约束关系列出如下：