作品展示

杭白菊在菊花品类中种植面积最大，药用价值最高。但采摘要求与难度也较高，目前主要依赖人工采摘，成本高、强度大、效率低，亟需轻简、高效、智能的杭白菊采摘装备。 本作品针对产业卡点，运用系统思维、工程办法，基于平缓入齿、急速摘取、翻转收集的原理研制了一种气动翻转往复梳齿式杭白菊采摘装置。采用偏置式曲柄滑块机构设计了缓进程、急回程的往复梳齿式机械采摘部件，实现菊花的有效采摘；采用气动式翻转控制技术，提出采摘装置的急速翻转抛送的方法，实现便捷、低损伤的收集；基于梳刷原理设计自动控制清齿装置，有效解决梳齿堵塞问题；设置丝杠平行升降控制机构，可以适应不同高度的杭白菊采收。建立智能控制协调系统，解决了杭白菊机械采收损伤大、漏摘多、收集不便、梳齿堵塞等问题。

（1）机构创新：提出了“动态缓梳+急转分离+气动抛送”变轨迹耦合协同采摘技术，创新研制了气动翻转往复梳齿式杭白菊采摘装置，利用偏置式曲柄滑块机构设计了往复梳齿式机械采摘部件，并采用气动式自动抛送结构，实现了杭白菊采摘部件的急速摘取和向后抛送的功能，解决了现有杭白菊采摘样机漏摘严重、不便收集等问题，实现对杭白菊的连续采摘。 （2）系统集成创新：设计搭建控制操纵集成平台，将梳齿频率、气动系统、清齿系统、升降系统和行走系统进行集成化控制合成，实现整机的多位统一调控。

（1）“动态缓梳+急转分离”变轨迹采摘技术：从降低杭白菊采摘损伤和保证留柄长度的角度，提出变轨迹采摘理念，基于偏置式曲柄滑块机构原理，设计了缓进程、急回程的往复梳齿式机械采摘部件，实现了杭白菊的有效采摘。 （2）气动抛送技术：从防止梳齿堵塞和降低杭白菊输送损伤的角度，提出了气动式翻转输送收集方法，创新应用自动控制和翻转抛送技术，设计了一种自动化气动抛送装置。通过与电磁阀相连的设置在连杆平面运动最高点对应侧板上的传感器感应梳齿位置，控制气缸轴向后摆动90°和复位，时间继电器调节控制梳齿向后摆动的滞后时间，通过节流阀等控制摆动气缸的进气量来调节翻转的速度。 （2）自动清齿技术：为了避免梳齿被杭白菊、叶片、枝条等堵塞，基于梳刷的原理，设计了一种自动清齿装置。通过控制平台，启动双杆气缸带动毛刷往复运动，将堵塞物清理下来，实现工作过程中的实时清理，气缸的往复频率和速度通过节流阀调节。

气动翻转梳齿式杭白菊智能采摘装置的研制成功实现了杭白菊的机械化采摘，有效降低了人工采收强度，极大提高了采收效率，增加了农民种植热情与收入，在一定程度上弥补了杭白菊机械化采收的行业短板，提升了杭白菊产业的综合机械化水平，所提出的 “动态缓梳+急转分离+气动抛送”变轨迹耦合协同技术，对推进国家中药材产业中花类药材生产全程机械化与现代化，促进菊花乃至花类药材产业健康、有序、高效发展，提高社会和经济效益具有重大意义。

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