一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备

1.本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种针对花蕾的金银花采摘、分离 设备。


背景技术：

2.金银花，中药材和植物的统称，正名忍冬。金银花全草都可以入药，自古就 被誉为清热解毒的良药，它性甘寒气芳香，甘寒清热而不伤胃，芳香透达又可祛 邪。其药用价值最高的部分是金银花蕾，既能宣散风热，还善清解血毒，，用于 痈肿疔疮、喉痹、热血毒痢、风热感冒、温病发热等症，效果显著。
[0003]“金银花”一名出自《本草纲目》，由于忍冬花刚开放时是白色，后变为黄色， 因此广泛叫为“金银花”。金银花，三月开花，五出，微香，蒂带红色，花初开则 色白，经一、二日则色黄，故名金银花。又因为一蒂二花，两条花蕊探在外，成 双成对，形影不离，状如雄雌相伴，又似鸳鸯对舞，故有鸳鸯藤之称。
[0004]
金银花商品以花蕾为主，开花时间集中，应及时分批采摘，一般在5月中、 下旬采第一次花，6月中、下旬采第二次花。蕾期1周左右，花蕾上部膨胀，由 绿变白，尚未开放，在晴天清晨露水刚干时以最快的速度采摘，质量最佳。金银 花采摘后不能过分堆积，应立即晾干或烘干，防止沤花发霉变质。
[0005]
目前金银花采摘工作主要还是由人工完成，虽然市面上已经出现了各式各样 的采摘机械，但机械自动化程度低，效率没有明显提高，劳动力依然没有解放。 采摘效果差，花蕾和叶子同时被采摘，对枝干伤害大，影响来年的产量。采摘后， 对花蕾和叶子进行人工分离，工作量大，耗时。无形中又增加了人工成本，降低 了金银花质量。
[0006]
综上所述，开发一种机械自动化程度高，功能多，解放劳动力的一种针对花 蕾的金银花采摘、分离设备对于降低金银花成本和提高金银花质量有着重要意义。


技术实现要素：

[0007]
本发明的目的在于提出一种一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备，集针对 性采摘、离心分离、储存等功能于一体，巧妙地完成尽量不摘叶子的需求，保护 枝干不受伤害，实现自主导航，解放劳动力，提高采摘效率和金银花质量。
[0008]
为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
[0009]
一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备，包括，螺旋提升扶正系统、仿生自 分离采摘系统、输送系统、离心分离储存系统、自适应导航行走系统、配件系统；
[0010]
所述一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备整体的外观结构类似于龙门式结 构，工作时横跨在金银花植株上，一行一行地进行采摘作业；
[0011]
进一步的，所述一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备在工作时，金银花植 株(被采摘的物料)按照顺序依次与螺旋提升扶正系统、仿生自分离采摘系统、 输送系统、离心分离储存系统、自适应导航行走系统发生相互作用，并在配件系 统的协同调配下进行采摘、
分离、收集工作；
[0012]
所述螺旋提升扶正系统将自然生长的金银花植株的枝干进行提升以扶正植 株；所述仿生自分离采摘系统工作时有针对性，具体表现为对金银花花蕾进行采 摘，同时保护叶子不被采摘；所述输送系统将采摘下的金银花物料输送至离心分 离储存系统；所述离心分离储存系统将金银花物料中的花蕾和极少数的叶子进行 分离，并对花蕾进行临时储存，存满后机器人自动报警，提醒用户将花蕾导出另 作它用；
[0013]
进一步的，所述螺旋提升扶正系统由一对对称布置的螺旋毛刷辊单元组成， 所述螺旋毛刷辊与螺旋毛刷轴同心焊接为一体，所述毛刷在所述螺旋毛刷辊上呈 螺旋状布置；所述一对对称布置的螺旋毛刷辊单元工作时相向转动，以便螺旋布 置的毛刷可以起到提升枝干、扶正植株的作用；
[0014]
所述仿生自分离采摘系统由风力装置、接料装置和数组提升采摘杆组成；
[0015]
进一步的，所述提升采摘杆包括采摘主杆和采摘副杆；所述采摘主杆可沿采 摘副杆在轴向移动，实现整体地伸长和缩短；
[0016]
进一步的，所述采摘主杆由采摘杆主架、主架安装锁、螺旋绞龙和仿生自分 离采摘辊组成；
[0017]
进一步的，所述每组采摘主杆中有四根仿生自分离采摘辊(两根仿生自分离 采摘主辊、两根仿生自分离采摘副辊)；
[0018]
进一步的，所述仿生自分离采摘辊沿轴向平行布置，相邻的两根(仿生自分 离采摘主辊、仿生自分离采摘副辊)旋向相反；
[0019]
进一步的，所述每组采摘主杆中有四根螺旋绞龙(两根第一螺旋绞龙、两根 第二螺旋绞龙)；
[0020]
进一步的，所述螺旋绞龙沿轴向平行布置，相邻的两根(第一螺旋绞龙、第 二螺旋绞龙)旋向相反；
[0021]
进一步的，所述主架安装锁附属于采摘杆主架，可自由拆卸；
[0022]
进一步的，所述采摘副杆由采摘杆副架、副架安装锁、采摘辊轴组成；
[0023]
进一步的，所述副架安装锁附属于采摘杆副架，可自由拆卸；
[0024]
进一步的，所述采摘辊轴贯穿采摘主杆和采摘副杆；
[0025]
进一步的，所述采摘主杆的部位在空间上的结构由内而外分别是采摘辊轴、 螺旋绞龙、仿生自分离采摘辊、采摘杆主架；
[0026]
进一步的，所述风力装置为安装在机架顶部的风机，为提升采摘杆工作时提 供辅助采摘作用；
[0027]
进一步的，所述接料装置负责接收采摘后掉落的物料，使其滑落至输送系统；
[0028]
所述输送系统由水平传送带和提升传送带组成，所述水平传送带和提升传送 带旋转方向一致；
[0029]
进一步的，所述水平传送带负责将采摘下的金银花物料向提升传送带运输；
[0030]
进一步的，所述提升传送带上安装有带料盒，负责接收由水平传送带输送过 来的金银花物料并将其运送到离心分离储存系统；
[0031]
所述离心分离储存系统由风力倒料装置、离心分离装置和储料装置组成；
[0032]
进一步的，所述风力倒料装置借助风机快速将输送系统运送来的金银花物料 倾
倒至离心分离装置；
[0033]
进一步的，所述离心分离装置由三个不同直径的锅体上下组合而成，通过旋 转，利用离心作用将金银花物料中的花蕾和极少数的叶子进行分离；
[0034]
进一步的，所述储料装置负责对花蕾进行临时储存，并实时监测存量，存满 后自动报警提醒用户将花蕾导出另作它用；
[0035]
所述自适应导航行走系统包括识别装置、行走装置、导航模块；
[0036]
进一步的，所述识别装置负责对前方道路情况进行识别，并将道路信息传输 给导航模块；
[0037]
进一步的，所述导航模块根据道路信息规划行走路径，并向行走装置发出相 应的动作信号；
[0038]
进一步的，所述行走装置利用轮毂电机实现行走，借助轮毂电机的速度差实 现转向。
[0039]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0040]
1.集针对性采摘、离心分离、储存等功能于一体，巧妙地完成尽量不摘叶子 的需求，保护枝干不受伤害，实现自主导航，解放劳动力，提高采摘效率和金银 花质量；
[0041]
2.螺旋提升扶正系统的设计真实考虑了金银花植株在农田中枝干杂乱、无 序蔓延的生长情况，利用螺旋旋转上升原理，借助螺旋毛刷辊的旋转作用，将植 株枝干在空间上进行梳理、提升、扶正，为后续的采摘工作提供极大的便利；
[0042]
3.仿生自分离采摘系统根据金银花花蕾被人采摘时的受力状态设计而成， 系统内仿生自分离采摘辊的截面经特殊设计，每根仿生自分离采摘辊的外形设计 由该截面沿中心轴拉伸后扭转形成。空间上，四根仿生自分离采摘辊沿轴向平行 布置，相邻的两根(仿生自分离采摘主辊和仿生自分离采摘副辊)旋向相反。工 作时，四根仿生自分离采摘辊按照设计要求旋转，对花蕾作用类似于人手采摘花 蕾时的力，花蕾被采摘；同时，由于仿生自分离采摘辊的特殊外形，柔软的叶子 可以形变，几乎不会受到力的作用，所以不会被采摘。于是仿生自分离采摘系统 就完成了对花蕾的采摘，同时保护叶子不被采摘；
[0043]
4.输送系统采用一段水平传送带和一段提升传送带实现输送功能，将采摘 部分与收集部分进行连接，起到了很好的桥梁作用；
[0044]
5.离心分离储存系统包括风力倒料装置、离心分离装置和储料装置。考虑 到实际作业时，无法保证采摘时没有叶子掉落，所以采摘后的金银花物料是包含 绝大部分花蕾和极少数叶子的混合物，所以风力倒料装置将金银花物料快速送入 离心装置后，离心装置的作用就是借助离心作用，利用叶子与花蕾的物理属性差 异，即叶子是柔性的，且表面积大、质量轻，以合适速度旋转时离心效果不明显， 被留在离心装置中，相反，花蕾表面积小，含水量大，固旋转时很容易被甩出离 心装置，顺势落入储料装置，巧妙实现分离和储存的目的；储料装置临时存储花 蕾，并监测存量，存满后报警提醒用户将花蕾导出另作它用；
[0045]
6.自适应导航行走系统代替人的作用，实现道路信息采集和路径规划；一 种特殊设计的行走装置，对农田内不平整的道路进行自动适应和调整，以保证机 器人整体的稳定，为作业提供最优的工作条件；该系统车轮内置轮毂电机，利用 速度差即可实现整机的转向功能，无需另设转向部件，简化了结构，降低了成本。
附图说明
[0046]
图1为本发明一些实施例的一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备轴测图；
[0047]
图2为本发明一些实施例的一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备正视图；
[0048]
图3为本发明一些实施例的一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备左视图；
[0049]
图4为本发明一些实施例的一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备右视图；
[0050]
图5为本发明一些实施例的一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备后视图；
[0051]
图6为本发明一些实施例的一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备俯视图；
[0052]
图7为本发明一些实施例的一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备包装后轴 测图；
[0053]
图8为本发明一些实施例的螺旋提升扶正系统轴测图；
[0054]
图9为本发明一些实施例的螺旋提升扶正系统爆炸图；
[0055]
图10为本发明一些实施例的螺旋提升扶正系统传动结构轴测图；
[0056]
图11为本发明一些实施例的仿生自分离采摘系统轴测图
[0057]
图12为本发明一些实施例的提升采摘杆轴测图；
[0058]
图13为本发明一些实施例的提升采摘杆的采摘主杆示意图；
[0059]
图14为本发明一些实施例的提升采摘杆的仿生自分离采摘辊横截面示意图；
[0060]
图15为本发明一些实施例的提升采摘杆的仿生自分离采摘辊外形及空间位 置示意图；
[0061]
图16为本发明一些实施例的提升采摘杆的采摘副杆示意图；
[0062]
图17为本发明一些实施例的提升采摘杆安装位置关系示意图(剖视图)；
[0063]
图18为本发明一些实施例的风力装置示意图；
[0064]
图19为本发明一些实施例的接料装置；
[0065]
图20为本发明一些实施例的仿生自分离采摘系统传动结构分布示意图；
[0066]
图21为本发明一些实施例的仿生自分离采摘系统的第一传动结构示意图；
[0067]
图22为本发明一些实施例的仿生自分离采摘系统的第二传动结构示意图；
[0068]
图23为本发明一些实施例的仿生自分离采摘系统的第三传动结构示意图；
[0069]
图24为本发明一些实施例的仿生自分离采摘系统的第四传动结构示意图；
[0070]
图25为本发明一些实施例的仿生自分离采摘系统的第五传动结构示意图；
[0071]
图26为本发明一些实施例的输送系统轴测图；
[0072]
图27为本发明一些实施例的水平传送带轴测图；
[0073]
图28为本发明一些实施例的水平传送带挡板示意图；
[0074]
图29为本发明一些实施例的提升传送带轴测图；
[0075]
图30为本发明一些实施例的输送系统传动结构示意图；
[0076]
图31为本发明一些实施例的离心分离储存系统轴测图；
[0077]
图32为本发明一些实施例的风力倒料装置轴测图；
[0078]
图33为本发明一些实施例的离心分离装置轴测图；
[0079]
图34为本发明一些实施例的烘干锅细节图；
[0080]
图35为本发明一些实施例的储料装置轴测图；
[0081]
图36为本发明一些实施例的识别装置轴测图；
[0082]
图37为本发明一些实施例的行走装置轴测图；
[0083]
图38为本发明一些实施例的蓄电池组轴测图；
[0084]
图39为本发明一些实施例的电控箱轴测图；
[0085]
图40为本发明一些实施例的太阳能板轴测图；
[0086]
图41为本发明一些实施例的人手拿笔受力分析示意图；
具体实施方式
[0087]
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前 提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0088]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限 制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出， 否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使 用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或 它们的组合。
[0089]
实施例一
[0090]
正如背景技术所介绍的，为了解决现有技术中存在的不足，本实施例提出了 一种一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备，参照图1-7，包括：螺旋提升扶正 系统ⅰ、仿生自分离采摘系统ⅱ、输送系统ⅲ、离心分离储存系统ⅳ、自适应导航 行走系统
ⅴ
、配件系统ⅵ。螺旋提升扶正系统ⅰ利用螺旋上升原理将自然情况下杂 乱、无序蔓延的金银花植株进行梳理、提升、扶正；仿生自分离采摘系统ⅱ利用 人手采摘金银花时的情况和叶子的柔性进行结构设计，在工作时只采摘花蕾而保 护叶子完好；输送系统ⅲ负责聚拢采摘后散落的花蕾并输送至离心分离储存系统
ꢀⅳ
；离心分离储存系统ⅳ利用离心作用，以合适的速度旋转，将花蕾筛出落入存 储装置，叶子保留，实现花蕾和叶子分离的效果；自适应导航行走系统
ⅴ
搭载自 主导航技术，利用识别装置收集前方的道路信息，利用导航模块规划行走路径， 利用行走装置完成行走和转向。其中，图7为整机包装后的示意图，在机架外部 用不锈钢铁皮进行包裹，对整机内部进行防护。
[0091]
本实施方式公开的发明内容考虑到了采摘时农田土地、金银花植株等自然条 件的真实情况，兼顾时间、经济、质量等因素，设备在智能化、自动化、机械化、 提高产品质量、降低植株受损程度、提高效率、解放劳动力等方面的性能很高， 应用前景广阔。
[0092]
在一个或多个实施方式中，具体采用如下技术方案：
[0093]
参照图8-10，本实施例所提供的一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备中， 图8、9所示螺旋提升扶正系统ⅰ包括：螺旋毛刷辊
ⅰ‑
01、螺旋毛刷轴
ⅰ‑
02、毛刷
ⅰ‑
03、 方形固定轴承
ⅰ‑
04、长螺栓
ⅰ‑
05、大螺母
ⅰ‑
06、螺旋毛刷辊传动支架
ⅰ‑
07、第一锥 齿轮
ⅰ‑
08、第二锥齿轮
ⅰ‑
09、第三锥齿轮
ⅰ‑
10、第四锥齿轮
ⅰ‑
11、螺旋毛刷辊传动 轴
ⅰ‑
12、螺栓
ⅰ‑
13、螺母
ⅰ‑
14、第一电机
ⅰ‑
15、小螺栓
ⅰ‑
16、小螺母
ⅰ‑
17。螺旋毛刷 辊
ⅰ‑
01与螺旋毛刷轴
ⅰ‑
02同心焊接而成；毛刷
ⅰ‑
03按照螺旋状安装于螺旋毛刷辊
ꢀⅰ‑
01上；螺旋毛刷轴两端安装方形固定轴承
ⅰ‑
04，下端通过长螺栓
ⅰ‑
05和大螺母
ꢀⅰ‑
06借助方形固定轴承
ⅰ‑
04将螺旋毛刷辊
ⅰ‑
01安装于机架上，上端则通过长螺栓
ꢀⅰ‑
05和大螺母
ⅰ‑
06借助方形固定轴承
ⅰ‑
04将螺旋毛刷辊
ⅰ‑
01
和螺旋毛刷辊传动支 架
ⅰ‑
07一并安装到机架上；第一电机
ⅰ‑
15通过小螺栓
ⅰ‑
16和小螺母
ⅰ‑
17安装于螺 旋毛刷辊传动支架
ⅰ‑
07上，作为动力输入。
[0094]
参照图10，为了满足该系统的的传动要求，即：保证两根对称布置的螺旋 毛刷辊
ⅰ‑
01反向同速旋转，本发明中采用锥齿轮传动。第一电机
ⅰ‑
15上安装第一 锥齿轮
ⅰ‑
08,；螺旋毛刷辊传动轴
ⅰ‑
12上安装有一个第二锥齿轮
ⅰ‑
09和两个第三锥 齿轮
ⅰ‑
10，两个第三锥齿轮
ⅰ‑
10反向布置；螺旋毛刷轴
ⅰ‑
02上安装第四锥齿轮
ⅰ‑
11； 第一锥齿轮
ⅰ‑
08与第二锥齿轮
ⅰ‑
09啮合，第三锥齿轮
ⅰ‑
10与第四锥齿轮啮合
ⅰ‑
11。 这样，从第一电机
ⅰ‑
15输出的动力就可以满足该系统的的传动要求。
[0095]
参照图11-25，本实施例所提供的一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备中， 图11所示仿生自分离采摘系统ⅱ包括：提升采摘杆
ⅱ‑
01、风力装置
ⅱ‑
02、接料装 置
ⅱ‑
03、第一传动结构
ⅱ‑
04、第二传动结构
ⅱ‑
05、第三传动结构
ⅱ‑
06、第四传动 结构
ⅱ‑
07、第五传动结构
ⅱ‑
08。
[0096]
参照图12，提升采摘杆
ⅱ‑
01包括：采摘主杆
ⅱ‑
01-01和采摘副杆
ⅱ‑
01-02。
[0097]
参照图13，采摘主杆
ⅱ‑
01-01包括采摘杆主架
ⅱ‑
01-01-01、主架安装锁
ꢀⅱ‑
01-01-02、小螺栓
ⅱ‑
01-01-03、小螺母
ⅱ‑
01-01-04、主架轴孔
ⅱ‑
01-01-05、仿生 自分离采摘主辊
ⅱ‑
01-01-06、仿生自分离采摘副辊
ⅱ‑
01-01-07、第一螺旋绞龙
ꢀⅱ‑
01-01-08、第二螺旋绞龙
ⅱ‑
01-01-09、滑道
ⅱ‑
01-01-10。采摘杆主架
ⅱ‑
01-01-01 上设有主架安装锁
ⅱ‑
01-01-02、主架轴孔
ⅱ‑
01-01-05和滑道
ⅱ‑
01-01-10，主架安 装锁
ⅱ‑
01-01-02通过小螺栓
ⅱ‑
01-01-03和小螺母
ⅱ‑
01-01-04安装在采摘杆主架
ꢀⅱ‑
01-01-01上。其中，仿生自分离采摘辊的外形仿照人手拿笔写字时的状态设计 而成，如图41，即人手拿笔写字时，大拇指、食指、中指分别对笔产生压力， 且大拇指的作用力反向作用于于食指、中指作用力的中间，从而对笔产生加持作 用。图14为仿生自分离采摘辊的截面示意，在仿生自分离采摘辊内壁开有凹槽
ꢀⅱ‑
01-01-11，每根仿生自分离采摘辊的外形设计由该截面沿中心轴拉伸后扭转形 成，扭转的角度与截面在中心轴方向的距离成比例，如图15所示。
[0098]
参照图16，采摘副杆
ⅱ‑
01-02包括采摘杆副架
ⅱ‑
01-02-01、副架安装锁
ꢀⅱ‑
01-02-02、小螺栓
ⅱ‑
01-02-03、小螺母
ⅱ‑
01-02-04、副架轴孔
ⅱ‑
01-02-05、副架 定位孔
ⅱ‑
01-02-06、通孔
ⅱ‑
01-02-07、采摘辊轴
ⅱ‑
01-02-08、第一定位销
ⅱ‑
01-02-09、 第二定位销
ⅱ‑
01-02-10、大齿轮
ⅱ‑
01-02-11、小齿轮
ⅱ‑
01-02-12。采摘杆副架
ꢀⅱ‑
01-02-01插入采摘杆主架
ⅱ‑
01-01-01上的滑道
ⅱ‑
01-01-10内，两者实现滑动连 接；采摘杆副架
ⅱ‑
01-02-01上设有副架安装锁
ⅱ‑
01-02-02、副架轴孔
ⅱ‑
01-02-05、 通孔
ⅱ‑
01-02-07和副架定位孔
ⅱ‑
01-02-06；副架安装锁
ⅱ‑
01-02-02通过小螺栓
ꢀⅱ‑
01-02-03和小螺母
ⅱ‑
01-02-04安装在采摘杆副架上
ⅱ‑
01-02-01；采摘辊轴
ꢀⅱ‑
01-02-08同时穿过采摘杆主架
ⅱ‑
01-01-01上的主架轴孔
ⅱ‑
01-01-05和采摘杆副 架
ⅱ‑
01-02-01上的副架轴孔
ⅱ‑
01-02-05；通孔
ⅱ‑
01-02-07用于与第三传动结构
ꢀⅱ‑
06连接；副架定位孔
ⅱ‑
01-02-06内设有内螺纹，用于与第四传动结构
ⅱ‑
07连 接。
[0099]
参照图17，在采摘杆主架
ⅱ‑
01-01-01部位，第一定位销
ⅱ‑
01-02-09沿采摘辊 轴
ⅱ‑
01-02-08直径方向插入采摘辊轴
ⅱ‑
01-02-08，用于传动；在采摘杆副架
ꢀⅱ‑
01-02-01部位，两根第二定位销
ⅱ‑
01-02-10沿采摘辊轴
ⅱ‑
01-02-08直径方向插 入采摘辊轴
ⅱ‑
01-02-08，用于采摘辊轴
ⅱ‑
01-02-08与采摘杆副架
ⅱ‑
01-02-01的定 位；在采摘辊轴
ⅱ‑
01-02-08外，由内向外依次同心套装第一螺旋绞龙
ⅱ‑
01-01-08 和第二螺旋绞龙
ⅱ‑
01-01-09、仿生自分离采摘主辊
ⅱ‑
01-01-06和仿生自分离采摘 副辊
ⅱ‑
01-01-07，同时第一螺旋绞龙
ⅱ‑
01-01-08和第二螺旋绞龙
ⅱ‑
01-01-09相邻 交错布置，仿生自分离采摘主辊
ⅱ‑
01-01-06和仿生自分离采摘副辊
ⅱ‑
01-01-07相 邻交错布置，并且第一螺旋绞龙
ⅱ‑
01-01-08与仿生自分离采摘主辊搭配
ꢀⅱ‑
01-01-06，第二螺旋绞龙
ⅱ‑
01-01-09与仿生自分离采摘副辊
ⅱ‑
01-01-07搭配； 第一螺旋绞龙
ⅱ‑
01-01-08与第二螺旋绞龙
ⅱ‑
01-01-09底端与采摘杆主架
ꢀⅱ‑
01-01-01焊接；在采摘杆副架
ⅱ‑
01-02-01外部，采摘辊轴
ⅱ‑
01-02-08外安装有 大齿轮
ⅱ‑
01-02-11、小齿轮
ⅱ‑
01-02-12，大齿轮
ⅱ‑
01-02-11与小齿轮
ⅱ‑
01-02-12 互相啮合。
[0100]
参照图18，风力装置
ⅱ‑
02包括风机
ⅱ‑
02-01、螺栓
ⅱ‑
02-02。风机
ⅱ‑
02-01利 用螺栓
ⅱ‑
02-02固定在机架顶部。
[0101]
参照图19，接料装置
ⅱ‑
03包括接料板
ⅱ‑
03-01、合页
ⅱ‑
03-02、十字螺栓
ꢀⅱ‑
03-03、小螺母
ⅱ‑
03-04、长螺栓
ⅱ‑
03-05、大螺母
ⅱ‑
03-06。合页
ⅱ‑
03-02一侧通 过十字螺栓
ⅱ‑
03-03、小螺母
ⅱ‑
03-04安装在接料板
ⅱ‑
03-01上，另一侧通过长螺 栓
ⅱ‑
03-05、大螺母
ⅱ‑
03-06安装在机架上，以完成接料装置
ⅱ‑
03的安装。
[0102]
参照图20，为仿生自分离采摘系统ⅱ中传动结构位置示意：第一传动结构
ꢀⅱ‑
04、第二传动结构
ⅱ‑
05、第三传动结构
ⅱ‑
06、第四传动结构
ⅱ‑
07、第五传动结 构
ⅱ‑
08分布位置示意。
[0103]
参照图21，第一传动结构
ⅱ‑
04包括：提升采摘杆传动支架
ⅱ‑
04-01、长螺栓
ꢀⅱ‑
04-02、大螺母
ⅱ‑
04-03、第二电机
ⅱ‑
04-04、小螺栓
ⅱ‑
04-05、小螺母
ⅱ‑
04-06、 第一锥齿轮
ⅱ‑
04-07、第二锥齿轮
ⅱ‑
04-08、第三锥齿轮
ⅱ‑
04-09、第四锥齿轮
ꢀⅱ‑
04-10、提升采摘杆传动轴
ⅱ‑
04-11、方形固定轴承
ⅱ‑
04-12、间接传动轴
ⅱ‑
04-13、 轴承
ⅱ‑
04-14、螺栓
ⅱ‑
04-15、螺母
ⅱ‑
04-16、可伸缩万向联轴器
ⅱ‑
04-17。提升采 摘杆传动支架
ⅱ‑
04-01通过长螺栓
ⅱ‑
04-02和大螺母
ⅱ‑
04-03固定在机架上，为其 他零部件提供安装位置；第二电机
ⅱ‑
04-04通过小螺栓
ⅱ‑
04-05和小螺母
ⅱ‑
04-06 安装在提升采摘杆传动支架
ⅱ‑
04-01外侧，第一锥齿轮
ⅱ‑
04-07安装在第二电机
ꢀⅱ‑
04-04主轴上(提升采摘杆传动支架
ⅱ‑
04-01内侧)；提升采摘杆传动轴
ⅱ‑
04-11 通过方形固定轴承
ⅱ‑
04-12借助螺栓
ⅱ‑
04-15和螺母
ⅱ‑
04-16安装在提升采摘杆传 动支架
ⅱ‑
04-01上；第二锥齿轮
ⅱ‑
04-08安装在提升采摘杆传动轴
ⅱ‑
04-11上，并 与第一锥齿轮
ⅱ‑
04-07啮合；数个第三锥齿轮
ⅱ‑
04-09等距安装在提升采摘杆传 动轴
ⅱ‑
04-11上；数个间接传动轴
ⅱ‑
04-13通过轴承
ⅱ‑
04-14借助螺栓
ⅱ‑
04-15和 螺母
ⅱ‑
04-16安装在提升采摘杆传动支架
ⅱ‑
04-01上；每个间接传动轴
ⅱ‑
04-13上 端安装一个第四锥齿轮
ⅱ‑
04-10，第四锥齿轮
ⅱ‑
04-10与对应的第三锥齿轮
ⅱ‑
04-09 啮合；每个间接传动轴
ⅱ‑
04-13下端安装一个可伸缩万向联轴器
ⅱ‑
04-17；可伸缩 万向联轴器
ⅱ‑
04-17另一端连接相应的提升采摘杆
ⅱ‑
01的采摘辊轴
ⅱ‑
01-02-08。 至此，就实现了从第二电机
ⅱ‑
04-04到提升采摘杆
ⅱ‑
01的动力传递。
[0104]
参照图22，第二传动结构
ⅱ‑
05包括：大齿轮
ⅱ‑
01-02-11和小齿轮
ⅱ‑
01-02-12。 大齿轮
ⅱ‑
01-02-11和小齿轮
ⅱ‑
01-02-12安装在采摘杆副架
ⅱ‑
01-02-01外部的辊轴
ꢀⅱ‑
01-02-08上，大齿轮
ⅱ‑
01-02-11与小齿轮
ⅱ‑
01-02-12按图示方式啮合，实现相 邻辊轴
ⅱ‑
01-02-08反向旋转的设计要求。
[0105]
参照图23，第三传动结构
ⅱ‑
06包括：提升采摘杆安装架
ⅱ‑
06-01、长螺栓
ꢀⅱ‑
06-02、大螺母
ⅱ‑
06-03、方形固定轴承
ⅱ‑
06-04、螺栓
ⅱ‑
06-05、螺母
ⅱ‑
06-06、 提升采摘杆安装轴
ⅱ‑
06-07。两个对称布置的提升采摘杆安装架
ⅱ‑
06-01为一组； 数组提升采摘杆安装架
ⅱ‑
06-01借助长螺栓
ⅱ‑
06-02和大螺母
ⅱ‑
06-03安装在机架 上；每组提升采摘杆安装架
ⅱ‑
06-01通过螺栓
ⅱ‑
06-05和螺母
ⅱ‑
06-06安装有方形 固定轴承
ⅱ‑
06-04；提升采摘杆安装轴
ⅱ‑
06-07同时穿过一侧所有提升采摘杆安装 架
ⅱ‑
06-01；提升采摘杆安装轴
ⅱ‑
06-07在每组提升采摘杆安装架
ⅱ‑
06-01中安装 提升采摘杆
ⅱ‑
01，提升采摘杆
ⅱ‑
01中采摘杆副架
ⅱ‑
01-02-01的通孔
ⅱ‑
01-02-07 即为提升采摘杆安装轴
ⅱ‑
06-07所穿过的位置。
[0106]
参照图24，第四传动结构
ⅱ‑
07包括：第三电机
ⅱ‑
07-01、螺栓
ⅱ‑
07-02、螺母
ꢀⅱ‑
07-03、电机架
ⅱ‑
07-04、通孔
ⅱ‑
07-05、立式轴承
ⅱ‑
07-06、长螺栓
ⅱ‑
07-07、大 螺母
ⅱ‑
07-08、旋转轴
ⅱ‑
07-09、联轴器
ⅱ‑
07-10、丝杠
ⅱ‑
07-11、丝杠套筒
ⅱ‑
07-12、 推杆
ⅱ‑
07-13、推杆定位孔
ⅱ‑
07-14、定位螺栓
ⅱ‑
07-15、第一连接件
ⅱ‑
07-16、第 二连接件
ⅱ‑
07-17。两个立式轴承
ⅱ‑
07-06均通过长螺栓
ⅱ‑
07-07和大螺母
ⅱ‑
07-08 安装在机架上；旋转轴
ⅱ‑
07-09穿过两个立式轴承
ⅱ‑
07-06，同时穿过电机架
ꢀⅱ‑
07-04的通孔
ⅱ‑
07-05，一并完成安装；第三电机
ⅱ‑
07-01通过螺栓
ⅱ‑
07-02和螺 母
ⅱ‑
07-03安装在电机架
ⅱ‑
07-04上；联轴器
ⅱ‑
07-10的一端安装在第三电机
ꢀⅱ‑
07-01主轴上，另一端安装丝杠
ⅱ‑
07-11；丝杠
ⅱ‑
07-11外套装丝杠套筒
ⅱ‑
07-12； 丝杠套筒
ⅱ‑
07-12通过第一连接件
ⅱ‑
07-16和第二连接件
ⅱ‑
07-17连接推杆
ꢀⅱ‑
07-13；推杆
ⅱ‑
07-13上设有推杆定位孔
ⅱ‑
07-14，定位螺栓
ⅱ‑
07-15穿过推杆定 位孔
ⅱ‑
07-14拧进提升采摘杆
ⅱ‑
01中的副架定位孔
ⅱ‑
01-02-06，实现推杆
ⅱ‑
07-13 与提升采摘杆
ⅱ‑
01的固定与传动。
[0107]
参照图25，以其中一个单元进行说明，第五传动结构
ⅱ‑
08包括：采摘辊轴
ꢀⅱ‑
01-02-08、第一定位销
ⅱ‑
01-02-09、第一螺旋绞龙
ⅱ‑
01-01-08、仿生自分离采摘 主辊
ⅱ‑
01-01-06。在采摘杆主架
ⅱ‑
01-01-01部位，第一定位销
ⅱ‑
01-02-09沿采摘 辊轴
ⅱ‑
01-02-08直径方向插入采摘辊轴
ⅱ‑
01-02-08；在采摘辊轴
ⅱ‑
01-02-08外， 由内向外依次同心套装第一螺旋绞龙
ⅱ‑
01-01-08、仿生自分离采摘主辊
ꢀⅱ‑
01-01-06，第一螺旋绞龙
ⅱ‑
01-01-08底端与采摘杆主架
ⅱ‑
01-01-01焊接；仿生 自分离采摘主辊
ⅱ‑
01-01-06内壁设有凹槽
ⅱ‑
01-01-11，第一定位销
ⅱ‑
01-02-09可 沿凹槽
ⅱ‑
01-01-11移动。动力由外部输入采摘辊轴
ⅱ‑
01-02-08使其旋转，由于第 一定位销
ⅱ‑
01-02-09的作用，带动仿生自分离采摘主辊
ⅱ‑
01-01-06同步旋转；同 时由于第一螺旋绞龙
ⅱ‑
01-01-08的存在，旋转运动迫使采摘杆主架
ⅱ‑
01-01-01沿 轴向移动，带动仿生自分离采摘主辊
ⅱ‑
01-01-06一起移动，这样就实现了仿生自 分离采摘主辊
ⅱ‑
01-01-06旋转和移动两个动作同步进行的设计要求。其他单元同 理，但因结构设计上第一螺旋绞龙
ⅱ‑
01-01-08和第二螺旋绞龙
ⅱ‑
01-01-09旋向相 反，加上第二传动结构
ⅱ‑
05的作用，故旋转方向相邻的两个单元相反，移动方 向都相同。
[0108]
参照图26-29，本实施例所提供的一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备中， 图26所示输送系统ⅲ包括：水平传送带
ⅲ‑
01、传送带挡板
ⅲ‑
02、提升传送带
ꢀⅲ‑
03。
[0109]
参照图27，水平传送带
ⅲ‑
01包括：水平皮带
ⅲ‑
01-01、皮带辊轴
ⅲ‑
01-02、 传动轴
ⅲ‑
01-03、从动轴
ⅲ‑
01-04、立式轴承
ⅲ‑
01-05、长螺栓
ⅲ‑
01-06、大螺母
ꢀⅲ‑
01-07。两
根皮带辊轴
ⅲ‑
01-02撑起水平皮带
ⅲ‑
01-01；一根皮带辊轴
ⅲ‑
01-02 与传动轴
ⅲ‑
01-03同心固定，另一根皮带辊轴
ⅲ‑
01-02与从动轴
ⅲ‑
01-04同心固 定；传动轴
ⅲ‑
01-03和从动轴
ⅲ‑
01-04均被立式轴承
ⅲ‑
01-05通过长螺栓
ⅲ‑
01-06 和大螺母
ⅲ‑
01-07安装在机架上。
[0110]
参照图28，传送带挡板
ⅲ‑
02包括：挡板
ⅲ‑
02-01、螺栓
ⅲ‑
02-02、螺母
ⅲ‑
02-03。 挡板
ⅲ‑
02-01位于水平皮带
ⅲ‑
01-01外侧，借助螺栓
ⅲ‑
02-02和螺母
ⅲ‑
02-03安 装在机架上。
[0111]
参照图29，提升传送带
ⅲ‑
03包括：提升皮带
ⅲ‑
03-01、带料盒
ⅲ‑
03-02、皮 带辊轴
ⅲ‑
03-03、传动轴
ⅲ‑
03-04、从动轴
ⅲ‑
03-05、立式轴承
ⅲ‑
03-06、长螺栓
ꢀⅲ‑
03-07、大螺母
ⅲ‑
03-08。数个带料盒
ⅲ‑
03-02在提升皮带
ⅲ‑
03-01上等距安装； 两根皮带辊轴
ⅲ‑
03-03撑起提升皮带
ⅲ‑
03-01；一根皮带辊轴
ⅲ‑
03-03与传动轴
ꢀⅲ‑
03-04同心固定，另一根皮带辊轴
ⅲ‑
03-03与从动轴
ⅲ‑
03-05同心固定；传动 轴
ⅲ‑
03-04和从动轴
ⅲ‑
03-05均被立式轴承
ⅲ‑
03-06通过长螺栓
ⅲ‑
03-07、大螺 母
ⅲ‑
03-08安装在机架上。
[0112]
参照图30，为了满足输送系统ⅲ的传动设计要求，即输送系统ⅲ中水平传 送带
ⅲ‑
01和提升传送带
ⅲ‑
03均由整机前部向尾部运输。其传动结构布局具体包 括：第一v带
ⅲ‑
04-01、第二v带
ⅲ‑
04-02、大带轮
ⅲ‑
04-03、第一小带轮
ⅲ‑
04-04、 第二小带轮
ⅲ‑
04-05、第三小带轮
ⅲ‑
04-06、间接传动轴
ⅲ‑
04-07、立式轴承
ꢀⅲ‑
04-08、长螺栓
ⅲ‑
04-09、大螺母
ⅲ‑
04-10。其中间接传动轴
ⅲ‑
04-07被两个立 式轴承
ⅲ‑
04-08通过长螺栓
ⅲ‑
04-09和大螺母
ⅲ‑
04-10安装在机架上；大带轮
ꢀⅲ‑
04-03安装在螺旋提升扶正系统ⅰ中的螺旋毛刷辊传动轴
ⅰ‑
12上；第一小带轮
ꢀⅲ‑
04-04和第二小带轮
ⅲ‑
04-05安装在间接传动轴
ⅲ‑
04-07上；第三小带轮
ꢀⅲ‑
04-06安装在水平传送带
ⅲ‑
01的传动轴
ⅲ‑
01-03上；第一v带
ⅲ‑
04-01挂在 大带轮
ⅲ‑
04-03和第一小带轮
ⅲ‑
04-04之间；第二v带
ⅲ‑
04-02挂在第二小带轮
ꢀⅲ‑
04-05和第三小带轮
ⅲ‑
04-06之间。至此实现了动力由第一电机
ⅰ‑
15到水平传 送带
ⅲ‑
01的传递。另外还包括：第四小带轮
ⅲ‑
04-11、第五小带轮
ⅲ‑
04-12、第 三v带
ⅲ‑
04-13；其中第四小带轮
ⅲ‑
04-11安装在水平传送带
ⅲ‑
01的从动轴
ꢀⅲ‑
01-04上、第五小带轮
ⅲ‑
04-12安装在提升传送带
ⅲ‑
03的传动轴
ⅲ‑
03-04上， 至此实现了动力由水平传送带
ⅲ‑
01到提升传送带
ⅲ‑
03的传递。由于输送系统
ⅲꢀ
对于传动精度的控制没有过高的要求，所以在考虑经济的前提下，选用上述的带 传动方式是合理的。
[0113]
参照图31-37，本实施例所提供的一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备中， 图31所示离心分离储存系统ⅳ包括：风力倒料装置
ⅳ‑
01、离心分离装置
ⅳ‑
02、 储料装置
ⅳ‑
03。
[0114]
参照图32，风力倒料装置
ⅳ‑
01包括风机
ⅳ‑
01-01、倒料滑道
ⅳ‑
01-02、螺 栓
ⅳ‑
01-03、螺母
ⅳ‑
01-04。风机
ⅳ‑
01-01位于机架外部，倒料滑道
ⅳ‑
01-02位 于机架内，两者同时利用螺栓
ⅳ‑
01-03、螺母
ⅳ‑
01-04安装在机架上。
[0115]
参照图33，离心分离装置
ⅳ‑
02包括小烘干锅
ⅳ‑
02-01、中烘干锅
ⅳ‑
02-02、 大烘干锅
ⅳ‑
02-03、中心轴
ⅳ‑
02-04、安装架
ⅳ‑
02-05、第一方形轴承
ⅳ‑
02-06、 第二方形轴承
ⅳ‑
02-07、盘头螺栓
ⅳ‑
02-08、盘头螺母
ⅳ‑
02-09、普通螺栓
ⅳ‑
02-10、 普通螺母
ⅳ‑
02-11。安装架
ⅳ‑
02-05通过盘头螺栓
ⅳ‑
02-08和盘头螺母
ⅳ‑
02-09 安装在机架上；第一方形轴承
ⅳ‑
02-06借助普通螺栓
ⅳ‑
02-10、普通螺母
ⅳ‑
02-11 固定在安装架
ⅳ‑
02-05上；第二
方形轴承
ⅳ‑
02-07借助普通螺栓
ⅳ‑
02-10和普通 螺母
ⅳ‑
02-11固定在机架外壳上；中心轴
ⅳ‑
02-04下端被第一方形轴承
ⅳ‑
02-06 固定，上端被第二方形轴承
ⅳ‑
02-07固定，在空间上保持竖直状态；小烘干锅
ꢀⅳ‑
02-01、中烘干锅
ⅳ‑
02-02、大烘干锅
ⅳ‑
02-03按照次序自上而下同心焊接在 中心轴
ⅳ‑
02-04上。
[0116]
参照图34，烘干锅的外形类似于锅，不同之处是在其外缘处设计有帽檐
ꢀⅳ‑
02-12，帽檐
ⅳ‑
02-12下开有条形豁口
ⅳ‑
02-13。帽檐
ⅳ‑
02-12的设计可以阻 止烘干锅内物料被甩出烘干锅，条形豁口
ⅳ‑
02-13的设计允许花蕾被甩出但将叶 子阻止在烘干锅内。
[0117]
参照图35，储料装置
ⅳ‑
03包括储料箱
ⅳ‑
03-01和光电传感器
ⅳ‑
03-02。储 料箱
ⅳ‑
03-01是一个上端开口的箱体，可以在机架上灵活取放；光电传感器
ꢀⅳ‑
03-02上外表面自带螺纹，可直接在机架上打孔拧入实现安装，分为信号发射 端和信号接收端，负责监测储料箱
ⅳ‑
03-01内物料存量。
[0118]
参照图36-37，本实施例所提供的一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备中， 自适应导航行走系统
ⅴ
包括：识别装置
ⅴ‑
01、行走装置
ⅴ‑
02、导航模块
ⅴ‑
03。
[0119]
参照图36，识别装置
ⅴ‑
01包括识别探头
ⅴ‑
01-01、螺栓
ⅴ‑
01-02、螺母
ⅴ‑
01-03。 识别探头
ⅴ‑
01-01利用螺栓
ⅴ‑
01-02、螺母
ⅴ‑
01-03安装于机架前方上部，用于识 别即将行走的道路；
[0120]
参照图37，行走装置
ⅴ‑
02包括车轮
ⅴ‑
02-01、三角悬架
ⅴ‑
02-02、安装轴
ꢀⅴ‑
02-03、止推轴承
ⅴ‑
02-04、六角螺栓
ⅴ‑
02-05、锁紧螺母
ⅴ‑
02-06。车轮
ⅴ‑
02-01 安装在三角悬架
ⅴ‑
02-02上，车轮
ⅴ‑
02-01内置轮毂电机，通过控制轮毂电机输 出转速和转速差实现行走和转向；三角悬架
ⅴ‑
02-02被安装轴
ⅴ‑
02-03所悬挂； 安装轴
ⅴ‑
02-03上安装两个止推轴承
ⅴ‑
02-04；行走装置
ⅴ‑
02整体上借助止推轴 承
ⅴ‑
02-04通过六角螺栓
ⅴ‑
02-05和锁紧螺母
ⅴ‑
02-06安装在机架上。
[0121]
导航模块
ⅴ‑
03，接收由识别装置
ⅴ‑
01发送过来的道路图像信息，对道路图 像信息进行分析，利用其分析规划功能规划合理的行走路径，并向行走装置
ⅴ‑
02 发出相应的动作信号。
[0122]
参照图38-41，本实施例所提供的一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备中， 配件系统ⅵ包括：蓄电池组
ⅵ‑
01、电控箱
ⅵ‑
02、太阳能板
ⅵ‑
03。
[0123]
参照图38，蓄电池组
ⅵ‑
01包括蓄电池
ⅵ‑
01-01、固定架
ⅵ‑
01-02、长螺栓
ꢀⅵ‑
01-03、大螺母
ⅵ‑
01-04。蓄电池
ⅵ‑
01-01放在固定架
ⅵ‑
01-02里保持固定； 固定架
ⅵ‑
01-02通过长螺栓
ⅵ‑
01-03和大螺母
ⅵ‑
01-04安装在机架上。
[0124]
参照图39，电控箱
ⅵ‑
02借助螺栓
ⅵ‑
02-01、螺母
ⅵ‑
02-02安装在机架上。
[0125]
参照图40，太阳能板
ⅵ‑
03安装在机架顶部，负责接收太阳能，为蓄电池充 电。
[0126]
本发明的工作原理及使用流程：当用户需要对金银花植株进行采收时，预先 将一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备放置在田间地头，用户按动电控箱上的 启动开关，机器人开始工作。整机采收模式是每三棵金银花植株集中采收一次。 自适应导航行走系统
ⅴ
中的识别装置对前方即将行走的道路信息进行采集，将信 息传递给导航模块，导航模块对采集到的信息进行分析处理，自主规划出一条合 理的行走路径，然后将信号传达给各个轮毂电机，通过控制各个轮毂电机输出的 转速和对侧相邻轮毂电机的转速差，实现行走和转向。机器人行走时，螺旋提升 扶正系统ⅰ中一对螺旋毛刷辊相向旋转，按螺旋状排列的毛刷
就可以将枝干杂乱、 无序蔓延的金银花植株进行梳理，对枝干在空间上进行提升以扶正金银花植株， 为后面的采摘工作提供便利的工作条件。当机器人行走至可以囊括三棵植株的位 置时，自适应导航行走系统
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暂停工作，机器人停止行走；仿生自分离采摘系统
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开始工作。以其中一个单元进行说明，如图41所示，仿生自分离采摘辊的外 形仿照人手拿笔写字时的状态设计而成。人手拿笔写字时，大拇指、食指、中指 分别对笔产生压力，且大拇指的作用力反向作用于于食指、中指作用力的中间(图 41中1、2、3为相应的作用点)，从而对笔产生加持作用。仿生自分离采摘辊的 截面依据上述原理进行特殊设计，如图14；每根仿生自分离采摘辊的外形设计 由该截面沿中心轴拉伸后扭转形成，扭转的角度与截面在中心轴方向的距离成比 例，如图15；空间上，四根仿生自分离采摘辊沿轴向平行布置，相邻的两根(一 根仿生自分离采摘主辊、一根仿生自分离采摘副辊)旋向相反，且沿提升采摘杆 绕通孔向整机内部旋转的切线方向相邻的两根仿生自分离采摘辊(一根仿生自分 离采摘主辊、一根仿生自分离采摘副辊)在沿轴线方向的相同的任意距离的耦合 部位将会对金银花花蕾产生类似于手拿笔写字时的加持作用；同时，对于任意相 邻的两根仿生自分离采摘辊(一根仿生自分离采摘主辊、一根仿生自分离采摘副 辊)在沿轴线方向的相同的任意距离处，其中一根的突起部位始终对应另一根的 凹槽部分(或其中一根的凹槽部位始终对应另一根的突起部分)，所以柔性的叶 子始终不会被加持。另外，仿生自分离采摘辊的外形设计由截面沿中心轴拉伸后 扭转形成，这样就可以对少数花蕾和叶子紧密贴合的情况产生切向力，将花蕾和 叶子捻开，对花蕾和叶子进行辅助分离。第二电机与第三电机配合工作。第二电 机工作时，通过第一传动结构将动力传输给第五传动结构的采摘辊轴，采摘辊轴 与第一定位销同步旋转，带动仿生自分离采摘辊同步旋转，由于螺旋绞龙是不转 的，所以第一定位销的旋转会迫使螺旋绞龙带着采摘杆主架沿轴向移动，那么仿 生自分离采摘辊也一起沿轴向移动，这样就实现了仿生自分离采摘辊同时进行旋 转和沿轴向移动两个运动。第三电机工作时，第三电机主轴旋转，通过联轴器使 丝杠旋转，由于丝杠套筒是不旋转的，所以丝杠套筒将会沿轴向被丝杠推出，最 终推出作用将通过第四传动结构作用到采摘杆副架上，将提升采摘杆推出。这样， 在第二电机与第三电机的配合下，提升采摘杆整体上不仅自身有提升作用，还会 绕通孔向整机内部旋转，从植株底部以抄底的形式对金银花花蕾进行采摘，而保 护叶子不被采摘，被采摘的花蕾自然掉落到接料板上进行收集。另外，风力装置 也在同步工作。风力装置在采摘时由机架顶部向下面吹风。一方面，因为有些 花蕾被叶子包围的程度较为封闭，需借助风力吹开叶子，使花蕾裸露出来；另一 方面极少数花蕾被采摘后因为机械结构或者枝干的阻挡无法自然掉落到接料板 上，需借助风力将其吹落至接料板上。综上所述，仿生自分离采摘系统ⅱ借助提 升采摘杆在空间上的提升和旋转作用，配合风力装置实现最优的采摘效果。当前 三棵植株采摘完成后，仿生自分离采摘系统ⅱ中各个部件复位、暂停工作，至此 一个作业周期结束；之后自适应导航行走系统
ⅴ
继续工作，开始下一个作业周期， 往复循环。掉落在接料板上的花蕾会随着采摘工作的进行，不断的滑到输送系统
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的水平传送带上。水平传送带将花蕾往后运输至提升传送带，提升传送带利用 带料盒将花蕾输送至离心分离储存系统。离心分离储存系统中风力倒料装置接收 由提升传送带送来的花蕾，借助风力作用快速将花蕾导入离心分离装置。花蕾首 先落入小烘干锅，小烘干锅以一定速度旋转，由于叶子表面积大导致阻力大，加 上帽檐和条形豁口的设计使其不易被甩出，而花蕾含水量大、表面积小导致离心 力大，容易通过条形
豁口甩出小烘干锅落入中烘干锅；同理，金银花物料依次经 过小烘干锅、中烘干锅、大烘干锅进行三次分离，即可完全将叶子剔除。最终叶 子留在离心分离装置内，被离心甩出的花蕾落进下方的储料装置，进行临时储存。 当储料装置中花蕾储存到光电传感器的高度时，光电传感器检测到花蕾，发生报 警，提示用户储料装置已满。此时，用户将装满花蕾的储料装置取出，换上空的 储料装置，机器人即可继续工作。机器人的动力来源于蓄电池，机架顶部的太阳 能板接收太阳能为蓄电池充电，家用电也可以为蓄电池充电。
[0127]
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保 护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本 领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的 保护范围以内。

技术特征：
1.一种一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备，其特征在于，包括螺旋提升扶正系统、仿生自分离采摘系统、输送系统、离心分离储存系统、自适应导航行走系统、配件系统；所述螺旋提升扶正系统将自然生长的金银花植株的枝干进行提升以扶正；所述仿生自分离采摘系统采摘花蕾同时保护叶子不被采摘；所述输送系统将采摘下的金银花物料运送至离心分离储存系统；所述离心分离储存系统将金银花物料中绝大多数的花蕾和少数的叶子进行分离；所述自适应导航行走系统自主识别前方道路情况，自动规划行走路径行走；所述配件系统负责控制整机、为整机供电、吸收太阳能。2.如权利要求1所述的一种一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备，其特征在于，所述螺旋提升扶正系统由一对对称布置的螺旋毛刷辊单元组成，其上呈螺旋状布置有毛刷。3.如权利要求1所述的一种一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备，其特征在于，所述仿生自分离采摘系统包括风力装置、接料装置和数组提升采摘杆；所述风力装置安装于机架顶部，由上向下吹风，将花蕾吹落至接料装置；所述提升采摘杆包括采摘主杆和采摘副杆，采摘主杆沿采摘副杆在轴向移动，实现整体地伸长和缩短；所述采摘主杆上平行安装有四根仿生自分离采摘辊；所述四根仿生自分离采摘辊在空间上沿轴向平行布置；所述仿生自分离采摘辊在工作时仿生自分离采摘主辊和仿生自分离采摘副辊同时进行沿轴向移动和自转两个运动。4.如权利要求3所述的一种一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备，其特征在于，所述仿生自分离采摘辊的设计思路来源于金银花花蕾被人采摘时的受力状态，截面特殊设计；整体外形由该截面沿中心轴拉伸后扭转形成；所述仿生自分离采摘主辊和仿生自分离采摘副辊的旋向相反。5.如权利要求3所述的一种一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备，其特征在于，所述仿生自分离采摘主辊和仿生自分离采摘副辊同时进行的沿轴向移动和自转两个运动依靠第二传动结构和第五传动结构实现；所述第二传动结构包括大齿轮和小齿轮，工作时完成相邻仿生自分离采摘辊反向旋转工作要求；所述第五传动结构，机构由内而外依次是采摘辊轴、螺旋蛟龙、仿生自分离采摘辊、采摘杆主架；所述采摘辊轴上安装有第一定位销；所述仿生自分离采摘辊内径上开有凹槽；所述第一定位销在凹槽里滑动，或者带动仿生自分离采摘辊旋转；外部动力传给采摘辊轴后，借助第二传动结构传给四个仿生自分离采摘辊单元；每个仿生自分离采摘辊单元在采摘辊轴的带动下旋转；所述螺旋蛟龙的存在使第一定位销旋转时带动仿生自分离采摘辊沿轴向移动，实现沿轴向移动和自转两个运动同时进行的要求。6.如权利要求5所述的一种一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备，其特征在于，所述仿生自分离采摘主辊和仿生自分离采摘副辊同时进行沿轴向移动和自转两个运动时，仿生自分离采摘主辊和仿生自分离采摘副辊的耦合位置会对金银花花蕾进行采摘，同时由于叶子的形变，不会在所述位置受到力的作用也就不会被采摘。7.如权利要求5所述的一种一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备，其特征在于，所述接料装置对称安装于机架底部，负责接收被所述提升采摘杆采摘下的和被风力装置吹落的花蕾；
所述输送系统包括水平传送带和提升传送带；所述水平传送带安装于机架侧边，两边各一组；负责接收由所述接料装置滑落的金银花物料并输送至所述提升传送带；所述提升传送带安装于整机尾部侧边，两边各一组；所述提升传送带上安装有带料盒，负责接收由水平传送带输送来的金银花物料并提升输送至离心分离储存系统。8.如权利要求1所述的一种一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备，其特征在于，所述离心分离储存系统包括风力倒料装置、离心分离装置和储料装置；所述风力倒料装置将金银花物料快速送入离心装置后，离心装置借助离心作用，利用叶子与花蕾的物理属性差异，将花蕾甩出离心装置落入储料装置，叶子则被保留在离心装置中，储料装置临时存储花蕾，并监测存量；所述风力倒料装置用于促进金银花物料尽快进入离心分离装置；所述风力倒料装置包括风机和倒料滑道，安装时，风机在机架外部、倒料滑道在机架内部，同时固定在机架上；所述离心分离装置用于分离采摘下的金银花物料中的绝大多数花蕾和少数的叶子；所述离心分离装置包括小烘干锅、中烘干锅、大烘干锅；所述小烘干锅、中烘干锅、大烘干锅按照次序由上而下同心安装；所述离心分离装置以合适的速度旋转时，花蕾先被小烘干锅甩出落入中烘干锅，再被中烘干锅甩出落入大烘干锅，最后再被大烘干锅甩出落入储料装置。9.如权利要求8所述的一种一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备，其特征在于，所述储料装置包括储料箱和光电传感器；所述储料箱可在机架上自由拆卸、用于临时存储分离后的花蕾；所述光电传感器用于监测储料箱的存量，当花蕾存到指定高度时，所述光电传感器自动报警提醒用户将储料箱卸下导出花蕾。10.如权利要求1所述的一种一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备，其特征在于，所述自适应导航行走系统包括识别装置、行走装置和导航模块；所述自适应导航行走系统用于承载整机的行走功能，并实现无人化自主导航；所述识别装置安装在整机前部机架的上方，用于探测前方的道路情况，并将信息传递给导航模块；所述导航模块对所述识别装置探测到的道路信息进行分析处理，规划一条合适的行走路径，并向行走装置发出相应的动作信号；所述行走装置包括车轮和三角悬架，所述车轮内置轮毂电机，所述悬架用于稳定整机；所述行走装置接收导航模块发出的动作信号，控制轮毂电机输出的转速，实现行走，通过控制与对侧车轮的转速差实现转向；所述电控箱为人机交互装置，设置有多种控制单元，安装于机架外部，借助电控箱对整机各个功能进行控制；所述太阳能板安装在机架顶部，负责吸收太阳能，并给所述蓄电池组充电。

技术总结
本发明公开了一种针对花蕾的金银花采摘、分离设备，包括螺旋提升扶正系统、仿生自分离采摘系统、输送系统、离心分离储存系统、自适应导航行走系统和配件系统。螺旋提升扶正系统利用螺旋上升原理将杂乱、无序蔓延的金银花植株进行梳理、提升、扶正；仿生自分离采摘系统在工作时只采摘花蕾而保护叶子完好；输送系统负责聚拢采摘后散落的花蕾并输送至离心分离储存系统；离心分离储存系统利用离心作用将花蕾筛出、叶子保留，实现花蕾和叶子分离的效果；自适应导航行走系统搭载自主导航技术，自动规划行走路径，完成行走和转向；配件系统Ⅵ负责对整机进行控制、供电、能量循环等。本发明具备导航功能，提高了采摘效率和采摘质量。提高了采摘效率和采摘质量。提高了采摘效率和采摘质量。


技术研发人员：高国华 刘文钺
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2021.08.27
技术公布日：2022/3/8