本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)涉及一種水果套袋用末端執(zhí)行器。

背景技術(shù)：

水果套袋是近年發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù)，主要目的是減少水果的農(nóng)藥污染、減少鳥(niǎo)害和蟲(chóng)害、改善水果色澤和外觀，達(dá)到提高水果等級(jí)、增加果農(nóng)收入的目的。但是水果套袋主要是人工作業(yè)，不僅耗時(shí)費(fèi)力而且增加了生產(chǎn)成本，因而發(fā)展自動(dòng)套袋技術(shù)非常具有現(xiàn)實(shí)意義。

近年來(lái)隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了不同類(lèi)型的農(nóng)業(yè)機(jī)器人。而末端執(zhí)行器作為機(jī)器人與外界環(huán)境互相作用的最后執(zhí)行部件一直受到研究人員的關(guān)注。尤其是在農(nóng)業(yè)機(jī)器人研究領(lǐng)域，末端執(zhí)行器的研究成為了農(nóng)業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)之一?，F(xiàn)有的末端執(zhí)行器類(lèi)型繁多，但是具有套袋功能的產(chǎn)品較少，并且現(xiàn)有的套袋裝置普遍結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴以及維修成本過(guò)高而缺乏經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種水果套袋用末端執(zhí)行器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種水果套袋用末端執(zhí)行器，包括開(kāi)口模塊、熱封模塊、裁剪模塊和供應(yīng)模塊，開(kāi)口模塊、熱封模塊、裁剪模塊和供應(yīng)模塊從上到下依次安裝在基架上。

所述開(kāi)口模塊包括開(kāi)口模塊氣缸、開(kāi)口模塊支架和開(kāi)口模塊推桿支架，開(kāi)口模塊氣缸和開(kāi)口模塊支架均安裝在基架上，開(kāi)口模塊氣缸為2個(gè)，開(kāi)口模塊支架位于2個(gè)開(kāi)口模塊氣缸中間，2個(gè)開(kāi)口模塊氣缸的活塞桿之間連接開(kāi)口模塊推桿支架，開(kāi)口模塊支架的外側(cè)設(shè)有粘性橡膠Ⅰ，開(kāi)口模塊推桿支架的外側(cè)設(shè)有粘性橡膠Ⅱ，粘性橡膠Ⅰ和粘性橡膠Ⅱ?yàn)橄鄬?duì)應(yīng)設(shè)置。

所述熱封模塊包括熱封器Ⅰ、熱封模塊氣缸和熱封模塊推桿支架，熱封器Ⅰ和熱封模塊氣缸均安裝在基架上，熱封模塊氣缸為2個(gè)，熱封器Ⅰ位于2個(gè)熱封模塊氣缸中間，2個(gè)熱封模塊氣缸的活塞桿之間連接熱封模塊推桿支架，熱封模塊推桿支架與熱封器Ⅰ相對(duì)應(yīng)的一側(cè)設(shè)有熱封器Ⅱ，熱封器Ⅰ和熱封器Ⅱ的中間位置均設(shè)有弧形凹口。

所述裁剪模塊包括裁剪模塊氣缸、裁剪模塊支架和裁剪模塊推桿支架，裁剪模塊氣缸和裁剪模塊支架均安裝在基架上，裁剪模塊氣缸為2個(gè)，裁剪模塊支架位于2個(gè)裁剪模塊氣缸中間，2個(gè)裁剪模塊氣缸的活塞桿之間連接裁剪模塊推桿支架，裁剪模塊支架的外側(cè)設(shè)有裁剪刀刃Ⅰ，裁剪模塊推桿支架的外側(cè)設(shè)有裁剪刀刃Ⅱ，裁剪刀刃Ⅰ和裁剪刀刃Ⅱ?yàn)橄鄬?duì)應(yīng)設(shè)置。

所述供應(yīng)模塊包括橡膠滾輪、滾輪支架、果袋卷軸和果袋卷軸支架，橡膠滾輪為2個(gè)，2個(gè)橡膠滾輪通過(guò)滾輪支架安裝在基架上，橡膠滾輪由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，果袋卷軸通過(guò)果袋卷軸支架安裝在基架上，果袋卷軸上纏繞果袋。

本發(fā)明的水果套袋用末端執(zhí)行器的有益效果為：

1、成本較低，各個(gè)組成構(gòu)件價(jià)格低廉，所使用果袋也為普通通口塑料膜袋，不需要成本較高的特殊結(jié)構(gòu)果袋；

2、通用性強(qiáng)，末端執(zhí)行器所用部件多為工業(yè)基礎(chǔ)產(chǎn)品，并且模塊化程度高，便于拆卸與更換，降低了果農(nóng)使用與維護(hù)成本；

3、在結(jié)構(gòu)上，適應(yīng)性強(qiáng)，末端執(zhí)行器以簡(jiǎn)單機(jī)械結(jié)構(gòu)為主，故障率低且易于維護(hù)，現(xiàn)有的高集成度末端執(zhí)行器由于運(yùn)算復(fù)雜導(dǎo)致控制系統(tǒng)負(fù)載較大影響效率，同時(shí)易受到果園降水、濕度等復(fù)雜自然環(huán)境的不利影響；

4、實(shí)用性強(qiáng)，多個(gè)功能模塊從機(jī)器人本體上的氣動(dòng)裝置統(tǒng)一獲取動(dòng)力，減少了驅(qū)動(dòng)裝置數(shù)量，降低了末端執(zhí)行器成本；

5、套袋效果好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，易于推廣實(shí)施。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是本發(fā)明開(kāi)口模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖3的俯視圖。

圖5是本發(fā)明熱封模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是圖5的俯視圖。

圖7是本發(fā)明裁剪模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是圖7的俯視圖。

圖9是果袋開(kāi)口后的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1～圖9所示的水果套袋用末端執(zhí)行器，包括開(kāi)口模塊2、熱封模塊3、裁剪模塊4和供應(yīng)模塊5，開(kāi)口模塊2、熱封模塊3、裁剪模塊4和供應(yīng)模塊5從上到下依次安裝在基架9上。

所述開(kāi)口模塊2包括開(kāi)口模塊氣缸10、開(kāi)口模塊支架12和開(kāi)口模塊推桿支架15，開(kāi)口模塊氣缸10和開(kāi)口模塊支架12均安裝在基架9上，開(kāi)口模塊氣缸10為2個(gè)，開(kāi)口模塊支架12位于2個(gè)開(kāi)口模塊氣缸10中間，2個(gè)開(kāi)口模塊氣缸的活塞桿11之間連接開(kāi)口模塊推桿支架15，開(kāi)口模塊支架12的外側(cè)設(shè)有粘性橡膠Ⅰ13，開(kāi)口模塊推桿支架15的外側(cè)設(shè)有粘性橡膠Ⅱ14，粘性橡膠Ⅰ13和粘性橡膠Ⅱ14為相對(duì)應(yīng)設(shè)置。

所述熱封模塊3包括熱封器Ⅰ16、熱封模塊氣缸17和熱封模塊推桿支架19，熱封器Ⅰ16和熱封模塊氣缸17均安裝在基架9上，熱封模塊氣缸17為2個(gè)，熱封器Ⅰ16位于2個(gè)熱封模塊氣缸17中間，2個(gè)熱封模塊氣缸的活塞桿18之間連接熱封模塊推桿支架19，熱封模塊推桿支架19與熱封器Ⅰ16相對(duì)應(yīng)的一側(cè)設(shè)有熱封器Ⅱ20，熱封器Ⅰ16和熱封器Ⅱ20的中間位置均設(shè)有弧形凹口，用于熱封時(shí)為水果果梗留出空間。

所述裁剪模塊4包括裁剪模塊氣缸21、裁剪模塊支架26和裁剪模塊推桿支架23，裁剪模塊氣缸21和裁剪模塊支架26均安裝在基架9上，裁剪模塊氣缸21為2個(gè)，裁剪模塊支架26位于2個(gè)裁剪模塊氣缸21中間，2個(gè)裁剪模塊氣缸的活塞桿22之間連接裁剪模塊推桿支架23，裁剪模塊支架26的外側(cè)設(shè)有裁剪刀刃Ⅰ25，裁剪模塊推桿支架23的外側(cè)設(shè)有裁剪刀刃Ⅱ24，裁剪刀刃Ⅰ25和裁剪刀刃Ⅱ24為相對(duì)應(yīng)設(shè)置。

所述供應(yīng)模塊5包括橡膠滾輪6、滾輪支架8、果袋卷軸7和果袋卷軸支架，橡膠滾輪6為2個(gè)，2個(gè)橡膠滾輪6通過(guò)滾輪支架8安裝在基架9上，橡膠滾輪6由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，果袋卷軸7通過(guò)果袋卷軸支架安裝在基架9上，果袋卷軸7上纏繞果袋1，果袋1為通口塑料膜袋。

開(kāi)口模塊2工作時(shí)，開(kāi)口模塊氣缸10帶動(dòng)開(kāi)口模塊氣缸的活塞桿11收縮，開(kāi)口模塊氣缸的活塞桿11帶動(dòng)開(kāi)口模塊推桿支架15朝開(kāi)口模塊支架12的方向移動(dòng)，從而使得粘性橡膠Ⅰ13和粘性橡膠Ⅱ14分別與果袋1兩側(cè)接觸，讓粘性橡膠與果袋1表面發(fā)生粘連，然后開(kāi)口模塊氣缸10伸展，開(kāi)口模塊推桿支架15遠(yuǎn)離開(kāi)口模塊支架12，果袋1兩側(cè)在粘連作用下分別隨粘性橡膠Ⅰ13和粘性橡膠Ⅱ14運(yùn)動(dòng)，完成開(kāi)口工作。

熱封模塊3工作時(shí)，熱封模塊氣缸17帶動(dòng)熱封模塊氣缸的活塞桿18收縮，熱封模塊氣缸的活塞桿18帶動(dòng)熱封模塊推桿支架19朝熱封器Ⅰ16的方向移動(dòng)，從而使得熱封器Ⅰ16和熱封器Ⅱ20與果袋1兩側(cè)接觸，在熱封器加熱作用下果袋1受熱封閉，完成熱封工作。

裁剪模塊4工作時(shí)，裁剪模塊氣缸21帶動(dòng)裁剪模塊氣缸的活塞桿22收縮，裁剪模塊氣缸的活塞桿22帶動(dòng)裁剪模塊推桿支架23朝裁剪模塊支架26的方向移動(dòng)，從而使得裁剪刀刃Ⅰ25和裁剪刀刃Ⅱ24相向而行，在兩個(gè)裁剪刀刃的作用下果袋1被剪斷，完成裁剪工作。

本發(fā)明的工作過(guò)程為：

農(nóng)業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器作業(yè)時(shí)，機(jī)械臂將末端執(zhí)行器送至果實(shí)位置正下方，將果袋1依次穿過(guò)2個(gè)橡膠滾輪6、裁剪模塊4、熱封模塊3和開(kāi)口模塊2，開(kāi)口模塊2開(kāi)始工作，開(kāi)口模塊2將果袋1袋口張開(kāi)，果袋1袋口張開(kāi)后機(jī)械臂帶動(dòng)末端執(zhí)行器向上運(yùn)動(dòng)使水果進(jìn)入果袋1之中，待水果完全進(jìn)入果袋1后開(kāi)口模塊2閉合，熱封模塊3開(kāi)始工作使果袋1上端封口；完成果袋1上端的封口工作后開(kāi)口模塊2與熱封模塊3恢復(fù)初始張開(kāi)狀態(tài)，機(jī)械臂帶動(dòng)末端執(zhí)行器向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)橡膠滾輪6在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)果袋卷軸7轉(zhuǎn)動(dòng)，供應(yīng)足夠長(zhǎng)度的果袋1。機(jī)械臂繼續(xù)下行，當(dāng)熱封模塊3位于果實(shí)下端預(yù)定距離處，機(jī)械臂停止下行，熱封模塊3工作，完成果袋1末端封口工作。然后裁剪模塊4工作，剪斷果袋1后，完成一個(gè)果實(shí)的套袋作業(yè)。然后各功能模塊回復(fù)初始狀態(tài)，機(jī)械臂帶動(dòng)末端執(zhí)行器恢復(fù)初始狀態(tài)，進(jìn)行下個(gè)果實(shí)的套袋作業(yè)。