一种水果套袋用末端执行器的制作方法

本发明属于农业机器人领域，具体来说涉及一种水果套袋用末端执行器。

背景技术：

水果套袋是近年发展的一项新技术，主要目的是减少水果的农药污染、减少鸟害和虫害、改善水果色泽和外观，达到提高水果等级、增加果农收入的目的。但是水果套袋主要是人工作业，不仅耗时费力而且增加了生产成本，因而发展自动套袋技术非常具有现实意义。

近年来随着自动化技术的发展，出现了不同类型的农业机器人。而末端执行器作为机器人与外界环境互相作用的最后执行部件一直受到研究人员的关注。尤其是在农业机器人研究领域，末端执行器的研究成为了农业机器人的关键技术之一。现有的末端执行器类型繁多，但是具有套袋功能的产品较少，并且现有的套袋装置普遍结构复杂、成本昂贵以及维修成本过高而缺乏经济实用性。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的缺点，提供一种水果套袋用末端执行器。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种水果套袋用末端执行器，包括开口模块、热封模块、裁剪模块和供应模块，开口模块、热封模块、裁剪模块和供应模块从上到下依次安装在基架上。

所述开口模块包括开口模块气缸、开口模块支架和开口模块推杆支架，开口模块气缸和开口模块支架均安装在基架上，开口模块气缸为2个，开口模块支架位于2个开口模块气缸中间，2个开口模块气缸的活塞杆之间连接开口模块推杆支架，开口模块支架的外侧设有粘性橡胶Ⅰ，开口模块推杆支架的外侧设有粘性橡胶Ⅱ，粘性橡胶Ⅰ和粘性橡胶Ⅱ为相对应设置。

所述热封模块包括热封器Ⅰ、热封模块气缸和热封模块推杆支架，热封器Ⅰ和热封模块气缸均安装在基架上，热封模块气缸为2个，热封器Ⅰ位于2个热封模块气缸中间，2个热封模块气缸的活塞杆之间连接热封模块推杆支架，热封模块推杆支架与热封器Ⅰ相对应的一侧设有热封器Ⅱ，热封器Ⅰ和热封器Ⅱ的中间位置均设有弧形凹口。

所述裁剪模块包括裁剪模块气缸、裁剪模块支架和裁剪模块推杆支架，裁剪模块气缸和裁剪模块支架均安装在基架上，裁剪模块气缸为2个，裁剪模块支架位于2个裁剪模块气缸中间，2个裁剪模块气缸的活塞杆之间连接裁剪模块推杆支架，裁剪模块支架的外侧设有裁剪刀刃Ⅰ，裁剪模块推杆支架的外侧设有裁剪刀刃Ⅱ，裁剪刀刃Ⅰ和裁剪刀刃Ⅱ为相对应设置。

所述供应模块包括橡胶滚轮、滚轮支架、果袋卷轴和果袋卷轴支架，橡胶滚轮为2个，2个橡胶滚轮通过滚轮支架安装在基架上，橡胶滚轮由电机驱动，果袋卷轴通过果袋卷轴支架安装在基架上，果袋卷轴上缠绕果袋。

本发明的水果套袋用末端执行器的有益效果为：

1、成本较低，各个组成构件价格低廉，所使用果袋也为普通通口塑料膜袋，不需要成本较高的特殊结构果袋；

2、通用性强，末端执行器所用部件多为工业基础产品，并且模块化程度高，便于拆卸与更换，降低了果农使用与维护成本；

3、在结构上，适应性强，末端执行器以简单机械结构为主，故障率低且易于维护，现有的高集成度末端执行器由于运算复杂导致控制系统负载较大影响效率，同时易受到果园降水、湿度等复杂自然环境的不利影响；

4、实用性强，多个功能模块从机器人本体上的气动装置统一获取动力，减少了驱动装置数量，降低了末端执行器成本；

5、套袋效果好，结构简单可靠，具有良好的经济效益和社会效益，易于推广实施。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明开口模块的结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是本发明热封模块的结构示意图。

图6是图5的俯视图。

图7是本发明裁剪模块的结构示意图。

图8是图7的俯视图。

图9是果袋开口后的示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1～图9所示的水果套袋用末端执行器，包括开口模块2、热封模块3、裁剪模块4和供应模块5，开口模块2、热封模块3、裁剪模块4和供应模块5从上到下依次安装在基架9上。

所述开口模块2包括开口模块气缸10、开口模块支架12和开口模块推杆支架15，开口模块气缸10和开口模块支架12均安装在基架9上，开口模块气缸10为2个，开口模块支架12位于2个开口模块气缸10中间，2个开口模块气缸的活塞杆11之间连接开口模块推杆支架15，开口模块支架12的外侧设有粘性橡胶Ⅰ13，开口模块推杆支架15的外侧设有粘性橡胶Ⅱ14，粘性橡胶Ⅰ13和粘性橡胶Ⅱ14为相对应设置。

所述热封模块3包括热封器Ⅰ16、热封模块气缸17和热封模块推杆支架19，热封器Ⅰ16和热封模块气缸17均安装在基架9上，热封模块气缸17为2个，热封器Ⅰ16位于2个热封模块气缸17中间，2个热封模块气缸的活塞杆18之间连接热封模块推杆支架19，热封模块推杆支架19与热封器Ⅰ16相对应的一侧设有热封器Ⅱ20，热封器Ⅰ16和热封器Ⅱ20的中间位置均设有弧形凹口，用于热封时为水果果梗留出空间。

所述裁剪模块4包括裁剪模块气缸21、裁剪模块支架26和裁剪模块推杆支架23，裁剪模块气缸21和裁剪模块支架26均安装在基架9上，裁剪模块气缸21为2个，裁剪模块支架26位于2个裁剪模块气缸21中间，2个裁剪模块气缸的活塞杆22之间连接裁剪模块推杆支架23，裁剪模块支架26的外侧设有裁剪刀刃Ⅰ25，裁剪模块推杆支架23的外侧设有裁剪刀刃Ⅱ24，裁剪刀刃Ⅰ25和裁剪刀刃Ⅱ24为相对应设置。

所述供应模块5包括橡胶滚轮6、滚轮支架8、果袋卷轴7和果袋卷轴支架，橡胶滚轮6为2个，2个橡胶滚轮6通过滚轮支架8安装在基架9上，橡胶滚轮6由电机驱动，果袋卷轴7通过果袋卷轴支架安装在基架9上，果袋卷轴7上缠绕果袋1，果袋1为通口塑料膜袋。

开口模块2工作时，开口模块气缸10带动开口模块气缸的活塞杆11收缩，开口模块气缸的活塞杆11带动开口模块推杆支架15朝开口模块支架12的方向移动，从而使得粘性橡胶Ⅰ13和粘性橡胶Ⅱ14分别与果袋1两侧接触，让粘性橡胶与果袋1表面发生粘连，然后开口模块气缸10伸展，开口模块推杆支架15远离开口模块支架12，果袋1两侧在粘连作用下分别随粘性橡胶Ⅰ13和粘性橡胶Ⅱ14运动，完成开口工作。

热封模块3工作时，热封模块气缸17带动热封模块气缸的活塞杆18收缩，热封模块气缸的活塞杆18带动热封模块推杆支架19朝热封器Ⅰ16的方向移动，从而使得热封器Ⅰ16和热封器Ⅱ20与果袋1两侧接触，在热封器加热作用下果袋1受热封闭，完成热封工作。

裁剪模块4工作时，裁剪模块气缸21带动裁剪模块气缸的活塞杆22收缩，裁剪模块气缸的活塞杆22带动裁剪模块推杆支架23朝裁剪模块支架26的方向移动，从而使得裁剪刀刃Ⅰ25和裁剪刀刃Ⅱ24相向而行，在两个裁剪刀刃的作用下果袋1被剪断，完成裁剪工作。

本发明的工作过程为：

农业机器人末端执行器作业时，机械臂将末端执行器送至果实位置正下方，将果袋1依次穿过2个橡胶滚轮6、裁剪模块4、热封模块3和开口模块2，开口模块2开始工作，开口模块2将果袋1袋口张开，果袋1袋口张开后机械臂带动末端执行器向上运动使水果进入果袋1之中，待水果完全进入果袋1后开口模块2闭合，热封模块3开始工作使果袋1上端封口；完成果袋1上端的封口工作后开口模块2与热封模块3恢复初始张开状态，机械臂带动末端执行器向下运动，同时橡胶滚轮6在电机驱动下转动，带动果袋卷轴7转动，供应足够长度的果袋1。机械臂继续下行，当热封模块3位于果实下端预定距离处，机械臂停止下行，热封模块3工作，完成果袋1末端封口工作。然后裁剪模块4工作，剪断果袋1后，完成一个果实的套袋作业。然后各功能模块回复初始状态，机械臂带动末端执行器恢复初始状态，进行下个果实的套袋作业。