本發明屬于農業機器人領域，具體來說涉及一種水果套袋用末端執行器。

背景技術：

水果套袋是近年發展的一項新技術，主要目的是減少水果的農藥污染、減少鳥害和蟲害、改善水果色澤和外觀，達到提高水果等級、增加果農收入的目的。但是水果套袋主要是人工作業，不僅耗時費力而且增加了生產成本，因而發展自動套袋技術非常具有現實意義。

近年來隨著自動化技術的發展，出現了不同類型的農業機器人。而末端執行器作為機器人與外界環境互相作用的最后執行部件一直受到研究人員的關注。尤其是在農業機器人研究領域，末端執行器的研究成為了農業機器人的關鍵技術之一。現有的末端執行器類型繁多，但是具有套袋功能的產品較少，并且現有的套袋裝置普遍結構復雜、成本昂貴以及維修成本過高而缺乏經濟實用性。

技術實現要素：

本發明的目的是為了克服現有技術中的缺點，提供一種水果套袋用末端執行器。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種水果套袋用末端執行器，包括開口模塊、熱封模塊、裁剪模塊和供應模塊，開口模塊、熱封模塊、裁剪模塊和供應模塊從上到下依次安裝在基架上。

所述開口模塊包括開口模塊氣缸、開口模塊支架和開口模塊推桿支架，開口模塊氣缸和開口模塊支架均安裝在基架上，開口模塊氣缸為2個，開口模塊支架位于2個開口模塊氣缸中間，2個開口模塊氣缸的活塞桿之間連接開口模塊推桿支架，開口模塊支架的外側設有粘性橡膠Ⅰ，開口模塊推桿支架的外側設有粘性橡膠Ⅱ，粘性橡膠Ⅰ和粘性橡膠Ⅱ為相對應設置。

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，熱封器Ⅰ位于2個熱封模塊氣缸中間，2個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相對應的一側設有熱封器Ⅱ，熱封器Ⅰ和熱封器Ⅱ的中間位置均設有弧形凹口。

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，裁剪模塊支架位于2個裁剪模塊氣缸中間，2個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設有裁剪刀刃Ⅰ，裁剪模塊推桿支架的外側設有裁剪刀刃Ⅱ，裁剪刀刃Ⅰ和裁剪刀刃Ⅱ為相對應設置。

所述供應模塊包括橡膠滾輪、滾輪支架、果袋卷軸和果袋卷軸支架，橡膠滾輪為2個，2個橡膠滾輪通過滾輪支架安裝在基架上，橡膠滾輪由電機驅動，果袋卷軸通過果袋卷軸支架安裝在基架上，果袋卷軸上纏繞果袋。

本發明的水果套袋用末端執行器的有益效果為：

1、成本較低，各個組成構件價格低廉，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構果袋；

2、通用性強，末端執行器所用部件多為工業基礎產品，并且模塊化程度高，便于拆卸與更換，降低了果農使用與維護成本；

3、在結構上，適應性強，末端執行器以簡單機械結構為主，故障率低且易于維護，現有的高集成度末端執行器由于運算復雜導致控制系統負載較大影響效率，同時易受到果園降水、濕度等復雜自然環境的不利影響；

4、實用性強，多個功能模塊從機器人本體上的氣動裝置統一獲取動力，減少了驅動裝置數量，降低了末端執行器成本；

5、套袋效果好，結構簡單可靠，具有良好的經濟效益和社會效益，易于推廣實施。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是本發明開口模塊的結構示意圖。

圖4是圖3的俯視圖。

圖5是本發明熱封模塊的結構示意圖。

圖6是圖5的俯視圖。

圖7是本發明裁剪模塊的結構示意圖。

圖8是圖7的俯視圖。

圖9是果袋開口后的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

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

所述開口模塊2包括開口模塊氣缸10、開口模塊支架12和開口模塊推桿支架15，開口模塊氣缸10和開口模塊支架12均安裝在基架9上，開口模塊氣缸10為2個，開口模塊支架12位于2個開口模塊氣缸10中間，2個開口模塊氣缸的活塞桿11之間連接開口模塊推桿支架15，開口模塊支架12的外側設有粘性橡膠Ⅰ13，開口模塊推桿支架15的外側設有粘性橡膠Ⅱ14，粘性橡膠Ⅰ13和粘性橡膠Ⅱ14為相對應設置。

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，熱封器Ⅰ16位于2個熱封模塊氣缸17中間，2個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相對應的一側設有熱封器Ⅱ20，熱封器Ⅰ16和熱封器Ⅱ20的中間位置均設有弧形凹口，用于熱封時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，裁剪模塊支架26位于2個裁剪模塊氣缸21中間，2個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的外側設有裁剪刀刃Ⅰ25，裁剪模塊推桿支架23的外側設有裁剪刀刃Ⅱ24，裁剪刀刃Ⅰ25和裁剪刀刃Ⅱ24為相對應設置。

所述供應模塊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，2個橡膠滾輪6通過滾輪支架8安裝在基架9上，橡膠滾輪6由電機驅動，果袋卷軸7通過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。

開口模塊2工作時，開口模塊氣缸10帶動開口模塊氣缸的活塞桿11收縮，開口模塊氣缸的活塞桿11帶動開口模塊推桿支架15朝開口模塊支架12的方向移動，從而使得粘性橡膠Ⅰ13和粘性橡膠Ⅱ14分別與果袋1兩側接觸，讓粘性橡膠與果袋1表面發生粘連，然后開口模塊氣缸10伸展，開口模塊推桿支架15遠離開口模塊支架12，果袋1兩側在粘連作用下分別隨粘性橡膠Ⅰ13和粘性橡膠Ⅱ14運動，完成開口工作。

熱封模塊3工作時，熱封模塊氣缸17帶動熱封模塊氣缸的活塞桿18收縮，熱封模塊氣缸的活塞桿18帶動熱封模塊推桿支架19朝熱封器Ⅰ16的方向移動，從而使得熱封器Ⅰ16和熱封器Ⅱ20與果袋1兩側接觸，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，裁剪模塊氣缸21帶動裁剪模塊氣缸的活塞桿22收縮，裁剪模塊氣缸的活塞桿22帶動裁剪模塊推桿支架23朝裁剪模塊支架26的方向移動，從而使得裁剪刀刃Ⅰ25和裁剪刀刃Ⅱ24相向而行，在兩個裁剪刀刃的作用下果袋1被剪斷，完成裁剪工作。

本發明的工作過程為：

農業機器人末端執行器作業時，機械臂將末端執行器送至果實位置正下方，將果袋1依次穿過2個橡膠滾輪6、裁剪模塊4、熱封模塊3和開口模塊2，開口模塊2開始工作，開口模塊2將果袋1袋口張開，果袋1袋口張開后機械臂帶動末端執行器向上運動使水果進入果袋1之中，待水果完全進入果袋1后開口模塊2閉合，熱封模塊3開始工作使果袋1上端封口；完成果袋1上端的封口工作后開口模塊2與熱封模塊3恢復初始張開狀態，機械臂帶動末端執行器向下運動，同時橡膠滾輪6在電機驅動下轉動，帶動果袋卷軸7轉動，供應足夠長度的果袋1。機械臂繼續下行，當熱封模塊3位于果實下端預定距離處，機械臂停止下行，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，完成一個果實的套袋作業。然后各功能模塊回復初始狀態，機械臂帶動末端執行器恢復初始狀態，進行下個果實的套袋作業。