本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機械裝備，具體為一種罩籠式棉花打頂末端執(zhí)行器。

背景技術(shù)：

1、為了保證棉花產(chǎn)量，棉花打頂是一項不可或缺的管理措施。目前，棉花打頂有人工打頂、化學打頂、機械打頂三種方式。傳統(tǒng)的機械打頂主要使用圓盤刀和滾筒刀對頂芽進行一刀切式打頂，造成棉花頂芽過切漏切及對側(cè)枝側(cè)葉花蕾誤傷的現(xiàn)象，導致棉花產(chǎn)量下降。

2、已有發(fā)明專利（cn108370740b）公開了一種打頂末端執(zhí)行器以及含有該執(zhí)行器的打頂機，其通過剪切和氣吸實現(xiàn)頂芽的去除與回收，但其頂芽回收裝置處于開放狀態(tài)，該裝置可能面臨頂芽回收困難問題，同時該裝置的模塊化程度有較大提升空間。

3、已有發(fā)明專利（cn114568142b）公開了打頂?shù)毒?、打頂?zhí)行器及打頂方法，其通過驅(qū)動多刀片轉(zhuǎn)動形成張開閉合面對頂芽進行包圍與剪切進而實現(xiàn)頂芽去除，但其頂芽回收需要將打頂執(zhí)行器移至指定的頂芽回收位置，可能面臨打頂效率低的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種罩籠式棉花打頂末端執(zhí)行器，以實現(xiàn)棉花打頂作業(yè)的精準化以及頂芽回收的高效化。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種罩籠式棉花打頂末端執(zhí)行器，其特征在于：包括姿態(tài)調(diào)整模塊、打頂執(zhí)行模塊、頂芽罩、吸芽管罩、傳感器模塊；所述姿態(tài)調(diào)整模塊通過螺栓連接安裝于頂芽罩的頂面，所述打頂執(zhí)行模塊通過螺栓對稱安裝于頂芽罩的左右兩側(cè)面，所述吸芽管罩通過螺栓連接安裝于頂芽罩的前側(cè)面；

4、所述姿態(tài)調(diào)整模塊包括機械臂連接塊、旋轉(zhuǎn)伺服電機、俯仰伺服電機固定座、俯仰伺服電機、法蘭軸承、頂芽罩連接塊。機械臂連接塊上部設置有螺栓孔用于連接機械臂，機械臂連接塊底部加工有與旋轉(zhuǎn)伺服電機相配合的螺栓孔用于安裝固定旋轉(zhuǎn)伺服電機；旋轉(zhuǎn)伺服電機軸與俯仰伺服電機固定座通過螺栓連接；俯仰伺服電機固定座呈u型結(jié)構(gòu)，固定座左右兩側(cè)設置有螺栓孔分別用于連接俯仰伺服電機和頂芽罩連接塊；俯仰伺服電機通過螺栓固定安裝于俯仰伺服電機固定座的一側(cè)，俯仰伺服電機軸與頂芽罩連接塊通過螺栓連接，俯仰伺服電機固定座的另一側(cè)與頂芽罩連接塊通過法蘭軸承和螺栓連接；頂芽罩連接塊也呈u型結(jié)構(gòu)，其左右兩側(cè)通過螺栓分別連接俯仰伺服電機軸和俯仰伺服電機固定座，頂芽罩連接塊的底面與頂芽罩螺栓連接；姿態(tài)調(diào)整模塊能夠帶動頂芽罩實現(xiàn)水平旋轉(zhuǎn)運動和豎直俯仰運動；

5、所述打頂執(zhí)行模塊包括絲桿電機、絲桿、絲桿固定塊、絲桿滑臺、刀具、上側(cè)板、下蓋板；上側(cè)板固定連接在頂芽罩的左右兩側(cè)；絲桿電機與絲桿固定塊螺栓連接于上側(cè)板；絲桿與電機轉(zhuǎn)軸連接做旋轉(zhuǎn)運動；絲桿滑臺安裝于絲桿上，并在絲桿驅(qū)動下做直線運動，刀具同絲桿滑臺螺栓連接同步做直線運動。

6、所述傳感器模塊包括光電接近開關和矩形光纖傳感器，光電接近開關安裝于打頂執(zhí)行模塊下蓋板前側(cè)面，矩形光纖傳感器安裝于頂芽罩的前后兩側(cè)面。

7、作為優(yōu)選：所述頂芽罩為類似空心長方體去除底面的殼體，其頂面、左側(cè)面、右側(cè)面均為矩形，且左右側(cè)面尺寸相同，前后兩側(cè)面是由矩形和等腰三角形上下拼接組成的五邊形，等腰三角形的底邊與前后兩側(cè)面矩形下邊線相連，前后兩側(cè)面尺寸相同；頂芽罩前側(cè)面設置有開孔和螺栓孔，頂芽罩前側(cè)面與吸芽管罩螺栓連接，頂芽罩的后側(cè)面設置有大小相同，分布均勻的圓孔；頂芽罩的頂面和左右兩側(cè)面均設置有螺栓孔。采用以上結(jié)構(gòu)，便于在頂芽回收時，頂芽罩的后側(cè)面的圓孔與前側(cè)面的開孔形成氣流柱，將已剪切的頂芽可靠穩(wěn)定的吸入吸芽管罩內(nèi)，便于在作業(yè)維修時對各模塊進行快速更換，便于刀具與頂芽罩形成密閉空間。

8、作為優(yōu)選：所述吸芽管罩為一種漏斗式管道，吸芽管罩的頂芽吸入端開口面積大于頂芽輸出端開口面積；吸芽管罩與頂芽罩連接面設置有螺栓孔，安裝于頂芽罩的前側(cè)面。采用以上結(jié)構(gòu)，便于頂芽高效順利的回收。

9、作為優(yōu)選：頂芽罩與打頂執(zhí)行模塊、姿態(tài)調(diào)整模塊均使用沉頭螺栓連接，螺栓采用由內(nèi)向外的安裝方式，螺栓的桿部朝向頂芽罩的外側(cè)面。采用以上結(jié)構(gòu)，可以避免頂芽與頂芽罩內(nèi)螺栓的纏繞，影響頂芽回收效率。

10、作為優(yōu)選：所述左右兩側(cè)打頂執(zhí)行模塊下蓋板底面分別與頂芽罩底部開口左右兩切面平行，打頂執(zhí)行模塊左右對稱呈v型分布與頂芽罩兩側(cè)。采用以上結(jié)構(gòu)，打頂作業(yè)時，v型分布的打頂執(zhí)行模塊下蓋板可將棉花最高側(cè)葉和次高側(cè)葉壓彎與頂芽分離，使頂芽處于棉株最高點，便于實施精準打頂，避免對側(cè)枝側(cè)葉以及花蕾的誤傷。

11、作為優(yōu)選：所述左右兩側(cè)打頂執(zhí)行模塊刀具在剪切頂芽閉合時，與頂芽罩形成密閉空間。采用以上結(jié)構(gòu)，可以將已剪切的頂芽可靠穩(wěn)定的吸入吸芽管罩內(nèi)，完成頂芽回收。

12、作為優(yōu)選：所述打頂執(zhí)行模塊上側(cè)板設置有刀具滑槽。采用以上結(jié)構(gòu)，可以保證刀具在運動過程的平穩(wěn)可靠。

13、作為優(yōu)選：所述打頂執(zhí)行模塊絲桿電機內(nèi)置霍爾ab相編碼器和行星減速箱。采用以上結(jié)構(gòu)，可以增加電機輸出扭矩，便于對絲桿電機的控制。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

15、本發(fā)明提供的一種罩籠式棉花打頂末端執(zhí)行器，結(jié)構(gòu)新穎緊湊，模塊化程度較高，方案簡潔易于實現(xiàn)，可以實現(xiàn)對棉株頂芽的精準去除及頂芽的可靠回收；本發(fā)明的頂芽罩、吸芽管罩、姿態(tài)調(diào)整模塊、打頂執(zhí)行模塊均通過螺栓固定連接，在打頂作業(yè)過程中可以快速對各部件模塊進行更換維修，縮短維修時間提高執(zhí)行器作業(yè)效率；本發(fā)明在對頂芽剪切去除時，刀具與頂芽罩可以形成密閉的空間，頂芽罩的后側(cè)面的圓孔與前側(cè)面的開孔可以形成氣流柱，可以將已剪切的頂芽可靠穩(wěn)定的吸入吸芽管罩內(nèi)，完成頂芽回收；打頂執(zhí)行模塊的v型分布可以在執(zhí)行器靠近頂芽時將最高側(cè)枝和次高側(cè)枝與頂芽分離，提高打頂?shù)木珳市?，避免對?cè)枝側(cè)葉與花蕾的損傷；本發(fā)明的姿態(tài)調(diào)整模塊，通過旋轉(zhuǎn)伺服電機和俯仰伺服電機的驅(qū)動，可實現(xiàn)對水平旋轉(zhuǎn)運動和豎直俯仰運動，對各種姿態(tài)的頂芽實現(xiàn)精準打頂。

技術(shù)特征：

1.一種罩籠式棉花打頂末端執(zhí)行器，其特征在于：包括姿態(tài)調(diào)整模塊、打頂執(zhí)行模塊、頂芽罩（1）、吸芽管罩（2）、傳感器模塊；所述姿態(tài)調(diào)整模塊通過螺栓連接安裝于頂芽罩（1）的頂面，所述打頂執(zhí)行模塊通過螺栓對稱安裝于頂芽罩（1）的左右兩側(cè)面，所述吸芽管罩（2）通過螺栓連接安裝于頂芽罩（1）的前側(cè)面；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種罩籠式棉花打頂末端執(zhí)行器，其特征在于：所述頂芽罩（1）為類似空心長方體去除底面的殼體，其頂面、左側(cè)面、右側(cè)面均為矩形，且左右側(cè)面尺寸相同，前后兩側(cè)面是由矩形和等腰三角形上下拼接組成的五邊形，等腰三角形的底邊與前后兩側(cè)面矩形下邊線相連，前后兩側(cè)面尺寸相同；頂芽罩（1）前側(cè)面設置有開孔和螺栓孔，頂芽罩（1）前側(cè)面與吸芽管罩（2）螺栓連接，頂芽罩（1）的后側(cè)面設置有大小相同，分布均勻的圓孔；頂芽罩（1）的頂面和左右兩側(cè)面均設置有螺栓孔。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種罩籠式棉花打頂末端執(zhí)行器，其特征在于：所述吸芽管罩（2）為一種漏斗式管道，吸芽管罩（2）的頂芽吸入端開口面積大于頂芽輸出端開口面積；吸芽管罩（2）與頂芽罩（1）連接面設置有螺栓孔，安裝于頂芽罩（1）的前側(cè)面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種罩籠式棉花打頂末端執(zhí)行器，其特征在于：頂芽罩（1）與打頂執(zhí)行模塊、姿態(tài)調(diào)整模塊均使用沉頭螺栓連接，螺栓采用由內(nèi)向外的安裝方式，螺栓的桿部朝向頂芽罩（1）的外側(cè)面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種罩籠式棉花打頂末端執(zhí)行器，其特征在于：所述左右兩側(cè)打頂執(zhí)行模塊下蓋板（33）底面分別與頂芽罩（1）底部開口左右兩切面平行，打頂執(zhí)行模塊左右對稱呈v型分布與頂芽罩（1）兩側(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種罩籠式棉花打頂末端執(zhí)行器，其特征在于：所述左右兩側(cè)打頂執(zhí)行模塊刀具（34）在剪切頂芽閉合時，與頂芽罩（1）形成密閉空間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種罩籠式棉花打頂末端執(zhí)行器，其特征在于：所述打頂執(zhí)行模塊上側(cè)板（31）設置有刀具滑槽。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種罩籠式棉花打頂末端執(zhí)行器，其特征在于：所述打頂執(zhí)行模塊絲桿電機（32）內(nèi)置霍爾ab相編碼器和行星減速箱。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種罩籠式棉花打頂末端執(zhí)行器，該末端執(zhí)行器包括：姿態(tài)調(diào)整模塊、打頂執(zhí)行模塊、頂芽罩、吸芽管罩、傳感器模塊。姿態(tài)調(diào)整模塊包括與機械臂連接的機械臂連接塊，與機械臂連接塊固定連接的旋轉(zhuǎn)伺服電機，與旋轉(zhuǎn)伺服電機螺栓連接的俯仰伺服電機固定座，以及與仰伺服電機固定座相連接的俯仰伺服電機和頂芽罩連接塊；打頂執(zhí)行模塊包括與頂芽罩連接的上側(cè)板，與上側(cè)板固定連接的直線絲桿機構(gòu)，以及打頂?shù)毒吆拖律w板；頂芽罩通過螺栓與姿態(tài)調(diào)整模塊、打頂執(zhí)行模塊、吸芽管罩連接；本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎緊湊，模塊化程度較高，能夠精準可靠的去除并回收頂芽，降低打頂對棉株側(cè)枝側(cè)葉及花蕾的損傷。

技術(shù)研發(fā)人員：張宏文,侯玉強,陳立平,王蒙,王磊,支韶華,陳韋宇,張凱迪,徐國新,郭逸,呂海亮
受保護的技術(shù)使用者：石河子大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10