CN111406564A - 一种葡萄自动套袋机及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种葡萄自动套袋机及工作方法，涉及农业果蔬机械领域，包括送袋机构、张袋机构、封袋机构和控制和驱动系统；封袋机构包括V型板、封口齿轮、捏袋夹手、电磁夹手；张袋机构包括外张袋板、内张袋板、舵机、吸盘；送袋机构包括水平送纸部分、倾斜送纸部分、送袋箱壳体；送袋机构通过送袋连接孔与张袋板底部连接孔用螺钉固接，封袋机构通过左右固定板与张袋机构中的张袋板上部的连接孔用螺钉固接。控制和驱动机构包括单片机、真空气泵、减速电机，光电传感器和接触开关，用于控制和驱动机器的工作。本发明还包括葡萄自动套袋机的工作方法，该自动套袋机采用拟人的套袋方式，套袋封口效果好，不需要对现有的果袋进行改造，套袋效率高。

Description

一种葡萄自动套袋机及工作方法

技术领域

本发明涉及农业果蔬机械领域，具体涉及一种葡萄自动套袋机及工作方法。

背景技术

随着生活水平的提高和健康意识的增强，人们对果品质量的要求越来越严格。套袋后的水果着色鲜亮，表面光洁，农药残留低，且套袋可使果园的商品率提高90％左右，对果实进行套袋是果农们的不二选择。但是现在的套袋方式仍是以人工为主，市面上的套袋机在封袋过程中大多是利用订书机对纸袋折叠装订，但订书机容易出现卡针现象，能够放置订书针的数量有限，装换订书针困难，影响效率；另一种是对铁丝进行弯折，这种套袋方式效果差，袋口易松动，常常需要人工二次检查。市面上的套袋机都需要对果袋进行改造，不能利用市面上通用的果袋，套袋效果基本不满足农艺的要求，且未见对葡萄套袋的装置，需要研发葡萄套袋装置。

发明内容

针对现有套袋机构封口效果差、效率低的问题，本发明模拟人工套袋动作，针对目前通用的葡萄果袋，提出葡萄拟人套袋的动作实现方式，设计实现叠放纸袋分离输送的送袋机构，平面纸袋张口的张袋机构以及纸袋封口机构，完成人工过程的取袋、张袋、捏袋、袋口收拢和缠绕铁丝的动作。

为了达到本发明的目的，本发明的技术方案是：

一种葡萄自动套袋机，包括送袋机构、张袋机构、封袋机构和控制与驱动机构；所述送袋机构将袋子输送到张袋机构，张袋机构将袋子张开后，待葡萄装进袋子后，通过封袋机构进行封装，从而实现对葡萄的自动套袋；所述控制与驱动机构用来控制送袋机构、张袋机构和封袋机构的工作。

进一步的，所述封袋机构包括双向丝杠，所述双向丝杠两端分别设置在左固定板和右固定板的上方，左固定板和右固定板的下方之间设置有导轨；所述导轨内滑动安装有左滑块和右滑块，所述双向丝杠上滑动安装有方形铜螺母Ⅰ和方形铜螺母Ⅱ；所述左滑块和方形铜螺母Ⅱ之间、右滑块与方形铜螺母Ⅰ之间均设置有支撑板，支撑板上左右对称设置有左V型板和右V型板，其中，左半齿轮通过轨道槽安装在左V型板上表面，右半齿轮通过轨道槽装在右V型板上表面，右半齿轮与小齿轮啮合；所述右半齿轮上设置有电磁夹手，捏袋左夹手和捏袋右夹手设置在支撑板上；伸缩电磁铁安装在左侧支撑板上，伸缩电磁铁上的挡片与左半齿轮接触；左半齿轮和右半齿轮在支撑板移动的过程中合并为一个圆齿轮，圆齿轮与小齿轮啮合，在小齿轮在封口电机的驱动下带动电磁夹手旋转，实现铁丝的缠绕，从而实现封袋。

进一步的，所述双向丝杠通过锥齿轮组带动旋转，锥齿轮组包括锥齿轮Ⅰ和锥齿轮Ⅱ，所述锥齿轮Ⅱ通过收袋电机驱动；所述锥齿轮Ⅰ通过键与双向丝杠连接。

进一步的，所述右滑块与左滑块相对的端面上装有接触开关。

进一步的，捏袋夹手包括捏袋左夹手和捏袋右夹手，且捏袋左夹手和捏袋右夹手结构相同，均包括铁片、固定摆臂、弹簧、浮动摆臂和电磁吸盘；所述铁片安装在固定摆臂的上侧，电磁吸盘安装在浮动摆臂的上侧，铁片与电磁吸盘的中心相对，浮动摆臂与固定摆臂末端铰接，中间通过弹簧连接。

进一步的，所述电磁夹手结构与捏袋夹手相同，只是将铁片材质换成塑料片。

进一步的，所述控制与驱动机构为单片机控制装置，单片机控制装置安装于送袋箱上壳的上方，通过连接线与送纸电机、封口电机、收袋电机、电磁夹手、伸缩电磁铁、接触开关、光电传感器相连接，控制执行机构的运动；真空气泵放置于机器外部，通过气管与机器上的吸盘相连接，通过真空产生负压，使纸袋张开；电池置于机器外部，用于给真空泵和单片机提供电源；封袋机构外壳还装有手动模式下启动、停止、复位以及开始封袋的按钮。

本发明还公开了一种葡萄自动套袋机工作方法，包括如下步骤：

步骤一：光电传感器Ⅰ检测无果袋，系统发出警报，检测到果袋水平送纸电机动作，带动水平第一搓纸轮和水平第二搓纸轮动作，果袋向前输送；

步骤二：光电传感器Ⅱ检测到果袋，竖向送纸电机动作，带动竖向第一送纸轮和竖向第二送纸轮向斜前方继续送袋，随后水平送纸电机停止送袋，光电传感器Ⅱ未检测到果袋，竖向送纸电机停止送袋；

步骤三：光电传感器Ⅲ检测到果袋，舵机和负压真空泵动作，舵机通过电机连接转臂和转动连接转臂带动内张袋板向中间运动，达到中间位置，吸盘吸住果袋，随后电机反向运动，果袋张开；

步骤四：果袋张开后，电磁夹手夹住铁丝，两个捏袋夹手分别捏住两侧的果袋，收袋电机动作，双向丝杠带动左V型板和右V型板从两侧向中间对果袋进行收拢；

步骤五：V型板运动到中间某一位置，左半齿轮与右半齿轮接触，接触开关响应，封口电机动作，小齿轮带动合并的左右齿轮旋转，从而电磁夹手上的铁丝围绕果袋旋转一周，完成封口，V型板复位，套袋完成。

相比现有技术，本发明的有益效果是：

1.针对通用的葡萄果袋，不需要对现有的果袋进行改造；

2.封口方式采用仿人工的封袋方式，不需要装夹订书钉，袋口不易松动，封口效果好，符合现在葡萄套袋的农艺要求。

3.本发明的每一个动作都有到位的检测装置，避免了动作没有到位进行下一个动作对纸袋的损伤，造成纸袋的浪费。

附图说明

图1是本发明一种葡萄自动套袋机的总体结构示意图；

图2是本发明一种葡萄自动套袋机封袋部分的结构示意图；

图3是本发明一种葡萄自动套袋机张袋部分的结构示意图；

图4是本发明一种葡萄自动套袋机送袋部分的结构示意图；

图5是本发明一种葡萄自动套袋机封袋夹手的结构示意图；

图6是本发明一种葡萄自动套袋机所用果袋的结构示意图；

图7是本发明一种葡萄自动套袋机张袋过程示意图；

图8是本发明一种葡萄自动套袋机封袋过程示意图一；

图9是本发明一种葡萄自动套袋机封袋过程示意图二；

附图标记如下：

1.封袋机构；2.张袋机构；3.送袋机构；1-1.锥齿轮Ⅰ；1-2.锥齿轮Ⅱ；1-3.收袋电机；1-4.电机支撑座；1-5.左固定板；1-6.左滑块；1-7.左半齿轮；1-8.左V型板；1-9.右V型板；1-10.接触开关；1-11.右滑块；1-12.导轨；1-13.右固定板；1-14.右半齿轮；1-15.小齿轮；1-16.电磁夹手；1-17.捏袋右夹手；1-18.封口电机；1-19.丝杠支撑座；1-20.方形铜螺母Ⅰ；1-21.捏袋左夹手；1-22.方形铜螺母Ⅱ；1-23.伸缩电磁铁；1-24.双向丝杠；2-1.外张袋板；2-2.内张袋板；2-3.吸盘；2-4.舵机；2-5.电机连接转臂；2-6.转动连接臂；2-7.支撑辊；2-8.张袋板底部连接孔；2-9.内板连接底座；2-10.光电传感器Ⅲ；2-11.张袋板上部连接孔；3-1.送袋箱上壳；3-2.竖向第一送纸轮；3-3.竖向第二送纸轮；3-4.电机传动齿轮Ⅱ；3-5.竖向送纸电机；3-6.送袋连接孔；3-7.光电传感器Ⅱ；3-8.出袋口；3-9.压袋板；3-10.送袋箱底壳；3-11.水平第一搓纸轮；3-12.水平第二搓纸轮；3-13.光电传感器Ⅰ；3-14.水平送纸电机；3-15.电机传动齿轮Ⅰ；3-16.连接轴；1-16-1.铁片/塑料板；1-16-2.固定摆臂；1-16-3.弹簧；1-16-4.浮动摆臂；1-16-5.电磁吸盘。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的

结合附图1所示，一种葡萄自动套袋机，包括送袋机构3、张袋机构2和封袋机构1；

所述的封袋机构1包括拢袋V型板，封口齿轮，捏袋夹手，电磁夹手，双向丝杠1-24，导轨滑块1-12；

所述的张袋机构2包括外张袋板2-1、内张袋板2-2、舵机2-4、吸盘2-3；

所述的送袋机构3包括水平搓纸送纸部分、倾斜送纸部分、送袋箱壳体。

所述送袋机构3通过送袋连接孔3-6与张袋板底部连接孔2-8用螺钉固接，所述的封袋机构通过左固定板1-5和右固定板1-13与张袋板上部连接孔2-11用螺钉固接。

如图2所示，所述的封袋机构1中的双向丝杠1-24通过丝杠支撑座1-19安装在左右固定板1-5或1-13两侧，锥齿轮Ⅰ1-1通过键安装在双向丝杠1-24左端，并与安装在收袋电机1-3上锥齿轮Ⅱ1-2相啮合，所述的收袋电机1-3通过电机支撑座1-19安装在左固定板1-5上，收袋电机通过锥齿轮Ⅰ和锥齿轮Ⅱ带动双向丝杠转动；

所述的导轨1-12安装在张袋机构2的外张袋板2-1内侧，其两端位于左右固定板中央，导轨1-12上装有左滑块1-6和右滑块1-11，右滑块1-11与左滑块1-6相对的端面上装有接触开关1-10。

所述的拢袋V型板由左V型板1-8和右V型板1-9组成，左右V型板对称布置，V型板的一端通过螺钉固接在方形铜螺母1-20或1-22的上表面，方形铜螺母装在双向丝杠1-24上，V型板的另一端装在滑块1-6或1-11上端，V型板在丝杆的驱动以及导轨滑块的支撑下从两侧端向中间位置往复运动。

所述的封口齿轮由左半齿轮1-7、右半齿轮1-8、小齿轮1-15以及封口电机1-18组成；

左半齿轮1-7通过轨道槽安装在左V型板1-8上表面，右半齿轮1-14通过轨道槽装在右V型板1-9上表面，右半齿轮1-14外侧与小齿轮1-15啮合，小齿轮1-15固接在封口电机1-18上，封口电机1-18固定在右V型板1-9下表面。

所述的电磁夹手1-16通过连接件固定在右半齿轮1-14的上表面，捏袋右夹手1-17固定在右V型板1-9的下表面中心位置，捏袋左夹手1-21固定在左V型板1-8的下表面中心位置，伸缩电磁铁1-23安装在左V型板1-8内侧，其上的挡片与左半齿轮1-7接触。

左半齿轮1-7和右半齿轮1-8在V型板移动的过程中合并为一个齿轮，其与小齿轮1-15啮合，在电机的驱动下带动装在齿轮上的电磁夹手1-16旋转，实现铁丝的缠绕。

结合附图5所示，所述的捏袋夹手包括铁片1-16-1、固定摆臂1-16-2、弹簧1-16-3、浮动摆臂1-16-4、电磁吸盘1-16-5，所述的铁片1-16-1安装在固定摆臂1-16-2的上侧，电磁吸盘1-16-5安装在浮动摆臂的上侧，铁片1-16-1与电磁吸盘1-16-5的中心相对，浮动摆臂1-16-4与固定摆臂1-16-2末端铰接，中间通过弹簧1-16-3连接，所述的电磁夹手结构与捏袋夹手相同，只是将1-16-1处的铁片换成塑料片。

结合附图3所示，所述的张袋机构中的两个外张袋板2-1固定在支撑辊2-7的两侧，两个内张袋板2-2通过支撑辊2-7安装在外张袋板2-1内侧，对称布置；

所述的舵机2-4固定在外张袋板2-1外侧，通过电机连接转臂2-5和转动连接臂2-6与内张袋板2-2上的内板连接底座2-9配合，带动内张袋板2-2可以水平往复运动；

所述的吸盘2-3安装在内张袋板2-2内侧上部，三个吸盘2-3呈正三角形分布，左右内张袋上的吸盘两两相对。

结合附图4所示，所述的送袋箱壳体包括送袋箱上壳3-1和送袋箱底壳3-10，二者通过尾部的连接轴3-16铰接，底壳可以上下摆动；

所述的水平搓纸送纸部分包括水平第一搓纸轮3-11和水平第二搓纸轮3-12，两者平行布置，安装在送袋箱底壳3-10的下表面，其上的辊轮通过箱体底部的开口从上表面露出1/3左右，水平送纸电机3-14安装在水平第一搓纸轮3-11和水平第二搓纸轮3-12中间位置，通过电机传动齿轮3-15带动两个搓纸轮同向转动；

所述的倾斜送纸部分包括竖向第一送纸轮3-2和竖向第二送纸轮3-3，两者平行布置，安装在送袋箱上壳3-1内侧前端，竖向送纸电机3-5通过电机传动齿轮Ⅱ3-4与竖向第二送纸轮上的齿轮啮合，带动竖向搓纸轮反向转动。

所述的单片机控制装置安装于送袋箱上壳3-1的上方，通过连接线与送纸电机3-5、封口电机1-18、收袋电机1-3、电磁夹手1-16、伸缩电磁铁1-23、接触开关1-10、光电传感器Ⅰ-Ⅲ相连接，控制执行机构的运动。所述的真空气泵放置于机器外部，通过气管与机器上的吸盘2-3相连接，通过真空产生负压，使纸袋张开。

所述的一种葡萄自动套袋机还设有设备供电的电源，以及套袋机启动、停止、复位的开关。

结合附图7、图8所示，所述的一种葡萄自动套袋机工作方法是：

步骤一：光电传感器Ⅰ3-13检测无果袋，系统发出警报，检测到果袋水平送纸电机3-14动作，带动水平第一搓纸轮3-11和水平第二搓纸轮3-12动作，果袋向前输送；

步骤二：光电传感器Ⅱ3-7检测到果袋，竖向送纸电机3-5动作，带动竖向第一送纸轮3-2和竖向第二送纸轮3-3向斜前方继续送袋，随后水平送纸电机3-14停止送袋，光电传感器Ⅱ3-7未检测到果袋，竖向送纸电机3-5停止送袋；

步骤三：光电传感器Ⅲ2-10检测到果袋，舵机2-4和负压真空泵动作，舵机2-4通过电机连接转臂2-5和转动连接转臂2-6带动内张袋板2-2向中间运动，达到中间位置，吸盘2-3吸住果袋，随后电机反向运动，果袋张开；

步骤四：果袋张开后，电磁夹手1-16夹住铁丝，两个捏袋夹手分别捏住两侧的果袋，收袋电机1-3动作，双向丝杠1-24带动左V型板1-8和右V型板1-9从两侧向中间对果袋进行收拢；

步骤五：V型板运动到中间某一位置，左半齿轮1-7与右半齿轮1-14接触，接触开关1-10响应，封口电机1-18动作，小齿轮1-15带动左右齿轮旋转，从电磁夹手1-16上的铁丝围绕果袋旋转一周，完成封口，V型板复位，套袋完成。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种葡萄自动套袋机，其特征在于，包括送袋机构(3)、张袋机构(2)、封袋机构(1)和控制与驱动机构；所述送袋机构(3)将袋子输送到张袋机构(2)，张袋机构(2)将袋子张开后，待葡萄装进袋子后，通过封袋机构(1)进行封装，从而实现对葡萄的自动套袋；所述控制与驱动机构用来控制送袋机构(3)、张袋机构(2)和封袋机构(1)的工作。

2.根据权利要求1所述的葡萄自动套袋机，其特征在于，所述封袋机构(1)包括双向丝杠(1-24)，所述双向丝杠(1-24)两端分别设置在左固定板(1-5)和右固定板(13)的上方，左固定板(1-5)和右固定板(13)的下方之间设置有导轨(1-12)；所述导轨(1-12)内滑动安装有左滑块(1-6)和右滑块(1-11)，所述双向丝杠(1-24)上滑动安装有方形铜螺母Ⅰ(1-20)和方形铜螺母Ⅱ(1-22)；所述左滑块(1-6)和方形铜螺母Ⅱ(1-22)之间、右滑块(1-11)与方形铜螺母Ⅰ(1-20)之间均设置有支撑板，支撑板上左右对称设置有左V型板(1-8)和右V型板(1-9)，其中，左半齿轮(1-7)通过轨道槽安装在左V型板(1-8)上表面，右半齿轮(1-14)通过轨道槽装在右V型板(1-9)上表面，右半齿轮(1-14)与小齿轮(1-15)啮合；所述右半齿轮(1-14)上设置有电磁夹手(1-16)，捏袋左夹手(1-21)和捏袋右夹手(1-17)设置在支撑板上；伸缩电磁铁(1-23)安装在左侧的支撑板上，伸缩电磁铁(1-23)上的挡片与左半齿轮(1-7)接触；左半齿轮(1-7)和右半齿轮(1-8)在支撑板移动的过程中合并为一个圆齿轮，圆齿轮与小齿轮(1-15)啮合，在小齿轮(1-15)在封口电机(1-18)的驱动下带动电磁夹手(1-16)旋转，实现铁丝的缠绕，从而实现封袋。

3.根据权利要求2所述的葡萄自动套袋机，其特征在于，所述双向丝杠(1-24)通过锥齿轮组带动旋转，锥齿轮组包括锥齿轮Ⅰ(1-1)和锥齿轮Ⅱ(1-2)，所述锥齿轮Ⅱ(1-2)通过收袋电机(1-3)驱动；所述锥齿轮Ⅰ(1-1)通过键与双向丝杠(1-24)连接。

4.根据权利要求2所述的葡萄自动套袋机，其特征在于，所述右滑块(1-11)与左滑块(1-6)相对的端面上装有接触开关(1-10)。

5.根据权利要求2所述的葡萄自动套袋机，其特征在于，捏袋夹手包括捏袋左夹手(1-21)和捏袋右夹手(1-17)，且捏袋左夹手(1-21)和捏袋右夹手(1-17)结构相同，均包括铁片(1-16-1)、固定摆臂(1-16-2)、弹簧(1-16-3)、浮动摆臂(1-16-4)和电磁吸盘(1-16-5)；所述铁片(1-16-1)安装在固定摆臂(1-16-2)的上侧，电磁吸盘(1-16-5)安装在浮动摆臂(1-16-4)的上侧，铁片(1-16-1)与电磁吸盘(1-16-5)的中心相对，浮动摆臂(1-16-4)与固定摆臂(1-16-2)末端铰接，中间通过弹簧(1-16-3)连接。

6.根据权利要求5所述的葡萄自动套袋机，其特征在于，所述电磁夹手(1-16)结构与捏袋夹手相同，只是将铁片(1-16-4)材质换成塑料片。

7.根据权利要求1所述的葡萄自动套袋机，其特征在于，所述控制与驱动机构为单片机控制装置，单片机控制装置安装于送袋箱上壳(3-1)的上方，通过连接线与送纸电机(3-5)、封口电机(1-18)、收袋电机(1-3)、电磁夹手(1-16)、伸缩电磁铁(1-23)、接触开关(1-10)、光电传感器相连接，控制执行机构的运动；真空气泵放置于机器外部，通过气管与机器上的吸盘(2-3)相连接，通过真空产生负压，使纸袋张开；电池置于机器外部，用于给真空泵和单片机提供电源；封袋机构(1)外壳还装有手动模式下启动、停止、复位以及开始封袋的按钮。

8.一种葡萄自动套袋机工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：光电传感器Ⅰ(3-13)检测无果袋，系统发出警报，检测到果袋，水平送纸电机(3-14)动作，带动水平第一搓纸轮(3-11)和水平第二搓纸轮(3-12)动作，果袋向前输送；

步骤二：光电传感器Ⅱ(3-7)检测到果袋，竖向送纸电机(3-5)动作，带动竖向第一送纸轮(3-2)和竖向第二送纸轮(3-3)向斜前方继续送袋，随后水平送纸电机(3-14)停止送袋，光电传感器Ⅱ(3-7)未检测到果袋，竖向送纸电机(3-5)停止送袋；

步骤三：光电传感器Ⅲ(2-10)检测到果袋，舵机(2-4)和负压真空泵动作，舵机(2-4)通过电机连接转臂(2-5)和转动连接转臂(2-6)带动内张袋板(2-2)向中间运动，达到中间位置，吸盘(2-3)吸住果袋，随后电机反向运动，果袋张开；

步骤四：果袋张开后，电磁夹手(1-16)夹住铁丝，两个捏袋夹手分别捏住两侧的果袋，收袋电机(1-3)动作，双向丝杠(1-24)带动左V型板(1-8)和右V型板(1-9)从两侧向中间对果袋进行收拢；

步骤五：左V型板(1-8)和右V型板(1-9)运动到中间某一位置，左半齿轮(1-7)与右半齿轮(1-14)接触，接触开关(1-10)响应，封口电机(1-18)动作，小齿轮(1-15)带动左右齿轮旋转，从而带动电磁夹手(1-16)上的铁丝旋转一周，完成封口，左V型板(1-8)和右V型板(1-9)复位，套袋完成。

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