便携式激光除芽装置的制作方法

1.本发明属于农用激光除芽技术领域，具体涉及一种便携式激光除芽装置。


背景技术：

2.在农作物或蔬菜水果种植过程中，为了确保植株主干或已挂果部分的快速生长，需要不断除掉其它位置上长出的嫩芽，确保营养被植株主干或已挂果部分吸收，最大限度地保证营养的利用率。植物嫩芽在刚长出阶段，嫩芽根部或茎干较为脆弱，稍微用力即可将嫩芽掐断，如果破坏嫩芽的茎干或根部，嫩芽因缺少水分也会自然死亡，同样实现除芽功能。清除嫩芽时，种植人员需要长时间弯腰或登高寻找嫩芽，然后用手或工具将嫩芽一个一个地掐掉，劳动量大，清除效率低下。特别是在各类蔬菜种植过程中，嫩芽长出数量多，生长周期长，需要多次进行除芽作业，人力消耗大。随着人力成本的上升，此类工作的成本也相应上升。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的是提供一种激光切膜设备，用以解决现有技术中采用人工破坏薄膜方式，耗时耗力，效率低，成本高的问题。
4.本发明实施例提供了一种便携式激光除芽装置，包括：
5.视觉处理器，用于获取待去除植物嫩芽图像；识别需要去除的植物嫩芽位置；
6.激光器，用于发射激光，以去除植物嫩芽；
7.控制器，与所述视觉模块和所述激光器电连接，用于基于所述视觉处理器获取的图像数据识别所述植物嫩芽位置，并控制所述激光器发射激光，以去除植物嫩芽。
8.作为本发明的一个实施例，便携式激光除芽装置还包括：
9.操作枪，所述操作枪内部设置有腔室，以及设有与腔室连通的开口；
10.所述激光器的发射端设于所述腔室内部，所述激光器的发射端与所述开口相对设置，所述激光器通过所述开口将所述激光发射至所述植物嫩芽的根部或颈部；
11.所述视觉处理器设于在所述腔室内，且所述视觉处理器通过所述开口获取所述植物嫩芽图像。
12.作为本发明的一个实施例，所述视觉处理器包括：
13.第一反射镜片，所述第一反射镜片设于所述激光器和所述开口之间，并与所述激光束同轴设置，用于反射由开口摄入的经过植物嫩芽反射的可见光，所述第一反射镜片为半透射半反射镜片，能够穿过激光束，并反射可见光；
14.摄像镜头，用于接收由所述第一反射镜片反射的可见光，以获取所述植物嫩芽的图像。
15.作为本发明的一个实施例，便携式激光除芽装置还包括：
16.第二反射镜片，设于所述第一反射镜片和所述开口之间，并与所述激光束同轴设置，用于改变所述激光束的方向；
17.旋转电机，与所述第二反射镜片和所述控制器电连接，所述控制器在第一模式下，用于控制所述旋转第二反射镜片旋转，以控制所述激光束的发射方向。
18.作为本发明的一个实施例，便携式激光除芽装置还包括：
19.红光指示器，与所述控制器连接，所述控制器用于在第二模式下控制所述红光指示器发射红外光，且所述红外光与所述激光束同轴。
20.作为本发明的一个实施例，所述红光指示器包括：
21.第三反射镜片，所述第三反射镜片设于所述第一反射镜片和所述开口之间，并与所述激光束同轴设置，所述第三反射镜片能够穿过激光束，且能够反射红外光；
22.红外光发生器，与所述第三反射镜片相对设置，并与所述控制器电连接，所述控制器在第二模式下，控制所述红外光发生器向所述第三反射镜片发射红外光，所述红外光经所述第三反射镜片反射后与所述激光束同轴，且经所述开口射出。
23.作为本发明的一个实施例，所述操作枪上设有手柄，所述手柄上设有多个开关，所述控制器与多个所述开关电连接，所述控制器基于所述开关发送的信号，执行所述第一模式和第二模式的切换，以及激光的发射。
24.作为本发明的一个实施例，所述操作枪的所述开口处设有保护镜片，用于密封所述腔室。
25.作为本发明的一个实施例，便携式激光除芽装置，还包括：
26.背包，所述控制器、所述激光器的激光发生器设于所述背包内；
27.电池组，所述电池组设于所述背包内，用于向所述控制器提供电源。
28.作为本发明的一个实施例，所述背包上设有显示屏，用于对系统的参数进行设置和测试。
29.本发明实施例至少具有以下技术效果：
30.根据本发明实施例的便携式激光除芽装置，可通过视觉识别系统自动定位嫩芽位置，利用高能激光束将植物嫩芽从根部或茎干位置烧断，最终使得嫩芽死亡实现除芽功能。可替代现有人工掐芽工作，大大降低现有人工掐芽的工作量，提高除芽效率。
附图说明
31.图1为本发明实施例的便携式激光除芽装置的结构示意图；
32.图2为本发明实施例的操作枪及内部的结构示意图；
33.图3为本发明实施例的便携式激光除芽装置的结构示意图。
34.附图标记
35.便携式激光除芽装置100；
36.第一反射镜片11；摄像镜头12；
37.发射端21；激光发生器22；
38.第二反射镜片31；旋转电机32；
39.第三反射镜片41；红外光发生器42；
40.操作枪50；开关51；保护镜片52；
41.背包60；显示屏61；电池组62；控制器63；
42.线缆70。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.近年来，半导体激光器技术快速发展，激光器输出功率越来越大，激光器的体积越来越小，价格也越来越经济，多种因素促进了激光技术的广泛应用，特别是早期对设备价格敏感的行业或领域，也使得激光技术用于农业领域越来越成为可能。
45.因此，本发明提供一种便携式激光除芽装置，可通过视觉识别系统自动定位嫩芽位置，利用高能激光束将植物嫩芽从根部或茎干位置烧断，最终使得嫩芽死亡实现除芽功能。可替代现有人工掐芽工作，大大降低现有人工掐芽的工作量，提高除芽效率。
46.下面结合附图，对本技术实施例的便携式激光除芽装置进行详细说明。
47.如图1至图3所示，本发明实施例的便携式激光除芽装置100包括视觉处理器、激光器和控制器63。
48.具体地，视觉处理器用于获取待去除植物嫩芽图像，激光器用于发射激光，以去除植物嫩芽，控制器63与视觉模块和激光器电连接，用于基于视觉处理器获取的图像数据识别植物嫩芽位置，并控制激光器发射激光，以去除植物嫩芽。
49.也就是说，通过设置视觉处理器获取植物嫩芽图像，控制器63识别出植物嫩芽位置，再控制激光器发射高能量激光器将嫩芽去除。从而可替代现有人工掐芽工作，大大降低现有人工掐芽的工作量，提高除芽效率。
50.作为本发明的一个实施方式，便携式激光除芽装置100，还包括：操作枪50，操作枪50内部设置有腔室，以及设有与腔室连通的开口。激光器设于腔室内部，激光器的发射端21与开口相对设置，激光器通过开口将激光发射至植物嫩芽的根部或颈部。视觉处理器设于在腔室内，且视觉处理器通过开口获取植物嫩芽图像。
51.就是说，将操作枪50作为一个壳体，将视觉处理器和激光器容纳在操作枪50的腔室内。当激光器发射激光时，激光束从操作枪50的开口发射至开口朝向的指定位置。使用时，可以将操作枪50的开口端指向嫩芽位置，在发射激光时，可以将激光束照射在嫩芽的根、茎等指定位置，从而将嫩芽去除。
52.根据本发明的一个实施例，视觉处理器包括第一反射镜片11和摄像镜头12。其中，第一反射镜片11设于激光器和开口之间，并与激光束同轴设置，用于反射由开口摄入的经过植物嫩芽反射的可见光。需要说明的时，第一反射镜片11为半透射半反射镜片，能够穿过激光束，并反射可见光。摄像镜头12用于接收由第一反射镜片11反射的可见光，以获取植物嫩芽的图像。
53.如图2所示，摄像镜头12与激光束不同轴，第一反射镜片11与激光束同轴，因此，第一反射镜片11设置的一定的倾斜角度，以使得经过第一反射镜片11的可见光可以被反射到摄像镜头12处，从而获取嫩芽的图像。
54.根据本发明的一个实施例，便携式激光除芽装置100还包括激光方向控制器63，包括第二反射镜片31和旋转电机32。其中，第二反射镜片31设于第一反射镜片11和开口之间，并与激光束同轴设置，用于改变激光束的方向。旋转电机32与第二反射镜片31和控制器63
电连接，控制器63在第一模式下，用于控制旋转第二反射镜片31旋转，以控制激光束的发射方向。
55.也就是说，旋转电机32可以带动第二反射镜片31在较小的偏转范围内转动，用于控制系统自动改变激光束的照射方向，当系统设置为自动识别模式(第一模式)时，操作人员只需将操作枪50指向嫩芽的大概方向，控制器63自动利用视觉识别系统自动判断到嫩芽位置后，控制系统自动偏转镜片，将激光束指向嫩芽位置，然后激光去除。
56.优选的，旋转电机32可以是音圈电机，具有较小提及，可以带动第二反射镜片31在较小范围内旋转。
57.需要说明的是，第二反射镜片31可以穿过可见光，且可以反射激光的半透半反射镜片。
58.根据本发明的一个实施例，便携式激光除芽装置100还包括红光指示器，与控制器63连接，控制器63用于在第二模式下控制红光指示器发射红外光，且红外光与激光束同轴。
59.也就是说，在人工识别模式(第二模式)，旋转电机32停止工作，此时，由于激光束肉眼不可见，因此，控制器63通过红光指示器发射与激光束同轴的红光，从而提示操作者激光束能够照射的位置，便于用于识别，并精准除芽。
60.在本发明的一个实施例中便携式激光除芽装置100，红光指示器包括第三反射镜片41和红外光发生器42。第三反射镜片41设于第一反射镜片11和开口之间，并与激光束同轴设置，第三反射镜片41能够穿过激光束，且能够反射红外光。红外光发生器42与第三反射镜片41相对设置，并与控制器63电连接，控制器63在第二模式下，控制红外光发生器42向第三反射镜片41发射红外光，红外光经第三反射镜片41反射后与激光束同轴，且经开口射出。从而可以实现红外光与激光束同轴发射，引导用户将操作枪50的开口朝向嫩芽位置。
61.需要说明的是，在需要发射时，还可以通过再次按下开关，实现激光发射，或者通过开关来输入发射激光的指令信号等。本发明对此并不作为限定。
62.作为本发明的一个实施例，操作枪50上设有手柄，手柄上设有多个开关，控制器63与多个开关51电连接，以控制发射激光束，或切换第一模式和第二模式。例如，可以包括第一开关、第二开关和第三开关。在用户操作时，可以通过第一开关选择第一模式，通过第二开关选择第二模式，在不同的模式下，控制器63会根据不同模式，控制红光指示器是否要工作。从而便于用户根据需要调整所需要的模式，提高用户使用体验。此外，控制器63可以接收第三开关发射的信号，以控制激光器发射激光。用户可以根据需要按压对应的开关，且将开关设置在手柄上便于用户操作。
63.作为本发明的一个实施例，操作枪50的开口处设有保护镜片52，用于密封腔室。保护镜片52是透明镜片，所有的光都可以通过，防止外部杂物进入。
64.作为本发明的一个实施例便携式激光除芽装置100，还包括背包60和电池组62。控制器63和激光器的激光发生器22设于背包60内，激光发生器22用于将高能量的激光输送到发射端21，背包60内的各装置与操作枪50内的各部件通过线缆70电连接。电池组62设于背包60内，用于向控制器63提供电源。背包60便于用户携带，可以将装置的一部分背起来，手握操作枪50，从而便于携带和操作。
65.此外，背包60上设有显示屏61，用于对系统的参数进行设置和测试。
66.下面对本发明实施例的便携式激光除芽装置100的工作过程进行描述。
67.使用时，先通过背包60上的显示屏61(触摸屏)对系统进行参数设置和检测。在确定系统(控制器)正常后，将背包60背在背后，手持操作枪50，再目视找到嫩芽。将操作枪50指向嫩芽大概方向，操作枪50到嫩芽只需保持一定距离即可。如系统设置为自动识别模式(第一模式)，此时视觉识别系统自动识别嫩芽位置，然后控制红外光指向嫩芽根部。操作人员确认红光指示位置正确后，按下发射开关51，激光发射并烧断嫩芽根部或茎干。重复上述过程即可完成所有嫩芽清除工作。若用户想要通过手动模式除芽，可将系统设置为手动模式，此时视觉识别系统不工作，需要人工判断嫩芽根部位置，红光指向位置即为激光照射位置，此时操作人员根据自己的判断来按下发射按钮进行激光照射。
68.根据本发明实施例的便携式激光除芽装置100，可通过视觉识别系统自动定位嫩芽位置，利用高能激光束将植物嫩芽从根部或茎干位置烧断，最终使得嫩芽死亡实现除芽功能。可替代现有人工掐芽工作，大大降低现有人工掐芽的工作量，提高除芽效率。
69.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。