一种农作物顶端优势去除装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种农作物顶端优势去除装置及方法，所述装置包括：光纤激光器组件、传输光纤、扩束准直组件以及F

【技术实现步骤摘要】
一种农作物顶端优势去除装置及方法


[0001]本专利技术涉及农业智能化领域，具体涉及一种农作物顶端优势去除装置及方法。

技术介绍

[0002]顶端优势指农作物的主茎顶端生长占优势，同时抑制着它下面邻近的侧芽生长，使侧芽处于休眠状态的现象，而为了促进侧芽发展，就需要去除顶端优势，来达到增产的目的。以农作物为例，农作物的顶端优势去除也是种植农作物过程中重要环节，是提高农作物产量、品质和经济效益的重要手段，也叫打顶。打顶是指在农作物生长的特定阶段抑制农作物顶端优势，减少无效蕾、花、果和枝叶对于水分和养分的消耗，促进旁枝果实生长，从而实现增产。随着生产力的不断发展，打顶过程也从原始的手工打顶逐渐被化学打顶和机械自动化打顶替代。
[0003]当前化学打顶方式虽然可以实现高效打顶且便于农民实施，但其受限于天气、土壤墒情等因素限制容易造成顶芽二次生长，引起农作物发育迟缓、成熟偏晚，同时化学药剂的使用也对生态环境、人体健康和农产品安全都造成了严重威胁。当前实际使用的机械自动化打顶仍然处在试验阶段，主要采用机械刀具，存在切割精度、对农作物顶芽周边组织伤害较大、容易引起切割部位感染、造成农作物减产、适应性较差等问题。
[0004]现有技术中激光刀具的应用未对激光束进行调制，多采用准直激光束，造成激光对于照射方向无差别伤害，使用过程中对农作物植株损伤较大，引起农作物大量减产。因此，切割精准、伤害范围小、打顶效率高的顶芽切割装置是十分必要的。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术存在对农作物顶芽周边组织伤害较大、容易引起切割部位感染、造成农作物减产的问题，本专利技术提出了以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种农作物顶端优势去除装置及方法。
[0006]依据本专利技术的一个方面，提供一种农作物顶端优势去除装置，所述装置包括：光纤激光器组件(1)、传输光纤(2)、扩束准直组件(3)以及F-θ镜(5)；所述光纤激光器组件(1)通过所述传输光纤(2)将激光束传入所述扩束准直组件(3)；所述扩束准直组件(3)依据所述F-θ镜(5)与农作物顶芽之间的距离调整所述激光束的发散角、腰斑半径及腰斑位置，使所述激光束经过F-θ镜(5)后聚焦到所需去除的农作物顶芽所在的区域(6)以去除农作物顶芽。
[0007]较佳的，所述装置还包括扫描振镜(4)；所述激光束经过扩束准直组件(3)后传入所述扫描振镜(4)，并通过所述扫描振镜(4)的转动以调整所述激光束的传输方向，使所述激光束在切割区域(7)内移动以去除农作物顶芽。
[0008]较佳的，所述切割区域(7)大于或等于所述农作物顶芽所在的区域(6)。
[0009]较佳的，所述光纤激光器组件(1)还用于通过所述传输光纤(2)将指示光传入所述扩束准直组件(3)；所述扩束准直组件(3)还用于对所述指示光进行调整后传入所述扫描振
镜(4)，并由所述扫描振镜(4)根据第一位置调整所述指示光的传输方向后，将所述指示光传入所述F-θ镜(5)并向农作物顶芽的方向照射以校准农作物顶芽与第一位置是否重叠，所述第一位置为所述农作物顶芽的预测位置，所述指示光为低能量可见光。
[0010]较佳的，所述装置还包括控制器，用于控制所述扩束准直组件(3)依据所述F-θ镜(5)与农作物顶芽之间的距离调整所述激光束的发散角、腰斑半径及腰斑位置以及控制所述扫描振镜(4)的转动。
[0011]根据本专利技术的另一个方面，还提供一种农作物顶端优势去除方法，所述方法应用于一种光纤激光装置，所述光纤激光装置包括：光纤激光器组件、传输光纤、扩束准直组件以及F-θ镜，所述方法包括：根据农作物顶芽的位置与F-θ镜之间的距离确定扩束准直组件的调制参数，所述调制参数至少包括如下之一：激光束的发散角、腰斑半径及腰斑位置；光纤激光器组件通过传输光纤将一束激光束传入扩束准直组件；扩束准直组件依据所述调制参数，使所述激光束经过F-θ镜后聚焦到所需去除的顶芽所在的区域以去除农作物顶芽。
[0012]优选的，所述激光束经过扩束准直组件后传入扫描振镜，并通过所述扫描振镜转动以调整所述激光束的传输方向，使所述激光束在切割区域内去除农作物顶芽。
[0013]优选的，切割区域的外光斑半径大于切割区域的半径。
[0014]优选的，所述光纤激光器组件通过所述传输光纤将一束激光束传入所述扩束准直组件前，所述方法还包括：校准农作物顶芽的位置。
[0015]优选的，校准农作物顶芽的位置具体包括：
[0016]所述光纤激光器组件通过所述传输光纤将指示光传入所述扩束准直组件中；所述扩束准直组件对所述指示光进行调整后传入所述扫描振镜，由所述扫描振镜根据第一位置调整所述指示光的传输方向后传入所述F-θ镜并向农作物顶芽的方向照射以校准农作物顶芽与第一位置是否重叠，所述第一位置为所述农作物顶芽的预测位置，所述指示光为低能量可见光。
[0017]本专利技术的农作物顶端优势去除装置及方法，通过高能量的激光进行精准切割，不会对切割区域外的农作物植株造成损伤，精准控制激光的作用范围和强度，提高了打顶效率，保护农作物等植株，增加农作物的产量和品质。
[0018]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例中一种农作物顶端优势去除装置的示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例中一种优选的农作物顶端优势去除装置的示意图；
[0022]图3为本专利技术实施例中一种农作物顶端优势去除方法的流程示意图。
[0023]【附图标记说明】
[0024]1、光纤激光器组件；2、传输光纤；3、扩束准直组件；4、扫描振镜；5、F-θ镜；6、所需去除的农作物顶芽所在的区域；7、切割区域。
具体实施方式
[0025]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农作物顶端优势去除装置，其特征在于，所述装置包括：光纤激光器组件(1)、传输光纤(2)、扩束准直组件(3)以及F-θ镜(5)；所述光纤激光器组件(1)通过所述传输光纤(2)将激光束传入所述扩束准直组件(3)；所述扩束准直组件(3)依据所述F-θ镜(5)与农作物顶芽之间的距离调整所述激光束的发散角、腰斑半径及腰斑位置，使所述激光束经过F-θ镜(5)后聚焦到所需去除的农作物顶芽所在的区域(6)以去除农作物顶芽。2.根据权利要求1所述的一种农作物顶端优势去除装置，其特征在于，所述装置还包括扫描振镜(4)；所述激光束经过扩束准直组件(3)后传入所述扫描振镜(4)，并通过所述扫描振镜(4)的转动以调整所述激光束的传输方向，使所述激光束在切割区域(7)内移动以去除农作物顶芽。3.根据权利要求2所述的一种农作物顶端优势去除装置，其特征在于，所述切割区域(7)大于或等于所述所需去除的农作物顶芽所在的区域(6)。4.根据权利要求2所述的一种农作物顶端优势去除装置，其特征在于，所述光纤激光器组件(1)还用于通过所述传输光纤(2)将指示光传入所述扩束准直组件(3)；所述扩束准直组件(3)还用于对所述指示光进行调整后传入所述扫描振镜(4)，并由所述扫描振镜(4)根据第一位置调整所述指示光的传输方向后，将所述指示光传入所述F-θ镜(5)并向农作物顶芽的方向照射以校准农作物顶芽与第一位置是否重叠，所述第一位置为所述农作物顶芽的预测位置，所述指示光为低能量可见光。5.根据权利要求2所述的一种农作物顶端优势去除装置，其特征在于，所述装置还包括控制器，用于控制所述扩束准直组件(3)依据所述F-θ镜(5)与农作物顶芽之间的距...

【专利技术属性】
技术研发人员：支辛蕾，李建亮，孙红胜，王加朋，杜继东，张玉国，
申请(专利权)人：北京振兴计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：