手持式果树病斑激光清除机及其使用方法

1.本发明涉及一种手持式果树病斑激光清除机及其使用方法，属于果树保护设施技术领域。


背景技术：

2.果树的病斑，除了采用人工刮除及喷药之外，专利cn201711014070.2公开了一种果树皮层激光杀菌方法，其利用纵、横两束激光扫描杀灭果树皮层病斑组织中的全部病菌。由此可知，利用激光可以清除果树皮层内的病菌。而随着技术的进步，点阵激光不仅可以用作皮肤的护理，高强度的激光炮还可以实现砍树、切割等用途。关键在于调节好激光的功率，并彻底解决果树的病害。尚需要一种优化结构的清除机，能够便于单人操作的清除机，在清除病菌的同时完成测距的动作。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种手持式果树病斑激光清除机及其使用方法，通过增加辅助装置，实现卡爪的角度调节适合不同生长位置的果树；调整光斑的角度和强度，实现病斑的快速治疗；通过相机模块的识别，对准病斑进行清理，节省能量。
4.本发明所述的技术方案为：
5.一种手持式果树病斑激光清除机，包括激光器的主体，主体包括位于其下部的开关和可更换电池模块、位于其末端的激光头，主体的前端还设置有辅助装置，辅助装置包括：
6.相机模块，位于激光头的上部，朝向前方设置，用于拍摄树干照片并反馈果树上的病斑位置；
7.角度调节机构，位于辅助装置的后端，包括调节把手、连接杆、调节板和卡爪，连接杆分别连接调节把手和调节板，卡爪铰接于调节板上；调节把手带动连接杆翘起，从而带动调节板上的卡爪松开，调整卡爪开口的朝向，用于调整卡爪角度使其更好的贴近树干；
8.光斑调节器，位于辅助装置的中部，包括偏振镜，以及驱动偏振镜三自由度调整的运动机构，偏振镜用于接收相机模块的病斑位置并调整激光的出射方向；
9.激光头，分为激光矩阵、激光炮，用于果树不同病斑的灼烧清除。
10.优选地，所述开关包括主体开关、位于主体开关侧部的强度调节开关、位于可更换电池模块外部的电池更换开关，其中：
11.主体开关与手指的食指相配合，强度调节开关竖向设置于拇指对应的握持方向，电池更换开关按压后朝向后方打开更换可更换电池模块。
12.优选地，所述主体包括控制器和激光发生器，控制器通过相机模块采集果树图像并识别病斑位置，启动激光发生器并驱动运动机构调整光斑调节器的出射方向，激光头发出激光灼烧对应位置的病斑；通过拇指调整强度调节开关，从而通过控制器控制激光发生器的功率，调节灼烧病斑的激光强度。
13.优选地，所述卡爪呈u型设置，激光头设置于卡爪内侧；卡爪抵靠于果树上，并通过角度调节机构手动调整卡爪的方向。
14.优选地，所述辅助装置前方下部设置有倾斜面，来回摆动的卡爪限位于倾斜面内；卡爪与调节板上的齿轮机构相连，通过按压调节把手松开卡爪后，卡爪利用齿轮机构进行角度调整；松开按压调节把手，卡爪的角度固定。
15.优选地，所述卡爪的内缘设置有耐高温涂层；射穿果树后激光位置始终落入卡爪范围内。
16.优选地，所述主体与辅助装置之间设置有卡接轴，卡接轴用于防护激光管。
17.本发明另外的技术方案为：
18.一种手持式果树病斑激光清除机的使用方法，包括如下步骤：
19.s1：调整卡爪的角度：按压调节把手，通过连接杆翘起调节板，从而让调节板上的卡爪松开；手动调整卡爪的角度，使卡爪与待清除果树相配合；
20.s2：果树病斑的识别：启动主体开关，相机模块拍摄果树图像，并通过控制器进行病斑位置识别，相机模块停止工作；
21.s3：光斑方向的调节：控制器调整运动机构的空间位置，从而带动位于运动机构上的偏振镜的位置，激光通过光斑调节器后改变出射方向，使激光准确落在病斑位置上；
22.s4：激光强度的调节：根据激光对病斑的灼烧情况，通过波动位于拇指位置的强度调节开关，通过控制器控制激光发生器的功率，激光头出射的激光强度发生对应变化，从而调节病斑的灼烧程度。
23.本发明的有益效果是：本发明所述的手持式果树病斑激光清除机及其使用方法，根据病害在果树上的高度，以及病害的强弱，决定采用激光炮还是激光矩阵；利用相机模块判断病斑的程度，判断是否砍伐或者选择激光清除，从而通过光斑调节器调节激光的角度，通过强度调节开关调节激光的强度；利用主体与辅助装置一体式设置，整个过程单人单手即可操作。
附图说明
24.图1是本发明的内部结构示意图之一。
25.图2是本发明的内部结构示意图之二。
26.图3是本发明的外部结构示意图。
27.图4是卡爪调节后的结构示意图。
28.图中：1、主体；2、开关；21、主体开关；22、强度调节开关；23、电池更换开关；3、可更换电池模块；4、激光发生器；5、光斑调节器；6、相机模块；7、卡爪；8、角度调节机构；81、调节把手；82、连接杆；83、调节板；9、激光头；10、握持部；11、显示器。
具体实施方式
29.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。
30.实施例1：
31.如图1至图4所示，本发明所述的手持式果树病斑激光清除机，包括激光器的主体
1，主体1包括位于其下部的开关2和可更换电池模块3、位于其末端的激光头9，主体1的前端还设置有辅助装置，辅助装置包括：
32.相机模块6，位于激光头9的上部，朝向前方设置，用于拍摄树干照片并反馈果树上的病斑位置；
33.角度调节机构8，位于辅助装置的后端，包括调节把手81、连接杆82、调节板83和卡爪7，连接杆82分别连接调节把手81和调节板83，卡爪7铰接于调节板83上；调节把手81带动连接杆82翘起，从而带动调节板83上的卡爪7松开，调整卡爪7开口的朝向，用于调整卡爪7角度使其更好的贴近树干；
34.光斑调节器5，位于辅助装置的中部，包括偏振镜，以及驱动偏振镜三自由度调整的运动机构，偏振镜用于接收相机模块6的病斑位置并调整激光的出射方向；
35.激光头9，分为激光矩阵、激光炮，用于果树不同病斑的灼烧清除。本发明根据病害在果树上的高度，以及病害的强弱，决定采用激光炮还是激光矩阵；利用相机模块6判断病斑的程度，判断是否砍伐或者选择激光清除。
36.优选地，所述开关2包括主体开关21、位于主体开关21侧部的强度调节开关22、位于可更换电池模块3外部的电池更换开关23，其中：
37.主体开关21与手指的食指相配合，强度调节开关22竖向设置于拇指对应的握持方向，电池更换开关23按压后朝向后方打开更换可更换电池模块3。
38.优选地，所述主体1包括控制器和激光发生器4，控制器通过相机模块6采集果树图像并识别病斑位置，启动激光发生器4并驱动运动机构调整光斑调节器5的出射方向，激光头9发出激光灼烧对应位置的病斑；通过拇指调整强度调节开关22，从而通过控制器控制激光发生器4的功率，调节灼烧病斑的激光强度。
39.优选地，所述卡爪7呈u型设置，激光头9设置于卡爪7内侧；卡爪7抵靠于果树上，并通过角度调节机构8手动调整卡爪7的方向。
40.优选地，所述辅助装置前方下部设置有倾斜面，来回摆动的卡爪7限位于倾斜面内；卡爪7与调节板83上的齿轮机构相连，通过按压调节把手81松开卡爪7后，卡爪7利用齿轮机构进行角度调整；松开按压调节把手81，卡爪7的角度固定。
41.优选地，所述卡爪7的内缘设置有耐高温涂层；射穿果树后激光位置始终落入卡爪7范围内。
42.优选地，所述主体1与辅助装置之间设置有卡接轴，卡接轴用于防护激光管。
43.需要说明的是：运动调节机构为现有技术，其通过驱动电机分别控制三个方向的丝杠进行动作，丝杠带动位于底座上的偏振镜进行位置变化，从而调整激光的方向。
44.主体1的上表面设置有显示器11，显示器11与控制器相连，显示器11用于显示激光的功率、激光的强度、病斑的大小、电池容量等信息。
45.实施例2：
46.在实施例1的基础上，本发明提供了一种手持式果树病斑激光清除机的使用方法，包括如下步骤：
47.s1：调整卡爪7的角度：按压调节把手81，通过连接杆82翘起调节板83，从而让调节板83上的卡爪7松开；手动调整卡爪7的角度，使卡爪7与待清除果树相配合；
48.s2：果树病斑的识别：启动主体开关21，相机模块6拍摄果树图像，并通过控制器进
行病斑位置识别，相机模块6停止工作；
49.s3：光斑方向的调节：控制器调整运动机构的空间位置，从而带动位于运动机构上的偏振镜的位置，激光通过光斑调节器5后改变出射方向，使激光准确落在病斑位置上；
50.s4：激光强度的调节：根据激光对病斑的灼烧情况，通过波动位于拇指位置的强度调节开关22，通过控制器控制激光发生器4的功率，激光头9出射的激光强度发生对应变化，从而调节病斑的灼烧程度。
51.本发明通过光斑调节器5调节激光的角度，通过强度调节开关22调节激光的强度；利用主体1与辅助装置一体式设置，整个过程单人单手即可操作。本发明可广泛运用于果树保护设施场合。

技术特征：
1.一种手持式果树病斑激光清除机，包括激光器的主体(1)，主体(1)包括位于其下部的开关(2)和可更换电池模块(3)、位于其末端的激光头(9)，其特征在于，主体(1)的前端还设置有辅助装置，辅助装置包括：相机模块(6)，位于激光头(9)的上部，朝向前方设置，用于拍摄树干照片并反馈果树上的病斑位置；角度调节机构(8)，位于辅助装置的后端，包括调节把手(81)、连接杆(82)、调节板(83)和卡爪(7)，连接杆(82)分别连接调节把手(81)和调节板(83)，卡爪(7)铰接于调节板(83)上；调节把手(81)带动连接杆(82)翘起，从而带动调节板(83)上的卡爪(7)松开，调整卡爪(7)开口的朝向，用于调整卡爪(7)角度使其更好的贴近树干；光斑调节器(5)，位于辅助装置的中部，包括偏振镜，以及驱动偏振镜三自由度调整的运动机构，偏振镜用于接收相机模块(6)的病斑位置并调整激光的出射方向；激光头(9)，分为激光矩阵、激光炮，用于果树不同病斑的灼烧清除。2.根据权利要求1所述的手持式果树病斑激光清除机，其特征在于，所述开关(2)包括主体开关(21)、位于主体开关(21)侧部的强度调节开关(22)、位于可更换电池模块(3)外部的电池更换开关(23)，其中：主体开关(21)与手指的食指相配合，强度调节开关(22)竖向设置于拇指对应的握持方向，电池更换开关(23)按压后朝向后方打开更换可更换电池模块(3)。3.根据权利要求1所述的手持式果树病斑激光清除机，其特征在于，所述主体(1)包括控制器和激光发生器(4)，控制器通过相机模块(6)采集果树图像并识别病斑位置，启动激光发生器(4)并驱动运动机构调整光斑调节器(5)的出射方向，激光头(9)发出激光灼烧对应位置的病斑；通过拇指调整强度调节开关(22)，从而通过控制器控制激光发生器(4)的功率，调节灼烧病斑的激光强度。4.根据权利要求1所述的手持式果树病斑激光清除机，其特征在于，所述卡爪(7)呈u型设置，激光头(9)设置于卡爪(7)内侧；卡爪(7)抵靠于果树上，并通过角度调节机构(8)手动调整卡爪(7)的方向。5.根据权利要求1或4所述的手持式果树病斑激光清除机，其特征在于，所述辅助装置前方下部设置有倾斜面，来回摆动的卡爪(7)限位于倾斜面内；卡爪(7)与调节板(83)上的齿轮机构相连，通过按压调节把手(81)松开卡爪(7)后，卡爪(7)利用齿轮机构进行角度调整；松开按压调节把手(81)，卡爪(7)的角度固定。6.根据权利要求5所述的手持式果树病斑激光清除机，其特征在于，所述卡爪(7)的内缘设置有耐高温涂层；射穿果树后激光位置始终落入卡爪(7)范围内。7.根据权利要求1或3所述的手持式果树病斑激光清除机，其特征在于，所述主体(1)与辅助装置之间设置有卡接轴，卡接轴用于防护激光管。8.一种手持式果树病斑激光清除机的使用方法，运用如权利要求1-7任意一项所述的手持式果树病斑激光清除机，其特征在于，包括如下步骤：s1：调整卡爪(7)的角度：按压调节把手(81)，通过连接杆(82)翘起调节板(83)，从而让调节板(83)上的卡爪(7)松开；手动调整卡爪(7)的角度，使卡爪(7)与待清除果树相配合；s2：果树病斑的识别：启动主体开关(21)，相机模块(6)拍摄果树图像，并通过控制器进行病斑位置识别，相机模块(6)停止工作；
s3：光斑方向的调节：控制器调整运动机构的空间位置，从而带动位于运动机构上的偏振镜的位置，激光通过光斑调节器(5)后改变出射方向，使激光准确落在病斑位置上；s4：激光强度的调节：根据激光对病斑的灼烧情况，通过波动位于拇指位置的强度调节开关(22)，通过控制器控制激光发生器(4)的功率，激光头(9)出射的激光强度发生对应变化，从而调节病斑的灼烧程度。

技术总结
本发明涉及一种手持式果树病斑激光清除机及其使用方法，属于果树保护设施技术领域。本发明包括激光器的主体，主体包括位于其下部的开关和可更换电池模块、位于其末端的激光头，主体的前端还设置有辅助装置，辅助装置包括：相机模块位于激光头的上部，朝向前方设置；角度调节机构位于辅助装置的后端，包括调节把手、连接杆、调节板和卡爪；光斑调节器位于辅助装置的中部，包括偏振镜，以及驱动偏振镜三自由度调整的运动机构；激光头分为激光矩阵、激光炮。本发明通过增加辅助装置，实现卡爪的角度调节适合不同生长位置的果树；调整光斑的角度和强度，实现病斑的快速治疗；通过相机模块的识别，对准病斑进行清理，节省能量。节省能量。节省能量。


技术研发人员：孙吉禄 李磊 于福顺 张蕊芬 侯君合 焦功强 王军伟 刘玲 刘方新 逄超
受保护的技术使用者：青岛市农业科学研究院（山东省农业科学院青岛市分院）
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/9/9