【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动控制，尤其涉及一种棉株顶尖切除的激光烧蚀系统。
技术介绍
1、棉株顶尖切除（即棉花打顶）是为了去掉顶端优势促进侧枝的生长，从而提高棉花产量。棉株顶尖切除是棉花整枝工作中的中心环节，通过去除顶芯可消除棉花顶端生长优势，调节体内水分养分等物质的运输方向，从而达到促进棉株早结铃、多结铃、减少脱落等效果，最终实现明显的增产增收目的。
2、现有的棉花打顶是基于棉花打顶机实现，具体通过棉花打顶机采用刀具对棉株顶尖进行切除。使用机械刀具的棉花打顶机，存在机械惯性大、响应慢的问题，不能根据作物的无序生长进行调整，容易对棉株造成额外损伤，无法实现对棉花打顶的精确控制。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，用于实现对棉花打顶的精确控制。
2、本专利技术提供一种棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，所述系统包括：发射激光单元、光束调控单元、云台定位单元、集成控制单元以及实时监控单元；
3、所述发射激光单元的激光输出头固定设置在所述云台定位单元上，用于待切除棉株顶尖烧蚀所需激光的发射，所述发射激光单元包括激光器、传输光纤以及激光输出头，所述发射激光单元的激光器基于台架置于所述待切除棉株上方或者基于台架置于所述待切除棉株侧面，所述激光器基于所述传输光纤与所述激光输出头相连；
4、所述光束调控单元与所述发射激光单元连接，用于对所述发射激光单元发射的激光聚焦位置及光斑形貌进行调控；
5、所述云台定位单元基于台架置于棉
6、所述实时监控单元用于在所述云台定位单元基于所述位置信息进行旋转移动之后，对准所述待切除棉株顶尖所在的茎秆位置，并对所述待切除棉株顶尖所在的茎秆烧蚀过程进行监控；
7、所述集成控制单元的第一端与所述发射激光单元连接，所述集成控制单元的第二端与所述云台定位单元连接，所述集成控制单元的第三端与所述光束调控单元连接，所述集成控制单元的第四端与所述实时监控单元连接，用于在所述云台定位单元基于所述位置信息进行旋转移动后，控制所述发射激光单元发射激光，以烧蚀所述待切除棉株顶尖所在的茎秆。
8、根据本专利技术提供的一种棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，所述云台定位单元的初始位置，位于所述待切除棉株中最高顶芯和最低顶芯之间，使得云台定位单元在运动调整范围内，发射激光的作用范围覆盖所述待切除棉株顶尖所在的茎秆区域。
9、根据本专利技术提供的一种棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，所述实时监控单元固定在所述云台定位单元上，使得激光烧蚀所述待切除棉株顶尖所在茎秆的作用位置，处于所述实时监控单元的相机的视场范围之内。
10、根据本专利技术提供的一种棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，所述实时监控单元还用于：
11、基于对所述待切除棉株顶尖所在的茎秆烧蚀过程的监控结果，向所述集成控制单元发送反馈调节信息，以使所述集成控制单元接收所述反馈调节信息后，基于所述光束调控单元对所述发射激光单元发射的激光聚焦位置及光斑形貌进行调控。
12、根据本专利技术提供的一种棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，所述实时监控单元包括相机和镜头，用于对激光烧蚀棉株顶尖所在茎秆的实时图像采集。
13、根据本专利技术提供的一种棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，所述集成控制单元还用于：
14、预先对激光输出参数、光束调控参数、云台定位参数以及监控设置参数进行设置，并在所述云台定位单元接收待切除棉株的位置信息后，控制云台定位单位的运动以及激光的发射。
15、根据本专利技术提供的一种棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，所述光束调控单元包括振镜以及光束整形元件，用于对顶尖所在茎秆上的目标作用位置处的聚焦特性及光斑形貌进行调控。
16、根据本专利技术提供的一种棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，所述光束调控单元具体用于：
17、基于对所述光束调控单元中振镜的可调控光斑形态的控制以及对所述光束调控单元中振镜参数的设定，控制发射激光的光束特性，使得对聚焦位置及对顶尖所在茎秆上目标作用位置处的光斑形貌进行调控。
18、根据本专利技术提供的一种棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，还包括：监控显示单元；
19、所述监控显示单元与所述实时监控单元连接，用于接收所述实时监控单元获取的监控信号，并对所述监控信号进行实时显示。
20、本专利技术提供的棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，采用激光在棉株外侧对顶芽所在的茎秆直接烧蚀切断的方式，实现自动对棉花打顶的精确控制，并解决了在棉株上方烧蚀顶芽处的棉芯和叶片时，需要大量试验进行打顶有效性的判断问题，以及烧蚀顶芯后存留黑色烧焦物对后续棉花采摘质量产生影响的问题，可极大提升棉花打顶的有效性和工作效率，有效降低研发成本和缩短研发的周期。
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1.一种用于棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，其特征在于，所述系统包括：发射激光单元、光束调控单元、云台定位单元、集成控制单元以及实时监控单元；
2.根据权利要求1所述的用于棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，其特征在于，所述云台定位单元的初始位置，位于所述待切除棉株中最高顶芯和最低顶芯之间，使得云台定位单元在运动调整范围内，发射激光的作用范围覆盖所述待切除棉株顶尖所在的茎秆区域。
3.根据权利要求1所述的用于棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，其特征在于，所述实时监控单元固定在所述云台定位单元上，使得激光烧蚀所述待切除棉株顶尖所在茎秆的作用位置，处于所述实时监控单元的相机的视场范围之内。
4.根据权利要求1所述的用于棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，其特征在于，所述实时监控单元还用于：
5.根据权利要求1所述的用于棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，其特征在于，所述实时监控单元包括相机和镜头，用于对激光烧蚀棉株顶尖所在茎秆的实时图像采集。
6.根据权利要求1所述的用于棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，其特征在于，所述集成控制单元还用于：
7.根据权
8.根据权利要求7所述的用于棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，其特征在于，所述光束调控单元具体用于：
9.根据权利要求1所述的用于棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，其特征在于，还包括：监控显示单元；
...【技术特征摘要】
1.一种用于棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，其特征在于，所述系统包括：发射激光单元、光束调控单元、云台定位单元、集成控制单元以及实时监控单元；
2.根据权利要求1所述的用于棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，其特征在于，所述云台定位单元的初始位置，位于所述待切除棉株中最高顶芯和最低顶芯之间，使得云台定位单元在运动调整范围内，发射激光的作用范围覆盖所述待切除棉株顶尖所在的茎秆区域。
3.根据权利要求1所述的用于棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，其特征在于，所述实时监控单元固定在所述云台定位单元上，使得激光烧蚀所述待切除棉株顶尖所在茎秆的作用位置，处于所述实时监控单元的相机的视场范围之内。
4.根据权利要求1所述的用于棉株顶尖切除的激光烧蚀系统，其特征在于，所述实...
【专利技术属性】
技术研发人员：聂树真，刘晓龙，宋官印，张兵，祁亚琴，陈正超，魏建军，周平，张鑫，段震宇，沈从举，谢宗铭，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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