[发明专利]基于分布式高能脉冲激光的橡胶树割胶方法

说明书

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种分布式高能脉冲激光的橡胶树割胶方法，通过激光器产生高能的激光源，并使用光纤作为激光传输的介质，通过光纤开关导出光纤中的激光，然后利用振镜来调节激光切割的位移和速度，通过使用双通道的双目相机采集橡胶树被切割位置的实时深度信息，并将采集的实时深度信息传送到控制系统，通过控制系统对信号的处理来对光纤开关做出打开或者闭合的指令，同时利用控制系统中的信号发生器来对振镜发出相应的指令，从而达到调节激光切割的位移和速度的目的，本专利使用分布式的激光切割方法，其自动化程度高，并且便于人们在切割过程中实时检测橡胶树被切割部位的深度信息，通过闭环控制系统能够及时对激光切割系统做出相应的调节，从而提升橡胶树割胶的生产效率。

技术领域

本发明专利属于激光技术领域，具体涉及一种基于分布式高能脉冲激光的橡胶树割胶方法。

背景技术

在橡胶树的应用领域，橡胶是橡胶树中最为重要的一项经济物质，天然橡胶因其具有很强的弹性和良好的绝缘性，可塑性，耐磨等特点，广泛地运用于工业、国防、交通、医疗等领域。伴随着人们对天然橡胶的需求量越来越大，一方面，人们已经研制出了各式各样的机械设备来对橡胶树进行切割作业，比如人们已经研发了一种便携式的橡胶树割胶机械装置，这种机械装置虽然节省了人力，但是其自动化程度不高，而且在工作的过程中难以控制橡胶树的切割深度。另一方面，伴随着人力成本的提高，一些企业研发了机器人自动割胶技术，这种机器人自动割胶的精准度比人工作业要高许多，不会对橡胶树的树皮造成明显的伤害，然而这种自动割胶的精准度依然没有达到理想的效果，如果能够再提升割胶的精准度，那么橡胶树的生产效率还能够得到进一步提升，并且传统式的割胶机械手也容易产生严重的磨损情况。

根据当下各种研究方法的不足，本文提出了一种分布式高能脉冲激光的橡胶树割胶方法，这种方法将激光切割技术和三维形貌检测技术有机结合，不仅仅能够实现橡胶树切割的智能控制，还能够对激光的切割深度进行精准检测，从而更好地提升橡胶树的寿命，提升橡胶树的橡胶产量，这种分布式激光切割技术安全稳定，自动化程度高，采用非接触式的切割方法能够利用双目相机对橡胶树切割的深度进行实时的检测，从而更加精准地进行割胶作业，这种分布式的激光割胶方式将光电技术和传统的橡胶树割胶产业相融合在一起，便于人们快速高效地进行橡胶树的割胶工作。

发明内容

本发明专利的目的是针对现有技术的不足，提出了一种利用基于分布式高能脉冲激光的橡胶树割胶方法，这种激光切割方法能够提升橡胶树割胶的切割精度，采用非接触式的切割方法更有利于切割装置的维护，还能够通过三维形貌检测技术来对橡胶树的切割状态实现实时的监测，这样人们就可以高效精准地进行橡胶树的橡胶切割作业。

本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案如下：本发明专利包含三大模块，分别是：激光光源模块，分布式激光切割模块和三维形貌检测模块，激光光源模块包括激光器，冷却系统，控制系统；分布式激光切割模块包括光纤，光纤开关，振镜和透镜；三维形貌检测模块包括成像系统和算法系统，激光光源模块内的激光器能够产生高能激光源，冷却系统能够给工作中的激光器起到降温的作用，控制系统由微型计算机和信号发生器组成，能够控制激光器、光纤开关、振镜，并能够处理双目相机所传输的实时信息，振镜电机能够调节振镜转动的角度，分布式激光切割模块中的光纤传输激光器所产生的激光信号，光纤开关能够起到导通或者关断激光到指定分布点的作用，激光经过振镜的反射并通过透镜来对橡胶树的树皮进行激光切割，三维形貌检测模块包括双目相机，特征匹配算法，双目成像算法，双目相机可以获得橡胶树激光切割位置的形貌，通过特征匹配算法可以获得双目相机在同个时间拍摄的两幅图片的特征匹配点，同时使用双目成像算法获取橡胶树被切割位置的深度信息。