CN106376539A - 一种便携式激光灭虫的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式激光灭虫的装置及其方法,所述的装置包括对称旋臂(1)、中轴棒结构(2)、微处理器(3)、引诱装置、电动马达(4)、电源(44)、声波传感器(5)、定位装置和射杀装置;对称旋臂(1)包括主旋臂(1‑1)和副旋臂(1‑2);所述的主旋臂(1‑1)和副旋臂(1‑2)分别与中轴棒结构(2)连接;声波传感器(5)、引诱装置、电动马达(4)和电源(44)均设置在中轴棒结构(2)上,定位装置、微处理器(3)和射杀装置设置在对称旋臂(1)上;一种装置的方法包括引诱步骤、定位步骤和射杀步骤,同时还有防误伤的方法。本发明功耗低,使用范围广,射杀率高,易于携带实现无害化杀灭蚊蝇。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光除虫领域,特别涉及一种便携式激光灭虫的装置及其方法。
背景技术
在人类生活的广大区域,尤其在广大农村地区,蚊蝇滋生不仅严重影响人们的日常生活,更造成了传染性疾病的广泛传播,据世界卫生组织统计,由于蚊蝇传播的疾病每年造成约200万人的死亡,同时各国为此在卫生治理和医疗方面的投入巨大,蚊蝇防治是全人类长期以来共同面临的问题。
目前除杀蚊蝇有以下技术方案:
1、采用药剂除杀,如蚊香、喷雾剂和苍蝇药等,通过蚊蝇食用有毒药剂或麻醉机体使其死亡,由于化学药剂或多或少会对人体有害,而且捕杀的蚊蝇处理不当易造成二次污染,化学药剂进入土壤会对环境造成长久危害,同时长期用药剂捕杀会使蚊蝇产生耐药性,使蝇蚊杀灭效果不断降低。
2、吸引捕杀方案,通过光、气等诱饵吸引蚊蝇到捕杀区,实施捕杀有两种方式:
(1)、用电击将蚊蝇烧死,电击往往将蚊蝇烧焦,产生声响和难闻的气味,产生高压电装置需要市电供电,耗电且通用性差。
(2)、用风扇制造强气流将蚊子吸附,并长时间保持吸附状态使之风干而死,但强气流吸附对苍蝇捕杀效果不大。由于吸附气流开口小,捕杀蚊子效率较低,同时强力风扇电机运转的能耗较大。
因为母蚊很少具有趋光性,因此采用紫外光吸引的除杀方案对吸血的蚊子基本没有作用。
3、强力粘胶方案,通过在粘贴纸上涂有强力胶及食物将降落在其上的苍蝇粘吸,由于粘胶的作用有限,只有对降落在粘贴纸上的部分苍蝇有作用,除杀效率很低,且诱饵仅为苍蝇喜欢的食物,对蚊子没有粘附作用。
4、激光灭蚊器方案,该方案类似于军事武器中激光炮的微缩版,目前市场上未有产品使用,处于概念或原型产品阶段,该方案为在一定的空间区域内探测蚊蝇,并进行跟踪定位,用激光束将其杀死,从该原型产品技术特点来看,存在以下问题或不足:
(1)在数十米范围内定位和瞄准一只飞行的蚊子,对相关设备技术要求高,成本较高;
(2)电子系统实现远距离射杀所需能耗较高,且装置体积较大,通用性和便携性受到影响;
(3)在较大范围内杀死的蚊蝇随意跌落,对尸体的收集及打扫形成很大的困难,遗留的尸体会对环境造成污染。
(4)在周围有遮挡或狭小空间内,由于蚊蝇分布数量小,该装置射杀蚊蝇的效率会大大降低;
(5)若背景有易燃物,激光束的漏射极容易点燃易燃物发生火灾。
因此需要一种对上述问题进行改善的除杀蚊蝇的装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种便携式激光灭虫的装置及其方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:它包括对称旋臂、中轴棒结构、微处理器、引诱装置、电动马达、电源、声波传感器、定位装置和射杀装置;所述的对称旋臂包括主旋臂和副旋臂;所述的主旋臂和副旋臂分别与中轴棒结构连接;所述的声波传感器、引诱装置、电动马达和电源均设置在中轴棒结构上,所述的对称旋臂上设置有圆弧槽,所述的定位装置、微处理器和射杀装置设置在对称旋臂1上;所述的定位装置包括一字线激光器和光电感应微管阵列;所述的射杀装置包括主激光器和发射镜头;所述的主激光器与发射镜头的入射端相连,并且所述的主激光器的轴线与发射镜头的轴线位于同一直线上;所述的光电感应微管阵列和发射镜头互相平行;
所述的电源与微处理器的第一输入端相连;所述的光电感应微管阵列与微处理器的第二输入端相连,所述的声波传感器的第三输入端与微处理器相连;
所述的主激光器与微处理器的第一输出端相连,所述的一字线激光器与微处理器的第二输出端相连,所述的电动马达与微处理器的第三输出端相连,所述的发射镜头与微处理器的第四输出端相连;
所述的引诱装置与微处理器双向连接。
所述的一字线激光器发射一字激光窄束,所述的一字激光窄束的一条边缘向下与对称旋臂旋转面垂直,另一条边缘与对称旋臂呈一定角度角,并且所述的一字线激光发出的一字激光窄束与光电感应微管阵列的在同一个平面上。
所述的中轴棒结构设置有固定装置。
所述的光电感应微管阵列包括多个光电感应微管,固定于主旋臂的下侧圆弧槽内,光电感应微管之间互相平行且其轴线与对称旋臂垂直,所述的光电感应微管采用密封设计,其下端口覆盖透明玻璃保护薄片,上端口设置有光敏元件;所述的光敏元件与微处理器的光电感应输入端相连。
所述的发射镜头的上端固定在主旋臂的下侧圆弧槽内,所述的发射镜头的内部包括多个发射腔,各发射腔之间贯通;所述的发射镜头安装并固定在主旋臂的圆弧槽内,所述的发射镜头设置有入射窗口和反射窗口;所述的入射窗口设置在发射镜头的靠近主激光器的侧面上;所述的反射窗口位于各发射腔与中轴棒结构轴线垂直的下底面上;
发射腔中设置有薄钢片电极、充当旋转轴的磁性圆柱、反射镜、阻挡坎、凸透镜和凹透镜;
所述的薄钢片电极紧贴于发射腔的顶面,所述的薄钢片电极底面的一端有圆形凹槽,所述的磁性圆柱字吸附在圆形凹槽内;
所述的反射镜为镀有反光膜的金属薄片;所述的反射镜一端通过磁性圆柱吸附在发射腔上顶部的薄钢片电极上;
所述的电磁铁设置在发射腔的顶部;所述的阻挡坎设置在发射腔内与入射窗口和反射窗口同时垂直的侧面上,用于限定反射镜与腔体上顶面的最大角度为45度;
其中,离主激光器最远端的发射腔中的反射镜固定在阻挡坎上;其余的发射腔的上部设有用于驱动反射镜的电磁铁。
所述的引诱装置包括以下的紫外光灯管和气体引诱装置中的一种和多种。
所述的气体引诱装置包括加热罐、加热体、导管、剂量提示灯、剂量传感器、节流阀和排气孔,所述的剂量传感器与微处理器的输入端相连,所述的加热体和剂量提示灯与微处理器的输出端相连。
所述的主激光器、发射镜头与微管阵列设置在主旋臂的圆弧槽内;所述的微处理器设置在副旋臂内部,所述的副旋臂上还设置有备用电源;
所述的中轴棒结构内部分为六个空腔即第一空腔~第六空腔,所述的第一空腔内安装有导电滑环;
所述的主激光器、发射镜头与微管阵列设置在主旋臂的圆弧槽内;所述的微处理器设置在主旋臂内部,所述的副旋臂上还设置有备用电源;
所述的中轴棒结构的轴心上设置有连接轴,所述的中轴棒结构内部分为六个空腔即第一空腔~第六空腔;
所述的第一空腔内安装有轴承和导电滑环,所述的第二空腔内安装有电动马达;
所述的电动马达的输出轴上安装有齿轮;
所述的轴承分为外环、滚珠圈和内环;
所述的轴承的外环的下面安装固定有内齿圈,所述的内齿圈与输出轴上安装有齿轮互相咬合;
所述的导电滑环分为滑环定子与滑环转子;
所述的滑环定子固定在内环上,所述的滑环转子与轴承的外环焊接,所述的连接轴穿过滑环转子与固定装置相连,所述滑环转子的内径大于连接轴,所述的轴承的外环上焊接有连接对称旋臂的固定轴;
所述的第三空腔内设置安装有电源,所述的第四空腔内有声波传感器,所述的第五空腔内设置有导管、节流阀和外部相通的排气孔;所述的第六空腔内安装有加热罐,所述的加热罐内设置有电加热体和剂量传感器;所述的导管将加热罐和排气孔相连,所述的导管上安装有节流阀;在所述的第六空腔的下面还设置有紫外光灯管;
所述的导电滑环在滑环定子上设置有滑环输入端,在滑环转子上设置有滑环输出端;
所述的导电滑环用于中轴棒结构上的装置与对称旋臂上的装置电气信息传输,所述的滑环输入端与安装在中轴棒结构上的装置相连,所述的滑环输出端与安装在对称旋臂上的装置相连;
所述的微处理器的第一输入端与电源之间通过导电滑环连接,所述的微处理器的第三输入端与声波传感器之间通过导电滑环连接,所述的微处理器的第四输入端与剂量传感器之间通过导电滑环连接;
所述的微处理器的第三输出端与电动马达之间通过导电滑环连接,所述的微处理器的第六输出端与加热体之间通过导电滑环连接;
所述的微处理器的第一输出端与主激光器连接,所述的微处理器的第二输出端与一字线激光器之间连接,所述的微处理器的第四输出端与发射镜头中的电磁铁之间连接,所述的微处理器的第五输出端与剂量提示灯之间连接,所述的微处理的第七输出端与电源提示灯之间连接。
一种便携式激光灭虫的装置的方法,其特征在于:它包括以下步骤:
S1.蚊蝇引诱步骤:引诱装置将蚊蝇引诱至装置对称旋臂扫描区域;
S2.装置启动步骤:微处理器通过中轴棒结构上的声波传感器探测到蚊蝇进入探测区域时,微处理器向电动马达和定位装置发送启动指令,使对称旋臂处于旋转状态,一字线激光器发射一字激光窄束;
S3. 蚊蝇定位步骤:随着对称旋臂的旋转,一字线激光器发射的一字激光窄束掠过蚊蝇,蚊蝇的身体将一字激光窄束漫反射到光电感应微管中,光电感应微管将电信号发送至微处理器;
S4.蚊蝇击杀步骤:微处理器接收到电信号并进行分析,分别向对应位置的发射腔的电磁铁的回路发送控制指令使对应的电磁铁通电,将反射镜驱动至阻挡坎处,同时控制其余发射腔的电磁铁反向通电,使电磁铁的磁极相反,从而将反射镜吸附在薄钢片电极上,然后微处理器向主激光器发送发射指令,主激光器发射激光束,经发射腔反射到达蚊蝇位置将其射杀。
需要对另一位置的蚊蝇进行射杀步骤时,微处理器向之前位置的发射腔的电磁铁的回路发送控制指令使对应的电磁铁反向通电,使电磁铁的磁极相反,从而将反射镜吸附在薄钢片电极上,同时向分别向另一位置的发射腔的电磁铁的回路发送控制指令使对应的电磁铁通电,将反射镜吸附在阻挡坎上;接着微处理器向主激光器发送发射指令,主激光器发射激光束,经发射腔反射到达蚊蝇位置将其射杀。
所述的引诱步骤包括以下的一种或多种:
(1)光引诱:紫外灯管发出对蚊蝇具有吸引效果的紫外光;
(2)加热罐、排气孔构成的气体引诱装置:加热罐中的加热体处于加热状态,防止于加热罐中的诱饵受热分解,产生的而气体经导管由排气孔排出。
所述的气体引诱装置还包括一个设置于导管上的节流阀;所述的蚊蝇引诱步骤还包括模拟动物呼吸步骤,所述的模拟动物呼吸步骤为:加热体诱饵使得其发生化学反应生成混合气体,混合气体经密封的加热罐导入导管中,当导管中气压高于预设值,节流阀处于开启状态,产生的气体经导管由排气孔排出,低于预设值,节流阀处于关闭状态,等到气压恢复再次开启,由此来模拟动物的呼吸频率。
所述的蚊蝇引诱步骤还包括补料提示步骤,所述的补料提示步骤为;当微处理器通过剂量传感器感知到加热罐内的诱饵不足时,向加热体发出停止加热指令,同时向LED指示灯发出发光指令,通过剂量提示灯发光来提示用户加热罐中的诱饵不足,需要添加诱饵。
所述的方法还包括防误伤步骤,通过判别飞虫翅膀震动频率和飞虫尺寸,当飞虫进入探测区域时,声波传感器探测到的声波频率在目标飞虫翅膀扇动声音的特征频率范围内,微处理器执行射杀步骤的指令;当声波传感器探测到的声波频率不在目标飞虫翅膀扇动声音的特征频率范围内,微处理器将不会发出执行射杀步骤的指令;并且当定位装置中的超过一定数量的光电感应微管同时接收到反射光时,微处理器即判别进入射杀范围的物体尺寸超过目标飞虫的特征尺寸,将不发出执行射杀步骤的指令,反之执行射杀指令。
所述的方法还包括装置自动休眠的方法:当声波传感器在一定时间内未探测到飞虫的翅膀振动发出的声波时,微处理器向电动马达和定位装置发送停止工作指令,电动马达和定位装置在接收到指令后停止工作。
所述的方法还包括一个在S1步骤之前安装步骤与在S4步骤之后的收纳步骤,所述的安装步骤为,将本装置通过固定装置固定,然后将对称旋臂从中轴棒结构两侧展开,展开后与中轴棒结构垂直,然后本装置开始工作;所述的收纳步骤为当装置处于停止工作的状态下将对称旋臂折叠至中轴棒结构上,并将中轴棒结构上的紫外光灯管容纳于对称旋臂上的圆弧槽内,然后将装置收纳于收纳装置中。
本发明的有益效果是:
(1)解决目前采用化学药剂除杀蚊蝇带来的对人体和环境污染问题,实现无害化杀灭蚊蝇;
(2)解决很多捕杀装置不兼备蚊子和苍蝇共同捕杀的功能,既能够除杀蚊子尤其是吸血的母蚊,又能够除杀苍蝇;
(3)解决现有除杀蚊蝇方案中效率不高的问题,提供较大的除杀区,可使飞入其中的蚊蝇除杀率接近100%;
(4)解决现有除杀蚊蝇装置能耗较高且需要接市供电,体积较大且不够便携,装置通用性差,使用范围受限,设计了靠电池供电,能够在户外等较多场合使用的除杀蚊蝇装置;
(5)解决现有蚊蝇除杀装置存在燃烧或高压电等带来的火灾或触电等安全隐患,使用更为安全。
(6)利用仿生学对蚊蝇提高对蚊蝇的引诱作用,以及提高对蚊蝇振翅频率所发出的声波的识别能力。
附图说明
图1为本发明结构方框图;
图2为本发明光电感应微管阵列示意图;
图3为本发明发射镜头示意图;
图4为本发明光电感应微管阵列与发射镜头在圆弧槽内排列示意图;
图5为本发明光电感应微管阵列与发射镜头排列仰视图;
图6为本发明距离主激光器最近的发射腔结构图;
图7为本发明处于中间的发射腔结构图;
图8为本发明距离主激光器最远的发射腔结构图;
图9为本发明阻挡坎示意图;
图10为本发明反射镜、薄钢片电极和磁性圆柱连接示意图;
图11为本发明导电滑环示意图;
图12为本发明元件连接示意图;
图13为本发明方法流程图;
图14为本发明折叠示意图;
图15为本发明加热罐与节流阀示意图;
图16为本发明导电滑环与轴承连接剖面示意图;
图17为本发明固定轴示意图;
图18为本发明阻尼装置示意图;
图19为本发明定位原理示意图;
图20为本发明正五棱柱示意图;
图21为本发明无滑环设计剖面图;
图22为本发明挡板示意图;
图中,1-对称旋臂,2-中轴棒结构,3-微处理器,4-电动马达,5-声波传感器,6-一字线激光器,7-加热罐,8-排气孔,9-紫外光灯管,10-主激光器,11-加热体,12-导管,13- 剂量提示灯,14- 剂量传感器,15-节流阀,17-导电滑环,18-轴承,19-第一空腔,20-第二空腔,21-第三空腔,22-第四空腔,23-第五空腔,24-第六空腔,25-内齿圈,26-备用电源,27-光电感应微管, 28-玻璃保护薄片,29-光敏元件,30-发射腔,31-入射窗口,32-反射窗口,33-电源提示灯,34-磁性圆柱,35-反射镜,36-阻挡坎,37-凸透镜,38-凹透镜,39-电磁铁,40-电源开关,41-圆形凹槽,42-薄钢片电极,43-发射镜头,44-电源, 46-固定装置,47-输出轴,48-阻尼装置,49-契合棒,1-1-主旋臂,1-2副旋臂,2-1连接轴,7-1-加料管,7-2-过滤膜,7-3-支架,7-4-密封盖,7-5-通气孔,16-1-固定棒,16-2-固定孔,17-1-滑环定子,17-2-滑环转子,17-1-3-滑环输入端,17-1-4-滑环输出端,18-1外环,18-2-滚珠圈,18-3-内环,48-1-滚珠,48-2-弹簧,48-3-外壳,49-吊耳,50-压板,51-插槽,52-第二电极。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案:如图1所示,一种便携式激光灭虫的装置,它包括对称旋臂1、中轴棒结构2、微处理器3、引诱装置、电动马达4、电源44、声波传感器5、定位装置和射杀装置;所述的对称旋臂1包括主旋臂1-1和副旋臂1-2;所述的主旋臂1-1和副旋臂1-2分别与中轴棒结构2连接;所述的声波传感器5、引诱装置、电动马达4和电源44均设置在中轴棒结构2上;
所述的对称旋臂1上设置有圆弧槽,所述的定位装置、微处理器3和射杀装置设置在对称旋臂1上;所述的定位装置包括一字线激光器6和光电感应微管阵列;所述的射杀装置包括主激光器10和发射镜头43;所述的主激光器10与发射镜头43的入射端相连,并且所述的主激光器10的轴线与发射镜头43的轴线位于同一直线上;所述的光电感应微管阵列和发射镜头43互相平行;
在本实施例中所述的主激光器10为红光主激光器,可发射约100mw的红光激光束,所述的定位装置和射杀装置设置在主旋臂1-1的圆弧槽内;所述的微处理器3安装并固定在副旋臂1-2的内部;在主旋臂1-2的上表面安装并固有电源提示灯33,在主旋臂1-1和副旋臂1-2靠近中轴棒结构2的一端上分别加工有固定孔16-2。
所述的电源44与微处理器3的第一输入端相连;所述的光电感应微管阵列与微处理器3的第二输入端相连,所述的声波传感器5与微处理器3的第三输入端相连,所述的电源开关40与微处理器3的第五输入端连接;
所述的主激光器10与微处理器的第一输出端相连,所述的一字线激光器6与微处理器3的第二输出端相连,所述的电动马达4与微处理器3的第三输出端相连,所述的发射镜头43与微处理器3的第四输出端相连,所述的电源提示灯33与微处理器3的第七输出端相连;
所述的引诱装置与微处理器3双向连接。
所述的一字线激光器6发射一字激光窄束,所述的一字激光窄束的一条边缘向下与对称旋臂1旋转面垂直,另一条边缘与对称旋臂1呈一定角度角,在本实施例中该角度为60°~80°,并且所述的一字线激光发出的一字激光窄束与光电感应微管阵列的在同一个平面上。
如图2所示,所述的光电感应微管阵列包括多个光电感应微管27,光电感应微管阵列的上端固定于主旋臂1-1的下侧圆弧槽内,光电感应微管27之间互相平行且其轴线与对称旋臂1垂直,所述的光电感应微管27采用密封设计,其下端口覆盖透明玻璃保护薄片28,上端口设置有光敏元件29;所述的光敏元件29与微处理器3的光电感应输入端相连,在本实施例中光电感应微管27内径约0.5mm,长约5mm,间距相等约为5mm。
该光电感应微管27特性为:当点光源位于其轴线上时,其发出的光线才能到达其底部,否则只能照射到内壁上。内壁涂有吸光材料,以免光线经反射后到达底部造成干扰。
在本实施例中,光电感应微管27的内壁涂有吸光材料,只有延光电感应微管27的轴线射入的光线能到达其底部的光敏元件29,否则只能照射到内壁上,被吸光材料所吸收,由于光线强度越强,光敏元件29感应电流越大,光敏元件29将感应的微弱电流信号发送至微处理器3,由于环境光的存在,所以光敏元件29的感应电流一直存在,一旦光敏元件29接收到有环境光以外的光线,光敏元件29的感应电流增加。
光电感应微管27及其光敏元件29定位的原理为:光电感应微管阵列自中轴棒结构2端或远离中轴棒结构2起,自序号1开始依次排列,每个光电感应微管27及其光敏元件29对应一个唯一的序号。
如图19所示,当有蚊蝇被一字线激光器6发出的一字激光窄束掠过时,蚊蝇身体对该光束的漫反射,部分反射光会传递到光电感应微管阵列,由上述可知只有延着光敏元件29的轴线射入的光线能到达其底部的光敏元件29,光敏元件29的感应电流增加,此时接收到反射光的光电感应微管27与蚊蝇在水平面上的投影相重合,从而完成对蚊蝇的定位。
如图3所示,所述的发射镜头43包括多个发射腔30;如图4所示,所述的发射镜头43安装并固定在主旋臂1-1的圆弧槽内,如图6,图7和图8所示,所述的发射镜头43设置有入射窗口31和反射窗口32;
在本实施例中,所述的入射窗口31设置在发射镜头43的靠近主激光器10的侧面的几何中心上;所述的反射窗口位于各发射腔与中轴棒结构轴线垂直的下底面上;
发射腔30中设置有薄钢片电极42、充当旋转轴的磁性圆柱34、反射镜35、阻挡坎36、凸透镜37和凹透镜38;
如图10所示,所述的薄钢片电极42紧贴于发射腔30的顶面,所述的薄钢片电极42底面的一端有圆形凹槽41,所述的磁性圆柱34字吸附在圆形凹槽41内;在本实施例中所述的圆形凹槽截面圆半径约为磁性圆柱的3倍,其长度略大于磁性圆柱34,使端头保持一定的空隙,其深度约为磁性圆柱34半径的一半,磁性圆柱34直径略大于反射镜35的厚度,亦具有磁性,吸附在顶部金属片上与之配合的浅凹槽内,磁性圆柱34作为反射镜35与薄钢片电极42之间的旋转轴,该磁性吸附旋转轴能够较其他转轴轴承形式具有结构简单,摩擦力低的特点。
所述的反射镜35为镀有反光膜的金属薄片;所述的反射镜35一端通过磁性圆柱34吸附在发射腔30上顶部的薄钢片电极42上;所述的凸透镜37和凹透镜38由上到下安装在发射腔30的反射窗口32里,同时具有密封作用,能够防止灰尘进入发射腔30,避免光能的衰减,同时将发射腔30内抽成真空状态。
所述的电磁铁39设置在发射腔30的顶部;如图9所示,所述的阻挡坎36设置在发射腔内30与入射窗口31和反射窗口32同时垂直的侧面上上,用于限定反射镜35与腔体上顶面的最大角度为45度;
如图3和图8所示,在距离主激光器最远端的发射腔42中的反射镜35固定在阻挡坎36上,在其余的发射腔30中,反射镜35的一端与磁性圆柱34相连,发射腔30的上部设有用于驱动反射镜35另一端的电磁铁39。
磁性圆柱34的磁性较强,而反射镜35为镀有反光膜的金属薄片,其磁性较弱,薄钢片电极42无磁性,所述的磁性圆柱34和金属薄片为钢材质,由于钢属于硬磁性物质,当其磁化后不易退磁,磁性较强,磁性不易消失,因此在电磁铁39的反复变换磁性作用下,磁性圆柱34及反射镜35的磁性不会消失,由于反射镜35的弱磁性作用,在电磁铁39不通电时,其磁力刚好能够使其克服重力,吸附在顶部的薄钢片电极42上。
当电磁铁39通电后,当电流方向使电磁铁39与反射镜相对侧的磁极极性相同,由于同性相斥,瞬时强电流使电磁铁39产生很强的排斥磁力,使反射镜35绕磁性圆柱34旋转至的阻挡坎36处使反射镜35与入射光线呈45°,使其能够使反射光线垂直向下射出,并且由于发射腔30内部为真空状态以及采用磁性圆柱34作为旋转轴,减少了反射镜35的偏转时所受到的空气阻力和摩擦力,使得反射镜35偏转更加迅速快捷。
在本实施例中,所述的阻挡坎36上布置有第二电极52,需要注意的是因为在距离主激光器10最远的发射腔30中的反射镜35固定在阻挡坎36上,所以在距离主激光器10最远的发射腔30中的阻挡坎36并未设置第二电极52,
所述的第二电极52与反射镜35的配合起开关通路电流作用,反射镜35处在第二电极52与薄钢片电极42之间,其在不反射状态时,两电极断开,在反射状态时,两电极接通,则反射镜35又构成一个状态传感器,微处理器3能够判别反射镜35的状态,将两个电极形成的回路电流信号发送至微处理器3,控制主激光器10的发射,即只有发射腔30中的反射镜在反射状态下主激光器10才会发射激光束。
上述通过电极接通状态控制主激光器10的发射主要分为两种情况:
(1)若与距离主激光器10最远的发射腔30对应编号的光电感应微管27感应到蚊蝇的身体漫反射的光线,因为在距离主激光器10最远的发射腔30中的反射镜35固定在阻挡坎36上,并且距该发射腔30中的阻挡坎36并未设置第二电极52,所以上述的第二电极52与薄钢片电极42之间的回路并未处于导通状态,在这种情况下,微处理器3将直接控制主激光器10发射激光束。
(2)若其他的光电感应微管27感应到蚊蝇的身体漫反射的光线,微处理器3将检测与其对应编号的发射腔30中第二电极52与薄钢片电极42之间的回路是否处于导通状态,若是则控制主激光器10发射激光束,若不是则不发射。
在完成本次激光发射后,反射镜35要快速归位,以不影响其他发射腔30发射时的光通路,但仅依靠反射镜35的弱磁性与顶部薄钢片电极42的吸引力远不能达到快速归位的力量,因此仍需要电磁铁39介入,此时通入较之前相反的强电流,使电磁铁39与反射镜35相对侧的磁极极性相反,根据异性相吸,反射镜35被快速吸引归位。
由于反射镜35的偏转依靠电磁力的驱动,每个发射头单元的顶部有电磁铁39,电磁铁39的磁力线束中心处于反射镜35离磁性圆柱34约2/3处的正上端,该位置能够使电磁铁39提供最有效的旋转力矩,并且不会致于使磁性圆柱34吸附发生脱离。每个电磁铁39均由微处理器4独立控制,在同一时间,只有一个电磁铁39动作仅使一个反射镜发生向下偏转至45°角的发射状态,也就是说可以独立控制光束由其中一个激光反射腔发出。
在本实施例中主激光器10发出的光束直径约4mm,经发射腔30反射和聚焦,使聚焦光束沿垂直于对称旋臂1的方向发出,每个发射腔30之间的反射窗口32间距相等且不大于5mm,如图4和图5所示,发射镜头43与光电感应微管阵列平行并等长,它们之间的间距不大于5mm,并且对称悬臂1的旋转方向由光电感应微管阵列指向。
在本实施例中所述的发射镜头43的编号方式与光电感应阵列的编号方式相同,即每个发射腔30对应一个唯一的序号,发射镜头43自中轴棒结构端2或远离中轴棒结构2端起,发射腔30自序号1开始依次排列,则每个发射腔30对应一个唯一的序号并与光电感应微管27的序号相对应,光电感应微管27的个数与发射腔30的个数相同,均为16。
所述的引诱装置包括以下的紫外光灯管9和气体引诱装置中的一种和多种。
所述的气体引诱装置包括加热罐7、加热体11、导管12、剂量提示灯13、剂量传感器14、节流阀15和排气孔8,所述的剂量传感器14与微处理器3的输入端相连,所述的加热体11和剂量提示灯13与微处理器3的输出端相连。
所述的主激光器10、发射镜头43与微管阵列设置在主旋臂1-1的圆弧槽内;所述的微处理器3设置在副旋臂1-2内部,所述的副旋臂1-2上还设置有备用电源26;
如图16所示和图1所示,所述的中轴棒结构2的轴心线上设置有连接轴2-1,所述的中轴棒结构2内部分为六个空腔即第一空腔19~第六空腔24;
如图16所示,所述的第一空腔19内安装有轴承18和导电滑环17,导电滑环17结构如图11所示,所述的第二空腔20内安装有电动马达4;
所述的电动马达4的输出轴47上安装有齿轮;
所述的轴承18分为外18-1、滚珠圈18-2和内环18-3;
所述的轴承18的外环18-1的下面安装固定有内齿圈25,所述的内齿圈25与输出轴47上安装有齿轮互相咬合,输出轴47的齿轮作为主动轮,内齿圈25作为从动轮,并且内齿圈25的直径大于齿轮的直径,起到减速作用;
所述的导电滑环17分为滑环定子17-1与滑环转子17-2;
所述的滑环定子17-1固定在内环18-3上,所述的滑环转子17-2与轴承18的外环18-1焊接,所述的连接轴2-1穿过滑环转子17-2与固定装置46相连,所述滑环转子17-2的内径大于连接轴2-1,所述的轴承18-1的外环18-1上焊接有连接对称旋臂1的固定轴16-1,如图17所示;
如图1所示所述的第三空腔24内设置安装有电源44,所述的第四空腔21内有声波传感器5,所述的第五空腔22内设置有导管12、节流阀15和外部相通的排气孔8;所述的第六空腔23内安装有加热罐7,所述的加热罐7内设置有电加热体11和剂量传感器14;所述的导管12将加热罐7和排气孔8相连,所述的导管12上安装有节流阀15;在所述的第六空腔24的下面还设置有紫外光灯管9;
如图15所示,在本实施例中所述的加热罐7为圆筒状结构,其底部设置有加热体11,加热体11为网状结构,加料管7-1一端设置有密封塞并且穿过加热罐7的侧壁,加料管7-1的另一端伸向加热罐7的底部,并保持一定的距离;在加热罐7顶部还设置有过滤膜7-2,该过滤膜7-2仅仅支持气体通过,另外加热罐7还设置有密封盖7-4,所述的密封盖上设置有通气孔7-5,用于与导管12相连,采用这种设计的加热罐7装置的主要能够有效地防止诱饵过量加注引起的导管堵塞问题。
如图15所示,所述的节流阀15由弹簧15-1和气塞15-2组成,当加热罐7内的气压作用用与气塞15-2上的作用力大于弹簧15-1的弹力时,气体推开气塞15-2使得气体逸出。
在本实施例中所述的电源44为可充电电池或外接电源,同时还设有备用电源26,并且备用电源26输出端与输入连接与电源44相同,从而在电源44电量耗尽时为装置提供能量,同时备用电源26安装在副悬臂1-2上,使得副悬臂1-2在旋转时主悬臂1-1保持平衡,所述的声波传感器5安装在正五棱柱结构内,并且声波传感器5的探测面与正五棱柱结构的侧面平行,正五棱柱结构如图20所示,沿口呈喇叭状,该形状仿生猫头鹰的脸部密集着生的硬羽组成面盘,有一定的聚焦作用,使声波信号加强,从而增强声波传感器5对声波接收作用,五棱柱结构为中轴棒体结构2的一部分,且轴线重合,其正五棱柱结构五个侧立面作为探测面,每个探测面探测大于72°范围内的区域。
所述的导电滑环17在滑环定子17-1上设置有滑环输入端17-3,在滑环转子17-2上设置有滑环输出端17-4;
所述的导电滑环17用于中轴棒结构2上的装置与对称旋臂1上的装置电气信息传输,所述的滑环输入端17-3与安装在中轴棒结构2上的装置相连,所述的滑环输出端17-4与安装在对称旋臂1上的装置相连;
所述的微处理器3与各元件连接关系如图12所示,所述的微处理器3的第一输入端与电源44之间通过导电滑环17连接,所述的微处理器3的第三输入端与声波传感器5之间通过导电滑环17连接,所述的微处理器3的第四输入端与剂量传感器14之间通过导电滑环17连接;
所述的微处理器3的第三输出端与电动马达4之间通过导电滑环17连接,所述的微处理器3的第六输出端与加热体11之间通过导电滑环17连接;
所述的微处理器3的第一输出端与主激光器10连接,所述的微处理器3的第二输出端与一字线激光器6之间连接,所述的微处理器3的第四输出端与发射镜头43中的电磁铁39之间连接,所述的微处理器3的第五输出端与剂量提示灯13之间连接,所述的微处理器3的第七输出端与电源提示灯33之间连接。
在本实施例中当电动马达4的输出轴47转动时通过齿轮带动内齿圈25转动,由于内齿圈25固定在轴承18的外环连接,故轴承18的外环18-1转动,滑环转子17-2与轴承18的外环18-1焊接,故滑环转子17-2转动;
由于对称悬臂1与轴承18的外环18-1相连,所以对称悬臂1将随着滑环转子17-2和外环18-1一起转动;
由于滑环定子17-1固定在和内环18-3上不转动,达到固定的中轴棒结构2与旋转的对称旋臂1之间电气交换的目的;
输出轴47通过带动滑环转子17-2转动,由于滑环转子17-2与轴承18的外环18-1焊接,从而带动外环18-1转动;因为对称旋臂1与外环18-1连接,所以对称旋臂随着外环18-1一起转动;由于滑环定子17-1固定在和内环18-3上不转动,达到固定的中轴棒结构2与旋转的对称旋臂1之间电气交换的目的;
由于所述的输出轴47穿过滑环转子17-2安装且固定在轴承18的内环18-3上,所以内环18-3将随着输出轴一起转动,而轴承18的外环18-1将不会转动,使得固定在外环18-1的固定装置46也不会转动,所述的固定装置46可以采用挂钩或吊耳;
对于中轴棒结构2的第一空腔19~和第二空腔20还可以采用无滑环设计具体如下:
如图20所示,所述的固定装置采用吊耳49,所述的吊耳49下部设置有一个压板50,所述的压板50上设有1个圆孔50-1和4个固定孔50-2,所述的轴承18的内环18-3安装在吊耳49下部,并通过压板50-2固定,固定的方式为在压板50的固定孔50-2中安装螺丝通过拧紧螺丝的方式,将轴承18的内环18-3固定在吊耳49下部;所述的压板50的如图22所示。
在中轴棒结构2的第一空腔19的上部设置有固定轴承18的插槽51,所述的轴承的外环18-1上设置有固定杆,所述的固定杆与插槽51互相契合,所述的第二空腔20的外侧面上设置有固定对称悬臂1的固定轴16-1,第二空腔20内安装固定有电动马达4,所述的电动马达4的输出轴47穿过压板50的圆孔50-1与吊耳49固定连接;
当电动马达4的输出轴47开始转动,从而带动吊耳49转动,本装置工作时,吊耳49是固定的,从而电动马达4的输出轴47将无法转动,所以反作用力的作用将使电动马达4外壳转动,从而带动中轴棒2转动,由于对称旋臂1通过固定轴16-1与中轴棒结构2相连,所以对称旋臂1将随着中轴棒结构2一起转动。
无滑环设计中,由于对称旋臂1与中轴棒结构1一起旋转,故相对静止从而分布在对称旋臂1与中轴棒结构1的各个装置之间的电气交换可以直接通过传输线,而不需要设置滑环,使得装置更加简单,成本更低。
一种便携式激光灭虫的装置的方法它包括以下步骤:
S1.蚊蝇引诱步骤:引诱装置将蚊蝇引诱至装置对称旋臂1扫描区域;
S2.装置启动步骤:微处理器3通过中轴棒结构1上的声波传感器5探测到蚊蝇进入探测区域时,微处理器3向电动马达4和定位装置发送启动指令,使对称旋臂1处于旋转状态,一字线激光器6发射一字激光窄束;
S3. 蚊蝇定位步骤:随着对称旋臂1的旋转,一字线激光器6发射的一字激光窄束掠过蚊蝇,蚊蝇的身体将一字激光窄束漫反射到光电感应微管27中,光电感应微管27将电信号发送至微处理器3;
S4.蚊蝇射杀步骤:微处理器3接收到电信号并进行分析,分别向对应位置的发射腔30的电磁铁39的回路发送控制指令使对应的电磁铁39通电,将反射镜35驱动至阻挡坎36处,同时控制其余发射腔30的电磁铁39反向通电,使电磁铁39的磁极相反,从而将反射镜35吸附在薄钢片电极42上,然后微处理器3向主激光器10发送发射指令,主激光器10发射激光束,经发射腔30反射到达蚊蝇位置将其射杀。
当需要对另一位置的蚊蝇进行射杀步骤时,微处理器3向之前位置的发射腔30的电磁铁39的回路发送控制指令使对应的电磁铁39反向通电,使电磁铁39的磁极相反,从而将反射镜35吸附在薄钢片电极42上,同时向分别向另一位置的发射腔30的电磁铁39的回路发送控制指令使对应的电磁铁39通电,将反射镜35吸附在阻挡坎36上;接着微处理器3向主激光器10发送发射指令,主激光器10发射激光束,经发射腔30反射到达蚊蝇位置将其射杀。
在本事实例中,本装置对于蚊蝇的击杀包括两套击杀程序机制
(1)“由外到内机制”,当多个光电感应微管27中的光敏元件29同时接收到反射光线时,本装置将优先击杀位于对称旋臂1旋转外圈的蚊蝇,因为处于外圈的蚊蝇逃逸的几率大于内圈的蚊蝇。
(2)“最大感应电流机制”,在“由外到内近机制”的基础上,若相邻的光电感应微管27同时接收到反射光线,本装置将优先击杀位于感应电流最大的光电感应微管27投影位置上的蚊蝇。
根据蚊蝇的生物习性,即对光,以及蚊子对二氧化碳、苍蝇对腐臭气味的趋向性等,采用以下复合引诱方案对蚊蝇进行吸引,能够同时吸引蚊子、苍蝇等,提高蚊蝇的引诱率:
所述的引诱步骤包括以下的一种或多种:
1光引诱:紫外灯管发出对蚊蝇具有吸引效果的紫外光;
2加热罐7、排气孔8构成的气体引诱装置:加热罐7中的加热体11处于加热状态,防止于加热罐7中的诱饵受热分解,产生的而气体经导管12由排气孔8排出。
所述的诱饵为碳酸氢铵、蛋白质、脂肪类与挥发性醚类混合后共同加工成一种乳剂,经加热后能够散发出动物汗味、腥味或臭的腐烂的气味。碳酸氢铵(NH4HCO3)在约30℃的温度下受热分解,生成二氧化碳(CO2)、氨气(NH3)和水(H2O),其分解化学式为:NH4HCO3=NH3+H2O+CO2。受热后产生二氧化碳(CO2)和水蒸气可作为仿人体或动物呼出气体的气体,为吸引蚊子的诱饵,另外氨气(NH3)对苍蝇有一定的吸引作用,并且由于诱饵的吸引作用,一般蚊蝇吸引到装置附近,都会降低飞行速度,或者产生逗留,大大的增加了击杀的效率。
所述的气体引诱装置还包括一个设置于导管12上的节流阀15;所述的蚊蝇引诱步骤还包括模拟动物呼吸步骤,所述的模拟动物呼吸步骤为:加热体11诱饵进行间歇加热,使得化学反应间歇加速进行或挥发气体间歇挥发产生,混合气体经密封的加热罐7导入导管中,当导管12中气压高于预设值,节流阀15处于开启状态,产生的气体经导管12由排气孔8排出,低于预设值,节流阀15处于关闭状态,等到气压恢复再次开启,由此来模拟动物的呼吸频率。
所述的蚊蝇引诱步骤还包括补料提示步骤,所述的补料提示步骤为;当微处理器3通过剂量传感器14感知到加热罐7内的诱饵不足时,向加热体11发出停止加热指令,同时向LED指示灯发出发光指令,通过剂量提示灯13发光来提示用户加热罐7中的诱饵不足,需要添加诱饵。
在本实施例中所述的剂量传感器14为气压传感器,通过感知加热罐7的气压来来判定诱饵是否不足。
所述的方法还包括防误伤步骤,通过判别飞虫翅膀震动频率和飞虫尺寸,当飞虫进入探测区域时,声波传感器5探测到的声波频率在目标飞虫翅膀扇动声音的特征频率范围内,微处理器3执行射杀步骤的指令;当声波传感器5探测到的声波频率不在目标飞虫翅膀扇动声音的特征频率范围内,微处理器3将不会发出执行射杀步骤的指令;并且当定位装置中的超过一定数量的光电感应微管27同时接收到反射光时,微处理器3即判别进入射杀范围的物体尺寸超过目标飞虫的特征尺寸,将不发出执行射杀步骤的指令,反之执行射杀指令。
一般蚊子飞行时每秒钟振翅大约为600次,有些摇蚊高达每秒钟1000次,蜜蜂每秒钟振翅约300次,苍蝇每秒钟大约200次,依次可以将声波传感器的探测频率设置为200HZ~1000HZ左右,200HZ~1000HZ即为特征频率范围。
在本实施例中,当定位装置中的间距距离大于2cm的多个光电感应微管27同时接收到反射光时,微处理器3将不发出执行射杀步骤的指令。
所述的方法还包括装置自动休眠的方法:当声波传感器5在一定时间内未探测到飞虫的翅膀振动发出的声波时,微处理器3向电动马达4和定位装置发送停止工作指令,电动马达4和定位装置在接收到指令后停止工作,起到延长装置使用时间的作用;
所述的方法还包括一个在S1步骤之前安装步骤与在S4步骤之后的收纳步骤,所述的安装步骤为,将本装置通过固定装置固定,然后将对称旋臂1从中轴棒结构2两侧展开,展开后与中轴棒结构2垂直,然后本装置开始工作;所述的收纳步骤为当装置处于停止工作的状态下将对称旋臂1折叠至中轴棒结构2上,并将中轴棒结构2上的紫外光灯管9容纳于对称旋臂1上的圆弧槽内,然后将装置收纳于收纳装置中。
由于光速传播和光电感应的瞬时性,从发射的一字激光窄束到飞蚊蝇到某一个光敏元件29感受到反射光,该过程几乎是同时的。
本发明的具体工作流程如图13所示;
本实施例的工作步骤及耗时如下:
(1)蚊蝇反射光照射到光敏元件29并转化为电信号,并发送至微处理器3,该过程以光速和电场速度进行,时间极短可忽略不计;
(2)电信号输入到微处理器3,经微处理器3计算出光敏元件29的序号,并计算出需要偏转反射镜35的发射腔30的序号,该过程时间约0.01ms;
(3)微处理器3将计算结果输出至指定序号发射腔30对应的电磁铁驱动单元,驱动第二电磁铁40将对应序号的反射镜35贴附在发射腔30内的阻挡坎36上,由于以及反射镜磁吸式输出轴和无空气阻力设计,以及反射镜重量极轻(约50mg),在瞬时强电磁力的作用下,偏转过程可实现在2ms以内;
(4)微处理器3在反射镜35贴附于发射腔30内的阻挡坎36后,即刻输出信号至主激光器10,发射激光,该过程以电场速度和光速进行,时间极短可忽略不计。
一个完整的探测、射杀循环耗用时间约为2.01ms,上述过程中唯一运动的部件为反射镜35,因此反射镜35采用磁吸式的旋转轴和无空气阻力设计,以超轻量化设计是缩短一个完整的探测、射杀循环的关键,同时可对微处理器3速度,电子器件的反应速度等进行进一步优化。考虑启动另一个除杀循环的时间按1ms计算,则该技术方案可实现在1s内实现500次的射杀。以飞行速度较快的苍蝇为例,其最快飞行速度约2m/s,较小体型的苍蝇飞行状态含展翅的尺寸约为7mm,其身体移动一半尺寸即3.5mm耗用的时间为0.00175s,即1.75ms,实际上苍蝇和蚊子等在接近诱饵目标时的飞行速度会减慢很多,该用时可增大到3.5ms,在如此短的时间能够实现“发现即射杀”的目标。
在本实施例中,
对称旋臂1的旋转速度为1R/s~2R/s,即每秒一圈到两圈,因为这样的低转速延长了蚊蝇被主激光器10发出的红光激光束照射的时间,同时旋转时产生的气流有利用引诱气体的扩散,并且不至于惊扰蚊蝇。
中轴棒结构2中各器件与对称旋臂1上的器件位置呈错开与融合的布置,便于折叠,如图14所示,本发明涉及的装置体积小巧,折叠后可放置在口袋中,以及低功耗设计特性,可充电和可更换电池设计可执行户外全天候不间断的蚊蝇除杀任务,且不受周边环境因素限制,可悬挂在任意区域,能够广泛应用在住宅区、养殖场、垃圾填埋场、食品加工厂等蚊蝇影响较大的区域,以及在灾后防治方面,能有效吸引和除杀蚊蝇等造成传染性疾病的媒介,同时该装置通过物理方式杀死蚊蝇,对人体和环境无任何影响,也不会对蚊蝇造成污染,在除杀区下方跌落的蚊蝇经收集后可用作鸡等家禽的饲料。
优选地,在对称旋臂1与固定轴16-1之间安装一个阻尼装置48,在对称旋臂1上安装有契合棒49;
如图18所示,所述的阻尼装置48包括滚珠48-1,弹簧48-2和外壳48-3;
所述的弹簧48-2在没有外力影响的情况下的自由长度大于外壳48-3的长度;
所述的外壳48-3为侧面为正方形的长方体结构,在其一正方形侧面上设置于圆形开孔,该圆形开孔半径略小于滚珠48-1;
所述的弹簧48-2和滚转48-1安装在外壳48-3内部,所述的滚珠48-1通过,
所述的弹簧48-2的一端固定在外壳48-3的未开孔的正方形侧面上,所述的弹簧48-1的另一端固定在滚珠48-1上;
所述的契合棒49一端侧面上设置有圆形槽,该圆形槽在对称旋臂1处于展开状态下与滚珠48-1相契合,使得对称旋臂1不会因为重力影响而下垂。
优选地将电源开关40设计在对称旋臂1的固定轴16-1上,当打开两侧旋臂,电源44开始供电,当使用完成旋臂折叠后,系统断电,完成回收,开关设计具体如下
电源开关40由副旋臂1-2一端的固定轴16-1上静触片和固定在副旋臂1-2的动触片组成,当旋臂展开就位时,动触片与静触片接触使得电源接通,装置开始工作,当旋臂折叠后,触片分离,电源断开,装置停止工作,即无需设计开关;
优选地针对本装置的悬挂放置设计有一种扩大区域的飞索方案,将该装置悬挂在飞索上,可对线性区域、面状区域进行大范围的除杀。
本装置的设计原理具有通用性和可移植性,若对吸引诱饵进行替换,以及对各器件模块的控制程序算法进行修改,可对蝗虫、蟑螂、白蚁等爬行害虫进行物理烧杀。
Claims (15)
1.一种便携式激光灭虫的装置,其特征在于:它包括对称旋臂(1)、中轴棒结构(2)、微处理器(3)、引诱装置、电动马达(4)、电源(44)、声波传感器(5)、定位装置和射杀装置;所述的对称旋臂(1)包括主旋臂(1-1)和副旋臂(1-2);所述的主旋臂(1-1)和副旋臂(1-2)分别与中轴棒结构(2)连接;所述的声波传感器(5)、引诱装置、电动马达(4)和电源(44)均设置在中轴棒结构(2)上,所述的对称旋臂(1)上设置有圆弧槽,所述的定位装置、微处理器(3)和射杀装置设置在对称旋臂(1);所述的定位装置包括一字线激光器(6)和光电感应微管阵列;所述的射杀装置包括主激光器(10)和发射镜头(43);所述的主激光器(10)与发射镜头(43)的入射端相连,并且所述的主激光器(10)的发射光轴线与发射镜头(43)的轴线位于同一直线上;所述的光电感应微管阵列和发射镜头(43)互相平行;
所述的电源(44)与微处理器(3)的第一输入端相连;所述的光电感应微管阵列与微处理器(3)的第二输入端相连,所述的声波传感器(5)的第三输入端与微处理器(3)相连;
所述的主激光器(10)与微处理器的第一输出端相连,所述的一字线激光器(6)与微处理器(3)的第二输出端相连,所述的电动马达(4)与微处理器(3)的第三输出端相连,所述的发射镜头(43)与微处理器(3)的第四输出端相连;
所述的引诱装置与微处理器(3)双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式激光灭虫的装置,其特征在于:所述的一字线激光器(6)发射一字激光窄束,所述的一字激光窄束的一条边缘向下与对称旋臂(1)旋转面垂直,另一条边缘与对称旋臂(1)呈一定角度角,并且所述的一字线激光发出的一字激光窄束与光电感应微管阵列的在同一个平面上。
3.根据权利要求1所述的一种便携式激光灭虫的装置,其特征在于:所述的中轴棒结构(2)设置有固定装置(46)。
4.根据权利要求1所述的一种便携式激光灭虫的装置,其特征在于:所述的光电感应微管阵列包括多个光电感应微管(27),光电感应微管(27)阵列固定于主旋臂(1-1)的下侧圆弧槽内,光电感应微管(27)之间互相平行且光电感应微管与对称旋臂(1)垂直;
所述的光电感应微管(27)采用密封设计,其下端口覆盖透明玻璃保护薄片(28),上端口设置有光敏元件(29);所述的光敏元件(29)与微处理器(3)的光电感应输入端相连。
5.根据权利要求1所述的一种便携式激光灭虫的装置,其特征在于:所述的发射镜头(43)的固定在主旋臂(1-1)的下侧圆弧槽内,所述的发射镜头(43)包括多个发射腔(30),各发射腔(30)之间贯通;所述的发射镜头(43)设置有入射窗口(31),和反射窗口(32);所述的入射窗口(31)设置在发射镜头(43)的靠近主激光器(10)的侧面上;所述的反射窗口(32)位于各发射腔(30)与中轴棒结构(2)轴线垂直的下底面上;
发射腔(30)中设置有薄钢片电极(42)、充当旋转轴的磁性圆柱(34)、反射镜(35)、阻挡坎(36)、凸透镜(37)和凹透镜(38);
所述的薄钢片电极(42)紧贴于发射腔(30)的顶面,所述的薄钢片电极(42)底面的一端有圆形凹槽(41),所述的磁性圆柱(34)字吸附在圆形凹槽(41)内;
所述的反射镜(35)为镀有反光膜的金属薄片;所述的反射镜(35)一端通过磁性圆柱(34)吸附在发射腔(30)上顶部的薄钢片电极(42)上;
所述的凸透镜(37)和凹透镜(38)由上到下安装在发射腔(30)的反射窗口(32)里;
所述的电磁铁(39)设置在发射腔(30)的顶部;所述的阻挡坎(36)设置在发射腔内(30)与入射窗口(31)和反射窗口(32)同时垂直的侧面上,用于限定反射镜(35)与发射腔(30)上顶面的最大角度为45度;
其中,离主激光器最远端的发射腔(42)中的反射镜(35)固定在阻挡坎(36)上;其余的发射腔(30)的上部设有驱动反射镜(35)的电磁铁(39)。
6.根据权利要求1所述的一种便携式激光灭虫的装置,其特征在于:所述的引诱装置包括以下的紫外光灯管(9)和气体引诱装置中的一种和多种。
7.根据权利要求6所述的一种便携式激光灭虫的装置,其特征在于:所述的气体引诱装置包括加热罐(7)、加热体(11)、导管(12)、剂量提示灯(13)、剂量传感器(14)、节流阀(15)和排气孔(8),所述的剂量传感器(14)与微处理器(3)的输入端相连,所述的加热体(11)和剂量提示灯(13)与微处理器(3)的输出端相连。
8.根据权利要求5或7所述的一种便携式激光灭虫的装置,其特征在于:所述的主激光器(10)、发射镜头(43)与微管阵列设置在主旋臂(1-1)的圆弧槽内;所述的微处理器(3)设置在主旋臂(1-1)内部,所述的副旋臂(1-2)上还设置有备用电源(26);
所述的中轴棒结构(2)的轴心上设置有连接轴(2-1),所述的中轴棒结构(2)内部分为六个空腔即第一空腔(19)~第六空腔(24);
所述的第一空腔(19)内安装有轴承(18)和导电滑环(17),所述的第二空腔(20)内安装有电动马达(4);
所述的电动马达(4)的输出轴(47)上安装有齿轮;
所述的轴承(18)分为外环(18-1)、滚珠圈(18-2)和内环(18-3);
所述的轴承(18)的外环(18-1)的下面安装固定有内齿圈(25),所述的内齿圈(25)与输出轴(47)上安装有齿轮互相咬合;
所述的导电滑环(17)分为滑环定子(17-1)与滑环转子(17-2);
所述的滑环定子(17-1)固定在内环(18-3)上,所述的滑环转子(17-2)与轴承(18)的外环(18-1)焊接,所述的连接轴(2-1)穿过滑环转子(17-2)与固定装置(46)相连,所述滑环转子(17-2)的内径大于连接轴(2-1),所述的轴承(18-1)的外环(18-1)上焊接有连接对称旋臂(1)的固定轴(16-1);
所述的第三空腔(24)内设置安装有电源(44),所述的第四空腔(21)内有声波传感器(5),所述的第五空腔(22)内设置有导管(12)、节流阀(15)和外部相通的排气孔(8);所述的第六空腔(23)内安装有加热罐(7),所述的加热罐(7)内设置有电加热体(11)和剂量传感器(14);所述的导管(12)将加热罐(7)和排气孔(8)相连,所述的导管(12)上安装有节流阀(15);在所述的第六空腔(24)的下面还设置有紫外光灯管(9);
所述的导电滑环(17)在滑环定子(17-1)上设置有滑环输入端(17-3),在滑环转子(17-2)上设置有滑环输出端(17-4);
所述的导电滑环(17)用于中轴棒结构(2)上的装置与对称旋臂(1)上的装置电气信息传输,所述的滑环输入端(17-3)与安装在中轴棒结构(2)上的装置相连,所述的滑环输出端(17-4)与安装在对称旋臂(1)上的装置相连;
所述的微处理器(3)的第一输入端与电源(44)之间通过导电滑环(17)连接,所述的微处理器(3)的第三输入端与声波传感器(5)之间通过导电滑环(17)连接,所述的微处理器(3)的第四输入端与剂量传感器(14)之间通过导电滑环(17)连接;
所述的微处理器(3)的第三输出端与电动马达(4)之间通过导电滑环(17)连接,所述的微处理器(3)的第六输出端与加热体(11)之间通过导电滑环(17)连接;
所述的微处理器(3)的第一输出端与主激光器(10)连接,所述的微处理器(3)的第二输出端与一字线激光器(6)之间连接,所述的微处理器(3)的第四输出端与发射镜头(43)中的电磁铁(39)之间连接,所述的微处理器(3)的第五输出端与剂量提示灯(13)之间连接,所述的微处理器(3)的第七输出端与电源提示灯(33)之间连接。
9.如1~8中任意一项所述的装置的方法,其特征在于:它包括以下步骤:
S1.蚊蝇引诱步骤:引诱装置将蚊蝇引诱至装置对称旋臂(1)的扫描区域;
S2.装置启动步骤:微处理器(3)通过中轴棒结构(1)上的声波传感器(5)探测到蚊蝇进入探测区域时,微处理器(3)向电动马达(4)和定位装置发送启动指令,使对称旋臂(1)处于旋转状态,一字线激光器(6)发射一字激光窄束;
S3.蚊蝇定位步骤:随着对称旋臂(1)的旋转,一字线激光器(6)发射的一字激光窄束掠过蚊蝇,蚊蝇的身体将一字激光窄束漫反射到光电感应微管(27)中,光电感应微管(27)将电信号发送至微处理器(3);
S4.蚊蝇射杀步骤:微处理器(3)接收到电信号并进行分析,分别向对应位置的发射腔(30)的电磁铁(39)的回路发送控制指令使对应的电磁铁(39)通电,将反射镜(35)驱动至阻挡坎(36)处,同时控制其余发射腔(30)的电磁铁(39)反向通电,使电磁铁(39)的磁级相反,从而将反射镜(35)吸附在薄钢片电极(42)上,然后微处理器(3)向主激光器(10)发送发射指令,主激光器(10)发射激光束,经发射腔(30)反射到达蚊蝇位置将其射杀。
10.根据权利要求9所述的一种便携式激光灭虫的方法,其特征在于:所述的引诱步骤包括以下的一种或多种:
(1)光引诱:紫外灯管发出对飞虫具有吸引效果的紫外光;
(2)加热罐(7)、排气孔(8)构成的气体引诱装置:加热罐(7)中的加热体(11)处于加热状态,防止于加热罐(7)中的诱饵受热分解,产生的而气体经导管(12)由排气孔(8)排出。
11.根据权利要求10所述的一种便携式激光灭虫的方法,其特征在于:所述的气体引诱装置还包括一个设置于导管(12)上的节流阀(15);所述的蚊蝇引诱步骤还包括模拟动物呼吸步骤,所述的模拟动物呼吸步骤为:加热体(11)对诱饵进行间歇加热,使得化学反应间歇加速进行或挥发气体间歇挥发产生,混合气体经密封的加热罐导入导管中,当导管(12)中气压高于预设值,节流阀(15)处于开启状态,产生的气体经导管(12)由排气孔(8)排出,低于预设值,节流阀(15)处于关闭状态,等到气压恢复再次开启,由此来模拟动物的呼吸频率。
12.根据权利要求10所述的一种便携式激光灭虫的方法,其特征在于:所述的蚊蝇引诱步骤还包括补料提示步骤,所述的补料提示步骤为;当微处理器(3)通过剂量感应器(14)感知到加热罐(7)内的诱饵不足时,向加热体(11)发出停止加热指令,同时向LED指示灯发出发光指令,通过剂量提示灯(13)发光来提示用户加热罐(7)中的诱饵不足,需要添加诱饵。
13.根据权利要求9所述的一种便携式激光灭虫的方法,其特征在于:所述的方法还包括防误伤步骤,通过判别飞虫翅膀震动频率和飞虫尺寸,当飞虫进入探测区域时,声波传感器(5)探测到的声波频率在目标飞虫翅膀扇动声音的特征频率范围内,微处理器(3)执行射杀步骤的指令;当声波传感器探测到的声波频率不在目标飞虫翅膀扇动声音的特征频率范围内,微处理器(3)将不会发出执行射杀步骤的指令;并且当定位装置中的超过一定数量的光电感应微管(27)同时接收到反射光时,微处理器(3)即判别进入射杀范围的物体尺寸超过目标飞虫的特征尺寸,将不发出执行射杀步骤的指令,反之执行射杀指令。
14.根据权利要求9所述的一种便携式激光灭虫的方法,其特征在于:所述的方法还包括装置自动休眠的方法:当声波传感器(5)在一定时间内未探测到飞虫的翅膀振动发出的声波时,微处理器(3)向电动马达(4)和定位装置发送停止工作指令,电动马达(4)和定位装置在接收到指令后停止工作。
15.根据权利要求9所述的一种便携式激光灭虫的方法,其特征在于:所述的方法还包括一个在S1步骤之前安装步骤与在S4步骤之后的收纳步骤,所述的安装步骤为,将本装置通过固定装置(46)固定,然后将对称旋臂(1)从中轴棒结构(2)两侧展开,展开后与中轴棒结构(2)垂直,然后本装置开始工作;所述的收纳步骤为当装置处于停止工作的状态下将对称旋臂(1)折叠至中轴棒结构(2)上,并将中轴棒结构(2)上的紫外光灯管(9)容纳于对称旋臂(1)上的圆弧槽内,然后将装置收纳于收纳装置中。
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