CN107809904A - 用于驱赶或消灭有害动物的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于消灭和/或驱赶有害动物的装置，更具体地是昆虫、优选长角亚目和短角亚目。基本的发明构思在于使用独立的、小的液滴来消灭或驱赶有害动物。有利地避免了对人的风险。

Description

用于驱赶或消灭有害动物的装置

技术领域

本发明涉及用于消灭和/或驱赶有害动物的装置，具体是昆虫、优选是长角亚目和短角亚目的双翅昆虫。

背景技术

用于昆虫的标准的陷阱典型地是通过紫外光、以及可能通过热量和/或信息素来吸引昆虫的“箱子”。为了捕获和/或消灭通常采用三个机构：带电网格、粘性膜、以及吸入件。

所有这些变体仅具有有限的效果。例如，长角亚目的双翅昆虫不容易被上述技术吸引，并且越来越多的有益昆虫也被消灭。

通常还使用昆虫喷洒剂(例如在喷雾器中)和逐渐释放呈蒸气形式的杀虫剂的装置。这两种系统的实质性缺点在于使人暴露于杀虫剂，从长远来看这通常对人也是有害的。

在专利文献中描述了不同的用于消灭昆虫的方法和装置。

CN 000002432784 Y描述了一种具有储存器的喷枪，该喷枪用热水操作来消灭昆虫。该装置必须由人来操作。此外，所喷射的水的体积大到足以导致在操作不当的情况下使人受伤害。

CN 000102893979 A披露了一种检测器，该检测器用于在花园池塘中对蚊子的噪声作出反应并且生成用于驱赶和/或杀死蚊子的水雾。

虽然这是自动运行的系统，但是所使用的水的体积通常禁止在建筑物内使用。此外，该水体积也不利于附近的人。

JP 2007252274描述了一类“枪”，该“枪”旨在通过远程控制(例如通过相机)并且选择性地发射杀虫剂、烟雾、或二者。这个装置还具有使用更多的并且因此可能有害的量的杀虫剂的缺点。

DE 10200600273 B3披露了用于操纵飞行昆虫的方法和装置。就飞行昆虫的存在而言在声学上监测空间，其中，对飞行昆虫的声频特性进行检测。然后，例如通过两个激光射线将昆虫击落。

以下额外的专利文件传授了用于控制昆虫的目的的激光射线的使用：

WO 2012171445、KR 102010036417、US 020130167429、US 53435652、DE 3825389、以及JP 000H06197674。

虽然在上述文件中描述了用于使对人的风险最小化的措施，但仍存在剩余风险，因为具有足够用于消灭或驱赶有害动物的功率的射线也可能对人、尤其是对眼睛有危害。

因此需要用于控制有害动物、特别是昆虫的技术解决方案，这些技术解决方案避免了现有技术的缺点。

出人意料地发现，可以通过用独立的、微小的液滴对有害动物、特别是昆虫进行射击而将其消灭和/或驱赶。

发明内容

因此，本发明的目的在于一种用于消灭或驱赶有害动物的装置，该装置的特征在于，该装置通过至少一个独立的、微小的液滴击中该有害动物并且因此获得用于驱赶或消灭的所希望的效果。

基本的发明构思在于使用独立的、小的液滴来消灭或驱赶有害动物。因此有利地避免了对人的危害。

为了生成独立的液滴，尤其可以使用用于所谓的喷墨印刷的印刷头中所使用的技术。喷墨印刷是用于数字印刷的主要印刷方法之一，因此可以大量地、在不同变体中、并且以可承担的价格来提供用于生成独立的、在显微镜下小的液滴的适合的单元。

根据本发明，可以划分成两种基本的实施方式：

A：通过具有高速度的单独的、微小的液滴的物理撞击来杀死或驱逐有害动物。在此尤其可以使用纯水作为流体。这具有不含任何毒副作用的优点。

B：通过具有杀虫剂(或具有特别的功能的另一种流体)的单独的、微小的液滴来杀死或驱逐有害动物。相对于现有技术而言实质性的优点在于所使用的杀虫剂的量极小，因此对人不存在危害。

以下考虑使这个关键方面变得突出：标准的杀虫剂喷雾可以包含例如250ml的杀虫剂并且足够用于大致100次喷雾发射，换言之，每次发射省却了约2.5ml的杀虫剂。在喷墨印刷中，常见的是在1pl至100pl范围内的液滴大小，换言之，甚至在100pl的液滴大小的情况下，可以使这些液滴的2.5x 10⁷等于杀虫剂喷雾器的单独发射的量。

在本发明构思的上下文中，术语“有害动物”总体上被理解为是指所不希望的动物。特定的(但非限制性的)实例具体是昆虫，尤其是诸如长角亚目或短角亚目的双翅昆虫等飞行昆虫、以及还有鸟类或啮齿动物。

根据应用领域，对于根据基本实施方式B的流体而言可以使用不同的添加剂。已经提到了一种杀虫剂。杀虫剂的类型和活性适配于液滴大小或有害动物的类型。

根据本发明的适合的杀虫剂的实例包括：

-氯化杀虫剂，诸如毒杀芬、DDT、六氯环己烷、伽马-六氯环己烷、甲氧氯、五氯酚、TDE、艾氏剂、氯丹、十氯酮、狄氏剂、硫丹、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、及其混合物；

-有机磷杀虫剂，诸如高灭磷、谷硫磷、地散磷、氯氧磷、毒死蜱、甲基毒死蜱、二嗪磷、敌敌畏(DDVP)、百治磷、乐果、乙拌磷、灭克磷、克线磷、杀螟硫磷、倍硫磷、噻唑磷、马拉硫磷、甲胺磷、杀扑磷、甲基对硫磷、速灭磷、二溴磷、氧化乐果、砜吸磷、对硫磷、甲拌磷、伏杀磷、亚胺硫磷、丁基嘧啶磷(Phostebupirim)、甲基嘧啶磷、丙溴磷、特丁磷、司替罗磷、脱叶磷、敌百虫、及其混合物；

-氨基甲酸盐，诸如涕灭威、呋喃丹、甲萘威、灭多虫、2-(1-甲基丙基)苯基氨基甲酸甲酯、及其混合物；

-拟除虫菊酯，诸如烯丙菊酯、联苯菊酯、溴氰菊酯、氯菊酯、苄呋菊酯、醚菊酯、胺菊酯、四溴菊酯、四氟菊酯、及其混合物；

-植物毒素，诸如鱼藤(鱼藤酮)、除虫菊、印楝(印楝素)、尼古丁、咖啡因、及其混合物。

在本发明的范围内，还可以使用替代性的功能，例如粘性材料，该粘性材料导致飞行昆虫的翅膀粘在一起或在很大程度上堵塞呼吸孔。总体上，在这种情况下可以使用对有害动物产生有害影响的材料，因为这些材料以针对性的方式、并且以极微小的、对人完全无害的量被直接施加到该有害动物。

根据现有技术，例如在喷墨印刷中也可以将额外的功能性添加剂添加到流体中。这样的添加剂的实例包括表面活化剂，该表面活化剂改变流体的表面张力使得在排出时形成最佳的液滴。

在这两个基本实施方式中的关键方面在于该液滴以针对性的方式击中该有害动物。这在包括了以下三个步骤的过程中实现：

1.检测有害动物的位置

2.计算发射所需的动作

3.发射

关于本发明，对于步骤1存在以下实现可能性：

现有技术包含了多种用于检测有害动物的位置的选择方案。具体的实例是光学、声学、以及电容性系统。

光学系统的实例包括相机(尤其是CCD相机，特别是2D芯片或线式扫描相机系统，其典型地包括至少两个用于空间采集的相机，任选地通过图像识别程序)和扫描器(尤其是激光扫描器)。也可以使用诸如光障等更简单的系统。在此可以使用不同的波长。在此情况下特别有利的是人眼不可见的IR(红外线)测距。

在声学系统的情况下，存在有源元件和无源元件。麦克风是无源元件。在考虑到信号评估时，对于飞行昆虫而言尤其可能的是分析诸如长角亚目或短角亚目的双翅昆虫的振翅等特性频率。在有源的声学系统中通常使用超声波。转换器发出声波。对应的检测器捕获来自对象的反射并且能够借助于适合的信号处理来确定其空间位置。在自然界中，蝙蝠使用这类系统。

电容性系统典型地仅允许基本上较不确切的位置检测。然而，这完全满足下文中进一步描述的实施例之一。在此情况下可以使用与智能电话中的技术相类似的现有技术的技术。

具体实施方式

为了进一步说明本发明构思，下面将参照附图、以复杂性逐渐增大的顺序来详细地描述独立的优选实施例。

实施例a：棒

图1示出了根据本发明构思的呈棒(1)的形状的装置，即，在本发明构思的范围内为基本上线性的安排。这个具体实施例还将被用于解释本发明构思的一系列更普遍的方面。

为了清楚地展示，在此选择了具有0.5m的长度、10mm的宽度、以及5mm的厚度的棒(1)的实例。多个微小的喷嘴(2)、例如由喷墨印刷已知的喷嘴被定位在该棒的顶表面上。在图1中以细节放大图示意性地展示了这些喷嘴。这些喷嘴的出口开口的直径通常在10μm至100μm的范围内。由于基于喷墨印刷技术来生产独立的喷嘴是比较昂贵的，可以使用大量这样的喷嘴。例如，这些喷嘴能以约2mm的间隔来安排。在长度为0.5m的情况下，这对整个棒而言产生了约250个喷嘴。

根据本发明适合的喷嘴和/或喷嘴阵列可以与商业上可用于喷墨印刷的印刷头的那些喷嘴和/或喷嘴阵列类似，例如126型号和128型号(Xaar公司)或KJ4B系列(Kyocera公司)。

在基本实施例中，液滴从该棒中排出的方向是通过设计来建立的。在大多数情况下，该方向将垂直于该棒的顶表面，即，在图1中沿z方向。为了覆盖较大的空间区域，这些喷嘴还能以不同的角度来安排。适合于预期用途的安排对本领域技术人员而言是易于确定的。

以上描述的技术被用于检测有害动物的位置(在图1中未描绘对应的传感器以及一个或若干个控制单元；也可以使用一个或若干个外部单元)。如果有害动物进入该棒的检测区中，则执行计算以确定可用喷嘴中的哪个喷嘴具有最高的击中可能性。在此过程中可以考虑多个参数，例如该棒相对于该有害动物的位置，该有害动物的移动方向、速度、以及典型的移动模式，以及还有空间中的气流。然后，最佳的喷嘴被激活并且发出单独的液滴，该单独的液滴击中该有害动物并产生所希望的效果。控制是自动的(在预设了基本参数之后)，而不存在人工干预。

也可以考虑到人的存在。因此所描述的发明构思的结果在于当人们被一个或若干个液滴撞击时不会对人造成任何危害。然而，被更大的且更快速的液滴重复撞击则被认为是令人烦扰的。因此，如果人处于液滴的范围内，则可以延迟液滴发出或完全停止液滴。用于使对人的潜在烦扰最小化的进一步的措施是设定控制单元使得该控制单元仅在限定的时间间隔内发射数量有限的液滴，例如每分钟仅一个液滴。这同时使流体消耗最小化。

该传感器控制系统优选被设定成使得该传感器控制系统不对静止的目标射击。

喷墨印刷喷嘴是极小的，因此实现了如在此描述的实施例中的紧凑设计。有待使用的带有流体的储存器(在此未展示)优选被布置在棒1内或其下方。在此可以使用由使用者特别容易地替换的匣子。整个单元通过例如经由电源接头、电池、或可充电电池供应的电力运行。对于户外使用有利的是与太阳能模块组合。

所描述的棒可以被安装在封闭空间内的任何地方，特别是墙上和天花板上。安装在天花板上是特别有利的，因为然后液滴可以基本上向下发射并且因此重力使这些液滴进一步加速。

同样可设想的是以分布在室内的方式安装若干个装置。

根据预期应用，该棒也可以被用于户外。对此的实例可以是建筑物的外部区域的使鸽子保持远离于此的多个部分。在鸽子的情况下，该棒应被设定为仅用于“驱逐”。对于针对啮齿动物的使用，有利的是安装在地板附近。

也可以在诸如皮带或帽子等服装上安装移动式变体。

在另一个变体中，该棒在一个或若干个空间方向上通过致动器而移动、倾斜、或转动。该移动可以连续地或以限定的增量来进行。限定的增量的实例是使该棒沿纵向方向移动半个网格尺寸。在此处具体描述的具有0.5m的长度以及处于2mm的间隔的喷嘴的实施例中，这样的增量可能是1mm。

根据移动的类型并且通过适当的控制单元，移动该棒增大了所覆盖的空间区域并且提高了击中可能性。优选的是仅进行略微的移动以便保持紧凑的结构。在此的一个例外是关于纵轴线(图1中的x轴)的旋转移动，这些旋转移动允许大的转动、同时保持紧凑的结构。

该移动速度与所讨论的有害动物的移动速度相比优选是快速的。

在另一个变体中，在喷嘴阵列移动的时间间隔内发射液滴。因此可以向该液滴提供额外的移动分量，该移动分量也增大了所覆盖的空间区域并且提高了击中可能性。

对于在此描述的实施例以及以下描述的大多数实施例而言应注意的关键性物理方面是：在本发明构思的范围内非常小的液滴的射程在空气中是受限制的。如果液滴以初速度v₀开始，那么这个速度(在某种程度上被简化地)由于空气摩擦而减小。液滴直径是实质性的影响变量。液滴越小，射程越短。

根据应用，增大射程是令人希望的。这可以通过以下措施来实现：

·如以上所指示的，增大液滴直径

·使液滴向下运动(重力)

·增大初速度v₀

·增大在液滴中所使用的流体的密度

显而易见地，还有利的是将这些选项中的不同选项进行组合。

在此处所描述的实施例的另一个变体中，可以同时激活若干个喷嘴以用于提高击中可能性。在另一个变体中，所激活的喷嘴的确切数量通过控制单元来针对当前情况进行调整。

在又另一个优选变体中，多个喷嘴直至所有喷嘴同时被激活。根据实施例，也可以激活多个组。

在这个优选变体中，该棒仅可以具有小的作用范围，例如约0.5m(x方向)x 2mm(y方向)x 5cm(z方向)的范围。例如，如果传感器在这个范围内检测到长角亚目的双翅昆虫，则所有喷嘴将被触发。这个系统仅需要非常简单的控制单元并且也能够通过比较简单的传感器来应对。因此可以生产非常廉价的装置。

实施例a是用于在封闭的、不太大的空间中消灭飞行昆虫的优选变体。随着时间推移，可能性是高的，即，在该空间中的飞行昆虫将移动穿过该检测区并在那里被消灭。显而易见地，这可以通过对实施例的适合的定位来加强。此外，可以使用用于引诱有害动物的已知的措施。

在这个比较简单的实施例中，也可以通过以上所描述的措施、例如通过将设置光障与检测长角亚目或短角亚目的双翅昆虫的振翅频率组合来使流体消耗以及对人的潜在烦扰最小化。

这个变体的有利使用的实例是在户外用于驱赶或消灭例如已经在百叶窗中筑巢的黄蜂。棒(1)紧挨着开口而安装，黄蜂经由该开口飞入和飞出，使得该棒将驱赶或消灭进入的黄蜂。

另一个实例是将棒(1)安装在门缝上方。棒(1)可以防止一般而言的昆虫并且特别是蚂蚁入侵。

在所描述的简化的实施例的变体中，诸如室内香水等芳香物质可以被添加到流体中以便除了消灭或驱赶有害动物之外给人创造令人愉悦的效果。该装置因此具有双重功能，即：驱赶或消灭有害动物以及扩散室内香味。

在另一个变体中，该流体除了芳香物质之外或代替芳香物质可以包含防护剂使得在消灭或驱赶目标的有害动物的同时也阻止了其他有害动物。适合的防护剂的实例包括：N,N-二乙基-3-甲基苯甲酰胺(商标名“DEET”)、邻苯二甲酸二甲酯(商标名：Palatinol M、DMP)、1-六氢吡啶羧酸-2-(2-羟乙基)-1-二甲基丙酯、以及特别是3-(N-n-丁基-N-乙酰-氨基)-丙酸乙酯(商标名： 3535(Merck公司))。这些防护剂可以独立地以及组合地使用。

通过该实施例的这种形式，可以将周期性地排出的流体量的时间和量编程在该控制单元中。借助于以上描述，本领域技术人员可以使流体以及储存器的大小适配于特定的应用。

在喷墨印刷中，液滴从喷嘴被发射到与其非常接近的基质(典型地是纸)上。由于略微的间距(典型地小于0.5mm)，来自不同喷嘴的液滴在飞行方向上的略微偏移不构成问题。对于本发明构思的范围内的装置而言，必须将这种效果考虑在内。为此提出了两种方法。在第一种方法中，在生产期间确定每个独立的喷嘴的飞行方向并且将其编程到该棒的控制单元中。因此每个液滴的飞行方向都是控制单元已知的并且可以在获取目标时被考虑在内。如果这些方向随时间推移而漂移，则可以例如作为维护服务的一部分来进行再校准。在第二种方法中，例如通过用于引导液滴的更长的通道来使喷嘴的空间散布最小化。

实施例b：板

图2示出了根据本发明构思的呈板(3)的形式的装置，换言之在本发明构思的上下文中为二维阵列。在特定实施例中，例如厚度可以是5mm，面积为0.5m x 0.5m。其余特征与如实施例a所描述的棒(1)的那些特征类似。这同样适用于那里所描述的多个变体。

在此将描述板(3)的特定特性和实施例：

与棒(1)类似，多个微小的喷嘴(2)被定位在该板的顶部表面上。与棒(1)相比板(3)的更大的面积使得可以容纳明显更多的喷嘴并且因此覆盖更大的空间区域。这些喷嘴可以因此例如以约1cm的间隔沿x方向和y方向而安排。例如对于0.5m x 0.5m的面积，对于整个板而言这可能是2500个喷嘴。

液滴从该板中发射的方向通常是通过设计来确立的。在大多数情况下，该方向将垂直于该板的表面，即，沿z方向。为了覆盖更大的空间区域，这些喷嘴可以部分地以不同的角度来安排，例如在该板的中心竖直地安排并且越来越向外指向，喷嘴位于越来越靠外的区域中，最大至在最外部边缘处的角度为约45°。根据预期应用，其他安排对本领域技术人员而言是易于确定的。

与棒(1)类似，板(3)也可以被移动以便增大击中可能性。通过这个设计，特别优选的是沿x方向和y方向略微移动。该板也可以略微倾斜。更大的移动不利地作用于紧凑设计的优点。

如在棒(1)的情况下一样，存在一个优选实施例，其具有非常有限的范围、简单的传感器和控制系统、并且通过使用具有室内香水的流体和/或防护剂同时致动所有喷嘴。由于喷嘴的二维安排，通过板(3)实现了与通过棒(1)设计相比明显更大的作用范围(例如，约0.5m(x方向)x 0.5mm(y方向)x 5cm(z方向))。根据预期应用，本领域技术人员可以相应地调整和/或优化网格尺寸和大小。

实施例c：半球体

图3示出了根据本发明构思的呈半球体(4)的形式的装置，即，在本发明构思的上下文中为三维安排。图3中的图示是在x-z平面中的截面。在特定实施例中，直径例如可以是100mm。

在这个实施例中，这些喷嘴优选与表面垂直地取向。由于半球体形状，大的空间区域被多个喷嘴所覆盖。因此，在这个实施例的情况下，有利于选择比在前述实施例的情况下更高的喷嘴密度，例如具有约0.1mm至0.2mm的网格尺寸的喷嘴密度。

在这个实施例中还可以通过半球体4的略微移动来增大所覆盖的空间区域以及击中可能性。在此情况下，优选的是围绕图3中描绘的z轴的略微的旋转移动。

在优选变体中，这个实施例被用作桌面装置。在另一个优选变体中，该半球体被悬挂在天花板上(平坦的那面与天花板直接接触)。

实施例d：枪

图4示出了根据本发明构思的呈“枪”(5)的形式的装置。在此情况下存在仅一个单独的喷嘴，该单独的喷嘴可以在两条轴线上旋转以便获得目标对象。这个实施例的本质特征在于使用仅一个单独的喷嘴。因此，这个喷嘴在设计上可以更复杂，以便尤其获得所射出的液滴的更高的初速度。此外，该喷嘴可以被配备成用于更高的击中准确性。然而，这需要更复杂的致动系统和更复杂的控制单元。

本发明不限制于前述实施例。而是，可设想多个变体和修改，这些变体和修改使用本发明构思并且因此也落入保护范围内。

参考号列表：

1：棒

2：多个微小的喷嘴

3：板

4：半球体

5：“枪”

附图说明

图1：示出了根据本发明构思的呈棒(1)的形式的装置，即，在本发明构思的范围内为基本上线性的阵列。

图2：示出了根据本发明构思的呈板(3)的形式的装置，换言之在本发明构思的上下文中为二维阵列。

图3：示出了根据本发明构思的呈半球体(4)的形式的装置，换言之在本发明构思的上下文中为三维阵列。

图4：示出了根据本发明构思的呈“枪”(5)的形式的装置。在此情况下存在仅一个单独的喷嘴，该单独的喷嘴可以在两条轴线上旋转以便获得目标对象。

Claims (14)

1.一种用于消灭或驱赶有害动物的装置，该装置的特征在于，该装置通过至少一个独立的、微小的液滴击中该有害动物并且因此获得所希望的驱赶或消灭的效果。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该液滴的体积在0.1pl至0.1ml的范围内、优选在1pl至1μl的范围内。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，使用多个小的固定喷嘴(2)、具体是由喷墨印刷已知的特别的喷嘴，其中借助于智能控制单元

·分别激活仅一个单独的喷嘴，该单独的喷嘴向该有害动物发射单独的液滴，或者

·激活多于一个喷嘴，这些喷嘴中的每个喷嘴向该有害动物发射单独的液滴，并且尤其

·当有害动物处于范围中时，同时激活多个喷嘴。

4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所希望的驱赶或消灭的效果通过优选由纯水构成的该液滴的动能来实现。

5.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所希望的驱赶或消灭的效果通过向该液滴的流体中添加至少一种功能性材料来实现，具体是杀虫剂和/或芳香物质和/或防护剂。

6.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，该装置具有从以下各项中选择的形式：

a)具有这些喷嘴的线性安排的棒(1)的形式，

b)具有这些喷嘴的二维安排的板(3)的形式，

c)具有这些喷嘴的三维安排的半球体(4)的形式，以及

d)具有仅一个单独的喷嘴的枪(5)的形式，该单独的喷嘴能够在两条轴线上旋转以便获得目标对象。

7.如权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，这些喷嘴的固定发射方向的空间分布指向不同的方向。

8.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，该昆虫的位置是经由适合的传感器获得的并且这些数据被传递至智能控制单元。

9.如权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，使用来自不同的传感器类型的数据，尤其在声学上获得某种有害动物的存在，而通过其他方法来确定确切位置，其中，优选在声学上检测昆虫、特别优选是长角亚目和短角亚目的双翅昆虫的特征性的振翅频率。

10.如权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，如在该智能控制单元的规范中所述的，该装置沿一个或若干个方向略微地移动和/或倾斜。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，该或这些液滴在移动期间被发射使得设定额外的移动方向。

12.如以上权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，该系统是在封闭空间中或在户外区域中使用的。

13.如以上权利要求中任一项所述的用于消灭或驱赶有害动物的装置的用途。

14.一种用于消灭或驱赶有害动物的方法，其特征在于，使用如以上权利要求中任一项所述的装置。