CN110849434B - 一种基于害虫体积计算虫量的自动计数系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业虫害防治技术领域，尤其涉及一种基于害虫体积计算虫量的自动计数系统，包括电诱杀单元、加热烘干单元、测量单元和收集筒；电诱杀单元包括环形电网和诱芯；加热烘干单元包括烘干箱、加热管、第一电机和转动板，烘干箱的顶部开设有进虫口，加热管设置于烘干箱内，转动板铰接于烘干箱底部的落虫口的一侧，第一电机与转动板连接；测量单元包括测量筒、第二电机、夹持臂爪和振动电机，测量筒的筒口位于落虫口的正下方，夹持臂爪的一端与第二电机的输出轴固定，夹持臂爪的另一端固定与测量筒的侧壁上，振动电机设置于夹持臂爪上。本方案能够很好的适应较大数量的害虫测数，使用方便，测数准确度较高，非常适合大型害虫防治工作中使用。

Description

一种基于害虫体积计算虫量的自动计数系统

技术领域

本发明涉及农业虫害防治技术领域，尤其涉及一种基于害虫体积计算虫量的自动计数系统。

背景技术

由于化学农药的广泛使用，害虫的抗药性大大增加，为了避免因大量使用农药，增加农产品的农药残留，物理防治方法在实际使用中取得很好的效果，而且无毒物残留，操作方法简便，使其越来越受到重视。环形电网电诱杀技术就是根据昆虫一般具有的趋光性特点、趋化性特点应运而生的。

目前，环形电网电诱杀技术已经发展的相对成熟。其用于野外田间监控以及实验常用太阳能电池板进行供电；其用于大规模田间害虫捕杀防治一般则需要使用220V市电进行供电，以保证快速、大规模、高效的进行害虫灭杀工作。

在进行野外田间实验时，最终需要进行预警分析得到预警结构，而预警分析则需要害虫的击杀数据作为支撑。当前，常常使用以下两种方法对电击杀的害虫的数量进行统计。第一种，通过传统的人工进行统计，每隔预定时间由人工到试验现场对虫盒里的昆虫进行人工计数，操作繁琐，人工劳动强度大，而且统计数据误差较大，特别是虫害高发时间段，人工计数误差尤为明显。第二种，通过红外计数传感器进行计数，虽然解决了人工计数工作量大的问题，但是还是存在虫害严重时，电击杀的昆虫过大，统计不方便，误差大的问题。

发明内容

为此，需要提供一种基于害虫体积计算虫量的自动计数系统，来解决现有技术中电击杀的害虫数量较多时，计数不方便，误差较大的问题。

为实现上述目的，需要提供一种基于害虫体积计算虫量的自动计数系统，所述测数系统包括电诱杀单元、加热烘干单元、测量单元和收集筒；

所述电诱杀单元包括环形电网和诱芯，所述诱芯设置于环形电网内部；

所述加热烘干单元包括烘干箱、加热管、第一电机和转动板，所述烘干箱的顶部开设有进虫口，所述进虫口位于环形电网的下方，所述加热管设置于烘干箱内，所述转动板铰接于烘干箱底部的落虫口的一侧，所述第一电机的输出轴与转动板固定，用于带动转动板打开或者封闭落虫口；

所述测量单元包括测量筒、第二电机、夹持臂爪和振动电机，所述测量筒的筒口位于落虫口的正下方，所述夹持臂爪的一端与第二电机的输出轴固定，夹持臂爪的另一端固定与测量筒的侧壁上，所述振动电机设置于夹持臂爪上，所述测量筒用于测量桶内堆积害虫的高度；

所述收集筒用于收集测量筒内倾倒的害虫。

作为本发明的一种优选结构，所述测数系统还包括测距传感器，所述测量筒可移动到测距传感器下方，测距传感器用于测量筒内空腔的高度。

作为本发明的一种优选结构，所述测量单元还包括第三电机和转动杆，所述转动杆可枢转的立设于底板上，所述第三电机固定于安装支架上，第三电机与转动杆传动连接，所述第二电机固定于转动杆的侧壁上，第二电机的输出轴贯穿转动杆与夹持臂爪的一端固定，所述转动杆旋转可将测量筒移动到测距传感器下方。

作为本发明的一种优选结构，所述测数系统还包括定位单元，所述定位单元包括第一位置传感器和第一定位板，所述第一定位板固定于夹持臂爪上，所述第一位置传感器设置于夹持臂爪下方，第一位置传感器正对第一定位板时，测量筒的筒口竖直朝上。

作为本发明的一种优选结构，所述定位单元还包括第二位置传感器和第二定位板，所述第二位置传感器水平设置，第二位置传感器朝向落虫口的正下方，所述第二定位板固定在转动杆上，第二位置传感器正对第二定位板时，测量筒位于落虫口的正下方。

作为本发明的一种优选结构，所述测数系统还包括控制箱，所述控制箱用于控制第一电机、第二电机、第三电机和加热管的启停。

作为本发明的一种优选结构，所述测数系统还包括防护箱，所述测量单元和收集筒均设置于防护箱内，所述防护箱的顶盖上设置有开口，所述开口位于落虫口的正下方。

作为本发明的一种优选结构，所述测数系统还包括第一集虫漏斗，所述第一集虫漏斗设置于环形电网和烘干箱之间，第一集虫漏斗的较大端朝向环形电网，较小端与烘干箱顶部的进虫口固定。

作为本发明的一种优选结构，所述测数系统还包括第二集虫漏斗，所述第二集虫漏斗设置于测量筒和烘干箱之间，第二集虫漏斗的较大端朝向烘干箱底部的落虫口，较小端朝向测量筒的筒口。

作为本发明的一种优选结构，所述测数系统还包括太阳能电池板和立柱，所述太阳能电池板固定于立柱的顶端，所述电诱杀单元和加热烘干单元均固定于立柱上，所述太阳能电池板与环形电网电连接。

区别于现有技术，上述技术方案的优点如下：本发明一种基于害虫体积计算虫量的自动计数系统，害虫在受到诱芯吸引会向环形电网靠近，通电之后的环形电网将运动过来的害虫进行电击杀，电击杀掉落的害虫会由烘干箱顶部的进虫口进入烘干箱内，每间隔预设时间加热管通电对烘干箱内的害虫进行加热烘干，在完成害虫烘干后，控制第一电机带动转动板旋转，打开落虫口，以便烘干后的害虫落入带测量筒内，启动振动电机，振动电机通过带动夹持臂爪振动从而带动测量筒振动，进而将测量筒内的害虫铺平，以便能够准确的测量出测量红内害虫的堆积高度，从而得到测量筒内害虫的体积，然后根据标准害虫烘干后的体积，便可以得到害虫的数量，最后，通过第二电机带动夹持臂爪旋转，使得测量筒的筒口竖直朝下，将测量筒内的害虫倾倒在收集筒内，以便下次进行害虫测数。本方案通过基于害虫的体积进行测数替代传统的人工和红外计数，能够很好的适应较大数量的害虫测数，操作简单，使用方便，而且测数准确度较高，非常适合大型害虫防治工作中使用。

附图说明

图1为具体实施方式所述基于害虫体积计算虫量的自动计数系统的结构示意图之一；

图2为具体实施方式所述基于害虫体积计算虫量的自动计数系统的结构示意图之二；

图3为具体实施方式所述基于害虫体积计算虫量的自动计数系统中加热烘干单元的结构示意图之一；

图4为具体实施方式所述基于害虫体积计算虫量的自动计数系统中加热烘干单元的结构示意图之二；

图5为具体实施方式所述基于害虫体积计算虫量的自动计数系统中测量单元翻转状态变化示意图。

附图标记说明：

1、电诱杀单元；

2、加热烘干单元；

21、烘干箱；

22、加热管；

23、第一电机；

24、转动板；

3、测量单元；

31、测量筒；

32、第二电机；

33、夹持臂爪；

34、振动电机；

35、第三电机；

36、转动杆；

4、收集筒；

5、测距传感器；

61、第一位置传感器；

62、第一定位板；

63、第二位置传感器；

64、第二定位板；

7、控制箱；

8、防护箱；

9、第一集虫漏斗；

10、第二集虫漏斗；

11、太阳能电池板；

12、立柱。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请一并参阅图1至图5，本实施例中公开了一种基于害虫体积计算虫量的自动计数系统，所述测数系统用于害虫数量的测量，以得到虫害数据，便于预警分析以及害虫防止。具体的，所述测数系统包括电诱杀单元1、加热烘干单元2、测量单元3和收集筒4；

所述电诱杀单元1用于害虫进行诱引和电击捕杀。具体的，所述电诱杀单元包括环形电网和诱芯，所述诱芯设置于环形电网内部；所述诱芯可以性诱剂或者诱虫灯，也可以是性诱剂和诱虫灯的组合，以便提高害虫的诱集效果，以便进行电击杀。所述电诱杀单元1为现有产品，在此便不再赘述。

所述加热烘干单元2用于对电击杀掉落的害虫加热烘干，以蒸发掉害虫体内的水分，使得所有害虫的体积大致相当，提高计数精度。具体的，所述加热烘干单元2包括烘干箱21、加热管22、第一电机23和转动板24，所述烘干箱21的顶部开设有进虫口，所述进虫口位于环形电网的下方，所述加热管22设置于烘干箱21内，所述转动板24铰接于烘干箱21底部的落虫口的一侧，所述第一电机23的输出轴与转动板24固定，用于带动转动板24打开或者封闭落虫口；所述烘干箱21作为电击杀掉落害虫的加热烘干区域。害虫由烘干箱21顶部的进虫口落入到烘干箱21内，此时转动板24封闭在烘干箱21落虫口处，使得害虫堆积在烘干箱21内。可设定一定时间间隔，给加热管22进行供电，定时进行害虫烘干，使得害虫积累到一定数量时再进行加热烘干，可以起到节能的作用。在具体的实施例中，可以通过控制器控制加热管22每隔24小时进行一次烘干工作。所述加热管22可以为红外加热管，所述的烘干箱21内并排设置有两根加热管22，保证加热烘干效率。

所述的测量单元3用于测量害虫在测量筒31内堆积的高度并在测量后对测量筒31进行清理，以便于下次害虫计数测量。具体的，所述测量单元3包括测量筒31、第二电机32、夹持臂爪33和振动电机34，所述测量筒31的筒口位于落虫口的正下方，所述夹持臂爪33的一端与第二电机32的输出轴固定，夹持臂爪33的另一端固定与测量筒31的侧壁上，所述振动电机34设置于夹持臂爪33上，所述测量筒31用于测量桶内堆积害虫的高度；所述测量筒31作为害虫的容置于测量空间，在某些实施例中，所述测量筒31上具有测量刻度，可以通过人工或者摄像头进行测量筒31内害虫堆积高度的测量，当然也可以配合其他辅助工具进行测量。假设测量筒31中害虫堆积的高度为H，测量筒31的截面面积为S,标靶昆虫的体积系数为q，那么虫量A＝V/q＝SH/q。当然，所述数据S、q提前存储于服务器中，实际工作时只需将害虫的堆积高度H发送到服务器中，便可以通过上述公式计算出害虫的数量。

当害虫由烘干箱21落入到测量筒31之后，需要先启动振动电机34，振动电机34运动带动夹持臂爪33进行振动，从而将测量筒31内的害虫铺平，从而保证害虫堆积高度的准确测量，保证害虫数量统计的准确性。如图5所示，所述的第二电机32用于通过夹持臂爪33带动测量筒31进行翻转，在当前测量筒31内的害虫体积测量之后，将测量筒31转动180°，将害虫从测量筒31的筒口倒出，以便于进行下次计数测量。

所述收集筒4用于收集测量筒31内倾倒的害虫。收集筒4收集害虫一方面可以验证害虫统计数据的准确性，另一方面能够防止害虫随意丢弃造成污染。

本实施例一种基于害虫体积计算虫量的自动计数系统，害虫在受到诱芯吸引会向环形电网靠近，通电之后的环形电网将运动过来的害虫进行电击杀，电击杀掉落的害虫会由烘干箱21顶部的进虫口进入烘干箱21内，每间隔预设时间加热管22通电对烘干箱21内的害虫进行加热烘干，在完成害虫烘干后，控制第一电机23带动转动板24旋转，打开落虫口，以便烘干后的害虫落入带测量筒31内，启动振动电机34，振动电机34通过带动夹持臂爪33振动从而带动测量筒31振动，进而将测量筒31内的害虫铺平，以便能够准确的测量出测量红内害虫的堆积高度，从而得到测量筒31内害虫的体积，然后根据标准害虫烘干后的体积，便可以得到害虫的数量，最后，通过第二电机32带动夹持臂爪33旋转，使得测量筒31的筒口竖直朝下，将测量筒31内的害虫倾倒在收集筒4内，以便下次进行害虫测数。本方案通过基于害虫的体积进行测数替代传统的人工和红外计数，能够很好的适应较大数量的害虫测数，操作简单，使用方便，而且测数准确度较高，非常适合大型害虫防治工作中使用。

请参阅图1、图2和图5，作为本发明的一种优选实施例，所述测数系统还包括测距传感器5，所述测量筒31可移动到测距传感器5下方，测距传感器5用于测量筒31内空腔的高度。在本实施例通过测距传感器5对测量筒31内的空腔进行测量。在烘干箱21内对害虫进行加热烘干后，首先通过测距传感器5读取测量桶内的初始高度H1，在烘干箱21内的害虫掉落到测量筒31内后，并在振动电机34的驱动下害虫在测量筒31内铺平后，通过测距传感器5再次对测量筒31内的空腔高度进行测量。那么害虫的堆积高度则为H＝H1-H2。通过此种测量方式对测量筒31内害虫堆积的高度测量更为准确。具体的，所述测距传感器5为超声波测距传感器5、激光测距传感器5或者红外线测距传感器5。

如图1和图5所示，作为本发明的一种优选实施例，所述测量单元3还包括第三电机35和转动杆36，所述转动杆36可枢转的立设于底板上，所述第三电机35固定于安装支架上，第三电机35与转动杆36传动连接，所述第二电机32固定于转动杆36的侧壁上，第二电机32的输出轴贯穿转动杆36与夹持臂爪33的一端固定，所述转动杆36旋转可将测量筒31移动到测距传感器5下方。测距传感器5如需要对测量筒31内的空腔高度进行测量，需要将测距传感器5设置于测量筒31通口的上方，但是直接设置于测量筒31的通口上方会阻碍烘干箱21内的害虫掉落到测量孔内。因此，本实施例在测量单元3中还设置了第三电机35和转动杆36。第三电机35可带动转动杆36进行转动，从而带动第二电机32、夹持臂爪33和测量筒31在水平方向上转动，从而将测量筒31移动到测距传感器5的下方，便于测量。

请参阅图5，作为本发明的一种优选实施例，所述测数系统还包括定位单元，所述定位单元包括第一位置传感器61和第一定位板62，所述第一定位板62固定于夹持臂爪33上，所述第一位置传感器61设置于夹持臂爪33下方，第一位置传感器61正对第一定位板62时，测量筒31的筒口竖直朝上。在本实施例中，所述的第一定位板62固定在夹持臂爪33上，第二电机32启动会带着夹持臂爪33和测量筒31同步转动，位于夹持臂爪33一侧的第一固定板同样会随之转动，而之后第一位置传感器61正对第一定位板62时，测量筒31竖直设立，且筒口朝上。通过上述结构的设置，能够保证烘干箱21内掉落的害虫都能够被测量筒31收集，确保了测数精度。在某些优选的实施例中，所述定位单元还包括第二位置传感器63和第二定位板64，所述第二位置传感器63水平设置，第二位置传感器63朝向落虫口的正下方，所述第二定位板64固定在转动杆36上，第二位置传感器63正对第二定位板64时，测量筒31位于落虫口的正下方。通过第二位置传感器63和第二定位板64可以保证测量筒31在第三电机35的带动下水平运动，能够精确的回到烘干箱21落虫口的正下方，防止被烘干的害虫掉落到其他位置，影响计数精度。

请参阅图1和图2，作为本发明的一种优选实施例，所述测数系统还包括控制箱7，所述控制箱7用于控制第一电机23、第二电机32、第三电机35和加热管22的启停。所述控制箱7内设置有控制器和数据收发器，所述控制器可以分别控制第一电机23、第二电机32第三电机35和加热管22的启停，以使得本发明测数系统能够按照预定的工作模式进行害虫数量测量工作。具体的，所述控制器可以为单片机或者PLC，所述单片机可以为51系列的单片机，具体型号如：AT89S51,STC12C2051等，所述的PLC可以为西门子S7-200CN、S7-200、S7-300等系列产品，因为单片机与PLC控制技术已经较为成熟，在此便不多赘述。所述数据收发器用于连接外部服务器和测距传感器5，用于将测量得到数据发送给服务器，以便计算出每次统计的害虫的具体数量。操作简单，工作强度低。

如图1和图2所示的优选实施例中，所述测数系统还包括防护箱8，所述测量单元3和收集筒4均设置于防护箱8内，所述防护箱8的顶盖上设置有开口，所述开口位于落虫口的正下方。所述防护箱8可用于防止雨水、动物以及其他外力对位于较下方的测量单元3和收集筒4造成破坏，防护箱的底板用于安装转动杆36，使得转动杆36可绕防护箱8的底板转动。

请参阅图1，作为本发明的一种优选实施例，所述测数系统还包括第一集虫漏斗9，所述第一集虫漏斗9设置于环形电网和烘干箱21之间，第一集虫漏斗9的较大端朝向环形电网，较小端与烘干箱21顶部的进虫口固定。所述第一集虫漏斗9的设置能够进一步保证环形电网电击杀的害虫都能够落入到烘干箱21中，保证测数准确度。优选的，所述第一集虫漏斗9为双层防倒爬漏斗，防止环形电网电击落的昆虫出现仅仅被击晕，然后出现倒爬的情况发生。优选的实施例中，所述测数系统还包括第二集虫漏斗10，所述第二集虫漏斗10设置于测量筒31和烘干箱21之间，第二集虫漏斗10的较大端朝向烘干箱21底部的落虫口，较小端朝向测量筒31的筒口。所述第二集中漏斗是为了保证烘干箱21内加热烘干后的害虫都能够顺畅的掉落到测量筒31中，防止出现洒落的情况。

请参阅图1，所示的实施例，所述测数系统还包括太阳能电池板11和立柱12，所述太阳能电池板11固定于立柱12的顶端，所述电诱杀单元1和加热烘干单元2均固定于立柱12上，所述太阳能电池板11与环形电网电连接。所述太阳能电池板11用于将太阳能转换成电能为环形电网供电，以解决环形电网在野外田间供电不便的问题。在其他的实施例中，所述太阳能电池板11转换的电能还可以用于对第一电机23、第二电机32、第三电机35、加热管22等部件进行供电。优选的，为保证供电的稳定性，所述测数系统中还设置有蓄电池，所述太阳能电池板11可以为蓄电池进行充电，以便在光线不好的时候，还能够继续进行供电，保证测数系统的正常工作。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明专利的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于害虫体积计算虫量的自动计数系统，其特征在于，所述计数系统包括电诱杀单元、加热烘干单元、测量单元和收集筒；

所述电诱杀单元包括环形电网和诱芯，所述诱芯设置于环形电网内部；

所述加热烘干单元包括烘干箱、加热管、第一电机和转动板，所述烘干箱的顶部开设有进虫口，所述进虫口位于环形电网的下方，所述加热管设置于烘干箱内，所述转动板铰接于烘干箱底部的落虫口的一侧，所述第一电机的输出轴与转动板固定，用于带动转动板打开或者封闭落虫口；

所述测量单元包括测量筒、第二电机、夹持臂爪和振动电机，所述测量筒的筒口位于落虫口的正下方，所述夹持臂爪的一端与第二电机的输出轴固定，夹持臂爪的另一端固定与测量筒的侧壁上，所述振动电机设置于夹持臂爪上，所述测量筒用于测量桶内堆积害虫的高度H；

所述收集筒用于收集测量筒内倾倒的害虫；

所述测量筒的截面面积为S,标靶昆虫的体积系数为q，虫量A=V/q=SH/q；

所述计数系统还包括测距传感器，所述测量筒可移动到测距传感器下方，测距传感器用于测量筒内空腔的高度；

所述测量单元还包括第三电机和转动杆，所述转动杆可枢转的立设于底板上，所述第三电机固定于安装支架上，第三电机与转动杆传动连接，所述第二电机固定于转动杆的侧壁上，第二电机的输出轴贯穿转动杆与夹持臂爪的一端固定，所述转动杆旋转可将测量筒移动到测距传感器下方；

所述计数系统还包括定位单元，所述定位单元包括第一位置传感器和第一定位板，所述第一定位板固定于夹持臂爪上，所述第一位置传感器设置于夹持臂爪下方，第一位置传感器正对第一定位板时，测量筒的筒口竖直朝上。

2.根据权利要求1所述的基于害虫体积计算虫量的自动计数系统，其特征在于，所述定位单元还包括第二位置传感器和第二定位板，所述第二位置传感器水平设置，第二位置传感器朝向落虫口的正下方，所述第二定位板固定在转动杆上，第二位置传感器正对第二定位板时，测量筒位于落虫口的正下方。

3.根据权利要求1所述的基于害虫体积计算虫量的自动计数系统，其特征在于，所述计数系统还包括控制箱，所述控制箱用于控制第一电机、第二电机、第三电机和加热管的启停。

4.根据权利要求1所述的基于害虫体积计算虫量的自动计数系统，其特征在于，所述计数系统还包括防护箱，所述测量单元和收集筒均设置于防护箱内，所述防护箱的顶盖上设置有开口，所述开口位于落虫口的正下方。

5.根据权利要求1所述的基于害虫体积计算虫量的自动计数系统，其特征在于，所述计数系统还包括第一集虫漏斗，所述第一集虫漏斗设置于环形电网和烘干箱之间，第一集虫漏斗的较大端朝向环形电网，较小端与烘干箱顶部的进虫口固定。

6.根据权利要求1所述的基于害虫体积计算虫量的自动计数系统，其特征在于，所述计数系统还包括第二集虫漏斗，所述第二集虫漏斗设置于测量筒和烘干箱之间，第二集虫漏斗的较大端朝向烘干箱底部的落虫口，较小端朝向测量筒的筒口。

7.根据权利要求1所述的基于害虫体积计算虫量的自动计数系统，其特征在于，所述计数系统还包括太阳能电池板和立柱，所述太阳能电池板固定于立柱的顶端，所述电诱杀单元和加热烘干单元均固定于立柱上，所述太阳能电池板与环形电网电连接。

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