CN111670878A - 一种高压电场杀灭及卷扫收集式蝗虫光热诱导捕集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压电场杀灭及卷扫收集式蝗虫光热诱导捕集装置，包括支撑系统、高压电场杀灭系统、光源系统、箱体、电加热装置、扫卷绕入收集系统、单片机控制系统和PLC控制系统，所述支撑系统的下端设有高压电场杀灭系统，所述光源系统设置在支撑系统和高压电场杀灭系统之间，所述高压电场杀灭系统和光源系统的输入端电连接单片机控制系统的输出端，热源温度能够抵消夜间环境温度对蝗虫生物活性的不利影响，热源刺激蝗虫可产生趋光性光热生物活动强度，则热源的施加，将提高蝗虫热致性趋光聚集活性，针对趋光爬行而不上灯蝗虫采用热刺激在诱发热聚集效应前提下，采取卷绕收集措施，可有效解决不上灯蝗虫的收集。

Description

一种高压电场杀灭及卷扫收集式蝗虫光热诱导捕集装置

技术领域

本发明涉及农业工程装备技术领域，具体为一种高压电场杀灭及卷扫收集式蝗虫光热诱导捕集装置。

背景技术

目前，蝗灾是我国乃至世界上爆发面积最广、造成损害最大的虫害，其与水灾、旱灾并称我国三大自然灾害，全世界常年发生蝗灾面积达4680万平方公里，全球约1/8的人口遭受蝗虫灾害的侵扰，且蝗灾爆发后，对粮食和农业安全可造成不同程度的危害，治理蝗灾的方法目前主要采用化学农药治理，但成本高，且治标不治本，播撒化学药剂的农药残留，还会对当地环境造成破坏，危害到其他生物。

治理蝗灾的方法目前还有生物制剂防治和天敌防治两种。牧鸭和红粉鸟作为天敌治蝗是一项环境友好型生物治蝗技术，但天敌只适合蝗灾小规模爆发和特殊的地理环境下使用，一旦蝗虫迁飞，且密度规模达到一定程度时，这些天敌就发挥不了太大作用。生物制剂法在蝗虫灾害治理中表现出环境友好的效果，如真菌、蝗虫微孢子、杀蝗金线虫、蝗虫痘病毒、苏云金杆菌等，但由于生物制剂的感染流行特性和见效滞后特性，还必须配合化学防治法降低虫口密度，才能实现害虫的快速有效治理。

爆发性蝗虫灾害防治已经出现的吸捕机械是利用负压气吸原理进行蝗灾的治理和捕集应用的技术（中国专利CN201711488134、CN90224472.8、CN 2092865U、CN2105840U、CN265913Y、CN91208749U、CN2005100456），该技术对草原蝗虫的生态治理表现出了良好的技术性能，然而，其应用受到地表植被和地貌的形态特征的制约，从而限制了蝗虫吸捕机大规模应用的范围。

微波杀虫技术（中国专利CN2534824Y、CN101218907A、CN102422834），利用微波、射线等能够引起生物体的聚热致死效应和生殖能力阻滞效应的高能电磁波谱照射蝗虫等害虫，导致害虫新陈代谢功能紊乱，生殖能力丧失，甚至是直接死亡，达到治理的目的。这种方法借助微波电磁能量实现了无毒化杀灭，但微波及射线的辐射剂量多少及蝗虫聚集性问题将是辐射杀虫技术研究的重点。

生物光电波谱光热诱变杀灭技术，借助机械负载的大面积阵列激光杀灭器，实施对高密度蝗虫的对靶光热诱变杀灭，然而，激光束照射蝗虫头部易于置死的激光阵列实施，难以实现自动控制,且蝗虫对危险信号的敏锐逃逸飞离特性，制约了激光大田杀灭蝗虫的实现。与此同时，我国目前的光电波谱治理技术--“频振式”杀虫灯、双波灯技术（中国专利CN 2190405、CN 2481139），广泛应用于农田园林害虫，然而，利用该技术实施蝗虫治理，未能获得应用。

针对蝗虫诱导聚集问题，光电诱导蝗虫捕集治理技术的研究工作得以广泛开展（中国专利ZL0310113391.X、ZL0410096643.7、ZL0420116184.X、ZL200310113391.X、ZL20132015944 2.1、ZL201410312673.0、ZL201410312688.7），它集成了夜间活动蝗虫趋光诱导聚集、机械滑移气吸捕集、蝗虫光生理活性激发三种技术于一体，实现农田、草原，林地等地区蝗虫灾害的控制治理与资源化捕集利用，但蝗虫趋光生物活性激发以及物理灭杀收集等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种高压电场杀灭及卷扫收集式蝗虫光热诱导捕集装置，采用光致热效应诱发的趋光上灯聚集行为，结合高压强电场，可杀灭收集蝗虫，采取卷绕收集措施，可有效解决不上灯蝗虫的收集，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高压电场杀灭及卷扫收集式蝗虫光热诱导捕集装置，包括支撑系统、高压电场杀灭系统、光源系统、箱体、电加热装置、扫卷绕入收集系统、单片机控制系统和PLC控制系统，所述支撑系统的下端设有高压电场杀灭系统，所述光源系统设置在支撑系统和高压电场杀灭系统之间，所述高压电场杀灭系统和光源系统的输入端电连接单片机控制系统的输出端，所述支撑系统的四个连杆下端与箱体上的支杆插接，所述电加热装置设置在箱体的侧面，所述扫卷绕入收集系统的个数为四个，四个扫卷绕入收集系统均匀设置在箱体内部底面的四侧，且箱体的下端四侧设有与扫卷绕入收集系统一一对应的开口，所述扫卷绕入收集系统的电机和电加热装置输入端电连接PLC控制系统的输出端。

进一步的，所述支撑系统包括锥形结构的光源防护罩，所述光源防护罩的上端设有悬吊连接柱，光源防护罩的下表面设有封板，所述封板的下表面四角设有连杆，所述悬吊连接柱的下端贯穿并延伸至封板下方，通过悬吊连接柱可以将装置吊起，以此对装置进行安装，使得安装更方便。

进一步的，所述高压电场杀灭系统包括分别设置在悬吊连接柱上端和下端的阳极和阴极，所述阳极和阴极输入端电连接高压包的输出端，高压包的输出端电连接升压模块的输出端，所述升压模块的输入端电连接单片机控制系统的输出端，通过阳极和阴极可以产生高压强电场以此来杀灭蝗虫。

进一步的，所述箱体的上端设有锥度为45°的落虫漏斗，落虫漏斗的上表面四角设有四个与连杆一一对应的支杆，落虫漏斗的下端设有落虫口，所述箱体上端前后两侧均设有箱门，箱门的一侧设有门把手，通过门把手使得对箱门打开更方便。

进一步的，所述电加热装置的个数为四个，两个电加热装置分别设置在箱体的左右两侧，另两个电加热装置分别设置在两个箱门的一侧，通过电加热装置可以进行加热，以此抵消夜间环境温度对蝗虫生物活性的不利影响。

进一步的，所述扫卷绕入收集系统包括设置在箱体开口两侧的叶片封板，两个叶片封板之间通过轴承支座连接有旋转轴，旋转轴的外侧均匀设有叶片骨架，叶片骨架远离与旋转轴连接的一侧设有柔性叶片，所述箱体的一侧设有电机和电机减速箱，所述电机的输出轴与电机减速箱的输入轴连接，所述电机减速箱的输出轴端部通过联轴器与旋转轴一端连接，通过电机可以带动电机减速箱转动，通过电机减速箱可以带动旋转轴转动，通过旋转轴可以带动叶片骨架和柔性叶片转动，通过柔性叶片可以将爬行昆虫扫入到箱体内部，以此完成对昆虫收集。

进一步的，所述光源系统包括均匀设置在均匀阳极和阴极之间的固定杆，所述固定杆的外侧之间设有弧形结构的紫光铝基板和橙光铝基板，紫光铝基板和橙光铝基板的外侧均匀设有灯体，所述紫光铝基板和橙光铝基板的上端和下端之间均设有灯体封板，通过灯体可以发出亮光，通过紫光铝基板和橙光铝基板可以发出紫光和橙光，以此对昆虫进行吸引。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本高压电场杀灭及卷扫收集式蝗虫光热诱导捕集装置，具有以下好处：通过高压强电场的放电形成强烈的热能、膨胀压力热能、光能、声能及辐射能力等，对生物组织瞬间损害，可破坏蝗虫生存、繁殖能力及杀灭，则针对光对蝗虫光生物学特性和光活动习性的调控效应，采用光致热效应诱发的趋光上灯聚集行为，结合高压强电场，可杀灭收集蝗虫，同时，热源温度能够抵消夜间环境温度对蝗虫生物活性的不利影响，热源刺激蝗虫可产生趋光性光热生物活动强度，则热源的施加，将提高蝗虫热致性趋光聚集活性，从而，针对趋光爬行而不上灯蝗虫采用热刺激在诱发热聚集效应前提下，采取卷绕收集措施，可有效解决不上灯蝗虫的收集。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明侧面结构示意图。

图中：1支撑系统、2高压电场杀灭系统、3光源系统、4箱体、5电加热装置、6扫卷绕入收集系统、7单片机控制系统、8 PLC控制系统、9光源防护罩、10悬吊连接柱、11封板、12连杆、13阳极、14阴极、15落虫漏斗、16支杆、17落虫口、18箱门、19门把手、20叶片封板、21旋转轴、22叶片骨架、23柔性叶片、24电机、25电机减速箱、26固定杆、27紫光铝基板、28橙光铝基板、29灯体、30灯体封板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种高压电场杀灭及卷扫收集式蝗虫光热诱导捕集装置，包括支撑系统1、高压电场杀灭系统2、光源系统3、箱体4、电加热装置5、扫卷绕入收集系统6、单片机控制系统7和PLC控制系统8，单片机控制系统和PLC控制系统为现有技术，例如JBL-28MD型号的单片机控制器和西门子S7-1200的PLC，支撑系统的下端设有高压电场杀灭系统，光源系统设置在支撑系统和高压电场杀灭系统之间，高压电场杀灭系统和光源系统的输入端电连接单片机控制系统的输出端，支撑系统的四个连杆下端与箱体上的支杆插接，电加热装置设置在箱体的侧面，扫卷绕入收集系统的个数为四个，四个扫卷绕入收集系统均匀设置在箱体内部底面的四侧，且箱体的下端四侧设有与扫卷绕入收集系统一一对应的开口，扫卷绕入收集系统的电机和电加热装置输入端电连接PLC控制系统的输出端，支撑系统包括锥形结构的光源防护罩9，光源防护罩的上端设有悬吊连接柱10，光源防护罩的下表面设有封板11，封板的下表面四角设有连杆12，悬吊连接柱的下端贯穿并延伸至封板下方，通过悬吊连接柱可以将装置吊起，以此对装置进行安装，使得安装更方便，高压电场杀灭系统包括分别设置在悬吊连接柱上端和下端的阳极13和阴极14，阳极和阴极输入端电连接高压包的输出端，高压包的输出端电连接升压模块的输出端，升压模块的输入端电连接单片机控制系统的输出端，通过阳极和阴极可以产生高压强电场以此来杀灭蝗虫，箱体的上端设有锥度为45°的落虫漏斗15，落虫漏斗的上表面四角设有四个与连杆一一对应的支杆16，落虫漏斗的下端设有落虫口17，箱体上端前后两侧均设有箱门18，箱门的一侧设有门把手19，通过门把手使得对箱门打开更方便，电加热装置的个数为四个，两个电加热装置分别设置在箱体的左右两侧，另两个电加热装置分别设置在两个箱门的一侧，通过电加热装置可以进行加热，以此抵消夜间环境温度对蝗虫生物活性的不利影响，扫卷绕入收集系统包括设置在箱体开口两侧的叶片封板20，两个叶片封板之间通过轴承支座连接有旋转轴21，旋转轴的外侧均匀设有叶片骨架22，叶片骨架远离与旋转轴连接的一侧设有柔性叶片23，箱体的一侧设有电机24和电机减速箱25，电机的输出轴与电机减速箱的输入轴连接，电机减速箱的输出轴端部通过联轴器与旋转轴一端连接，通过电机可以带动电机减速箱转动，通过电机减速箱可以带动旋转轴转动，通过旋转轴可以带动叶片骨架和柔性叶片转动，通过柔性叶片可以将爬行昆虫扫入到箱体内部，以此完成对昆虫收集，光源系统包括均匀设置在均匀阳极和阴极之间的固定杆26，固定杆的外侧之间设有弧形结构的紫光铝基板27和橙光铝基板28，紫光铝基板和橙光铝基板的外侧均匀设有灯体29，紫光铝基板和橙光铝基板的上端和下端之间均设有灯体封板30，通过灯体可以发出亮光，通过紫光铝基板和橙光铝基板可以发出紫光和橙光，以此对昆虫进行吸引，通过高压强电场的放电形成强烈的热能、膨胀压力热能、光能、声能及辐射能力等，对生物组织瞬间损害，可破坏蝗虫生存、繁殖能力及杀灭，则针对光对蝗虫光生物学特性和光活动习性的调控效应，采用光致热效应诱发的趋光上灯聚集行为，结合高压强电场，可杀灭收集蝗虫，同时，热源温度能够抵消夜间环境温度对蝗虫生物活性的不利影响，热源刺激蝗虫可产生趋光性光热生物活动强度，则热源的施加，将提高蝗虫热致性趋光聚集活性，从而，针对趋光爬行而不上灯蝗虫采用热刺激在诱发热聚集效应前提下，采取卷绕收集措施，可有效解决不上灯蝗虫的收集。

在使用时：通过悬吊连接柱的下端贯穿并延伸至封板下方，通过悬吊连接柱可以将装置吊起，以此对装置进行安装，通过灯体可以发出亮光，通过紫光铝基板和橙光铝基板可以史发光产生电致散热和发光致热的热源效应，实现热致强化性趋光增效及光热耦合刺激性光热诱导效应，调控蝗虫光热作用下的生物活动强度，并在光源突变光照强度（光照度、光照能量）和光源热源效应的驱动下，实现蝗虫光热诱导聚集效应和剧烈性上灯行为，通过升压模块和高压包控制实现电场高压发生参数，形成高压空间直流电场实施上灯蝗虫的杀灭功能，且阴阳极的中空结构形状实现密集杀灭蝗虫的下落，通过电加热装置可以进行加热，实施热源温度刺激功能，获得蝗虫热生物活性强化性趋热效应，互补光致爬行趋光蝗虫不上灯及光生物活性不强问题，操控蝗虫由光诱向热诱方式转化并强化蝗虫生物诱导活动强度，增强诱导效果，并易化光热聚集箱体四周蝗虫的收集活性，以利于旋转扫卷绕入收集措施实施，通过电机可以带动电机减速箱转动，通过电机减速箱可以带动旋转轴转动，通过旋转轴可以带动叶片骨架和柔性叶片转动，通过柔性叶片可以将爬行昆虫扫入到箱体内部，以此完成对昆虫收集。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种高压电场杀灭及卷扫收集式蝗虫光热诱导捕集装置，包括支撑系统、高压电场杀灭系统、光源系统、箱体、电加热装置、扫卷绕入收集系统、单片机控制系统和PLC控制系统，其特征在于：所述支撑系统的下端设有高压电场杀灭系统，所述光源系统设置在支撑系统和高压电场杀灭系统之间，所述高压电场杀灭系统和光源系统的输入端电连接单片机控制系统的输出端，所述支撑系统的四个连杆下端与箱体上的支杆插接，以此来方便装置的安装，所述电加热装置设置在箱体的侧面，所述扫卷绕入收集系统的个数为四个，四个扫卷绕入收集系统均匀设置在箱体内部底面的四侧，且箱体的下端四侧设有与扫卷绕入收集系统一一对应的开口，所述扫卷绕入收集系统的电机和电加热装置输入端电连接PLC控制系统的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种高压电场杀灭及卷扫收集式蝗虫光热诱导捕集装置，其特征在于：所述支撑系统包括锥形结构的光源防护罩，所述光源防护罩的上端设有悬吊连接柱，光源防护罩的下表面设有封板，所述封板的下表面四角设有连杆，所述悬吊连接柱的下端贯穿并延伸至封板下方。

3.根据权利要求1所述的一种高压电场杀灭及卷扫收集式蝗虫光热诱导捕集装置，其特征在于：所述高压电场杀灭系统包括分别设置在悬吊连接柱上端和下端的阳极和阴极，所述阳极和阴极输入端电连接高压包的输出端，高压包的输出端电连接升压模块的输出端，所述升压模块的输入端电连接单片机控制系统的输出端，单片机控制系统经升压模块和高压包控制实现电场高压发生参数，形成高压空间直流电场实施上灯蝗虫的杀灭功能，且阴阳极的中空结构形状实现密集杀灭蝗虫的下落。

4.根据权利要求1所述的一种高压电场杀灭及卷扫收集式蝗虫光热诱导捕集装置，其特征在于：所述箱体的上端设有锥度为45°的落虫漏斗，落虫漏斗的上表面四角设有四个与连杆一一对应的支杆，落虫漏斗的下端设有落虫口，所述箱体上端前后两侧均设有箱门，箱门的一侧设有门把手，由门把手将箱门打开来实现对箱体内部的虫取出。

5.根据权利要求1所述的一种高压电场杀灭及卷扫收集式蝗虫光热诱导捕集装置，其特征在于：所述电加热装置的个数为四个，两个电加热装置分别设置在箱体的左右两侧，另两个电加热装置分别设置在两个箱门的一侧，由电加热装置实施热源温度刺激功能，获得蝗虫热生物活性强化性趋热效应，互补光致爬行趋光蝗虫不上灯及光生物活性不强问题，操控蝗虫由光诱向热诱方式转化并强化蝗虫生物诱导活动强度，增强诱导效果，并易化光热聚集箱体四周蝗虫的收集活性，以利于旋转扫卷绕入收集措施实施。

6.根据权利要求1所述的一种高压电场杀灭及卷扫收集式蝗虫光热诱导捕集装置，其特征在于：所述扫卷绕入收集系统包括设置在箱体开口两侧的叶片封板，两个叶片封板之间通过轴承支座连接有旋转轴，旋转轴的外侧均匀设有叶片骨架，叶片骨架远离与旋转轴连接的一侧设有柔性叶片，所述箱体的一侧设有电机和电机减速箱，所述电机的输出轴与电机减速箱的输入轴连接，所述电机减速箱的输出轴端部通过联轴器与旋转轴一端连接，由四个扫卷绕入收集系统卷绕扫入收集光及热致聚集箱体四周蝗虫，柔性叶片的柔软特性及其与箱体底板的安装布置尺寸实施扫地式捕集功能及与下落虫漏斗刮入式落虫功能，并实现无滞性旋转。

7.根据权利要求1所述的一种高压电场杀灭及卷扫收集式蝗虫光热诱导捕集装置，其特征在于：所述光源系统包括均匀设置在均匀阳极和阴极之间的固定杆，所述固定杆的外侧之间设有弧形结构的紫光铝基板和橙光铝基板，紫光铝基板和橙光铝基板的外侧均匀设有灯体，所述紫光铝基板和橙光铝基板的上端和下端之间均设有灯体封板。

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