CN112293373B - 一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置，其技术方案要点是：包括密封壳体、电击板、单片机以及电源，密封壳体与电击板之间通过光线筒连接；密封壳体内设有多个滤光片，密封壳体设有用于驱动多个滤光片圆周转动的驱动电机；密封壳体内设有与光线筒端口对齐的发光光源，发光光源位于多个滤光片围合区域内；电击板设有光电传感器，电击板背向光线筒的表面设有多个相互之间绝缘设置的正电极片、负电极片；光电传感器的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端与发光光源、驱动电机的输入端电连接；正电极片、负电极片分别与电源的正负极连接。使用过程中不仅能耗低，且能够满足不同病害虫使用，农作物害虫防治效率较低。

Description

一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置
技术领域
本发明涉及病虫害防治技术领域，更具体地说，它涉及一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置。
背景技术
农作物地下害虫是影响我国农业产品品质和产量的主要因素之一。传统病虫害防治技术仍以毒物诱杀、撒施毒土、农药拌种、毒液灌溉等化学方法防治地下害虫为主。大规模常年的农药使用不仅使害虫产生了抗药性，农药的过量施用也污染了土壤、水、空气，造成了严重的环境污染，破坏了生态环境，制约了农业可持续发展，农作物上的农药残留也成了“毒食品”的来源之一，严重威胁着人的健康。
目前，利用现代电子信息技术改造传统农业而诞生的物理农业已经成为现代农业发展的主要方向。物理农业的重点目标之一就是采用电场进行农作物害虫防治。当前，采用电场灭除农作物害虫的主要形式有：利用黑光灯、高压汞灯诱杀处于飞蛾阶段的害虫，该类系统在晚上利用灯光引诱具有趋光性的害虫碰触高压电网电击会飞的害虫，飞蛾阶段是害虫的产卵期，杀灭飞蛾可以减少下一年度害虫数量。
然而，上述的电场灭除农作物害虫长时间使用过程中不仅能耗高，且由于不同害虫对于不同波段光线的避光性、趋光性不尽相同，导致农作物害虫防治效率较低以及能够防治的害虫单一，不具有普遍性，难以大范围的推广应用。因此，如何研究设计一种无污染、能耗低、适用性强、防治效率高的农作物病害虫消灭装置是我们目前急需解决的问题。
发明内容
为解决现有电场灭除农作物害虫长时间使用过程中不仅能耗高，且由于不同害虫对于不同波段光线的避光性、趋光性不尽相同，导致农作物害虫防治效率较低以及能够防治的害虫单一的问题，本发明的目的是提供一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置，能对大部分害虫进行防治，可大范围的推广应用。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置，包括密封壳体、电击板、单片机以及系统供电的电源，密封壳体与电击板之间通过光线筒连接；密封壳体内设有围合形成多边形的多个滤光片，密封壳体设有用于驱动多个滤光片圆周转动的驱动电机；密封壳体内设有与光线筒端口对齐的发光光源，发光光源位于多个滤光片围合区域内；电击板设有光电传感器，电击板背向光线筒的表面设有多个相互之间绝缘设置的正电极片、负电极片；光电传感器的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端与发光光源、驱动电机的输入端电连接；正电极片、负电极片分别与电源的正负极连接。
通过采用上述技术方案，光电传感器检测环境光颜色，单片机对光电传感器输出的颜色信号进行处理后控制驱动电机驱使相应的滤光片转动至发光光源与光线筒端口之间，同时单片机控制发光光源启动，对应滤光片能够从发光光源发出的光线中选取所需辐射的波段光，选取的波段光从光线筒射出，农作物病害虫消灭装置产生相对于环境光强度更强的同颜色波段光，以此引导在此环境光下活动的病害虫向农作物病害虫消灭装置聚集；当病害虫聚集在电击板并同时与正电极片、负电极片接触后形成通路将病害虫击晕或消灭，使用过程中不仅能耗低，且能够满足不同病害虫使用，农作物害虫防治效率较低。
本发明进一步设置为：所述正电极片、负电极片交替排列设置，相邻的正电极片以及负电极片最近边缘侧间距为8-15mm，相邻的正电极片、负电极片之间最近边缘侧间距3-8mm。
通过采用上述技术方案，合理分布正电极片、负电极片位置，能够满足大部分病害虫同时接触正电极片、负电极片的要求。
本发明进一步设置为：所述电击板表面设有绝缘膜，绝缘膜设有供正电极片、负电极片安装的安装孔。
通过采用上述技术方案，绝缘膜将正电极片、负电极片之间相互隔离，减少正电极片、负电极片之间形成短路的情况发生，增强了病虫害消灭装置使用的稳定性。
本发明进一步设置为：所述电击板四周边缘环设有遮挡沿。
通过采用上述技术方案，遮挡沿可防治雨水杂物附着在电击板上的情况发生，增强了病虫害消灭装置使用的安全性。
本发明进一步设置为：所述电源的输出端设有自耦调压器，自耦调压器与单片机电连接。
通过采用上述技术方案，自耦调压器响应于光电传感器检测到的环境光光强度信号，既可以通过单片机控制自耦调压器调节正电极片、负电极片输出的电压值，又可以调节发光光源发出的光线强度，以此灵活调节电击强度和视觉差效果。
本发明进一步设置为：所述自耦调压器的输出电压值为5-38V。
通过采用上述技术方案，保证了病虫害消灭装置使用过程中的安全性，防治工作人员意外触电的情况发生。
本发明进一步设置为：所述电源与正电极片、负电极片之间设有短路保护器，短路保护器与单片机电连接。
通过采用上述技术方案，当正电极片、负电极片之间短路时，短路保护器响应于单片机的控制信号将电源切断，防治内部元器件损坏的情况发生。
本发明进一步设置为：所述密封壳体设有太阳能板，电源为与太阳能板电连接的可充电锂电池；太阳能板表面设有连接挂体。
通过采用上述技术方案，太阳能板可为电源持续性充电，增强了消灭装置使用的持久性能。
本发明进一步设置为：多个所述滤光片两侧对称设置有两个固定环，固定环内部同轴设置有转动轴，其中一个固定环与转动轴之间通过连接板固定连接；密封壳体内设有套筒，转动轴一端与套筒转动连接，另一端与驱动电机的输出轴固定连接，发光光源与套筒侧壁固定连接。
通过采用上述技术方案，固定环将多个滤光片相对固定，驱动电机同步驱动滤光片相对转动，发光光源安装在套筒上保持相对固定。
本发明进一步设置为：所述光线筒靠近电击板的端口密封连接有玻璃隔板。
通过采用上述技术方案，玻璃隔板防止外界潮湿空气、病害虫进入光线筒和密封壳体内的情况发生，保证了消灭装置内部在运行过程中的稳定性。
综上所述，本发明具有以下有益效果：滤光片能够从发光光源发出的光线中选取所需辐射的波段光，选取的波段光从光线筒射出，农作物病害虫消灭装置产生相对于环境光强度更强的同颜色波段光，以此引导在此环境光下活动的病害虫向农作物病害虫消灭装置聚集；当病害虫聚集在电击板并同时与正电极片、负电极片接触后形成通路将病害虫击晕或消灭，使用过程中不仅能耗低，且能够满足不同病害虫使用，农作物害虫防治效率较低；合理分布正电极片、负电极片位置，能够满足大部分病害虫同时接触正电极片、负电极片的要求；自耦调压器响应于光电传感器检测到的环境光光强度信号，既可以通过单片机控制自耦调压器调节正电极片、负电极片输出的电压值，又可以调节发光光源发出的光线强度，以此灵活调节电击强度和视觉差效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中的整体结构示意图；
图2是本发明实施例中正电极片、负电极片分布结构示意图；
图3是本发明实施例中绝缘膜的结构示意图；
图4是本发明实施例中的内部结构示意图；
图5是本发明实施例中滤光片的结构示意图；
图6是本发明实施例中的工作原理图。
图中：101、密封壳体；102、光线筒；103、玻璃隔板；104、套筒；105、驱动电机；106、转动轴；107、滤光片；108、发光光源；109、固定环；110、连接板；201、电击板；202、遮挡沿；203、光电传感器；204、正电极片；205、负电极片；206、绝缘膜；207、安装孔；208、通孔；301、太阳能板；302、连接挂体；303、电源；304、单片机；305、自耦调压器；306、短路保护器。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图1-6及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例：一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置，如图1-6所示，包括密封壳体101、电击板201、单片机304以及系统供电的电源303，密封壳体101与电击板201之间通过光线筒102连接；密封壳体101内设有围合形成多边形的多个滤光片107，密封壳体101设有用于驱动多个滤光片107圆周转动的驱动电机105；密封壳体101内设有与光线筒102端口对齐的发光光源108，发光光源108位于多个滤光片107围合区域内；电击板201设有光电传感器203，电击板201背向光线筒102的表面设有多个相互之间绝缘设置的正电极片204、负电极片205；光电传感器203的输出端与单片机304的输入端连接，单片机304的输出端与发光光源108、驱动电机105的输入端电连接；正电极片204、负电极片205分别与电源303的正负极连接。光电传感器203检测环境光颜色，单片机304对光电传感器203输出的颜色信号进行处理后控制驱动电机105驱使相应的滤光片107转动至发光光源108与光线筒102端口之间，同时单片机304控制发光光源108启动，对应滤光片107能够从发光光源108发出的光线中选取所需辐射的波段光，选取的波段光从光线筒102射出，农作物病害虫消灭装置产生相对于环境光强度更强的同颜色波段光，以此引导在此环境光下活动的病害虫向农作物病害虫消灭装置聚集；当病害虫聚集在电击板201并同时与正电极片204、负电极片205接触后形成通路将病害虫击晕或消灭，使用过程中不仅能耗低，且能够满足不同病害虫使用，农作物害虫防治效率较低。
如图2所示，在本实施例中，正电极片204、负电极片205交替排列设置，相邻的正电极片204以及负电极片205最近边缘侧间距为8-15mm，相邻的正电极片204、负电极片205之间最近边缘侧间距3-8mm。合理分布正电极片204、负电极片205位置，能够满足大部分病害虫同时接触正电极片204、负电极片205的要求。
如图3所示，电击板201表面设有绝缘膜206，绝缘膜206设有供正电极片204、负电极片205安装的安装孔207。绝缘膜206中心设有与光线筒102对齐的通孔208。绝缘膜206将正电极片204、负电极片205之间相互隔离，减少正电极片204、负电极片205之间形成短路的情况发生，增强了病虫害消灭装置使用的稳定性。
如图1与图4所示，电击板201四周边缘环设有遮挡沿202。遮挡沿202可防治雨水杂物附着在电击板201上的情况发生，增强了病虫害消灭装置使用的安全性。
如图6所示，电源303的输出端设有自耦调压器305，自耦调压器305与单片机304电连接。自耦调压器305响应于光电传感器203检测到的环境光光强度信号，既可以通过单片机304控制自耦调压器305调节正电极片204、负电极片205输出的电压值，又可以调节发光光源108发出的光线强度，以此灵活调节电击强度和视觉差效果。
在本实施例中，自耦调压器305的输出电压值为5-38V。
通过采用上述技术方案，保证了病虫害消灭装置使用过程中的安全性，防治工作人员意外触电的情况发生。
如图6所示，电源303与正电极片204、负电极片205之间设有短路保护器306，短路保护器306与单片机304电连接。当正电极片204、负电极片205之间短路时，短路保护器306响应于单片机304的控制信号将电源303切断，防治内部元器件损坏的情况发生。
如图1与图6所示，密封壳体101设有太阳能板301，电源303为与太阳能板301电连接的可充电锂电池；太阳能板301表面设有连接挂体302。太阳能板301可为电源303持续性充电，增强了消灭装置使用的持久性能。
如图5所示，多个滤光片107两侧对称设置有两个固定环109，固定环109内部同轴设置有转动轴106，其中一个固定环109与转动轴106之间通过连接板110固定连接；密封壳体101内设有套筒104，转动轴106一端与套筒104转动连接，另一端与驱动电机105的输出轴固定连接，发光光源108与套筒104侧壁固定连接。固定环109将多个滤光片107相对固定，驱动电机105同步驱动滤光片107相对转动，发光光源108安装在套筒104上保持相对固定。在本实施例中，发光光源108采用发光二极管。
如图4所示，光线筒102靠近电击板201的端口密封连接有玻璃隔板103。玻璃隔板103防止外界潮湿空气、病害虫进入光线筒102和密封壳体101内的情况发生，保证了消灭装置内部在运行过程中的稳定性。
工作原理：光电传感器203检测环境光颜色，单片机304对光电传感器203输出的颜色信号进行处理后控制驱动电机105驱使相应的滤光片107转动至发光光源108与光线筒102端口之间，同时单片机304控制发光光源108启动，对应滤光片107能够从发光光源108发出的光线中选取所需辐射的波段光，选取的波段光从光线筒102射出，农作物病害虫消灭装置产生相对于环境光强度更强的同颜色波段光，以此引导在此环境光下活动的病害虫向农作物病害虫消灭装置聚集；当病害虫聚集在电击板201并同时与正电极片204、负电极片205接触后形成通路将病害虫击晕或消灭，使用过程中不仅能耗低，且能够满足不同病害虫使用，农作物害虫防治效率较低。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置，其特征是，包括密封壳体(101)、电击板(201)、单片机(304)以及系统供电的电源(303)，密封壳体(101)与电击板(201)之间通过光线筒(102)连接；密封壳体(101)内设有围合形成多边形的多个滤光片(107)，密封壳体(101)设有用于驱动多个滤光片(107)圆周转动的驱动电机(105)；密封壳体(101)内设有与光线筒(102)端口对齐的发光光源(108)，发光光源(108)位于多个滤光片(107)围合区域内；电击板(201)设有光电传感器(203)，电击板(201)背向光线筒(102)的表面设有多个相互之间绝缘设置的正电极片(204)、负电极片(205)；光电传感器(203)的输出端与单片机(304)的输入端连接，单片机(304)的输出端与发光光源(108)、驱动电机(105)的输入端电连接；正电极片(204)、负电极片(205)分别与电源(303)的正负极连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置，其特征是，所述正电极片(204)、负电极片(205)交替排列设置，相邻的正电极片(204)以及负电极片(205)最近边缘侧间距为8-15mm，相邻的正电极片(204)、负电极片(205)之间最近边缘侧间距3-8mm。
3.根据权利要求1所述的一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置，其特征是，所述电击板(201)表面设有绝缘膜(206)，绝缘膜(206)设有供正电极片(204)、负电极片(205)安装的安装孔(207)。
4.根据权利要求1所述的一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置，其特征是，所述电击板(201)四周边缘环设有遮挡沿(202)。
5.根据权利要求1所述的一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置，其特征是，所述电源(303)的输出端设有自耦调压器(305)，自耦调压器(305)与单片机(304)电连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置，其特征是，所述自耦调压器(305)的输出电压值为5-38V。
7.根据权利要求1所述的一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置，其特征是，所述电源(303)与正电极片(204)、负电极片(205)之间设有短路保护器(306)，短路保护器(306)与单片机(304)电连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置，其特征是，所述密封壳体(101)设有太阳能板(301)，电源(303)为与太阳能板(301)电连接的可充电锂电池；太阳能板(301)表面设有连接挂体(302)。
9.根据权利要求1所述的一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置，其特征是，多个所述滤光片(107)两侧对称设置有两个固定环(109)，固定环(109)内部同轴设置有转动轴(106)，其中一个固定环(109)与转动轴(106)之间通过连接板(110)固定连接；密封壳体(101)内设有套筒(104)，转动轴(106)一端与套筒(104)转动连接，另一端与驱动电机(105)的输出轴固定连接，发光光源(108)与套筒(104)侧壁固定连接。
10.根据权利要求1所述的一种基于多光谱滤光的农作物病害虫消灭装置，其特征是，所述光线筒(102)靠近电击板(201)的端口密封连接有玻璃隔板(103)。
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