CN1299233A - 防治昆虫的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种吸引昆虫(特别是黑蝇、白蛉和蚊子)的装置和方法,其模拟与被叮咬动物的皮肤区域相关的物理作用。该装置的第一实施方案的基本要素包括温暖的脉动流体弹性壁容器,其中所述弹性壁容器呈弹性管形,温暖的流体以脉动形式流过该弹性管以产生各种物理作用。给流体加热和产生脉动作用的电力可以来源于太阳能电源、机械电源、核能电源、化学电源或其它电源。该装置的第二实施方案的基本要素包括悬挂在支撑(80)并且与振动发生器耦合的弱弹簧(78)。弹簧(78)包括在其周围的易变形的皮肤状的膜片。振动通过弹簧传递给膜片,以便产生与被叮咬动物皮肤表面的运动相关的物理作用。还可以提供加热器,以便给皮肤状表面加热。一个更进一步的实施方案包括主控振荡器和行波传播部件。主控振荡器相对行波传送膜运动以传送其中的行波,从而把昆虫吸引到该装置上。杀死昆虫或收集活的或死的昆虫可以通过以电、机械或化学方法捕获或执行死刑来完成。在优选实施方案中,行波传播部件和捕杀零件可以合并成一个整体单元。这个整体单元在必要时是可以拆装的。

Description

防治昆虫的装置和方法

相关的美国专利申请

这项申请是1998年12月11日提交的美国专利申请第09/210,050号的继续申请，该专利申请是1998年3月6日申请的美国专利申请第09/036,123号的继续申请，而09/036,123号专利申请是1997年8月14日申请的美国专利申请第08/910,535号的部分继续申请，08/910,535号专利申请又是1995年11月11日申请的美国专利申请第08/557,704号(美国专利第5,657,576号)的继续申请，在此通过引证把这些专利申请全文的教导全部并入本申请。

本发明的现有技术

昆虫防治的需要是十分明确的，而蚊子的防治史可能就是最好的例证。在19世纪，在印度服役的英国军医Donald Ross证明疟疾是通过蚊子传染的。在世纪之交开凿巴拿马运河期间，Walter Reed博士关于防治黄热病的工作是令人满意的。从那个时候开始，尽管各地公共卫生部门做了深入细致的工作，但是消灭疟疾和其它通过蚊子传播的疾病一直不太成功，这在很大程度上是因为难以消灭蚊子。现在全世界都面临着无药可治的或通过抗药性蚊子传播的疾病蔓延的威胁，因此更加强调需要有效的蚊虫防治措施，包括用于捕捉、监视或消灭成虫个体有效样本的装置。

防治措施不仅在抑制疾病蔓延时需要，而且一年到头都需要减少蚊子和黑蝇(black flies)叮咬带来的烦恼，在全世界的许多地方蚊虫叮咬带来的烦恼使所有不受保护的户外活动在某些季节都变成不可能的。

由于蚊子和丁咬小飞虫以巨大的数量大面积地出现而且易于隐匿，因此任何借助简单的机械装置逐一捕杀它们或收集它们都是不现实的。就蚊子而言，当前有效的防治方法只能把蚊群作为一个整体用化学或生物手段攻击它们，或者试图清除它们的孳生地。这些方法是不方便的、劳动强度大而且往往是政策上有破坏性的，在这方面它们或许将危险剂量的有毒化学品引入环境、杀死无害的或有益的生物以及破坏湿地。就其性质而言，它们至多也仅仅是治标的措施。

为了构造捕捉器，业已作过一些尝试，试图孤立和提炼为吸引各种各样的动物(包括昆虫)服务的诸要素。具体地说，就捕捉蚊子而言，业已把光线、彩色对比度、温暖、二氧化碳、辛醇、水蒸气、乳酸、声音和几种更复杂的有机化学品作为诱饵使用。

因此，现在有数种捕捉器存在，但是当前在用的捕捉器需要维护和再次供应易耗品并且可能是不人道的，因为在这种场合利用活的动物或人作为诱饵。更糟糕的是它们还不好好工作。某些捕捉器对于监视蚊群和捕捉活的个体用于科学目的(例如进行病毒化验)是有用的，但是由于目前可利用的捕捉器仅仅在一天当中的某些时间或一年当中某个季节是可用的并且仅仅对某些种类的蚊子是有用的，所以这些捕捉器本身不适合防治目的。当前在用的一些防治方法和捕捉器具有进一步的缺点，即杀死大量的无害或有益的昆虫并引起对食物链的破坏。

除了包括被合法地用于操纵和监视目的的基于诱饵的捕捉器的大规模防治措施之外，尚不短缺供消费者使用的有利于杀死或击退蚊子的昆虫防治设备。这些设备包括”驱虫器“、蚊香、地板洗涤剂、黄光灯泡、真空和抽吸机械设备、电子声源、翅膀拍击的蜂鸣器等。所有这些产品实际上并非确实有效，但都被以可以产生某种效果的这种无法兑现的承诺而被继续销售着。一些设备(例如兰光“驱虫器”)每杀死一个蚊子将杀死数百个无害的或有益的昆虫，因此实际上可能是有害的。

本发明的概述

一般的说，本发明涉及昆虫的防治，具体地说，涉及吸引有害昆虫(例如蚊子、黑蝇、白蛉和类似的昆虫)，以便监视、捕捉或杀死它们。

与现有技术的设备不同，本发明的实施方案以用于集中和收集蚊子和黑蝇供研究、捕捉、消灭公害或观察使用的廉价而有效的设备的形式，提供一种在疾病防治的大规模的调查研究工作中以及在家庭和个人领域中有用的解决办法。在对比跟踪中，本发明业已表现出能够以比标准捕捉器至少高一个数量级的速率吸引多种蚊子，而对无害或有益的昆虫只有最低限度的伤害。本发明的设备业已表明它优先吸引大量的昆虫以便在其附近形成人或动物的保护区。

本发明的优选实施方案都是围绕着模拟活动物的皮肤所产生和传递的简单的物理作用的概念组织的。这些作用类似于在动物界普遍用于探测潜在的牺牲品、配偶、竞争对手或天敌的沉着机智、心理定位、心理活动和心理状态的其它作用，它们将在接受它们的动物中引起各种各样的反应，包括觉醒、平和、吸引或反击的特质和行为。按照本发明，就蚊子、白蛉和黑蝇的特定情况而言，在更容易处理的预定区域内诱导昆虫朝作用源方向运动(即“吸引”)接近并着陆是可能的。

本发明的各种实施方案基本上提供利用被蚊子、黑蝇和其它叮咬昆虫发觉的活靶子的皮肤的某些迄今为止未被理解的吸引性质的有效装置。业已发现这些装置借助大致精确地模拟在活着的被叮咬动物的皮肤表面出现的物理作用能够从许多米开外吸引它们，该米数足以用于防治目的。这些作用可能是在被叮咬动物皮肤下面的循环系统、肌肉组织和内脏所产生的轻微的运动、振动和热量变化的结果。这些运动和振动作为昆虫寻找牺牲品的全部技能的一部分很容易被昆虫发现。业已发现模拟在活动物身上遇到的物理位置随时间和空间发生的局部的和非局部的变化以及皮肤表面大致对应的局部的、非局部的和变化的温度的模拟器对于蚊子和黑蝇构成特别有效的诱饵，因此使建造在调查研究、消除公害和疾病防治诸应用中使用的任何合理尺寸的引诱蚊虫上钩的活体动物陷阱的等价物成为可能。

依据本发明的方法和装置涉及提供一种或多种能够重建活体动物皮肤的位置和温度“特征谱”的输出，诸如由于血液在皮肤和皮下的脉管系统中脉动或流动和由于脉管系统或内脏形成的微弱的运动和热量而引起的皮肤起伏。作为一个可能的实施方案，业已提供一种经谨慎地优化和扩大的温热的流体机械或电动机械装置，以便模拟引诱蚊虫和黑蝇的活皮肤的物理作用。在第一实施方案中，该设备包括热/机械/电的混合型装置。在第二实施方案中，该设备包括全机械的或电动-机械的装置。具体地说，本发明的实施方案吸引和诱导诸如蚊子和黑蝇之类的会飞的叮咬昆虫使它们抵达预定的区域并在该区域内着陆，借此产生所需要的局部密集和个体的空间排列，以便对它们进行研究、计数、隔离、固定、采集或捕杀。它是通过提交依据被叮咬的活体动物的皮肤特性所产生的“位置特征谱”和“热特征谱”以这样一种方式(即会飞的昆虫能够探测这些“特征谱”并且被诱导到使它们的飞行路径朝向该装置，进而在该装置上着陆并试图叮咬它)来完成这件事的。即使该装置被厚实的衣物覆盖，它们将仍然这样做。

“位置特征谱”指的是由于皮下的活动导致的皮肤表面的微小位移，其中包括由于血液流动所产生的局部脉动或搏动、由于肌肉或内脏随意的或非随意的运动所产生的更一般的运动以及活体动物呼吸所产生的振动。在这些皮肤位移中有一些是大面积的，而另一些则是局部的；类似于即提交皮肤暂时的空间位移细节(包括皮肤上各个局部的差异运动(即按其上的图案))的输出被认为对于用位置特征谱吸引蚊虫和黑蝇的注意有相当大的贡献并且提高了总引诱效果。该位置特征谱极少通过声音与周围的空气耦合并且不产生可检测的高于热噪声的声学振动。昆虫可以借助诸如探测它们自己翅膀拍击的排气量或回声来探测位置特征谱。

“热特征谱”指的是两部分，即相对温血动物(或活泼的冷血动物)周围环境一般地升高的皮肤温度以及该温度局部的空间变化和暂时变化。“热特征谱”中一般地升高的温度部分与由于下伏的肌肉或内脏的随意的或不随意的活动所产生的广义的保暖“体温”有关；该温度的局部的空间变化和暂时变化主要是由血液在下伏的静脉、毛细血管和动脉中脉动或流动引起的。在用位置特征谱时，提交热流量的静态和动态的精细的时间和空间分布(图)以及在皮肤表面与周围环境之间静态的或缓慢变化的总温差两者的输出对热特征谱被蚊子和黑蝇探测的可探测性有重大贡献，并且同样提高了总引诱效果。在使用提供这些特征谱的引诱者时，能看见个体昆虫以“八字形分叉”或“张开”的特征飞行姿态接近并且在接近期间对下伏图案的细节作出反应，使它们自己对准在将它们自己定位便于叮咬的位置时在皮肤表面出现的物理作用相对应的特征。

再者，在处理象蚊子和黑蝇那样敏感的生物时抑制(或制止产生)不以被叮咬动物皮肤的位置特征谱和热特征谱为特征的外部信号(诸如机械泵的噪声、电机转速抖动引起的变调、冷却风扇产生的空气扰动、变压器的嗡嗡声、电磁场的骚动等)是极为重要的。这类信号令人遗憾的共生将大大削弱甚至抵销引诱效果。

另一方面，如果辅助诱饵(诸如现有技术中已知的那些诱饵)与这项发明的输出特征适当地混合，引诱效果可能会得到进一步的提高。这种提高仅仅是进一步的完善，而不是这项发明的基本特征。但是，这种提高在与本发明结合时在某些条件下倾向于提供引诱能力方面的协同效果。

泛泛地说，本发明体现在慎重地再现和优化被叮咬动物吸引昆虫(特别是象蚊子和黑蝇那样的叮咬昆虫)形成“特征谱”的诸要素。这是通过模仿皮肤的某些机械特性、空间排列和运动实现的。流体机械装置，纯机械的或电动机械的设备在这里被用于模拟皮肤的动作，包括皮肤上的运动所产生的空间效应、力学效应和热效应。这些装置可以与用于处理被引诱的昆虫的系统(诸如捕集阱、带电的栅网或其它捕杀装置)合并。应当理解，这种作用和这些效应也可以借助单纯的机械系统、单纯的电系统或混合系统产生。

附图简要说明

为了更好地理解本发明以及本发明的其它和进一步的目的、特征和优点，应当结合下面的附图阅读下面有关优选实施方案的介绍，其中：

图1是本发明的基本要素的方框图；

图2是本发明的一个优选实施方案的理想化的分解图；

图3是在本发明中供图2所示实施方案使用的另一种曲折的流体通道的侧视图；

图4是本发明的另一个实施方案的理想化的局部剖开的透视图；

图5是本发明进一步的实施方案的理想化的透视图；

图6是本发明更进一步的实施方案的理想化的局部剖视图；

图7是本发明的又一个实施方案的理想化的剖视图；

图8是本发明的又一个实施方案的理想化的剖视图；

图9是本发明的另一个实施方案的理想化的剖视图；

图10是图解说明本发明的引诱昆虫装置的不同层次的剖视图；

图11是图10所示装置的局部剖开的俯视图；

图12是图10和图11所示装置的侧视图。

本发明的详细叙述

图1给出了简化系统的轮廓。它包括电源12，该电源在比较发达的地区仅仅是常规的电力引出线，而在不发达的地区可能象自行车式发电机那样原始。在与世隔绝的地区，该电源或许确实优选太阳能或热能电源，取决于准备使用该装置的地区可利用的资源。依据本发明特定的实施方案，电源为加热单元、机械运动的来源或泵和捕杀或捕集装置提供电力。

与电源12连接的是本发明的关键部件，即与动物皮肤相关并且可被待引诱的昆虫探测的物理作用的模拟器或再现器14。模拟器14可以有许多不同的形式，并且本发明不倾向于局限于文中介绍的那些特定的实施方案，而是倾向于包括熟悉这项技术的人可能了解到的各种各样的形式。用于抑制不希望的作用的部件(如恒温器、定时器、传感器和滤波装置)也与该电源连接。

依据该装置提供服务的功能，部件16可能是昆虫捕集器或驱逐器，被模拟器14引诱的昆虫在它们自己的运动能力下被拉进所述的捕集器或驱逐器，或者借助任何常规手段(例如气流、机械清除或定位在蚊子或黑蝇已被引诱进入的捕捉区域内的类似的设备)迫使它们到达那里。

有时，该设备具有自动调节功能是有用的。为了达到这个目的，来自定时器或环境条件传感器13的信息和来自捕集器/驱逐器16的反馈信息可以通过控制器15提供给模拟器14。

在某些情况下，除了定期关闭噪声(诸如模拟器14可能产生的那些噪声)的来源之外，业已证明把可能禁止声音的隔音、滤波或其它外部消音设备包括在内是符合要求的。这样的设备17被展示在图1中，为了方便它被放在模拟器14和捕杀器/捕集器16之间。

图2是本发明的一个实施方案的理想化的分解图。人们可以看到供水储罐32，它可以是包含一定数量的热水的橡胶内胆。供水储罐32最初可以借助泵填充，但是，为了抑制外部信号，在操作期间中止几分钟泵送操作通过该设备使储罐32排空被认为是符合要求的。脉冲阀34连接在储罐32的出口上，它在操作时受脉冲阀控制器36的控制。脉冲阀控制器36是编程的以便定期地打开阀门34让水间歇地流动。这样的间歇流动由于内胆32提供的静压头和脉冲阀34中断水流时增高的动态压力(冲压)而产生压力波动。以这样的方式，供应给模拟脉管系统的热水脉冲产生以动物皮肤为特征的热效应和位置效应。该脉管系统可以由高弹性、低硬度的薄壁软管制成的搏动螺旋管37组成。搏动螺旋管37实际上可以由外径为1/4英寸的塑料管或橡胶管所形成的一个或多个独立环组成，它倾向于随着脉动水流的流动与中断产生痉挛般地颤动。该软管继续延伸形成由许多圈软管38组成的模拟动脉段。为了方便，这些圈软管38可以盘绕在不透水的圆柱形容器39上。为了模拟毛细血管而用外径大约为5/64英寸的比较细的塑料或橡胶软管制成的平行阵列40可以被并联到动脉38上。不需要模拟象征动物脉管系统中动脉的实际分支和再分支。重要的事情是提供叠加在动脉流动谱图上的精细的细节特征谱图。动脉38围绕着圆柱形容器39缠绕，而由网孔大约为1/2英寸的金属丝网制成的比较大的圆柱形套筒42可以安装在该动脉周围。

然后，将毛细管穿过金属丝网制成的圆柱形套筒42的网孔缠绕成图案，然后可以用膜片、土耳其毛巾、机织织物或扬声器的格子布覆盖所形成的绕组，或者让该绕组裸露着。对于该设备特别有效的覆盖包括具有交替着色条纹的织物，以便形成已知将吸引某些种类的叮咬昆虫注意的视觉反差。另外，可以采用象理发店标杆那样的条纹取向或斑点的组合。在另一个进一步的实施方案中，该织物可以包括随机地附着在该织物上的金属箔条纹，以便破坏该设备发射的热谱图。这种随机的热谱图有助于形成所需要的被昆虫叮咬者皮下肌肉和脉管系统的“热特征谱”。在操作时，来自脉冲阀34的热水流脉冲先通过搏动管37，再通过动脉和毛细管，最后被排放到圆柱形容器39中。限流阀41的作用是提供充足的反压力，以保证在脉冲期间该软管实际扩张。这样的扩张是非常重要的。

圆柱形容器39可以配备液面控制，包括浮标43、浮控开关44和泵46。可以为泵提供一个进水口48，并且优选把它配置在置于圆柱形容器39深处的过滤网中。泵46可以由电机50驱动，该电机也为驱动风扇54提供电力。风扇54一方面冷却电机，另一方面可以用于驱散从顶部敞开的容器39升起的水蒸气，这部分水蒸气对于提高该装置的引诱功能也是有用的。加热器56和温度探头58也配置在圆柱形容器39中。当被冷却的废水在容器39中集聚时，这部分水被加热器56再次加热并且通过止回阀60被泵送回动脉-毛细管系统。泵46的运行和适当的水温的维持是由加热器控制62保证的，该控制是可以通过人工或借助定时和对环境敏感的辅助控制进行调节的。捕杀格栅66可以同心地配置在模拟脉管系统周围并且可以借助高压变压器68给它施加电压。

用于脉冲发生器36、泵的电机50、加热器56和高压变压器68的电力可以由常规电力引出线或其它电源70提供。

本发明的脉管系统可以采取各种各样的形式。它优选采用由不同直径的“动脉”、“毛细血管”和“静脉”以各不相同的方式组成并且使间隔大体仿效在被叮咬的温血动物身上发现的脉管系统的再分式弹性壁系统。另外，橡胶软管可以用彼此叠合的柔软的薄壁塑料或橡胶片70代替，这组叠合的薄片通过焊缝72被热合在一起，以形成如图3所示的曲折的流体流经路径74。那些熟悉这项技术的人将会看到曲折的流体路径74可以采用许多不同于图3所示形式的变化形式。使用这种类型的流体路径可能是更方便的，因为制造塑料或橡胶薄片比较容易。这些薄片包括用于提供流体的开口73、75，并且可以具有尺寸变化的流体路径76、78以便提供适当的限流和模拟动物的脉管系统(即动脉和静脉)。平坦的薄片70可以围绕着圆柱形容器39卷曲，而其中的流体可以象前面介绍的那样被加热。这些零部件可以配置在仿效动物皮肤的外表面的膜片的下面，藏在织物格栅的后面，镶嵌在容器的弹性壁当中或简单地被单独裸露着。我们相信用单一尺寸的软管或流体通道可以对昆虫产生适当的引诱，但是尺寸、间隔和弹性都变化的阵列将产生昆虫在某种程度上赖以寻找近场引诱和牺牲品方位的空间频率“特征谱”。

实验表明昆虫在叮咬前使它们自己定位时肯定受该“特征谱”的各个细节要素的影响。重要的特征谱细节可以通过柔性“血管”的实际布局、甚至通过用穿孔开槽掩膜覆盖脉动的扁平薄膜片得以产生。模拟与天生的动物皮肤相关的热效应和力学效应的细节是迫切需要的。这些效应包括来自某种缓慢运动的或静态的平均位置的轻微的周期性的差动运动、略微升高的静态的或缓慢移动的平均温度、以及包括精细细节的温差和温度变化图。

类似地，在本发明的脉管系统中热流体的脉动流是为了模拟借助心脏跳动自然产生的血液流动而设计的。这样的效应与温度通常高于环境温度的流体通过某种可以包括周期性搏动的脉管的系统时产生的周期性脉动相关联。这种作用改变脉管的体积、面积和辐射热量能力；它将改变它们彼此之间的相对位置以及它们相对于正在接近的蚊子的位置；它还使它们发射可能被昆虫察觉的振动。这种作用的结果可以直接通过脉管本身发射，也可以以上层的皮肤作为中间媒介。例如，众所周知，昆虫可以透过厚重的织物覆盖层察觉它们。

类似于热流体的脉动，本发明可以利用包含在橡胶软管或塑料片通道内的凝胶、半固态物质或类似稠度的物质。凝胶将不必通过容器流动，而是凝胶可以受激励产生通过它行进的波动，借此模拟流体流动或“位置特征谱”。因此，诸如泵、止回阀和电机之类的零部件可以用在凝胶中形成行波的设备(例如机动锤、电脉冲或振动设备)来代替。

脉管的搏动可以通过动脉管37的独立环来展现，该独立环在弹簧管式的作用力下在承受每个压力脉冲时倾向于作伸展运动。另外，搏动环37可以由机械振动设备(例如，可以以任何已知方法驱动其运动的弹簧或弹簧钢条)构成。搏动管37的实际颤动所引起的局部空气扰动比通过可变形容器的脉动流体所产生的扰动大。通过模拟血管的搏动和蠕动可以引起许多微妙的效应，其中任何一种效应或组合都可能是可被叮咬昆虫察觉的。这些效应包括上述的维度变化、位置变化和温度变化，这些变化本身可能产生可被昆虫察觉的热发射，或者干扰或调制从昆虫身上发出的声发射和热发射，而这种干扰或调制随后又将被该昆虫察觉。

按照本发明的原理制造的设备所呈现的引诱程度将依据结构设计发生变化。甚至填充了流体的弹性壁供应容器32在承受某种脉动时也将引诱某些昆虫。比较大的引诱是通过搏动螺旋管37展现的，在热流体以脉动方式通过模拟动脉/毛细血管的脉管系统时将产生最大的引诱。显然，热流体可以用冷流体、压缩空气或机械式的或电动机械式的致动器理代替，而热量可以通过辐射或传导从独立的热源得到供应，或者通过电流通路直接产生。

尽管已经介绍了一种引诱昆虫的流体机械设备，但是用纯粹的机械设备或电动机械设备产生类似的物理作用也是可以实现的。这类设备具有这样的优点，即不需要不渗漏流体的容器，重量比较轻、制造成本比较低而且在改进前面讨论的振动“特征谱”时可以提供更精确的控制。为了这个目的，本发明的另一些实施方案展示在图4至图12中，这些图描述的是用于引诱叮咬昆虫的简化的机械式或电动机械式设备。

图4是按照本发明形成的纯机械式设备的理想化的分解图。设备70优选包括一个热表面72，该表面72可以是自热式的，或者可以包含加热器74，或者该表面可以借助辐射、传导或对流从独立的热源获得热量供应。在图示的实施方案中，热量是借助辐射和对流由受恒温器96控制的中央棒状加热器74供应的。加热方式还可以通过设备本身的电阻加热、燃料的燃烧、克服摩擦作功或任何其它已知方法得到改进。

为了进一步改进已被发现的引诱蚊子和其它叮咬昆虫的“特征谱”，表面72将能够以低振动频率和幅度发生变形，业已发现这对蚊子和其它叮咬昆虫将具有引诱作用。更具体地说，表面72可以发生变形，以便按照预定的波形和空间/暂时的图谱实施振荡(例如，行波或“φ-效应(phi-effect)”行波)，并且可以在正在振荡的表面上展开空间的和暂时的温度变化或图谱，业已发现这将对昆虫具有引诱作用。它是那种在某种程度上模拟由于肌肉和脉管的机械振动和维度变化引起被叮咬动物皮肤变形的慢波振荡结构，这正是该设备中模拟器的模拟对象。

在这个优选实施方案中，皮肤状的表面72包括薄塑料膜、片或收缩薄膜。表面72还可以包括随机地附着在该表面上用以破坏提供给该表面的温度分布图的条形金属片或金属箔73，但是，业已发现把条形金属箔或其它导热材料73施加到布套90上将是更有效的，下面将予以介绍。为了提供骨架和把振动传递给该表面72，该设备包括弹簧78。塑料膜72缠绕在机械式弱弹簧78上，该弹簧具有比较大的分布质量，能够沿其长度以比较低的速度传递位移波。这种机械式慢波弹簧结构在某种程度上模拟以被叮咬动物的活皮肤为特征的肌肉和脉管的机械振动和维度变化。这个弹簧78上可能处处发生变化的位移和振动被传递到比较弱且容易顺从的塑料膜表面72，于是该表面被迫服从由慢波弹簧结构赋予的符合要求得到预定的复杂的振荡图谱。

在这个优选实施方案中，弹簧78包括大约45圈23/4英寸直径的机械式标准弱弹簧，该弹簧的一端悬挂在上支撑80上，由于弹簧的分布重量和无力，该弹簧逐圈朝下支撑82伸展，在这种情况下允许该弹簧多余的数圈“汇集”在一起。根据将要满足的特定的振动参数，汇集起来的数圈弹簧的质量无论大小都可能得到利用。在最终得到的伸展开的数圈弹簧上，弹簧张力逐圈与重力平衡，因此可以传播位移的行波。正象熟悉这项技术的人将领会的那样，有许多种可以用来传播机械位移行波的弹簧与质量的组合。本发明的重要方面在于把振动施加在几乎没有质量和张力的表面72上。把弹簧本身的表面作为表面72使用也在考虑之中。但是，在这个优选实施方案中使用独立的皮肤或表面是为了增加弹簧78的有效面积以及为了截获、传播和保持中央加热器74产生的热量。

这个优选实施方案还包括用于驱动或激发将传递给包括弹簧78和表面72的波动传递系统的振动的设备。在优选实施方案中，该振动发生器包括对流至位移的换能器84，该换能器把与电源88连接的信号发生器86产生的电振荡转变成相应的弹簧78的纵向与横向振荡，然后再传递给表面72。包括行波传递系统的诸零部件的组合可以被封闭在由支撑棒92支撑着的装饰或防护布套90中。支撑棒92维持上下支撑之间的空间关系。正象前面介绍的那样，该布套可以包括特地为增强引诱昆虫作用而选定的图案，例如黑白相间的条纹布。丝状、管状或条形的金属箔93可以被施加在布套90的内侧和外侧以便破坏温度分布图(heat pattern)和提供与动物和人的皮肤相关的特征谱的其它要素。正象前面关于流体机械设备(参照图2介绍和展示的)的讨论那样，用图4至图9图解说明的机械设备还可以包括搏动器94。该搏动器可以由可被激励产生所需频率和幅度的振动的他励弹簧或弹簧钢条构成。搏动器94将发生可见的颤动，从而引起比弹簧78或膜片72所产生的空气扰动大的空气扰动，以便把昆虫引诱到该设备上。

熟悉这项技术的人将理解慢波或振动传递系统的功能不是象常规扬声器那样产生声音，而是使皮肤状表面72产生易于被昆虫在某个距离上察觉的微妙的变形和位移。昆虫察觉这样的表面变形是借助复杂的方法完成的，在此揭示的设备吸取了该方法的优点，这样的设备是为有效地模拟活体动物的皮肤或“特征谱”而设计的。

引诱昆虫的设备70是通过激励换能器84将数组周期性的位移波(displacement wave)向上发射给弹簧74工作的。移位的振动波朝弹簧74行进，到达上支撑30后朝震源反射回来(以众所周知的传输线方式)，然后与该换能器产生的后几组位移波相遇。优选的是该位移波是由数串间歇的电脉冲(能量集中在大约5赫兹至50赫兹的频带里)形成的，从而导致类似于被叮咬动物皮肤的那些小幅震颤机械振动的恒定移动图(constantlyshifting pattern)。

熟悉这项技术的人将理解振动与空气的耦合效率是非常低的。显然有一些小幅空气位移波(air displacement wave)(缓慢行进的压力波)存在，但是，一般的说按照本发明工作的设备不产生高于随机背景的象真正的声音那样传播的可检测的能量，在这种场合声音被定义为以适合声音传播媒介的特征速度(例如，就空气而言为每秒1100英尺)传播的交替的稀疏波和密聚波。确实，表面72的振荡幅度是非常小的，通常振幅小于10微米。这些表面振荡只能在表面反射的光束中见到并且只能在表面72被指尖轻轻地按住时被感到。本发明的装置产生的行波速度优选在每秒10至100英尺的数量级上。振动的干扰与“低音扬声器”传播的那些倾向于产生声音的干扰截然不同，而且我们确信同样的振荡在通过扬声器与空气耦合时没有任何引诱昆虫的能力。另外，该装置可以包括用于调节振幅衰减率的装置，例如，与表面72接触的可调节的零部件75。

尽管优选实施方案提供的是按预定的突发率(例如，1赫兹)间歇供应的电脉冲串，但是，由于被叮咬动物皮肤的运动通常不呈现与特定的韵律有任何直接的联系，所以可以预见没有必要按恒定的速率产生波。另外，可以想象包括分别控制突发率、减幅振荡频率、振幅、衰减速率等的优选实施方案的电动驱动器尽管由于它能够激发各种各样的振荡在实验过程中极为有用，但是该驱动器可以采用非常简单的电动驱动器或纯机械式驱动器，例如，螺线管、振铃锤、锤子或驱动适当的阻尼谐振系统的压敏振动膜。无锤装置甚至可以用一块块下落的固体材料、下落的链条或下落的水滴来激励弹簧。

其他的简化和组合同样也在考虑之中。例如，弹簧线圈可以通过施加电流进行自加热。如果把电流间歇地施加给弹簧，由此导致的脉冲磁效应将形成“跳动的弹簧”从而把振荡提供给弹簧周围的皮肤状膜片。该振荡很容易借助象门铃那样由弹簧操作的开关触点或类似于调制解调器的光控开关或半导体开关的东西得以维持。另外，还可以通过恒定地或间歇地施加电流产生振动来激发该动传递系统。

另外，参照图5，振动波传递系统可以由装有液态或半固态凝胶102的软壁容器或袋子100构成，该容器悬挂在支撑件104上。机械式的或电电动的振动发生器106将把振动波赋予该软壁容器，以形成被叮咬动物皮肤的“特征谱”。同样，该装置可以包括加热器108，该加热器可以定位在下支撑110上或者其它方便的位置。

图6至图9图解说明本发明更进一步的实施方案，这些实施方案将产生与传播具有预期的振幅、频率和速度的慢波。图6图解说明一种装置，该装置通常借助尖端122机械接触可变形零件的加肋(按轴向或径向排列在膜片上)内表面124在可变形零件120的表面上产生细小的振动。为了产生振动，尖端122可以沿着易变形零件的内表面轴向或径向移动。尖端或许采用通常具有传动齿轮般的外表面的棘轮形式。正象前面所描述的那样，可变形的零件可以借助任何已知的方法加热，以改善对叮咬昆虫的引诱作用。

正象在图7中图解说明的那样，细小的振荡也可以通过沿着可变形的表面128移动小磁铁126来产生，该可变形表面包括贴近放置的数条磁极交替的磁性材料(例如，冰箱上柔软易弯曲的磁性材料或门上的磁性密封垫材料)。如图8所示，振荡可以通过顺序激励充分靠近可变形磁表面的独立的区域130a、130b设置的电磁铁阵列132赋予热变形表面130。

如图9所示，振动可以通过在可变形的表面136上滚动有刻面的球或砂砾、传动齿轮或滑轮134产生。熟悉这项技术的人将理解，在每个例子中可变形表面都按照需要的振荡方式产生局部变形，而激励设备允许在需要时在其附近移动或有选择地激励这样的变形和振动区域，以便模拟被叮咬动物皮肤的“特征谱”。每种设备都可以包括独立的控制器或捕杀设备，以便捕捉或杀死被引诱到预定区域的昆虫。

在用图10至图12图解说明的本发明的更进一步的实施方案中，展现动物皮肤特征的“特征谱”可以被直接赋予捕杀装置。通过引诱功能和捕集功能相结合，可以使该装置得到简化，以便于制造和转化为产品。

图10是在图解说明可变形的皮肤状表面的不同层次的局部剖视图，该可变形的皮肤状表面与捕杀设备和激励设备集成在一起以便把移位振动即行波赋予该可变形表面。可拆装的可变形表面140包括许多层，其中包括捕杀或粘接层142、加热或图案装饰层144、支撑层146和磁性驱动层148。捕杀或粘接层142可以是有捕集剂/杀虫剂涂层的可变形的基材，例如塑料、橡胶或纸。捕集剂可以采用类似于捕蝇纸上使用的那种粘接剂形式，而杀虫剂可以是各种农药或电杀栅网。

加热或图案装饰层144可以包括电阻加热器或上面有用于形成对该设备随机加热图谱的导热条或类似的东西的基材。在图10-12所示的实施方案中，展现动物皮肤特征的“特征谱”是通过来自永久磁体或电磁体的旋转磁场在可变形的表面140上形成“运动”产生的。在图示的实施方案中，磁性驱动层148包括上面有极性交替的肋的柔软的磁性橡胶片或上面有通过喷涂或丝网印刷形成的任何适当的磁性材料或磁化材料图案的柔软的基材片。

把移动赋予可变形表面的激励器或移动单元150可以被电机或钟表机构驱动相对该表面移动，或者可以是一个产生分离力的单元152(该力可以由移动单元150引导或转移给可变形表面)。更具体地说，移动单元150形成可以通过任何适当的旋转或平移机构安排的相对可变形表面140的“剪切”运动。如图10所示，移动单元150可以是一片磁化橡胶，其中肋154、156的极性交替排列以便产生激励力。另外，移动单元150可以是一套适合产生激励力的导体和/或绝缘体掩膜或图案。

该装置还优选包括随机分布的“毛细管”158的上层图案，以便破坏易变形表面所呈现的温度分布图的均一性。这个随机的图案可以采用不同的形式。如图11至12所示，该图案是利用随机取向的导热材料制成的，例如附着在布套上的金属箔或金属丝。该图案装饰还可以直接并入易变形表面140。

图11和图12分别是引诱昆虫设备的局部剖开的俯视图和侧视图。如图11和图12所示，如同用图形11和12被表示的那样，移动单元150可以被电机162驱动。可变形表面140可以安装在夹持环或夹具框160上，以便维持所需的形状，例如平盘形、圆筒形或任何其它适当的形状。夹具框160还可以象前面介绍的那样适合作为“搏动器”使用，以便把比较大的振动赋予该设备。搏动可以通过弯曲可变形表面140、弯曲夹具框160或用机械锤(如门铃的铃锤)轻轻击打该夹具框来产生。

给图10至图12所示的设备提供热量可以借助几种方法来完成。例如，热量可以借助让电流通过电阻涂层用可拆装的变形表面中的加热电阻来产生，或者通过辐射或传导传递给位于构成激励器的组成部分的加热器附近的可变形表面。

在操作时，包括捕杀层142的可拆装的易变形表面一旦被装满或耗尽就可以被拆除和更换。新的捕杀层片可以附着在可变形表面的其它膜层上，或者把全新的可变形表面安装到该设备上，借此把该系统恢复到未被装填或未用尽的初始状态。另外，利用具有供应辊和收卷辊的卷轴系统来自动更换捕杀层或片142也在设想之中。活性表面将通过人工操作或自动操作(例如，受定时器或载荷检测设备控制)在引诱器的表面上铺展开，以便提供一部分在引诱器表面上延伸的新膜层。这样，捕获物可能为了分析和收集数据而被保存。因此，在图10至图12所示的设备中，激励器是与有可能产生描述被叮咬动物皮肤特征的“特征谱”的引诱器表面分开的并且允许在需要时经常废弃和更换包括捕杀层的引诱器表面，以便保持最佳性能。等同物

虽然已经介绍了构成本发明的引诱昆虫设备的许多组成部分，但是该设备的关键特点是在足以引诱昆虫的细节方面模拟被叮咬动物的组成图案的暂时的和空间的“特征谱”。

因此，本发明不应该局限于所阐述的实施方案的细节，而是应该仅仅受权利要求书的精神和范围的限定。

Claims (59)

1．一种吸引叮咬昆虫的方法，该方法包括在皮肤状表面上产生变形的步骤，这种变形模拟被叮咬动物的肌肉和血管的机械振动及其皮肤尺寸变化。

2．根据权利要求1的吸引叮咬昆虫的方法进一步包括给皮肤状表面加热的步骤。

3．根据权利要求1的吸引叮咬昆虫的方法进一步包括提供带图案的覆层的步骤，以便模拟被叮咬动物的皮肤的空间特征和不连续性。

4．根据权利要求1的吸引叮咬昆虫的方法，其中产生变形步骤包括如下步骤：

提供波传送系统；以及

激活该波传送系统以便产生振动

5．根据权利要求4的吸引叮咬昆虫的方法，进一步包括使第二振动结构振动起来，以便通过比波传送系统所产生的比较小的振动显著的振动，散布有被叮咬动物存在的信息。

6．根据权利要求4的吸引叮咬昆虫的方法，其中波传送系统包括弹簧、与该弹簧耦合的振动发生器，以及本质上围绕着该弹簧提供皮肤状表面的膜片。

7．根据权利要求4的吸引丁咬昆虫的方法，其中所述振动是行波振动。

8．一种吸引叮咬昆虫的方法，该方法包括在皮肤状表面上产生变形的步骤，这种变形借助通过壁面易变形的容器的盘旋通道输送流体，模拟被叮咬动物的肌肉和血管的机械振动及其皮肤尺寸变化。

9．根据权利要求8的吸引叮咬昆虫的方法进一步包括给流体加热的步骤。

10．根据权利要求8的吸引叮咬昆虫的方法，其中壁面易变形的容器包括两片通过热合形成盘旋通道的柔软的膜状材料。

11．根据权利要求8的吸引叮咬昆虫的方法进一步包括给所述容器加热的步骤。

12．根据权利要求8的吸引叮咬昆虫的方法进一步包括提供带图案的覆层的步骤，以便模拟被叮咬动物的皮肤的空间特征和不连续性。

13．根据权利要求12的吸引叮咬昆虫的方法，其中所述带图案的覆层包括一种带状织物和有导热带附着其上的织物。

14．根据权利要求8的吸引叮咬昆虫的方法进一步包括提供具有盘旋通道的容器的步骤，其中所述盘旋通道中有凝胶，并且通过激活该凝胶形成通过该通道的振动波。

15．根据权利要求8的吸引叮咬昆虫的方法，其中所述容器包括尺寸变化的通道。

16．一种防治叮咬昆虫的装置，该装置包括：

振动波发生器；以及

与所述振动波发生器耦合的振动波传输部件，该振动波传输部件包括用流体凝胶或半流体凝胶之一填充的软壁容器，它以某种频率和振幅振动以便把昆虫吸引到装置上。

17．根据权利要求16的装置进一步包括给所述容器和/或其内容加热的加热器。

18．根据权利要求17的装置进一步包括与所述加热器耦合的温度自动调节器，以便维持所需的温度。

19．根据权利要求16的装置，其中所述容器悬挂在支撑零件上。

20．根据权利要求1 6的装置，其中所述振动波发生器包括换能器或机械式驱动器。

21．根据权利要求16的装置，其中所述的振动波发生器产生猝发振荡，其振荡频率大约5至50赫兹，而猝发频率大约为1赫兹。

22．根据权利要求16的装置，其中振动幅度通常小于10微米。

23．根据权利要求16的装置，其中所述振动波传输部件包括在其周围的形成图案的覆盖层，以便模拟被叮咬动物皮肤的空间特征和不连续性。

24．根据权利要求23的装置，其中覆盖层包括在其上面的箔条或丝。

25．一种防治叮咬昆虫的装置，该装置包括：

填充了流体的软壁容器，以及

主控振荡器，它把行波传递给填充了流体的容器，以便模拟被叮咬动物皮肤的运动，把昆虫吸引到所述装置上。

26．根据权利要求25的装置，其中所述流体是凝胶。

27．根据权利要求25的装置，其中所述流体是半凝胶。

28．根据权利要求25的装置，其中所述流体是热的。

29．一种吸引叮咬昆虫的方法，该方法包括用悬挂弹簧引发振动波的步骤。

30．根据权利要求29的吸引叮咬昆虫的方法进一步包括给弹簧加热的步骤。

31．根据权利要求29的吸引叮咬昆虫的方法进一步包括用皮肤状表面全面覆盖所述弹簧和给所述皮肤状表面所定义的空间加热的步骤。

32．根据权利要求29的吸引叮咬昆虫的方法，其中振动波的幅度通常小于10微米。

33．根据权利要求29的吸引叮咬昆虫的方法，其中振动波的速度大约为10至100英尺/秒。

34．一种防治吸引丁咬昆虫的装置，其中包括：

振动波发生器；以及

与所述振动波发生器耦合的振动波传输部件，该部件以模拟被叮咬动物皮肤的运动的频率和幅度振动，以便把叮咬昆虫吸引到所述装置上。

35．根据权利要求34的装置进一步包括给传输部件加热的加热器。

36．根据权利要求35的装置进一步包括与所述加热器耦合的温度自动调节器，以便维持所需的温度。

37．根据权利要求34的装置，其中所述振动传输部件包括模拟被叮咬动物的肌肉和血管的机械振动以及该动物皮肤的尺寸变化的易变形的皮肤状膜片。

38．根据权利要求37的装置，其中易变形的皮肤状膜片通过对它直接施加电流产生热量。

39．根据权利要求34的装置，其中振动波传输部件包括一个弹簧。

40．根据权利要求39的装置，其中所述弹簧本质上用易变形的皮肤状膜片覆盖着。

41．根据权利要求40的装置进一步包括给所述膜片的外表面提供热量的加热器。

42．根据权利要求39的装置，其中所述弹簧悬挂在支撑零件上。

43．根据权利要求37的装置，其中所述振动波发生器包括一个换能器或机械式驱动器。

44．根据权利要求34的装置，其中所述振动波发生器产生猝发振荡，其振荡频率大约为5至50赫兹，而猝发频率大约为1赫兹。

45．根据权利要求34的装置，其中振动幅度通常小于10微米。

46．根据权利要求34的装置进一步包括调节振动幅度衰减速率的装置。

47．根据权利要求34的装置，其中所述振动传输部件包括在其周围形成图案的覆盖层，以便模拟被叮咬动物皮肤的空间特征和不连续性。

48．根据权利要求37的装置，其中所述覆盖层包括在其上面的箔带和丝两者之一。

49．一种防治叮咬昆虫的装置，其中包括：

行波传输部件，以及

主控振荡器，该振荡器在行波传输部件中传递行波，以便模拟被叮咬动物皮肤的运动，借此把昆虫吸引到所述装置上。

50．根据权利要求49的装置，其中所述主控振荡器包括电源以便把电流提供给所述的行波传输部件。

51．根据权利要求49的装置，其中所述的主控振荡器包括静电力，以便在行波传输部件中传递行波。

52．根据权利要求49的装置，其中所述的主控振荡器包括磁力，以便在行波传输部件中传递行波。

53．根据权利要求52的装置，其中所述行波传输部件包括可拆装的易变形表面，该表面有许多层，包括捕杀层和易变形的行波传输层，所述可拆装的易变形表面在所述的捕杀层被装满或溢出时是可以用新的易变形表面更换的。

54．根据权利要求53的装置，其中易变形的行波传输层包括柔软的磁性层。

55．根据权利要求54的装置，其中主控振荡器包括磁化部件，该部件具有交替排列的不同极性的磁极条。

56．根据权利要求53的装置，其中主控振荡器相对易变形表面运动，以便在其中传递行波。

57．根据权利要求53的装置，其中易变形表面是热的。

58．根据权利要求57的装置，其中易变形表面包括随机排列的导热元件的上层图案，以便破坏所述易变形表面的热图象的一致性。

59．根据权利要求52的装置进一步包括为吸引昆虫而在该装置中产生范围比较大的运动的起搏器

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