CN203969002U - 旋风封止气吸波谱光照激发诱导蝗虫捕集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋风封止气吸波谱光照激发诱导蝗虫捕集装置，包括：诱导光源系统、旋转叶片系统、捕集箱体和负压风机，所述的诱导光源系统设置于旋转叶片系统内，固连于光源防护罩上，旋转叶片系统设有直流电机、旋转轴、透明玻璃罩，叶片和连接支撑，捕集箱体内部上方设有不锈钢拼焊呈漏斗状滑板、导引通道、自锁机构，其下方设置有集虫分离室、吸虫通道和吸虫口，负压风机设置于捕集箱体一侧，通过风机连接装置与吸虫通道相连。本实用新型具有结构合理、捕集效果好、成本低廉和适应性强等优点，它既可进行定点的灾害蝗虫捕集，也可以在蝗虫灾害爆发区进行大范围的移动式的荒田和草原蝗虫的诱导捕集。

Description

旋风封止气吸波谱光照激发诱导蝗虫捕集装置

技术领域

本实用新型属于现代物理农业工程装备技术领域，具体涉及一种旋风封止气吸波谱光照激发诱导蝗虫捕集装置。

背景技术

现代物理农业是农业与物理学科交融的新兴学科，属于高投入高产出的设备型、设施型、工艺型农业，是一个新的农业生产技术体系，其是利用具有生物效应的物理因子调控农业环境，并以生物物理因子作为操控对象，促使传统农业逐步摆脱对化肥、农药及抗生素等化学品的依赖以及自然环境的束缚，且要求技术、设备和动植物三者高度相关，以最大限度地改善农业发展的生态环境，减少化肥和农药的使用，促进农业的可持续发展。因而，在我国由传统农业向现代农业加速转变的形势下，要实现化学农业朝向物理农业的深度转型，重要的是需要替代那以化学农药为主的农田、草场甚至山林的病虫害防治技术。

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。蝗灾爆发后，对农业、牧业甚至林业均可造成毁灭性破坏。近几年在我国大部分省份都有蝗灾爆发的纪录，特别是北方草原地区，蝗灾连年爆发，控制蝗灾到了刻不容缓的地步。而对蝗灾的治理通常采用喷施化学农药灭杀的方法，这造成了大量农药年复一年的浸入自然环境，也造成对其它益虫、鸟类生物的危害，同时还大量杀伤了蝗虫的天敌，削弱了环境自然调控能力。

据报道，既使是近年发展起来的静电微量喷洒的大型机械化施药技术，也只能降低三分之一的施药量。因此，化学治理不可避免地会造成环境污染甚至生态破坏。

生物制剂法在蝗虫灾害治理中表现出环境友好的效果，但是它药效作用缓慢，并且针对高密度蝗虫的治理，仍然需要首先采用化学方法的配合，在压制虫口密度直至中等密度之后才能产生良好的治理效果。

爆发性蝗虫灾害防治已经出现了机械化吸捕技术（CN 2092865U、CN 2105840U），针对爆发蝗虫的幼虫—蝗蝻实施捕集治理，在草原蝗虫的物理防治中发挥作用。但这种风动机械化的捕蝗方法，对非平坦的滩涂丘陵地区以及不利于机械进入的农田区域的应用，必将受到限制。

微波电磁场辐射能杀虫机（CN 2534824Y），依靠车载的可调机架及微波辐射器，对准各种害虫进行微波辐射加热灭杀，可用于杀死蝗虫等农业、林业和家庭害虫，这种方法借助微波电磁能量实现了无毒化灭蝗，但是微波的电磁污染和环境安全问题值得注意。

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。

近年来，光电诱导蝗虫捕集治理技术的研究工作得以广泛开展（申请号0310113391.X、0410096643.7、0420116184.X、200310113391.X、201320159442.1），它集成了夜间活动蝗虫趋光诱导聚集、蝗虫活动能力的激发和蝗虫滑落捕集三种技术于一体，达到直接实现和完成降低虫口密度以及生物资源利用的双重效果，这种方法利用蝗虫种群趋光特性的光电效应特征，把蝗虫的趋光诱导和机械滑移捕集相结合，能够实现爆发性高密度蝗虫的诱导捕集治理。但是，昼行夜伏性蝗虫趋光视觉行为的难于激发特性、趋光视觉敏感光谱的难以界定、趋光诱导聚集行为的复杂性以及为实现滑移捕集效果，采用的滑板多次皱褶方式，却提高了捕集箱高度，不利于光电诱导效应下蝗虫的趋光捕集行为调控及实现。因而，需采取有效措施，来有效解决蝗虫的视觉激发诱导及捕集等问题。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是提供了一种旋风封止气吸波谱光照激发诱导蝗虫捕集装置，该捕集装置实现了蝗虫趋光视觉激发诱导活动行为在波谱光照能量和旋风刺激下趋光捕集行为的激发与调控，获得了叶片旋转击打“上灯”蝗虫及轴风输送的捕集功效，结合了光电诱导效应下的负压气吸技术，并以轴向旋转风封止控制了捕集蝗虫的逃逸，本实用新型结构合理、适应性强、捕集效率高，适用于不同趋光行为特征蝗虫的捕集，并且能够有效地实现蝗虫趋光视觉行为的激发诱导和控制波谱光照能量激发效应下的趋光捕集行为以及解决光电诱导下趋光收集难于实现的问题。

本实用新型的技术方案为：旋风封止气吸波谱光照激发诱导蝗虫捕集装置，其特征在于包括：诱导光源系统、旋转叶片系统、系统支撑、捕集箱体和负压风机，其中系统支撑的下端固定于捕集箱体上，系统支撑的上端与光源防护罩固定连接，该光源防护罩用于支撑设置于捕集箱体上方的诱导光源系统和旋转叶片系统，所述的诱导光源系统通过悬吊支撑固定于光源防护罩的下方，在光源防护罩的下方中部设有直流电机，该直流电机的旋转轴穿过中空的诱导光源系统与位于诱导光源系统下部的连接支撑相连，所述的旋转轴安装于连接支撑中部的轴承上，在连接支撑上设有位于诱导光源系统周围的透明玻璃罩，该透明玻璃罩和连接支撑上固定有竖向沿透明玻璃罩周向分布的透明叶片，所述的捕集箱体内部由上到下依次设有滑板、导引通道、自锁机构和与捕集箱体底部侧壁上的吸虫口相通的吸虫通道，其中吸虫通道汇集后与设置于捕集箱体内侧的集虫分离室相连通，该集虫分离室通过固定于捕集箱体侧壁上的风机连接装置与负压风机相连接，负压风机固定于捕集箱体侧壁的风机支撑上，在捕集箱体底部侧壁上的吸虫口间隙处设有放水口，该放水口内安装有放水水塞，所述的捕集箱体一个侧壁的中上部设有箱门。

所述的诱导光源系统为两个圆柱形LED阵列组合成总体尺寸为Φ252×400mm的调控光照系统，LED阵列由27V直流电源供电，单片机微控制器通过KeilC51编程、TIP-122驱动实现光照控制，上部的圆柱形LED阵列与下部的圆柱形LED阵列的间隔为20mm，分别由32个1×8的功率3-10W/颗LED铝基板条形阵列安装在Φ220mm圆柱状散热器上2mm高的凸起上制成，其中LED上安装15°-45°的会聚反光镜，并由其基座固定在铝基板上，上部的圆柱形LED阵列的上部为4列周向LED的光照特性为33Hz波长400nm的频闪脉冲紫光光照，而其下部为4列周向LED的光照特性为波长610nm的恒定橙光光照，下部的圆柱形LED阵列的上部为4列周向LED的光照特性为波长610nm的恒定橙光光照，而其下部为4列周向LED的光照特性为波长365nm的持续亮灭的恒定紫外光照，光源光照均由相应的光电器件实现开关控制和激发诱导波谱光照强度调节。

所述的旋转叶片系统由4个周向间隔90°、厚0.5mm的下宽上窄梯形透明叶片安装于透明玻璃罩及连接支撑上以及直流电机经旋转轴带动连接支撑，叶片向内弯曲形成向下的轴向风且其底端边缘距捕集箱体侧壁的距离为10-50mm，透明玻璃罩固连于连接支撑上，而连接支撑通过轴承连接于旋转轴上，旋转轴经联轴器与直流电机相连，直流电机固连于光源防护罩的中部，并由单片机控制系统控制直流电机的输出转速，用于获得轴向风刺激、叶片旋转击打及轴风封止所需的转速。

所述的滑板设置于捕集箱体内部的上方，不锈钢板拼焊成倒漏斗状，与水平面的倾斜角α为20°-30°，承接于其下与水平面呈45°倾角的导引通道由不锈钢板焊接密封，导引通道连接于自锁机构的上方。

本实用新型利用频闪脉冲紫光、紫外光对直翅目蝗虫趋光视觉行为的良好激发诱导特性、蝗虫趋光视觉激发状态下对橙光敏感吸收形成的良好诱导聚集性、频闪紫光与恒定紫外光及橙光三者耦合对不同距离处蝗虫视觉诱导初始激发所需光照能量的良好满足性，以及三者耦合波谱光照能量光照调控激发下的趋光活动特性，实现灾害蝗虫趋光行为的波谱光照能量激发诱导聚集效应、蝗虫趋光捕集行为的轴向风刺激加速效应、蝗虫趋光上灯行为的旋转击甩及捕集蝗虫的轴向风封止效应和气吸式无害化捕集，本实用新型设置的发光光源装置实现不同趋光特性蝗虫趋光聚集活动行为的波谱光照调控激发诱导，进而针对蝗虫对光源不同的趋光行为特征，在相应措施实施效应下，物理控制蝗虫聚集到光源中心的捕集箱体里实行捕获，可满足大田区域、山地丘陵、河淀滩涂里灾害蝗虫的捕获以及草原荒漠捕蝗的多种需求。本实用新型具有结构合理、捕集效果好、成本低廉和适应性强等优点，它既可进行定点的灾害蝗虫捕集，也可以在蝗虫灾害爆发区进行大范围的移动式的荒田和草原蝗虫的诱导捕集。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，图2是本实用新型系统支撑上部的结构示意图。

图面说明：1、诱导光源系统，2、旋转叶片系统，3、系统支撑，4、捕集箱体，5、负压风机，6、光源防护罩，7、悬吊支撑，8、直流电机，9、旋转轴，10、透明玻璃罩，11、叶片，12、连接支撑，13、滑板，14、导引通道，15、自锁机构，16、集虫分离室，17、吸虫通道，18、吸虫口，19、收集箱门，20、风机支撑，21、风机连接装置。

具体实施方式

结合附图详细描述实施例。旋风封止气吸波谱光照激发诱导蝗虫捕集装置，其中：诱导光源系统1，其上的频闪紫光光照及紫外光照在开灯后实施不同距离处蝗虫趋光视觉的初始激发及诱导功能，紫外光照亮一阶段后关灭的同时，开启的橙光光照实施蝗虫趋光视觉吸收敏感光谱的诱导功能，紫外光照灭一阶段后又开启的亮灭交替，实施滑板13上蝗虫趋光捕集行为的视觉刺激调控功能，及不同距离处蝗虫趋光视觉的交替刺激功效，以加速蝗虫趋光诱导聚集效应、趋光上灯行为及趋光滑移捕集行为的实现；旋转叶片系统2，其由单片机系统控制直流电机8旋转，通过旋转轴9及连接支撑12带动透明玻璃罩10及其上的内弯梯形叶片11旋转，以形成向下的上小下大的轴向回旋风速，而叶片底端边缘距箱体的距离D及d（10-20 mm），可有效实施0-D距离内微风刺激强化趋光至滑板上蝗虫趋光捕集行为（趋光滑移、弹跳上灯）、≥D距离内风速对蝗虫的趋光滑移牵引及封止、轴向回旋风速对趋光上灯（地面上趋光直飞、弹跳及滑板上弹跳上灯的蝗虫）蝗虫的旋转击甩及轴向输送捕集的功能；系统支撑3，以支撑光源防护罩6与捕集箱体4的连接；捕集箱体4，用于收集及水淹杀死蝗虫；负压风机5，安装于捕集箱体4一侧的风机支撑20上，在变频调速系统作用下，经风机连接装置21、集虫分离室16、吸虫通道17、捕集箱体4底部的吸虫口18，实施气吸趋光聚集至及旋转叶片击打甩落至箱体四周蝗虫的功能；光源防护罩6，实施诱导光源系统1、旋转叶片系统2中直流电机的固定；悬吊支撑7，实施诱导光源系统1与光源防护罩6的连接；直流电机8，用于为旋转叶片系统2提供动力；旋转轴9，用于连接直流电机8和连接支撑12中部的轴承；透明玻璃罩10，以实施透光激发趋光弹跳直飞蝗虫的趋光碰撞、安装叶片11和固连连接支撑12与旋转轴9连接的功能；叶片11，旋转时内弯角度形成向下的轴向风速，实施旋风刺激、旋转击甩及输送趋光上灯蝗虫的功能；连接支撑12，实施安装透明玻璃罩10、叶片11及经轴承旋转轴9的功能；滑板13，实施蝗虫趋光滑移捕集功能，且与旋转叶片系统2结合，调控强化其上蝗虫趋光捕集行为的实现；导引通道14，承接滑板13导引捕集下落的蝗虫；自锁机构15，用于过滤蝗虫；集虫分离室16，对气吸捕集的蝗虫实施沉淀分离捕集；吸虫通道17，汇集后与设置于捕集箱体4内侧的集虫分离室16相连通；吸虫口18，其底端与捕集箱体4底板连接一起，实施气吸散落在捕集箱体4四周的蝗虫；收集箱门19，以便收集和取出所捕集的蝗虫；风机支撑20，用于连接固定支撑负压风机5；风机连接装置21，集虫分离室16通过固定于捕集箱体4侧壁上的风机连接装置21与负压风机5相连接。

捕集箱体4起着支撑整个机构的作用，在捕集箱体4内的四块不锈钢滑板组合成倒漏斗状，水平倾斜角为20°-30°，在紫外光亮灭刺激、频闪紫光与橙光光照能量激发、旋转微风刺激强化下，可有效满足蝗虫在0-D距离内产生趋光捕集行为（滑移、弹跳）的承载要求，有效降低了捕集箱高度，易于地面及滑板上蝗虫弹跳上灯的实现，而且捕集箱体侧壁上也可设置导引板，以利蝗虫趋光爬行至滑板上产生趋光捕集行为进行捕集。

捕集箱体4上方的旋转梯形叶片形成的回旋向下轴向风速，可有效旋转击甩与输送趋光上灯蝗虫，相应的间隔距离d可有效封止≥D距离滑板上的蝗虫，实现趋光捕集，而捕集箱体放置时吸虫口底端与地面相平特性，便于气吸收集叶片甩落及趋光聚集于箱体四周蝗虫的收集。

本实用新型的工作原理为：针对夜间栖境灾害蝗虫趋光视觉激发及诱导的波谱能量要求，利用频闪紫光和紫外光较强的粒子能量激发昆虫视觉系统特性、蝗虫趋光视觉有效激发后敏感吸收橙光光照能量及紫光和紫外光中的敏感波谱能量形成的趋光效应，在较强的频闪紫光、橙光、紫外光耦合光照能量激发诱导作用下，激发远处蝗虫趋光视觉响应的定向、诱导不同距离处蝗虫趋光聚集效应的形成、调控近处蝗虫的趋光上灯捕集行为。蝗虫趋光过程中，频闪紫光、橙光、紫外光耦合光照能量对蝗虫趋光视动的诱导性调控激发，诱使蝗虫趋光生理响应的突变，将导致蝗虫产生趋光直飞及弹跳上灯或趋光爬行聚集至箱体四周的趋光上灯行为（箱体高度由于滑板倾角的设置满足弹跳上灯要求）。由于旋转叶片风速的确定及形成，趋光直飞及弹跳上灯蝗虫在捕捉光源过程中，出现以下情况：一是未进行行为调节的蝗虫，在叶片旋转击打甩落及输送的作用下，或被甩落至箱体四周及滑板上，或被卷送至≥D距离内滑板上；二是行为调节灵敏蝗虫将降落至0-D距离内的滑板上形成凝灯视觉行为，而紫外光时亮时灭对蝗虫视觉的交替刺激，以及频闪紫光和橙光的叠加强化，或重复上述情况的行为，或趋光调节滑移至≥D距离内。同时，叶片旋转系统底端与箱体的距离d、旋转叶片轴向向下的风速，可有效形成对≥D距离滑板上蝗虫的风速牵引及封止作用，加速滑移捕集的实现。滑板上下落的蝗虫落至导引通道内，在其跌落效应下滑移并经过滤自锁机构落入捕集箱体内。另外，趋光聚集及甩落至箱体四周的蝗虫在负压风机负压风力的作用下，通过吸虫口的气吸作用下，经吸虫通道进入集虫分离室内沉淀分离。这样，通过波谱光照能量对蝗虫趋光视觉的激发，有效形成了蝗虫的趋光诱导聚集及上灯行为，且光源处波谱光照能量的调控及旋转叶片风的刺激击甩输送封止作用，有效解决了蝗虫趋光上及灯趋光捕集行为调控难问题，而通过气吸作用，有效解决了趋光爬行蝗虫及“落灯”蝗虫的捕集问题。箱体内捕集的蝗虫可通过箱门的打开而收集入袋，以供下步加工利用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围。

Claims (4)

1.旋风封止气吸波谱光照激发诱导蝗虫捕集装置，其特征在于包括：诱导光源系统、旋转叶片系统、系统支撑、捕集箱体和负压风机，其中系统支撑的下端固定于捕集箱体上，系统支撑的上端与光源防护罩固定连接，该光源防护罩用于支撑设置于捕集箱体上方的诱导光源系统和旋转叶片系统，所述的诱导光源系统通过悬吊支撑固定于光源防护罩的下方，在光源防护罩的下方中部设有直流电机，该直流电机的旋转轴穿过中空的诱导光源系统与位于诱导光源系统下部的连接支撑相连，所述的旋转轴安装于连接支撑中部的轴承上，在连接支撑上设有位于诱导光源系统周围的透明玻璃罩，该透明玻璃罩和连接支撑上固定有竖向沿透明玻璃罩周向分布的透明叶片，所述的捕集箱体内部由上到下依次设有滑板、导引通道、自锁机构和与捕集箱体底部侧壁上的吸虫口相通的吸虫通道，其中吸虫通道汇集后与设置于捕集箱体内侧的集虫分离室相连通，该集虫分离室通过固定于捕集箱体侧壁上的风机连接装置与负压风机相连接，负压风机固定于捕集箱体侧壁的风机支撑上，在捕集箱体底部侧壁上的吸虫口间隙处设有放水口，该放水口内安装有放水水塞，所述的捕集箱体一个侧壁的中上部设有箱门。

2.根据权利要求1所述的旋风封止气吸波谱光照激发诱导蝗虫捕集装置，其特征在于：所述的诱导光源系统为两个圆柱形LED阵列组合成总体尺寸为Φ252×400mm的调控光照系统，LED阵列由27V直流电源供电，单片机微控制器通过KeilC51编程、TIP-122驱动实现光照控制，上部的圆柱形LED阵列与下部的圆柱形LED阵列的间隔为20mm，分别由32个1×8的功率3-10W/颗LED铝基板条形阵列安装在Φ220mm圆柱状散热器上2mm高的凸起上制成，其中LED上安装15°-45°的会聚反光镜，并由其基座固定在铝基板上，上部的圆柱形LED阵列的上部为4列周向LED的光照特性为33Hz波长400nm的频闪脉冲紫光光照，而其下部为4列周向LED的光照特性为波长610nm的恒定橙光光照，下部的圆柱形LED阵列的上部为4列周向LED的光照特性为波长610nm的恒定橙光光照，而其下部为4列周向LED的光照特性为波长365nm的持续亮灭的恒定紫外光照，光源光照均由相应的光电器件实现开关控制和激发诱导波谱光照强度调节。

3.根据权利要求1所述的旋风封止气吸波谱光照激发诱导蝗虫捕集装置，其特征在于：所述的旋转叶片系统中4个周向间隔90°、厚0.5mm的下宽上窄梯形透明叶片安装于透明玻璃罩及连接支撑上，直流电机经旋转轴带动连接支撑，叶片向内弯曲形成向下的轴向风且其底端边缘距捕集箱体侧壁的距离为10-50mm，透明玻璃罩固连于连接支撑上，而连接支撑通过轴承连接于旋转轴上，旋转轴经联轴器与直流电机相连，直流电机固连于光源防护罩的中部，并由单片机控制系统控制直流电机的输出转速，用于获得轴向风刺激、叶片旋转击打及轴风封止所需的转速。

4.根据权利要求1所述的旋风封止气吸波谱光照激发诱导蝗虫捕集装置，其特征在于：所述的滑板设置于捕集箱体内部的上方，不锈钢板拼焊成倒漏斗状，与水平面的倾斜角α为20°-30°，承接于其下与水平面呈45°倾角的导引通道由不锈钢板焊接密封，导引通道连接于自锁机构的上方。