本发明属于灭杀害虫技术领域,涉及一种激光灭虫器和灭虫方法。
背景技术:
我国为农业大国,虫害给农业、林业和环保等造成了严重危害,产生了较大的经济损失。
害虫种类可分蓑蛾类、刺蛾类、毒蛾类、夜蛾类、尺蠖类、蝶类、叶蜂类、甲虫类、菜蛾类、蝗虫、地下害虫、天蛾类、枯叶蛾类和卷叶类等14类。目前常用的防治害虫的方法主要有人工灭除、诱杀成虫、生物防治和药剂防治等。其中有的方法费时费力、防治效果差,有的方法会造成农作物、果林等被保护目标和环境的严重污染,甚至危害人类的健康等。
实际上蓑蛾类、刺蛾类、毒蛾类、夜蛾类、尺蠖类、蝶类、甲虫类、菜蛾类、地下害虫、天蛾类、枯叶蛾类和卷叶类等11类害虫都是夜间活动,并具有很强的趋光性,特别适合使用激光进行灭杀。国内也有一些使用激光灭虫的专利,如激光灭虫枪、激光灭虫车、激光灭机、激光灭虫装置等。但是这些激光灭虫专利技术存在下列问题:
(1)靠人工发现和瞄准害虫,适应白天工作,而害虫的活动时间多在夜间;(2)由于受农作物、果林等被保护目标的遮挡等因素限制,对害虫的探测、瞄准和灭杀,实际操作难度很大,灭杀效果差;(3)激光灭虫装置中的激光作用范围小,没有发挥激光远距离传输的优点。因此,这些激光灭虫专利技术比较严重地影响灭杀效果和效率。
技术实现要素:
本发明的实施例提供了一种激光灭虫器和激光灭虫方法,能够有效地提高灭虫效果和效率。
一种激光灭虫器包括:
引诱激光发射单元,用于发射引诱害虫的引诱激光束,使得害虫主动聚集在引诱激光束周围所形成的灭杀区域;
灭杀激光发射单元,用于对所述灭杀区域发射灭杀激光束,灭杀害虫。
所述引诱激光发射单元包括:分别设置在第一壳体15内的至少一个第一激光器1、第一扩束准直光学装置3、第一温控与散热装置13、以及设置在第二壳体16内的激光颜色调控装置9;
所述激光颜色调控装置9与所述第一激光器1连接,用于控制所述第一激光器1,使得所述第一激光器1发射害虫趋光性敏感颜色的引诱激光;
所述第一扩束准直光学装置3设置在所述第一激光器1的发射窗口后面,用于对所述第一激光器1发射出的激光光束进行扩束和准直,从而形成大光斑直径的有效引诱激光束;所述引诱激光束通过所述第一壳体15上的第一光学窗口8发射出去;
所述第一温控与散热装置13紧贴在所述第一激光器1的外壳上,用于控制所述第一激光器1的工作温度和散热。
所述灭杀激光发射单元包括:分别设置在所述第一壳体15内的第二激光器2、第二温控与散热装置14、第二准直光学装置4、第一反射镜5、第二反射镜6,以及第一转动装置7;
所述第二激光器2用于发射灭杀害虫的红外激光或可见光激光或紫外激光;
所述第二准直光学装置4设置在所述第二激光器2的发射窗口后面,用于对所述第二激光器2发射出的激光光束进行准直,形成灭杀激光束;
所述第一反射镜5和所述第二反射镜6依次放置在第二准直光学装置4后面,并设置于所述第一转动装置7上,用于所述灭杀激光束的反射传输,使反射后的灭杀激光束通过第一壳体15上的第一光学窗口8发射出去;
所述第一转动装置7,用于以所述与第一反射镜5的入射光束平行方向为转轴作圆周运动,使得所述灭杀激光束形成围绕所述引诱激光束的旋转运动;从而使所述灭杀激光束作圆周运动,以灭杀引诱激光束周围所形成的灭杀区域的害虫;
所述第二温控与散热装置14紧贴所述第二激光器2的外壳,用于控制所述第二激光器2的工作温度和散热。
所述第一激光器1为害虫趋光性敏感的单一波长的激光器,或者为红绿蓝三基色激光器组;
当所述第一激光器1为害虫趋光性敏感的单一波长的激光器时,所述激光颜色调控装置9控制所述激光器的输出功率;
当所述第一激光器1为红绿蓝三基色激光器组时,所述激光颜色调控装置9控制红绿蓝三基色激光器组所发射的红光、绿光和蓝光的输出功率和输出功率配比。
所述引诱激光发射单元和所述灭杀激光发射单元均安置于第二转动装置11上,所述第二转动装置11安置于激光束扫描角度调节装置17上;
所述第二转动装置11带动所述引诱激光发射单元和所述灭杀激光发射单元作圆周运动;
所述激光束扫描角度调节装置17转动,从而控制所述引诱激光束和所述灭杀激光束的圆周运动平面。
所述激光束扫描角度调节装置17为由步进电机或连续转动电机带动的角度调节机械装置,或者人工操作的角度调节机械装置;或
所述激光束扫描角度调节装置17调节为一固定角度,或者作步进转动,或者作连续转动,使得所述引诱激光发射单元发射的引诱激光束和所述灭杀激光发射单元发射的灭杀激光束的扫描平面与地平面水平,或者与地平面成一角度向地面扫描或者向空中扫描。
所述的激光灭虫器,还包括:
环境光感知装置10和激光灭虫器控制装置12;
所述环境光感知装置10,与所述激光灭虫器控制装置12连接,用于监测害虫是否活动的光照环境,给所述激光灭虫器控制装置12发送监测信号;
所述激光灭虫器控制装置12用于,当所述监测信号为害虫活动的光照环境时,启动所述激光灭虫器的各部件的工作;当监测信号为到害虫停止活动的光照环境时,停止激光灭虫器的各部件的工作。
所述激光灭虫器控制装置12还分别与所述第一激光器1和所述第二激光器2连接,用于使得所述灭杀激光束与所述引诱激光束发射时间的时间间隔,且控制所述时间间隔。
一种激光灭虫方法,包括:
控制激光灭虫器中的引诱激光发射单元发射引诱激光束,使得害虫主动聚集在引诱激光束周围所形成的灭杀区域;
控制激光灭虫器中的灭杀激光发射单元对所述灭杀区域发射灭杀激光束,灭杀害虫。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出,本发明实施例中,激光灭虫器发射引诱激光束,将具有正趋光性的害虫引诱到引诱激光束周围所形成的灭杀区域;然后激光灭虫器发射灭杀激光束,将引诱激光束周围所形成的灭杀区域的害虫灭杀,有效地解决了寻找害虫和瞄准害虫的技术难题,实现全自动激光灭虫,极大地提高了灭虫效果和效率。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见,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,在不付出创造性工作的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的激光灭虫器的结构示意图;
图2为本发明所述的激光灭虫器的变形结构示意图;
图3为本发明所述的激光灭虫方法的流程示意图;
图中标记:第一激光器1,第二激光器2,第一扩束准直光学装置3,第二准直光学装置4,第一反射镜5,第二反射镜6,第一转动装置7,第一光学窗口8,激光颜色调控装置9,环境光感知装置10,第二转动装置11,激光灭虫器控制装置12,第一温控与散热装置13,第二温控与散装置14,第一外壳15,第二外壳16,激光束扫描角度调节装置17,激光灭虫器驱动电源18,第三反射镜19,第四反射镜20,第五反射镜21,第六反射镜22,第二光学窗口23,第三光学窗口24,第三外壳25。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明,且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
图1为本发明所述的激光灭虫器的结构示意图;图2为本发明所述的激光灭虫器的变形结构示意图;以下结合各图进行描述。
如图1所示,一种激光灭虫器,包括:
引诱激光发射单元,用于发射引诱害虫的引诱激光束,使得害虫主动聚集在引诱激光束周围所形成的灭杀区域;
灭杀激光发射单元,用于对所述灭杀区域发射灭杀害虫的灭杀激光束。
所述引诱激光发射单元包括:分别设置在第一壳体15内的至少一个第一激光器1、第一扩束准直光学装置3、第一温控与散热装置13、以及设置在第二壳体16内的激光颜色调控装置9;
所述激光颜色调控装置9与所述第一激光器1连接,用于控制所述第一激光器1,使得所述第一激光器1发射害虫趋光性敏感颜色的引诱激光;
所述第一扩束准直光学装置3设置在所述第一激光器1的发射窗口后面,用于对所述第一激光器1发射出的激光光束进行扩束和准直,从而形成有效的引诱激光束;所述引诱激光束透过所述第一壳体15上的第一光学窗口8发射出去;
所述第一温控与散热装置13紧贴在所述第一激光器1的外壳上,用于控制所述第一激光器1的工作温度和散热。
所述灭杀激光发射单元包括:分别设置在所述第一壳体15内的第二激光器2、第二准直光学装置4、第一反射镜5、第二反射镜6、第一转动装置7以及第二温控与散热装置14;
所述第二激光器2用于发射灭虫的红外激光或可见光激光或紫外激光;
所述第二准直光学装置4设置在所述第二激光器2的发射窗口后面,用于对所示第二激光器2发射出的激光光束进行准直,形成灭杀激光束;
所述第一反射镜5和第二反射镜6依次放置在第二准直光学装置4后面,并设置于所述第一转动装置7上,用于所述灭杀激光束的反射传输,将反射后的灭杀激光束通过第一壳体15上的第一光学窗口8发射出去;
所述第一转动装置7,用于以与所述第一反射镜5的入射光束平行方向为转轴作圆周运动,使得所述灭杀激光束形成围绕所述引诱激光束的旋转运动;从而使所述灭杀激光束作圆周运动,以灭杀引诱光束周围的害虫;
所述第二温控与散热装置14紧贴所述第二激光器2的外壳,用于控制所述第二激光器2的工作温度和散热。
所述第一激光器1为害虫趋光性敏感的单一波长的激光器,或者为红绿蓝三基色激光器组;
当所述第一激光器1为害虫趋光性敏感的单一波长的激光器时,所述激光颜色调控装置9控制所述激光器的输出功率;
当所述第一激光器1为红绿蓝三基色激光器组时,所述激光颜色调控装置9控制红绿蓝三基色激光器组所发射的红光、绿光和蓝光的输出功率和输出功率配比。
所述引诱激光发射单元和所述灭杀激光发射单元分别安置于第二转动装置11上,所述第二转动装置11安置于激光束扫描角度调节装置17上;
所述第二转动装置11带动所述引诱激光发射单元和所述灭杀激光发射单元作圆周运动;
所述激光束扫描角度调节装置17转动,从而控制所述引诱激光束和所述灭杀激光束的圆周运动平面。
所述激光束扫描角度调节装置17为由步进电机或连续转动电机带动的角度调节机械装置,或人工操作的角度调节机械装置;或
所述激光束扫描角度调节装置17调节为一固定角度,或者作步进转动,或者作连续转动,使得所述引诱激光发射单元发射的引诱激光束和所述灭杀激光发射单元发射的灭杀激光束的扫描平面与地平面水平,或者与地平面成一角度向地面扫描或向空中扫描。
所述的激光灭虫器,还包括:
环境光感知装置10和激光灭虫器控制装置12;
所述环境光感知装置10,与所述激光灭虫器控制装置12连接,用于监测害虫是否活动的光照环境,给所述激光灭虫器控制装置12发送监测信号;
所述激光灭虫器控制装置12用于,当所述监测信号为害虫活动的光照环境时,启动所述激光灭虫器的各部件的工作;当监测信号为到害虫停止活动的光照环境时,停止激光灭虫器的各部件的工作。
所述激光灭虫器控制装置12还分别与所述第一激光器1和所述第二激光器2连接,用于使得所述灭杀激光束与所述引诱激光束发射时间的时间间隔,且控制所述时间间隔。
以下描述本发明的应用场景。
激光灭虫器,包括:
第一激光器1、第一温控与散热装置13、第一扩束准直光学装置3,第二激光器2、第二温控与散装置14、第二准直光学装置4、第一反射镜5、第二反射镜6、第一转动装置7,第一光学窗口8,激光颜色调控装置9,环境光感知装置10,第二转动装置11,激光灭虫器控制装置12,外壳15,外壳16,激光束扫描角度调节装置17,激光灭虫器驱动电源18。
其中,第一激光器1、第一温控与散热装置13、第一扩束准直光学装置3组成引诱激光发射单元;第二激光器2、第二温控与散热装置14、第二准直光学装置4、第一反射镜5、第二反射镜6、第一转动装置7,组成灭杀激光发射单元,其中第一反射镜5和第二反射镜6放置在第一转动装置7上,在第一转动装置7的带动下,灭杀激光束围绕引诱激光束作运动;引诱激光发射单元和灭杀激光发射单元组成整体激光发射单元,放置一个带有第一光学窗口8的第一外壳15里面。这个整体激光发射单元放置在第二转动装置11上。它包括2台及以上激光器;
发射单元发射一束引诱激光束,引诱具有正趋光性的害虫主动聚集到引诱激光束周围或者将具有负趋光性的害虫吓跑;
发射单元发射一束灭杀激光束,灭杀引诱激光束周围所形成的灭杀区域所聚集的害虫;
激光灭虫器发射的引诱激光束和灭杀激光束一起在农作物、果林等被保护目标的上空平行于地平面或者与地平面有倾角的上空或者地面作圆周运动;
激光灭虫器发射的灭杀激光束围绕着引诱激光束作圆周运动。
图2中,第一激光器1、第一温控与散热装置13、第一扩束准直光学装置3、第五反射镜21,第二激光器2、第二温控与散装置14、第二准直光学装置4、第三反射镜19,放置在安装第一光学窗口8的第一外壳15里面,组成激光器单元;用于引诱激光束反射的第六反射镜22,用于灭杀激光束反射的第四反射镜20、第一反射镜5、第二反射镜6,以及第一转动装置7,均放置在第三外壳25里面,第二光学窗口23和第三光学窗口24安装在第三外壳25上,它们共同组成激光传输单元;其中第一反射镜5和第二反射镜6旋转在第一转动装置7上,实现灭杀激光束围绕引诱激光束作圆周运动。这个激光传输单元安置第二转动装置11上,实现引诱激光束和灭杀激光束一起作旋转运动。第二转动装置安装在第一外壳15上,第一外壳15安装在激光束扫描角度调节装置17上。
本激光灭虫器中:作为激光器单元中的引诱激光部件包括:第一激光器1、第一温控与散热装置13、第一扩束准直光学装置3、第五反射镜21;其中,第一温控与散热装置13安装在第一激光器1的外壳上,对第一激光器1进行温度控制和散热;第一激光器1为害虫趋光性敏感的单一波长激光器或者为红绿蓝三基色激光器组而调制出害虫趋光性敏感颜色的激光;第一扩束准直光学装置3放置在第一激光器1发射窗口后面,对第一激光器发射的激光束进行扩束和准直形成大直径的引诱激光束;第五反射镜21放置在第一扩束准直光学装置3后面,引诱激光束经第五反射镜21反射后再通过第一光学窗口8和第二光学窗口23进入激光传输单元。作为激光器单元中的灭杀激光部件包括:第二激光器2、第二温控与散热装置14、第二准直光学装置4;其中,第二温控与散热装置14安装在第二激光器2的外壳上,对第二激光器2进行温度控制和散热;第二激光器2发射对害虫灭杀效果好的红外激光或可见光激光或紫外激光;第二准直光学装置4设置在第二激光器2发射窗口后面,对第二激光器2发射的激光束进行准直形成灭杀激光束;第三反射镜19放置在第二准直光学装置4后面,灭杀激光束经第三反射镜19反射后再通过第一光学窗口8和第二光学窗口23进入激光传输单元。
作为激光传输单元中的引诱激光部件包括:第六反射镜22,第六反射镜22放置在第二光学窗口23后面引诱激光束所经过的光学路上,并保证所反射的引诱激光束处于第一反射镜5和第二反射镜6之间的位置,且与第二反射镜6反射的灭杀激光束平行,引诱激光束经第六反射镜22反射后,垂直入射到第三光学窗口24,通过第三光学窗口24发射出去。作为激光传输单元中的引诱激光部件包括:第四反射镜20、第一反射镜5、第二反射镜6、第一转动装置7,第四反射镜20放置在第二光学窗口23后面灭杀激光束所经过的光路上,并保证所反射的灭杀激光束与第六反射镜22反射的引诱激光束平行;第一反射镜5放置在第四反射镜20后面,且在第四反射镜20反射后的灭杀激光束所在光路上;第二反射镜6放置在第一反射镜5后面,且在第一反射镜5反射后的灭杀激光束所在光路上;由激光器单元进入激光传输单元的灭杀激光束,先后经过第四反射镜20、第一反射镜5和第二反射镜6的反射后,垂直入射到第三光学窗口24上而发射出去;并且第一反射镜5和第二反射镜6安置在第一转动装置7上,在第一转动装置7的带动下,灭杀激光束围绕引诱激光束作圆周运动。激光传输单元放置第二转动装置11,在第二转动装置11的带动下,引诱激光束和灭杀激光束一起作圆周运动,实现灭杀区域的有效扫描。
激光颜色调控装置9、环境光感知装置10、激光灭虫器控制装置12,放置在第二外壳16内,它们组成激光灭虫的控制单元。
激光颜色控制装置9通过控制红绿蓝三基色激光器发射的红光、绿光和蓝光激光的功率比,调控出害虫趋光性敏感颜色的激光。
环境光感知装置10监测到害虫活动光照环境时,通过激光灭虫器控制装置12启动激光灭虫器工作,并且在监测到害虫停止活动的光照环境时,通过激光灭虫器控制装置停止激光灭虫器工作。
激光灭虫器控制装置,具有控制第一激光器1及第一温控与散热装置13、第二激光器2及第二温控与散热装置14、第一转动装置7、第二转动装置11、激光束扫描角度调节装置17和环境光感知装置10的功能。
第一转动装置7为电机和金属平板组成,其中第一反射镜5所在金属平板位置为质心位置,沿着与第一反射镜5的入射光束平行方向上打孔,金属平板安装在电机轴承上,与第二反射镜6相对方向上的金属平板处安装合适质量的金属块,保证动平衡;以与第一反射镜5的入射光束平行方向为转轴,使灭杀激光束作连续圆周运动,以灭杀引诱光束周围的害虫。
第二转动装置11为步进电机或者连续运动电机所带动,作360°圆周运动或者作不小于180°的往返圆周运动。
激光束扫描角度调节装置17为由步进电机或连续转动电机带动的角度调节机械装置,或者人工操作的角度调节机械装置。
激光束扫描角度调节装置17可调节为某一固定角度,或者作步进转动,或者作连续转动,能够保证激光束扫描平面与地平面水平,或者与地平面成一角度向地面扫描或者向空中扫描。
激光灭虫器驱动电源18为市售产品,输入为220v交流电,输出为直流电,并配备太阳能电池作为应急用;或者为输入太阳能电池,解决激光灭虫器现场缺少220v交流电源的问题。
激光灭虫器发射的引诱激光束和灭杀激光束在上空所作圆周运动的平面可以平行于地平面,也可以与地平面有一倾角,从地平面向上空或者在地面作圆周运动扫描;并且这些运动扫描可以是连续运动也可以是步进运动。
激光灭虫器发射灭杀激光束与发射引诱激光束可以存在时间间隔,并且时间间隔可调节。
下面以具体实施例中所使用的器件作说明:
实施例1,如图1所示,本实施例所使用的第一激光器1为波长650nm,520nm和430nm半导体激光器,通过激光颜色调制装置9调制出所需要颜色的激光。下面将结合具体的应用事例详细说明,第一扩束准直光学装置3为一个口径为60mm望远镜、在可见光范围镀光学增透膜、将引诱激光束光斑放大到直径50mm,激光强度小于1mw/cm2,符合i类激光安全标准,对人眼无害,但是可以有效地引诱害虫到激光束周围。第二激光器2为波长1064nmnd:yvo4激光器,激光功率750mw,第二准直光学装置4由焦距分别是20mm和40mm凸透镜组成、两个凸透镜在1064nm镀增透膜,1064nm激光通过此准直装置后变为直径2mm的准直光束,保证在整个激光束能够有效地灭杀害虫。第一反射镜5和第二反射镜6在1064nm镀高反膜,第一反射镜5和第二反射镜6中心间距为120mm,第一反射镜5和第二反射镜6安装在放置装置7上;第一转动装置7由一个12v直流电动机和一个金属平板组成,其中第一反射镜5处于质心位置,沿着第一反射镜5的入射光束平行方向上在金属平板上打孔,金属平板安装上电机轴承上,与第二反射镜6相对方向上的金属平板处安装合适质量的金属块,保证动平衡;以第一反射镜5的入射光束平行方向为转轴,使灭杀激光束作连续圆周运动,以灭杀引诱光束周围的害虫金属平板在质心位置打孔,安装在电动轴承上,与第二反射镜6相对称的位置上安装一个质量合适的金属块,保证动平衡,以第一反射镜5的入射光束为转轴,作直径为120mm的连续圆周运动,以灭杀引诱光束周围的害虫。第一光学窗口8为石英玻璃,通光口径为250mm。激光色调控装置9为电压调控电子装置,调节不同波长激光器的工作电压,从而调控不同波长激光器产生不同的输出功率,并且保证不同波长的激光功率比符合光颜色调制的功率配比,从而实现激光颜色调制。调环境光感知装置10为光敏二极管和控制和信号放大电子装置,监测激光灭虫器在害虫夜间活动时自动工作。第二转动装置11为12v直流步进机与金属平板组成,金属平中心打孔安装在电机轴承上,金属平板上面安置第一激光器1,第二激光器2,第一扩束准直光学装置3,第二准直光学装置4,第一反射镜5,第二反射镜6,第一转动装置7,第一温控与散热装置13,第二温控与散装置14,放置一个带有第一光学窗口8的第一外壳15里面,组成一个激光整体装置单元。激光灭虫器控制装置12为常用的电子控制模块组成,拥有激光自动发射和关闭时间控制、环境智能感知控制和2个自动转动装置控制接口。第一温控与散热装置13和第二温控与散装置14均为市售产品。第一外壳15和第二外壳16均金属外壳。激光束扫描角度调节装置17由12v直流步进电机和金属机械连接件组成,金属机械连接件安装在电机轴承上,第二转动装置11安装其上。激光灭虫器驱动电源18为市售产品,输入为220v交流电,输出电压12v,电流5a;并配备太阳能充电电池作为应急电源。
实施例1,1用于有机蔬菜种植田地灭杀夜蛾类害虫:通过激光颜色调制装置9调制出所需要的400nm颜色激光,输出功率调制在15mw;激光束扫描角度调节装置17自动旋转并保持在与地平面平行位置,第二转动装置11每5分钟步进旋转10°,连续作360°圆周运动;第一转动装置7转速为600rpm,能够高效地灭杀夜蛾等害虫。2用于有机蔬菜种植田地灭杀蝼蛄地面类害虫:通过激光颜色调制装置9调制出所需要的415nm颜色激光,输出功率调制在19mw;激光束扫描角度调节装置17自动旋转并保持在与地平面成某一角度根据田地情况决定,以保证引诱激光束和灭杀激光束扫描到没有蔬菜的田埂等空地上,第二转动装置11每5分钟步进旋转10°,连续作360°圆周运动;第一转动装置7转速为600转/分钟,能够高效灭杀地蝼蛄等地面害虫。
实施例2,如图2所示,本实施例所使用的第一激光器1为波长430nm半导体激光器;第一扩束准直光学装置3为一个口径为60mm望远镜,在可见光范围镀光学增透膜、将引诱激光束光斑放大到直径50mm,激光强度小于1mw/cm2,符合i类激光安全标准,对人眼无害,但是可以有效地引诱害虫到激光束周围。即可有效地引诱害虫到激光束周围。第二激光器2为波长1342nmnd:yvo4激光器,激光功率750mw,第二准直光学装置4由焦距分别是20mm和40mm凸透镜组成、两个凸透镜在1342nm镀增透膜,1342nm激光通过此准直装置后变为直径2mm的准直光束,保证在整个激光束能够有效地灭杀害虫。第一反射镜5和第二反射镜6在1342nm镀高反膜,第一反射镜5和第二反射镜6中心间距为120mm,第一反射镜5和第二反射镜6安装在放置装置7上;第一转动装置7由一个12v直流电动机和一个金属平板组成,其中第一反射镜5处于质心位置,沿着与第一反射镜5的入射光束平行方向上在金属平板上打孔,金属平板安装在电机轴承上,与第二反射镜6相对方向上的金属平板处安装合适质量的金属块,保证动平衡;以与第一反射镜5的入射光束平行方向为转轴,作直径为120mm的连续圆周运动,以灭杀引诱光束周围的害虫。第一光学窗口8为石英玻璃,通光口径为250mm。激光波颜色调控装置9为电压调控电子装置,调节不同波长激光器的工作电压,调控激光输出功率,从而实现激光颜色调制。调环境光感知装置10为光敏二极管和控制和信号放大电子装置,监测激光灭虫器在害虫夜间活动时自动工作。第二转动装置11为12v直流步进机与金属平板组成,金属平中心打孔安装在电机轴承上,金属平板上面安置第一激光器1,第二激光器2,第一扩束准直光学装置3,第二准直光学装置4,第一反射镜5,第二反射镜6,第一转动装置7,第一温控与散热装置13,第二温控与散装置14,放置一个带有第一光学窗口8的第一外壳15里面,组成一个激光整体装置单元。激光灭虫器控制装置12为常用的电子控制模块组成,拥有激光自动发射和关闭时间控制、环境智能感知控制和2个自动转动装置控制接口。第一温控与散热装置13和第二温控与散装置14均为市售产品。第一外壳15和第二外壳16均为金属外壳。激光束扫描角度调节装置17由12v直流步进电机和金属机械连接件组成,金属机械连接件安装在电机轴承上,第二转动装置11安装其上。激光灭虫器驱动电源18为市售产品,输入为220v交流电,输出电压12v,电流5a;并配备太阳能电池作为应急电源。第一光学窗口8安装在第一外壳15上,第一激光器1、第一温控与散热装置13、第一扩束准直光学装置3、第五反射镜21,第二激光器2、第二温控与散装置14、第二准直光学装置4、第三反射镜19,放置在第一外壳15里面,组成激光器单元;第二光学窗口23和第三光学窗口24安装在第三外壳25上,第六反射镜22,第四反射镜20、第一反射镜5、第二反射镜6,以及第一转动装置7,放置第三外壳25里面,组成激光传输单元。这个激光传输单元安置在第二转动装置11上。
实施例2,用于为害果树和林木蓑蛾类、毒蛾类、枯叶蛾类和卷叶类害虫的灭杀,第一激光器1发射430nm的激光,输出功率调制在19mw;激光束扫描角度调节装置17自动旋转并保持在与地平面成某一角度由果树和林木高度情况和环境情况决定,以保证引诱激光束和灭杀激光束向空中扫描在果树和林木空隙处,第二转动装置11每5分钟步进旋转10°,连续作360°圆周运动;第一转动装置7转速为600转/分钟。
如图3所示,一种激光灭虫方法,包括:
步骤41,控制激光灭虫器中的引诱激光发射单元发射引诱激光束,使得害虫主动聚集在引诱激光束周围,形成灭杀区域;
步骤42,控制激光灭虫器中的灭杀激光发射单元对所述灭杀区域发射灭杀激光束,对害虫进行灭杀。
本发明具有以下有益效果:
(1)鉴于害虫具有很强的趋光性和绝大多数夜间活动的特点,例如文献报道蟋蟀对于433nm的蓝光响应阈值2.5×107quantacm-2s-1,比月光还弱herzmannandlabhartt,spectralsensitivityandabsolutethresholdofpolarizationvisionincrickets:abehavioralstudy.jcompphysiola,1989,165:315–319,本发明提出在害虫夜间活动期间,激光灭虫器发射引诱激光束,将具有正趋光性的害虫引诱到引诱激光束周围,形成灭杀区域,有效地解决农作物等被保护目标对激光的遮挡问题;然后激光灭虫器发射灭杀激光束,将聚集在灭杀区域的害虫杀灭,实现全自动激光灭虫,极大地提高灭虫效果和效率。
(2)灭杀区域是可控制移动的,灭杀面积大,灭杀害虫数量多,既能有效灭杀空中飞行的害虫,又能够灭杀地下害虫;有效地提高灭虫效果和效率。
(3)本发明充分害虫的趋光性,引诱害虫主动聚集现身,离开了农作物、果林等被保护目标,有效地克服了人工或需要人工操作的设备难以防治夜间活动的害虫的难题,有效地提高灭虫效果和效率。
(4)害虫的灭杀区域能够设在安全区域,能够有效地避免激光对农作物、果林等被保护目标的伤害,又避免激光对周边环境和人员等造成干扰。
(5)本发明充分害虫的趋光性,对于具有负趋光性的害虫被有效地吓跑,同样起到防治负趋光性害虫的作用。
(6)充分发挥激光传输距离远的优势,形成移动的大面积引诱区域和灭杀区域,极大地提高杀虫效果和效率。
(7)具有广泛的应用场所和应用范围,对农业、林业、环保等行业的发展,特别是有机农业的发展具有重要的实用价值,能够产生巨大的经济效益和社会效益。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。