一种虫体计数装置

技术领域

本发明涉及一种计数装置，尤其是虫体计数装置。

背景技术

农业害虫种类繁多，准确的田间虫情预测预报是绿色精准防控的基础。然而，多种害虫发生季节及发生区域存在重叠，有些相近物种虽形态相近，但防控策略并不完成相同。因此，害虫物种的准确鉴定识别是预测预报工作的关键环节，人们对智慧型预测预报方法及设备的需求日益增长，其中虫害的数量统计是非常重要的预防虫害的参考参数。

例如现有技术公开号CN210432686U公开了一种基于图像识别的害虫自动计数系统，所述计数系统包括电诱杀单元、拍摄单元、害虫清理单元、集虫网兜和识别控制终端；所述拍摄单元包括拍摄仓、拍摄面板和摄像头，所述拍摄仓位于高压电网下方，拍摄仓的顶端具有开口，所述拍摄面板铰接设置于拍摄仓内，所述摄像头的镜头朝向拍摄面板的中心设置。

又如现有技术公开号CN104106554B公开了一种灯光诱虫自动识别与计数装置，包括复合诱虫光源、多层脉冲式高压杀虫网、接虫斗、倾斜通道、同步带虫体输送装置、图像取样识别与计数装置、自动翻转机构及收集瓶，复合诱虫光源发出特征光谱诱集昆虫，多层脉冲式高压杀虫网用来触杀不同大小的昆虫，并掉落到对应的接虫斗中，通过倾斜通道自动排列成一排滑落至同步带虫体输送装置，图像取样识别与计数装置依次获取虫体图像进行分类和计数。

这类现有技术都是基于图像识别，然而在实际应用过程中，多个虫体堆积、黏连成块成虫群块的情况是经常容易出现的，而图像识别功能在应对诸如此类虫体非单体呈现时，其误差率就会增大，即限制了最终识别计数的准确度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种虫体计数装置，可以避免虫体堆积黏连等问题对计数精确性的干扰。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种虫体计数装置，包括：

水平放置的转筒，其筒面具有多个气孔，所述气孔的孔径匹配吸附单个虫体的尺寸；

正负压机构，在所述转筒内生成正压区、负压区，所述转筒转动一圈，其筒面的气孔完成一个周期的连通正压、连通负压的交替；

用于承载虫体的虫体载具，虫体由连通负压的气孔吸附，当转筒转动至该气孔连通正压时，虫体由该气孔脱落；

多个光电检测单元，用于识别所述气孔吸附的虫体并计数。

本发明，虫体计数装置，通过正负压机构，可以实现转筒转动一周的过程中每个气孔均完成连通正压以及负压的一个周期交替，若虫体载具所承载的虫体是单个分散的，那么连通负压的气孔则直接将单个虫体吸附，并由光电检测单元识别并计数，若是多个虫体堆积在一起或者多个虫体相互黏连在一起所形成的虫群块，又或者以上两种情况并存，那么位于虫群块表面的并且正对着该气孔的虫体，在该气孔负压的作用下会被吸离虫群块并最终被该气孔所吸附，继而被光电检测单元所识别计数，值得注意的是转筒的气孔，其孔径的尺寸是匹配单个虫体的大小的，因此当连通负压的气孔吸附虫体时只能吸附一个。

现有技术基于摄像以及图像识别的计数方式，在应对多个虫体堆积黏连所形成的虫群块时，其识别能力的误差性是极大的，相比于现有技术，本发明由于转筒的每个气孔只能吸附一个虫体，因此当光电检测单元识别到气孔有吸附物体即气孔处于非空载状态时，即可计数+1，因此本发明可以解决现有技术无法处理虫体堆积或者虫体黏连的识别技术问题，而且不仅将识别难度极大地进行了简化，而且误差率也相对较低。

作为本发明的进一步改进，所述转筒的气孔沿筒面的周向排有多列，每列多个气孔均对应有至少两个光电检测单元。

作为本发明的进一步改进，所述转筒具有第一侧端盖、第二侧端盖，所述第一侧端面具有多个与所述正负压机构相连的通气口，每个所述通气口均连通有位于所述转筒内的气路管道，每个所述气路管道的管身与多个所述气孔连通，所述转筒转动一圈所述气路管道完成一个周期的连通正压、连通负压的交替。

作为本发明的进一步改进，所述正负压机构包括密封地支撑在所述第一侧端盖的壳体，所述壳体内具有分隔结构将所述壳体与第一侧端盖所限定的腔体分为正压腔、负压腔，所述壳体对应正压腔体、负压腔体的部分分别外接正压源、负压源。

作为本发明的进一步改进，所述虫体载具包括承载机构、输送机构，所述承载机构具有用于承载待吸附虫体的承载面，所述输送机构用于将虫体输送至承载机构的承载面。

作为本发明的进一步改进，所述虫体载具还包括两个分别与所述承载机构、所述输送机构连接的震动机构，所述震动机构可带动所述承载机构/所述输送机构沿竖向震动。

作为本发明的进一步改进，所述输送机构具有水平的输送线，所述输送线的末端与所述承载机构的承载面衔接，所述输送线的初端的上方设置呈漏斗结构的虫体投放具。

作为本发明的进一步改进，所述光电检测单元包括支架、遮光罩、光电传感器，所述遮光罩固定在所述支架面向转筒的一端，所述光电传感器设置在遮光罩内。

作为本发明的进一步改进，所述支架具有转动结构，所述转动结构可驱动所述支架固定遮光罩的部分转动，并使得遮光罩面向转筒的角度发生改变。

作为本发明的进一步改进，所述转筒对应虫体脱落正下方的位置设有虫体收集箱。

本发明的有益效果：

（1）本发明通过正负压机构在转筒内生成正压区、负压区，并且使得转筒的气孔可交替连通正负压，以吸附单个虫体进行计数，相比现有技术基于摄像以及图像识别的计数方式，不仅将识别难度极大地进行了简化，而且误差率也相对较低；

（2）本发明将转筒、承载机构、光电检测单元、正负压机构耦合到一起，提高了虫体计数的准确率，承载机构具有竖直方向的振动性能可以减少虫体堆积黏连的状况，提高了转筒吸附虫体的效率并间接提高了计数效率。

附图说明

下面将通过附图详细描述本发明中优选实施案例，以助于理解本发明的目的和优点，其中：

图1为虫体计数装置的结构示意图；

图2为转筒与正负压机构正视视角的剖视图；

图3为转筒与正负压机构俯视视角的剖视图；

图4为正负压机构的结构示意图；

图5为震动机构的正视图；

图6为震动机构的侧视图；

图7为转筒与光电检测单元的关系示意图；

图8为光电检测单元的结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施案例对本发明作进一步详细说明。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

参照图1-图3，一种虫体计数装置，包括装置箱1、转筒2、正负压机构、虫体载具4、光电检测单元5、虫体投放具6、虫体收集箱7。其中转筒2、正负压机构、虫体载具4、光电检测单元5、虫体投放具6、虫体收集箱7均安装在装置箱1内，装置箱1的顶部开设有开口并且固定虫体投放具6，虫体投放具6呈顶底开口并且上部宽下部细的漏斗状结构，其上部还设有过滤网61以防止杂质落入装置箱1内，虫体载具4设置在虫体投放具6的下方并且位于转筒2一侧的下方，转筒2另一侧的下方设置虫体收集箱7。

转筒2水平设置，其筒面21上具有均匀分布并且贯穿筒面21的气孔2-r，气孔2-r的孔径大小都是相同的，而且孔径的尺寸匹配吸附单个虫体的大小，即每个气孔2-r只能吸附单个虫体。正负压机构在转筒2内生成正压区、负压区，正压区以及负压区的位置不随转筒2的转动而改变，转筒2逆时针转动一圈，筒面21的气孔2-r完成一个周期的连通正压、连通负压的交替。具体的，正压区和负压区在转筒2内的空间是以两个虚拟的半轴截面分隔的，以本实施案例的视角，分隔正压区以及负压区的两个虚拟的半轴截面分别是沿转轴22竖直向下延伸、水平向右延伸，正压区、负压区的圆心角分别为90°、270°， 虫体收集箱7对应在正压区的正下方，虫体载具4对应在负压区的正下方，装置箱1内安装有多个光电检测单元5，并且安装在面向转筒2负压区的位置。

人工或者自动化地将灭杀的害虫虫体由虫体投放具6投入装置箱1内，虫体落入到虫体载具4并由其承载，转筒2逆时针转动，连通负压并且空载的气孔2-r吸附单个由虫体载具4所承载的虫体，光电检测单元5识别到虫体并计数，转筒2旋转270°后该气孔2-r连通正压，虫体即脱离转筒2并落入虫体收集箱7内。

在使用时，投入虫体计数装置的虫体并非都是单体散状的，由于灭杀使用的化学药剂的粘性以及害虫所分泌的粘稠化学物质，实际上很多虫体容易黏连在一起形成团状的虫群快，又或者投入虫体过多导致虫体堆积，对于这种情况现有技术的基于图像识别的虫体计数方式应对能力较差，导致误差率较大，而本发明，转筒2转动一周的过程中每个气孔2-r均完成连通正压以及负压的一个周期交替，因此转动至转筒2底部的气孔2-r连通负压，并且在负压的作用下吸附可将虫群快位于表面的虫体吸附脱离虫群块，同时，由于气孔2-r的孔径尺寸匹配单个虫体的大小，因此当连通负压的气孔2-r只能吸附单个虫体，然后被吸附在气孔2-r的单个虫体由光电检测单元5所识别计数。相比现有技术，可以解决无法处理虫体堆积或者虫体黏的识别技术问题，而且不仅将识别难度极大地进行了简化，而且误差率也相对较低。

转筒2还包括水平设置的转轴22、两个垂直固定在转轴22的第一侧端盖23和第二侧端盖24，转轴22位于第一侧端盖23的一端沿其长度方向延伸出一段，第一侧端盖23沿着靠近外圆周位置一圈设有多个贯穿的通气口23-r，每个通气口23-r均连通有位于所述转筒2内并且平行于转轴22的气路管道2-l，每个气路管道2-l的管身与多个所述气孔2-r连通。

参照图4并结合图1-3，正负压机构包括密封地支撑在所述第一侧端盖23的壳体31，具体的该壳体31呈盖状结构，其内表面的中部具有沿其表面凸出的凸台结构32，并且该凸台结构32的中心处开设有圆孔，通过该圆孔壳体31滑动套设在转轴22延伸出的一段。壳体31内设有分隔结构，分隔结构将壳体31与第一侧端盖23两者所限定的腔体分为正压腔3-P、负压腔3-N。具体的，分隔结构包括两个分隔板33，以本实施案例的视角，其中一个分隔板33竖向设置并且分别与凸台结构32以及壳体31底端一体连接，另一个分隔板33水平设置并且分别与凸台结构32以及壳体31右端一体连接，以绕转轴22的圆心角为参照，270°圆心角的腔体部分为负压腔3-N，90°圆心角的腔体部分为正压腔3-P。壳体31对应负压腔3-N的部分设有负压孔3-n并且通过气管连接负压源，在本实施案例中，负压源选择真空泵，通过真空泵的抽气在负压腔3-N内形成负压，而对应位于转筒2内负压区内的气路管道2-l通过在第一侧端盖23的通气口23-r与负压腔3-N连通，即使得筒面21对应负压区的气孔2-r连通负压，而壳体31对应正压腔3-P的部分设有正压孔3-p并且通过气管连通正压源，在本实施案例中，正压源选用鼓风机也可以直接与外部空气环境连通，在正压腔3-P内形成正压，对应位于转筒2内正压区内的气路管道2-l通过第一侧端盖23的通气口23-r与正压腔3-P连通，即使得筒面21对应正压区的气孔2-r连通正压。

继续参照图1，虫体载具4包括承载机构41、输送机构42以及两个震动机构43，输送机构42接收由虫体投放具6投入的虫体并将其输送至承载机构41，承载机构41接收输送而来的虫体并等待转筒2的气孔2-r将其吸附计数。具体的，在本实施案例中，输送机构42选用皮带输送机，其具有水平设置的并且直线型的输送皮带，输送皮带的输送初端位于虫体投放具6的正下方，输送末端与承载机构41衔接，输送皮带的宽度应要大于虫体投放具6底部开口的口径，以免虫体从输送皮带两侧掉落，另外，虫体投放具6的底部与输送皮带之间的间距也不宜过大，以免虫体落至输送皮带时弹起。承载机构41选用呈台状结构的承载台，其顶面即为承载虫体的承载面，其高度略低于输送皮带，虫体由输送皮带的末端落入到承载台。

参照图5、图6，承载机构41与输送机构42分别连接有震动机构43，震动机构43可以使得承载机构41/输送机构42沿竖直方向等振幅地震动，震动作用可将虫体由堆积的、黏连的虫群块震落，而输送机构42具备一定输送长度，因此可以使得虫群块充分持续地处于震动状态，可以进一步缩小虫群块的大小甚至可将完整的虫群块完全震散。在本实施案例中，连接输送机构42的震动机构43包括架体431、齿条432、步进电机433以及齿轮434，齿条432竖直固定在装置箱1的底板，步进电机433固定安装在架体431，其输出轴固定齿轮434，齿轮434与齿条432想啮合，架体431与输送机构42固定连接。与承载机构41连接的震动机构43结构与之大部分相同，不同之处在于承载机构41本身作为架体431。

参照图7，转筒2的气孔2-r沿筒面21的周向等间距地排有多列，位于转筒2的正上方、左右两个侧上方分别设有三排光电检测单元5，位于同一排的光电检测单元5一一对应转筒2每一列的气孔2-r，即每一列的气孔2-r分别由三个光电检测单元5识别计数虫体，可获得三组计数数据进行对比，便于得到更精确的虫体数目。

参照图8，光电检测单元5包括支架51、遮光罩52、光电传感器53，支架51的一端固定在装置箱1，另一端固定遮光罩52，遮光罩52内设置光电传感器53，遮光罩52可以避免周围的干扰光、散光对光电传感器53的感应造成影响，当气孔2-r吸附有虫体时，光电传感器53得到光信号，继而转化成电信号，最后转化成数字量，记为1。另外，支架51设置有转动结构54，转动结构54可驱动所述支架51固定遮光罩52的部分转动，并使得遮光罩52面向转筒2的角度发生改变，使用前可以通过转动结构54调节至最佳角度。

最后应说明的是：以上实施案例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施案例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施案例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施案例技术方案的范围。