光诱热致夜间活动农业害虫聚集的静电电晕击杀收集装置

技术领域

本发明涉及绿色防控型现代物理农业工程装备技术领域，具体为一种光诱热致夜间活动农业害虫聚集的静电电晕击杀收集装置。

背景技术

农作物虫害防治是重要的防灾减灾措施，为保障国家粮食安全和农业生产安全发挥了不可替代的重要作用。我国虫害防治主要依赖化学农药防治，其不仅影响生态环境安全，而且导致病虫害抗药性上升、生物多样性下降、防治效果降低。为解决过度依赖化学农药防治问题，我国提出了实施绿色防控替代化学防治行动。在此背景下，现代物理农业技术中的灯光物理防治技术，是在整合生物间信息交流的解码、基因编辑、微生物组学、信息、人工智能等技术的基础上，应用特定的光物理调控措施的基础上，实现害虫朝向光源的可控杀灭和诱导防控，来减少农药使用，促进农业可持续发展。灯光物理防治技术在推进病虫害专业化统防统治和绿色防控，建立我国病虫害预警机制和预警体系，构建农业绿色发展技术体系，促进绿色循环优质高效特色农业的发展新理念，具有划时代的里程碑意义。

目前，针对昆虫视觉生物光电波谱反应效应，依据农业害虫的趋光（photo-taxis）和趋化（chemo-taxis）特性，结合不同种属昆虫感光生理机制及生物行为习性差异，采用害虫敏感趋光波谱分布，已应用电子杀虫灯技术对害虫实施光谱光强以及化学信息素特别是性信息素的诱导和捕集，在农业害虫的监测和防治中都发挥了重要的作用。现在，市场上的黑光灯、单管黑白双光灯、高压汞灯、频振灯、双波灯等多种新型诱虫灯被研制出来，有力地促进了灯光防治的发展,丰富了害虫综合防治的内容，其中，“频振杀虫灯（中国专利 CN2190405）”是灯光治虫技术的重要进展，运用光、波、色、味四种诱杀方法综合杀灭害虫，但其波谱较宽，对益虫和无害昆虫的伤害较大，对生态系统的平衡造成影响，光源中含有紫外光，不可避免的会造成紫外光污染，难以在城市、居民区等人居环境大面积使用。

在此基础上，美国硅谷Lionax Inc.（莱昂科技公司）和美国斯坦大学光电实验室（Stanford Photonic Lab）合作研制的“巴克星BuckStar”光电变频生物灭虫器USP200420043045.9、200420017884.3、200430115389.1），中国研制的漫反射诱虫杀虫灯（201710837933.X）、毛刷式(CN 201709271 U)、振动式(CN 202077501 U)、电网转动式(如专利号CN 202979970 U)、推板式(CN 203152324 U) 、智能光波杀虫灯（CN 109349253 A）、光诱电杀风吸式复合杀虫灯（CN201811198693.4）等，产品性能领先，在应用中得到了广泛的赞誉。但这些诱虫灯虽具有诱集范围广、诱虫量大等特点，但所采用的光源存在光源不稳定性、光场空间结构不均匀性、光场空间发散性及光源温度变化等制约因素，并在使用中具有杀虫谱广、波谱范围选择上存在缺陷等问题。

之后，利用LED集成光源代替荧光发光管的杀虫灯应运而生，其是解决现有杀虫灯不足的新型环保生物多样性杀虫灯。如CN201410664332.X、CN201410330361.2、CN201510726572.2等，利用LED的可变光谱进行频率合成生成不同频率的光波段，针对性强。但设备应用的环境不同、场地不同、植物学不同、所诱杀害虫的目标不同、所输入的生物学仿生数据就会不同，相应制约了目前靶标害虫光诱杀灭的推广应用。

但是，目前昆虫的视趋性敏感机制并不明确，有效强化害虫趋光上灯的调控因素不明确，且害虫生物诱导性上灯机制不确定，光诱时间及捕集效果制约性显著，而自然现象中，害虫具备最佳光诱实际并呈现热致性趋光强化效应，且害虫的夜间趋光活动行为特征、视觉行为特征及波谱刺激下的反应特征，制约了其捕集实现。因此，为进一步创新应用光物理诱导杀虫技术，在害益虫夜间高峰活动可察、生物敏感趋忌性因素可控、害虫趋光敏感光照特性和生物诱导行为强化因素可调的基础上，需依据害虫生物趋性敏感强化因素，采取易化性害虫生物活性调控致变性上灯诱集杀灭措施，解决农业害虫的趋光捕集杀灭问题，获得技术、设备和生物环境群落高度相关型害虫光物理诱导捕集装备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种光诱热致夜间活动农业害虫聚集的静电电晕击杀收集装置，既可进行定点进行害虫的诱导杀灭及益虫的调控忌避，也可置于移动车辆上实现智能远程遥控移动诱集杀灭害虫，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：光诱热致夜间活动农业害虫聚集的静电电晕击杀收集装置，包括光源旋转驱动件、高压静电电晕放电系统、电加热热施系统、光源系统、收集装置、负压风吸件和内凹弧状灯体，所述内凹弧状灯体为长方形结构，且长方形结构的四侧为弧面状结构，所述内凹弧状灯体的中间贯穿有转轴，转轴的上端外侧通过一个轴承座连接有支撑板，支撑板的下表面四角设有连杆，四个连杆的下端均设有一个下支架，四个下支架之间通过另一个轴承座与转轴的下端连接，内凹弧状灯体的四个侧面中间设有电加热热施系统，所述内凹弧状灯体的四个侧面均设有四个光源系统，所述支撑板的下表面设有十六个高压静电电晕放电系统，高压静电电晕放电系统围绕内凹弧状灯体的外侧均匀分布，四个连杆的下端连接有收集装置，所述收集装置的落虫口内部设有负压风吸件，所述支撑板的上表面设有电源和高压静电发生器，电源通过导线与外部单片机连接，且外部单片机通过导线与高压静电发生器连接，高压静电发生器通过静电电缆与高压静电电晕放电系统连接，所述支撑板的上表面设有锥形结构的防护罩，防护罩的上表面设有带动转轴转动的光源旋转驱动件，光源旋转驱动件、负压风吸件、光源系统和电加热热施系统的输入端电连接外部单片机的输出端。

进一步的，所述高压静电电晕放电系统包括与支撑板静电棒安装座，静电棒安装座的下端设有电晕丝静电棒，通过高压静电发生器可以控制电晕丝静电棒，实施高压静电电晕的放电功能，实施上灯害虫的电击杀功能。

进一步的，所述光源系统包括与内凹弧状灯体连接的铝基板，铝基板上均匀设有LED灯，LED灯采用紫LED、橙红LED、绿LED和橙红LED，通过外部单片机控制LED灯的紫LED和绿光LED光照30 min后，开启橙红LED光照10 min并同步以PWM方式降低紫LED及绿光LED光照强度，可有效实现害虫的光热生物活性强化性诱导效果。

进一步的，所述电加热热施系统包括与内凹弧状灯体连接的电加热装置，电加热装置与内凹弧状灯体的连接处设有隔热板二，所述电加热装置的内部两侧设有两个隔热板一，通过隔热板二和隔热板一可以对电加热装置进行隔热，通过电加热装置进行加热以此实现诱发害虫产生光热致变强化性扑灯效果。

进一步的，所述收集装置包括箱体，箱体的上端设有开口，该开口处连接有锥形结构的超滑落虫漏斗，超滑落虫漏斗位于箱体的内部，且超滑落虫漏斗的下端设有落虫口，所述箱体的两侧设有开口，该开口处通过螺栓连接有封板，通过超滑落虫漏斗可以将电晕击杀落虫导入到箱体内部，通过负压风吸件可以使超滑落虫漏斗上方形成负压风吸场，实现光热耦合场内飞行害虫的负压风吸功能，获得上灯行为复杂性害虫的负压收集，并增益滑移落虫的实现，并且通过负压风吸件，避免箱体内所收集活体害虫的逃逸，同时，橙红光发光过程中编程实现负压风吸件的关闭，避免负压风场对益虫的风吸收集；最后通过将箱体上的封板打开，以此可以将内部的害虫取出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本光诱热致夜间活动农业害虫聚集的静电电晕击杀收集装置，对农业害虫紫、绿光光致性趋光敏感特性、益虫忌避性橙红波谱光照特性和害虫热致性趋热聚集效应，利用紫、绿LED 发光产生的波谱光照，激发害虫产生趋光诱集效应，通过紫、绿光中橙红光间隔性刺激及其发光时紫、绿光照强度的降低，调控害虫产生忌避逃逸效应，获得害趋益避性光照调控效果，并利用电加热装置产生的热扩散效应，激发害虫产生趋热聚集效应，且光与热相结合，获得害虫光热耦合操控性诱导效果，通过设置的光源旋转系统，实现紫、绿光照交替转动180°至预定位置实施30 min光照诱导功能，并可实现长短波谱交替刺激强化害虫趋光效果的功能，且通过紫及绿光照中10 min橙红光照的突显式刺激模式，可实施害虫柔性诱导调控及益虫驱避强化功能，而且，利用电加热系统的热传导及热扩散实施模式，有效诱发害虫产生热致性趋热效应，并与光照结合，诱发害虫产生光热互致操控性生物趋性活性，实现害虫的光热耦合强化性诱导聚集效果及光热致变性上灯效果。同时，利用内凹弧状灯体对光照强度及光致性热强度的汇集强化效应，结合电加热系统的热施强度，在发光体前端的内凹弧状灯体内形成光热突变性强度场，实施上灯害虫的光热突变激发性落虫功效，且针对害虫生物光热致变性趋避反复上灯行为的复杂性，利用高压静电电晕放电系统的电晕丝静电棒产生的电晕场，实施上灯害虫的高压静电电晕击杀功效，弥补害虫光热强度场落虫功效的不足，并且，收集装置的落虫漏斗的承接下落虫体的超滑收集功能，以及负压风吸封闭系统形成的负压风场，可有效强化害虫的收集，害虫的光热耦合诱导效应、害虫视敏性长短波谱光照的交替刺激效应、益虫忌避波谱光照时长的调控，可有效操控害虫的趋性强度及上灯强化效果并规避益虫上灯，形成害虫光热耦合调控性柔性诱导效果，且光热突变强度场、高压静电电晕场及负压风场的实施，可有效实施上灯害虫的光热致变性落虫、静电电晕击杀及负压风吸的多重收集功效，实现害虫的绿色物理防治，其满足不同场地及不同类型作物的作业要求。本发明具有结构合理、捕集效果好、成本低廉、适应性强等优点。本发明具有结构合理、捕集时效好、成本低廉、24小时全天候工作和适应性强等优点，它既可进行定点进行害虫的诱导杀灭及益虫的调控忌避，也可置于移动车辆上实现智能远程遥控移动诱集杀灭害虫。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明诱虫结构示意图；

图3为本发明诱虫侧面结构示意图；

图4为本发明害虫收集结构示意图。

图中：1光源旋转驱动件、2防护罩、3高压静电电晕放电系统、31静电棒安装座、32电晕丝静电棒、4电加热热施系统、41电加热装置、42隔热板一、43隔热板二、5光源系统、51铝基板、52 LED灯、6收集装置、61超滑落虫漏斗、62支杆、63落虫口、64箱体、65封板、7负压风吸件、8支撑板、9电源、10转轴、11轴承座、12静电电缆、13高压静电发生器、14下支架、15内凹弧状灯体、16连杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：光诱热致夜间活动农业害虫聚集的静电电晕击杀收集装置，包括光源旋转驱动件1、高压静电电晕放电系统3、电加热热施系统4、光源系统5、收集装置6、负压风吸件7和内凹弧状灯体15，内凹弧状灯体15为长方形结构，且长方形结构的四侧为弧面状结构，内凹弧状灯体15的中间贯穿有转轴10，转轴10的上端外侧通过一个轴承座11连接有支撑板8，支撑板8的下表面四角设有连杆16，四个连杆16的下端均设有一个下支架14，四个下支架14之间通过另一个轴承座11与转轴10的下端连接，内凹弧状灯体15的四个侧面中间设有电加热热施系统4，内凹弧状灯体15的四个侧面均设有四个光源系统5，支撑板8的下表面设有十六个高压静电电晕放电系统3，高压静电电晕放电系统3围绕内凹弧状灯体15的外侧均匀分布，四个连杆16的下端连接有收集装置6，收集装置6的落虫口63内部设有负压风吸件7，支撑板8的上表面设有电源9和高压静电发生器13，电源9通过导线与外部单片机连接，且外部单片机通过导线与高压静电发生器13连接，高压静电发生器13通过静电电缆12与高压静电电晕放电系统3连接，支撑板8的上表面设有锥形结构的防护罩2，防护罩2的上表面设有带动转轴10转动的光源旋转驱动件1，光源旋转驱动件1为普通的电机，通过光源旋转驱动件1可以带动转轴10转动，通过转轴10可以带动光源系统5和内凹弧状灯体15转动，以此可以实现全面的诱捕，光源旋转驱动件1、负压风吸件7、光源系统5和电加热热施系统4的输入端电连接外部单片机的输出端，负压风吸件7为负压风扇。

进一步的，高压静电电晕放电系统3包括与支撑板8静电棒安装座31，静电棒安装座31的下端设有电晕丝静电棒32，通过高压静电发生器13可以控制电晕丝静电棒32，实施高压静电电晕的放电功能，实施上灯害虫的电击杀功能。

进一步的，光源系统5包括与内凹弧状灯体15连接的铝基板51，铝基板51上均匀设有LED灯52，LED灯52采用紫LED、橙红LED、绿LED和橙红LED，通过外部单片机控制LED灯52的紫LED和绿光LED光照30 min后，开启橙红LED光照10 min并同步以PWM方式降低紫LED及绿光LED光照强度，可有效实现害虫的光热生物活性强化性诱导效果。

进一步的，电加热热施系统4包括与内凹弧状灯体15连接的电加热装置41，电加热装置41与内凹弧状灯体15的连接处设有隔热板二43，电加热装置41的内部两侧设有两个隔热板一42，通过隔热板二43和隔热板一42可以对电加热装置41进行隔热，通过电加热装置41进行加热以此实现诱发害虫产生光热致变强化性扑灯效果。

进一步的，收集装置6包括箱体64，箱体64的上端设有开口，该开口处连接有锥形结构的超滑落虫漏斗61，超滑落虫漏斗61位于箱体64的内部，且超滑落虫漏斗61的下端设有落虫口63，箱体64的两侧设有开口，该开口处通过螺栓连接有封板65，通过超滑落虫漏斗61可以将电晕击杀落虫导入到箱体64内部，通过负压风吸件7可以使超滑落虫漏斗61上方形成负压风吸场，实现光热耦合场内飞行害虫的负压风吸功能，获得上灯行为复杂性害虫的负压收集，并增益滑移落虫的实现，并且通过负压风吸件7，避免箱体64内所收集活体害虫的逃逸，同时，橙红光发光过程中编程实现负压风吸件7的关闭，避免负压风场对益虫的风吸收集；最后通过将箱体64上的封板65打开，以此可以将内部的害虫取出。

在使用时：针对害虫对长波谱绿光照及短波谱紫光照的趋光敏感性及光照特性要求、益虫对橙红光的生物忌避特性，以及害虫热致性生物活性强化效应和生物趋热聚集特性，利用LED灯52的紫、绿长短波谱光照汇聚性光照强度诱导激发害虫的趋光响应，并结合LED灯52的紫、绿光照强度变化调控害虫趋光视觉时利用橙红光照刺激益虫产生忌避逃逸行为，进而利用电加热热施系统4的传导散热效应刺激害虫产生生物活性强化性趋热效应，并通过光热同步实施的耦合刺激效应，调控害虫产生光热耦合诱导性趋向强化效应，形成远处长波谱绿光照诱导、近处短波谱紫光激发及光热耦合激发的诱导聚集效果，并通过光热耦合性刺激强度的变化，致使害虫产生光热致变性诱集上灯效应，而且，通过用LED灯52不同波谱光照时长及光源旋转光照时长的控制实现，以及热措施及杀灭收集措施的控制实施，保证害虫视状态的敏感保持性及益虫忌避的强化性，获得害虫视敏保持性柔性诱导及上灯效果和益虫忌避调控强化效果，同时，利用汇聚性光照强度与热辐射形成的强度突变效应场，实施光热生物活性及上灯的强化，并实现上灯害虫的光热致变落虫效果，进一步，针对害虫的光热耦合性生物致变效应产生的上灯行为的特异复杂性，利用高压静电电晕放电系统3的放电功能，进行绕灯飞行害虫的击杀落虫效果，并利用负压风吸件7产生的负压风场，进行上灯行为复杂性害虫的吸捕，弥补光热致变落虫及静电击杀效果不足的问题，实现光热强度场、静电场和负压风场多重措施耦合性诱集杀灭效果，在此基础上，致变下落及静电击杀的害虫落于捕集箱体内实施收集。

为达到上述工作原理中的实施效果，针对害虫对LED灯52的紫短波谱、绿长波谱光照特性的敏感趋光特性，并针对益虫对橙红波谱的忌避行为特性，利用大功率紫与橙红、绿与橙红贴片式LED灯52按3:1比例配比分别焊接在条状铝基板上，并对称于电加热热施系统4对称布置于内凹弧状灯体上，通过外部单片机系统首先同时实现一对侧为紫光、另一对侧为绿光的30 min光照以满足远处光照诱导、近处光照突变激发害虫的趋光光照特性要求，并为满足光致益虫的忌避逃逸性光照特性要求，紫及绿光光照30 min后编程降低紫及绿光光照度10 min并同步开启橙红光照10 min，实施益虫橙红光突显光致性逃逸特性并利用紫及绿光较低的光照度操控害虫避免逃逸的光刺激措施，然后通过单片机程序关闭橙红光并实现紫及绿光照增强至原强度，且开启30 min继续实施紫及绿光对害虫的光效应诱导措施，以此形成循环反复性不同波谱光照的刺激调控措施，并通过内凹弧状灯体对光照强度的汇聚增强效应，获得害趋益忌性光照调控强化措施，而且，为避免害虫光致适应性问题、获得害虫光活性调控性及光致性上灯强化效果，利用光源旋转系统通过转轴10带动光源系统5旋转，并利用外部单片机系统实现40 min对照光照刺激后，光源系统5在0°～180°范围内以180°/40 min速度缓慢实施正转旋转光照刺激，40 min时正转至180°位置后停滞40min实施相反对照光照刺激，然后，在180°～0°范围内以180°/40 min速度缓慢实施反转旋转光照，40 min时反转至180°位置后继续停滞40 min实施原对照光照刺激，以此循环往复获得静止和旋转交替式不同波谱光照刺激害虫及调控益虫的光照模式，实施害虫视觉敏感状态缓慢转化效应下的光照柔性刺激诱导和绿、紫光的交替刺激，以及橙红光光致益虫忌避逃逸的光调控措施。

为获得害虫光热耦合诱导强化及调控效应，利用大功率LED灯52发光生热特性及内凹弧形灯体对其热量的强度汇聚效应，并利用电加热热施系统4的热扩散效应，二者与波谱光照相结合，获得光热耦合措施及光热耦合作用下害虫生物光热活性强化效应，实施害虫热致性趋光及光致性趋热的光热耦合调控性生物聚集效应的功能，实现害虫光热生物活性强化及光热耦合诱导效果和光热耦合强度致变性上灯效应，并在实施10 min橙红光调控益虫致使其忌避逃逸措施时，通过外部单片机系统控制同步降低害虫视敏波谱光照强度及关闭电加热功能，强化橙红光光照强度驱避益虫的功效，避免紫及绿光和热效应对益虫的影响，获得害虫光热耦合诱导致变强化性上灯及益虫忌避调控性效果。

为实施热扩散害虫触击落虫功效、热致性生物活性强化及趋热效应，利用外部单片机系统控制升压电源实现电加热热施系统4的加热，并通过热传导材料实现热扩散的强化，且与大功率LED灯52发光生热性汇集性热量结合，获得害虫热致性趋热聚集效应及生物活性强化效应，而且，LED灯52发光生热性汇聚热量与电加热热施系统4的耦合，在弧形灯体内形成热量强度突变场，以实施上灯害虫的热触落虫功效，而且，光与热相结合，实现害虫生物活性强化及光热致变性上灯强化效果，且光照强度和热强度形成的光热场强度突变刺激措施，以有效实现上灯害虫的光热应激落虫效果，获得光热诱导致变强化性上灯及强光强热突变触击性多重诱集落虫效果。

为弥补光热触击落虫收集的不足，实现绕灯聚集飞行害虫的杀灭，利用外部单片机系统控制高压静电发生器13实现电晕丝静电棒32的电晕放电功能，实施光热耦合强度场外围的上灯害虫的静电击杀功效，同时，为强化害虫的收集效果，利用负压风吸件7在超滑落虫漏斗61上方形成的负压风场，实现LED灯52周围飞行害虫的吸捕，并强化光热触击及静电击杀性害虫下落虫体的滑移捕集效果，并且，橙红光实施益虫忌避调控实施过程中，通过外部单片机系统控制实现高压静电电晕放电系统3、电加热热施系统4、负压风吸件7，避免对益虫的误杀。

综上，针对害虫的趋光敏感光照特性、益虫忌避敏感波谱光照特性、热致性生物活性强化及趋热特性，实施光热互补调控害虫生物活性，实现害虫光热强化性趋向性诱集效应，并强化害虫的上灯效果，实现害趋益避的光热耦合柔性调控功能，并结合光热耦合强度场的突变激发功效、高压静电电晕场的击杀功能、负压风场的吸捕功能，实施光热致变性上灯害虫的光热触击落虫、静电电晕放电击杀和负压吸捕捕集功能，并利用箱体64实现捕集害虫的收集，其整合实施了多重诱导及多重捕集措施，有效强化了害虫生物趋集效应，实现了害虫生物趋性诱集调控难的问题，并解决了害虫难于杀灭捕集问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。