[發明專利]基于自動對焦直線菲涅爾透鏡的田間自走式光能除蟲卵裝置及方法

在審

• 申請號: 202211535864.4
• 申請日: 2022-12-02
• 公開（公告）號: CN115843765A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 張聞宇;胡力文;張智剛;羅錫文;曾山;胡煉;何杰;黃培奎;彭銘達;張國城;黃海翔;劉文鍇;江春雨;鮑開元;吳欣洛;張嘉銳;苑炳軒
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: A01M17/00
• 分類號: A01M17/00;B62D63/02;G02B7/09;G02B3/08;G02B19/00;G01S19/14
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.基于自動對焦直線菲涅爾透鏡的田間自走式光能除蟲卵裝置，其特征在于，包括行走機構、直線菲涅爾透鏡、位置調節裝置以及定位裝置，所述直線菲涅爾透鏡通過位置調節裝置設置在行走機構上，所述定位裝置設置在行走機構上；所述直線菲涅爾透鏡為透明介質的鋸齒狀截面形狀，用于將陽光聚焦蟲卵殺滅帶，并產生高溫和高強度的紫外線，經過紫外線照射之后將土壤中留存的蟲卵進行有效殺滅；所述位置調節裝置包括透鏡框架、角度調節減速電機、高度調節支架和推桿電機，所述透鏡框架與高度調節支架鉸接，并由角度調節減速電機調整傾斜角度，所述推桿電機控制高度調節支架的高度；所述定位機構用于實時獲得行走機構的定位數據，并基于定位數據對除蟲卵裝置進行路徑跟蹤導航控制。

2.根據權利要求1所述基于自動對焦直線菲涅爾透鏡的田間自走式光能除蟲卵裝置，其特征在于，所述行走機構為平行二輪電動車，包括車身本體、前輪和后輪，所述后輪包括電動輪轂，由電動輪轂驅動行走機構行走。

3.根據權利要求1所述基于自動對焦直線菲涅爾透鏡的田間自走式光能除蟲卵裝置，其特征在于，所述定位機構為北斗衛星定位天線。

4.根據權利要求1-3中任一項所述基于自動對焦直線菲涅爾透鏡的田間自走式光能除蟲卵裝置的控制方法，其特征在于，包括下述步驟：

獲取太陽高度角α和太陽方位角β；

設定直線菲涅爾透鏡與水平面的傾角α₁，α₁＝90-α；

通過位置調節裝置控制直線菲涅爾透鏡與水平面的傾角為α₁；

通過推桿電機伸長和收縮控制調支架的高度，控制目標為鏡面中心到地高度；

根據太陽方位角β設計行走間距w＝w_lcosθ，其中，w_l為直線菲涅爾透鏡的寬度；

基于行走間距、前進速度以及所述定位數據，控制行走機構的行走路徑。

5.根據權利要求4的控制方法，其特征在于，通過衛星采集的經緯度信息日期時間信息計算太陽高度角α和太陽方位角β，基于GB/T 3840-91國家標準中的公式，計算方法如下：

首先計算太陽傾角δ

δ＝(0.006918-0.399912cosθ_D+0.070257sinθ_D-0.006758cos2θ_D+0.000907sin2θ_D-0.002697cos3θ_D+0.001480sin3θ_D)×180/π

式中：θ_D——360d_n/365，deg；

δ——太陽傾角，deg；

d_n——一年中日期序數，0,1,2，……,364；

計算太陽高度角α

式中：α——太陽高度角，deg；

ψ——當地維度，deg；

t——北京時間，h；

φ——當地經度，deg；

計算太陽方位角β

β＝acr cos((sinδ-sinαsinψ)/(cosαcosψ))

式中：α——太陽高度角，deg；

ψ——當地維度，deg；

δ——太陽傾角，deg。