[发明专利]基于自动对焦直线菲涅尔透镜的田间自走式光能除虫卵装置及方法

权利要求书

1.基于自动对焦直线菲涅尔透镜的田间自走式光能除虫卵装置，其特征在于，包括行走机构、直线菲涅尔透镜、位置调节装置以及定位装置，所述直线菲涅尔透镜通过位置调节装置设置在行走机构上，所述定位装置设置在行走机构上；所述直线菲涅尔透镜为透明介质的锯齿状截面形状，用于将阳光聚焦虫卵杀灭带，并产生高温和高强度的紫外线，经过紫外线照射之后将土壤中留存的虫卵进行有效杀灭；所述位置调节装置包括透镜框架、角度调节减速电机、高度调节支架和推杆电机，所述透镜框架与高度调节支架铰接，并由角度调节减速电机调整倾斜角度，所述推杆电机控制高度调节支架的高度；所述定位机构用于实时获得行走机构的定位数据，并基于定位数据对除虫卵装置进行路径跟踪导航控制。

2.根据权利要求1所述基于自动对焦直线菲涅尔透镜的田间自走式光能除虫卵装置，其特征在于，所述行走机构为平行二轮电动车，包括车身本体、前轮和后轮，所述后轮包括电动轮毂，由电动轮毂驱动行走机构行走。

3.根据权利要求1所述基于自动对焦直线菲涅尔透镜的田间自走式光能除虫卵装置，其特征在于，所述定位机构为北斗卫星定位天线。

4.根据权利要求1-3中任一项所述基于自动对焦直线菲涅尔透镜的田间自走式光能除虫卵装置的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

获取太阳高度角α和太阳方位角β；

设定直线菲涅尔透镜与水平面的倾角α₁，α₁＝90-α；

通过位置调节装置控制直线菲涅尔透镜与水平面的倾角为α₁；

通过推杆电机伸长和收缩控制调支架的高度，控制目标为镜面中心到地高度；

根据太阳方位角β设计行走间距w＝w_lcosθ，其中，w_l为直线菲涅尔透镜的宽度；

基于行走间距、前进速度以及所述定位数据，控制行走机构的行走路径。

5.根据权利要求4的控制方法，其特征在于，通过卫星采集的经纬度信息日期时间信息计算太阳高度角α和太阳方位角β，基于GB/T 3840-91国家标准中的公式，计算方法如下：

首先计算太阳倾角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——太阳倾角，deg；

d_n——一年中日期序数，0,1,2，……,364；

计算太阳高度角α

式中：α——太阳高度角，deg；

ψ——当地维度，deg；

t——北京时间，h；

φ——当地经度，deg；

计算太阳方位角β

β＝acr cos((sinδ-sinαsinψ)/(cosαcosψ))

式中：α——太阳高度角，deg；

ψ——当地维度，deg；

δ——太阳倾角，deg。