CN107746798B - 微藻培养装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微藻培养装置，该装置包括：支撑机构；卷绕机构，与支撑机构相连接，用于收纳或释放养殖载体；传送机构，与支撑机构相连接，用于与养殖载体相连接，并带动养殖载体运动，以使养殖载体按照预设形状展开或聚拢；驱动机构，用于驱动卷绕机构和传送机构运动。本发明中，通过传送机构带动养殖载体运动能够使得养殖载体在传送机构上自动展开或者聚拢，通过卷绕机构对养殖载体进行释放或者收纳，实现了养殖载体的自动分布和自动回收，提高了微藻培养的生产效率，进而实现了“附着培养”的大规模生产；此外，养殖载体按照预设形状进行展开，能够更好地接收阳光，形成较好的分光结构，有效地提高了微藻细胞的产量。

Description

微藻培养装置

技术领域

本发明涉及微藻技术领域，具体而言，涉及一种微藻培养装置。

背景技术

微藻的大规模、高产养殖是制约微藻产业化发展的瓶颈，低成本、高效培养方式的开发是规模化生产的关键。现有培养方式包括：“水体培养”和“附着培养”，其中，以“水体培养”为主。“水体培养”的培养系统主要包括：开放式跑道池和封闭/半封闭式反应器。开放式跑道池多为椭圆形或圆形浅池，池中藻液多为20-25cm深，通过滚筒状搅拌桨对藻液进行持续搅动，从而使藻液中微藻细胞及各营养物分布均一。但是，由于在开放式跑道池中阳光射入藻液表层几厘米后即衰减为零、藻液在竖直方向上的混合效果较差等原因，使得仅藻液液面的薄层微藻细胞可见光进行光合作用，进而使得开放式跑道池的养殖产量一直不高。封闭/半封闭式反应器多呈管状或柱状或板状，高度可达2米以上，具有单位占地面积上光利用效率高、产量高等优势。封闭/半封闭式反应器的光利用效率随其高度的增加而增大，但与此同时，封闭/半封闭式反应器的中部及底部所受液体(藻液)压强亦增大，致使封闭/半封闭式反应器的制造成本和供气搅拌的能耗大幅提高。此外，封闭/半封闭式反应器高度受其制造材质(特别是受光面材质)是否具备较好的透光性及较高强度的条件制约，也使其光利用效率的提升空间受到限制。

“附着培养”具有单位面积产量高的特点，并且，能够克服传统“水体培养”方法中存在的大水体混合困难、混合能耗高，高水位压强大等弊端。然而，“附着培养”的培养系统结构复杂，养殖载体是通过手动进行分布，难以实现养殖载体的自动分布，进而导致“附着培养”无法大规模生产。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种微藻培养装置，旨在解决现有技术中“附着培养”的培养系统中养殖载体无法自动分布的问题。

本发明提出了一种微藻培养装置，该装置包括：支撑机构；卷绕机构，与支撑机构相连接，用于收纳或释放养殖载体；传送机构，与支撑机构相连接，用于与养殖载体相连接，并带动养殖载体运动，以使养殖载体按照预设形状展开或聚拢；驱动机构，用于驱动卷绕机构和传送机构运动。

进一步地，上述微藻培养装置中，传送机构与驱动机构和卷绕机构均连接，用于在驱动机构的驱动下带动卷绕机构转动。

进一步地，上述微藻培养装置中，卷绕机构与驱动机构和传送机构均连接，用于在驱动机构的驱动下带动传送机构转动。

进一步地，上述微藻培养装置中，传送机构包括：两个并列设置的传送组件；其中，两个传送组件均与支撑机构可转动连接，两个传送组件之间具有第一预设距离，养殖载体置于两个传送组件之间且与两个传送组件均连接，两个传送组件均用于带动养殖载体运动；驱动机构与两个传送组件均连接，用于同时驱动两个传送组件运动。

进一步地，上述微藻培养装置中，每个传送组件均包括：传送带、至少四个滑轮和多个钩设件；其中，每个滑轮均与支撑机构可转动连接，传送带绕设于各滑轮的外部，各滑轮与传送带形成一四边形框架；各钩设件均连接于传送带，并且，相邻两个钩设件之间具有第二预设距离，每个钩设件均用于钩设养殖载体；每个传送组件中的任一个滑轮均与驱动机构相连接。

进一步地，上述微藻培养装置中，卷绕机构包括：卷绕轮；其中，卷绕轮与支撑机构可转动连接，卷绕轮置于传送机构的一侧，养殖载体的第一端与卷绕轮相连接，养殖载体的第二端与传送机构相连接；卷绕轮与传送机构中的其中一个传送组件通过第一转速转换装置相连接，以使驱动机构驱动传送组件运动进而带动卷绕轮运动。

进一步地，上述微藻培养装置中，第一转速转换装置包括：第一链轮、第二链轮和第一转换链条；其中，第一链轮连接于卷绕轮，第二链轮连接于其中一个传送机构的任一滑轮，第一链轮与第二链轮通过第一转换链条相连接。

进一步地，上述微藻培养装置中，卷绕机构还包括：导向板，置于卷绕轮与传送机构之间。

进一步地，上述微藻培养装置中，养殖载体设置有多个支撑杆，各支撑杆沿养殖载体的长度方向均匀设置，并且，相邻两个支撑杆之间具有第三预设距离；两个传送组件中的各钩设件一一对应设置，两个传送组件中相对应的两个钩设件分别用于钩设任一支撑杆的两端；导向板与传送机构之间具有第四预设距离，导向板与传送机构之间的间隙用于容纳支撑杆。

进一步地，上述微藻培养装置中，第三预设距离大于第二预设距离，以使养殖载体按照预设形状展开。

进一步地，上述微藻培养装置还包括：接种装置，置于导向板的上方，用于向置于导向板上的养殖载体进行接种微藻细胞。

进一步地，上述微藻培养装置中，卷绕机构还包括：导向轮；其中，导向轮与支撑机构可转动连接，养殖载体的第二端通过导向轮与传送机构相连接；导向轮与传送机构中的另一个传送组件通过第二转速转换装置相连接，以使驱动机构驱动传送组件运动进而带动导向轮运动。

进一步地，上述微藻培养装置还包括：转速调节装置，设置于第一转速转换装置上。

进一步地，上述微藻培养装置中，第二转速转换装置包括：第三链轮、第四链轮和第二转换链条；其中，第三链轮连接于导向轮，第四链轮连接于另一个传送机构的任一滑轮，第三链轮与第四链轮通过第二转换链条相连接。

进一步地，上述微藻培养装置还包括：采收装置，置于卷绕轮与导向轮之间，用于对收纳的养殖载体上的微藻细胞进行采收。

进一步地，上述微藻培养装置中，驱动机构包括：驱动电机、传动轴和齿轮组件；其中，驱动电机的输出轴通过齿轮组件与传动轴相连接，传动轴的两端分别与每个传送组件中的任一个滑轮相连接，驱动电机用于通过齿轮组件带动传动轴转动，进而带动两个传送组件运动。

进一步地，上述微藻培养装置中，驱动机构还包括：减速机；其中，驱动电机的输出轴与减速机的输入轴相连接，减速机的输出轴与齿轮组件相连接。

本发明中，通过传送机构带动养殖载体运动能够使得养殖载体在传送机构上自动展开或者聚拢，通过卷绕机构对养殖载体进行释放或者收纳，实现了养殖载体的自动分布和自动回收，解决了现有技术中“附着培养”的培养系统中微藻细胞固培支撑材料无法自动分布的问题，提高了微藻培养的生产效率，进而实现了“附着培养”的大规模生产；此外，养殖载体按照预设形状进行展开，能够更好地接收阳光，形成较好的分光结构，有效地提高了微藻细胞的产量。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的微藻培养装置的整体结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明实施例提供的微藻培养装置中钩设件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的微藻培养装置中养殖载体的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的微藻培养装置中扭矩限制器的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的微藻培养装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的微藻培养装置的左视结构示意图；

图8为图6中B处的局部放大图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1至图8，图中示出了本发明实施例提供的微藻培养装置的优选结构。如图所示，微藻培养装置包括：支撑机构1、卷绕机构2、传送机构3和驱动机构4。其中，卷绕机构2与支撑机构1相连接，卷绕机构2用于收纳或释放养殖载体5。具体地，卷绕机构2与支撑机构1为可转动地连接，以使卷绕机构2可相对于支撑机构1转动，进而使得卷绕机构2可收纳或释放养殖载体5。养殖载体5可以为微藻细胞固培支撑材料，即微藻细胞在养殖载体5进行接种并成长。优选的，养殖载体5薄且透水，还具有一定的重量。

传送机构3与支撑机构1相连接，传送机构3用于与养殖载体5相连接，并带动养殖载体5运动，以使养殖载体5按照预设形状展开或聚拢。具体地，传送机构3与支撑机构1为可转动地连接，以使传送机构3可相对于支撑机构1转动，进而使得传送机构3可带动养殖载体5运动。预设形状指的是养殖载体5展开的形状，该预设形状用于使得养殖载体5更好地接收阳光以进行光合作用，具体实施时，该预设形状可以根据实际情况来确定，本实施例对此不作任何限制。在本实施例中，该预设形状为“V”形，即养殖载体5在传送机构3上展开后呈“V”形排布。

具体实施时，卷绕机构2置于传送机构3的一侧，如图1所示的左侧，以使卷绕机构2上的养殖载体5更好地在传送机构3的带动下运动。

驱动机构4用于驱动卷绕机构2和传送机构3运动。具体地，可以是，传送机构3与驱动机构4和卷绕机构2均连接，传送机构3用于在驱动机构4的驱动下带动卷绕机构2转动。也可以是，卷绕机构2与驱动机构4和传送机构3均连接，卷绕机构2用于在驱动机构4的驱动下带动传送机构3转动。

工作时，养殖载体5预先缠绕于卷绕机构2，养殖载体5的自由端与传送机构3相连接，驱动机构4驱动传送机构3运动，传送机构3带动养殖载体5运动，同时驱动机构4驱动卷绕机构2运动，则卷绕机构2释放养殖载体5，使得养殖载体5按照预设形状展开。当需要对养殖载体5上的微藻细胞进行收获时，驱动机构4驱动传送机构3运动，传送机构3带动养殖载体5运动，以使养殖载体5进行聚拢，同时驱动机构4驱动卷绕机构2运动，则卷绕机构2收纳养殖载体5。

可以看出，本实施例中，通过传送机构3带动养殖载体5运动能够使得养殖载体5在传送机构3上自动展开或者聚拢，通过卷绕机构2对养殖载体5进行释放或者收纳，实现了养殖载体5的自动分布和自动回收，解决了现有技术中“附着培养”的培养系统中微藻细胞固培支撑材料无法自动分布的问题，提高了微藻培养的生产效率，进而实现了“附着培养”的大规模生产；此外，养殖载体5按照预设形状进行展开，能够更好地接收阳光，形成较好的分光结构，有效地提高了微藻细胞的产量。

参见图1至图3，上述实施例中，传送机构3可以包括：两个传送组件31。其中，两个传送组件31均与支撑机构1可转动连接，以使每个传送组件31均可相对于支撑机构1转动。

两个传送组件31并列设置，两个传送组件31之间具有第一预设距离，养殖载体5置于两个传送组件31之间，并且，养殖载体5与两个传送组件31均连接，两个传送组件31均用于带动养殖载体5运动。具体地，两个传送组件31的尺寸和规模均一致，并且，两个传送组件31放置的位置相一致。养殖载体5横设于两个传送组件31之间，第一预设距离应与养殖载体5的宽度相匹配，以使养殖载体5更好地置于两个传送组件31之间的间隙内。养殖载体5与每个传送组件31的连接方式可以为固定连接，也可以为可拆卸连接，优选的为可拆卸连接。

具体实施时，养殖载体5具有预设宽度，该预设宽度可以根据实际情况来确定，本实施例对此不作任何限制。在本实施例中，养殖载体5的宽度为1m。

驱动机构4与两个传送组件31均连接，驱动机构4用于同时驱动两个传送组件31运动，以使两个传送机构3同时带动养殖载体5运动，确保养殖载体5稳定地展开或聚拢。

可以看出，本实施例中，养殖载体5置于两个传送组件31之间的间隙内，能够使得养殖载体5更好地按照预设形状展开，并且驱动机构4同时驱动两个传送组件31运动，进而带动养殖载体5运动，避免养殖载体5的展开或聚拢时运动不一致导致养殖载体5无法按照预设形状展开或者出现褶皱。

继续参见图1至图3，上述实施例中，每个传送组件31均可以包括：传送带311、至少四个滑轮312和多个钩设件313。其中，每个滑轮312均与支撑机构1可转动连接。传送带311绕设于各滑轮312的外部，各滑轮312与传送带311形成一四边形框架。具体地，当滑轮312为四个时，四个滑轮312分别设置于四边形框架的四个角处。当滑轮312为至少四个时，其中四个滑轮312分别设置于四边形框架的四个角处，其余的滑轮312设置于四边形框架的其他部位。在本实施例中，每个传送组件31中的滑轮312均为四个。传送带311可以为钢丝绳。

具体实施时，支撑机构1可以包括：两个支撑组件，两个支撑组件与两个传送组件31一一对应设置。参见图6，每个支撑组件均可以包括：两个支撑架，两个支撑架分别设置于对应的传送组件31的两侧，即两个支撑架分别置于四边形框架的两侧。每个支撑架对应于每个滑轮312的位置处可以设置有轴承座12，每个滑轮312与对应的轴承座12可转动连接，也就是说，四边形框架的左右两侧中的每一侧均有两个滑轮，则对应侧的支撑架上设置有两个轴承座，两个滑轮与两个轴承座一一对应地可转动连接。当滑轮312为四个时，每个支撑组件均可以包括：两个支撑架。当滑轮312为至少四个时，每个支撑组件均可以包括：至少两个支撑架，其中，两个支撑架分别置于四边形框架的两侧，其余的支撑架可以在对应于滑轮的位置处设置。

各钩设件313均连接于传送带311，并且，相邻两个钩设件313之间具有第二预设距离，每个钩设件313均用于勾设养殖载体5。具体地，每个钩设件313均与传送带311为固定连接，各钩设件313沿传送带311的长度方向均匀分布，则相邻两个钩设件313之间的第二预设距离均相等。

每个传送组件31中的任意的其中一个滑轮312与驱动机构4相连接。具体地，每个传送组件31中的其中一个滑轮312与驱动机构4相连接，则驱动机构4与两个滑轮312相连接，这两个滑轮312分别是每个传送组件31中任意的一个滑轮312。在本实施例中，驱动机构4与两个传送组件31中对应位置的两个滑轮312相连接。

具体实施时，卷绕机构2置于传送机构3的左侧(相对于图1而言)，驱动机构4置于传送机构3的右侧(相对于图1而言)，驱动机构4与两个传送组件31中右上角(相对于图1而言)的对应的两个滑轮312相连接。

可以看出，本实施例中，每个传送组件31的结构简单，便于实施。

参见图1、图2、图7和图8，上述各实施例中，卷绕机构2可以包括：卷绕轮21。其中，卷绕轮21与支撑机构1可转动连接。卷绕轮21置于传送机构3的一侧，在本实施例中，卷绕轮21置于传送机构3的左侧(相对于图1而言)。

养殖载体5的第一端与卷绕轮21相连接，养殖载体5的第二端与传送机构3相连接。具体地，养殖载体5的第一端缠绕于卷绕轮21，养殖载体5的第二端为自由端，该第二端与两个传送组件31均连接，以使两个传送组件31同时带动养殖载体5运动进而展开或者聚拢。

卷绕轮21与传送机构3中的其中一个传送组件31通过第一转速转换装置相连接，以使驱动机构4驱动该传送组件31运动进而带动卷绕轮21运动。具体地，卷绕轮21与其中一个传送组件31中任意的其中一个滑轮312之间通过第一转速转换装置相连接，驱动机构4驱动该滑轮312运动，该滑轮312带动传送带311运动，进而带动传送组件31中其他的滑轮312运动，从而使得该传送组件31运动。又由于该滑轮312与卷绕轮21通过第一转速转换装置相连接，所以，该滑轮312的运动带动了卷绕轮21的运动，从而实现养殖载体5的收纳或释放。相应的，由于每个传送组件31中任意的其中一个滑轮312均与驱动机构4相连接，所以，驱动机构4驱动其中一个传送组件31的滑轮312运动的同时，也驱动了另一个传送组件31的滑轮312运动，进而带动另一个传送组件31的运动。

可以看出，本实施例中，卷绕机构2通过卷绕轮21对养殖载体5进行收纳或释放，结构简单，便于实施，并且，驱动机构4驱动其中一个传送组件31运动进而带动卷绕轮21运动，更有利于确保传送组件31与卷绕轮21之间的转速，使得驱动机构4与卷绕轮21之间的连接关系更为简单，便于操作。

参见图1、图2、图7和图8，上述实施例中，第一转速转换装置包括：第一链轮6、第二链轮7和第一转换链条。其中，第一链轮6为小链轮，第一链轮6连接于卷绕轮21。第二链轮7为大链轮，第二链轮7连接于其中一个传送机构3的任一滑轮312，即第二链轮7与其中一个传送机构3中任意的一个滑轮312相连接。第一链轮6与第二链轮7通过第一转换链条相连接，即第一转换链条与第一链轮6和第二链轮7均连接。

具体实施时，参见图5，对应的支撑架在对应于每个滑轮312的位置处均设置有轴承座12，各滑轮312一一对应地穿设于轴承座12内的转轴121，并且，每个滑轮312均置于对应的轴承座12的一侧。由于每个滑轮312均设置有轴承座12，从多个轴承座12中任意选择其中一个轴承座，在该轴承座的另一侧设置有第二链轮7，则第二链轮7套设于该轴承座12内的转轴121的外部。

可以看出，本实施例中，通过第一转换链条将卷绕轮21与其中一个传送组件31中任意的一个滑轮312连接在一起，并能够使得卷绕轮21与传送组件31之间的转速相同，进而确保了养殖载体5的自动释放展开或者聚拢收纳。

参见图1和图2，上述各实施例中，微藻培养装置还可以包括：导向板22。其中，导向板22设置于卷绕轮21与传送机构3之间，导向板22用于对养殖载体5进行导向，以使养殖载体5更好地输送至传送机构3。

具体实施时，卷绕轮21的位置可以略高于传送机构3的位置，这样，导向板22呈倾斜状态，并且，导向板22由卷绕轮21处向传送机构3处倾斜，便于养殖载体5由卷绕轮21处输送至传送机构3。

可以看出，本实施例中，通过设置导向板22，对养殖载体5起到导向的作用，便于养殖载体5的输送。

参见图1至图4，上述实施例中，养殖载体5设置有多个支撑杆9，各支撑杆9沿养殖载体5的长度方向均匀设置，并且，相邻两个支撑杆9之间具有第三预设距离。具体地，养殖载体5具有预设长度，该预设长度可以根据实际情况来确定，本实施例对此不作任何限制。在本实施例中，养殖载体5的长度为70m。各支撑杆9的长度方向与养殖载体5的长度方向相垂直，任意相邻两个支撑杆9之间的第三预设距离均相同。

两个传送组件31中的各钩设件313一一对应设置，也就是说，两个传送组件31中的各个钩设件313的位置均相对应的，并且，两个传送组件31中的位置对应的两个钩设件313成对出现，则两个传送组件31中相对应的两个钩设件313分别用于钩设任一支撑杆9的两端。具体地，两个传送组件31中位置对应的两个钩设件313分别与养殖载体5上任意一个支撑杆9的两端一一对应且相钩设，则两个传送组件31中的各对钩设件313分别钩设养殖载体5上的各支撑杆9。

优选的，第三预设距离大于相邻两个钩设件313之间的第二预设距离，以使养殖载体5按照预设形状展开，即养殖载体5呈“V”形展开。具体实施时，第二预设距离和第三预设距离均可以根据实际情况来确定，本实施例对此不作任何限制。在本实施例中，第二预设距离为200mm，第三预设距离为2m。

导向板22与传送机构3之间具有第四预设距离，导向板22与传送机构3之间的间隙用于容纳各支撑杆9。具体地，导向板22与两个传送组件31之间具有第四预设距离。各支撑杆9轮流置于导向板22与两个传送组件31之间的间隙内，两个传送组件31中的各对钩设件313依次钩设该间隙内的各支撑杆9，进而使得养殖载体5与两个传送组件31相连接，在各钩设件313的带动下将各支撑杆9带动至预设位置，使得各支撑杆9展开。

优选的，第四预设距离小于支撑杆9的直径，以使支撑杆9更稳定地置于导向板22与传送机构3之间的间隙内。

优选的，参见图2和图3，钩设件313可以为挂钩，挂钩的一侧开口，该开口方向应与导向板22与传送机构3之间的间隙内的支撑杆9相一致，以使挂钩钩设支撑杆9。更为优选的，支撑杆9的直径略小于挂钩的开口尺寸。

可以看出，本实施例中，通过传送组件31上的钩设件313与养殖载体5上的支撑杆9相钩设以实现养殖载体5与两个传送组件31的连接，不仅结构简单，便于实施，而且，能够更好地保护养殖载体5，避免养殖载体5的损坏；同时，各支撑杆9依次置于导向板22与传送机构3之间的间隙内，能够使得钩设件313更好地钩设支撑杆9，从而实现了自动化。

参见图1和图2，上述实施例中，微藻培养装置还可以包括：接种装置。其中，接种装置设置于导向板22的上方，接种装置用于向置于导向板22上的养殖载体5进行接种微藻细胞。具体地，养殖载体5由卷绕轮21经导向板22输送至传送机构3，则养殖载体5在导向板22上呈铺设状态。接种装置向导向板22上的养殖载体5进行接收微藻细胞，接种微藻细胞后的养殖载体5在传送机构3的带动下自动展开。接种装置可以为喷淋接种装置，当然，也可以为其他的接种装置，本实施例对此不作任何限制。

具体实施时，导向板22可以为实心板，也可以为网孔结构。当接种装置为喷淋接种装置时，导向板22为网孔结构，即可以在实心板上开设有多个开孔，这样喷淋接种装置对养殖载体5进行接种微藻细胞时避免导向板22上存有积水。

可以看出，本实施例中，通过设置接种装置，能够使得养殖载体5在展开的过程中接种微藻细胞，无需后续人工接种微藻细胞，实现了自动化接种，方便简单。

参见图1至图8，上述各实施例中，卷绕机构2还可以包括：导向轮23。其中，导向轮23与支撑机构1可转动连接，养殖载体5的第二端通过导向轮23与传送机构3相连接。具体地，导向轮23设置于卷绕轮21与传送机构3之间，更为具体地，导向轮23设置于卷绕轮21与导向板22之间。

具体实施时，导向轮23置于传送机构3的左侧(相对于图1而言)，并且，导向轮23的位置略高于传送机构3的顶部位置。导向板22置于导向轮23与传送机构3之间，导向板22呈倾斜状态，卷绕轮21设置于导向轮23的下方(相对于图1而言)。

导向轮23与传送机构3中的另一个传送组件31通过第二转速转换装置相连接，以使驱动机构4驱动该传送组件31运动进而带动导向轮23运动。传送机构3包括两个传送组件31，卷绕轮21与其中一个传送组件31通过第一转速转换装置相连接，导向轮23与另一个传送组件31通过第二转速转换装置相连接。具体地，导向轮23与另一个传送组件31中任意的其中一个滑轮312之间通过第二转速转换装置相连接，驱动机构4驱动该滑轮312运动，该滑轮312带动传送带311运动，进而带动传送组件31中其他的滑轮312运动，从而使得该传送组件31运动。又由于该滑轮312与导向轮23通过第二转速转换装置相连接，所以，该滑轮312的运动带动了导向轮23的运动，由于养殖载体5绕设于导向轮23，所以导向轮23的运动，带动了养殖载体5的运动，进而带动了卷绕轮21的运动。并且，由于每个传送组件31中任意的其中一个滑轮312与驱动机构4相连接，所以，驱动机构4驱动其中一个传送组件31的滑轮312运动的同时，也驱动了另一个传送组件31的滑轮312运动，带动另一个传送组件31的运动，进而带动了卷绕轮21的运动。

具体实施时，卷绕轮21的直径与导向轮23的直径相等，并且，卷绕轮21的直径大于传送组件31中滑轮312的直径，其中，两个传送组件31中每个滑轮312的直径均相同。将滑轮312的直径记为d，将卷绕轮21和导向轮23的直径记为D，链传动比为t，则Dt＝10d。在本实施例中，卷绕轮21和导向轮23的直径均为0.4m，两个传送组件31中各滑轮312的直径均为100mm。

具体实施时，支撑机构1还可以包括：支撑件，支撑件对应于卷绕轮21和导向轮23设置，卷绕轮21和导向轮23均与支撑件可转动地连接。当然，支撑件也可以为两个，两个支撑件分别与卷绕轮21和导向轮23一一对应地可转动地连接。

可以看出，本实施例中，通过导向轮23对养殖载体5进行导向，以使养殖载体5更好地输送至传送机构3，并且，驱动机构4驱动另一个传送组件31运动进而带动导向轮23运动，更有利于确保传送组件31与导向轮23之间的转速，便于操作。

参见图5，上述实施例中，该微藻培养装置还可以包括：转速调节装置。其中，该转速调节装置设置于第一转速转换装置上，该转速调节装置用于调节第一转速转换装置的转速。具体地，转速调节装置可以为扭矩限制器8，扭矩限制器8设置于第二链轮7上，即扭矩限制器8设置于第二链轮7与对应的轴承座12内的转轴121之间，则扭矩限制器8套设于对应的轴承座12内转轴121的外部，第二链轮7套设于扭矩限制器8的外部。扭矩限制器8用于调节对应的传送组件31中对应的滑轮312的转速。

可以看出，本实施例中，通过转速调节装置调节第一转速转换装置的转速，进而调节卷绕轮21与导向轮23之间的转速差异，使得传送组件31的运动速度、卷绕轮21的转速和导向轮23的转速保持一致，进而确保了传送组件31中的钩设件313钩设并带动养殖载体5上的支撑杆9的运动，以实现养殖载体5自动展开或聚拢。

参见图1、图2、图7和图8，上述实施例中，第二转速转换装置包括：第三链轮10、第四链轮11和第二转换链条。其中，第三链轮10为小链轮，第三链轮10连接于导向轮23。第四链轮11为大链轮，第四链轮11连接于另一个传送机构3的任一滑轮312，即第三链轮10与另一个传送机构3中任意的其中一个滑轮312相连接。第三链轮10与第四链轮11通过第二转换链条相连接，即第二转换链条与第三链轮10和第四链轮11均连接。

需要说明的是，具体实施时，第一链轮6和第三链轮10均为单向运动。

可以看出，本实施例中，通过第二转换链条将导向轮23与另一个传送组件31中的任意一个滑轮312连接在一起，并能够使得导向轮23与传送组件31之间的转速相同，进而确保了养殖载体5的自动释放展开或者聚拢收纳。

参见图1和图2，上述实施例中，微藻培养装置还可以包括：采收装置。其中，采收装置设置于卷绕轮21与导向轮23之间，采收装置用于对收纳的养殖载体5上的微藻细胞进行采收。具体地，养殖载体5上的微藻细胞成熟后，传送机构3运动以使养殖载体5聚拢，则养殖载体5经导向轮23输送至卷绕轮21，卷绕轮21收纳养殖载体5。采收装置对置于卷绕轮21与导向轮23之间的养殖载体5上的微藻细胞进行采收。采收装置设置于卷绕轮21和导向轮23的一侧且对应于卷绕轮21与导向轮23之间。采收装置可以为冲洗采收装置，也可以为吹落收集装置，当然，也可以为其他的采收装置，本实施例对此不作任何限制。

具体实施时，当采收装置为冲洗采收装置时，该冲洗采收装置朝向养殖载体5附着有微藻细胞的一面设置。当采收装置为吹落收集装置时，吹落收集装置朝向养殖载体5未附着微藻细胞的一面设置。在卷绕轮21的下方可以设置有微藻接收槽，微藻接收槽用于接收采收装置采收的微藻细胞。

可以看出，本实施例中，通过设置采收装置，能够使得养殖载体5在收纳的过程中进行采收微藻细胞，无需后续人工采收，实现了自动化采收，简单方便。

参见图6至图8，上述各实施例中，驱动机构4包括：驱动电机41、传动轴43和齿轮组件42。其中，驱动电机41的输出轴通过齿轮组件42与传动轴43相连接，传动轴43的两端分别与每个传送组件31中的任一滑轮312相连接，驱动电机41用于通过齿轮组件42带动传动轴43转动，进而带动两个传送组件31运动。具体地，每个传送组件31中任意的其中一个滑轮312与传动轴43的其中一端相连接，也就是说，传动轴43置于两个传送组件31之间，传动轴43的其中一端与其中一个传送组件31中任意的其中一个滑轮312相连接，传动轴43的另一端与另一个传送组件31中任意的其中一个滑轮312相连接。齿轮组件42可以包括：两个齿轮，其中一个齿轮与驱动电机41的输出轴相连接，另一个齿轮与传动轴43相连接，两个齿轮啮合连接。

具体实施时，驱动机构4设置于传送机构3的左侧(相对于图6而言)。传动轴43与两个传送组件31中左上角(相对于图6而言)处的滑轮312相连接。

可以看出，本实施例中，驱动电机41通过带动齿轮组件42转动进而带动传动轴43的转动，从而实现两个传送组件31的同时运动，结构简单，易于实施。

参见图6至图8，上述实施例中，驱动机构4还可以包括：减速机44。其中，驱动电机41的输出轴与减速机44的输入轴相连接，减速机44的输出轴与齿轮组件42相连接，减速机44通过齿轮组件42与传动轴43相连接。通过设置减速机44，能够有效地降低转速，增加转矩，进而确保驱动机构4的稳定工作。

当卷绕机构2与驱动机构4和传送机构3均连接，卷绕机构2用于在驱动机构4的驱动下带动传送机构3转动时，驱动机构4可以包括：驱动电机、传动轴、齿轮组件和调节机构。其中，驱动电机的输出轴通过齿轮组件与传动轴相连接，传动轴的两端分别与卷绕轮21和导向轮23一一对应地连接，驱动电机用于通过齿轮组件带动传动轴转动，进而带动卷绕轮21和导向轮23运动。卷绕轮21和导向轮23分别与传送机构3中的两个传送组件32一一对应地连接，则卷绕轮21和导向轮23运动分别带动了对应的传送组件32的运动。调节机构设置于卷绕轮21上或者导向轮23上，调节机构用于调节卷绕轮21和导向轮23之间的转速差异，使得传送组件31的运动速度、卷绕轮21的转速和导向轮23的转速保持一致。具体地，齿轮组件42可以包括：两个齿轮，其中一个齿轮与驱动电机的输出轴相连接，另一个齿轮与传动轴相连接，两个齿轮啮合连接。

驱动机构4还可以包括：减速机。其中，驱动电机的输出轴与减速机的输入轴相连接，减速机的输出轴与齿轮组件相连接，减速机通过齿轮组件与传动轴相连接。

结合图1至图8，对本实施例中的微藻培养装置的工作过程进行详细介绍。其中，卷绕机构2包括：卷绕轮21、导向轮23和导向板22。卷绕轮21与其中一个传送组件31通过第一转速转换装置相连接，导向轮23与另一个传送组件31通过第二转速转换装置相连接。为了便于后续描述，将与卷绕轮21相连接的传送组件31记为内侧传送组件，将与导向轮23相连接的传送组件31记为外侧传送组件。

工作过程为：多个支撑杆9在养殖载体5上均匀设置，养殖载体5的第一端预先绕设于卷绕轮21，养殖载体5的第二端依次经过导向轮23和导向板22置于导向板22与两个传送组件31之间的间隙处，并且，养殖载体5第二端处的支撑杆9置于该间隙内，这时，养殖载体5在导向板22上呈松弛的铺展状态，接种装置对导向板22上的养殖载体5进行接种微藻细胞。启动驱动电机41，驱动电机41带动减速机44转动，进而带动齿轮组件42转动，进而带动传动轴43的转动，进而带动两个传送组件31中对应的滑轮312转动。每个传送组件31中的该滑轮312带动相应的传送带311运动，进而带动该传送组件31中其他的滑轮312转动，从而实现了两个传送组件31的同时运动。由于每个传送组件31中的传送带311上均设置有钩设件313，在本实施例中为挂钩，所以，两个传送组件31的运动，带动传送带311的运动(图2所示的顺时针运动)，则该传送带311的运动方向与挂钩的开口方向一致，使得挂钩跟随传送带311一起运动，从而将导向板22与两个传送组件31之间间隙内的支撑杆9进行钩设，则支撑杆9跟随挂钩一起进行顺时针运动，即养殖载体5跟随挂钩一起进行顺时针运动。由于外侧传送组件中的滑轮312与导向轮23之间通过第二转速转换装置相连接，则外侧传送组件中的滑轮312的转动，带动导向轮23的转动，由于养殖载体5绕设于导向轮23，所以导向轮23的转动，带动了养殖载体5的运动，进而通过养殖载体5带动卷绕轮21转动，从而将养殖载体5进行释放，则养殖载体5可以跟随挂钩运动，实现了养殖载体5的展开。并且，驱动电机41驱动内侧传送组件中的滑动转动的同时，由于内侧传送组件中的滑轮312与卷绕轮21之间通过第一转速转换装置相连接，则内侧传送组件中的滑轮312的转动，带动卷绕轮21的转动。

由于相邻两个支撑杆9之间的第三预设距离大于相邻两个钩设件313之间的第二预设距离，所以，养殖载体5展开后呈“V”形排布。

当养殖载体5上接种的微藻细胞成熟后，驱动电机41带动两个传送组件31中对应的滑轮312反向转动，进而使得两个传送组件31中的传送带311反向运动(相对于图2所示的逆时针运动)，带动传送带311上的各挂钩逆时针运动，则养殖载体5跟随各挂钩一起逆时针运动，则养殖载体5向导向板22处聚拢。外侧传送组件中的滑轮312反向转动带动导向轮23的反向转动，将聚拢的养殖载体5进行收纳。内侧传送组件中的滑轮312反向转动带动卷绕轮21的反向转动，对养殖载体5进行收纳，实现了养殖载体5的聚拢收纳。在卷绕轮21进行收纳的过程中，采收装置对导向轮23与卷绕轮21之间的养殖载体5上的微藻细胞进行采收，使得微藻细胞从养殖载体5脱落，脱落的微藻细胞掉落至卷绕轮21下方预先放置的微藻接收槽内，实现了微藻细胞的采收。并且，在卷绕轮21反向转动对养殖载体5进行回收的过程中，由于养殖载体5绕设于导向轮23，所以养殖载体5的运动带动了导向轮23的反向运动。

具体实施时，可以根据养殖载体5的长度预先设定养殖载体5展开后的位置。养殖载体5展开时，应使养殖载体5达到预设位置。当养殖载体5全部在传送组件31上展开后，将驱动电机41停止。

综上所述，本实施例中，通过传送机构3带动养殖载体5运动能够使得养殖载体5在传送机构3上自动展开或者聚拢，通过卷绕机构2对养殖载体5进行释放或者收纳，实现了养殖载体5的自动分布和自动回收，提高了微藻培养的生产效率，进而实现了“附着培养”的大规模生产；此外，养殖载体5按照预设形状进行展开，能够更好地接收阳光，形成较好的分光结构，有效地提高了微藻细胞的产量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种微藻培养装置，其特征在于，包括：

支撑机构(1)；

卷绕机构(2)，与所述支撑机构(1)相连接，用于收纳或释放养殖载体(5)；

传送机构(3)，与所述支撑机构(1)相连接，用于与所述养殖载体(5)相连接，并带动所述养殖载体(5)运动，以使所述养殖载体(5)按照预设形状展开或聚拢；

驱动机构(4)，用于驱动所述卷绕机构(2)和所述传送机构(3)运动；

所述传送机构(3)包括：两个并列设置的传送组件(31)；两个所述传送组件(31)均与所述支撑机构(1)可转动连接，两个所述传送组件(31)之间具有第一预设距离，所述养殖载体(5)横设于两个所述传送组件(31)之间且与两个所述传送组件(31)均连接，两个所述传送组件(31)均用于带动所述养殖载体(5)运动；所述第一预设距离与所述养殖载体(5)的宽度相匹配；

所述驱动机构(4)与两个所述传送组件(31)均连接，用于同时驱动两个所述传送组件(31)运动。

2.根据权利要求1所述的微藻培养装置，其特征在于，所述传送机构(3)与所述驱动机构(4)和所述卷绕机构(2)均连接，用于在所述驱动机构(4)的驱动下带动所述卷绕机构(2)转动。

3.根据权利要求1所述的微藻培养装置，其特征在于，所述卷绕机构(2)与所述驱动机构(4)和所述传送机构(3)均连接，用于在所述驱动机构(4)的驱动下带动所述传送机构(3)转动。

4.根据权利要求2所述的微藻培养装置，其特征在于，每个所述传送组件(31)均包括：传送带(311)、至少四个滑轮(312)和多个钩设件(313)；其中，

每个所述滑轮(312)均与所述支撑机构(1)可转动连接，所述传送带(311)绕设于各所述滑轮(312)的外部，各所述滑轮(312)与所述传送带(311)形成一四边形框架；

各所述钩设件(313)均连接于所述传送带(311)，并且，相邻两个所述钩设件(313)之间具有第二预设距离，每个所述钩设件(313)均用于钩设所述养殖载体(5)；

每个所述传送组件(31)中的任一个所述滑轮(312)均与所述驱动机构(4)相连接。

5.根据权利要求4所述的微藻培养装置，其特征在于，所述卷绕机构(2)包括：卷绕轮(21)；其中，

所述卷绕轮(21)与支撑机构(1)可转动连接，所述卷绕轮(21)置于所述传送机构(3)的一侧，所述养殖载体(5)的第一端与所述卷绕轮(21)相连接，所述养殖载体(5)的第二端与所述传送机构(3)相连接；

所述卷绕轮(21)与所述传送机构(3)中的其中一个所述传送组件(31)通过第一转速转换装置相连接，以使所述驱动机构(4)驱动所述传送组件(31)运动进而带动所述卷绕轮(21)运动。

6.根据权利要求5所述的微藻培养装置，其特征在于，所述第一转速转换装置包括：第一链轮(6)、第二链轮(7)和第一转换链条；其中，

所述第一链轮(6)连接于所述卷绕轮(21)，所述第二链轮(7)连接于其中一个所述传送机构(3)的任一所述滑轮(312)，所述第一链轮(6)与所述第二链轮(7)通过所述第一转换链条相连接。

7.根据权利要求5所述的微藻培养装置，其特征在于，所述卷绕机构(2)还包括：

导向板(22)，置于所述卷绕轮(21)与所述传送机构(3)之间。

8.根据权利要求7所述的微藻培养装置，其特征在于，

所述养殖载体(5)设置有多个支撑杆(9)，各所述支撑杆(9)沿所述养殖载体(5)的长度方向均匀设置，并且，相邻两个所述支撑杆(9)之间具有第三预设距离；

两个所述传送组件(31)中的各所述钩设件(313)一一对应设置，两个所述传送组件(31)中相对应的两个所述钩设件(313)分别用于钩设任一所述支撑杆(9)的两端；

所述导向板(22)与所述传送机构(3)之间具有第四预设距离，所述导向板(22)与所述传送机构(3)之间的间隙用于容纳所述支撑杆(9)。

9.根据权利要求8所述的微藻培养装置，其特征在于，

所述第三预设距离大于所述第二预设距离，以使所述养殖载体(5)按照所述预设形状展开。

10.根据权利要求7所述的微藻培养装置，其特征在于，还包括：

接种装置，置于所述导向板(22)的上方，用于向置于所述导向板(22)上的所述养殖载体(5)进行接种微藻细胞。

11.根据权利要求5至10中任一项所述的微藻培养装置，其特征在于，所述卷绕机构(2)还包括：导向轮(23)；其中，

所述导向轮(23)与所述支撑机构(1)可转动连接，所述养殖载体(5)的第二端通过所述导向轮(23)与所述传送机构(3)相连接；

所述导向轮(23)与所述传送机构(3)中的另一个所述传送组件(31)通过第二转速转换装置相连接，以使所述驱动机构(4)驱动所述传送组件(31)运动进而带动所述导向轮(23)运动。

12.根据权利要求11所述的微藻培养装置，其特征在于，还包括：

转速调节装置，设置于所述第一转速转换装置上。

13.根据权利要求11所述的微藻培养装置，其特征在于，所述第二转速转换装置包括：第三链轮(10)、第四链轮(11)和第二转换链条；其中，

所述第三链轮(10)连接于所述导向轮(23)，所述第四链轮(11)连接于另一个所述传送机构(3)的任一所述滑轮(312)，所述第三链轮(10)与所述第四链轮(11)通过所述第二转换链条相连接。

14.根据权利要求11所述的微藻培养装置，其特征在于，还包括：

采收装置，置于所述卷绕轮(21)与所述导向轮(23)之间，用于对收纳的所述养殖载体(5)上的微藻细胞进行采收。

15.根据权利要求4所述的微藻培养装置，其特征在于，所述驱动机构(4)包括：驱动电机(41)、传动轴(43)和齿轮组件(42)；其中，

所述驱动电机(41)的输出轴通过所述齿轮组件(42)与所述传动轴(43)相连接，所述传动轴(43)的两端分别与每个所述传送组件(31)中的任一个所述滑轮(312)相连接，所述驱动电机(41)用于通过所述齿轮组件(42)带动所述传动轴(43)转动，进而带动两个所述传送组件(31)运动。

16.根据权利要求15所述的微藻培养装置，其特征在于，所述驱动机构(4)还包括：减速机(44)；其中，

所述驱动电机(41)的输出轴与所述减速机(44)的输入轴相连接，所述减速机(44)的输出轴与所述齿轮组件(42)相连接。

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