CN108901801B - 一种机械化沉水植物种植装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械化沉水植物种植装置，包括：操控台，与所述操控台连接的机械臂，间隔排列的多个种植器、将所述多个种植器连接起来的连接件；种植器包括柱状主体部、位于柱状主体部下端的锥体部以及设置在所述柱状主体部中的至少一个放置盘，柱状主体部的侧壁上形成有开口，所述放置盘能够通过所述开口进出所述柱状主体部；种植装置还包括将各种植器的放置盘串连起来的连线，操控台能够对连线施加力，以拉动各放置盘通过所述开口向外移动，所述锥体部包括固定部分和可活动部分，种植装置还包括连接线，连接线的一端连接各种植器的锥体部的可活动部分，另一端连接至操控台，操控台能够对连接线施加力，以拉动并打开各可活动部分。

Description

一种机械化沉水植物种植装置

技术领域

本发明涉及水生态修复技术领域，更具体涉及一种高效便捷的机械化沉水植物种植装置。

背景技术

近年来，由于工矿污染没有得到有效控制，生活污染局部加剧，水土流失等问题突出，原生态平衡体系被打破，湖泊水体富营养化状况日趋严重，浮游藻类大规模繁殖，导致湖泊生态系统的生物多样性显著下降，抑制了水体的自净能力，水环境问题日益严峻。如今，越来越多的人开始关注水生态环境修复，沉水植物作为一种能够提高湖泊河流生态体系自净能力的方法，在水体修复过程中的使用越来越广泛。目前，对于在一定深度水体底泥中生长的沉水植物的种植，大多采用船舶抛洒或人工下水栽植的方法，效率低，耗时久，人工投入高，成活率差。一些采用机械装置进行栽植的技术，也存在操作不方便，效率低下的缺陷。

因此，如何制造一种能够高效快速种植沉水植物的装置已经成为当前需要解决的重要问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种机械化沉水植物种植装置，可以实现在船上或岸边快速将沉水植物种植于水体底泥中，具有机械化程度高，操作简单安全，快速高效等诸多优势。

根据本发明的一方面，提供一种机械化沉水植物种植装置，其包括：

操控台10，与所述操控台10连接的机械臂20，间隔排列的多个种植器40、将所述多个种植器40连接起来的连接件30；

其中，所述机械臂20与所述连接件30固定连接，并且所述机械臂20能够通过操控台10的控制而上下前后移动；

其中，所述种植器40包括柱状主体部41、位于柱状主体部下端的锥体部42以及设置在所述柱状主体部中的至少一个放置盘43，柱状主体部41的侧壁上形成有开口，所述放置盘43能够通过所述开口进出所述柱状主体部41；

其中，所述种植装置还包括将各种植器的放置盘43串连起来的连线50，在所串连的放置盘中，两个末端的放置盘中的一个通过弹簧44与相对应的柱状主体部41的侧壁连接，连线50在连接所述两个末端的放置盘中的另一个之后继续延伸以连接至操控台10；操控台10能够对连线50施加力，以拉动各放置盘43通过所述缝隙向外移动，在所述操控台10不施加力时，各放置盘43能够在弹簧44的作用下回位；

其中，所述锥体部42包括固定部分421和可活动部分422，固定部分421与柱状主体部41之间固定连接，可活动部分422与柱状主体部41之间活动连接；所述种植装置还包括连接线60，所述连接线60的一端连接各种植器40的锥体部42的可活动部分422，另一端连接至所述操控台10，操控台10能够对连接线60施加力，以拉动并打开各可活动部分422，在所述操控台10不施加力时，各可活动部分422能够回位。

根据本发明一个实施方案，其中所述种植装置包括多条连线50，所述种植器40包括多个放置盘43，所述多条连线50分别将各种植器的相对应的放置盘43串连起来。

根据本发明一个实施方案，其中所述柱状主体部41为圆柱状，所述锥体部42为圆锥体，所述可活动部分422为半圆锥面。

根据本发明一个实施方案，其中所述放置盘43还包括包裹其边缘的保护层431。

根据本发明一个实施方案，其中所述种植装置还包括设置在连接件30以及机械臂20上的用于支承所述连线50和连接线60的滑轮70。

根据本发明一个实施方案，其中所述机械臂20包括前臂21和后臂22，所述前臂21与连接件30连接，所述后臂22与所述操控台10连接，所述前臂21和后臂22之间利用固定轴承23相连。

根据本发明一个实施方案，其中所述锥体部42还包括回弹装置，起能够在操控台10不对连接线60施加力时，作用于所述可活动部分422使之回位。

根据本发明一个实施方案，其中所述操控台10中设置有电源12以及电动机11。

根据本发明一个实施方案，其中所述操控台10中设置有控制单元。

附图说明

附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本发明的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中：

图1为根据本发明一个实施方案的机械化沉水植物种植装置的立体结构示意图；

图2为根据本发明一个实施方案的机械化沉水植物种植装置的正面结构示意图以及局部放大图；

图3为根据本发明一个实施方案的机械化沉水植物种植装置的背面结构示意图；

图4为根据本发明一个实施方案的机械化沉水植物种植装置的侧视结构示意图以及局部放大图；

图5为根据本发明一个实施方案的机械化沉水植物种植装置的放置盘连接状态结构示意图；

图6为根据本发明的一些实施方案的机械化沉水植物种植装置的放置盘的结构示意图；

图7为根据本发明一个实施方案的机械化沉水植物种植装置的锥体部的结构及操作示意图；

图8为根据本发明一个实施方案的机械化沉水植物种植装置的锥体部的可活动部分的结构示意图。

具体实施方式

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。

图1为根据本发明一个实施方案的机械化沉水植物种植装置的立体结构示意图；图2为根据本发明一个实施方案的机械化沉水植物种植装置的正面结构示意图以及局部放大图；图3为根据本发明一个实施方案的机械化沉水植物种植装置的背面结构示意图；图4为根据本发明一个实施方案的机械化沉水植物种植装置的侧视结构示意图以及局部放大图。

参考图1-4，根据本发明的一种机械化沉水植物种植装置，其可以包括： 操控台10，与所述操控台10连接的机械臂20，间隔排列的多个种植器40、将所述多个种植器40连接起来的连接件30、连线50、连接线60（图1中未示出）以及滑轮70。下面结合附图详细说明各个部件。

操控台10是本发明的机械化沉水植物种植装置的机械动力和操作控制部件，该操控台10可安装于船体或放置于岸边。如图3所示，所述操控台内部可以设置有电源12以及电动机11。电源12为整个装置提供电力，例如该电源可以是小型发电机，发电机可以为操控台和电动机11提供稳定电压，使电动机通过操控台的控制为机械装置提供动力支持。

所述操控台内部还设置有控制单元（未示出），用于控制机械臂20的操作，例如控制机械臂前后上下左右移动，例如控制连线50以及连接线60的拉伸等等。更具体地，所述控制单元例如可以是包括电路板、与电路板相连的电动机开关、控制机械装置升降移动的开关操纵杆、控制连线50以及连接线60的拉伸的开关，以及相应的程序软件等等。通过控制台10可以直接控制电动机转动、齿轮转动，实现机械装置的不同高度和角度的升降和连线50以及连接线60的操作。基于本发明的教导并结合现有技术，本领域技术人员很容易实现本发明的操控台及其控制单元，因此不再赘述。

如图1所示，所述机械臂20包括可以前臂21和后臂22，所述前臂21包括与连接件30连接的框型部分、以及与框型部分固定连接的臂部。当然，所述前臂21也可以具有其他适当的结构和外形。所述后臂22与所述操控台10连接，所述前臂21和后臂22的臂部之间利用固定轴承23相连。通过所述操控台10的指令，可以控制所述机械臂20上下、前后以及左右移动，例如可以控制前后臂围绕固定轴承23转动，由此实现前后距离以及高度上的变化。应该理解的是，结合本发明的教导以及现有技术，本领域技术人员可以容易地实现这样的机械臂及其控制。

本发明的种植器40可以包括柱状主体部41、位于柱状主体部下端的锥体部42以及设置在所述柱状主体部中的至少一个放置盘43。图中示出了5个种植器40，每个种植器40中设置有上下两个放置盘43，柱状主体部41呈圆柱形，锥体部42为圆锥形。柱状主体部41的上端可以是开放的，或者可以设置有可开关的盖。应该理解的是，种植器40的个数可以根据需要来设定，例如可以是3个、4个、5个、6个等等。放置盘43的个数也可以是例如3个、4个等等。柱状主体部41可以是其他的柱体形状例如是长方柱体形状，锥体部42可以为相应的四棱锥。锥体部42的具体结构下文中将结合附图7和8进行详细的说明。

如图1-4所示，所述放置盘43设置在柱状主体部41之中。侧壁上形成有开口(未示出)，所述放置盘43能够通过所述开口进出所述柱状主体部41。例如在圆柱形的主体部41上的侧壁上设置有半圆形的缝隙。所述放置盘43可以呈圆形的盘或片状（参见图5），其直径与主体部41的直径相比可以稍小，缝隙的宽度稍大于放置盘43的厚度，由此能够放置盘43能够通过所述缝隙进出柱状主体部41。当然，柱状主体部41也可以是其他的形状例如长方体形，则在柱状主体部41的一个侧壁上形成缝隙。所述放置盘43形成为相应的方形，边长（内径）稍小于柱状主体部41的内径（侧壁宽）即可。为了防止沉水植物种苗的损伤，也可以在放置盘43的边缘上包裹保护层431，例如橡胶层。

图6为根据本发明的一些实施方案的机械化沉水植物种植装置的放置盘的改进的结构示意图。参考图6，与图5中的圆形放置盘43相比，该图6中的基本为圆形的放置盘43的一半的内径增大，可以稍大于圆柱形的主体部41的内径，这样内径增大的部分能够与圆柱形的主体部41相接触抵靠，起到卡位和支撑的作用。同样，该图6中的基本为方形的放置盘43的一半的内径也增大。在这种情况下，长方体形的主体部41的一个侧壁上的缝隙可以延伸到另外两个侧壁，例如延伸至侧壁的一半。由此，内径增大的部分能够与长方体形的主体部41相接触抵靠，起到卡位和支撑的作用。应该理解的是，图5和6中示出的放置盘43还可以具有其他合适的结构或者形状。

再次参考图1-5，本发明的所述种植装置还包括将各种植器的放置盘43串连起来的连线50。如图所示，通过两条连线50将每个种植器中相同层的放置盘43连接起来。放置盘43上形成有四个孔432，连线50穿过该孔432将各个放置盘43串联起来。该连线50通过孔432串连放置盘还可以起到对放置盘43的支撑作用。在连线50的一个末端所连接的放置盘43（图中由左至右第5个）上，连接有两个弹簧44，该弹簧44与柱状主体部41的侧壁连接（参见图2和图5）。孔432、两条连线50以及弹簧44所设置的位置可以优选靠近边缘，以有利于待种植的苗的下落和种植。

连线50的另一个末端在连接第一个放置盘43（图中由左至右第1个）之后继续延伸，例如通过滑轮70的支撑延伸至机械臂20、最终至操控台10。相应地，在柱状主体部41的侧壁上形成有连线50穿过的孔（未示出）。由此操控台10能够在进行种植时，进行操作以对连线50施加力，拉动各放置盘43通过所述缝隙向外移动。在所述操控台10不施加力时，各放置盘43能够在弹簧44的作用下回位。连线50被拉动的位移可以根据主体部41的内径来适当的确定，这可以很容易地在操控台10中设定。

如图所示，各种植器40之间通过连接件30来连接。例如可以通过焊接利用连接件30将各个种植器40连接起来。连接件30与种植器40的连接的部位应当不妨碍连线50的操作。另外，各个种植器40之间的距离的设置可以根据需要来调整，也即可以调整连接件30的长度。如图1-3所示，图中利用四段连接件30将五个种植器40连接起来。前臂21固定连接在其中的两个连接件30上。另外，在两个端部的种植器40的外侧上还设置有两段连接件30，这两个外侧的连接件30可用于连线50、连接线60以及滑轮70的设置。如图3和4所示，各连线50在连接各放置盘43之后延伸至外侧设置的连接件30，然后经由滑轮70，进一步延伸至机械臂20，并最终延伸至操控台10。也即，种植器40中相同层的放置盘43在利用两根连线50串连之后，经过各自的滑轮，然后合并成一根连线，最终连接至操控台10。

当然，连接件30也可以是一根整体的形式，连接在各个种植器40一侧。这样的话，连接件30与种植器40的连接部位可以设计为凸凹的形式，例如种植器40为圆柱形，则连接件30与种植器40的连接部位可以为凹的圆柱面。另外，连接件30与种植器40之间也可以设计为滑轨式连接，例如，连接件30具有滑道，通过螺杆和螺帽与种植器40连接，这样可以方便地根据需要来调节各个种植器40之间的距离。

参考图7和图8，本发明的锥体部42可以包括固定部分421和可活动部分422，固定部分421与柱状主体部41之间固定连接，可活动部分422与柱状主体部41之间活动连接，例如通过合页连接件423与柱状主体部41。锥体部42的锥形形状例如圆锥，四棱锥等等，其有利于在植物种植中在河底淤泥或者土层中形成相应的凹坑，由此有益于种植。

再次参考图2-4，所述种植装置还包括连接线60，所述连接线60的一端连接各种植器40的锥体部42的可活动部分422，然后延伸至连接件，经由滑轮之后，连接各各种植器40的可活动部分422的多跟连接线60合并成一根，最后经由机械臂20，连接到所述操控台10。操控台10能够对连接线60施加力，以拉动并打开各可活动部分422，在所述操控台10不施加力时，各可活动部分422能够回位。

以圆锥体为例，固定部分421和可活动部分422可以各自为半圆锥面。类似地，以四棱锥为例，固定部分421和可活动部分422可以各自包括两个三角形面。也即四棱锥中两个三角形侧面整体上作为可活动部分422，其他两三角形侧面整体上作为固定部分421。在利用操控台10对连接线60施加力而打开作为可活动部分422之后，各种植器40之中的植物苗就可以落入上述由锥体部42形成的凹坑中进行种植。

在操控台10不对连接线60施加力时，可活动部分422会由于重力的作用而回到原位的位置。优选地，也可以在锥体部42上设置回弹装置（未示出），该回弹装置能够在操控台10不对连接线60施加力时，作用于所述可活动部分422使之回位。例如，该回弹装置可以是设置在合页连接件423中的弹簧。在操控台10对连接线60施加力时，可活动部分422通过合页连接件423的转动抬升，压缩其中的弹簧。在施加的力撤销之后，弹簧则回弹使得所述可活动部分422主动回位。根据本发明的教导结合现有技术，本领域技术人员可以很容易地实现这样的回弹装置。

应该理解的是，上述各个部件可以采用合适的材料制成，例如可以采用不锈钢材料等。

实施例：下面结合实施例，详细说明本发明的装置的具体操作过程。

以沉水植物苦草为例，在北京的某一浅水域进行种植。

在船上放置安装好的操控台10，并将种苗放置在各种植器40的放置盘上；

启动电源12（发电机），开始为整个种植装置提供稳定的电力支持；

打开操控台10内的各开关键，开始进行种植装置操作。首先上下移动机械臂20升降开关操纵杆，将沉水植物种植器40竖直插入水中，并调整机械臂20的高度使沉水植物种植器40可以稳定地扎入底泥中；

打开最底层植物苗放置盘43的操作开关以及种植器40底部的可活动部分422的开关，通过对连线50和连接线60施加力，使植物苗放置盘43在两根连线50（钢丝绳）的作用下向外移动，在移动的同时，连接线60也将锥体部42的可活动部分422开启，可活动部分422向外推开底泥，使种苗落入锥体部42所形成的泥坑中；

再次操作机械臂20，向上拔出沉水植物种植器40，并使得可活动部分422回位，再次调整位置扎入底泥，之后打开第二层植物苗放置盘43，栽植种苗。依次循环，完成植苗工作。应该理解的是，在即将栽植第二层及之后的植物苗放置盘43上的植物苗时，底层（或上一层）的放置盘43可以是处于打开的状态（也即该层放置盘43没有回位），或者可以是处于关闭的状态（也即该层放置盘43已回位）。在打开的情况下，可以不必再次对该层放置盘43进行操作，但是在关闭的情况下，需要同时对该层放置盘43进行操作以将其打开。

种植工作结束后，关闭电动机11，拆卸操作台，结束种植；

在种植一周之后，统计成活率，在90%以上。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明通过操控台控制电动机与齿轮转动，从而控制机械装置上下运动的高度，使得沉水植物种植器可以平稳地插入底泥中，实现种苗种植并固定于底泥中，提高沉水植物的成活率。

（2）本发明采用机械化种植方式，从一定程度上解放了人工劳动力，解决了人工下水种植的安全问题；同时，本发明能够实现多苗同时种植，大大提高了种植效率，并且进行机械种植，栽植均匀，便于后期成活率的统计。

（3）本发明材料易获得，可循环重复使用，易安装拆卸，具有更广泛的实用性和适用性，具有广阔的市场前景。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机械化沉水植物种植装置，包括：

操控台(10)，与所述操控台(10)连接的机械臂(20)，间隔排列的多个种植器(40)、将所述多个种植器(40)连接起来的连接件(30)；

其中，所述机械臂(20)与所述连接件(30)固定连接，并且所述机械臂(20)能够通过操控台(10)的控制而上下前后左右移动；

其中，所述种植器(40)包括柱状主体部(41)、位于柱状主体部下端的锥体部(42)以及设置在所述柱状主体部中的至少一个放置盘(43)，柱状主体部(41)的侧壁上形成有开口，所述放置盘(43)能够通过所述开口进出所述柱状主体部(41)；

其中，所述种植装置还包括将各种植器的放置盘(43)串连起来的连线(50)，在所串连的放置盘中，两个末端的放置盘中的一个通过弹簧(44)与相对应的柱状主体部(41)的侧壁连接，连线(50)在连接所述两个末端的放置盘中的另一个之后继续延伸以连接至操控台(10)；操控台(10)能够对连线(50)施加力，以拉动各放置盘(43)通过所述开口向外移动，在所述操控台(10)不施加力时，各放置盘(43)能够在弹簧(44)的作用下回位；

其中，所述锥体部(42)用于在河底淤泥或者土层中形成凹坑，包括固定部分(421)和可活动部分(422)，固定部分(421)与柱状主体部(41)之间固定连接，可活动部分(422)与柱状主体部(41)之间活动连接；所述种植装置还包括连接线(60)，所述连接线(60)的一端连接各种植器(40)的锥体部(42)的可活动部分(422)，另一端连接至所述操控台(10)，操控台(10)能够对连接线(60)施加力，以拉动并打开各可活动部分(422)，在所述操控台(10)不施加力时，各可活动部分(422)能够回位。

2.根据权利要求1所述的机械化沉水植物种植装置，其中所述种植装置包括多条连线(50)，所述种植器(40)包括多个放置盘(43)，所述多条连线(50)分别将各种植器的相对应的放置盘(43)串连起来。

3.根据权利要求1所述的机械化沉水植物种植装置，其中所述柱状主体部(41)为圆柱状，所述锥体部(42)为圆锥体，所述可活动部分(422)为半圆锥面。

4.根据权利要求1所述的机械化沉水植物种植装置，其中所述放置盘(43)还包括包裹其边缘的保护层(431)。

5.根据权利要求1所述的机械化沉水植物种植装置，其中所述种植装置还包括设置在连接件(30)以及机械臂(20)上的用于支承所述连线(50)和连接线(60)的滑轮(70)。

6.根据权利要求1所述的机械化沉水植物种植装置，其中所述机械臂(20)包括前臂(21)和后臂(22)，所述前臂(21)与连接件(30)连接，所述后臂(22)与所述操控台(10)连接，所述前臂(21)和后臂(22)之间利用固定轴承(23)相连。

7.根据权利要求1所述的机械化沉水植物种植装置，其中所述锥体部(42)还包括回弹装置，其能够在操控台(10)不对连接线(60)施加力时，作用于所述可活动部分(422)使之回位。

8.根据权利要求1所述的机械化沉水植物种植装置，其中所述操控台(10)中设置有电动机(11)以及电源(12)。

9.根据权利要求1所述的机械化沉水植物种植装置，其中所述操控台(10)中设置有控制单元。

10.根据权利要求1所述的机械化沉水植物种植装置，其中所述多个种植器(40)之间的距离可以调节。

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