CN109373853B - 植物水培与根长测量装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
植物水培与根长测量装置及使用方法，用于方便对植物的水培和测量。在箱体的下部设有出水口，在出水口上设有管阀；在箱体的上方设有培养液箱，在培养液箱的底部设有培养液进管，在箱体的前侧壁上设有调节器，在调节器的前侧壁上设有两个圆孔，培养液进管的下端穿过第一个圆孔后伸入调节器内腔中，在第二个圆孔中固定有自来水进管，自来水进管的一端伸入到调节器内腔中，在调节器上设有调节培养液进管和自来水进管中液体流出比例的调节机构；在箱体的前侧壁上固定有量尺；在箱体的内侧设有夹持植株的夹持机构，在箱体上设有照明机构。本发明可以方便对植物进行水培及测量。
Description
技术领域
本发明涉及植物水培技术领域，具体地说是一种植物水培与根长测量装置及使用方法。
背景技术
植物水培提供了一种清洁卫生、环保无污染的无土栽培方式，替代了土壤栽培向植株个体提供水分、养分等生长因子，使其能够正常生长并完成其整个生命周期。水培植株由于生长在水域环境中，根逐渐成为重要的支撑组织与主要的资源储藏部位。然而，目前的植物水培装置无法对植株根的形态特征与生长情况进行准确观测。而且，由于水培植株根的抗逆境和抗干扰能力脆弱，容易受损害且不便于长期动态观测。本发明提供了一种植物水培与根长测量装置，集合植株水培与根形态观测功能为一体，能够实现在植株水培过程中对根形态特征进行原位无损害观测与可持续生长动态观察，为准确观测根的长势特征提供了操作简单、高效便捷的工具。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植物水培与根长测量装置及使用方法，用于方便对植物的水培和测量。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：植物水培与根长测量装置，它包括箱体，其特征是，在所述箱体的下部设有出水口，在出水口上设有管阀；在箱体的上方设有培养液箱，在培养液箱的底部设有培养液进管，在箱体的前侧壁上设有调节器，在调节器的前侧壁上设有两个圆孔，培养液进管的下端穿过第一个圆孔后伸入调节器内腔中，在第二个圆孔中固定有自来水进管，自来水进管的一端伸入到调节器内腔中，在调节器上设有调节培养液进管和自来水进管中液体流出比例的调节机构；
在箱体的前侧壁上固定有量尺；
在箱体的内侧设有夹持机构，所述夹持机构包括固定在箱体左侧壁上的支撑杆、与支撑杆螺纹连接的螺杆、固定在螺杆上的耳板、与耳板铰接连接的支架、设置在耳板与支架之间的锁止结构、固定或活动设置在支架上的中心筒、与中心筒共轴线设置的圆环、设置在圆环与中心筒之间的径向杆、设置在圆环上的若干夹持单元；
在箱体的右侧壁上设有横轴，在横轴上转动安装有连接板，在连接板上固定有若干支撑框，在支撑框上设有滤光片，在其中一个支撑框上可拆卸的安装有照明灯，在箱体的右侧壁上设有透明窗，所述横轴、连接板、支撑框、滤光片和照明灯构成了照明机构。
进一步地，所述调节机构包括设置在箱体内的刻度板、将刻度板与调节器固定连接在一起的固定杆、转动安装在刻度板上的转轴、固定在转轴上且置于调节器内腔中的挡板、固定在挡板上的密封塞、固定在转轴上的手柄、固定在手柄上的指针、设置在刻度板与调节器之间的推板、设置在推板与刻度板之间的弹簧，挡板和密封塞均为半圆形结构，在弹簧的作用下培养液进管或自来水进管的管口与密封塞的端面共面设置，在刻度板上设有显示进入水箱中的自来水所占比重的比例刻度线。
进一步地，所述固定杆为上、下、左、右设置的四根，所述弹簧为多个。
进一步地，所述锁止结构包括设置在耳板上的两个锁止孔、设置在耳板与支架之间的螺栓且螺栓位于锁止孔中。
进一步地，所述量尺包括主尺、滑动设置在主尺两端的副尺，在主尺和副尺上均设有长度刻度线。
进一步地，所述夹持单元包括固定在圆环上的固定筒、与固定筒螺纹连接的植株筒、与植株筒滑动连接的延伸筒、设置在固定筒内侧的夹持器。
进一步地，所述夹持器包括固定在固定筒内壁上的固定板、与固定板铰接连接的活动板、设置在固定板与活动板之间的扭簧、与固定板共轴线设置的软塞、与活动板共轴线设置的软塞、设置在软塞与固定板之间以及软塞与活动板之间的连接杆，在扭簧的作用下活动板和固定板围成一个整圆形。
进一步地，所述软塞和连接杆均为弹性件。
进一步地，所述固定筒沿圆环等间距设置。
植物水培与根长测量装置的使用方法，其特征是，它包括以下步骤：
(1)通过夹持机构实现对植物的夹持，然后向箱体内加入水和培养液；
(2)根据需要，开启照明灯，为植物的生长提供光照；
(3)在水培的过程中，通过量尺对植物进行根长和茎长的测量。
本发明的有益效果是：本发明提供的植物水培与根长测量装置及使用方法，可以实现对多个植物样本的培养，以方便比对；量尺的设置，可以方便实现对植物根长的测量。培养液进管和自来水进管的设置以及调节机构的设置，可以调节进入箱体内的培养液和水的比例。整个装置，可以方便对植物的培养，同时又方便对植物根长的测量。
附图说明
图1为本发明的正视图；
图2为箱体内夹持机构的示意图；
图3为量尺的外形示意图；
图4为副尺的示意图；
图5为主尺与副尺的装配示意图；
图6为夹持机构的示意图；
图7为支撑杆与活动杆的装配示意图；
图8为活动杆与耳板的配合示意图；
图9为耳板与U形架的配合示意图；
图10为中心筒、圆环和若干夹持单元的装配示意图(三维)；
图11为中心筒、圆环和若干夹持单元的装配示意图(正视)；
图12为夹持器的示意图；
图13为夹持单元的示意图；
图14为图2中的A向局部向视图；
图15为滤光片的示意图；
图16为调节机构的示意图；
图17为调节器的内部结构示意图；
图18为营养液进管和挡板的位置示意图；
图19为图16中的B向局部向视图；
图20为挡板将营养液进管挡住的示意图；
图中：1箱体，11出水口，12透明窗；
2调节器，21密封圈，22固定杆，23刻度板，231比例刻度线，24推板，25弹簧，26转轴，27手柄，271指针，28挡板，281凸起，282密封塞；
3培养液箱，31培养液进管，32自来水进管；
4主尺，41尺槽，42副尺，43挡块，44长度刻度线；
5支撑杆，51螺杆，511旋钮，52耳板，521铰接孔，522锁止孔，523螺栓，53U形架，531延伸杆，54顶丝，55中心筒，56径向杆，57圆环，58固定筒，581开口；
6植株筒，61延伸筒，62固定板，63活动板，64软塞，65连接杆；
7支撑框，70滤光片，71连接板，72横轴，73照明灯，74把手。
具体实施方式
如图1至图20所示，本发明的植物水培与根长测量装置主要包括箱体1、出水口11、培养液箱3、调节机构、量尺、夹持机构和光照机构，下面结合附图对本发明进行详细描述。
如图1、图2所示，箱体1是本发明的主体，为长方体形结构的透明件，在箱体前侧壁的下部设有出水口11，在出水口上设有管阀，在箱体的右侧壁上设有圆孔，在圆孔中设有透明窗12，透明窗的实质为一透明玻璃。
在箱体前端的上方设有培养液箱3，在培养液箱中装有培养液，在培养液箱的底部设有培养液进管31；在箱体的前侧壁的上部设有圆孔，在圆孔中设有调节器2，如图16至图18所示，调节器2为圆柱形的中空结构，调节器的前端伸出箱体，调节器的后端置于箱体内且调节器的后端敞口，在调节器的内腔中固定有密封圈21，在密封圈上设有两个通孔，在调节器的后端设有位于竖直面内的刻度板23，刻度板与调节器之间通过若干固定杆22固定连接在一起；固定杆可以为四根，且上、下、左、右设置。如图19所示，在刻度板上设有比例刻度线231，在刻度板与调节器之间设有推板24，在推板与刻度板之间设有若干弹簧25，弹簧与推板、弹簧与刻度板均固定连接。在刻度板的中心转动安装有转轴26，在转轴上垂直固定有手柄27，在手柄上固定有指针271，指针用于指示水所占的比例，转轴与推板滑动连接。在靠近调节器的转轴一端固定有挡板28，挡板为半圆形结构，在挡板圆心处固定有凸起281，凸起与转轴固连。在挡板上固定有密封塞282，密封塞为半圆形的橡胶件。转动手柄时，可以驱动挡板及密封塞的转动。固定杆22、刻度板23、推板24、弹簧25、转轴、手柄27和挡板28构成了调节机构，通过调节机构调节水和培养液的配比。
在调节器的前端面上设有两个圆孔，培养液进管的上端与培养液箱连通，培养液进管的下端穿过其中一个圆孔后伸入到调节器内腔中，在另一个圆孔中固定有自来水进管32，培养液进管和自来水进管的末端与密封塞的端面处于同一竖直面内。
当培养液进管、自来水进管与密封塞接触并压紧后，可以实现对培养液进管和自来水进管的封堵。旋转手柄使得指针指到100％时，密封塞将培养液进管完全封堵，而自来水进管完全敞口，此时进入箱体内的全部是自来水；旋转手柄使得指针指到60％时，密封塞将培养液进管管口封堵60％的面积，自来水进管管口被密封塞堵住40％的面积，此时进入箱体内的液体中培养液占40％，自来水占60％；旋转手柄使得指针指到50％时，密封塞将培养液进管管口封堵50％的面积，自来水进管管口被密封塞堵住50％的面积，此时进入箱体内的液体中培养液占50％，自来水占50％；旋转手柄使得指针指到20％时，密封塞将培养液进管管口封堵20％的面积，自来水进管管口被密封塞堵住20％的面积，此时进入箱体内的液体中培养液占80％，自来水占20％；旋转手柄使得指针指到0％时，密封塞将培养液进管管口封堵0％的面积，自来水进管管口被密封塞堵住100％的面积，此时进入箱体内的液体中培养液占100％，自来水占0％。
在箱体的前侧设有量尺，如图3至图5所示，量尺主要包括主尺4和两个副尺42，主尺固定在箱体的前侧壁上，在主尺的两端分别设有尺槽41，在尺槽中滑动安装有副尺42，在主尺和副尺上均设有长度刻度线44，在副尺与尺槽之间设有阻尼件，以避免副尺自行从尺槽中移出。在副尺上设有挡块43，以方便将副尺推入或拉出尺槽。通过水平放置的量尺，可以实现对箱体内植株根长的测量。副尺与主尺可调节的装配方式，可以对不同长度植株进行根长测量。
在箱体内设有植株夹持机构，如图6至图13所示，夹持机构包括与箱体固定连接且置于箱体内的支撑杆5、与支撑杆内腔螺纹连接的螺杆51、固定在螺杆上且置于箱体外部的旋钮511、固定在螺杆末端的耳板52、与耳板铰接连接的U形架53、设置在U形架与耳板之间的锁止结构、固定在U形架上的延伸杆531、与延伸杆末端螺纹连接的中心筒55、与中心筒共轴线设置的圆环57、设置在圆环与中心筒之间的径向杆56、沿周向均匀固定在圆环上的夹持单元，转动旋钮时，可以驱动螺杆相对支撑杆的移动和转动，进而调节中心筒在箱体内的位置。锁止结构包括设置在耳板上的两个锁止孔522以及设置在耳板与U形架之间的螺栓523，在耳板上设有铰接孔521，在铰接孔中设置铰接轴实现耳板与U形架的铰接，螺栓置于两个锁止孔中时，U形架分别处于水平和竖直状态。夹持单元包括固定在圆环上的固定筒58、与固定筒螺纹连接的植株筒6、滑动设置在植株筒上的延伸筒61以及设置在固定筒内的夹持器，植株筒的一端置于延伸筒的内侧且两者滑动连接。夹持器包括固定在固定筒内壁上的半圆弧形的固定板62、与固定板铰接连接的半圆弧形的活动板63、设置在活动板与固定板之间的扭簧、与固定板共轴线设置的半圆弧形的软塞64、与活动板共轴线设置的半圆弧形的软塞64、设置在软塞与固定板之间以及设置在软塞与活动板之间的连接杆65，软塞和连接杆均为弹性件，如橡胶。为便于活动板与固定板的分离，在固定筒的外壁上设有开口581。
需要放置植物时，将植物放置在两软塞之间，且在扭簧的作用下活动板与固定板接触围成一个整圆。植物生长时，植物的茎沿植株筒和延伸筒生长。通过夹持器实现对植物的夹持，通过夹持单元实现对植物的限位，使植物沿植株筒轴向生长，通过夹持机构实现对多株植物的夹持，进而方便对比。
为对植物的生长提供光照，在箱体的右侧壁上设有横轴72，在横轴上转动安装有连接板71，在连接板上固定有三个圆形的支撑框7，在支撑框内设有滤光片70。根据需要，在对应的支撑框内可拆卸的安装照明灯73，以通过该支撑框上的滤光片选取所需波长的光。在照明灯上设有把手74，把手的设置可以方便照明灯的安装、拆卸，同时把手伸入到箱体侧壁上的小孔中还可以避免连接板相对横轴的转动，进而使得照明灯发出的光持续不断的进入箱体内，供植物的生长所需。支撑框、横轴、滤光片、照明灯和把手构成了照明机构，通过照明机构向箱体内提供所需波长的光。
植物水培与根长测量装置的使用方法，包括以下步骤：
(3)通过夹持机构实现对植物的夹持，然后向箱体内加入水和培养液；
(4)根据需要，开启照明灯，为植物的生长提供光照；
(5)在水培的过程中，通过量尺对植物进行根长和茎长的测量。
Claims (4)
1.植物水培与根长测量装置，它包括箱体，其特征是，在所述箱体的下部设有出水口，在出水口上设有管阀；在箱体的上方设有培养液箱，在培养液箱的底部设有培养液进管，在箱体的前侧壁上设有调节器，在调节器的前侧壁上设有两个圆孔，培养液进管的下端穿过第一个圆孔后伸入调节器内腔中，在第二个圆孔中固定有自来水进管，自来水进管的一端伸入到调节器内腔中，在调节器上设有调节培养液进管和自来水进管中液体流出比例的调节机构；所述调节机构包括设置在箱体内的刻度板、将刻度板与调节器固定连接在一起的固定杆、转动安装在刻度板上的转轴、固定在转轴上且置于调节器内腔中的挡板、固定在挡板上的密封塞、固定在转轴上的手柄、固定在手柄上的指针、设置在刻度板与调节器之间的推板、设置在推板与刻度板之间的弹簧，挡板和密封塞均为半圆形结构，在弹簧的作用下培养液进管或自来水进管的管口与密封塞的端面共面设置，在刻度板上设有显示进入水箱中的自来水所占比重的比例刻度线；所述固定杆为上、下、左、右设置的四根，所述弹簧为多个；
在箱体的前侧壁上固定有量尺；所述量尺包括主尺、滑动设置在主尺两端的副尺，在主尺和副尺上均设有长度刻度线；
在箱体的内侧设有夹持机构，所述夹持机构包括固定在箱体左侧壁上的支撑杆、与支撑杆螺纹连接的螺杆、固定在螺杆上的耳板、与耳板铰接连接的支架、设置在耳板与支架之间的锁止结构、固定或活动设置在支架上的中心筒、与中心筒共轴线设置的圆环、设置在圆环与中心筒之间的径向杆、设置在圆环上的若干夹持单元；所述锁止结构包括设置在耳板上的两个锁止孔、设置在耳板与支架之间的螺栓且螺栓位于锁止孔中，所述夹持单元包括固定在圆环上的固定筒、与固定筒螺纹连接的植株筒、与植株筒滑动连接的延伸筒、设置在固定筒内侧的夹持器；所述夹持器包括固定在固定筒内壁上的固定板、与固定板铰接连接的活动板、设置在固定板与活动板之间的扭簧、与固定板共轴线设置的软塞、与活动板共轴线设置的软塞、设置在软塞与固定板之间以及软塞与活动板之间的连接杆，在扭簧的作用下活动板和固定板围成一个整圆形；
在箱体的右侧壁上设有横轴，在横轴上转动安装有连接板，在连接板上固定有若干支撑框，在支撑框上设有滤光片，在其中一个支撑框上可拆卸的安装有照明灯，在箱体的右侧壁上设有透明窗，所述横轴、连接板、支撑框、滤光片和照明灯构成了照明机构。
2.根据权利要求1所述的植物水培与根长测量装置，其特征是，所述软塞和连接杆均为弹性件。
3.根据权利要求1所述的植物水培与根长测量装置，其特征是，所述固定筒沿圆环等间距设置。
4.权利要求1至3任一所述的植物水培与根长测量装置的使用方法，其特征是，它包括以下步骤：
（1）通过夹持机构实现对植物的夹持，然后向箱体内加入水和培养液；
（2）根据需要，开启照明灯，为植物的生长提供光照；
（3）在水培的过程中，通过量尺对植物进行根长和茎长的测量。
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