CN113348829A - 一种流动水体中的沉水植物种植装置及其种植方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流动水体中的沉水植物种植装置及其种植方法，包括折叠控制系统、固土系统、植物室；折叠控制系统包括动力输入端和开合动力臂，开合动力臂与植物室相连，上设含有固定卡扣的圆孔滑槽，以控制固土系统的移动辅助种植；固土系统由固土夹、固土长臂和水平臂组成，其中固土夹可旋转，固土长臂可伸缩；植物室呈双圆锥形，外壁设有方孔滑槽，植物室下端设有铲土尖端。本发明可保证沉水植物的在河床泥土中种植稳定，可适应较广的水力条件，并可减小种植过程对沉水植物的机械损伤，有利于提高沉水植物的种植存活率和种植效率，保障水生生态系统的底层植被恢复。

Description

一种流动水体中的沉水植物种植装置及其种植方法

技术领域

本发明涉及沉水植物种植技术领域，具体涉及一种流动水体中的沉水植物种植装置及其种植方法。

背景技术

目前，在污染水体的治理中修复工程中，常依据水体自净原理种植沉水植物以改善水体环境，提高水环境容纳量。沉水植物的种植方法主要包括插秧法，抛掷法，网床法等。但现有技术方法在流动水体应用中均存在一些限制因素。例如插秧法需要将地表水排干后种植，不适用于无法排空的流动水体，抛掷法只能应用在静止水体中，在流动水体中沉水植物根系易脱落；网床法设施复杂，操作费时费力，回收装置过程对植物造成的损害大。

因此，如何同时提高流动水体中沉水植物存活率和种植效率是本领域亟待解决的核心问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种流动水体中的沉水植物种植装置及其种植方法，以解决流水种植领域沉水植物装置复杂；回收过程对植物损害大；沉水植物种植后难固着，存活率低等技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种流动水体中的沉水植物种植装置，包括折叠控制系统、固土系统、植物室，固土系统活动安装在折叠控制系统上部，植物室位于折叠控制系统下部；

折叠控制系统包括从上至下依次设置的动力输入端、两根驱动臂、两根开合动力臂；一根驱动臂对应一根开合动力臂，两根驱动臂的上端分别铰接于动力输入端，开合动力臂的上端铰接于驱动臂的下端；两根开合动力臂相互交叉布置，于中段位置相互铰接；两根驱动臂和两根开合动力臂形成剪刀叉结构；

植物室包括两个植物室框架，两个植物室框架位于两根开合动力臂相互铰接处的下方，一个植物室框架固定于一根开合动力臂，两个植物室框架合并形成双锥形结构，双锥形结构的顶部与底部均为尖头，一个植物室框架内为左室，另一个植物室框架内为右室，左室和右室为植物放置空间；植物室框架上开设有用于投放植物的旋转门；

固土系统包括水平臂、固土长臂、固土夹；两根开合动力臂相互铰接处的上方部分分别设有圆孔滑槽，圆孔滑槽沿开合动力臂长度方向设置；植物室框架上表面的锥面上开设有方孔滑槽，方孔滑槽沿植物室框架的锥度方向设置；水平臂的两端分别设有一个限位于圆孔滑槽内活动的销轴，水平臂的两端分别设有一根固土长臂，固土长臂保持垂直于地面，一个固土长臂对应一个方孔滑槽，固土长臂穿过方孔滑槽，固土长臂上端固连水平臂，下端位于植物放置空间内，固土长臂的下端设有一个固土夹。

作为更进一步的优选方案，固土夹为半环结构，环形的凸面中间位置与固土长臂通过合页连接，固土夹向对侧固土夹转动，初始状态下，固土夹下部向对侧固土夹保持倾斜。

作为更进一步的优选方案，固土夹半环结构的一端为凸棱，另一端为供对侧固土夹的凸棱插入的凹槽。

作为更进一步的优选方案，植物室框架的底部尖头处设有铲土尖端，两个植物室框架的铲土尖端合并形成锥体，铲土尖端的锥度小于两个植物室框架的双锥形结构的锥度。

作为更进一步的优选方案，固土长臂为可弹性压缩的。

作为更进一步的优选方案，圆孔滑槽靠下的一端内设有用于限位销轴活动的卡扣，卡扣末端具有卡扣旋柄。

一种流动水体中的沉水植物种植装置的种植方法，包括以下步骤：

步骤一：将沉水植物的根系用土壤包裹，保证沉水植物的重心位于根部位置，保证沉水植物在水中能下沉；

步骤二：打开旋转门，将根部带土的沉水植物投放至植物放置空间内，保持根部在下的状态；

步骤三：将种植装置插入流动水体中缓慢下降，直至铲土尖端插入河床的泥土中,种植装置保持竖直状态，河水缓慢从方孔滑槽进入植物放置空间，植物放置空间内外压逐渐平衡；

步骤四：然后继续下压动力输入端，使两根驱动臂的下端分别向两侧张开，进而带动两根开合动力臂分别向外侧移动，两根开合动力臂绕其铰接点发生转动，两根开合动力臂的下端相对张开，通过铲土尖端将泥土拨开，形成土坑，带动植物室框架向外侧移动，植物放置空间被打开，沉水植物根部朝下掉落进入土坑；

步骤五：与此同时，两根驱动臂下降，两根驱动臂之间的夹角变大，带动两根开合动力臂交叉转动，水平臂两端的销轴受到开合动力臂的作用力，沿圆孔滑槽向下移动，由于两根开合动力臂交叉转动，其高度变小，固土长臂相对开合动力臂向下移动，直至泥土位置；

步骤六：当固土夹接触到泥土时，继续受到固土长臂向下的压力，固土夹向对侧固土夹转动，固土夹转动时将泥土向沉水植物推动，包裹沉水植物的根部，稳固沉水植物，当两个固土夹转动至水平状态时，通过凸棱和凹槽相互拼接，形成整体的环形结构，沉水植物位于环形结构内圈中，在固土长臂的压力下，环形结构对沉水植物根系周围的泥土进行压实；

步骤七：最后种植装置上提，相互拼接的环形结构在水的阻力下分开，固土夹自然下垂，不会对沉水植物造成的机械损伤。

有益效果：

本发明可保证沉水植物的在河床泥土中种植稳定，避免水流对植物种植时的冲击，可对植物根部的泥土进一步聚拢，提高根部稳定，本发明的使用过程可减小种植过程对沉水植物的机械损伤，有利于提高沉水植物的种植存活率和种植效率，保障水生生态系统的底层植被恢复；本发明使用操作方便，成功率高，机械化程度高。

附图说明

图1为本发明的流动水体中的沉水植物种植装置的主视图；

图2为本发明的流动水体中的沉水植物种植装置的内角合页及固土夹结构示意图；

图3为本发明的流动水体中的沉水植物种植装置圆孔滑槽示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明。

本发明的一种流动水体中的沉水植物种植装置，可以在较广的水力条件中实现沉水植物的种植，有利于提高沉水植物的种植存活率和种植效率，保障水生生态系统的底层植被恢复，以单体种植装置代替网床种植装置；以可旋转固土夹连接植物室减小装置回收过程中对植物造成的损害；设计固土系统以提高沉水植物的种植存活率。

如图1所示，结构上包括折叠控制系统10、固土系统20、植物室30，固土系统20活动安装在折叠控制系统10上部，植物室30位于折叠控制系统10下部；

折叠控制系统10包括从上至下依次设置的动力输入端11、两根驱动臂14、两根开合动力臂12；一根驱动臂14对应一根开合动力臂12，两根驱动臂14的上端分别铰接于动力输入端11，开合动力臂12的上端铰接于驱动臂14的下端；两根开合动力臂12相互交叉布置，于中段位置相互铰接；两根驱动臂14和两根开合动力臂12形成剪刀叉结构，整个折叠控制系统10使用前于拉伸状态，长度最大，交叉折叠后，长度缩小；

植物室30包括两个植物室框架31，两个植物室框架31位于两根开合动力臂12相互铰接处的下方，一个植物室框架31固定于一根开合动力臂12，两个植物室框架31合并形成双锥形结构，双锥形结构的顶部与底部均为尖头，中间直径最大，一个植物室框架31内为左室311，另一个植物室框架31内为右室312，左室311和右室312为植物放置空间；植物室框架31上开设有用于投放植物的旋转门34；双锥形结构随两根开合动力臂12的向外移动，两个植物室框架31展开。

固土系统20包括水平臂21、固土长臂22、固土夹23；两根开合动力臂12相互铰接处的上方部分分别设有圆孔滑槽13，圆孔滑槽13沿开合动力臂12长度方向设置；植物室框架31上表面的锥面上开设有方孔滑槽33，方孔滑槽33沿植物室框架31的锥度方向设置；水平臂21的两端分别设有一个限位于圆孔滑槽13内活动的销轴，水平臂21的两端分别设有一根固土长臂22，水平臂21始终保持水平，通过两端销轴沿两个圆孔滑槽13纵向移动，固土长臂22始终保持垂直于地面，随着折叠控制系统10的交叉折叠，长度变短，固土长臂22相对伸出折叠控制系统10，一个固土长臂22对应一个方孔滑槽33，固土长臂22穿过方孔滑槽33，固土长臂22上端固连水平臂21，下端位于植物放置空间内，固土长臂22与水平臂21为相互垂直，固土长臂22的下端设有一个固土夹23。

固土夹23为半环结构，环形的凸面中间位置与固土长臂22通过合页24连接，固土夹23向对侧固土夹23转动，合页24上具有角度限位卡块，固土夹23转动至水平状态下即被限位，初始状态下，固土夹23下部向对侧固土夹23保持倾斜，即固土夹23的转动角度范围小于90度，固土夹23接触泥土后发生转动，推动泥土向内侧堆积，即可加强内侧植物根系的周围的泥土量，对根系进行稳固，避免水流下的倒伏。

进一步的，沉水植物的形态在不损伤根系和底茎的前提下，尽可能增大固土夹23的表面积，固土夹23半环结构的一端为凸棱242，另一端为供对侧固土夹23的凸棱242插入的凹槽241。

进一步的，植物室框架31的底部尖头处设有铲土尖端32，两个植物室框架31的铲土尖端32合并形成锥体，铲土尖端32的锥度小于两个植物室框架的双锥形结构的锥度，可更容易的插入泥土。

进一步的，固土长臂22为可弹性压缩的，当固土夹23接触泥土时，给予固土长臂22一个反作用力，固土长臂22开始压缩，减小固土夹23对泥土的下压力，避免过度对泥土下压。

进一步的，圆孔滑槽13靠下的一端内设有用于限位销轴活动的卡扣131，卡扣131末端具有卡扣旋柄132, 水平臂21经过交叉卡扣131，卡扣131旋转至恰好允许水平臂21经过后，卡扣131再次交叉还原，至此水平臂21被固定，无法滑动。

本发明一种流动水体中的沉水植物种植装置的种植方法，包括以下步骤：

步骤一：将沉水植物的根系用土壤包裹，保证沉水植物的重心位于根部位置，保证沉水植物在水中能下沉；

步骤二：打开旋转门34，将根部带土的沉水植物投放至植物放置空间内，保持根部在下的状态；

步骤三：将种植装置插入流动水体中缓慢下降，直至铲土尖端32插入河床的泥土中, 种植装置保持竖直状态，河水缓慢从方孔滑槽33进入植物放置空间，植物放置空间内外压逐渐平衡；

步骤四：然后继续下压动力输入端11，使两根驱动臂14的下端分别向两侧张开，进而带动两根开合动力臂12分别向外侧移动，两根开合动力臂12绕其铰接点发生转动，两根开合动力臂12的下端相对张开，通过铲土尖端32将泥土拨开，形成土坑，带动植物室框架31向外侧移动，植物放置空间被打开，沉水植物根部朝下掉落进入土坑；

步骤五：与此同时，两根驱动臂14下降，两根驱动臂14之间的夹角变大，带动两根开合动力臂12交叉转动，水平臂21两端的销轴受到开合动力臂12的作用力，沿圆孔滑槽13向下移动，水平臂21经过交叉卡扣131，卡扣131旋转至恰好允许水平臂21经过后，卡扣131再次交叉还原，至此水平臂21被固定，无法滑动。由于两根开合动力臂12交叉转动，其高度变小，固土长臂22相对开合动力臂12向下移动，直至泥土位置；

步骤六：当固土夹23接触到泥土时，继续受到固土长臂22向下的压力，固土夹23向对侧固土夹23转动，固土夹23转动时将泥土向沉水植物推动，包裹沉水植物的根部，稳固沉水植物，当两个固土夹23转动至水平状态时，通过凸棱242和凹槽241相互拼接，形成整体的环形结构，沉水植物位于环形结构内圈中，在固土长臂22的压力下，环形结构对沉水植物根系周围的泥土进行压实；

步骤七：最后种植装置上提，相互拼接的环形结构在水的阻力下分开，固土夹23自然下垂，不会对沉水植物造成的机械损伤。当上提至水面以上后，按压卡扣旋柄132，使卡扣131旋转至可允许水平臂21通过时，将水平臂21推至圆孔滑槽13顶端，种植装置还原至初始状态。

本发明所述的一种流动水体中的沉水植物种植装置的特点和优势可总结为以下四点，第一，植物室30和固土夹23可旋转，减少回收装置的提升过程中对沉水植物造成机械损伤的可能性。此外，在流动水体中，旋转的植物室30可以阻挡部分水流，减少沉水植物种植过程中的水力干扰。第二，结构巧妙，种植过程节省人力操作简便，按压动力输入端11可同时带动植物室30、铲土尖端32旋转以及固土夹23下落，而回收过程同时带动植物室30、铲土尖端32闭合以及固土夹23回位。第三，固土系统20的铲土尖端32推开水生生态系统底泥，并配合固土夹23将底泥覆盖在植物根系顶部，以提高水生植物的固着性。第四，植物室30采用锥体承装沉水植物，并设计有固土夹23，固土夹23在原位时可与植物室30锥体一同在种植前支撑植物体，在植物室30打开时依重力自由下落，这一设计代替了沉水植物夹，减少机械损伤。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种流动水体中的沉水植物种植装置，其特征在于：包括折叠控制系统（10）、固土系统（20）、植物室（30），固土系统（20）活动安装在折叠控制系统（10）上部，植物室（30）位于折叠控制系统（10）下部；

所述折叠控制系统（10）包括从上至下依次设置的动力输入端（11）、两根驱动臂（14）、两根开合动力臂（12）；一根驱动臂（14）对应一根开合动力臂（12），两根驱动臂（14）的上端分别铰接于动力输入端（11），开合动力臂（12）的上端铰接于驱动臂（14）的下端；两根开合动力臂（12）相互交叉布置，于中段位置相互铰接；两根驱动臂（14）和两根开合动力臂（12）形成剪刀叉结构；

所述植物室（30）包括两个植物室框架（31），两个植物室框架（31）位于两根开合动力臂（12）相互铰接处的下方，一个植物室框架（31）固定于一根开合动力臂（12），两个植物室框架（31）合并形成双锥形结构，双锥形结构的顶部与底部均为尖头，一个植物室框架（31）内为左室（311），另一个植物室框架（31）内为右室（312），左室（311）和右室（312）为植物放置空间；植物室框架（31）上开设有用于投放植物的旋转门（34）；

所述固土系统（20）包括水平臂（21）、固土长臂（22）、固土夹（23）；两根开合动力臂（12）相互铰接处的上方部分分别设有圆孔滑槽（13），圆孔滑槽（13）沿开合动力臂（12）长度方向设置；植物室框架（31）上表面的锥面上开设有方孔滑槽（33），方孔滑槽（33）沿植物室框架（31）的锥度方向设置；水平臂（21）的两端分别设有一个限位于圆孔滑槽（13）内活动的销轴，水平臂（21）的两端分别设有一根固土长臂（22），固土长臂（22）保持垂直于地面，一个固土长臂（22）对应一个方孔滑槽（33），固土长臂（22）穿过方孔滑槽（33），固土长臂（22）上端固连水平臂（21），下端位于植物放置空间内，固土长臂（22）的下端设有一个固土夹（23）。

2.根据权利要求1所述的一种流动水体中的沉水植物种植装置，其特征在于：所述固土夹（23）为半环结构，环形的凸面中间位置与固土长臂（22）通过合页（24）连接，固土夹（23）向对侧固土夹（23）转动，初始状态下，固土夹（23）下部向对侧固土夹（23）保持倾斜。

3.根据权利要求2所述的一种流动水体中的沉水植物种植装置，其特征在于：所述固土夹（23）半环结构的一端为凸棱（242），另一端为供对侧固土夹（23）的凸棱（242）插入的凹槽（241）。

4.根据权利要求1所述的一种流动水体中的沉水植物种植装置，其特征在于：所述植物室框架（31）的底部尖头处设有铲土尖端（32），两个植物室框架（31）的铲土尖端（32）合并形成锥体，铲土尖端（32）的锥度小于两个植物室框架的双锥形结构的锥度。

5.根据权利要求1所述的一种流动水体中的沉水植物种植装置，其特征在于：所述固土长臂（22）为可弹性压缩的。

6.根据权利要求1所述的一种流动水体中的沉水植物种植装置，其特征在于：所述圆孔滑槽（13）靠下的一端内设有用于限位销轴活动的卡扣（131），卡扣（131）末端具有卡扣旋柄（132）。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种流动水体中的沉水植物种植装置的种植方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将沉水植物的根系用土壤包裹，保证沉水植物的重心位于根部位置，保证沉水植物在水中能下沉；

步骤二：打开旋转门（34），将根部带土的沉水植物投放至植物放置空间内，保持根部在下的状态；

步骤三：将种植装置插入流动水体中缓慢下降，直至铲土尖端（32）插入河床的泥土中,种植装置保持竖直状态，河水缓慢从方孔滑槽（33）进入植物放置空间，植物放置空间内外压逐渐平衡；

步骤四：然后继续下压动力输入端（11），使两根驱动臂（14）的下端分别向两侧张开，进而带动两根开合动力臂（12）分别向外侧移动，两根开合动力臂（12）绕其铰接点发生转动，两根开合动力臂（12）的下端相对张开，通过铲土尖端（32）将泥土拨开，形成土坑，带动植物室框架（31）向外侧移动，植物放置空间被打开，沉水植物根部朝下掉落进入土坑；

步骤五：与此同时，两根驱动臂（14）下降，两根驱动臂（14）之间的夹角变大，带动两根开合动力臂（12）交叉转动，水平臂（21）两端的销轴受到开合动力臂（12）的作用力，沿圆孔滑槽（13）向下移动，由于两根开合动力臂（12）交叉转动，其高度变小，固土长臂（22）相对开合动力臂（12）向下移动，直至泥土位置；

步骤六：当固土夹（23）接触到泥土时，继续受到固土长臂（22）向下的压力，固土夹（23）向对侧固土夹（23）转动，固土夹（23）转动时将泥土向沉水植物推动，包裹沉水植物的根部，稳固沉水植物，当两个固土夹（23）转动至水平状态时，通过凸棱（242）和凹槽（241）相互拼接，形成整体的环形结构，沉水植物位于环形结构内圈中，在固土长臂（22）的压力下，环形结构对沉水植物根系周围的泥土进行压实；

步骤七：最后种植装置上提，相互拼接的环形结构在水的阻力下分开，固土夹（23）自然下垂，不会对沉水植物造成的机械损伤。

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