CN113933102B - 一种不同水深浮游生物样品采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及浮游生物采集领域，具体涉及一种不同水深浮游生物样品采集装置，包括采集船和第一外筒，第一外筒顶端连接有线缆，第一外筒内连接有电机，第一外筒底端连接有第二外筒，第二外筒内滑动连接有第一支撑块和第二支撑块，第二支撑块开设有进水孔，进水孔旁边设有第一挡杆，第二支撑块上表面还连接有定位机构，第一支撑块和第二支撑块之间共同转动连接有转动管，转动管底端开设有定位槽，转动管外表面连接有收集管，收集管底端连接有开合机构，第一支撑块、转动管和第二支撑块共同转动连接有传动轴，传动轴与转动管之间连接有转换机构；采用本发明技术方案能够实现不同水深下的浮游生物取样，提高了采样工作效率，适用于浮游生物采集使用。

Description

一种不同水深浮游生物样品采集装置

技术领域

本发明涉及浮游生物采集领域，具体涉及一种不同水深浮游生物样品采集装置。

背景技术

浮游生物泛指生活于水中而缺乏有效移动能力的漂流生物，主要由浮游植物和浮游动物构成，是水生生态系统的重要组成部分，也是水生生态系统生产力的主要构成部分，对水生生态系统平衡的维持和生态过程的正常进行具有重要作用。目前的水环境监测中，浮游生物监测已经慢慢得到重视，并在水生态环境质量评价中起到了举足轻重的作用。目前浮游生物采样基本还沿用常规的采样网，由于采样网网口一直处于敞开状态，导致采集不同深度水层的浮游生物时会产生多个深度水层浮游生物混杂情况，影响浮游生物监测的准确性；并且不能采集不同水深的浮游生物，工作效率低下。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种不同水深浮游生物样品采集装置，以解决现有技术中不能采取不同水深的浮游生物和采样效率低的问题。

为达上述目的，本发明提供基础方案是：一种不同水深浮游生物样品采集装置，包括采集船和第一外筒，所述第一外筒顶端连接有线缆，所述线缆与采集船连接，所述第一外筒内连接有电机，所述电机输入端通过线缆与采集船连接；

所述第一外筒底端固定连接有第二外筒，所述第二外筒内滑动连接有第一支撑块和第二支撑块，所述第一支撑块和第二支撑块分别设于第二外筒上端和下端，所述第二支撑块开设有进水孔，所述进水孔旁边设有与第二支撑块上表面固定连接的第一挡杆，所述第二支撑块上表面还连接有定位机构，所述第一支撑块和第二支撑块之间共同转动连接有转动管，所述转动管底端开设有多个周向均匀分布的定位槽，所述定位槽与定位机构配合设置，所述转动管外表面连接有多个周向均匀分布的收集管，所述收集管与定位槽一一对应且相互配合，所述收集管底端连接有开合机构，所述第一挡杆和进水孔均在开合机构的运动轨迹内，所述第一支撑块、转动管和第二支撑块共同转动连接有传动轴，所述传动轴与转动管之间连接有转换机构，所述传动轴顶端与电机输出端连接；

所述第二外筒底端固定连接有第三外筒，所述第二外筒和第三外筒通过进水孔连通，所述第三外筒底端固定连接有支撑架，所述支撑架开设有多个通孔，所述支撑架与第二支撑块之间转动连接有螺旋杆，所述螺旋杆顶端与传动轴底端连接，所述第三外筒底端连接有压力传感器，所述压力传感器通过线缆与采集船连接。

方案的原理及效果：对海洋中的浮游生物进行采样时，将采集船开到指定位置并放下本采集装置，采样装置通过线缆与采集船的控制室连通，可以通过线缆控制采集装置；放下采集装置后，控制电机启动，此时电机输出端在转换机构的作用下只与传动轴连接，传动轴带动螺旋杆一起转动，螺旋杆将水推进第三外筒和第二外筒内，采集装置下降；通过压力传感器可知采集装置下降的深度，下降到指定的采样深度之后，电机停止转动，通过转换机构控制电机输出端与转动管连接，再次启动电机，电机通过转动管带动收集管转动，当转动管底端的其中一个定位槽与定位机构位于同一铅垂线时，此时收集管底端的开合机构与进水孔相互重合，并且此时收集管底端的开合机构在第一挡杆的作用下打开，收集管通过进水孔与外部连通，外部的水在水压的作用下流入收集管内，完成当前水深的样品采集，一段时间之后，电机再次通过传动轴带动收集管转动，定位槽与定位装置相互错开，第一挡杆也不在与开合机构相互配合，开合机构关闭，此时收集管呈密封状态；当要采集另一水深的浮游生物时，控制室通过线缆控制电机正转或反转，并控制采集装置去往相应的深度，然后采集原理同上，再次通过转换机构控制转动管转动，并将另一个收集管采集当前水深的样品水；采集完成之后，只需要通过采集船上的卷扬机拉动线缆，实现快速收回采样装置，完成采样。

进一步，所述转换机构包括第一电磁铁和传动键，所述第一电磁铁通过线缆与采集船连接，所述传动轴外表面开设有卡槽，所述卡槽设于转动管内侧，所述转动管内侧表面开设有与卡槽相互连通的通槽，所述第一电磁铁固定连接在通槽的内侧，所述传动键滑动穿设在通槽一侧，所述第一电磁铁和传动键之间连接有弹簧，所述传动键在卡槽的运动轨迹内，所述卡槽与传动键配合设置。

采用上述方案，通过第一电磁铁控制传动键的运动状态，当第一电磁铁通电时，电磁铁吸住传动键，此时弹簧压缩，传动轴单独转动；第一电磁铁断电时，弹簧恢复呈自然状态，并推动传动键与卡槽相互卡合，此时传动轴转动时会通过传动键和卡槽的配合带动转动管一起转动。

进一步，所述定位机构包括限位块和第二电磁铁，所述第二支撑块上表面开设有凹槽，所述第二电磁铁设于凹槽内，所述第二电磁铁通过线缆与采集船连接，所述限位块滑动穿设在凹槽一侧，所述限位块与第二支撑块之间连接有弹簧，所述限位块底端与第二电磁铁配合设置，所述限位块均在定位槽的运动轨迹内，所述限位块与定位槽配合设置。

采用上述方案，通过第二电磁铁控制限位块的运动状态，当第二电磁铁断电时，弹簧伸展，限位块穿出凹槽，限位块的顶端其中一个定位槽相互卡合，此时收集管底端与进水孔相互重合，开合机构在第一挡杆的作用下打开，收集管与外部连通；需要转换收集管时，第二电磁铁通电并带动限位块向下滑动，弹簧压缩，此时限位块不与定位槽相互卡合，转动管可以带动收集管一起转动。

进一步，所述开合机构包括第一支撑环、第二支撑环和转动环，所述第一支撑环外表面开设有限位孔，所述第一支撑环和第二支撑环均与收集管底端固定连接，所述转动环与第一支撑环内壁转动连接，所述限位孔内设有与转动环外表面固定连接的第二挡杆，所述第一挡杆在第二挡杆的运动轨迹内，所述第二支撑环设于第一支撑环内圈，所述第二支撑环与转动环之间连接有发条弹簧，所述第二支撑环一端与收集管连通，所述第二支撑环远离收集管的端面转动连接有多个周向均匀分布的转动块，多个所述转动块共同组成圆盘，每个所述转动块与转动环之间均连接有连杆，所述连杆均与转动块和转动环转动连接。

采用上述技术方案，收集管转动时，当第一挡杆抵住第二挡杆时，第二挡杆会带动转动环转动，转动环通过连杆带动转动块同时转动并打开第二支撑环，此时第二支撑环与进水孔连通。

进一步，所述转动管端开设有限位槽，所述限位块在限位槽的运动轨迹内，所述限位槽与限位块配合设置。

采用上述技术方案，限位槽与限位块相互卡合时，此时收集管底端均不与进水孔相互重合，只是对转动管起固定作用，防止第二外管内部进水时，转动管转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过转动管带动多个收集管分别与进水孔配合，能够采取不同水深的水样，并对水样中的浮游生物进行数据采集；通过开合机构能够快速打开和闭合收集管的开口，提高了工作效率；并且收集管内的样品都会保持在采集时的水压，保证水中的浮游生物不会因采集后的水压不同而死亡。

附图说明

图1为本发明一种不同水深浮游生物样品采集装置爆炸图；

图2为本发明图1种A处放大示意图；

图3为本发明转动管剖视图；

图4为本发明转动管底部示意图；

图5为本发明第二支撑块剖视图；

图6为本发明开合机构结构示意图；

图7为本发明开合机构打开示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：1第一外筒、2线缆、3电机、4第二外筒、5第一支撑块、6第二支撑块、7进水孔、8第一挡杆、9转动管、10定位槽、11收集管、12传动轴、13第三外筒、14支撑架、15螺旋杆、16第一电磁铁、17传动键、18卡槽、19限位块、20第二电磁铁、21第一支撑环、22第二支撑环、23转动环、24限位孔、25第二挡杆、26发条弹簧、27转动块、28连杆、29限位槽。

实施例：

如图1至图6所示，一种不同水深浮游生物样品采集装置，包括采集船和第一外筒1，采集船在图中并未表示出，第一外筒1顶端连接有线缆2，线缆2一端与采集船控制室连接，第一外筒1内通过螺栓固定连接有电机3，电机3输出端竖直向下，电机3输入端通过线缆2与采集船连接；

第一外筒1底端通过螺栓固定连接有第二外筒4，第一外筒1和第二外筒4之间还连接有密封圈，提高密封效果，密封圈在图1中可看出，第二外筒4内滑动连接有第一支撑块5和第二支撑块6，第一支撑块5和第二支撑块6分别设于第二外筒4上端和下端，第二支撑块6开设有进水孔7，进水孔7旁边设有与第二支撑块6上表面螺纹连接的第一挡杆8，第二支撑块6上表面还连接有定位机构；定位机构包括限位块19和第二电磁铁20，第二支撑块6上表面开设有凹槽，第二电磁铁20设于凹槽内，第二电磁铁20通过线缆2与采集船连接，限位块19滑动穿设在凹槽一侧，第二电磁铁20设于限位块19下方，限位块19底端与第二电磁铁20配合设置，限位块19底端与第二支撑块6之间连接有弹簧，弹簧设于第二限位块19的内侧；第一支撑块5和第二支撑块6之间共同转动连接有转动管9，转动管9底端开设有三个周向均匀分布的定位槽10，限位块19的顶端均在定位槽10的运动轨迹内，限位块19与定位槽10配合设置，转动管9外表面连接有三个周向均匀分布的收集管11，收集管11与转动管9之间通过螺栓固定连接，收集管11与定位槽10一一对应且相互配合，收集管11底端连接有开合机构；

如图6所述，开合机构包括第一支撑环21、第二支撑环22和转动环23，第一支撑环21侧表面开设有限位孔24，第一支撑环21和第二支撑环22均与收集管11底端固定连接，转动环23与第一支撑环21内壁转动连接，限位孔24内设有与转动环23外表面焊接的第二挡杆25，第一挡杆8在第二挡杆25的运动轨迹内，第二支撑环22设于第一支撑环21内圈，所述第二支撑环22与转动环23之间连接有发条弹簧26，第二支撑环22与收集管11连通，第二支撑环22上端转动连接有四个周向均匀分布的转动块27，四个转动块27共同组成圆盘，圆盘能够完全覆盖第二支撑环22上端表面，圆盘能够实现对第二支撑环22和收集管11的密封，每个转动块27与转动环23之间均连接有连杆28，连杆28均与转动块27和转动环23转动连接；

如图7所示，当第一挡杆8抵住第二挡杆25时，第二挡杆25带动转动环23顺时针转动，转动环23再通过连杆28带动四个转动块27同时转动，并打开第二支撑环22的开口，此时发条弹簧26压缩，限位块19与收集管11相对应的定位槽10相互卡合，收集管11通过进水孔7与外部连通，外部的水在水压的作用下涌进收集管11内，经过一段时间后，收集管11内装满当前的样品水后，转动管9再次带动收集管11转动，第二电磁铁20通电将限位块19吸住并向下移动，第二挡杆25继续顺时针转动，当第二挡杆25穿过第一挡杆8和第一支撑环21之间的缝隙后，转动环23在发条弹簧26的作用下复位，第二挡杆25同时复位，开合机构闭合并将收集管11密封；

如图4所示，转动管9底端开设有三个周向均匀分布的定位槽10，每个定位槽10均与关于转动管9对称的收集管11一一对应，在图中可看出定位槽10与相配合的收集管11关于转动管9对称设置，限位槽29设于任意两个相邻定位槽10之间，定位槽10和限位槽29内可放置传感器，可以用来检测收集管11的运动状态；

第一挡杆8和进水孔7均在开合机构的运动轨迹内，第一支撑块5、转动管9和第二支撑块6共同转动连接有传动轴12，传动轴12与转动管9之间连接有转换机构；

如图3所示，转换机构包括第一电磁铁16和传动键17，第一电磁铁16通过线缆2与采集船连接，传动轴12侧表面开设有卡槽18，卡槽18设于转动管9内侧，转动管9内侧表面开设有与卡槽18位于同一水平面的通槽，第一电磁铁16通过螺栓固定连接在通槽的内侧，传动键17滑动穿设在通槽一侧，第一电磁铁16和传动键17之间连接有弹簧，弹簧设于转动管9的内部，传动键17在卡槽18的运动轨迹内，卡槽18与传动键17配合设置；

传动轴12顶端与电机3输出端连接，第二外筒4底端通过螺栓固定连接有第三外筒13，第二外筒4和第三外筒13通过进水孔7连通，第二外筒4和第三外筒13之间连接有密封圈，如图1可以看出，第三外筒13底端通过螺栓固定连接有支撑架14，支撑架14开设有多个通孔，每个通孔内可以根据实际情况安装不同大小的滤网，防止水中动物进入收集管11，支撑架14与第二支撑块6之间转动连接有螺旋杆15，螺旋杆15的外表面焊接有螺旋叶片，螺旋杆15顶端与传动轴12底端通过联轴器连接，第三外筒13底端连接有压力传感器，压力传感器通过线缆2与采集船连接，可以随时查看采集装置的当前深度。

具体实施过程如下：

将采集船开至相应的位置，放下采集装置，通过采集船控制室控制采集装置的下潜深度，当采集装置下潜到相应的深度时进行取样并保存，不同深度的样品保存至不同的收集管11内；采样完成之后，控制采集装置上潜，或通过采集船上的卷扬机收回采集装置，取下第一外筒1或第三外筒13，即可取出各个收集管11，并对采集的样品进行实验。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.一种不同水深浮游生物样品采集装置，包括采集船和第一外筒(1)，其特征在于：所述第一外筒(1)顶端连接有线缆(2)，所述线缆(2)与采集船连接，所述第一外筒(1)内连接有电机(3)，所述电机(3)输入端通过线缆(2)与采集船连接；

所述第一外筒(1)底端固定连接有第二外筒(4)，所述第二外筒(4)内滑动连接有第一支撑块(5)和第二支撑块(6)，所述第一支撑块(5)和第二支撑块(6)分别设于第二外筒(4)上端和下端，所述第二支撑块(6)开设有进水孔(7)，所述进水孔(7)旁边设有与第二支撑块(6)上表面固定连接的第一挡杆(8)，所述第二支撑块(6)上表面还连接有定位机构，所述第一支撑块(5)和第二支撑块(6)之间共同转动连接有转动管(9)，所述转动管(9)底端开设有多个周向均匀分布的定位槽(10)，所述定位槽(10)与定位机构配合设置，所述转动管(9)外表面连接有多个周向均匀分布的收集管(11)，所述收集管(11)与定位槽(10)一一对应且相互配合，所述收集管(11)底端连接有开合机构，所述第一挡杆(8)和进水孔(7)均在开合机构的运动轨迹内，所述第一支撑块(5)、转动管(9)和第二支撑块(6)共同转动连接有传动轴(12)，所述传动轴(12)与转动管(9)之间连接有转换机构，所述传动轴(12)顶端与电机(3)输出端连接；

所述第二外筒(4)底端固定连接有第三外筒(13)，所述第二外筒(4)和第三外筒(13)通过进水孔(7)连通，所述第三外筒(13)底端固定连接有支撑架(14)，所述支撑架(14)开设有多个通孔，所述支撑架(14)与第二支撑块(6)之间转动连接有螺旋杆(15)，所述螺旋杆(15)顶端与传动轴(12)底端连接，所述第三外筒(13)底端连接有压力传感器，所述压力传感器通过线缆(2)与采集船连接；

所述开合机构包括第一支撑环(21)、第二支撑环(22)和转动环(23)，所述第一支撑环(21)外表面开设有限位孔(24)，所述第一支撑环(21)和第二支撑环(22)均与收集管(11)底端固定连接，所述转动环(23)与第一支撑环(21)内壁转动连接，所述限位孔(24)内设有与转动环(23)外表面固定连接的第二挡杆(25)，所述第一挡杆(8)在第二挡杆(25)的运动轨迹内，所述第二支撑环(22)设于第一支撑环(21)内圈，所述第二支撑环(22)与转动环(23)之间连接有发条弹簧(26)，所述第二支撑环(22)一端与收集管(11)连通，所述第二支撑环(22)远离收集管(11)的端面转动连接有多个周向均匀分布的转动块(27)，多个所述转动块(27)共同组成圆盘，每个所述转动块(27)与转动环(23)之间均连接有连杆(28)，所述连杆(28)均与转动块(27)和转动环(23)转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种不同水深浮游生物样品采集装置，其特征在于：所述转换机构包括第一电磁铁(16)和传动键(17)，所述第一电磁铁(16)通过线缆(2)与采集船连接，所述传动轴(12)外表面开设有卡槽(18)，所述卡槽(18)设于转动管(9)内侧，所述转动管(9)内侧表面开设有与卡槽(18)相互连通的通槽，所述第一电磁铁(16)固定连接在通槽的内侧，所述传动键(17)滑动穿设在通槽一侧，所述第一电磁铁(16)和传动键(17)之间连接有弹簧，所述传动键(17)在卡槽(18)的运动轨迹内，所述卡槽(18)与传动键(17)配合设置。

3.根据权利要求2所述的一种不同水深浮游生物样品采集装置，其特征在于：所述定位机构包括限位块(19)和第二电磁铁(20)，所述第二支撑块(6)上表面开设有凹槽，所述第二电磁铁(20)设于凹槽内，所述第二电磁铁(20)通过线缆(2)与采集船连接，所述限位块(19)滑动穿设在凹槽一侧，所述限位块(19)与第二支撑块(6)之间连接有弹簧，所述限位块(19)底端与第二电磁铁(20)配合设置，所述限位块(19)均在定位槽(10)的运动轨迹内，所述限位块(19)与定位槽(10)配合设置。

4.根据权利要求2所述的一种不同水深浮游生物样品采集装置，其特征在于：所述转动管(9)端开设有限位槽(29)，限位块(19)在限位槽(29)的运动轨迹内，所述限位槽(29)与限位块(19)配合设置。