CN114354606A - 一种用于监测病毒对植物影响的系统及方法 - Google Patents

一种用于监测病毒对植物影响的系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于监测病毒对植物影响的系统及方法，能够实现对实验植株自动拍照和自动浇水，并能防止外界的传播介体进入造成试验污染，包括：平台支架、水平转台、弧形导轨和隔离罩；所述水平转台设置在所述平台支架上，所述水平转台包括驱动组件和阶梯圆台，所述阶梯圆台用于放置实验植株，通过所述驱动组件驱动所述阶梯圆台水平旋转，所述阶梯圆台带动所述实验植株一起旋转；所述弧形导轨固定在所述平台支架上，所述弧形导轨所在平面和所述平台支架的台面垂直，所述弧形导轨上设有拍摄组件和喷水组件；所述平台支架上设有隔离罩；所述拍摄组件和所述喷水组件通过与所述水平转台的协同配合，实现对所有实验植株的自动浇水和多角度自动拍摄。

Description

一种用于监测病毒对植物影响的系统及方法
技术领域
本发明属于植物监测技术领域，特别是涉及一种用于监测病毒对植物影响的系统及方法。
背景技术
植物病毒病是一类重要的病害，严重影响作物的品质和产量；植物受到病毒危害后，不同的时间段会表现出相应的症状。症状识别是病害鉴定的基础；通过人为的对植株接种植物病毒，观测接种植株与健康植株表型上的变化，对研究植物病毒的致病性及治病机理具有重要意义，为预防和防治植物病毒奠定基础。
在监测病毒对植物影响的实验过程中，科研人员需要每天去培养室观察实验植株的症状变化，并及时给植株浇水，一旦科研人员出差没有现场观察症状变化或者浇水等管理，将导致记录结果遗漏，势必影响实验结果，同时由于多种植物病毒可通过烟粉虱、蚜虫等小型昆虫来传播，也可通过人事操作传播，因此，在监测病毒对植物影响实验过程中，容易受到外界的传播介体进入造成试验污染，导致实验结果不准确。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于监测病毒对植物影响的系统及方法，能够实现对实验植株自动拍照和自动浇水，并能防止外界的传播介体进入造成试验污染。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于监测病毒对植物影响的系统，包括： 平台支架、水平转台、弧形导轨和隔离罩；
所述水平转台设置在所述平台支架上，所述水平转台包括驱动组件和阶梯圆台，所述阶梯圆台用于放置实验植株，通过所述驱动组件驱动所述阶梯圆台水平旋转，所述阶梯圆台带动所述实验植株一起旋转；
所述弧形导轨固定在所述平台支架上，所述弧形导轨所在平面和所述平台支架的台面垂直，所述阶梯圆台的轴线在所述弧形导轨所在的平面上，所述弧形导轨上设有拍摄组件和喷水组件；
所述拍摄组件能够沿着弧形导轨运动，再配合水平转台的旋转，可以实现对实验植株从下到上、从上到下和侧面等多角度拍摄。
所述喷水组件能够沿着弧形导轨运动，再配合水平转台的旋转，可以实现对所有实验植株的浇灌。
通过预先设定拍摄时间和浇水时间，在设定时间点，所述拍摄组件和所述喷水组件可以自动沿着弧形导轨运动，并在特定位置完成自动拍照和浇水，同时将拍摄照片保存，这样科研人员就不需要每天亲自去现场观察实验植株症状和给实验植株浇水，只在需要时候查看照片，从照片上了解实验植株的症状即可，节省了科研人员大量时间。
所述平台支架上设有隔离罩，所述隔离罩将所述平台支架、所述弧形导轨、所述拍摄组件和所述喷水组件全部罩在里面，防止外界传播介体进入，影响实验结果。
可选的，所述驱动组件包括驱动电机、第一齿轮、第二齿轮和圆台转轴，所述圆台转轴和所述阶梯圆台同轴固定连接，所述圆台转轴和所述平台支架转动连接，所述驱动电机和第一齿轮同轴固定连接，所述第二齿轮和所述圆台转轴同轴固定连接，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合，结构简单，设计合理，传动可靠。
可选的，所述拍摄组件包括电动滑块机构和相机，所述相机固定在所述电动滑块机构上，通过所述电动滑块机构带动所述相机在所述弧形导轨上运动，可以实现相机多角度拍摄。
可选的，所述喷水组件包括电动滑块机构和水雾喷头，所述水雾喷头固定在所述电动滑块机构上，通过所述电动滑块机构带动所述水雾喷头在所述弧形导轨上运动，所述水雾喷头通过电动水阀控制水流的通断，可以实现对所有所述实验植株都完成浇水，并且可以控制浇水量和浇水时间。
可选的，所述电动滑块机构包括滑板组件、滚轮、驱动齿轮和步进电机，所述弧形导轨上设有弧形齿条，所述滚轮、所述驱动齿轮和所述步进电机均固定在所述滑板组件上，所述驱动齿轮和所述步进电机同轴固定连接，所述弧形齿条和所述驱动齿轮啮合，所述滚轮与所述导轨的弧形轨道配合，结构简单，通过控制步进电机的转动，可以实现控制所述电动滑块在特定的位置停止。
可选的，所述阶梯圆台内部有空腔，所述阶梯圆台的台阶上有若干排水孔，所述排水孔与所述空腔相连，所述空腔底部开有排水口，能将多余的水分及时排走，防止多余水分导致交叉污染。
可选的，所述隔离罩包括支撑架、保温膜和防虫网，所述支撑架的一半固定所述保温膜形成保温罩，所述支撑架的另一半固定所述防虫网形成防虫罩，一个隔离罩同时拥有保温罩和防虫罩，能够适应不同时间场合，如气温高时使用防虫罩，气温低时，使用保温罩。
可选的，所述支撑架包括连接座和若干“门”形支架，所述“门”形支架的两端脚成扇形分别插入所述连接座内并通过销子铰接，可以实现支撑架折叠，从而实现整个隔离罩可折叠。
可选的，所述平台支架的支撑脚上设置有脚轮，方便移动。
一种用于监测病毒对植物影响的方法，包括如下步骤：
接种步骤，给部分所述实验植株接种病毒；
培养步骤，将已接种病毒的植株和健康植株一起放置在所述用于监测病毒对植物影响的系统中培养，有效避免了外界传播介体的进去，试验结果更加准确预设自动浇水时间，当到达预设时间点时，所述水平转台带动所述实验植株绕所述阶梯圆台的轴线水平旋转，所述喷水组件沿着弧形导轨运动并自动喷水，避免人工淋水直接接触试验材料造成的污染，同时也可节省科研人员浇水时间。
观察步骤，预设拍摄时间，当到达预设时间点时，所述水平转台带动所述实验植株绕所述阶梯圆台的轴线水平旋转，所述拍摄组件沿着所述弧形导轨运动并在特定位置自动拍摄照片并保存，通过对所述照片对比得到所述接种植株和所述健康植株表型上的变化情况，可帮助科研人员节省去现场观察的时间，便于科研人员不在现场时也可获得试验结果。
附图说明
图1显示为本发明中用于监测病毒对植物影响的系统的整体布局图。
图2显示为本发明中一种实施例中水平转台的结构示意图。
图3显示为本发明中另一种实施例中水平转台的结构示意图。
图4显示为本发明中电动滑块机构的结构示意图。
图5显示为本发明中隔离罩的结构示意图。
图6显示为本发明中阶梯圆台排水系统结构的示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1-图6。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。
请参阅图1-图5，本发明提供一种用于监测病毒对植物影响的系统的实施例，包括：平台支架1、水平转台2、弧形导轨4和隔离罩3；
所述水平转台2设置在所述平台支架1上，所述水平转台2包括驱动组件和阶梯圆台210，所述阶梯圆台210用于放置实验植株8，所述实验植株8放置在所述阶梯圆台210的台阶上，方便从不同角度观察所述实验植株8，如有的植物病毒接种后要重点观察叶脉，就需要从叶背观察，并且实验植株8放置在所述台阶上有利于采光和空气流通，所述阶梯圆台210通过所述驱动组件驱动实现水平自转，所述阶梯圆台210带动所述实验植株8一起绕所述阶梯圆台210轴线转动；
所述弧形导轨4固定在所述平台支架1上，所述弧形导轨4所在平面和所述平台支架1的台面垂直，所述阶梯圆台210的轴线在所述弧形导轨4所在的平面上，所述弧形导轨4上设有拍摄组件和喷水组件；所述弧形导轨4，可以是半圆形弧形导轨，所述弧形导轨4中间可设挡板，所述拍摄组件和所述喷水组件位于挡板两侧，可以实现拍摄和浇水互不干扰；所述弧形导轨4也可以设置成四分之一圆弧导轨，所述拍摄组件和所述喷水组件单独分开作业，当需要拍摄时，喷水组件静止在所述弧形导轨4端部，拍摄组件沿着弧形导轨4运动，并在特定位置拍摄；当需要浇水时，所述拍摄组件静止位于所述弧形导轨4的另一端部，喷水组件沿着弧形导轨运动，在特定位置喷水，并且可以控制浇水量和浇水时间。
所述拍摄组件、所述喷水组件和所述水平转台2通过有线或无线的方式与控制台连接，所述控制台可以发出指令，让所述拍摄组件、所述喷水组件和所述水平转台完成相应的动作；如可以通过预设拍摄时间，当到达预设时间点时，所述水平转台2自动水平旋转，所述拍摄组件沿着所述弧形导轨4运动并在特定位置自动拍摄照片并保存，通过拍摄组件沿弧形导轨4运动，配合水平转台2转动，实现对所述实验植株8的多角度拍摄，科研人员只需要通过照片就可以了解到所述接种植株和所述健康植株表型上的变化；还可以预设自动浇水时间，当到达预设时间点时，所述水平转台2带动所述实验植株8自动水平旋转，所述喷水组件沿着所述弧形导轨4运动并自动喷水，通过喷水组件和水平转台2的协同配合，实现对所有所述实验植株8的浇灌。
所述平台支架上设有隔离罩3，所述隔离罩3将所述弧形导轨4、所述阶梯圆台210、所述拍摄组件和所述喷水组件均罩在里面，多种植物病毒可通过烟粉虱、蚜虫等小型昆虫来传播，也可通过人事操作传播，通过隔离罩3可以避免外界传播介体进入影响实验结果。
本实施例中，请参阅图2，所述驱动组件包括驱动电机201、第一齿轮202、第二齿轮204和圆台转轴203，所述圆台转轴203和所述阶梯圆台210同轴固定连接，所述圆台转轴203和所述平台支架1转动连接，可以采用轴承连接。所述驱动电机201和第一齿轮202同轴固定连接，所述第二齿轮204和所述圆台转轴203同轴固定连接，所述第一齿轮202和所述第二齿轮204啮合，通过控制所述电机201的转动就能实现控制所述阶梯圆台210的转动，设计合理，结构简单，可靠。
本实施例中，请参阅图3，所述驱动组件包括外齿回转支撑轴承、驱动电机201和第一齿轮202，所述外齿回转支撑轴承包括轴承外圈221和轴承内圈222，所述外齿回转支撑轴承的轴承内圈222用螺栓固定安装所述平台支架1上，所述外齿回转支撑轴承的轴承外圈221与所述阶梯圆台210同轴固定连接，可以采用螺栓连接，所述驱动电动机201输出轴上固定安装有所述第一齿轮202，所述第一齿轮202与所述外齿回转支撑轴承的轴承外圈222啮合，通过所述驱动电机驱201驱动所述第一齿轮202，所述第一齿轮202带动所述外齿回转支撑轴承的外圈222旋转，所述轴承外圈222带动阶梯圆台210转动，转动平稳、可靠，承载能力强。
本实施例中，请参阅图2，所述驱动组件包括驱动电机201、第一链轮（第一皮带轮）、第二链轮（第二皮带轮）、圆台转轴203和链条（皮带），所述圆台转轴203和所述阶梯圆台210同轴固定连接，所述驱动电机201和所述第一链轮（第一皮带轮）同轴固定配合，所述圆台转轴203和所述第二链轮（第二皮带轮）同轴固定配合，所述第一链轮（第一皮带轮）、所述第二链轮（第二皮带轮）和所述链条（皮带）传动配合，通过所述驱动电机201带动所述阶梯圆台转动，传动路径清晰，结构简单可靠。
本实施例中，请参阅图1，所述拍摄组件包括电动滑块机构5和相机7，所述相机7固定在所述电动滑块机构5上，通过所述电动滑块机构带动所述相机7在所述弧形导轨4上运动，实现从下往上或者从上往下等多角度拍摄。
本实施例中，请参阅图1，所述喷水组件包括电动滑块机构5和水雾喷头6，所述水雾喷头6固定在所述电动滑块机构5上，通过所述电动滑块机构5带动所述水雾喷头6在所述弧形导轨4上运动，所述水雾喷头6通过电动水阀控制水流的通断，可以实现电动控制喷水时间和喷水量。
本实施例中，请参阅图4，所述电动滑块机构包括滑板组件501、滚轮502、驱动齿轮504和步进电机503，所述弧形导轨4上设有弧形齿条401，所述滚轮502、所述驱动齿轮504和所述步进电机503均固定在所述滑板组件501上，所述驱动齿轮504和所述步进电机503同轴固定连接，所述弧形齿条401和所述驱动齿轮504啮合，所述滚轮502与所述弧形导轨4的弧形轨道402配合，通过控制步进电机503的驱动作用，可以实现控制所述电动滑块5在所述弧形导轨4上运动或者在特定的位置停止。
本实施例中，请参阅图6，所述阶梯圆台210内部有空腔212，所述阶梯圆台210的台阶上有若干排水孔211，所述排水孔211与所述空腔212相连，所述空腔212底部开有出水口213，所述实验植株8均放置在所述排水孔211上，有利于通风，同时可以及时的将多余的水分从出水口213处排出到所述支架平台上，防止因为多余的水分流动造成交叉污染。
本实施例中，所述阶梯圆台210的所述台阶上设置垫块，所述垫块上放置网格板，所述实验植株8均放置所述网格板上，多余水分可以从所述网格板漏到所述阶梯平台210上，再从阶梯平台210流到所述平台支架1上，结构简单，同时起到通风、排水作用。
本实施例中，请参阅图6，所述平台支架上设置防水圈102，所述防水圈成环状封闭结构，所述防水圈高度比所述阶梯圆台210和所述平台支架1之间间隙小，所述防水圈102与所述平台支架1紧密贴合，所述防水圈102将所述驱动组件围在里面，防止外部水分流入驱动组件，影响驱动组件零部件的使用，所述防水圈102外的所述平台支架台面可以设置成格栅网，既方便通风，又有利于排水，所述阶梯圆台210上多余的水排到所述平台支架上，然后从所述格栅网流出。
本实施例中，请参阅图1和图5所述隔离罩包括支撑架、保温膜303和防虫网302，所述保温膜303可以是塑料薄膜，所述防虫网302可以是纱网，所述支撑架的一半固定所述保温膜303形成保温罩，所述支撑架的另一半固定所述防虫网302形成防虫罩，所述保温罩和所述防虫罩都可以单独把所述水平转台、所述实验植株、所述弧形导轨罩在里面，实现一个隔离罩，同时包含保温罩和防虫罩，当气温高时，用防虫罩，当气温低时，使用保温罩。
本实施例中，请参阅图5，所述支撑架包括连接座305和若干“门”形支架301，所述“门”形支架301可以由两根竖杆和一根横杆通过直角二通连接而成，所述“门”形支架301的两端脚成扇形分别插入所述连接座305内并通过销子铰接，每个所述“门”形支架301均可以绕所述连接座305转动，实现所述支撑架可折叠的，当需要使用所述保温罩时，直接展开固定有所述保温膜303的部分支撑架形成保温罩，所述防虫罩处于折叠状态，当需要使用所述防虫罩时，直接展开固定有所述防虫网302的部分支撑架形成防虫罩，此时所述保温罩处于折叠状态。防虫罩和保温罩切换方便，适应不同场景，同时所述防虫罩和所述保温罩都具有隔离外界传播介体进去的功能。
本实施例中，请参阅图1，所述平台支架1的支撑脚上设置有脚轮101，方便移动。
一种用于监测病毒对植物影响的方法，包括如下步骤：
接种步骤，给部分所述实验植株8接种病毒；
培养步骤，将已接种植物病毒的植株和健康植株一起放置在所述用于监测病毒对植物影响的系统中培养；预设自动浇水时间，当到达预设时间点时，所述水平转台2带动所述实验植株8绕所述阶梯圆台210的轴线水平旋转，所述喷水组件沿着所述弧形导轨4运动并自动喷水，避免人工淋水直接接触试验材料造成的污染，同时也可节省科研人员浇水时间。
观察步骤，预设拍摄时间，当到达预设时间点时，所述水平转台2带动所述实验植株8绕所述阶梯圆台210的轴线水平旋转，所述拍摄组件沿着弧形导轨4运动并在特定位置自动拍摄照片并保存，通过所述照片对比得到所述接种植株和所述健康植株表型上的变化情况，可帮助科研人员节省去现场观察的时间，便于科研人员不在现场时也可获得试验结果。
一般试验周期60天内，前15天是重点观察期，表型变化主表现在所述接种植株的新叶上，叶片会生长异常（如花叶、坏死、皱缩、叶脉肿大等），后期是整株的变化（株高、长势等）。
整个试验过程是在所述用于监测病毒对植物影响的系统中进行，有效避免了外界传播介体的干扰，试验结果更加准确，实现了对实验植株的自动浇水和自动拍摄，避免人工淋水直接接触试验材料造成的污染，同时节省了科研工作者大量的时间。
综上所述，本发明通过将接种植物病毒的植株和健康植株同时放置在所述用于监测病毒对植物影响的系统中培养，通过所述隔离罩3的隔离作用，有效避免了外界传播介体的干扰，试验结果更准确，通过所述拍摄组件和所述喷水组件与所述水平转台2的协同配合，实现对实验植株8的自动拍摄和浇灌，所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于监测病毒对植物影响的系统，其特征在于，包括： 平台支架、水平转台、
弧形导轨和隔离罩；
所述水平转台设置在所述平台支架上，所述水平转台包括驱动组件和阶梯圆台，所述阶梯圆台用于放置实验植株，通过所述驱动组件驱动所述阶梯圆台水平旋转，所述阶梯圆台带动所述实验植株一起旋转；
所述弧形导轨固定在所述平台支架上，所述弧形导轨所在平面和所述平台支架的台面垂直，所述阶梯圆台的轴线在所述弧形导轨所在的平面上，所述弧形导轨上设有拍摄组件和喷水组件；
所述平台支架上设有隔离罩，所述阶梯圆台、所述实验植株、所述弧形导轨、所述拍摄组件和所述喷水组件均位于所述隔离罩内。
2.根据权利要求1所述的用于监测病毒对植物影响的系统，其特征在于：所述驱动组件包括驱动电机、第一齿轮、第二齿轮和圆台转轴，所述圆台转轴和所述阶梯圆台同轴固定连接，所述圆台转轴和所述平台支架转动连接，所述驱动电机和第一齿轮同轴固定连接，所述第二齿轮和所述圆台转轴同轴固定连接，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合。
3.根据权利要求1所述的用于监测病毒对植物影响的系统，其特征在于：所述拍摄组件包括电动滑块机构和相机，所述相机固定在所述电动滑块机构上，通过所述电动滑块机构带动所述相机在所述弧形导轨上运动。
4.根据权利要求1所述的用于监测病毒对植物影响的系统，其特征在于：所述喷水组件包括电动滑块机构和水雾喷头，所述水雾喷头固定在所述电动滑块机构上，通过所述电动滑块机构带动所述水雾喷头在所述弧形导轨上运动，所述水雾喷头通过电动水阀控制水流的通断。
5.根据权利要求3或4任一所述的用于监测病毒对植物影响的系统，其特征在于：所述电动滑块机构包括滑板组件、滚轮、驱动齿轮和步进电机，所述弧形导轨上设有弧形齿条，所述滚轮、所述驱动齿轮和所述步进电机均固定在所述滑板组件上，所述驱动齿轮和所述步进电机同轴固定连接，所述弧形齿条和所述驱动齿轮啮合，所述滚轮与所述弧形导轨的弧形轨道配合。
6.根据权利要求1-4任一所述的用于监测病毒对植物影响的系统，其特征在于：所述阶梯圆台内部有空腔，所述阶梯圆台的台阶上有若干排水孔，所述排水孔与所述空腔相连，所述空腔底部开有出水口。
7.根据权利要求1所述的用于监测病毒对植物影响的系统，其特征在于：所述隔离罩包括支撑架、保温膜和防虫网，所述支撑架的一半固定所述保温膜形成保温罩，所述支撑架的另一半固定所述防虫网形成防虫罩。
8.根据权利要求7所述的用于监测病毒对植物影响的系统，其特征在于：所述支撑架包括连接座和若干“门”形支架，所述“门”形支架的两端脚成扇形分别插入所述连接座内并通过销子铰接。
9.根据权利要求1、2、3、4、7或8任一所述的用于监测病毒对植物影响的系统，其特征在于：所述平台支架的支撑脚上设置有脚轮。
10.一种用于监测病毒对植物影响的方法，其特征在于：利用权利要求1-9任一所述的用于监测病毒对植物影响的系统，包括如下步骤：
接种步骤，给部分所述实验植株接种病毒；
培养步骤，将接种了病毒的接种植株和健康植株一起放置在所述用于监测病毒对植物影响的系统中培养；预设自动浇水时间，当到达预设时间点时，所述水平转台带动所述实验植株绕所述阶梯圆台的轴线水平旋转，所述喷水组件沿着弧形导轨运动并自动喷水；
观察步骤，预设拍摄时间，当到达预设时间点时，所述水平转台带动所述实验植株绕所述阶梯圆台的轴线水平旋转，所述拍摄组件沿着所述弧形导轨运动并在特定位置自动拍摄照片并保存，通过所述照片对比得到所述接种植株和所述健康植株表型上的变化情况。
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