CN117232886A - 沉水植物定量采集设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了沉水植物定量采集设备及方法，涉及沉水植物取样设备技术领域，该设备包括采样船和设置在其上用于提供动力的动力部件，通过动力部件来调节产品的采样位置，所述采样船上端设有一个竖直穿孔，该竖直穿孔中滑动设有一个采样柱，所述采样柱下端设有用于采取水底沉水植物的采样部件，所述采样柱连接用于带动其上下运动的升降推动部件，通过升降推动部件可以调节采样的深度控制器交互的无线模块，所述动力部件和采样部件以及升降推动部件电性连接控制面板，本发明针对现有需要进行设计，可以根据需要将在不同的湖泊位置进行取样，并且可以获取相应的水深，从不同的水深获取沉水植物样品。

Description

沉水植物定量采集设备及方法

技术领域

本发明涉及沉水植物取样设备技术领域，具体是沉水植物定量采集设备及方法。

背景技术

沉水植物是湖泊生态系统中最重要的初级生产者，其种类丰富、分布面广，为鱼类、底栖动物等营造了良好的栖息环境，对稳定湖泊生态系统起到了重要作用，浅水湖泊中沉水植物占据优势时，可以抑制沉积物中氮、磷释放，降低水体氮、磷水平，控制藻类大量增殖，使湖泊向良性方向发展。所以湖泊沉水植物的群落组成、分布及生物量往往成为反映湖泊生态健康状况的重要指标。因此，对沉水植物进行有效的采样调查，获取第一手数据资料，不仅可以了解沉水植物的分布特征，而且还有助于探讨沉水植物的变化规律和影响因素，进而为湖泊水生态系统的分区、分类管理以及沉水植物资源的利用、保护和恢复提供依据，针对这一问题，现有专利公告号为CN105738150 B的专利公布了沉水植物采集装置及沉水植物采集方法，其中记载了当丝杆下压时，螺旋套带动空心铁管、旋切采样头一起旋转，旋切采样头上的刀片旋转切割较长较大型的沉水植物，因使用的为空心铁管，故自重轻，操作方便；同时轴承手柄及丝杆上端的手柄配套设置，空心铁管及丝杆分别由一只手握持，可单人操作采集装置进行精准采样，空心铁管不会失稳而偏离采样点；

但是上述采样装置需要手动采样，这样采样人员需要接住小船在水面上行驶，然后寻找目标位置进行采样，这种采样效率较低，而且机动性较差，因为并不是所有的湖面都配备有小船，并且需要一个人稳定小船的位置，一个人进行采样，不仅效率低下，还存在安全隐患。

基于此，现在提供沉水植物定量采集设备及方法，可以消除现有装置存在的弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供沉水植物定量采集设备及方法，以解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

沉水植物定量采集设备，包括采样船和设置在其上用于提供动力的动力部件，通过动力部件来调节产品的采样位置，所述采样船上端设有一个竖直穿孔，该竖直穿孔中滑动设有一个采样柱，所述采样柱下端设有用于采取水底沉水植物的采样部件，所述采样柱连接用于带动其上下运动的升降推动部件，通过升降推动部件可以调节采样的深度控制器交互的无线模块，所述动力部件和采样部件以及升降推动部件电性连接控制面板，控制面板的输入端还电性连接用于测量水深的测水仪和用于对采样位置进行定位的GPS定位器以及用于获取采样位置水面信息的摄像头，以便操作人员把控采样位置的环境，所述采样船内部设有用于供电的蓄电池。

在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：

在一种可选方案中：所述采样部件包括设置在采样柱下端的缓存腔，所述缓存腔下端口位置配合设有一个活动底板，所述活动底板表面均匀分布有漏水孔，便于将河水排出，所述活动底板上端外侧设有裁切刀，所述采样柱底部设有与裁切刀相配合的裁切槽，所述活动底板两端与裁切连杆下端连接，所述裁切连杆上端穿过采样柱上的滑动孔与伸缩杆的输出端连接，所述采样部件还包括将沉水植物样品排出的卸料组件。

在一种可选方案中：所述升降推动部件包括设置在采样柱外侧的从动齿条，从动齿条与升降齿轮相互啮合，所述升降齿轮设置在升降电机的输出端。

在一种可选方案中：缓存腔上侧的采样柱表面嵌设有防水摄像头。

在一种可选方案中：所述活动底板上端至少转动设有一个第一缠绕杆和一个第二缠绕杆，第一缠绕杆和第二缠绕杆用于缠绕沉水植物，所述第一缠绕杆和第二缠绕杆外端通过转轴与活动底板转动连接，该转轴与裁切连杆之间通过扭簧连接。

在一种可选方案中：所述卸料组件包括贯穿缓存腔左右两侧的卸料穿孔，该卸料穿孔位置滑动设有一个活动框，所述活动框和采样柱之间通过复位件连接，所述采样柱所在的采样船内部设有一个传动腔，所述传动腔左侧的采样船上安装有一个电动推杆，所述电动推杆的输出端设有一个连接杆，所述连接杆的输出端设有一个用于推动活动框的推动块，所述传动腔右侧设有用于收集卸出沉水植物的收集组件。

在一种可选方案中：所述收集组件包括转动设置在传动腔内部的旋转块，所述旋转块外侧阵列分布有多个用于存储沉水植物的载料盒子，所述载料盒子底部设有滤水板，所述旋转块与下端与传动腔底部紧压接触，所述旋转块连接用于带动其切换收集位置的切换件。

在一种可选方案中：靠近推动块的采样船底部设有与载料盒子位置相对应的漏水孔。

在一种可选方案中：所述切换件包括设置在旋转块上端中间位置的旋转轴，所述旋转轴上端设有传动齿轮，所述传动齿轮与旋转轴之间通过棘轮转动连接，棘轮的设置使得传动齿轮只会带动旋转轴朝着一个方向转动，所述传动齿轮侧面与传动齿条相互啮合，所述传动齿条左端与传动连杆连接，所述传动连杆另一端与连接杆连接。

在一种可选方案中：每个载料盒子外侧的旋转块表面都设有一个标签。

在一种可选方案中：所述复位件包括设置在裁切连杆内部的缠绕腔，该缠绕腔中转动设有一个复位缠绕辊，复位缠绕辊上缠绕有牵引绳，所述牵引绳另一端与活动框连接，所述复位缠绕辊端部与缠绕腔内壁通过复位卷簧连接。

在一种可选方案中：所述动力部件包括阵列设置在采样船外侧的四个动力电机，每个动力电机的输出端都设有一个叶片，所述叶片外侧的采样船上设有一个舵片，所述舵片下端与方向轴连接固定，方向轴连接方向电机的输出端。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

1、本发明针对现有需要进行设计，可以根据需要将在不同的湖泊位置进行取样，并且可以获取相应的水深，从不同的水深获取沉水植物样品。

2、本发明可以在湖泊不同位置进行取样，每次取样都可以将样品送入不同的存储位置，实现分类取样，这样就可以单次获取湖泊不同位置的样品，整个操作无需工作人员亲手操作，保证了安全性；

3、本发明设置风力推动，从而避免螺旋桨被缠绕的问题，并且这里推动力可以对四个方向进行推动，从而便于控制产品的位置，保证了取样的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的图1结构放大图。

图3为本发明的下侧的结构示意图。

图4为本发明内部的结构示意图。

图5为本发明的内部传动齿条结构示意图。

图6为本发明活动框与缓存腔分离的结构示意图。

图7为本发明的位缠绕辊和活动框结构示意图。

图8为本发明的电动推杆和旋转块结构示意图。

附图标记注释：采样船11、取料口12、活动门13、旋转轴14、传动齿条15、传动齿轮16、传动腔17、采样柱18、伸缩杆19、升降齿轮20、动力电机21、叶片22、舵片23、传动连杆24、电动推杆25、连接杆26、推动块27、裁切连杆28、复位缠绕辊29、牵引绳30、缓存腔31、活动框32、活动底板33、漏水孔34、旋转块35、载料盒子36、滤水板37、第一缠绕杆38、第二缠绕杆39、裁切刀40。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

在一个实施例中，如图1-图8所示，沉水植物定量采集设备，包括采样船11和设置在其上用于提供动力的动力部件，通过动力部件来调节产品的采样位置，所述采样船11上端设有一个竖直穿孔，该竖直穿孔中滑动设有一个采样柱18，所述采样柱18下端设有用于采取水底沉水植物的采样部件，所述采样柱18连接用于带动其上下运动的升降推动部件，通过升降推动部件可以调节采样的深度控制器交互的无线模块，所述动力部件和采样部件以及升降推动部件电性连接控制面板，控制面板的输入端还电性连接用于测量水深的测水仪和用于对采样位置进行定位的GPS定位器以及用于获取采样位置水面信息的摄像头，以便操作人员把控采样位置的环境，所述采样船11内部设有用于供电的蓄电池；

所述升降推动部件包括设置在采样柱18外侧的从动齿条，从动齿条与升降齿轮20相互啮合，所述升降齿轮20设置在升降电机的输出端，通过升降电机带动升降齿轮20转动，升降齿轮20与从动齿条相配合带动采样柱18上下运动，从而为采样深度的调节提供动力；

所述采样部件包括设置在采样柱18下端的缓存腔31，所述缓存腔31下端口位置配合设有一个活动底板33，所述活动底板33表面均匀分布有漏水孔，便于将河水排出，所述活动底板33上端外侧设有裁切刀40，所述采样柱18底部设有与裁切刀40相配合的裁切槽，所述活动底板33两端与裁切连杆28下端连接，所述裁切连杆28上端穿过采样柱18上的滑动孔与伸缩杆19的输出端连接，这样就可以通过伸缩杆19带动活动底板33向上运动，从而使得裁切刀40与裁切槽相配合完成对沉水植物的裁切，使得沉水植物样品收入缓存腔31内部，所述采样部件还包括将沉水植物样品排出的卸料组件，通过卸料组件将植物样品及时的排出，以便下次取料；

为了便于观察采样位置，缓存腔31上侧的采样柱18表面嵌设有防水摄像头，这样就可以观察水下是否有目标沉水植物，避免出现单次捞空的问题；

所述活动底板33上端至少转动设有一个第一缠绕杆38和一个第二缠绕杆39，第一缠绕杆38和第二缠绕杆39用于缠绕沉水植物，便于沉水植物的收集，所述第一缠绕杆38和第二缠绕杆39外端通过转轴与活动底板33转动连接，该转轴与裁切连杆28之间通过扭簧连接，这样在进行沉水植物收取的过程中，植物会缠绕在第一缠绕杆38和第二缠绕杆39上，这里的第一缠绕杆38和第二缠绕杆39为转动连接，便于后期的卸料，所述第一缠绕杆38和第二缠绕杆39的复位力较大，一般都可以抵抗沉水植物的拉扯；

所述卸料组件包括贯穿缓存腔31左右两侧的卸料穿孔，该卸料穿孔位置滑动设有一个活动框32，所述活动框32和采样柱18之间通过复位件连接，所述采样柱18所在的采样船11内部设有一个传动腔17，所述传动腔17左侧的采样船11上安装有一个电动推杆25，所述电动推杆25的输出端设有一个连接杆26，所述连接杆26的输出端设有一个用于推动活动框32的推动块27，所述传动腔17右侧设有用于收集卸出沉水植物的收集组件，在卸料的时候，将采样柱18向上拉动，使得活动框32移动至传动腔17内部，然后通过电动推杆25带动连接杆26端部的推动块27对活动框32产生推动力，从而使得缓存腔31内部的沉水植物随着活动框32移出，此时收集组件可以将相应的植物进行收集，这里的收集组件可以对不同位置的植物进行分类存放；

在一个实施例中，如图4所示，所述收集组件包括转动设置在传动腔17内部的旋转块35，所述旋转块35外侧阵列分布有多个用于存储沉水植物的载料盒子36，所述载料盒子36底部设有滤水板37，所述旋转块35与下端与传动腔17底部紧压接触，这种紧压接触的方式可以对旋转块35位置进行限定，在没有外力的作用时，旋转块35是不会转动的，所述旋转块35连接用于带动其切换收集位置的切换件，通过切换件可以使得每次存储位置不同，从而实现多点采样，分类存储，所述传动腔17右上侧设有取料口12，所述取料口12位置活动设有一个活动门13，这样后期就可以将活动门13打开，然后用力转动旋转块35，从而将每个载料盒子36中的样品都取走，取完后记得对旋转块35进行复位，以便后期对样品的登记；

靠近推动块27的采样船11底部设有与载料盒子36位置相对应的漏水孔34，这样就可以将沉水植物上的水沥干；

在一个实施例中，如图8所示，所述切换件包括设置在旋转块35上端中间位置的旋转轴14，所述旋转轴14上端设有传动齿轮16，所述传动齿轮16与旋转轴14之间通过棘轮转动连接，棘轮的设置使得传动齿轮16只会带动旋转轴14朝着一个方向转动，所述传动齿轮16侧面与传动齿条15相互啮合，所述传动齿条15左端与传动连杆24连接，所述传动连杆24另一端与连接杆26连接，这样在连接杆26带动推动块27靠近活动框32之前，传动齿条15会先与传动齿轮16接触，从而带动旋转块35转动，从而将下一个空载的载料盒子36转移至接料位置，这里传动齿条15带动传动齿轮16转动的幅度刚好实现两个载料盒子36位置的切换；

为了区分样品，每个载料盒子36外侧的旋转块35表面都设有一个标签，这样便于后期对样品进行登记；

在一个实施例中，如图7所示，所述复位件包括设置在裁切连杆28内部的缠绕腔，该缠绕腔中转动设有一个复位缠绕辊29，复位缠绕辊29上缠绕有牵引绳30，所述牵引绳30另一端与活动框32连接，所述复位缠绕辊29端部与缠绕腔内壁通过复位卷簧连接，这样在失去外力的时候，复位缠绕辊29会对牵引绳30进行收卷，从而拉动活动框32快速复位，以待下次取料；

在一个实施例中，如图4所示，所述动力部件包括阵列设置在采样船11外侧的四个动力电机21，每个动力电机21的输出端都设有一个叶片22，所述叶片22外侧的采样船11上设有一个舵片23，所述舵片23下端与方向轴连接固定，方向轴连接方向电机的输出端，这样就可以通过动力电机21提供动力，通过动力电机21带动叶片22转动，从而产生前进的气流，这样就可以在采样船11的四个方位构成推动源，更方便控制采样的位置，保证采样的稳定性，这里的动力采样风吹，相比传统的螺旋桨而言，不会因为水面的植物较多造成缠绕的问题。

上述实施例公布了沉水植物定量采集设备，其中，在实际使用时，将采样船11放入水中，然后遥控采样船11上的动力部件，结合摄像头和GPS定位器来将产品转移至目标位置，获取相应位置的水深，然后通过升降推动部件带动采样柱18向下运动，使得采样柱18下端到达目标位置，然后先通过伸缩杆19将活动底板33与采样柱18下端分离，然后移动采样船11，使得植物进入活动底板33上方，随后通过伸缩杆19带动活动底板33向上运动，从而将沉水植物切断，切断后的沉水植物落入缓存腔31中，采样完毕后，将采样柱18向上拉动，使得活动框32移动至传动腔17内部，然后通过电动推杆25带动连接杆26端部的推动块27对活动框32产生推动力，从而使得缓存腔31内部的沉水植物随着活动框32移出，此时收集组件可以将相应的植物进行收集，在活动框32滑出时，第一缠绕杆38和第二缠绕杆39会被推动，其上缠绕的植物会被挂掉，在连接杆26带动推动块27靠近活动框32之前，传动齿条15会先与传动齿轮16接触，从而带动旋转块35转动，从而将下一个空载的载料盒子36转移至接料位置，实现对样品的分类，在失去推动块27推动的时候，在复位件的作用下，活动框32会回复至初始位置，以待下次取样，后期可以将活动门13打开，然后一一将载料盒子36中的沉水植物取走，并登记相应沉水植物序号，每个序号对应相应的地理位置。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.沉水植物定量采集设备，包括采样船（11）和设置在其上用于提供动力的动力部件，通过动力部件来调节产品的采样位置，所述采样船（11）上端设有一个竖直穿孔，该竖直穿孔中滑动设有一个采样柱（18），所述采样柱（18）下端设有用于采取水底沉水植物的采样部件；

其特征在于，所述采样柱（18）连接用于带动其上下运动的升降推动部件，通过升降推动部件可以调节采样的深度控制器交互的无线模块，所述动力部件和采样部件以及升降推动部件电性连接控制面板，控制面板的输入端还电性连接用于测量水深的测水仪和用于对采样位置进行定位的GPS定位器以及用于获取采样位置水面信息的摄像头，以便操作人员把控采样位置的环境，所述采样船（11）内部设有用于供电的蓄电池。

2.根据权利要求1所述的沉水植物定量采集设备，其特征在于，所述采样部件包括设置在采样柱（18）下端的缓存腔（31），所述缓存腔（31）下端口位置配合设有一个活动底板（33），所述活动底板（33）表面均匀分布有漏水孔，便于将河水排出，所述活动底板（33）上端外侧设有裁切刀（40），所述采样柱（18）底部设有与裁切刀（40）相配合的裁切槽，所述活动底板（33）两端与裁切连杆（28）下端连接，所述裁切连杆（28）上端穿过采样柱（18）上的滑动孔与伸缩杆（19）的输出端连接，所述采样部件还包括将沉水植物样品排出的卸料组件。

3.根据权利要求1所述的沉水植物定量采集设备，其特征在于，所述升降推动部件包括设置在采样柱（18）外侧的从动齿条，从动齿条与升降齿轮（20）相互啮合，所述升降齿轮（20）设置在升降电机的输出端。

4.根据权利要求2所述的沉水植物定量采集设备，其特征在于，所述活动底板（33）上端至少转动设有一个第一缠绕杆（38）和一个第二缠绕杆（39），第一缠绕杆（38）和第二缠绕杆（39）用于缠绕沉水植物，所述第一缠绕杆（38）和第二缠绕杆（39）外端通过转轴与活动底板（33）转动连接，该转轴与裁切连杆（28）之间通过扭簧连接。

5.根据权利要求2所述的沉水植物定量采集设备，其特征在于，所述卸料组件包括贯穿缓存腔（31）左右两侧的卸料穿孔，该卸料穿孔位置滑动设有一个活动框（32），所述活动框（32）和采样柱（18）之间通过复位件连接，所述采样柱（18）所在的采样船（11）内部设有一个传动腔（17），所述传动腔（17）左侧的采样船（11）上安装有一个电动推杆（25），所述电动推杆（25）的输出端设有一个连接杆（26），所述连接杆（26）的输出端设有一个用于推动活动框（32）的推动块（27），所述传动腔（17）右侧设有用于收集卸出沉水植物的收集组件。

6.根据权利要求5所述的沉水植物定量采集设备，其特征在于，所述收集组件包括转动设置在传动腔（17）内部的旋转块（35），所述旋转块（35）外侧阵列分布有多个用于存储沉水植物的载料盒子（36），所述载料盒子（36）底部设有滤水板（37），所述旋转块（35）与下端与传动腔（17）底部紧压接触，所述旋转块（35）连接用于带动其切换收集位置的切换件。

7.根据权利要求6所述的沉水植物定量采集设备，其特征在于，所述切换件包括设置在旋转块（35）上端中间位置的旋转轴（14），所述旋转轴（14）上端设有传动齿轮（16），所述传动齿轮（16）与旋转轴（14）之间通过棘轮转动连接，棘轮的设置使得传动齿轮（16）只会带动旋转轴（14）朝着一个方向转动，所述传动齿轮（16）侧面与传动齿条（15）相互啮合，所述传动齿条（15）左端与传动连杆（24）连接，所述传动连杆（24）另一端与连接杆（26）连接。

8.根据权利要求5所述的沉水植物定量采集设备，其特征在于，所述复位件包括设置在裁切连杆（28）内部的缠绕腔，该缠绕腔中转动设有一个复位缠绕辊（29），复位缠绕辊（29）上缠绕有牵引绳（30），所述牵引绳（30）另一端与活动框（32）连接，所述复位缠绕辊（29）端部与缠绕腔内壁通过复位卷簧连接。

9.根据权利要求1所述的沉水植物定量采集设备，其特征在于，所述动力部件包括阵列设置在采样船（11）外侧的四个动力电机（21），每个动力电机（21）的输出端都设有一个叶片（22），所述叶片（22）外侧的采样船（11）上设有一个舵片（23），所述舵片（23）下端与方向轴连接固定，方向轴连接方向电机的输出端。

10.一种权利要求1-9任一项所述的沉水植物定量采集设备的采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将采样船（11）放入水中，然后遥控采样船（11）上的动力部件，结合摄像头和GPS定位器来将产品转移至目标位置，获取相应位置的水深，然后通过升降推动部件带动采样柱（18）向下运动，使得采样柱（18）下端到达目标位置；

步骤二：通过伸缩杆（19）将活动底板（33）与采样柱（18）下端分离，然后移动采样船（11），使得植物进入活动底板（33）上方，随后通过伸缩杆（19）带动活动底板（33）向上运动，从而将沉水植物切断，切断后的沉水植物落入缓存腔（31）中，完成单次采样；

步骤三：将采样柱（18）向上拉动，使得活动框（32）移动至传动腔（17）内部，然后通过电动推杆（25）带动连接杆（26）端部的推动块（27）对活动框（32）产生推动力，从而使得缓存腔（31）内部的沉水植物随着活动框（32）移出，此时收集组件可以将相应的植物进行收集，在活动框（32）滑出时，第一缠绕杆（38）和第二缠绕杆（39）会被推动，其上缠绕的植物会被挂掉，在连接杆（26）带动推动块（27）靠近活动框（32）之前，传动齿条（15）会先与传动齿轮（16）接触，从而带动旋转块（35）转动，从而将下一个空载的载料盒子（36）转移至接料位置，实现对样品的分类。