CN216363006U - 一种植物水培根系观察装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种植物水培根系观察装置，包括植物水培机构、根系图像采集机构和监控平台，植物水培机构包括培养槽、盖板和多个固定块；培养槽和盖板均采用不透光材质；固定块由柔性材料制成，且其包括左半环体和右半环体；左半环体和右半环体为分体式结构，且其上开设有纵向限位槽；盖板上开设有一排通孔；根系图像采集机构包括驱动组件、摄像头和位移组件；根系图像采集机构与监控平台电连接。本实用新型可快速得到水培植株的根长、根系直径等重要根系参数，不仅数据量多，效率高，而且有效避免人为误差，具有规范性且根系生长分析结果的准确度高，此外不会对植株根系和茎部造成伤害。

Description

一种植物水培根系观察装置

技术领域

本实用新型属于植物水培技术领域，具体涉及一种植物水培根系观察装置。

背景技术

水培是一种新型的室内植物无土栽培方式，又名营养液培。其核心是将植物根茎固定于定植篮内并使根系自然长入植物营养液中，这种营养液能代替自然土壤向植物体提供水分、养分、温度等生长因子，使植物能够正常生长并完成其整个生命周期。

采用这种无土栽培技术培育出来的水培植物更是以其清洁卫生、格调高雅、观赏性强、环保无污染等优点而得到了国内外花卉消费者的青睐。

水培植物依靠根系从营养液中进行水分和养分的吸收与转运、有机物贮藏及植株锚定等。及时掌握根系的生长状态对于植物生长发育以及植物研究工作至关重要，它关系着植物最佳处理时间的选择、处理前植物生长发育状态的一致性、处理过程中植物根系响应的及时反馈等一系列过程。

现有植物水培的装置有很多，包括毛管水培装置、滴灌式水培装置、水气培装置、潮汐灌溉式水培等，能够使植物正常生长。但绝大部分的水培装置为了防止藻类的繁殖，壳体采用不透光材质，导致不能实时观测植物根系的生长状况，需要人工手动挨个取出所培养的植株进行根系个别性状的测量，再将植株回位，不仅数据量有限，效率低，而且引入人为因素容易导致测量数据的误差，费时费力，缺乏规范性且测量精度较低，此外在植株的取出和回位过程中易对其根系造成伤害，影响植株的正常生长，进而对后期实验数据产生影响，难以应用于植物生长发育以及植物研究领域。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种植物水培根系观察装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种植物水培根系观察装置，包括植物水培机构、根系图像采集机构和用于控制根系图像采集机构拍摄水培植株根系图像并利用图像进行根系生长分析的监控平台，所述植物水培机构包括培养槽、用于密封培养槽的盖板和多个固定块；所述培养槽和盖板均采用不透光材质；所述固定块由柔性材料制成，且其包括呈对称分布的左半环体和右半环体；所述左半环体和右半环体为分体式结构，且其相对的侧壁上对称开设有供植株茎部穿过并将其固定的纵向限位槽；所述盖板上开设有一排用于装配固定块的通孔；所述根系图像采集机构包括用于升降盖板的驱动组件、摄像头和用于移动摄像头的位移组件；所述根系图像采集机构与监控平台电连接。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述固定块由橡胶或海绵制成。

进一步，所述左半环体和右半环体的上端均向外延伸形成限位凸台。

进一步，所述左半环体和右半环体的下端均伸出通孔。

进一步，所述盖板的底部开设有与培养槽顶部相适配的凹槽。

进一步，所述驱动组件包括倒L型支架和升降杆；所述升降杆的顶端固定在L型支架上，底端固定连接于盖板的中部。

进一步，所述升降杆为电动升降杆、液压升降杆和气压升降杆中的一种。

进一步，所述驱动组件还包括对称安装在倒L型支架上的直线轴承导柱，所述盖板上固定安装有与直线轴承导柱相适配的直线轴承导套。

进一步，所述位移组件包括固定安装在倒L型支架上的电机、转动连接于倒L型支架的丝杆以及与丝杆相适配的螺母，所述电机的输出端固定连接于丝杆，所述摄像头通过螺母座安装在螺母上。

进一步，所述位移组件还包括安装在螺母座上的LED灯。

本实用新型的有益效果是：本实用新型实用性和工作可靠性好、自动化程度高，可快速得到水培植株的根长、根系直径等重要根系参数，不仅数据量多，效率高，而且有效避免人为误差，具有规范性且根系生长分析结果的准确度高，此外不会对植株根系和茎部造成伤害，确保植株的正常生长，适用于植物生长发育以及植物研究领域。

附图说明

图1为本实用新型水培植株时的结构示意图(主视图)；

图2为本实用新型采集水培植株根系图像时的结构示意图(主视图)；

图3为本实用新型所述盖板的俯视图；

图4为本实用新型所述固定块的立体结构示意图。

图中：

10、植物水培机构，11、培养槽，12、盖板，121、通孔，122、凹槽，13、固定块，131、左半环体，132、右半环体，133、纵向限位槽，134、限位凸台，20、根系图像采集机构，21、驱动组件，211、倒L型支架，212、升降杆，213、直线轴承导柱，214、直线轴承导套，22、摄像头，23、位移组件，231、电机，232、丝杆，233、螺母座。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1和图2所示，本实用新型所设计的一种植物水培根系观察装置，包括植物水培机构10、根系图像采集机构20和监控平台(图上未示出)，所述根系图像采集机构20与监控平台电连接。所述监控平台用于控制根系图像采集机构20拍摄水培植株根系图像并利用图像进行根系生长分析，其是较成熟的现有技术，在此不作赘述。优选的，所述监控平台为带有图像分析软件的计算机。通过拍摄水培植株根系图像并利用图像分析软件可以快速得到根长、根系直径等重要根系参数，不仅数据量多，效率高，而且有效避免人为误差，具有规范性且根系生长分析结果的准确度高。

所述植物水培机构10包括培养槽11、用于密封培养槽11的盖板12和多个固定块13。所述培养槽11，用于盛放营养液。所述培养槽11和盖板12均采用不透光材质，以有效防止藻类的繁殖。

如图4所示，所述固定块13由柔性材料制成，且其包括呈对称分布的左半环体131和右半环体132。所述左半环体131和右半环体132为分体式结构，且其相对的侧壁上对称开设有供植株茎部穿过并将其固定的纵向限位槽133。例如，所述固定块13由橡胶或海绵制成，其对水培植株的茎部既起到固定作用，也起到保护作用。如图3所示，所述盖板12上开设有一排用于装配固定块13的通孔121。从而不仅能够对水培植株进行固定，而且便于自相对的两个纵向限位槽133中放入或取出水培植株的茎部，此外有效避免水培植株的茎部和根系受到损伤，确保植株的正常生长。

所述根系图像采集机构20包括用于升降盖板12的驱动组件21、用于拍摄水培植株根系图像的摄像头22和用于移动摄像头22的位移组件23。即需要观察水培植株的根系时，先通过驱动组件21带动盖板12向上移动至观察位置处，再通过摄像头22拍摄水培植株根系图像并利用位移组件23带动摄像头22水平移动，如图2所示；根系图像采集完成后，驱动组件21带动盖板12向下移动至水培位置处，如图1所示。从而不仅实现水培植株根系图像的采集，而且自动化程度高，有效避免人为误差，确保根系生长分析结果的准确度，此外不会对植株根系造成伤害，确保植株的正常生长。

如图1和图2所示，所述驱动组件21包括倒L型支架211和升降杆212；所述升降杆212的顶端固定在L型支架211上，底端固定连接于盖板12的中部。所述升降杆212可以是电动升降杆，也可以是液压升降杆，还可以是气压升降杆，用于升降盖板12。

优选的，所述驱动组件21还包括对称安装在倒L型支架211上的直线轴承导柱213，所述盖板12上固定安装有与直线轴承导柱213相适配的直线轴承导套214。通过增设的直线轴承导柱213和直线轴承导套214，对盖板12进行导向、限位，可进一步提升本实用新型的实用性及工作可靠性，有效避免盖板12在升降过程中发生偏移现象。

如图1所示，所述位移组件23包括固定安装在倒L型支架211上的电机231、转动连接于倒L型支架211的丝杆232以及与丝杆232相适配的螺母，所述电机231的输出端固定连接于丝杆232，所述摄像头22通过螺母座233安装在螺母上，从而实现通过位移组件23移动摄像头22的同时，提高摄像头22的移动稳定性，降低本实用新型的组装难度及成本。

优选的，所述位移组件23还包括安装在螺母座233上的LED灯。增设LED灯，以进一步提高补光和成像效果，从而获取水培植株根系高质量图像，提升根系生长分析结果的准确度。

在上述技术方案中，还能够有如下改进。如图4所示，所述左半环体131和右半环体132的上端均向外延伸形成限位凸台134。即所述限位凸台134的外径大于通孔121的孔径，采用这种结构设计，不仅便于自通孔121中取出左半环体131和右半环体132，而且有效防止左半环体131和右半环体132自通孔121掉落至培养槽11中，确保左半环体131和右半环体132在通孔121中的装配稳定性，从而进一步提升本实用新型的工作可靠性及操作便捷性。

如图2所示，所述左半环体131和右半环体132的下端均伸出通孔121，从而进一步提升水培植株的固定效果。

如图1和图2所示，所述盖板12的底部开设有与培养槽11顶部相适配的凹槽122。所述盖板12通过凹槽122与培养槽11扣接，从而实现通过盖板12密封培养槽11的同时，进一步提升密封性。

本实用新型中，未对结构进行描述的设备及组件，均为市售设备或组件。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种植物水培根系观察装置，包括植物水培机构(10)、根系图像采集机构(20)和用于控制根系图像采集机构(20)拍摄水培植株根系图像并利用图像进行根系生长分析的监控平台，其特征在于，所述植物水培机构(10)包括培养槽(11)、用于密封培养槽(11)的盖板(12)和多个固定块(13)；所述培养槽(11)和盖板(12)均采用不透光材质；所述固定块(13)由柔性材料制成，且其包括呈对称分布的左半环体(131)和右半环体(132)；所述左半环体(131)和右半环体(132)为分体式结构，且其相对的侧壁上对称开设有供植株茎部穿过并将其固定的纵向限位槽(133)；所述盖板(12)上开设有一排用于装配固定块(13)的通孔(121)；所述根系图像采集机构(20)包括用于升降盖板(12)的驱动组件(21)、摄像头(22)和用于移动摄像头(22)的位移组件(23)；所述根系图像采集机构(20)与监控平台电连接。

2.根据权利要求1所述的植物水培根系观察装置，其特征在于，所述固定块(13)由橡胶或海绵制成。

3.根据权利要求1所述的植物水培根系观察装置，其特征在于，所述左半环体(131)和右半环体(132)的上端均向外延伸形成限位凸台(134)。

4.根据权利要求1所述的植物水培根系观察装置，其特征在于，所述左半环体(131)和右半环体(132)的下端均伸出通孔(121)。

5.根据权利要求1所述的植物水培根系观察装置，其特征在于，所述盖板(12)的底部开设有与培养槽(11)顶部相适配的凹槽(122)。

6.根据权利要求1所述的植物水培根系观察装置，其特征在于，所述驱动组件(21)包括倒L型支架(211)和升降杆(212)；所述升降杆(212)的顶端固定在L型支架(211)上，底端固定连接于盖板(12)的中部。

7.根据权利要求6所述的植物水培根系观察装置，其特征在于，所述升降杆(212)为电动升降杆、液压升降杆和气压升降杆中的一种。

8.根据权利要求6所述的植物水培根系观察装置，其特征在于，所述驱动组件(21)还包括对称安装在倒L型支架(211)上的直线轴承导柱(213)，所述盖板(12)上固定安装有与直线轴承导柱(213)相适配的直线轴承导套(214)。

9.根据权利要求6所述的植物水培根系观察装置，其特征在于，所述位移组件(23)包括固定安装在倒L型支架(211)上的电机(231)、转动连接于倒L型支架(211)的丝杆(232)以及与丝杆(232)相适配的螺母，所述电机(231)的输出端固定连接于丝杆(232)，所述摄像头(22)通过螺母座(233)安装在螺母上。

10.根据权利要求9所述的植物水培根系观察装置，其特征在于，所述位移组件(23)还包括安装在螺母座(233)上的LED灯。

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