CN114544218A - 一种生物标本自动采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物标本自动采集装置，装置包括装置基座、驱动模块、浮游生物采集模块、底栖生物采集模块、控制器与外部终端；浮游生物采集模块通过第一伸缩杆连接装置基座，通过第二伸缩杆连接底栖生物采集模块；驱动模块包括驱动电机与螺旋桨，驱动电机安装于装置基座上表面，螺旋桨安装于装置基座的侧方；控制器与外部终端无线连接，并接收外部终端发送的控制指令；控制器发送控制指令至驱动电机中，通过驱动电机控制装置基座、螺旋桨、第一伸缩杆与第二伸缩杆的动作。本发明实现了底栖生物和浮游生物的同步采集，远程操控，适用于各种复杂的水域环境，大大的提高了采集效率。

Description

一种生物标本自动采集装置

技术领域

本发明涉及一种生物标本自动采集装置，属于标本采集技术领域。

背景技术

在对河流生态***进行研究评价时，往往需要对河流中的水生生物群落进行监测，主要包括底栖生物和浮游生物。底栖动物指生活史的全部或者大部分时间都生活在水体底部的水生动物。淡水中底栖动物主要包括水生昆虫、软体动物、螨形目、软甲亚纲、寡毛纲、蛭纲、涡虫纲等。底栖动物在水环境分布广泛，虽然是相对活动能力较弱的水生生物，但其对水生态***营养物质的分解与能量循环起着很重要的作用，与周围生物环境之间有着很强的耦合关系，群落健康与否，在很大程度上反映了整个水生生态***的健康程度。而浮游生物是一类悬浮于水体中、只能随波逐流生活的微型水生生物的统称，包括浮游植物和浮游动物。浮游生物主动规避能力较弱，且对水域污染及水质的变化反应敏感，其种类、数量、分布会随着水质变化而变化，可综合反映水质污染状况。同时，浮游生物的数量变化反映了污染物对生命的直接危害，浮游生物的群落结构特征与水环境质量关系密切，利用浮游生物的群落结构特征可以确切反映水体的质量。

目前对底栖生物的采集往往采用手抄网或三角形拖网，通过对采集的泥样通过筛网筛洗后进行分离研究。而对浮游生物则采用浮游生物采集网，针对不同的浮游生物采用不同型号的浮游生物采集网进行采集。在实际的水体评测研究过程中，对浮游生物和底栖生物的采集往往要进行分开操作，并且在一些水域条件下，船舶往往无法航行，造成采集困难，并且无法采集到不同深度的浮游或底栖生物。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种生物标本自动采集装置，实现了底栖生物和浮游生物的同步采集，远程操控，适用于各种复杂的水域环境，大大的提高了采集效率。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

本发明提供了一种生物标本自动采集装置，所述装置包括装置基座、驱动模块、浮游生物采集模块、底栖生物采集模块、控制器与外部终端；

所述浮游生物采集模块通过第一伸缩杆连接所述装置基座，通过第二伸缩杆连接所述底栖生物采集模块；

所述驱动模块包括驱动电机与螺旋桨，所述驱动电机安装于装置基座上表面，所述螺旋桨安装于装置基座的侧方；

所述控制器与外部终端无线连接，并接收外部终端发送的控制指令；所述控制器发送所述控制指令至驱动电机中，通过驱动电机控制装置基座、螺旋桨、第一伸缩杆与第二伸缩杆的动作。

进一步的，所述装置基座上方设有第一图像采集器，下方设有第二图像采集器，所述第一图像采集器和第二图像采集器的图像输出端连接外部终端。

进一步的，所述装置基座内设有水平的分隔板，使得装置基座内被分隔成第一空腔和第二空腔；所述分隔板上开设有第一阀门，所述装置基座的下端面上开设有第二阀门；

所述第一空腔内设有推杆和压板，所述推杆一端连接装置基座上端的内壁，另一端连接压板；所述压板的周部活动连接装置基座周部的内壁；

所述控制器通过驱动电机控制推杆、第一阀门与第二阀门的动作能够带动装置基座的沉浮，以实现装置的沉浮。

进一步的，所述压板周部与装置基座内壁的连接处设有密封件。

进一步的，所述装置基座上方安装有第一防护罩，所述控制器和驱动电机位于第一防护罩内。

进一步的，所述驱动模块还包括蓄电池，所述蓄电池位于第一防护罩内，并连接驱动电机，用于给驱动电机供电。

进一步的，所述装置基座侧方安装有第二防护罩，所述螺旋桨位于第二防护罩内。

进一步的，所述浮游生物采集模块包括浮游生物采集网、浮游生物收集器、第一支撑网圈和第一网夹，

所述浮游生物采集网通过网夹连接支撑网圈，所述浮游生物采集网在远离支撑网圈的端部设有浮游生物收集器；所述支撑网圈通过第一伸缩杆连接所述装置基座。

进一步的，所述底栖生物采集模块包括底栖生物采集网、第二支撑网圈和第二网夹，

所述底栖生物采集网通过第二网夹连接第二支撑网圈，所述第二支撑网圈通过第二伸缩杆连接所述浮游生物采集模块。

进一步的，所述第二支撑网圈沿底栖生物采集网内设有若干前宽后窄的弧形钢片，所述钢片与第二支撑网圈形成一个漏斗形网口。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明的生物标本自动采集装置，采集浮游生物的同时，能够同步进行底栖生物的采集，大大的提高了采集的效率。

结构设计精巧，采用远程操控的形式，适用于各种不同类型的水域，解决了目前船舶不方便驶入复杂水域从而无法采集的问题。

双伸缩杆和装置基座的设计，能够将浮游生物采集模块和底栖生物采集模块下降至适应的水深，根据不同需求和不同的水底条件进行有效采集。

底栖生物采集模块中设置了漏斗状网口，有效阻止了底栖生物的逃逸，进一步提高了效率。

附图说明

图1是一种生物标本自动采集装置的整体结构图；

图2是装置基座的剖面示意图；

图3是装置基座的俯视图；

图4是底栖生物采集模块的结构示意图；

图5是浮游生物收集器示意图；

图6是操纵手柄的示意图；

图中：1、装置基座；2、蓄电池；3、驱动电机；4、控制器；5、第一防护罩；6、螺旋桨；7、第二防护罩；8、第一图像采集器；9、第二图像采集器；10、第一伸缩杆；11、第一支撑网圈；12、第一网夹；13、浮游生物采集网；14、第二伸缩杆；15、第二支撑网圈；16、第二网夹；17、底栖生物采集网；18、浮游生物收集器；19、推杆；20、压板；21、密封件；22、第一阀门；23、第二阀门；24、钢片；25、第一钢圈；26、钢丝；27、第二钢圈；28、滤网；29、玻璃管；30、第三阀门；31、第一显示屏；32、第二显示屏；33、移动操纵杆；34、悬浮操纵杆；35、第一伸缩杆操纵杆；36、第二伸缩杆操纵杆；37、操纵手柄。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例

本实施例提供了一种生物标本自动采集装置，如图1与图6所示，装置包括装置基座1、驱动模块、浮游生物采集模块、底栖生物采集模块、控制器4与外部终端；

浮游生物采集模块通过第一伸缩杆10连接装置基座1，通过第二伸缩杆14连接底栖生物采集模块；

驱动模块包括驱动电机3与螺旋桨6，驱动电机3安装于装置基座1上表面，螺旋桨6安装于装置基座1的侧方；

控制器4与外部终端无线连接，并接收外部终端发送的控制指令；控制器4发送控制指令至驱动电机3中，通过驱动电机3控制装置基座1、螺旋桨6、第一伸缩杆10与第二伸缩杆14的动作。

本发明的技术构思为，通过外部终端发送控制指令，控制器4接收控制指令并通过驱动电机3控制装置基座1以实现装置的沉浮，控制螺旋桨6以实现装置的移动，控制第一伸缩杆10与第二伸缩杆14以实现将浮游生物采集模块与底栖生物采集模块升降到适应的水深，进行有效采集。整体结构精巧，远程操控，适用于各种复杂水域，采集浮游生物的同时，能够同步进行底栖生物的采集，大大节约了采集时间，提高了采集的效率。

如图1所示，装置基座1上方设有第一图像采集器8，下方设有第二图像采集器9，第一图像采集器8和第二图像采集器9的图像输出端连接外部终端。

本实施例中第一图像采集器8和第二图像采集器9具体采用摄像头，其中，第一图像采集器8的摄像头安装于装置基座1远离螺旋桨6的端部的上表面，用于采集观测装置前方的水面情况，第二图像采集器9的摄像头安装于装置基座1远离螺旋桨6的端部的下表面，用于采集观测装置的水下情况，有助于操纵人员远程操纵装置进行有效采集。

如图2所示，装置基座1内设有水平的分隔板，使得装置基座1内被分隔成第一空腔和第二空腔；分隔板上开设有第一阀门22，装置基座1的下端面上开设有第二阀门23；

第一空腔内设有推杆19和压板20，推杆19一端连接装置基座1上端的内壁，另一端连接压板20；压板20的周部活动连接装置基座1周部的内壁；

压板20周部与装置基座1内壁的连接处设有密封件21，密封件21可选用密封圈，以保证密封。

控制器4通过驱动电机3控制推杆19、第一阀门22与第二阀门23的动作能够带动装置基座1的沉浮，以实现装置的沉浮。

其中，第一空腔内为真空，通过第一阀门22与第二空腔连接；第二空腔内为正常空气，通过第二阀门23与外界连接。

当需要下潜水面时，控制器4通过驱动电机3控制第一阀门22与第二阀门23打开，由于第一空腔为真空，水流通过第二阀门23进入第二空腔，而第二空腔内原本的空气通过第一阀门22进入第一空腔，整个装置实现下沉，后关闭第一阀门22与第二阀门23。

当需要上浮水面时，控制器4通过驱动电机3控制第一阀门22与第二阀门23再次打开，同时控制推杆19下压，将第一空腔内的空气压入第二空腔中，使得第二空腔内的水流通过第二阀门23排出，整个装置实现上浮，后关闭第一阀门22与第二阀门23。

如图1所示，装置基座1上方安装有第一防护罩5，控制器4和驱动电机3位于第一防护罩5内。

驱动模块还包括蓄电池2，蓄电池2位于第一防护罩5内，并连接驱动电机3，用于给驱动电机3供电。

蓄电池2、控制器4和驱动电机3均位于第一防护罩5内，以防止装置下潜时水流进入导致工作故障。

装置基座1侧方安装有第二防护罩7，螺旋桨6位于第二防护罩7内。第二防护罩7为螺旋桨6提供保护，以免螺旋桨6在使用过程中被水中杂物损坏。

如图1所示，浮游生物采集模块包括浮游生物采集网13、浮游生物收集器18、第一支撑网圈11和第一网夹12，

浮游生物采集网13通过网夹连接支撑网圈，浮游生物采集网13在远离支撑网圈的端部设有浮游生物收集器18；支撑网圈通过第一伸缩杆10连接装置基座1。

底栖生物采集模块包括底栖生物采集网17、第二支撑网圈15和第二网夹16，

底栖生物采集网17通过第二网夹16连接第二支撑网圈15，第二支撑网圈15通过第二伸缩杆14连接浮游生物采集模块。

第一伸缩杆10、第二伸缩杆14根据实际需求能够自由伸缩，以满足不同水下深度的生物采集任务。浮游生物采集网13和底栖生物采集网17均可以根据不同的要求选用不同孔径的采集网进行收集，以满足不同类型的生物采集任务。网夹的设计也是为了方便更换采集网。

如图5所示，浮游生物收集器18包括滤网28、第一钢圈25和第二钢圈27，滤网28的上端连接第一钢圈25，下端连接第二钢圈27，以使得滤网28、第一钢圈25和第二钢圈27构成一圆柱体结构。在圆柱体的侧表面设有4根钢丝26，以增加收集器的刚度。

浮游生物收集器18的下表面还设有一T形状的玻璃管29，浮游生物收集器18通过第一钢圈25连接浮游生物采集网13，通过第二钢圈27连接T形状的玻璃管29。在玻璃管29尾部存在一个手动开关的第三阀门30，以在收网后转移收集到的浮游生物。

如图4所示，第二支撑网圈15沿底栖生物采集网17内设有若干前宽后窄的弧形钢片24，钢片24与第二支撑网圈15形成一个漏斗形网口。

底栖生物往往具有更强的行动力，故本实施例中采用6片向内，有一定弯曲的钢片24构成一个向底栖生物采集网17内的漏斗形网口。钢片24焊接于第二支撑网圈15上，钢片24之间相互搭接，以达到不妨碍底栖生物进入但却可以防止底栖生物逃逸的目的。

本实施例中的外部终端采用操纵手柄37，操纵手柄37的示意图如图6所示，在操纵手柄37的上端分别设有第一显示屏31和第二显示屏32，分别用于显示第一图像采集器8和第二图像采集器9输入的图像数据。

操纵手柄37上还设有移动操纵杆33、悬浮操纵杆34、第一伸缩杆操纵杆35以及第二伸缩杆操纵杆36。

工作中，工作人员通过操纵移动操纵杆33能够控制螺旋桨6，进而使装置移动到预定的采集点。

悬浮操纵杆34设有“下潜”和“上浮”两个档位。当需要下潜水面时，将悬浮操纵杆34调至“下潜”档位，控制器4就会接受到下潜的控制指令，进而根据控制指令通过驱动电机3控制第一阀门22与第二阀门23打开，由于第一空腔为真空，水流通过第二阀门23进入第二空腔，而第二空腔内原本的空气通过第一阀门22进入第一空腔，整个装置实现下沉，后关闭第一阀门22与第二阀门23。

当需要上浮水面时，将悬浮操纵杆34调至“上浮”档位，控制器4就会接受到上浮的控制指令，进而根据控制指令通过驱动电机3控制第一阀门22与第二阀门23再次打开，同时控制推杆19下压，将第一空腔内的空气压入第二空腔中，使得第二空腔内的水流通过第二阀门23排出，整个装置实现上浮，后关闭第一阀门22与第二阀门23。

工作人员通过操纵第一伸缩杆操纵杆35以及第二伸缩杆操纵杆36能够控制第一伸缩杆10和第二伸缩杆14的伸缩，以使得浮游生物采集模块和底栖生物采集模块独立下潜到需求深度同时进行采集。

采集结束时，打开第三阀门30对浮游生物进行收集。底栖生物通过底栖生物采集网17被采集，同时由钢片24形成的漏斗状网口可有效的防止生物的逃逸。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种生物标本自动采集装置，其特征是，所述装置包括装置基座（1）、驱动模块、浮游生物采集模块、底栖生物采集模块、控制器（4）与外部终端；

所述浮游生物采集模块通过第一伸缩杆（10）连接所述装置基座（1），通过第二伸缩杆（14）连接所述底栖生物采集模块；

所述驱动模块包括驱动电机（3）与螺旋桨（6），所述驱动电机（3）安装于装置基座（1）上表面，所述螺旋桨（6）安装于装置基座（1）的侧方；

所述控制器（4）与外部终端无线连接，并接收外部终端发送的控制指令；所述控制器（4）发送所述控制指令至驱动电机（3）中，通过驱动电机（3）控制装置基座（1）、螺旋桨（6）、第一伸缩杆（10）与第二伸缩杆（14）的动作。

2.根据权利要求1所述的生物标本自动采集装置，其特征是，所述装置基座（1）上方设有第一图像采集器（8），下方设有第二图像采集器（9），所述第一图像采集器（8）和第二图像采集器（9）的图像输出端连接外部终端。

3.根据权利要求1所述的生物标本自动采集装置，其特征是，所述装置基座（1）内设有水平的分隔板，使得装置基座（1）内被分隔成第一空腔和第二空腔；所述分隔板上开设有第一阀门（22），所述装置基座（1）的下端面上开设有第二阀门（23）；

所述第一空腔内设有推杆（19）和压板（20），所述推杆（19）一端连接装置基座（1）上端的内壁，另一端连接压板（20）；所述压板（20）的周部活动连接装置基座（1）周部的内壁；

所述控制器（4）通过驱动电机（3）控制推杆（19）、第一阀门（22）与第二阀门（23）的动作能够带动装置基座（1）的沉浮，以实现装置的沉浮。

4.根据权利要求3所述的生物标本自动采集装置，其特征是，所述压板（20）周部与装置基座（1）内壁的连接处设有密封件（21）。

5.根据权利要求1所述的生物标本自动采集装置，其特征是，所述装置基座（1）上方安装有第一防护罩（5），所述控制器（4）和驱动电机（3）位于第一防护罩（5）内。

6.根据权利要求5所述的生物标本自动采集装置，其特征是，所述驱动模块还包括蓄电池（2），所述蓄电池（2）位于第一防护罩（5）内，并连接驱动电机（3），用于给驱动电机（3）供电。

7.根据权利要求1所述的生物标本自动采集装置，其特征是，所述装置基座（1）侧方安装有第二防护罩（7），所述螺旋桨（6）位于第二防护罩（7）内。

8.根据权利要求1所述的生物标本自动采集装置，其特征是，所述浮游生物采集模块包括浮游生物采集网（13）、浮游生物收集器（18）、第一支撑网圈（11）和第一网夹（12），

所述浮游生物采集网（13）通过网夹连接支撑网圈，所述浮游生物采集网（13）在远离支撑网圈的端部设有浮游生物收集器（18）；所述支撑网圈通过第一伸缩杆（10）连接所述装置基座（1）。

9.根据权利要求1所述的生物标本自动采集装置，其特征是，所述底栖生物采集模块包括底栖生物采集网（17）、第二支撑网圈（15）和第二网夹（16），

所述底栖生物采集网（17）通过第二网夹（16）连接第二支撑网圈（15），所述第二支撑网圈（15）通过第二伸缩杆（14）连接所述浮游生物采集模块。

10.根据权利要求9所述的生物标本自动采集装置，其特征是，所述第二支撑网圈（15）沿底栖生物采集网（17）内设有若干前宽后窄的弧形钢片（24），所述钢片（24）与第二支撑网圈（15）形成一个漏斗形网口。

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