申请/专利权人：杭州师范大学

申请日：2018-10-24

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN109329032B

主分类号：A01G31/02

分类号：A01G31/02;A01G31/06;A01G7/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.03.12#实质审查的生效;2019.02.15#公开

摘要：多功能水生植物培养与观察装置及使用方法，用于方便对水生植物的生长过程进行观测。在箱体的内腔中固定有隔离架，隔离架将箱体的内腔分成四个相互独立的培养腔；在隔离架的顶部固定有过渡器，在过渡器的内腔中固定有均分器，均分器将过渡器的内腔分成四个水腔，在过渡器的侧壁上设有四个径向孔，四个径向孔与四个水腔一一对应且连通，在径向孔中设有阀门；在箱体的四个角上分别可拆卸的安装有量筒，在量筒侧壁上设有凹槽，在凹槽中铰接安装有支撑臂，在支撑臂与量筒之间设有夹持水生植物茎的夹持单元；在箱体的侧壁上设有照明单元。本发明方便对水生植物的生长过程进行观测。

主权项：1.多功能水生植物培养与观察装置，其特征是，它包括箱体、隔离架、过渡器、阀门、出水管、量筒、支撑臂、夹持单元和照明单元，在所述箱体的内腔中固定有十字形的隔离架，隔离架将箱体的内腔分成四个相互独立的培养腔，在箱体的侧壁上设有四个出水管，四个出水管与四个培养腔一一对应并连通，在出水管上设有管阀；在隔离架的顶部固定有过渡器，在过渡器的内腔中固定有十字形的均分器，均分器将过渡器的内腔分成四个水腔，在过渡器的侧壁上设有四个径向孔，四个径向孔与四个水腔一一对应且径向孔与水腔之间通过轴向孔连通，在径向孔中设有阀门；在箱体的四个角上分别可拆卸的安装有量筒，在量筒的外壁上设有刻度线，在量筒侧壁上设有凹槽，在凹槽中铰接安装有支撑臂，在支撑臂与量筒之间设有夹持水生植物茎的夹持单元；支撑臂的第一端与凹槽中的耳板铰接，在支撑臂的第二端固定有圆弧形的固定夹杆，支撑臂为中空结构，在支撑臂的第二端还铰接安装有共轴设置的转轮和第一线轮，在转轮上固定有圆弧形的活动夹杆，在转轮与支撑臂之间设有扭簧，在扭簧的作用下固定夹杆和活动夹杆配合作用夹持水生植物的茎；在凹槽中还固定有固定管，在固定管的内腔中转动安装有上下设置的第二线轮和过渡线轮，在第一线轮、过渡线轮和第二线轮之间设有拉线，第二线轮与蜗轮共轴设置，在固定管上转动安装有与蜗轮啮合的蜗杆，蜗杆、蜗轮、第一线轮、第二线轮、过渡线轮、转轮、拉线、活动夹杆和固定夹杆构成了夹持单元；在箱体的侧壁上设有照明单元，照明单元包括固定在箱体侧壁上的支架、与支架铰接连接的灯杆、固定在灯杆上的四个灯盒、位于灯盒上的若干并联设置的照明灯、设置在灯杆内的蓄电池和开关、以及实现照明灯与蓄电池之间电连接的通断机构；所述通断机构包括滑动设置在灯杆上的触片、固定在触片上且与灯杆滑动连接的滑柄、固定在触片上的活动导电杆、固定在灯杆上的固定导电杆，固定导电杆始终与蓄电池的正极电连接；滑动滑柄使得触片与灯盒上的至少一个照明灯的正极接触时，活动导电杆便与固定导电杆接触连接。

全文数据：多功能水生植物培养与观察装置及使用方法技术领域本发明涉及水生植物生长观测技术领域，具体地说是一种多功能水生植物培养与观察装置及使用方法。背景技术水生植物在辽阔水域与湿地发挥重要的经济价值和生态功能，是重要的功能植物资源。由于水生植物生长环境特殊且不利于持续观察，使得目前关于水生植物的研究普遍通过采集植株个体与局部组织样品的方式进行观测与分析，该方法对水生植物的植株有损害且不利于进行长期动态观察。况且，水生植物抗逆境和抗干扰能力较弱，采集植株个体或者组织样品不仅造成水生植物的资源浪费，甚至还会对珍稀濒危资源造成严重的破坏。本发明提供了一种多功能水生植物培养与观察装置，不仅能够培养水生植物，同时还能在培养过程中对其生长状况进行原位观测与无损害的生长动态观察，为水生植物的培养与生长状况观察提供了高效、便捷的实验工具。发明内容本发明的目的在于提供一种多功能水生植物培养与观察装置及使用方法，用于方便对水生植物的生长过程进行观测。本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：多功能水生植物培养与观察装置，其特征是，它包括箱体、隔离架、过渡器、阀门、出水管、量筒、支撑臂、夹持单元和照明单元，在所述箱体的内腔中固定有十字形的隔离架，隔离架将箱体的内腔分成四个相互独立的培养腔，在箱体的侧壁上设有四个出水管，四个出水管与四个培养腔一一对应并连通，在出水管上设有管阀；在隔离架的顶部固定有过渡器，在过渡器的内腔中固定有十字形的均分器，均分器将过渡器的内腔分成四个水腔，在过渡器的侧壁上设有四个径向孔，四个径向孔与四个水腔一一对应且径向孔与水腔之间通过轴向孔连通，在径向孔中设有阀门；在箱体的四个角上分别可拆卸的安装有量筒，在量筒的外壁上设有刻度线，在量筒侧壁上设有凹槽，在凹槽中铰接安装有支撑臂，在支撑臂与量筒之间设有夹持水生植物茎的夹持单元；在箱体的侧壁上设有照明单元，照明单元包括固定在箱体侧壁上的支架、与支架铰接连接的灯杆、固定在灯杆上的四个灯盒、位于灯盒上的若干并联设置的照明灯、设置在灯杆内的蓄电池和开关、以及实现照明灯与蓄电池之间电连接的通断机构。进一步地，在所述隔离架的顶部设有四个插槽，在插槽中放置有底板。进一步地，所述过渡器为圆柱形结构，在隔离架的顶部设有容纳过渡器的安装槽；自过渡器的上表面竖直向上延伸有上管，上管的轴线穿过均分器的中心。进一步地，所述阀门为圆柱形结构，在阀门上设有通孔，通孔与轴向孔连通后，水腔中的水经轴向孔、通孔进入培养腔，在阀门上固定有手柄，在阀门外壁与径向孔的内壁之间设有橡胶垫。进一步地，在灯盒上设有若干圆孔，在圆孔中固定有固定环，在圆孔中还滑动安装有活动环，在活动环上固定有照明灯，照明灯的负极与蓄电池的负极电连接，在固定环与活动环之间设有弹簧。进一步地，所述通断机构包括滑动设置在灯杆上的触片、固定在触片上且与灯杆滑动连接的滑柄、固定在触片上的活动导电杆、固定在灯杆上的固定导电杆，固定导电杆始终与蓄电池的正极电连接；滑动滑柄使得触片与灯盒上的至少一个照明灯的正极接触时，活动导电杆便与固定导电杆接触连接，进一步地，固定导电杆为中空结构，固定导电杆的内腔包括圆柱孔和锥形孔，活动导电杆置于固定导电杆的内腔中时活动导电杆与固定导电杆的内壁紧密接触。进一步地，支撑臂的第一端与凹槽中的耳板铰接，在支撑臂的第二端固定有圆弧形的固定夹杆，支撑臂为中空结构，在支撑臂的第二端还铰接安装有共轴设置的转轮和第一线轮，在转轮上固定有圆弧形的活动夹杆，在转轮与支撑臂之间设有扭簧，在扭簧的作用下固定夹杆和活动夹杆配合作用夹持水生植物的茎；在凹槽中还固定有固定管，在固定管的内腔中转动安装有上下设置的第二线轮和过渡线轮，在第一线轮、过渡线轮和第二线轮之间设有拉线，第二线轮与蜗轮共轴设置，在固定管上转动安装有与蜗轮啮合的蜗杆，蜗杆、蜗轮、第一线轮、第二线轮、过渡线轮、转轮、拉线、活动夹杆和固定夹杆构成了夹持单元。进一步地，在箱体的角上设有螺柱，量筒与螺柱螺纹连接。多功能水生植物培养与观察装置的使用方法，其特征是，它包括以下步骤：1通过夹持单元实现对水生植物的夹持固定；2向培养腔内加入水，实现对水生植物的水培培养；3根据需要，通过照明单元为水生植物提供光照；4通过量筒实现对水生植物茎长的测量。本发明的有益效果是：本发明提供的多功能水生植物培养与观察装置及使用方法，可以根据需要对多株水生植物进行同时培养，以方便对比；隔离架及底板的设置，与水生植物的茎形成明显的对比，作为衬托可以很清晰的观察出水生植物的茎的形态；在箱体内设有量筒，可以方便测量水生植物的茎长；铰接设置在量筒上的支撑臂，一方面方便收纳，另一方面支撑臂上夹持单元的设置可以实现对水生植物茎的夹持。照明单元的设置，可以为水生植物的生长提供必要的光照，且光照强度可调，可以满足不同水生植物对光照强度的需求。整个装置，既方便对水生植物的培养，又方便对水生植物茎的观测。附图说明图1为本发明的俯视示意图；图2为箱体的正面示意图；图3为箱体的俯视示意图；图4为隔离架的三维示意图；图5为过渡器的三维示意图；图6为过渡器的俯视示意图；图7为图6中的A-A剖视图；图8为图6中的B-B剖视图；图9为在过渡器中安装阀门的示意图；图10为阀门关闭时的示意图；图11为量筒的正面示意图；图12为量筒的俯视示意图；图13为量筒上支撑臂伸出后的示意图；图14为支撑臂的内部结构示意图；图15为夹持单元的示意图；图16为支架的三维示意图；图17为灯杆的正面示意图；图18为灯杆的后面示意图；图19为照明灯的装配示意图；图20为照明电路示意图；图中：1箱体，11角块，12螺柱，13出水管，14培养腔；2隔离架，21安装槽，22插槽，23底板；3过渡器，31上管，32均分器，33径向孔，34轴向孔；4阀门，41通孔，42手柄；5量筒，51把手，52刻度线，53凹槽，54耳板；6支撑臂，61固定夹杆，62活动夹杆，63转轮，64第一线轮，65拉线，66缺口，67开口；7固定管，71端盖，72避让槽，73过渡线轮，74第二线轮，75蜗杆，76旋钮，77蜗轮；8支架，81侧孔，82收纳槽，83灯杆，831方槽，832滑槽，833活动腔，84灯盒，841圆孔，85照明灯，86固定环，87活动环，88弹簧；9滑柄，91触片，92活动导电杆，93固定导电杆，931锥形孔，932圆柱孔具体实施方式如图1至图20所示，本发明主要包括箱体1、隔离架2、过渡器3、出水管13、阀门、量筒5、支撑臂6、夹持单元和照明单元，下面结合附图对本发明进行详细描述。如图1至图3所示，箱体1为长方体形的中空结构，箱体的顶部敞口，且箱体为透明件，可以为玻璃材质，也可以为塑料材质。在箱体内腔的四个角上分别设有角块11，在角块上设有圆弧面，在圆弧面的轴线上设有固定在箱体上的螺柱12。在箱体的内侧设有隔离架2，如图4所示，隔离架为十字形结构，在隔离架的顶部设有安装槽21，安装槽的设置用于安装过渡器3。在隔离架的顶部设有四个插槽22，在插槽中插放放置底板23，底板的颜色为黑色、白色或其它与水生植物茎的颜色相比差别较大的颜色，以便于分辨。隔离架的底部与箱体内腔的底部接触，隔离架的侧壁与箱体内壁接触。隔离架将箱体的内腔分成四个相互独立的培养腔14，在箱体侧壁上设有与每一培养腔连通的出水管13，在出水管上设有管阀。如图5至图10所示，过渡器3为圆柱形的中空结构，在过渡器的顶部固定有上管31，上管与过渡器内腔连通，上管用于与水泵或水箱的出水端连接。在过渡器的内腔中设有十字形的均分器32，均分器的底部与过渡器内腔的底部接触，均分器的侧壁与过渡器的内壁接触。均分器将过渡器的内腔分成四个水腔，上管的轴线经过均分器的中心，这样上管中的水可以均匀的落入水腔中。在过渡器的侧壁上设有四个径向孔33，四个径向孔与四个水腔一一对应。在每一通孔中均转动安装有阀门4，如图9所示，阀门为圆柱形结构，在阀门的外部包裹有橡胶垫，橡胶垫的设置可以保证阀门与径向孔之间的良好接触，确保阀门与径向孔内壁之间的密封性。在阀门上设有通孔41，通孔沿阀门的径向设置。为实现径向孔与水腔之间的连通，在过渡器上设有四个轴向孔34，轴向孔沿过渡器的轴线设置，轴向孔的上端与水箱连通，轴向孔的下端与径向孔连通。水经上管进入过渡器中，然后均匀分配至四个水腔中，如图10所示，旋转阀门使得通孔与轴向孔上下连通后，水腔中的水经通孔落入培养腔中。为方便阀门的旋转，在阀门上固定有手柄42，手柄与培养腔一一对应。当需要在某一培养腔中培养水生植物时，旋转与该培养腔对应的阀门，使得通孔与轴向孔连通即可。为实现对水生植物的茎的观察以及茎长的测量，在每一个培养腔内均设有量筒5，量筒的底部与螺柱螺纹连接。将量筒安装在螺柱上后，量筒的外壁与角块上的圆弧面接触。如图11所示，在量筒的顶部固定有把手51，以便于操纵量筒。在量筒的外壁上设有刻度线52，以便于测量水生植物的茎长。如图12所示，在量筒的侧壁上设有凹槽53，凹槽还贯穿量筒的顶部，在凹槽内固定有一对耳板54，在两耳板之间铰接安装有支撑臂6。如图14所示，支撑臂6为中空结构的杆件，支撑臂的第一端与耳板铰接，在支撑臂的第二端固定有圆弧形的固定夹杆61，在支撑臂的第二端还设有圆弧形的活动夹杆62，活动夹杆与固定夹杆配合作用实现对水生植物茎的夹持。为方便安装，活动夹杆固定在转轮63的外壁上，转轮通过铰接轴与支撑臂铰接连接，在转轮与支撑臂之间设有扭簧，在扭簧的作用下活动夹杆与固定夹杆围成夹持水生植物茎的夹持腔。转轮与第一线轮64共轴设置，在支撑臂的第二端设有缺口66，活动夹杆的安装端是位于支撑臂内部的，缺口的设置可以为活动夹杆的摆动提供空间。在支撑臂的第一端设有开口67，在第一线轮的外壁上系有拉线65，在凹槽内还固定有竖向放置的固定管7，如图15所示，在固定管的内腔中转动安装有上下设置的第二线轮74和过渡线轮73，拉线的一端系在第一线轮上，拉线的另一端系在第二线轮的外壁上且拉线在第二线轮上缠绕几圈，拉线还与过渡线轮接触。第二线轮与蜗轮77共轴设置，在固定管的顶部固定有端盖71，在端盖上转动安装有蜗杆75，蜗杆与蜗轮啮合。在蜗杆的蜗杆轴上固定有旋钮76，旋钮置于固定管的外部。转动旋钮可以驱动蜗杆的转动，进而带动蜗轮、第二线轮的转动，第二线轮转动时拉线不断的缠绕在第二线轮上，进而克服扭簧作用使得活动夹杆与固定夹杆围成的夹持腔张开，此时可以方便将水生植物的茎从夹持腔中移出，或者方便将水生植物的茎移动至夹持腔内。在固定管下部的侧壁上设有避让槽72，避让槽的设置可以为第一线轮与过渡轮之间拉线的移动提供空间。活动夹杆、固定夹杆、第一线轮、转轮、第二线轮、过渡线轮、拉线、固定管、蜗杆和蜗轮构成了夹持水生植物茎的夹持单元。如图13所示，当需要培养水生植物或对水生植物进行观察时，将支撑臂从凹槽中取出并使得支撑臂处于水平面内，此时支撑臂位于箱体的对角线上，然后通过活动夹杆和固定夹杆将水生植物的茎夹持固定。随后将过渡器的上管与水泵或水箱连接，通过水泵或水箱向箱体内添加水。在插槽中放置底板，当观察水生植物的茎时，底板的设置可以起到衬托的作用，作为背景可以清晰的观察到水生植物茎的形态。待水生植物培养观察完毕后，打开出水管上的管阀，将培养腔中的水放出即可。当需要比对两种或多种不同品种的水生植物时，可以在不同的培养腔中放置不同的水生植物，以方便对比。为对水生植物的生长提供光照，如图1所示，在箱体的前侧壁上固定有支架8，且支架位于前侧壁的中线上，如图16所示，支架为长条形，支架的横截面为“U”形结构。在支架的顶部设有侧孔81，支架的内侧为收纳槽82。在支架内铰接安装有灯杆83，灯杆置于收纳槽中时可以实现灯杆的收纳隐藏。如图17至图19所示，在灯杆的正面设有四个长槽，在长槽中固定有灯盒84。在灯盒上设有若干圆孔841，在圆孔中固定安装有固定环86，在圆孔中滑动安装有活动环87，在活动环上固定有照明灯85，在活动环与固定环之间设有弹簧88。在灯杆的后面设有方槽831，在灯杆的后面还设有置于方槽中的四个滑槽832，在灯杆内部设有活动腔833，照明灯的正极伸入到活动腔中，在活动腔中滑动安装有导电的触片91，触片上固定有滑柄9，滑柄与滑槽滑动连接，且滑柄的端部置于滑槽中。在触片上固定有活动导电杆92，在活动腔内固定有固定导电杆93，固定导电杆的内腔包括锥形孔931和圆柱孔932，圆柱孔可以与活动导电杆良好接触。锥形孔的设置可以方便活动导电杆准确的进入圆柱孔中。滑动滑柄时，可以驱动触片的移动，触片与照明灯的正极接触后，一方面可以克服弹簧的弹力将照明灯的一部分从灯盒中推出；另一方面在弹簧的作用下照明灯的正极始终与触片接触，进而将该照明灯接通于照明电路中。当触片与每一灯盒中的所有照明灯均不接触时，活动导电杆与固定导电杆分离。在灯杆内设有照明电路，如图20所示，照明电路包括蓄电池、开关和导线，每一个照明灯均通过导线与蓄电池的负极连接，若干照明灯并联设置。根据水生植物对光照强度的需求，滑动滑柄，使得触片与照明灯的正极连接，此时与触片接触的照明灯并入照明电路中，进而照明灯发光，为水生植物的生长提供必要的光照。当触片与灯盒中的其中一个照明灯接触时，活动导电杆与固定导电杆接触。固定导电杆通过导线与蓄电池的正极电连接。触片、滑柄、活动导电杆、固定导电杆构成了通断机构、支架、灯杆、灯盒、照明灯、蓄电池、开关、通断机构构成了照明单元。四个灯盒与四个培养腔一一对应，当培养腔中有水生植物时，根据对光照强度的需要将灯盒上的若干照明灯接入照明电路。如图2所示，灯杆隐藏于收纳槽中时，灯杆上滑柄所在的一侧靠近箱体。旋转灯杆，使得灯杆转动270度，此时灯杆位于箱体上方，四个灯盒与四个培养腔一一对应且灯盒置于培养腔的上方。多功能水生植物培养与观察装置的使用方法，包括以下步骤：4通过夹持单元实现对水生植物的夹持固定；5向培养腔内加入水，实现对水生植物的水培培养；6根据需要，通过照明单元为水生植物提供光照；7通过量筒实现对水生植物茎长的测量。

权利要求：1.多功能水生植物培养与观察装置，其特征是，它包括箱体、隔离架、过渡器、阀门、出水管、量筒、支撑臂、夹持单元和照明单元，在所述箱体的内腔中固定有十字形的隔离架，隔离架将箱体的内腔分成四个相互独立的培养腔，在箱体的侧壁上设有四个出水管，四个出水管与四个培养腔一一对应并连通，在出水管上设有管阀；在隔离架的顶部固定有过渡器，在过渡器的内腔中固定有十字形的均分器，均分器将过渡器的内腔分成四个水腔，在过渡器的侧壁上设有四个径向孔，四个径向孔与四个水腔一一对应且径向孔与水腔之间通过轴向孔连通，在径向孔中设有阀门；在箱体的四个角上分别可拆卸的安装有量筒，在量筒的外壁上设有刻度线，在量筒侧壁上设有凹槽，在凹槽中铰接安装有支撑臂，在支撑臂与量筒之间设有夹持水生植物茎的夹持单元；在箱体的侧壁上设有照明单元，照明单元包括固定在箱体侧壁上的支架、与支架铰接连接的灯杆、固定在灯杆上的四个灯盒、位于灯盒上的若干并联设置的照明灯、设置在灯杆内的蓄电池和开关、以及实现照明灯与蓄电池之间电连接的通断机构。2.根据权利要求1所述的多功能水生植物培养与观察装置，其特征是，在所述隔离架的顶部设有四个插槽，在插槽中放置有底板。3.根据权利要求1所述的多功能水生植物培养与观察装置，其特征是，所述过渡器为圆柱形结构，在隔离架的顶部设有容纳过渡器的安装槽；自过渡器的上表面竖直向上延伸有上管，上管的轴线穿过均分器的中心。4.根据权利要求1所述的多功能水生植物培养与观察装置，其特征是，所述阀门为圆柱形结构，在阀门上设有通孔，通孔与轴向孔连通后，水腔中的水经轴向孔、通孔进入培养腔，在阀门上固定有手柄，在阀门外壁与径向孔的内壁之间设有橡胶垫。5.根据权利要求1所述的多功能水生植物培养与观察装置，其特征是，在灯盒上设有若干圆孔，在圆孔中固定有固定环，在圆孔中还滑动安装有活动环，在活动环上固定有照明灯，照明灯的负极与蓄电池的负极电连接，在固定环与活动环之间设有弹簧。6.根据权利要求1所述的多功能水生植物培养与观察装置，其特征是，所述通断机构包括滑动设置在灯杆上的触片、固定在触片上且与灯杆滑动连接的滑柄、固定在触片上的活动导电杆、固定在灯杆上的固定导电杆，固定导电杆始终与蓄电池的正极电连接；滑动滑柄使得触片与灯盒上的至少一个照明灯的正极接触时，活动导电杆便与固定导电杆接触连接。7.根据权利要求6所述的多功能水生植物培养与观察装置，其特征是，固定导电杆为中空结构，固定导电杆的内腔包括圆柱孔和锥形孔，活动导电杆置于固定导电杆的内腔中时活动导电杆与固定导电杆的内壁紧密接触。8.根据权利要求1所述的多功能水生植物培养与观察装置，其特征是，支撑臂的第一端与凹槽中的耳板铰接，在支撑臂的第二端固定有圆弧形的固定夹杆，支撑臂为中空结构，在支撑臂的第二端还铰接安装有共轴设置的转轮和第一线轮，在转轮上固定有圆弧形的活动夹杆，在转轮与支撑臂之间设有扭簧，在扭簧的作用下固定夹杆和活动夹杆配合作用夹持水生植物的茎；在凹槽中还固定有固定管，在固定管的内腔中转动安装有上下设置的第二线轮和过渡线轮，在第一线轮、过渡线轮和第二线轮之间设有拉线，第二线轮与蜗轮共轴设置，在固定管上转动安装有与蜗轮啮合的蜗杆，蜗杆、蜗轮、第一线轮、第二线轮、过渡线轮、转轮、拉线、活动夹杆和固定夹杆构成了夹持单元。9.根据权利要求1所述的多功能水生植物培养与观察装置，其特征是，在箱体的角上设有螺柱，量筒与螺柱螺纹连接。10.权利要求1至9任一所述的多功能水生植物培养与观察装置的使用方法，其特征是，它包括以下步骤：1通过夹持单元实现对水生植物的夹持固定；2向培养腔内加入水，实现对水生植物的水培培养；3根据需要，通过照明单元为水生植物提供光照；4通过量筒实现对水生植物茎长的测量。

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