一种基于无人艇的湖泊水生维管植物调查装置的制作方法

1.本发明属于植物采集技术领域，具体涉及一种基于无人艇的湖泊水生维管植物调查装置。


背景技术：

2.维管植物，是指具有维管组织的植物，这些组织中可将液体作快速的流动，在体内运输水分和养分。水生维管植物为人们在食用、饲料、肥料、工业原料、渔业等方面提供了丰富的物质资源。从分类学上说，水生维管植物可分为挺水植物、浮叶植物、沉水植物、漂浮植物。
3.浮叶植物生于浅水中，根长在水底土中，仅在叶外表面有气孔，叶的蒸腾非常大，又称着生浮水植物。因浮叶植物叶片较大，人工采集不仅不安全，还不好携带，使得对于浮叶植物的调查取样工作难以开展或者效率较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于为了解决上述背景技术中提出的问题而提供一种基于无人艇的湖泊水生维管植物调查装置。
5.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
6.一种基于无人艇的湖泊水生维管植物调查装置，包括无人艇以及设于无人艇上的收集机构，无人艇带动收集机构在水面移动来对湖泊水生维管植物的叶片进行收集；
7.其中，收集机构包括壳体，壳体远离无人艇的一侧设有开口，壳体内设有一号轴、二号轴以及三号轴，壳体外设有用于带动一号轴转动的驱动电机，一号轴上同心设置有主动辊，二号轴上同心设置有与主动辊表面接触的从动辊，三号轴上同心设置有收集辊，收集辊上沿其周向设有若干凹槽，凹槽处设有对叶片进行固定的限位块，三号轴与一号轴之间设有用于带动三号轴转动的一号传动机构，一号传动机构使得主动辊外圈和限位块远离收集辊一端的转动线速度相等，壳体上设有对叶片底部根茎进行切除的切割件，壳体内设有对叶片进行导向的导向台；
8.收集机构在移动过程时，驱动电机带动主动辊转动，主动辊带动从动辊同步转动将湖泊水生维管植物的叶片夹住并往壳体内部输送，切割件将根茎切断，进入壳体内的叶片被限位块穿过使得叶片被固定。
9.优选的，一号传动机构包括一号轴和三号轴之间的同步带或者链条。
10.优选的，导向台上设有安装槽，安装槽处设有若干伸缩杆，伸缩杆靠近收集辊的一端设有安装板，安装板靠近收集辊的一侧设有用于将叶片朝向收集辊方向挤压的挤压件，导向台内设有四号轴，四号轴上同心设置有带动安装板移动的凸轮，伸缩杆与安装板之间设有带动安装板移动的复位弹簧，二号轴和四号轴之间设有带动四号轴转动的二号同步带。
11.优选的，挤压件为橡胶材料支撑的块状物，挤压件的数量为两个以上且沿收集辊
的周向排列。
12.优选的，收集辊为空腔结构，凹槽与空腔连通，收集辊上设有活塞筒，活塞筒为两端开口的筒体，活塞筒的一端位于空腔内，活塞筒内设有活塞体。
13.优选的，所述切割件为互相铰接的一号切割片和二号切割片，一号切割片和二号切割片上均设有导向块，从动辊上沿其周向设有两个呈波浪状延伸的导向槽，导向块沿着导向槽移动时使得一号切割片和二号切割片二者之间的角度发生循环式变化。
14.本发明的有益效果在于：
15.本发明利用无人艇带动收集机构在水面自由行驶，替代了人工采集的工作方式，不仅能够提高采集工作的安全性，也能够对水生维管植物的叶片进行快速的收集，且能够对叶片进行良好的储存，极大程度上提高了调查的效率。
附图说明
16.图1是本发明的整体结构示意图；
17.图2是本发明中收集机构的剖视示意图；
18.图3是图2中a处的放大示意图；
19.图4是本发明中切割件和从动辊的位置关系示意图；
20.图5是本发明中限位块和收集辊的位置关系示意图；
21.图6是本发明中安装板和导向台的位置关系示意图。
22.图中：1、无人艇；2、壳体；3、一号轴；4、二号轴；5、三号轴；6、驱动电机；7、主动辊；8、从动辊；9、收集辊；10、限位块；11、切割件；12、导向台；13、安装槽；14、伸缩杆；15、安装板；16、挤压件；17、四号轴；18、凸轮；19、复位弹簧；20、活塞筒；21、活塞体；22、一号切割片；23、二号切割片；24、导向块；25、导向槽。
具体实施方式
23.下面对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
24.实施例1
25.如图1-6所示，一种基于无人艇的湖泊水生维管植物调查装置，包括无人艇1以及设于无人艇1上的收集机构，无人艇1带动收集机构在水面移动来对湖泊水生维管植物的叶片进行收集；
26.其中，收集机构包括壳体2，壳体2远离无人艇1的一侧设有开口，壳体2内设有一号轴3、二号轴4以及三号轴5，壳体2外设有用于带动一号轴3转动的驱动电机6，一号轴3上同心设置有主动辊7，二号轴4上同心设置有与主动辊7表面接触的从动辊8，三号轴5上同心设置有收集辊9，收集辊9上沿其周向设有若干凹槽，凹槽处设有对叶片进行固定的限位块10，三号轴5与一号轴3之间设有用于带动三号轴5转动的一号传动机构，一号传动机构使得主动辊7外圈和限位块10远离收集辊9一端的转动线速度相等，壳体2上设有对叶片底部根茎进行切除的切割件11，壳体2内设有对叶片进行导向的导向台12。
27.需要说明的是，无人艇1在水中移动时带动收集机构靠近植物的叶片，驱动电机6
带动一号轴3转动，使得主动辊7产生转动。主动辊7与从动辊8之间的摩擦力使得从动辊8产生与主动辊7相反方向的转动，当植物叶片靠近主动辊7时被主动辊7和从动辊8夹住并向壳体2内部的方向输送。植物叶片被输送的同时使得叶片底部的根茎受到拉扯，根茎在移动的过程中接触到切割件11，切割件11将根茎割断，从而使得叶片能够顺利的通过主动辊7和从动辊8。通过主动辊7的叶片移动至导向台12处，一号轴3通过一号传动机构带动三号轴5转动，使得收集辊9以及限位块10产生转动。限位块10在接触到叶片时穿过叶片，使得叶片被固定在限位块10上，在收集辊9的不断转动过程中使得限位块10能够持续的进行储存叶片。在需要叶片时将叶片从限位块10上取下即可。
28.一号传动机构包括一号轴3和三号轴5之间的同步带或者链条，通过同步带或者链条均可以实现一号轴3和三号轴5的同步转动，且能够控制一号轴3和三号轴5之间的转速比。
29.实施例2
30.导向台12上设有安装槽13，安装槽13处设有若干伸缩杆14，伸缩杆14靠近收集辊9的一端设有安装板15，安装板15靠近收集辊9的一侧设有用于将叶片朝向收集辊9方向挤压的挤压件16，导向台12内设有四号轴17，四号轴17上同心设置有带动安装板15移动的凸轮18，伸缩杆14与安装板15之间设有带动安装板15移动的复位弹簧19，二号轴4和四号轴17之间设有带动四号轴17转动的二号同步带，从动辊8在转动时带动二号轴4转动，二号轴4通过二号同步带带动四号轴17转动，使得凸轮18产生持续的转动。凸轮18在转动时间歇的与安装板15接触，使得安装板15间歇式的靠近收集辊9。当安装板15靠近收集辊9时使得挤压件16靠近收集辊9，挤压件16在移动的过程中将限位块10上固定的叶片朝向收集辊9的方向挤压，使得叶片更加靠近收集辊9，不仅能够使得限位块10的端部露出，方便限位块10更好的进行下一次的叶片收集，也能够防止叶片从限位块10上掉落，保证叶片的正常收集。凸轮18远离安装板15时复位弹簧19带动安装板15远离收集辊9，使得挤压件16移出限位块10的移动轨迹之外，避免对限位块10的移动产生影响。
31.挤压件16为橡胶材料支撑的块状物，挤压件16的数量为两个以上且沿收集辊9的周向排列，挤压件16为软质的可以防止对叶片造成较大的伤害，同时也避免挤压件16与限位块10产生碰撞时导致收集机构出现损坏。挤压件16在移动时位于限位块10的两侧，能够顺利的带动叶片在限位块10表面移动，减少叶片撕裂的可能性。
32.实施例3
33.收集辊9为空腔结构，凹槽与空腔连通，收集辊9上设有活塞筒20，活塞筒20为两端开口的筒体，活塞筒20的一端位于空腔内，活塞筒20内设有活塞体21，在取下叶片时向外抽动活塞体21，使得活塞筒20内的空气压力减小，从而使得收集辊9的空腔内的空气进入到活塞筒20内。空腔内的空气减少，使得凹槽处的限位块10在大气压的作用下朝向收集辊9的内腔方向移动，从而使得限位块10进入到内腔中。限位块10的移动使得限位块10露出收集辊9的部分长度减少，从而方便叶片的取下。
34.实施例4
35.所述切割件11为互相铰接的一号切割片22和二号切割片23，一号切割片22和二号切割片23上均设有导向块24，从动辊8上沿其周向设有两个呈波浪状延伸的导向槽25，导向块24沿着导向槽25移动时使得一号切割片22和二号切割片23二者之间的角度发生循环式
变化，从动辊8在转动时其表面的两个导向槽25同步转动，导向槽25转动时使得导向块24在其内部产生往复式的摆动，从而使得一号切割片22和二号切割片23产生沿其铰接点的往复式摆动。一号切割片22和二号切割片23实质上为剪刀状物体，在一号切割片22和二号切割片23往复式摆动时能够对其前进方向的物体进行修剪，使得叶片下部的根茎被剪断，从而使得叶片在进入壳体2的过程中不会出现有根茎拉扯的情况，保证了叶片的正常收集。
36.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种基于无人艇的湖泊水生维管植物调查装置，其特征在于，包括无人艇(1)以及设于无人艇(1)上的收集机构，无人艇(1)带动收集机构在水面移动来对湖泊水生维管植物的叶片进行收集；其中，收集机构包括壳体(2)，壳体(2)远离无人艇(1)的一侧设有开口，壳体(2)内设有一号轴(3)、二号轴(4)以及三号轴(5)，壳体(2)外设有用于带动一号轴(3)转动的驱动电机(6)，一号轴(3)上同心设置有主动辊(7)，二号轴(4)上同心设置有与主动辊(7)表面接触的从动辊(8)，三号轴(5)上同心设置有收集辊(9)，收集辊(9)上沿其周向设有若干凹槽，凹槽处设有对叶片进行固定的限位块(10)，三号轴(5)与一号轴(3)之间设有用于带动三号轴(5)转动的一号传动机构，一号传动机构使得主动辊(7)外圈和限位块(10)远离收集辊(9)一端的转动线速度相等，壳体(2)上设有对叶片底部根茎进行切除的切割件(11)，壳体(2)内设有对叶片进行导向的导向台(12)；收集机构在移动过程时，驱动电机(6)带动主动辊(7)转动，主动辊(7)带动从动辊(8)同步转动将湖泊水生维管植物的叶片夹住并往壳体(2)内部输送，切割件(11)将根茎切断，进入壳体(2)内的叶片被限位块(10)穿过使得叶片被固定。2.根据权利要求1所述的一种基于无人艇(1)的湖泊水生维管植物调查装置，其特征在于，一号传动机构包括一号轴(3)和三号轴(5)之间的同步带或者链条。3.根据权利要求1所述的一种基于无人艇(1)的湖泊水生维管植物调查装置，其特征在于，导向台(12)上设有安装槽(13)，安装槽(13)处设有若干伸缩杆(14)，伸缩杆(14)靠近收集辊(9)的一端设有安装板(15)，安装板(15)靠近收集辊(9)的一侧设有用于将叶片朝向收集辊(9)方向挤压的挤压件(16)，导向台(12)内设有四号轴(17)，四号轴(17)上同心设置有带动安装板(15)移动的凸轮(18)，伸缩杆(14)与安装板(15)之间设有带动安装板(15)移动的复位弹簧(19)，二号轴(4)和四号轴(17)之间设有带动四号轴(17)转动的二号同步带。4.根据权利要求3所述的一种基于无人艇(1)的湖泊水生维管植物调查装置，其特征在于，挤压件(16)为橡胶材料支撑的块状物，挤压件(16)的数量为两个以上且沿收集辊(9)的周向排列。5.根据权利要求3所述的一种基于无人艇(1)的湖泊水生维管植物调查装置，其特征在于，收集辊(9)为空腔结构，凹槽与空腔连通，收集辊(9)上设有活塞筒(20)，活塞筒(20)为两端开口的筒体，活塞筒(20)的一端位于空腔内，活塞筒(20)内设有活塞体(21)。6.根据权利要求3所述的一种基于无人艇(1)的湖泊水生维管植物调查装置，其特征在于，所述切割件(11)为互相铰接的一号切割片(22)和二号切割片(23)，一号切割片(22)和二号切割片(23)上均设有导向块(24)，从动辊(8)上沿其周向设有两个呈波浪状延伸的导向槽(25)，导向块(24)沿着导向槽(25)移动时使得一号切割片(22)和二号切割片(23)二者之间的角度发生循环式变化。

技术总结
本发明涉及一种基于无人艇的湖泊水生维管植物调查装置。该调查装置包括无人艇以及设于无人艇上的收集机构，无人艇带动收集机构在水面移动来对湖泊水生维管植物的叶片进行收集；其中，收集机构包括壳体，壳体远离无人艇的一侧设有开口，壳体内设有一号轴、二号轴以及三号轴，壳体外设有用于带动一号轴转动的驱动电机，一号轴上同心设置有主动辊，二号轴上同心设置有与主动辊表面接触的从动辊；本发明利用无人艇带动收集机构在水面自由行驶，替代了人工采集的工作方式，不仅能够提高采集工作的安全性，也能够对水生维管植物的叶片进行快速的收集，且能够对叶片进行良好的储存，极大程度上提高了调查的效率。度上提高了调查的效率。度上提高了调查的效率。


技术研发人员：刘立 臧明月 马月 徐徐 胡飞龙 王蕾 卢晓强
受保护的技术使用者：生态环境部南京环境科学研究所
技术研发日：2023.07.24
技术公布日：2023/9/7