一种水样收集点定位装置的制作方法

本发明涉及水体取样技术领域，特别涉及一种水样收集点定位装置。

背景技术：

畦灌是华北地区常用的灌溉方式，是用土埂将耕地分隔成长条形的畦田，水流借推进作用沿畦长方向流动并浸润土壤，最终在田面上形成薄水层的灌溉方法。在畦灌过程中，包括撒施和液施两种施肥方式。液施时事先将肥料溶解在灌溉水中，肥料在灌溉的同时随水流进入田间。撒施时先将肥料撒施于土壤表面，然后进行灌溉。肥料在水中的分布情况直接影响施肥效果，因此需要通过施肥灌溉试验对地表水流中肥料离子沿畦长及水深两个方向的浓度分布规律进行研究。

在对水深方向的肥料离子浓度进行检测时，通过将带有刻度的标尺竖直放置于田畦中，以接触地面的端部为刻度起点，读取水面对应的刻度，即水深。将水深划分为具有相同间隔的节点，以每个节点作为水样收集点进行水样收集，并对从每个节点处收集的水样中的肥料离子浓度进行检测。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

目前在对水深方向的肥料离子浓度进行检测时，仅依靠肉眼观察标尺刻度来确定水样收集点的位置，不能保证以精确的平均间隔收集水样。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题是，提供用于能够实现在水深方向上，以精确的平均间隔收集水样的水样收集装置的水样收集点定位装置。

具体而言，技术方案如下：

一种水样收集点定位装置，所述水样收集点定位装置包括：

框架，所述框架包括首尾依次连接的长度相同的第一杆、第二杆、第三杆以及第四杆，所述第一杆、第二杆、第三杆以及第四杆之间通过销轴以可转动方式连接；主杆，连接所述第二杆与所述第三杆的销轴固定在所述主杆上，连接所述第一杆与所述第四杆的销轴可沿所述主杆上下滑动；以及，至少一个垂直于所述主杆的定位杆，所述定位杆与所述框架滑动连接，且所述定位杆将连接所述第一杆与所述第三杆的销轴到连接所述第二杆与所述第四杆的销轴之间的距离等分。

优选地，在所述销轴上设置有分隔片，所述分隔片用于限定所述第一杆、第二杆、第三杆以及第四杆在所述销轴方向上的运动。

优选地，在所述第一杆、第二杆、第三杆以及第四杆上设置有至少一个安装轴，所述安装轴位于所述第一杆、第二杆、第三杆以及第四杆的长度等分点处；在所述定位杆上设置有与所述安装轴相配合的滑动槽，所述滑动槽沿所述定位杆长度方向设置。

优选地，所述定位杆中包括与连接所述第一杆与所述第二杆的销轴以及连接所述第三杆与所述第四杆的销轴滑动连接的中位杆；所述中位杆穿过所述主杆并可沿所述主杆的轴向移动。

优选地，在所述主杆上沿所述主杆的轴向设置有贯通所述主杆径向的第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽与所述第二滑槽相垂直；所述连接第一杆与第四杆的销轴沿所述第一滑槽滑动；所述中位杆穿过所述第二滑槽，并沿所述第二滑槽滑动。

优选地，所述主杆还包括与所述主杆底部连接的底座，在所述底部上设置有固定齿。

优选地，在所述连接第一杆与第四杆的销轴上还设置有浮漂。

优选地，所述浮漂具有两个，分别设置在所述连接第一杆与第四杆的销轴的两端。

优选地，在所述连接第一杆与第四杆的销轴上，所述连接第二杆与第三杆的销轴上，以及所述定位杆上均设置有导管插头，所述导管插头用于固定取样导管。

优选地，所述导管插头连线平行于所述主杆。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

框架具有菱形结构，且可沿主杆长度方向伸展或压缩，进而使得框架上位于主杆两侧的杆件逐渐向底座靠近或远离。同时与框架滑动连接的定位杆随框架同步运动，且在运动过程中，定位杆始终等分连接第一杆与第四杆的销轴到连接第二杆与第三杆的销轴之间的距离。在使用时，将主杆竖直放置在畦田上，使得连接第二杆与第三杆的销轴与地面平齐，并拉动连接第一杆与第四杆的销轴使其始终与水面保持平齐，如此即将水深转换为框架中连接第一杆与第四杆的销轴到连接第二杆与第三杆的销轴之间的距离，而定位杆始终等分所述距离的长度，即定位杆在水深方向上划分出了精确的间隔。由此定位杆以及水面、水底两个参考面共同形成了在水深方向上具有准确间隔的水样收集参考点，进而实现对水样收集点的精确定位。本发明实施例所提供的水样收集点定位装置使用便捷，能够在水深方向上精确出划分相等间隔的水样收集点，保证了取样精确性，使得所收集水样具有代表性。同时该装置结构简单、质量轻盈、便于携带。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-1是本发明实施例提供的水样收集点定位装置的主视图；

图1-2是本发明实施例提供的水样收集点定位装置的俯视图；

图2-1是本发明实施例提供的框架中杆件的主视图；

图2-2是本发明实施例提供的框架中杆件的俯视图；

图3-1是本发明实施例提供的主杆结构主视图；

图3-2是本发明实施例提供的主杆结构侧视图；

图3-3是本发明实施例提供的主杆结构俯视图；

图4-1是本发明实施例提供的设置有浮漂的水样收集点定位装置主视图；

图4-2是本发明实施例提供的设置有浮漂的水样收集点定位装置侧视图。

附图中各个标记分别为：

1.框架，11.第一杆，12.第二杆，13.第三杆，14.第四杆；

101a.连接第一杆11与第四杆14的销轴，

101b.连接第一杆11与第二杆12的销轴，

101c.连接第二杆12与第三杆13的销轴，

101d.连接第三杆13与第四杆14的销轴；

102.安装轴，103.分隔片；

2.主杆，21.第一滑槽，22.第二滑槽，23.底座，24.固定齿；

3.定位杆，30.中位杆；

4.浮漂；

a.第一导管插头，b.第二导管插头，c.第三导管插头，d.第四导管插头，e.第五导管插头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1-1与图1-2，本发明实施例提供了一种水样收集点定位装置，该定位装置包括：

框架1，包括首尾依次连接的长度相同的第一杆11、第二杆12、第三杆13以及第四杆14，第一杆11、第二杆12、第三杆13以及第四杆14之间通过销轴以可转动方式连接；

主杆2，连接第二杆12与第三杆13的销轴101c固定在主杆2上，连接第一杆11与第四杆14的销轴101a可沿主杆2滑动；以及，

至少一个垂直于主杆2的定位杆3，定位杆3与框架1滑动连接，且定位杆3将连接第二杆12与第三杆13的销轴101c到连接第一杆11与第四杆14的销轴101a之间的距离等分。

需要说明的是，本发明实施例中，将框架1的各个杆件命名为第一杆11、第二杆12、第三杆13以及第四杆14是为了更加清楚、简洁地描述本发明实施例的技术方案，上述命名仅为区分杆件，而不代表限定各个杆件之间的连接顺序。并且，与主杆2固定的销轴可以是连接第一杆11、第二杆12、第三杆13以及第四杆14的四个销轴中的任意一个，而可沿主杆2滑动的销轴则是和与主杆2固定的销轴相对的销轴。

关于本发明实施例所提供的水样收集点定位装置的结构特点，可以理解的是，框架1具有菱形结构，且关于主杆2对称。为了便于后续描述，在本发明实施例中将菱形框架1的两条对角线分别命名为第一对角线与第二对角线，其中主杆2位于该框架1的第一对角线上。并且连接第二杆12与第三杆13的销轴101c与主杆2固定连接，连接第一杆11与第四杆14的销轴101a与主杆2活动连接，这两个销轴之间的距离即为框架1第一对角线的长度。同时定位杆3垂直于主杆2设置，即定位杆3平行于框架1的第二对角线。同时定位杆3还位于框架1边长等分点连线上，根据相似三角形原理，不难理解的是，定位杆3能够将框架1的第一对角线的长度等分，即定位杆3等分连接第一杆11与第四杆14的销轴101a到连接第二杆12与第三杆13的销轴101c之间的距离。

同时由于框架1与定位杆3滑动连接，此处“滑动连接”表示位于主杆2两侧的杆件可沿定位杆3靠近或远离主杆2。具体来说，参见图1-1，第一杆11与第四杆14可相对靠近或远离，第二杆12与第三杆13可相对靠近或远离。当控制连接第一杆11与第四杆14的销轴101a沿主杆2移动时，框架1沿主杆2长度方向收缩或伸展，并带动定位杆3同步移动。具体地，以连接第一杆11与第四杆14的销轴101a沿主杆2向上移动为例：

框架1沿主杆2长度方向伸展，其第一对角线长度增加，杆件逐渐向主杆2靠近。同时在第一杆11与第四杆14的作用下，连接第一杆11与第四杆14的定位杆3向上运动；在第二杆12与第三杆13的作用下，连接第二杆12与第三杆13的定位杆3向上运动。且由于定位杆3始终位于框架1平行于第二对角线的边长等分点连线上，因此不难理解的是，在框架1的收缩或伸展过程中定位杆3始终等分框架1第一对角线的长度。

在使用时，将主杆2竖直放置在畦田上，使得连接第二杆12与第三杆13的销轴101c与地面平齐，拉动连接第一杆11与第四杆14的销轴101a使其始终与水面保持平齐，如此即将水深转换为框架1第一对角线的长。而定位杆3始终等分第一对角线的长度，即定位杆3在水深方向上划分出了精确的间隔，由此定位杆3以及水面、水底两个参考面共同形成了在水深方向上具有准确间隔的水样收集参考点，进而实现对水样收集点的精确定位。

综上，本发明实施例所提供的水样收集点定位装置通过利用菱形结构的特点以及相似三角形的边长关系原理，通过定位杆3实现对不同水深水层进行以精确间隔划分的技术效果，保证所收集水样的代表性，进而为客观反应肥料在不同水深中的实际分布情况提供有效的检测数据。

进一步地，框架1中各个杆件(第一杆11、第二杆12、第三杆13以及第四杆14)之间通过销轴实现可旋转活动连接。具体地，在第一杆11至第四杆14的两个端部均设置有安装孔，将销轴穿过需要连接的两个杆件的安装孔实现上述可旋转活动连接。在本发明实施例中为了保证框架1的实用性和稳定性，在第一杆11、第二杆12、第三杆13以及第四杆14之间的销轴上还设置有分隔片103。参见图1-2，该分隔片103设置在杆件的两侧，将连接在同一销轴上的杆件分隔开来，避免框架1在使用过程中过度磨损，提高整体装置的使用耐久性。同时该分隔片103还起到了限位作用，限制了杆件在销轴长度方向的运动，保证框架1的稳定性。

框架1与定位杆3之间通过滑动连接保证该定位装置的正常使用。关于该滑动连接的实现方式，参见图2-1与图2-2，在第一杆11、第二杆12、第三杆13以及第四杆14上设置有至少一个安装轴102，且安装轴102位于第一杆11、第二杆12、第三杆13以及第四杆14的边长等分点处。同时在定位杆3上设置有与安装轴102相配合的滑动槽，滑动槽沿定位杆3长度方向设置。当连接第一杆11与第四杆14的销轴101a沿主杆2移动时，通过杆件的安装轴102与定位杆3的滑动槽之间的配合带动定位杆3随框架1同步移动。

此外参见图1-2，由于框架1的连接处设置有销轴101和分隔片103，加之受杆件自身厚度的影响，使得第一杆11、第二杆12、第三杆13以及第四杆14在厚度方向上均具有一定落差。因此在连接定位杆3时，本发明实施例提供了不同长度的安装轴102以及相适配的分隔片103。通过安装轴102弥补了不同杆件厚度方向上的落差，在俯视角度，参见图1-2，使得定位杆3同样垂直于主杆2。因此当连接第一杆11与第四杆14的销轴101a沿主杆2移动时，杆件安装轴102与定位杆3滑动槽之间的配合更为顺畅，避免出现框架1与定位杆3滑动卡阻的现象。且分隔片103同样限制了定位杆3在安装轴102长度方向的运动。

其中对于定位杆3的数量不做具体限制，可根据实际需要进行划分。举例来说，一般检测需要5个水样收集点，此时应采用三个定位杆3，并将三个定位杆3分别设置在第一杆11与第四杆14的中点连线处，框架1的第二对角线处，以及第二杆12与第三杆13的中点连线处。如此三条定位杆3与主杆2的交叉处，以及连接第一杆11与第四杆14销轴101a处、连接第二杆12与第三杆13销轴101c处定位出了固定的5个水样收集点，且在水深方向上这5个水样收集点之间的间距相等。

为了保证定位装置整体的稳定性，可以始终在连接第一杆11与第二杆12的销轴101b以及连接第三杆13与第四杆14的销轴101d连线处，即框架1的第二对角线处设置一根定位杆3，为了便于区分，将该定位杆3称为中位杆30。可以理解的是，该中位杆30使得框架1具有两个关于中位杆30对称的三角形结构，增强了整体装置的稳定性。同时，为了避免本发明实施例提供的定位装置在使用时出现组件左右移位现象，可将该中位杆30穿过主杆2并使中位杆30沿主杆2轴向方向移动，利用主杆2限制中位杆30沿销轴轴向的运动。

除中位杆30以外的定位杆3可以和中位杆30相同，均穿过主杆2设置，以进一步提高本发明实施例提供的定位装置的稳定性；也可使除中位杆30以外的定位杆3位于主杆2外部(如图4-1所示)，以便于定位杆3的拆卸或者安装，从而便于定位杆3数量的增加或者减少。

对于定位杆3穿过主杆2的方式，安装轴102设置在第一杆11至第四杆14上靠近主杆2的侧面上并指向主杆2。此时无需分隔片103同样能够限制定位杆3在安装轴102长度方向上的运动，使得定位杆3仅沿主杆2的轴向移动。

对于定位杆3设置在主杆2外部的方式，安装轴102设置在第一杆11至第四杆14上远离主杆2的侧面上，此时，需要安装分隔片103来对定位杆3沿安装轴102长度方向的运动进行限制。

此外，中位杆30与框架1连接时，可增加与中位杆30的滑动槽相配合的滑动块，将框架1的杆件之间的销轴101与滑动块固定连接，实现杆件可沿中位杆30向主杆2靠近或远离，保证该定位装置的正常使用。

本发明实施例中，在主杆2上沿主杆2的轴向设置有贯通主杆2径向的第一滑槽21和第二滑槽22，第一滑槽21与第二滑槽22相垂直。参见图3-3，不难理解的是，从俯视角度，第一滑槽21与第二滑槽22均贯穿了主杆2的径向，且相互交叉成“十字形”结构。进一步地，第一滑槽21与连接第一杆11与第四杆14的销轴101a配合使用，使其沿第一滑槽21滑动；第二滑槽22与中位杆30配合使用，限制中位杆30仅可沿第二滑槽22滑动。其余定位杆3也可设置在第二滑槽22内并沿第二滑槽22滑动。

进一步地，参见图3-1与图3-2，为了便于使用，在主杆2的底部、第二杆12与第三杆13的连接销轴101下方还设置有底座23，在底部21上设置有固定齿24。使用时将固定齿24插入土壤中，使得底座23位于地表，保证第二杆12与第三杆13的连接销轴101位于地面之上，避免因连接销轴陷入土壤造成的第一杆12与第三杆13活动不顺畅。

本发明实施例所提供的水样收集点定位装置在使用时，通过人工拉伸连接第一杆11与第四杆14的销轴101a进行操作。同时根据水样收集的要求，还需在整个水样收集过程中需要保持连接第一杆11与第四杆14的销轴101a位于水平面上。如此，单纯的人工操作不仅费力同时也难以保证销轴随时处于水平面上。为了克服这一缺陷，本发明实施例提供了以下解决方式：

参见图4-1与图4-2，在连接第一杆11与第四杆14的销轴101a上还设置有浮漂4。在浮漂4的作用下可以始终保持连接第一杆11与第四杆14的销轴101a位于水平面上。同时在灌溉过程中水面不断上升，此时浮漂4可带动第一杆11与第四杆14随水平面的升、降同步移动，使得该定位装置能够在水深方向上自动划分出等间距的水样收集位置。进一步，该浮漂4具有两个，并分别设置在连接第一杆11与第四杆14的销轴101a的两端。换言之，两个浮漂4设置在第一滑槽21的两侧。如此当水位较低时，框架1整体沿主杆2长度方向收缩，此时第一杆11、第四杆14不会碰触到浮漂4，影响浮漂4的正常工作。并且为了更好地体现浮漂4的浮力作用，该定位装置具有对称结构，包括两套关于主杆2对称的框架1，且当定位杆3设置在主杆2外侧时，还需要设置两套关于主杆2对称的定位杆3；若定位杆3穿过主杆2内部设置，则仅设置一套定位杆3即可，且这一套定位杆3的两侧均连接框架1。即主杆2的两侧具有两套对称设置的框架1和定位杆3，如此浮漂4能够保证框架1顺畅的形变效果。

在使用本发明实施例所提供的水样收集点定位装置进行水样收集时，参考定位装置所划分出的水样收集点，借助注射器等取样工具直接取样。但由于取样工具无法固定，准确地在相应的水层取样具有一定难度。因此为了便于取样的进行，在连接第一杆11与第四杆14的销轴101a上，连接第二杆12与第三杆13的销轴101c上，以及定位杆3上均设置有导管插头(图4-2所示的a、b、c、d、e)，该导管插头用于固定取样导管。现有技术中提供了一种类似注射器的水样收集器，具有活塞抽取装置以及相连接的具有柔性的吸水导管，且在吸水导管的活动端的侧壁设设置有进水口。在使用时将吸水导管的导管头固定在导管插头，拉动活塞使得水样从吸水导管的进水口进入收集器，完成水样收集。

同时，为了得到水深对肥料分布情况的影响，一般采用单因素试验法。因此在收集水样时，期望水样收集点为位于同一竖直线上的、不同水深处的收集点。因此在本发明中，进一步限定上述导管插头的连线平行于主杆2。以划分出5个水样收集点为例，参见图4-2，在连接第一杆11与第四杆14的销轴101a下方平行设置第一导管插头a。在定位杆3的中点上设置第二导管插头b和第四导管插头d。在中位杆30上设置第三导管插头c，第三导管插头c穿过第一滑槽21。在连接第二杆12与第三杆13的销轴101c上设置第五导管插头e。其中需要说明的是，为了保证上述导管插头位于同一条竖直线上，定位杆3上的导管插头需穿过主杆2的第一滑槽21。具体地，当定位杆3穿过主杆2的第二滑槽22设置时，导管插头b和d穿过第一滑槽21；当定位杆3设置在主杆2的外侧时，延长导管插头b和d至主杆第一滑槽21内部，如此定位杆3无法沿框架第二对角线运动，保证了水样收集点位于同一竖直线。

综上，本发明实施例所提供的水样收集点定位装置通过菱形框架1以及定位杆3实现对不同水深水层进行以精确间隔划分的技术效果，保证所收集水样的代表性；同时采用浮漂4实现自动定位动能，结构简单、质量轻盈、便于携带组装。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。