具有药物干预的机电一体化实验装置的制作方法

本发明涉及机电一体化技术领域，尤其涉及一种具有药物干预的机电一体化实验装置。

背景技术：

在海草及藻类等大型植物生理及生态学的研究中，经常需要在大型植物生长海域建立原位或半原位系统，藉此在大型植物自然的生长状况与自然的生理状态下进行相关研究。因此科研工作者进行了海上原位实验装置的相关探索和研究。原位实验装置主要藉海上自然的光照、温度、水动力条件下培养海草及藻类，目前现有装置均是在海上实验的原位装置，主要结构包括支架(材质为铝合金、塑料及其他柔性材料)、围隔主体(筛绢及聚乙烯袋等)及固定围隔的辅助结构等，在一定程度上满足了原位实验的要求，但是仍然存在一些未能解决的问题。专利申请号为201420764939.0的中国专利提供了一种海上绿藻围隔网框，可供部分绿藻及非底生藻类的原位实验所用。以上装置及相关的装置均是在海上进行，对天气及海上风浪等条件要求较高，遇到风浪大、培养水体大的时候，操作存在极大的困难，尤其在需要对实验生物进行连续监测及取样时，更是难以实现。因此，最大化保证自然条件、避免海上操作，通过建立半现场实验系统是解决以上问题的关键。一种简便、使用范围宽泛、不受自然环境条件制约、可操作性强的半原位实验装置意义重大。

技术实现要素：

针对现技术中存在的上述技术问题，本发明的实施了提供了一种具有药物干预的机电一体化实验装置，该实验系统能够最大程度的为浮藻海生长提供较稳定的环境，且能够避免风浪、海水流动对实验结构的影响。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种具有药物干预的机电一体化实验装置，包括：

培育实验室，其用于培育浮藻；

第一收容室，其设置在盛放有海水的矩形水池中，其内收纳有海水；

第二收容室，其设置在所述第一收容室中，所以培育实验室设置在所述第二收容室中，所述第二收容室内收纳有海水；

第一循环系统，其用于使所述第一收容室内的海水与所述第一收容室外界的海水实时交换；

第二循环系统，其用于使所述第一收容室内的海水与所述第二收容室内的海水交换；

驱动组件，其用于改变所述培育实验室在水中的位置；

加药装置，其设置于所述矩形水池中，所述加药装置根据实验条件向所述矩形水池的海水中加药以干预浮藻的培养条件。

优选地，所述驱动组件包括保持体、浮子、支杆、电机、吊绳以及滑轮；所述浮子放置于所述第一收容室的水面上；所述保持体设置于所述第一收容室的上方；所述支杆一端与所述保持体连接，另一端与所述浮子连接；所述电机固定在所述保持体上；所述滑轮装设在所述第二收容室外壁上；所述吊绳一端固定在所述浮子上，另一端绕过所述滑轮与所述电机的输出轴连接以使所述电机通过吊绳带动所述滑轮上下移动以改变所述培育实验室在所述第一收容室的竖直位置。

优选地，所述浮子为多个；所述支杆为多个；多个所述支杆与多个所述支杆一一对应，并与所述浮子枢接；多个所述支杆均枢接在所述保持体上。

优选地，还包括多个所述调整杆；每个所述调整杆在长度方向排布有多个销孔；多个所述调整杆的分别且依次连接相邻两所述支杆，并通过改变穿设销孔的销钉调节所述支杆的张角。

优选地，所述第一循环系统至少包括第一潜水泵；所述第一潜水泵设置在海平面以下以为所述第一收容室供水。

优选地，所述第一循环系统还包括导流阀，所述导流阀与所述第一潜水泵配合以使所述第一收容室形成为连通器。

优选地，所述第二循环系统至少包括第二潜水泵；所述第二潜水泵设置在所述第一收容室中并用于将所述第一收容室内的海水供入所述第二收容室内以使所述第一收容室内的海水与所述第二收容室内的海水保持流动。

优选地，所述矩形水池外设置有倾斜支架以用于支持所述矩形水池。

与现有技术相比，本发明的具有药物干预的机电一体化实验装置的有益效果是：本发明的具有药物干预的机电一体化实验装置通过第一循环系统和第二循环系统使培育实验室内的浮藻始终与外界海水的生长环境(所述的生长环境是指海水含有的物质，而非指如风、浪等环境)保持一致，从而有利于获得更接近真实生长环境的实验数据。当需要研究海水中的各成分对浮藻的生长的影响情况时，向海水中添加去除该成分或增加该成分的药剂，然后观察浮藻的生长变化。

附图说明

图1为本发明的具有药物干预的机电一体化实验装置的结构示意图；

图2为本发明空心网孔状球体的结构示意图；

图3为本发明空心网孔状球体的剖视图。

图4为本发明的具有药物干预的机电一体化实验装置的实验状态示意图；

图中：

1-第一收容室；2-第二收容室；3-培育实验室；4-第一潜水泵；5-第二潜水泵；6-保持体；7-支杆；8-浮子；9-电机；10-吊绳；11-滑轮；12-导向轮；13-导流阀；14-调整杆；15-空心网孔状球体,16-矩形水池；17-导管；18-支架；151-孔。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

如图1和图4所示，本发明的实施例公开了一种具有药物干预的机电一体化实验装置，该具有药物干预的机电一体化实验装置包括：培育实验室3、第一收容室1、第二收容室2、第一循环系统、第一循环系统、第二循环系统、驱动组件以及加药装置。培育实验室3用于培育浮藻；第一收容室1设置在矩形水池中，矩形水池16中的海水通过导管17从海中获取，为能够支撑矩形水池17，矩形水池17的外侧设置有倾斜的支架18，第一收容室1内收纳有海水；第二收容室2设置在第一收容室1中，培育实验室3设置在第二收容室2中，第二收容室2内收纳有海水；第一循环系统用于使第一收容室1内的海水与第一收容室1外界的海水实时交换；第二循环系统用于使第一收容室1内的海水与第二收容室2内的海水交换；第一循环系统至少包括第一潜水泵4；第一潜水泵4设置在海平面以下以为第一收容室1供水。第一循环系统还包括导流阀13，导流阀13与第一潜水泵4配合以使第一收容室1形成为连通器。第二潜水泵5设置在第一收容室1中并用于将第一收容室1内的海水供入第二收容室2内以使第一收容室1内的海水与第二收容室2内的海水保持流动；驱动组件用于改变培育实验室3在水中的位置。驱动组件具体包括保持体6、浮子8、支杆7、电机9、吊绳10、导向轮12以及滑轮11；浮子8放置于第一收容室1的水面上；保持体6设置于第一收容室1的上方；支杆7一端与保持体6连接，另一端与浮子8连接；电机9固定在保持体6上；滑轮11装设在第二收容室2外壁上；吊绳10一端固定在浮子8上，另一端绕过滑轮11和导向轮12与电机9的输出轴连接以使电机9通过吊绳10带动滑轮11上下移动以改变培育实验室3在第一收容室1的竖直位置。浮子8为多个；支杆7为多个；多个支杆7与多个支杆7一一对应，并与浮子8枢接；多个支杆7均枢接在保持体6上。驱动组件还包括多个调整杆14；每个调整杆14在长度方向排布有多个销孔；多个调整杆14的分别且依次连接相邻两支杆7，并通过改变穿设销孔的销钉调节支杆7的张角，加药装置，设置于矩形水池16中，加药装置19根据实验条件向矩形水池16的海水中加药以干预浮藻的培养条件。如向海水中添加弱酸和弱碱溶液以改变海水的PH值，从而观察在改变PH值后浮藻的生存状态。

应该说明：本实施例的矩形水池17水体更新速度应小于20min,外部给水泵每分钟给水量大于水池体积的1/20。

矩形水池17设两个进水口，在水池的一侧，进水方向朝向该进水口的对角线方向，两个出水口在水池另一侧，两对角线设置的进出水口保证水池内水体的充分循环。

本发明的具有药物干预的机电一体化实验装置通过第一循环系统和第二循环系统使培育实验室3内的浮藻始终与外界海水的生长环境(所述的生长环境是指海水含有的物质，而非指如风、浪等环境)保持一致，从而有利于获得更接近真实生长环境的实验数据。当需要研究海水中的各成分对浮藻的生长的影响情况时，向海水中添加去除该成分或增加该成分的药剂，然后观察浮藻的生长变化。通过改变支杆7的张角以及配合电机9缠绕吊绳10能够使得培育实验室3在水平方向上调整位置。

本发明的第一收容室1内进入的海水，常常有漂浮杂质以及腐烂生物碎片，不容易通过系统排出，造成堵塞，影响第二循环系统新鲜海水的进入循环，因此，有必要向第一收容室1内加入絮凝剂，但是，加入普通化学絮凝剂会改变第一收容室1海水的pH及矿物质离子的指标，最终影响浮藻的生长，本发明的发明人通过长期实验，制备了一种空心网孔状球体15(如图2所示)，该空心网孔状球体15的直径在1-5mm，表面形成有多个孔151，该孔未与内部连通以使空心网孔状球体15悬浮于第一收容室1内的海水中，强力吸附海水中的杂物，当空心网孔状球体吸附满杂物时，因重力作用下沉，方便收集，所述空心网孔状球体15采用如下重量份数的组分经过磨具压制制成：沸石10-20份，琼脂10-20份，硼酸酯偶联剂偶联剂1-5份，青金石1-2份，砗磲1-2份，干刺苋粉1-2份。将上述球体置于第一收容室1内的海水中，放置密度为每立方分米50-100个；10个月更换一次。发明人还做了对比实验，将普通材质制备的同样大小的空心网孔状球体置于第一收容室1内的海水中，不具有吸附沉降作用；所述普通材质为木屑，塑料，铁矿石粉，活性炭等材质。

本发明的第二收容室2内由于海水交换过程缓慢，容易滋生有害致病菌，给实验结果造成影响。采用普通杀菌剂杀菌会改变海水的pH等指标，使得实验不能模拟自然海水环境，本发明的发明人通过长期实验，调配出一种海水杀菌剂，使用后不影响海水的自然状态指标，所述海水杀菌剂由如下重量份数的组分构成：牛筋草提取物2份，壳聚糖3份，尾穗苋提取物2份。所述牛筋草提取物的提取方法为：将牛筋草晒干，磨成粉末，加3-5倍重量份数的70％乙醇水溶液回流3次，合并滤液，蒸干制成；所述尾穗苋提取物的提取方法为：将尾穗苋的花朵晒干，磨成粉末，加3-5倍重量份数的30％乙醇水溶液回流3次，合并滤液，蒸干制成。杀菌实验：取含有嗜水气单胞菌的天然海水(每毫升1X105个)，每升海水中加入上述杀菌剂1g，30min后，嗜水气单胞菌全部被杀死，海水的pH等指标不变。