栽培和取样装置的制作方法

本发明涉及一种用于植物的栽培和取样装置。接下来，为了简化,按照本发明的装置称为取样装置。

背景技术：

这种类型的取样装置是已经已知的并且另外在培育作物植物时用于表型说明以及基因研究。在此，例如涉及钳子，利用所述钳子将组织从植物冲出。冲出的植物部分(例如叶绿素)然后被引入到样品容器中并且被供应给进一步的实验室技术处理。

技术实现要素：

本发明的任务是给出一种取样装置，在该取样装置中在描述和/或研究和/或培育植物时的劳动消耗进一步减少，并且作物植物的培育变得更有效率。

为了解决所述任务，本发明结合权利要求1的前序部分的特征在于，所述取样装置具有带有多个样品容器的下部、带有多个栽培容器的上部、刀具以及切割板，其中，在每个栽培容器中构造有底部开口，该底部开口对应于其中一个样品容器的样品容器开口，并且所述刀具和切割板在取样装置的使用位置中这样设置在上部与下部之间，使得穿过栽培容器的底部开口伸出的且穿过样品容器开口伸入到样品容器中的植物部分可以借助刀具和切割板被切断。

本发明的特别的优点在于，可以利用非常少的手工操作完成大量的取样。所述植物可以在单独的栽培容器中被培育。必要时有利的是，栽培容器例如在预先批量生产中已经填充为此需要的营养物。

在植物生长期间，植物的根穿过栽培容器的底部开口伸出并且穿过分别对应的样品容器开口伸入到相应的样品容器中。取样借助沿切割板滑动的刀具进行，其中，植物的根被切断。不需要将手动冲出的组织样品手动分配给各单个样品容器。因此也可靠地避免错误的分配。

按照本发明的教导的一种特别有利的进一步改进方案规定，刀具和/或切割板构造成孔板。以这种方式可能的是，例如在一侧上的栽培容器和在另一侧上的样品容器的每个单个的对配设有单独的刀具和/或单独的切割板。由此有效地防止组织样品的不希望地掺杂(交叉污染)。

根据一种进一步改进方案，具有底部开口的栽培容器和具有样品容器开口的样品容器可以规则地间隔开距离和/或呈矩阵状地和/或马赛克状地布置。例如，在刀具和切割板上可以以对应的方式规则地间隔开距离地和/或呈矩阵状地和/或呈马赛克状地布置有按照贯通开口型式的切割孔。栽培容器和/或样品容器例如可以具有圆形的和/或矩形的横截面。

原则上，切割板按照类型、材料、形状、大小以及布置结构在大的合适的范围内可自由选择。适宜地，切割板构造成用于下部的盖。切割板和/或刀具例如可以由塑料和/或由陶瓷材料和/或由金属材料制成。刀具和切割板可以由相同的材料或不同的材料制成。

根据本发明的一种进一步改进方案，刀具面式地安置在切割板上和/或相对于所述切割板可纵向移动地保持。刀具和切割板为此目的可以设置有彼此面对的、在任何情况下局部平面地构造的贴靠面。

按照本发明的教导的一种有利的进一步改进方案规定，下部的面向刀具的面和/或上部的面向刀具的面构造成刀具引导部。由此，刀具在一侧上的切割板与另一侧上的以所述方式构造的刀具引导部之间可靠地引导。相应地，切割质量得到改进。

原则上，按照本发明的取样装置的各个构件之间的机械连接的类型在大的合适的范围内可自由选择。有利地，由上部、刀具、切割板和下部构成的组中的至少两个构件借助夹紧连接可彼此固定。由此，在取样装置的至少两个构件之间的可脱开的连接以结构上简单的方式实现。

在此，夹紧连接并且尤其是夹具的构造在形状、材料、布置结构和数量方面确定在切割过程中的装配力或者说压紧力。可选地，用于不同作物植物的夹紧连接可以设计成改变的。

本发明的所述实施形式的一种有利的进一步改进方案规定，下部和切割板借助至少一个第一夹具并且上部、刀具和下部与夹紧在其上的切割板一起借助至少一个第二夹具可以相互连接。以这种方式可能的是，在按照规定使用时仅部分地拆卸取样装置或在制造的过程中部分装配地提供取样装置。例如，这在装备有已填充的样品容器的下部应该被用于实验室技术上的研究时是合适的。

按照本发明的教导的另一种特别有利的进一步改进方案规定，上部具有底板并且具有带有/承载栽培容器的附件，其中，所述附件和底板在取样装置的使用位置中可脱开地相互连接。由此例如可能的是，使用构造成外购件的附件，尤其作为预制有营养物的外购件。

上面提到的实施形式的一种有利的进一步改进方案规定，所述附件的每个栽培容器的底部开口在外侧用管状的凸缘包围，其中，所述凸缘在取样装置的使用位置中基本上延伸直到底板的背离附件的端部。以这种方式有效地防止与上部的底板接触。

根据本发明的一种进一步改进方案，附加地可以设置有冲孔冲头。从冲孔冲头的底板凸起销，所述销分别具有一个定位头部。所述销的数量与样品容器的数量相一致并且因此与栽培容器的数量相一致。冲孔冲头优选由金属制成。例如，冲孔冲头可以由塑料制成。冲孔冲头用于在将切割板从下部提起时可靠地避免污染根样品。为此，在切割根并且移除一件式的或两件式的上部之后，借助冲孔冲头在各单个切割孔周围从切割板冲出环形的、尤其是圆环形的区段并且将所述区段转移到相应配设的样品容器的内部中。为此，冲孔冲头与切割板接合。为了确保和便于冲孔冲头以其销可靠地对准切割板和切割孔，在各单个销上可以设置有定位头部，所述定位头部在冲孔冲头靠近切割板时首先与切割板的切割孔接合。在冲孔冲头朝向切割板的方向的进一步运动中，冲孔冲头的销贴靠切割板的切割孔的边缘。切割板的厚度可以在边缘上削弱，使得冲孔冲头在沿切割板的方向的进一步运动中打碎切割板的这样形成的额定断裂点。冲孔冲头的单个销具有相应的尺寸，以便在所述的冲孔冲头朝向切割板的运动时将切割板的边缘与构造在其中的切割孔可靠地运送到分别对应的样品容器的内部中。这能够实现随后将切割板从下部提起，而根部没有从下部的各个样品容器中以不希望的方式被拉出。

根据本发明的一种进一步改进方案，所述构造成排水开口的槽可以在至少局部地包围切割板的切割孔和/或同时用作冲孔过程的额定断裂点。

另一种进一步改进方案可以设有经修改的切割板。在经修改的切割板的面向下部的下侧上可以构造有构造成槽的排水开口。在此，每个所述排水开口配设有恰好一个样品容器，以便因此有效地防止不希望的交叉污染。

植物在属于按照本发明的取样装置的栽培容器中生长。为此，所述栽培容器利用用于植物生长的营养物来填充。为了存储用于生长所需量的水，在栽培容器中可以引入颗粒或类似物。栽培容器被灌溉，以便这样用水浸透颗粒，水然后从颗粒被排出给植物。在灌溉时可能出现，过量的水被供应给单个栽培容器。所述水不能被颗粒吸收；水通过所涉及的栽培容器的底部开口流出到配设给所述栽培容器的样品容器中。对于进一步的基因研究来说，在样品容器中有水是无害的。然而不希望栽培容器被水涌进。因此，所述进一步改进方案规定一种具有排水开口(例如槽)的经修改的切割板。在此，所述排水开口这样设置在切割板的下侧上，使得不能被各个样品容器吸收的水不会以不希望的方式上升到与之对应的栽培容器中，而是通过样品容器开口进入到相应的排水开口中并且能够通过切割板的下侧流出，而没有以不希望的方式流入到另一个样品容器中。以这种方式有效的避免积水以及可能不希望的污染。

由其它从属权利要求以及下面的说明得到本发明的其它优点、特征和细节。那里所提到的特征可以本身分别单独地亦或以任意的组合对于本发明是重要的。因此，关于各个发明方面的公开内容可以总是相互参照。

附图说明

附图仅示例性地用于解释本发明并且没有限制性特性。其中：

图1示出按照本发明的取样装置的第一种实施例的透视分解示图；

图2示出第一种实施例的第二种透视分解示图；

图3示出第一种实施例的第三种透视分解示图；

图4示出第一种实施例的第一种透视组装示图；

图5示出第一种实施例的第二种透视组装示图；

图6示出按照本发明的取样装置的第一种实施例的俯视图；

图7示出第二种实施例的对应于图4的透视组装示图；

图8示出第三种实施例的第一种透视分解示图的部分视图；

图9示出第三种实施例的第二种透视分解示图的部分视图；

图10示出第三种实施例的在切割板的区域中的详细视图的剖切的局部视图；

图11示出第三种实施例的第一种透视接合示图的部分视图；

图12示出第四种实施例的第一种透视分解示图的部分视图；

图13示出按照本发明的取样装置的第五种实施例的透视分解示图的部分视图，以及

图14示出第五种实施例的俯视图的部分视图。

具体实施方式

所述附图示出按照本发明的取样装置的彼此不同的各实施例。相同的或相同作用的构件用相同的附图标记来标记。仅阐述第一种实施例之后的各实施例与第一种实施例的区别特征。在其余方面，所述各实施例完全一致。

图1示出按照本发明的取样装置的第一种实施例的透视分解示图。所述取样装置具有优选在任何情况下以部分由塑料制成的、具有多个样品容器2.1的下部2，所述样品容器特别明显在根据图5的取样装置的透视下侧视图中可看出。

此外，取样装置具有由塑料制成的具有多个栽培容器4.1的上部4、优选由塑料或金属制成的刀具6以及优选由塑料制成的切割板8，其中，在每个栽培容器4.1中分别构造有一个底部开口4.1.1，该底部开口可以在图6中看出。样品容器2.1在此是下部2的集成的组成部分并且栽培容器4.1是上部4的集成的组成部分。因此，所述上部2和下部4在本发明的第一种实施例中分别一体式构造。

如由附图的概观可看出，在图4至6中示出的使用位置中每个栽培容器4.1配设有恰好一个样品容器2.1并且每个底部开口4.1.1配设有恰好一个样品容器开口。样品容器开口没有明确地示出，因为样品容器开口被切割板8覆盖。

在此，将恰好一个栽培容器4.1与恰好一个取样装置2.1一一对应因此是有利的，因为取样装置在此尤其是设置用于对植物进行基因研究。对于这种研究的结果来说重要的是，没有出现各个组织样品(基因型)的不希望的掺杂(交叉污染)。这通过取样装置前述的构型来确保。

栽培容器4.1在此提前用未示出的用于植物生长的营养物填充。在各单个栽培容器4.1中，在按照本发明的取样装置的使用中分别培育一个植物。未示出的植物的根在植物生长进一步的过程中穿过栽培容器4.1的底部开口4.1.1以及样品容器开口生长到下部2的对应于各单个栽培容器4.1的样品容器2.1中。

刀具6和切割板8在图4至图6中示出的按照本发明的取样装置的使用位置中这样设置在上部4和下部2之间，使得穿过栽培容器4.1的底部开口4.1.1伸出的并且穿过样品容器开口伸入到相应样品容器2.1中的根能够借助于刀具6和切割板8被切断。

刀具6和切割板8在此构造成刀具孔板6和孔-切割板8。在此，构造在所述两个孔板6、8中的切割孔6.1、8.1的数量与栽培容器4.1的底部开口4.1.1的数量以及样品容器2.1的样品容器开口的数量相同。栽培容器4.1和样品容器2.1优选由塑料制成。

在图4至6中示出的使用位置中，构造在刀具6和切割板8上的切割孔6.1、8.1和与此对应的底部开口4.1.1以及样品容器开口全等。对应地，培育到栽培容器4.1中的植物的根能够不受阻碍地从相应栽培容器4.1穿过底部开口4.1.1、切割孔6.1、8.1以及样品容器开口生长到相应的样品容器2.1中。

刀具6沿切割板8沿箭头10的方向被引导以切断未示出的根，使得根在刀具6与切割板8之间、即在切割孔6.1、8.1的边缘上被剪下。为了能够实现刀具6平行于箭头10的运动，刀具6在其两个纵向侧上具有纵向空隙部6.2，这接下来还将进一步阐释。

切割板8在当前情况中构造成用于下部2的可取下的盖8，其中，切割板8借助第一夹具12可脱开地固定在下部2上。如尤其是由图1和图5可看出，所述第一夹具12包围下部2并且切割板8呈夹子状地并且利用构造在第一夹具12的自由端部上的卡锁凸起12.1卡锁到切割板8的与之对应构造的卡锁接纳部8.2中并且卡锁到构造在下部2上的卡锁凸缘2.2的后面。

为了使第一夹具12不妨碍刀具6沿切割板8的运动，切割板8在下部2与切割板8的在图1中示出的使用位置中突出超过第一夹具12。

此外，由下部2和借助第一夹具12固定在下部上的切割板8构成的结构组合件与刀具6以及上部4通过第二夹具14可脱开地连接。为此，上面提到的构件精确配合地相叠并且利用第二夹具14夹紧。类似于在下部2与切割板8之间的夹紧连接，下部2与上部4具有卡锁接纳部2.3和4.3，所述卡锁接纳部与构造在第二夹具14的自由端部上的卡锁凸起14.1在图4至图6中示出的使用位置中形成可脱开的卡锁连接。

为了在设置在下部2上的切割板8与上部4之间更好地引导刀具6，上部4的面向刀具6的底部4.2作为刀具引导部4.2构成为局部平的或平面的。

根据第一种实施例的按照本发明的取样装置这样构造，使得刀具6能够相对于切割板8并且平行于箭头10运动，尽管有由在上部4、刀具6、切割板8以及下部2之间的第一和第二夹具12、14构成的夹紧连接。

另外，这因此是可能的，因为在刀具6的两个纵向侧上构造有纵向空隙部6.2。对应地，刀具6平行于箭头10并且在所需要的运动区域中的运动不会受到第二夹具14阻碍。在此，沿箭头10(刀具的操纵方向)确定的刀具行程通过纵向空隙部6.2的长度确定。在此，一方面刀具6的切割孔6.1与另外一方面切割板8的切割孔8.1、底部开口4.1.1和样品容器开口的对应关系优选这样选择，使得在刀具6的第一行程终端位置中切割孔6.1、8.1这样彼此相叠地设置，使得植物能够在植物生长期间不受阻碍地从栽培容器4.1生长到样品容器2.1中，并且植物的根在第二行程终端位置中被切断。在此，如果刀具行程选择得小于相邻的切割孔6.1、8.1的沿刀具6的操纵方向10确定的距离，根的切断无污染地进行。

在图7中示出按照本发明的取样装置在组装位置中的第二种实施例。区别于第一种实施例，第二种实施例具有两件式的上部4。所述上部4在此包括底板4.4并且具有带有/承载栽培容器4.1的附件4.5，其中，所述附件4.5和底板4.4在图7中示出的使用位置中可脱开地相互连接。

上部4的所述两件式设计用于便于多次使用取样装置或将具有栽培容器4.1的附件4.5作为外购件使用。

在目前的实施例中，所述附件4.5的每个栽培容器4.1的底部开口在外侧用管状的凸缘4.6包围，其中，所述凸缘4.6在图7中示出的取样装置的使用位置中基本上延伸直到底板4.4的背离所述附件4.5的端部。

为了将附件4.5固定在底板4.4上，附件4.5利用管状凸缘4.6插入到构造在底板4.4上的通孔4.4.1中。凸缘4.6和与之对应的通孔4.4.1同时确保将附件4.5相对于底板4.4定位。

附件4.5与底板4.4优选由塑料制成。

以这种方式构成的由底板4.4以及具有栽培容器4.1的附件4.5组成的结构单元在图7中示出的使用位置中(如在第一种实施例的范围中已经阐述的)借助第二夹具14与其余的构件、即具有样品容器2.1的下部2、刀具6以及切割板8可脱开地连接。类似于第一种实施例，下部2和切割板8也在此提前借助第一夹具12相互连接。

为了切断伸入到样品容器2.1中的根，刀具6在两种实施例中可以手动地亦或借助马达驱动装置沿切割板8移动。本领域技术人员根据使用情况采取适合的措施。

借助图8至11阐述按照本发明的教导的第三种实施例。

图8示出第三种实施例的透视分解示图的部分视图。示出由具有样品容器2.1的下部2.1、第一夹具12以及切割板8组成的结构组合件。具有样品容器2.1的下部2和第一夹具12以及取样装置的未示出的构件(例如上部4和下部6)可以类似于第一种或第二种的实施例构造。

区别于第一种和第二种实施例，第三种实施例的取样装置附加地具有另一个构件，即冲孔冲头16。从冲孔冲头16的底板16.1凸起销16.2，所述销分别具有一个定位头部16.2.1。所述销16.2的数量与样品容器2.1的数量以及因此与在此未示出的栽培容器的数量相一致。所述冲孔冲头16优选由金属材料或由塑料制成。

冲孔冲头16用于在提起切割板8时可靠地避免污染根样品。为此，在切割根并且移除未示出的一件式的或两件式的上部之后，借助冲孔冲头16在单个切割孔(在此同样未示出)周围从切割板8冲出圆环形的区段并且将其转移到相应配设的样品容器2.1的内部中。

如在图9中示出的，为此冲孔冲头16与切割板8接合。为了确保并且便于冲孔冲头16利用其销16.2可靠地对准切割板8和切割孔8.1，在冲孔冲头16靠近切割板8时首先构造在销16.2上的定位头部16.2.1与切割板8的切割孔8.1接合。在冲孔冲头16沿切割板8的方向的进一步运动中，冲孔冲头16的销16.2贴靠切割板8的切割孔8.1的边缘。

为此参见图10，在图10中示出根据第三种实施例在切割板8的区域中取样装置的细节。清楚地可看出上面提到的边缘8.3，该边缘包围切割板8的切割孔8.1。切割板8的厚度在边缘8.3上削弱，使得在为此未示出的冲孔冲头在朝向切割板8进一步运动时打碎切割板8的这样形成的额定断裂点。冲孔冲头在图10的图平面中沿切割板8的运动中手动地或马达驱动地从上方下降到切割板8上。

冲孔冲头的各单个销具有相应的尺寸，以便在所述的冲孔冲头朝向切割板8运动时将切割板8的边缘8.3与构造在其中的切割孔8.1可靠地转移到分别对应的样品容器的内部中并且保持在样品容器中，以便在将切割板8从下部以及从样品容器中移除时有效地避免将根样品不希望地从样品容器中拉出。下部和样品容器在图10中同样未示出。图11示出在终端位置中的冲孔冲头16，在该终端位置中冲孔冲头16以其底板16.1贴靠在切割板8上。为了清晰，在图11中示出底板16.1不完全下降到切割板8上。

此外，在图12中示出第四种实施例。示出具有样品容器2.1的下部2和切割板8的透视底视图。具有样品容器2.1的下部2以及取样装置的未示出的构件(例如上部4和刀具6)可以类似于第一种或第二种或第三种实施例构造。

区别于已经阐述的各实施例，第四种实施例的取样装置具有经修改的切割板8。如由图12可见那样，在切割板8的下侧中构造有构造成槽的排水开口8.4。在此，每个所述排水开口8.4在未示出的下部2与切割板8的组装位置中配设有恰好一个样品容器2.1，以便因此有效地防止所不希望的交叉污染。

如已经借助第一种实施例阐述的，植物被培育到在图12中未示出的栽培容器中。为此，所述栽培容器利用用于植物生长的营养物来填充。为了存储用于生长所需量的水，在栽培容器中可以引入颗粒或类似物。栽培容器被灌溉，以便这样用水浸透颗粒，水然后从颗粒被排出给植物。在灌溉时可能出现，过量的水被供应给各单个栽培容器。所述水不能被颗粒吸收；水通过所涉及的栽培容器的底部开口流出到配设给所述栽培容器的样品容器2.1中。

对于进一步的尤其是基因研究来说，在样品容器中有水是无害的。然而不希望栽培容器被水涌进。因此，在第四种实施例中对于每个样品容器2.1设置有构造成槽的排水开口8.4。在此，所述槽8.4这样设置在切割板8的下侧上，使得不能被各个样品容器2.1吸收的水不会以不希望的方式上升到与之对应的栽培容器4.1中，而是通过未示出的样品容器开口进入到相应的槽8.4中并且能够通过切割板8的下侧流出，而没有以不希望的方式流入到另一个样品容器2.1中。以这种方式有效地避免积水。

借助图13和图14阐述按照本发明的教导的第五种实施例。图13示出第五种实施例的透视分解示图的部分视图。示出具有栽培容器4.1的上部4，所述栽培容器呈矩阵状地以8×12的布置结构设置。根据第五种实施例，栽培容器4.1不同于之前在横截面中矩形地实现。由于矩形横截面，栽培容器4.1给出非常好的空间利用率，或者说在上部4的大小未发生改变时，栽培容器4.1的体积可以增大。

设置在对于每个栽培容器4.1的上部4上的底部开口4.1.1在圆周方向上分别由多个芯轴4.1.2包围，这些芯轴参照组装位置指离取样装置的下部2。所述芯轴4.1.2这样间隔开距离并且设置成，使得防止通过营养物堵塞或封闭底部开口4.1.1并且同时可以确保根在栽培阶段中能够穿过底部开口4.1.1生长到下部中。

当然，即使在根据第五种实施例的栽培容器4.1的矩形构型情况下，上部4也可以构造成两件式的。因此，类似于实现根据图7的按照本发明的取样装置，上部4具有底板4.4以及具有在横截面中矩形的栽培容器4.1的附件4.5。

本发明不限于上面提到的各实施例。

为了能够将取样装置的各个构件(例如下部、上部、刀具以及切割板)以少量的控制花费可靠地朝向彼此定向，所述构件即使在不是两件式的上部的情况下也可以具有至少部分相互对应的定位机构。

此外，所述定位机构可以构造成编码，通过该编码利用简单的器件有效地防止错误装配取样装置的构件。

在所述实施例中，下部的样品容器和上部的栽培容器分别是下部或上部的集成的组成部分。然而这不是强制性要求的。例如也可以规定：样品容器和/或栽培容器至少部分地构造成单独的构件。

取样装置可以设计用于一次使用亦或用于多次使用。第一种实施形式更确切地说适合构造成一次性取样装置，而第二种实施形式更好地用于多次使用。

区别于各实施例原则上也可设想，一个栽培容器与其底部开口不必强制正好对应于一个样品容器和其样品容器开口。也可能的是，一个栽培容器与其底部开口配设有多个样品容器和其样品容器开口。因此，相同的植物材料可以被供应给不同的研究。

刀具不是必须强制地构造成孔板。也可设想，例如仅切割板构造成孔板并且刀具由本领域技术人员根据目前单独的情况根据类型、材料、形状、尺寸和布置结构以不同的方式适合地选择。

例如，除其它合适的材料以外，由硬化的工具钢、由加合金的工具钢、由硬金属、由塑料亦或由切削陶瓷制成的刀具是可能的。相同的内容适用于切割板的材料。

另外，在所述两种实施例中，第二夹具14在按照本发明的取样装置的使用位置中与构造在下部2上的卡锁接纳部2.3配合作用。然而由于下部2和切割板8与第一夹具12可脱开地相互连接，也可设想，第二夹具与构造在切割板上的卡锁接纳部配合作用。

附图标记列表

2下部

2.1样品容器

2.2下部的卡锁凸缘

2.3下部的卡锁接纳部

4上部

4.1栽培容器

4.1.1栽培容器的底部开口

4.1.2芯轴

4.2上部的底部，该底部构造成用于刀具的刀具引导部

4.3上部的卡锁接纳部

4.4上部的底板

4.4.1底板的通孔

4.5上部的附件

4.6凸缘，该凸缘包围栽培容器的底部开口

6刀具，该刀具构造成刀具孔板

6.1刀具的切割孔

6.2刀具的纵向空隙部

8切割板，该切割板构造成孔-切割板

8.1切割板的切割孔

8.2切割板的卡锁接纳部

8.3切割板的边缘，该边缘包围切割孔

8.4切割板的排水开口

10箭头，该箭头象征标识在切断根时刀具的运动方向

12第一夹具

12.1第一夹具的卡锁凸起

14第二夹具

14.1第二夹具的卡锁凸起

16冲孔冲头

16.1冲孔冲头的底板

16.2冲孔冲头的销

16.2.1销的定位头部