模拟浪冲与风摩擦培养一体装置及使用方法与流程

本发明涉及水生植物培养技术领域，具体地说是一种模拟浪冲与风摩擦培养一体装置及使用方法。

背景技术：

由于受浪冲与风摩擦这些自然特性与环境因素的影响，滨海湿地植物时常面临此类自然现象且展示出了独特的适应性。由于缺乏相关仪器设备限制了浪冲与风摩擦对滨海湿地植株影响的研究，所以，目前有关湿地植株受浪冲与风摩擦影响的研究多集中于野外自然生境原位实验。因此需要一种模拟浪冲与风摩擦培养一体装置，集合滨海湿地植株的培养与浪冲及风摩擦模拟功能于一体，实现湿地植物的生长环境模拟与人工培养于一体，为滨海湿地植物生长特性与环境响应研究奠定基础。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种模拟浪冲与风摩擦培养一体装置及使用方法，用于模拟水生植物的生长环境，促进水生植物生长的研究。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：模拟浪冲与风摩擦培养一体装置，其特征是，它包括箱体、植株盒、浪冲发生机构和气流发生机构，在箱体内固定有透明的植株盒，在植株盒的顶部设有四个放置植株的植株孔，自左向右数第二、第三个植株孔的下部均通过通水孔与箱体内腔连通，自左向右数第一、第四个植株孔的下部均通过小孔与箱体内腔连通；在植株盒的后侧壁上设有与第一、第二个植株孔连通的通气孔，气流发生机构与两通气孔连接向植株孔内喷入空气；在箱体内设有浪冲发生机构，浪冲发生机构拨动箱体内腔中的培养液使其向植株盒所在的一侧移动。

进一步地，所述箱体的内腔包括相互独立的放置腔和培养腔，植株盒固定在培养腔内。

进一步地，浪冲发生机构包括转动安装在培养腔与放置腔之间的搅拌轴、固定在搅拌轴外壁上的一个叶片、设置在放置腔内驱动搅拌轴转动的电机。

进一步地，气流发生机构包括固定在箱体上的主气管、设置在主气管上的两个支气管以及向主气管内喷入空气的喷气单元，支气管的下端固定在植株盒的后侧壁上并通过通气孔与植株孔的内腔连通。

进一步地，喷气单元包括固定在放置腔内的搅拌轴上的主动链轮、设置在放置腔内的从动链轮、设置在从动链轮与主动链轮之间的链条、与从动链轮共轴设置的曲柄、与曲柄铰接连接的连杆、与连杆铰接连接的活塞杆、固定在活塞杆上且活动设置在气筒内的活塞、设置在气筒上的进气管和出气管，在进气管和出气管上均设有单向阀，出气管与主气管连接。

进一步地，在植株盒上设有与第一、第二个植株孔共轴线设置的安装腔，安装腔与通气孔连通，在安装腔内设有转换阀，转换阀为圆环形结构，在转换阀的圆形侧壁上设有环槽，环槽与安装腔的内壁之间围成气道，在转换阀的侧壁上设有通孔，支气管内的空气进入气道内随后经通孔进入植株孔内。

进一步地，在植株盒的顶部设有两个弧形槽，弧形槽与第一、第二个植株孔连通，在转换阀的顶部固定有滑杆，滑杆置于弧形槽内，在滑杆顶部固定有手柄。

进一步地，在箱体顶部设有密封放置腔的第一端盖、密封培养腔的第二端盖。

模拟浪冲与风摩擦培养一体装置的使用方法，其特征是，它包括以下步骤：

(1)将植株放置在植株盒上，向箱体内加入培养液；

(2)摇动搅拌轴，使得水流和气流不断冲向植株，进而实现对植株的浪冲模拟和风摩擦模拟。

本发明的有益效果是：本发明提供的模拟浪冲与风摩擦培养一体装置及使用方法，可以实现对水生植物实际生长环境的模拟，且仅设置一个电机且该电机工作时可以同时模拟有风、有浪环境，结构简单。转换阀的设置，可以改变风的流向，进而模拟不同风向先后作用下对水生植物植株的影响。

附图说明

图1为本发明的俯视示意图；

图2为图1中去掉第一端盖和第二端盖后的示意图；

图3为搅拌轴在培养腔内的装配示意图；

图4为植株盒的俯视示意图；；

图5为植株盒的正面示意图；

图6为植株盒的背面示意图；

图7为植株盒的三维示意图(去掉转换阀)；

图8为图4中的a-a剖视图；

图9为转换阀的三维示意图；

图10为转换阀的俯视图；

图11为气流发生机构的示意图；

图中：1箱体，11放置腔，12培养腔，13第一端盖，14第二端盖，2植株盒，21植株孔，22通水孔，23小孔，24通气孔，25安装腔，26弧形槽，3转换阀，31环槽，32通孔，33滑杆，34手柄，4搅拌轴，41搅拌片，42轴承，43电机，44主动链轮，45链条，46从动链轮，5气筒，51进气孔，52出气孔，53进气管，54出气管，55活塞，56活塞杆，57连杆，58曲柄，6主气管，61支气管，7培养液。

具体实施方式

如图1至图11所示，本发明的模拟浪冲与风摩擦培养一体装置主要包括箱体1、植株盒2、转换阀3、波浪发生机构和气流发生机构，下面结合附图对本发明进行描述。

如图1、图2所示，箱体1为顶部敞口的长方体形透明件且为中空结构，箱体的内腔包括相互独立且左右设置的放置腔11和培养腔12，在箱体的顶部设有密封放置腔的第一端盖13、密封培养腔的第二端盖14。处于非工作状态时，盖上第一端盖和第二端盖，以实现对放置腔和培养腔的密封，避免灰尘的影响。

在培养腔内设有植株盒2，植株盒的底部与培养腔的底部接触。如图4至图8所示，植株盒为长方体形的透明件，在植株盒的顶部设有四个等间距设置的圆形的植株孔21，在植株孔内放置水生植物植株，在植株盒的下部设有两个条形的通水孔22，其中一个通水孔与自左向右数第二个植株孔的下部连通，另一个通水孔与自左向右数第三个植株孔的下部连通，且通水孔贯穿植株盒的前后侧壁。在植株盒的前侧壁上还设有两个小孔23，其中一个小孔与自左向右数第一个植株孔的下部连通，另一个小孔与自左向右数第四个植株孔的下部连通。在植株盒的后侧壁上设有两个条形的通气孔24，其中一个通气孔与自左向右数第一个植株孔的上部连通，另一个通气孔与自左向右数第二个植株孔的上部连通。在植株盒上设有两个安装腔25，其中一个安装腔与自左向右数第一个植株孔共轴线设置且置于该植株孔的上部，另一个安装腔与自左向右数第二个植株孔共轴线设置且置于该植株孔的上部；这样对应的安装腔、植株孔和通气孔相互连通。在植株盒的顶部设有两个弧形槽26，其中一个弧形槽与自左向右数第一个植株孔连通，另一个弧形槽与自左向右数第二个植株孔连通。

在安装腔内安装有转换阀3，如图9至图10所示，转换阀3为圆筒状结构的透明塑料件，在转换阀的圆形侧壁上设有环槽31，在转换阀的侧壁上设有通孔32，在转换阀的顶部固定有滑杆33，在滑杆的顶部固定有手柄34。安装时，将转换阀置于安装腔内，此时转换阀的侧壁与安装腔的内壁接触且密封良好，环槽与安装腔的内壁之间围成气道，空气可以经通气孔进入气道内，随后经通孔流出喷人植株孔内。滑杆置于弧形槽内，此时拨动手柄，可以驱使转换阀的转动，进而改变通孔的朝向，进而可以改变进入到植株孔内的气流的方向。使用时，可以转动转换阀，调节吹向植株的风向，进而模拟不同风向先后作用于水生植物植株时对植株生长的影响。

使用时在箱体的培养腔内倒入培养液，培养液的液面应低于安装腔的最低点。

为模拟水流对植株的浪冲环境，在培养腔内通过一对轴承42转动安装有搅拌轴4，如图2、图3所示，在搅拌轴上固定有一个叶片41，搅拌轴高于培养液叶片，当叶片处于竖直状态且朝下时，叶片的自由端伸入到液面之下。当搅拌轴转动时，叶片拨动培养液进而形成波浪并向植株盒所在的一侧移动，进而冲击植株。

为驱动搅拌轴的转动，搅拌轴的左端伸入到放置腔内，在放置腔内固定有电机43，电机输出端与搅拌轴固连以驱动搅拌轴的转动。搅拌轴、叶片和电机构成了波浪发生机构。

为向气道内喷入空气，在箱体内还设有气流发生机构。如图2、图11所示，气流发生机构包括主气管6、支气管61和喷气单元，主气管固定在箱体内且主气管的左端置于放置腔内，主气管的右端置于培养腔内，在置于培养腔内的主气管的底部固定有一对支气管61，支气管与通气孔连通。喷气单元包括固定在放置腔内的气筒5、设置在气筒上的进气管53和出气管54、活动设置在气筒内的活塞55、固定在活塞上的活塞杆56、与活塞杆铰接连接的连杆57、与连杆铰接的曲柄58、与曲柄共轴设置的从动链轮45、固定在搅拌轴上的主动链轮44、设置在主动链轮和从动链轮之间的链条46。在气筒的侧壁上设有进气孔51和出气孔52，进气管通过进气孔与气筒内腔连通，出气管通过出气孔与气筒内腔连通。在进气管和出气管上均设有单向阀，在单向阀的作用下，气流只能经进气管进入气筒内，气流只能经出气管流出气筒。

向箱体内加入培养液7后，当电机工作时，搅拌轴转动产生波浪且波浪推向植株盒以模拟浪冲环境；气筒内的气流经主气管、支气管、气道进入植株孔内以模拟风摩擦环境。

在自左向右数的第一、第二个植株孔的上部可以模拟风摩擦环境，在自左向右数的第二、第三个植株孔的下部可以摩擦浪冲环境。因此，在自左向右数的第一个植株孔内可以模拟有风无浪环境，在自左向右数的第二个植株孔内可以模拟有风有浪环境，在自左向右数的第三个植株孔内可以模拟无风有浪环境，在自左向右数的第四个植株孔内可以模拟无风无浪环境。

植株孔内模拟的生长环境表

当需要模拟不同方向的风对植株的影响时，可以转动转换阀，改变通孔的朝向。

本发明的模拟浪冲与风摩擦培养一体装置，可以实现对水生植物实际生长环境的模拟，且仅设置一个电机且该电机工作时可以同时模拟有风、有浪环境，结构简单。转换阀的设置，可以改变风的流向，进而模拟不同风向先后作用下对水生植物植株的影响。

模拟浪冲与风摩擦培养一体装置的使用方法，包括以下步骤：

(1)将植株放置在植株盒上，向箱体内加入培养液；

(2)摇动搅拌轴，使得水流和气流不断冲向植株，进而实现对植株的浪冲模拟和风摩擦模拟。