CN120240090A 一种用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置 （湘南学院）

(19)国家知识产权局麓谢佳俊雷梓伟尹扬杰刘晶公司46003一种用于沉水植物姿态控制和定向的种植212143333:333:21.一种用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置，其特征在于，包括育苗板(1)、浮板(2)以及作为沉水植物垂直下落通道的伸缩管(3);所述浮板(2)表面开设有数组均匀排布的定植孔(4),所述伸缩管(3)设有数组，所述伸缩管(3)与所述浮板(2)通过所述定植孔(4)搭接，所述伸缩管(3)穿过所述定植孔(4)向下延伸；沉水植物放置于所述育苗板(1)上，所述育苗板(1)放置于所述浮板(2)上表面；所述浮板(2)浮于水面，所述伸缩管(3)受重力影响自然下沉展开，并在接触底泥后停止；沉水植物通过所述育苗板(1)拆开的形式落入所述定植孔(4)中，所述沉水植物沿着所述伸缩管(3)落入底泥内。2.根据权利要求1所述的用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置，其特征在于，所述育苗板(1)表面开设有与所述定植孔(4)位置对应的育苗仓(11),所述育苗仓(11)为纺锤形结构，其截面大小自上而下逐渐增大；所述育苗板(1)设有数组，数组所述育苗板(1)相互插接并形成拼接缝(12),以便于育苗板(1)的拆装。3.根据权利要求2所述的用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置，其特征在于，所述伸缩管(3)外壁开设有自上而下的数组通孔(31)。4.根据权利要求3所述的用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置，其特征在于，还包括细杆(5)、回收孔(6)、底座(7)以及对细杆(5)进行回收位移的辅助机构(8);所述底座(7)一端与所述伸缩管(3)下端固定连接，所述底座(7)另一端与所述细杆(5)下端转动连接，所述回收孔(6)开设于所述定植孔(4)侧方，所述细杆(5)穿过所述定植孔(4)延伸至所述浮板(2)上方；所述细杆(5)为截面为类长方形但两侧为弧线的螺旋形金属杆。5.根据权利要求4所述的用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置，其特征在于，所述育苗板(1)上开设有贯通的轨道(13),所述轨道(13)用于在所述育苗板(1)与所述浮板(2)拼接时容纳所述细杆(5)。6.根据权利要求4所述的用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置，其特征在于，所述辅助机构(8)包括驱动套(81)、固定套(82)、立板(83)、连接杆(84)、同步驱动杆(85)、伸缩杆(86)以及锁止组件(87);所述固定套(82)固定设置于回收孔(6)内，所述细杆(5)与所述固定套(82)滑动连接，所述驱动套(81)为内外双层设计，所述驱动套(81)内层中部开设与细杆(5)截面相同的限位孔(89),所述驱动套(81)内层与所述驱动套(81)外层之间通过单向轴承(88)连接，所述驱动套(81)下部设置所述锁止组件(87),所述连接杆(84)一端与所述驱动套(81)外层连接，所述连接杆(84)另一端与所述弹簧伸缩杆(86)上端固定连接，所述立板(83)下端与所述浮板(2)后端固定连接。7.根据权利要求6所述的用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置，其特征在于，所述立板(83)表面开设有贯通的数组滑槽(831),所述弹簧伸缩杆(86)上端与所述滑槽(831)滑动连接，所述弹簧伸缩杆(86)下端与所述立板(83)固定连接，所述同步驱动杆(85)位于全部所述弹簧伸缩杆(86)上端，所述同步驱动杆(85)侧部与通过所述弹簧伸缩杆(86)与所述立板(83)滑动连接；所述细杆(5)穿过所述驱动套(81)内层。8.根据权利要求7所述的用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置，其特征在于，所述固定套(82)中部贯穿的开设了与所述细杆(5)截面相同的限位孔(89),所述细杆(5)通过所述限位孔(89)与所述固定套(82)滑动连接。9.根据权利要求6所述的用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置，其特征在于，所述3锁止组件(87)包括弹性卡扣(871)、推杆(872)、从动杆(873)、弧形锁止块(874)、梯形销(875)以及弹簧(876);所述推杆(872)与所述连接杆(84)内壁滑动连接，所述推杆(872)定位于所述弹簧伸缩杆(86)一侧的端部设置所述弹性卡扣(871)并延伸至所述连接杆(84)外部；所述连接杆(84)呈L型结构，所述从动杆(873)定位于所述连接杆(84)内部短边，所述从动杆(873)与所述连接杆(84)滑动连接，所述从动杆(873)一端与所述梯形销(875)固定连接，所述从动杆(873)另一端穿出所述连接杆(84)与所述弧形锁止块(874)固定连接，所述连接杆(84)内壁通过所述弹簧(876)与所述从动杆(873)连接。10.根据权利要求9所述的用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置，其特征在于，所述弧形锁止块(874)弧度与所述细杆(5)弧度相同，所述弧形锁止块(874)采用高摩擦力可形变材质。4技术领域[0001]本发明涉及水体生态修复及沉水植物种植技术领域，具体涉及一种用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置。背景技术[0002]沉水植物在水体生态系统中起着至关重要的作用，它们能够吸收水体中的营养物水植物的高效、快速种植，已然成为当前亟待解决的关键问题。就目前主要的直接抛投种方[0003]在传统的用黏土或软泥包裹沉水植物根部进行抛种的方法中，黏土或软泥容易松散、破碎，导致沉水植物难以固定在合适的位置生长。中国专利号CN1042了一种沉水植物种植的方法及盆碎模型装置采用琼脂包裹沉水植物的根部进行抛种，解决了黏土或软泥包裹沉水种植过程中的易松散、破碎的问题。但在抛投过程中，由于水面的冲击，琼脂同样易破碎且难以维持沉水植物直立状态。中国专利号CN104206161B的专利提供了一种基于沉水植物种植泥球基质的沉水植物泥球包种方法，将多株沉水植物的茎部进行包裹形成泥球，沉水植物根部在外侧，缩短了扎根时间，然而在操作过程中需要对沉水植物植株高度进行筛选，增加了人力成本。此外，在实际抛种过程中受到入水角度、水流及波浪等水动力因素影响，沉水植物一旦未进行直立下沉，容易导致沉水植物茎部折断。中国专利号CN119054462A的专利提供了一种重污染底质背景下以种子为繁殖体的苦草恢复方法，将苦草种子种入圆柱形琼脂凝胶表面，然后进行抛投，提高沉水植物的种子萌发速率和幼苗生长速率，但在抛投过程中圆柱形琼脂凝胶基质可能在底泥中滚动无法实现定向种植，还有可能导致表面的种子被压入底泥中，限制了种子的萌发和幼苗的生长。中国专利号CN222108505U的专利提供了一种可视化水下植物种植装置使用抛种管实现了沉水植物的定向种植，但抛种管与底泥直接接触，管内形成相对密封状态，导致抛种管内压力差增大，沉水植物在抛种过程中沉降速率减慢，抛种效率降低。此外，利用单根抛种管很难满足大面积的种植需求。[0004]因此，本申请设计了一款能够有效降低了基质因水流冲击而破碎的风险并精准控制沉水植物种植姿态的一种用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置，旨在解决上述存在的问题。[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置，包括育苗板、浮板以及为沉水植物遮蔽水流杂物，形成下落通道的伸缩管；浮板表面开设有数组均匀排布的定植孔，伸缩管设有数组，伸缩管与浮板通过定植孔搭接，伸缩管穿过定植孔向下延伸；沉水植物放置于育苗板上，育苗板放置于浮板上表面；5[0007]浮板浮于水面，伸缩管受重力影响自然下沉展开，并在接触底泥后停止；沉水植物通过育苗板拆开的形式落入定植孔中，沉水植物沿着伸缩管落入底泥内。[0008]通过包裹基质重力使沉水植物沿伸缩杆自动下沉至底泥，且伸缩杆可确保植物垂直下沉，在沉水植物下沉过程中，有效降低了基质因水流冲击而破碎的风险。为沉水植物提供稳定的养分来源和牢固的附着根基，大幅提高了植物的成活率。[0009]进一步地，育苗板表面开设有与定植孔位置对应的育苗仓，育苗仓为纺锤形结构，其截面大小自上而下逐渐增大；育苗板设有数组，数组育苗板相互插接并形成拼接缝，以便于育苗板的拆装。伸缩管外壁开设有自上而下的数组通孔。[0010]通过纺锤形的育苗仓设计使得沉水植物下落形态符合流体动力学原理，当沉水植物包裹在水中下沉时，水流从包裹表面流过，由于纺锤形的轴对称结构，水流对其两侧的作用力大小相等、方向相反，这就使得包裹在下沉过程中始终保持轴向稳定，不会轻易发生翻滚或偏移。同时，在伸缩管的作用下，纺锤形包裹的重心始终处于中心轴线上，进一步确保了其垂直下沉的稳定性，精准控制了沉水植物的种植姿态。[0011]进一步地，还包括细杆、回收孔、底座以及对细杆进行回收位移辅助机构；底座一端与伸缩管下端固定连接，底座另一端与细杆下端转动连接，回收孔开设于定植孔侧方，细杆穿过定植孔延伸至浮板上方；细杆为截面为类长方形但两侧为弧线的螺旋形金属杆。[0012]通过设置的辅助机构与细杆，可在完成一次种植任务后，对单独的伸缩杆进行收起或对全部伸缩管进行同步提升，在面对不同水域不同种植面积时装置适配性更高，更加便于作业人员进行操作，无需将浮板提起即可位移至下一种植地点，且可锁止的设计更加便于装置的日常收纳与储存，可有效的降低作业人员的劳动强度，并提升装置的泛用性与便捷性。[0013]进一步地，育苗板上开设有贯通的轨道，轨道用于在育苗板与浮板拼接时容纳细定套固定设置于回收孔内，细杆与固定套滑动连接，驱动套为内外双层设计，驱动套内层中部开设与细杆截面相同的限位孔，驱动套内层与驱动套外层之间通过单向轴承连接，驱动套下部设置锁止组件，连接杆一端与驱动套外层连接，连接杆另一端与弹簧伸缩杆上端固定连接，立板下端与浮板后端固定连接。[0014]进一步地，立板表面开设有贯通的数组滑槽，弹簧伸缩杆上端与滑槽滑动连接，弹簧伸缩杆下端与立板固定连接，同步驱动杆位于全部弹簧伸缩杆上端，同步驱动杆侧部与通过弹簧伸缩杆与立板滑动连接；细杆穿过驱动套内层。固定套中部贯穿的开设了与细杆截面相同的限位孔，细杆通过限位孔与固定套滑动连接。[0015]进一步地，锁止组件包括弹性卡扣、推杆、从动杆、弧形锁止块、梯形推杆与连接杆内壁滑动连接，推杆定位于弹簧伸缩杆一侧的端部设置弹性卡扣并延伸至连动杆一端与梯形销固定连接，从动杆另一端穿出连接杆与弧形锁止块固定连接，连接杆内壁通过弹簧与从动杆连接；弧形锁止块弧度与细杆弧度相同，弧形锁止块采用高摩擦力可形变材质。[0017]1.解决基质破碎问题：现有沉水植物种植技术中，基质在下沉过程中易破碎，导致6植物无法获得足够养分和稳定支撑。本发明借助包裹基质重力使沉水植物沿伸缩杆自动下沉至底泥，且伸缩杆可确保植物垂直下沉，在沉水植物下沉过程中，有效降低了基质因水流冲击而破碎的风险。为沉水植物提供稳定的养分来源和牢固的附着根基，大幅提高了植物的成活率。[0018]2.控制植物姿态：本发明将包裹由常规的不规则形状转变为纺锤形。这种独特的纺锤形结构符合流体动力学原理，当包裹在水中下沉时，水流从包裹表面流过，由于纺锤形的轴对称结构，水流对其两侧的作用力大小相等、方向相反，这就使得包裹在下沉过程中始终保持轴向稳定，不会轻易发生翻滚或偏移。同时，在重力的作用下，纺锤形包裹的重心始终处于中心轴线上，进一步确保了其垂直下沉的稳定性，精准控制了沉水植物的种植姿态。[0019]3.模块化设计提高灵活性：育苗板可灵活拼接与拆分，能根据不同种植区域和需求进行调整，适应多样化的水域环境。这种模块化设计使得种植操作更加便捷，可根据实际情况灵活布置种植规模和密度，相比传统固定结构的种植装置，具有更高的适应性和可操作性。附图说明[0020]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优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0021]图1为本发明一种用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置的整体示意图；[0022]图2为本发明实施例整体结构示意图；[0023]图3为本发明实施例的细杆连接示意图；[0024]图4为本发明实施例的驱动套连接关系示意图；[0025]图5为本发明实施例的连接杆连接关系示意图；[0026]图6为本发明实施例的固定套结构剖面图；[0027]图7为本发明实施例的驱动套结构示意图；[0028]图8为本发明实施例的另一角度驱动套结构示意图；[0029]图9为本发明实施例的锁止组件平面结构示意图。[0030]图中：1-育苗板；11-育苗仓；12-拼接缝；13-轨道；2-浮板；3-伸缩管；31-通孔；4-定植孔；5-细杆；6-回收孔；7-底座；8-辅助机构；81-驱动套；82-固定套；83-立板；831-滑槽；84-连接杆；85-同步驱动杆；86-弹簧伸缩杆；87-锁止组件；871-弹性卡扣；872-推杆；873-从动杆；874-弧形锁止块；875-梯形销；876-弹簧；88-单向轴承；89-限位孔。具体实施方式[0031]为了更易理解本发明的结构及所能达成的功能特征和优点，下文将本发明的较佳的实施例，并配合图式做详细说明如下：[0032]实施例1[0033]如图1所示，本申请提出了一种用于沉水植物姿态控制和定向的种植装置，包括育苗板1、浮板2以及为沉水植物遮蔽水流杂物，形成下落通道的伸缩管3;浮板2表面开设有数7组均匀排布的定植孔4,伸缩管3设有数组，伸缩管3与浮板2通过定植孔4搭接，伸缩管3穿过定植孔4向下延伸；沉水植物放置于育苗板1上，育苗板1放置于浮板2上表面；[0034]浮板2浮于水面，伸缩管3受重力影响自然下沉展开，并在接触底泥后停止；沉水植物通过育苗板1拆开的形式落入定植孔4中，沉水植物沿着伸缩管3落入底泥内。[0035]参见图1,育苗板1表面开设有与定植孔4位置对应的育苗仓11,育苗仓11为纺锤形结构，其截面大小自上而下逐渐缩小；育苗板1设有数组，数组育苗板1相互插接并形成拼接缝12,以便于育苗板1的拆装。[0036]其中，育苗板1具备高灵活性，通过榫卯结构的插接可实现便捷的拼接与拆分操作，育苗仓11呈纺锤形，构造为上小下大的变径结构。沉水植物在育苗仓11内完成基质包裹工序，同时完成形态固定，以确保植株形态稳定。育苗板1的孔径和孔距与浮板2上的定植孔4精准适配，能够直接覆盖安置于浮板2之上，形成紧密的组合结构。[0037]参见图1,伸缩管3外壁开设有自上而下的数组通孔31。伸缩管3采用多级嵌套式结构，内部为中空腔体，外壁设有特定通孔31,当放置于水面时，凭借自身重力即可自动完成找底动作，确保垂直定位。伸缩杆贯穿浮床的定植孔4,第一级伸缩杆的上端外沿呈扩口喇叭状，其直径略大于定植孔4,能够可靠地反扣在定植孔4上，形成稳固的支撑定位。[0038]工作原理：种植作业时，将育苗板1放置于浮板2之上，拆分育苗板1,包裹好基质的沉水植物自动落入定植孔4,借助包裹基质的重力作用，使沉水植物沿伸缩杆自动下沉至底泥，完成精准种植。抛种完成后，垂直的提起浮板2前往下一水域转移并继续开展抛种作业。[0040]作为另一实施例，如图2至图8所示，本实施例相较于实施例1还包括细杆5、回收孔6、底座7以及对细杆5进行回收位移的辅助机构8;底座7一端与伸缩管3下端固定连接，底座7另一端与细杆5下端转动连接，回收孔6开设于定植孔4侧方，细杆5穿过定植孔4延伸至浮板2上方；细杆5为截面为类长方形但两侧为弧线的螺旋形金属杆。[0041]当伸缩管3受到自身重力影响下降时，细杆5同步的被带动向下位移，由于受到回收孔6的以及辅助机构8的限位，细杆5始终保持竖直状态，其中细杆5采用金属材质，其表面喷涂有防腐蚀镀层以防止水体对细杆5的腐蚀。[0042]参见图2,育苗板1上开设有贯通的轨道13,轨道13用于在育苗板1与浮板2拼接时容纳细杆5。在此实施例中，育苗板1经由浮板2的前端以插入式的方式放置于浮板2上部，是的细杆5容纳进轨道13中，防止细杆5的运动于育苗板1的拆卸相互之间产生影响。驱动杆85、弹簧伸缩杆86以及锁止组件87;固定套82固定设置于回收孔6内，细杆5与固定套82滑动连接，驱动套81为内外双层设计，驱动套81内层中部开设与细杆5截面相同的限位孔89,驱动套81内层与驱动套81外层之间通过单向轴承88连接，驱动套81下部设置锁止组件87,连接杆84一端与驱动套81外层连接，连接杆84另一端与弹簧伸缩杆86上端固定连接，立板83下端与浮板2后端固定连接。[0044]其中，当伸缩管3受重力向下运动是，带动细杆5同步向下运动，固定套82于细杆5的摩擦力较低，不会影响细杆5的自然下落，但是会驱动细杆5产生转动；驱动套81内层与外层之间的单向轴承88使得驱动套81内层仅能向一个方向转动，在另一个方向上受到限位。8[0045]通过将浮板2放置于水面，随后伸缩管3自然下落找底，同时带动细杆5转动的向下运动，此过程中驱动套81内层受细杆5的驱动自然转动。将育苗板1插入至浮板2上端后，将育苗板1拆分开，包裹好的沉水植物自然掉入定植孔4中，顺伸缩管3的方向自然下落至底泥内，完成种植后，通过向下拉动连接杆84带动驱动套81下移，由于单向轴承88限制驱动套81内层无法反向转动，驱动套81内层下移中驱动细杆5反向旋转，反向旋转的细杆5受到固定套82的限位呈现向上运动的趋势，拉动伸缩管3回收，并通过锁止组件87进行细杆5的锁止。[0046]参见图4以及图5,立板83表面开设有贯通的数组滑槽831,弹簧伸缩杆86上端与滑槽831滑动连接，弹簧伸缩杆86下端与立板83固定连接，同步驱动杆85位于全部弹簧伸缩杆86上端，同步驱动杆85侧部与通过弹簧伸缩杆86与立板83滑动连接；细杆5穿过驱动套81内层。[0047]当单次种植时进实用某几个定植孔4时，可单独对其对应的连接杆84进行解锁，使得伸缩管3自然下落，种植完成后，向下拉动连接杆84使得弹簧伸缩杆86被压缩，连接杆84带动驱动套81下移，驱动细杆5转动上升，松手后弹簧伸缩杆86回弹将连接杆84推回初始位置，此过程中驱动套81内层不受限位的反转，不会驱动细杆5转动，往复拉动连接杆84即可驱动对应的细杆5回收，进而拉动对应的伸缩管3回收并锁止；当需要同时驱动全部细杆5时，将锁止组件87全部解锁，拉动同步驱动杆85,同步驱动杆85即可同时驱动全部连接杆84向下位移，进而同步驱动所有细杆5运动。[0048]参见图6,固定套82中部贯穿的开设了与细杆5截面相同的限位孔89,细杆5通过限位孔89与固定套82滑动连接。[0050]作为另一实施例，如图8以及图9所示，锁止组件87包括弹性卡扣871、推杆872、从动杆873、弧形锁止块874、梯形销875以及弹簧876;推杆872与连接杆84内壁滑动连接，推杆872定位于弹簧伸缩杆86一侧的端部设置弹性卡扣871并延伸至连接杆84外部；连接杆84呈L型结构，从动杆873定位于连接杆84内部短边，从动杆873与连接杆84滑动连接，从动杆873一端与梯形销875固定连接，从动杆873另一端穿出连接杆84与弧形锁止块874固定连接，连接杆84内壁通过弹簧876与从动杆873连接。[0051]当需要对伸缩管3的位置进行锁止时，按压露出连接杆84的推杆872,使得推杆872产生水平方向的位移，推杆872的端部与梯形销875接触，利用梯形销875的斜面使得梯形销875推动从动杆873产生位移，进而将弧形锁止块874推动至细杆5的螺旋槽内，即可完成细杆5的锁止，同时连接杆84也被锁止无法进行竖直方向的运动，通过设置的弹性卡扣871对推杆872的位置进行锁定，再次按压推杆872即可进行解锁，推杆872回到初始位置，梯形销875在弹簧876的作用下回到初始位置，拉动弧形锁止块874回收。[0052]需要说明的是，弧形锁止块874弧度与细杆5弧度相同，弧形锁止块874采用高摩擦力可形变材质。在弧形锁止块874被推动至细杆5螺旋槽