一种可用于环境DNA采样的弹匣式滤膜更换系统

一种可用于环境dna采样的弹匣式滤膜更换系统
技术领域
1.本发明属于水样采集技术领域，特别涉及一种可用于环境dna采样的弹匣式滤膜更换系统。


背景技术：

2.伴随着全球生物多样性治理新战略的推进，以及联合国《生物多样性公约》的实施，生物多样性调查研究的重要性越来越凸显。随着生物多样性调查研究的发展，通常需要对水体中的环境dna和微生物进行大规模和高频次的宏基因组分析，这就要求对水样进行大规模的过滤以及高频次的更换滤膜。不同于普通的更换滤膜场景，在环境dna采样或微生物采样场景中，还需要格外注意避免样品之间的交叉污染，避免操作过程引入新的污染，从而确保样品的独立性和检测结果的准确性。以往简单直接地更换滤膜方法，是将水样经圆片滤膜过滤之后，实验员手动打开滤头并用干净镊子取出包含样品的滤膜，随后使用干净的镊子夹取新的圆片滤膜更换上去，最后手动重新安装好滤头。不论是应用于固定地点的长期连续监测，还是应用于跟随调查船对多个地点依次采样，都意味着大规模高频次的更换圆片滤膜操作。现有技术中存在的主要问题和不足包括：由于当前这种手动更换圆片滤膜的方式，操作繁复，不同实验员可能会因为操作手法不同而引入误差。并且，这种拆开-取膜-换膜-再安装的操作流程，白白的消耗掉了大量的时间和劳动，不利于进行高频次的采样。再次，人工手动更换滤膜也容易引入污染，造成样品调查结果的偏差。最后，人工手动更换滤膜的方式，离不开人的操作，不利于自动化采样过滤，也不利于标准化的长期连续采样或在线连续监测活动。其它领域中使用的气动吸附更换滤膜的方案，容易导致滤膜之间的交叉污染。其它领域中使用的转盘式更换滤膜的方案，能够容纳的滤膜数量较少，无法满足大规模高频次的更换圆片滤膜场景的应用。
3.也即，滤膜的更换方式而言，现有技术中，通过人工进行滤膜更换，存在操作繁复、不同实验员可能会因为操作手法不同而引入误差，并且更换效率低的弊端。
4.可见，对于滤膜的更换方式，如何提高更换速度，并且降低更换过程中出现的误差，进而提高滤膜的更换效率，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明提供的一种可用于环境dna采样的弹匣式滤膜更换系统，以至少解决上述技术问题；
6.为了解决上述问题，本发明的第一方面提供一种可用于环境dna采样的弹匣式滤膜更换系统,所述滤膜被环状的壳体装配为一体结构的滤饼，所述滤膜更换系统包括：弹匣式机构，所述弹匣式机构内装有若干待采样的滤饼；采样区，所述采样区位于所述弹匣式机构的一侧，用于接收待采样的所述滤饼，以对待采样的所述滤饼进行水样采集；输送机构，所述输送机构设置在所述弹匣式机构的另一侧，所述输送机构用于将所述弹匣式机构内若干待采样的所述滤饼逐一输送至所述采样区。
7.在第一方面中，所述弹匣式机构为筒状，筒状的所述弹匣式机构内按照上下叠加的方式设置有若干待采样的所述滤饼，所述弹匣式机构的底部预留有可水平通过一个所述滤饼的第一通道，所述第一通道的出口对准所述采样区；所述输送机构包括伸缩杆，所述伸缩杆的伸缩端对准所述第一通道的进口；其中，所述伸缩杆用于执行伸长动作和收缩动作，当所述伸缩杆执行伸长动作时，所述伸缩杆穿过所述第一通道的进口顶推位于所述第一通道内待采样的所述滤饼，使得所述滤饼穿过所述第一通道的出口移动至所述采样区，当所述伸缩杆执行收缩动作并恢复至原位时，所述弹匣内的又一个所述滤饼自然落入至所述第一通道。
8.在第一方面中，所述采样区内设置有水平的底座板，所述底座板的上表面一侧内陷形成底凹槽，所述底座板的上表面的另一侧依次承载所述弹匣式机构和所述伸缩杆；所述底凹槽的上部设置一顶盖，且所述顶盖上设置有进水孔，并连通一进水管；所述底凹槽上设置有出水孔，并连通一出水管；所述滤饼更换系统还包括传动机构，所述传动机构包括拉丝，所述拉丝的一端与所述伸缩杆的伸缩端连接，所述拉丝的另一端与所述顶盖连接；当所述伸缩杆的伸缩端发生所述伸长动作，所述伸缩端带动所述拉丝将所述顶盖拉起，并将待采样的所述滤饼顶推至所述顶盖与所述底凹槽之间以进行所述水样采集；当所述伸缩杆的伸缩端发生收缩动作时，所述拉丝逐渐回复原位并将所述顶盖下放至所述底凹槽上方。
9.在第一方面中，所述拉丝为刹车线。
10.在第一方面中，所述传动机构还包括类弧形的引导管，所述引导管套设在所述拉丝上，所述引导管的一端端口位于所述伸缩杆的一侧，所述引导管的另一端端口位于所述顶盖与所述拉丝连接部位的正上方。
11.在第一方面中，所述滤饼更换系统还包括压载片，所述压载片设置在筒状的所述弹匣式机构内，位于按照上下叠加的方式所设置的所述若干待采样的滤饼的上方。
12.在第一方面中，所述滤饼更换系统还包括固定架，所述固定架用于固定所述弹匣式机构；所述固定架包括两端开口的筒状架体，所述弹匣式机构竖向设置筒状架体内，所述筒状架体的一对对立侧壁上设置一对螺纹孔，一对所述螺纹孔内对应通过一对螺杆连接，一对所述螺杆一端穿过对应的所述螺纹孔并抵于所述弹匣的外侧壁，所述固定架的底部侧壁设置第二通道，所述第一通道的进口与出口对应与所述第二通道的进口和出口相衔接。
13.在第一方面中，所述滤饼更换系统还包括一对横向限位杆，一对所述横向限位杆设置在所述第一通道的出口与所述采样区之间，用于当滤饼被顶推至所述采样区时对所述滤饼的移动方向进行引导。
14.在第一方面中，所述滤饼更换系统还包括一对纵向限位杆，一对所述纵向限位杆对立设置在所述底凹槽两侧，将所述顶盖和底凹槽自然夹持在同一竖向空间内。
15.在第一方面中，所述伸缩杆的伸缩端为弧形，弧形的所述伸缩端与所述滤饼的外围轮廓相适应。
16.有益效果：本发明提出了一种可用于环境dna采样的弹匣式机构式滤膜更换系统，通过在弹匣式机构中设置多个滤膜，且将弹匣式机构设置在采样区的一侧，利用输送机构将弹匣式机构内的滤饼逐一输送至采样区进行水样采集，实现了脱离人工进行滤膜输送采集的技术效果，大大降低了滤膜在输送至采样区的过程中被污染的风险以及误差，进而提高了滤膜采样的效率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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。
18.图1为本发明实施例一中可用于环境dna采样的弹匣式滤膜更换系统结构图；
19.图2为本发明实施例一中可用于环境dna采样的弹匣式滤膜更换系统的俯视图；
20.图3为本发明实施例一中弹匣与固定架的连接结构图。
21.附图标记说明：
22.1、底座；
23.101、底座板；
24.102、底凹槽；
25.103、出水管；
26.104、纵向限位杆；
27.105、横向限位杆；
28.2、顶盖；
29.201、顶盖板；
30.202、顶凹槽；
31.203、进水管；
32.3、弹匣式机构；
33.301、弹匣筒；
34.302、绳索；
35.303、压载片；
36.4、滤饼；
37.5、固定架；
38.502、螺杆；
39.6、伸缩杆；
40.601、传动机构；
41.602、伸缩端。
具体实施方式
42.下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.同时，本说明书实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本说明书实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨
在限制本发明。
44.实施例一：
45.如图1-3所示，本实施例一提供了一种可用于环境dna采样的弹匣式机构3式滤膜更换系统,所述滤膜被环状的壳体装配为一体结构的滤饼4，所述滤膜更换系统包括：弹匣式机构3、采样区、输送机构；
46.所述弹匣式机构3内装有若干待采样的滤饼4；
47.所述采样区位于所述弹匣式机构3的一侧，用于接收待采样的所述滤饼4，以对待采样的所述滤饼4进行水样采集；
48.所述输送机构设置在所述弹匣式机构3的另一侧，所述输送机构用于将所述弹匣式机构3内待采样的所述滤饼4逐一输送至所述采样区以进行所述水样采集。
49.在上述实施例一的技术方案中，通过在弹匣式机构3中设置多个滤膜，且将弹匣式机构3设置在采样区的一侧，利用输送机构将弹匣式机构3内的滤饼4逐一输送至采样区进行水样采集，实现了脱离人工进行滤膜输送采集的技术效果，大大降低了滤膜在输送至采样区的过程中被污染的风险以及误差，进而提高了滤膜采样的效率。
50.具体来说，对于上述实施例一中的滤膜更换系统来说，本实施例一还提出一种具体实施方式，该实施方式包括：弹匣式机构3包括筒状的弹匣筒301，弹匣筒301内按照上下叠加的方式设置有若干待采样的滤饼4，且单价内能够容纳滤饼4数量为：50-100个；弹匣式机构3的底部预留有可水平通过一个滤饼4的第一通道，第一通道的出口对准采样区；输送机构包括伸缩杆6，伸缩杆6的伸缩端602对准第一通道的进口；其中，伸缩杆6用于执行伸长动作和收缩动作，当伸缩杆6执行伸长动作时，将位于第一通道内待采样的滤饼4顶推至采样区，当伸缩杆6执行收缩动作并回复至原位时，弹匣式机构3内的其中一个滤饼4自然落入至第一通道内，通过重复伸缩杆6的伸长动作和收缩动作，将弹匣式机构3内的若干滤饼4逐一输送至采样区进行水样采集。
51.具体来说，对于滤膜更换系统来说，本实施例一还提出一种具体实施方式，该实施方式包括：采样区内设置有水平的底座1，底座1包括底座板101，底座板101上表面一侧内陷形成底凹槽102，底座板101另一侧依次承载弹匣式机构3和伸缩杆6；底凹槽102上部设置一顶盖2，顶盖包括顶盖板201，顶盖板201靠近底凹槽102的一面设置有顶凹槽202，顶凹槽202内设置有进水孔，并连通一进水管203，进水管203用于将外部的待采样水源输送至底凹槽102与顶盖2之间；底凹槽102上设置有出水孔，并连通一出水管103，当滤饼4吸收完待采样水源中的微生物后，通过该出水管103将水排出；滤饼4更换装置还包括传动机构601，传动机构601包括拉丝，拉丝的一端与伸缩杆6的伸缩端602连接，拉丝的另一端与顶盖2连接；当伸缩杆6的伸缩端602发生伸长动作时，伸缩端602带动拉丝将顶盖2拉起，并将待采样的滤饼4顶推至顶盖2与底凹槽102之间以进行水样采集；当伸缩杆6的伸缩端602发生收缩动作时，拉丝逐渐回复原位并将顶盖2下放至底凹槽102上方。
52.进一步地，对于拉丝而言，本实施例一提出一种具体实施方式，该实施方式包括：拉丝为刹车线。
53.对于上述实施例中的传动机构601而言，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括：类弧形的刚性引导管，可具体采用钢管，引导管套设在拉丝上，引导管的一端端口位于伸缩杆6的一侧，引导管的另一端端口位于顶盖2与拉丝连接部位的正上方，这样就
使得，当拉丝的远离顶盖2的一端被拉动时，拉丝沿引导管的内壁滑动，且引导管的另一端端口将拉丝远离伸缩杆6的一端限制在顶盖2上位于与拉丝连接部位正上方，当拉丝被拉动时，就可以做垂直往复运动。
54.对于上述实施例一中的滤膜更换系统而言，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括压载片303，且压载片303设置在筒状的弹匣式机构3内，且压载片303远离弹匣式机构3的一面设置有绳索302，绳索302的长度与弹匣式机构3的长度一致，压载片303位于若干叠加的所述滤饼4的上方，用以压设滤饼4。
55.对于上述实施例中的传动机构601而言，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括：固定架5，固定架5用于固定弹匣式机构3；固定架5包括两端开口的筒状架体，弹匣式机构3竖向设置筒状架体内，筒状架体的一对对立侧壁上设置一对螺纹孔，一对螺纹孔内对应通过一对螺杆502连接，一对螺杆502螺旋连接进一对螺纹孔内的一端抵于弹匣式机构3的外侧壁，当需要拆卸弹匣式机构3或者调整弹匣式机构3位于架体内的高度时，即可松懈一对螺杆502；当弹匣式机构3被调整为预设的高度时，可通过旋进一对螺杆502使一对螺杆502抵于一对弹匣式机构3的对立侧壁上，将弹匣式机构3夹持在预设高度内；固定架5的底部侧壁设置第二通道，第一通道的进口与出口对应与第二通道的进口和出口相重合，这样就使得，当伸缩杆6顶推时可顺利将滤饼4顶推出第一通道、第二通道。
56.对于上述实施例一中伸缩杆6在执行伸长动作时，将滤饼4由第一通道顶推至采样区进行水样采集，为了防止伸缩杆6在顶推滤饼4时滤饼4发生位置偏离，本实施例一提出一种实施方式，该实施方式包括：滤饼4更换装置还包括一对横向限位杆105，一对横向限位杆105对立设置第一通道的出口与所述采样区之间，用于当滤饼4被顶推至所述采样区时对所述滤饼4进行引导，使滤饼4沿一对横向限位杆105的引导方向进行位移。
57.对于上述实施例一中伸缩杆6在执行伸长动作时，通过拉丝将顶盖2拉起，以及伸缩杆6在执行收缩动作时，使拉丝复位以将顶盖2放下，为了防止顶盖2被拉起或者放下时发生竖向位置偏移，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括：滤饼4更换装置还包括一对纵向限位杆104，一对纵向限位杆104对立设置在底凹槽102两侧，将顶盖2和底凹槽102自然夹持在同一竖向空间内，这样就能使顶盖2在向上发生位移或向下发生位移时，均能沿一对纵向限位杆104的限定方向发生移动。
58.对于上述实施例一中的伸缩杆6与滤饼4的顶推配合方式而言，本实施例一提出一种实施方式，该实施方式包括：伸缩杆6的伸缩端602为弧形，弧形的伸缩端602与滤饼4的外围轮廓相适应，这样就使得伸缩杆6的伸缩端602与滤饼4接触时能够与滤饼4的外围紧密贴合，以防止滤饼4被顶推时发生位置偏移。
59.对于上述实施例一中的伸缩杆6而言，本实施例一提出一种实施方式，该实施方式包括，伸缩杆6包括：电动推杆、气动推杆、凸轮推杆、丝杠推杆等，只要是能够实现伸缩动作、并配合本实施例一中滤饼4发生位移的装置，均在本实施例一的保护范围之内；
60.最后应说明的是：以上上述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使
相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
61.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。