一种应用于近海岛礁鱼类养护的立体修复装置的制作方法

1.本发明涉及生态修复装置领域，特别涉及一种应用于近海岛礁鱼类养护的立体修复装置。


背景技术：

2.生态浮床也称为生态浮岛、漂浮湿地，是一种将现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植技术；该技术通过植物根系的吸附、吸收作用及根系周围附着的细菌和其他微生物形成的生物膜，形成的水解代谢作用，分解吸收水体中的有机物和富余的营养成分；通过收割植物体的形式，将营养物质搬离水体，使污染物大幅度减少，从而起到净化水质、美化环境的作用。
3.生态浮床按种类可分为湿式浮床和干式浮床，植物和水体接触的为湿式浮床，不接触的为干式浮床，其中湿式浮床又可以分为有框和无框两类。
4.立体生态浮床是在传统浮床系统上直接添加水生动物区，也可以通过在水里放养特定水生动物形成功能上的立体生态浮床；在添加水生动物区方面，国内比较常见的做法是在生态浮床上直接添加水生贝类层，在添加功能层方面常见的做法是添加鱼类，使生态浮床与鱼类形成功能上的互补强化。
5.现有的立体生态浮床技术以物理构造的立体化改进为主，在功能层搭配方面研究相对缺乏，运用于咸淡水鱼类栖息地修复有着许多弊端，例如：处于浮床表层的浮床植物对于深层水体的净化能力有限；未能提供受损栖息地内全部鱼类的主要生存要素如庇护功能、觅食功能和育幼功能等；还需要限制于在一定温度、盐度和风浪的水域内使用。
6.为此急需一种能够解决现有立体生态浮床运用在近海海域时觅食功能受限的技术方案。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种应用于近海岛礁鱼类养护的立体修复装置，以解决现有立体生态浮床运用在近海海域时觅食功能受限的问题。
8.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于近海岛礁鱼类养护的立体修复装置，包括以可拆卸方式依次连接固定的植物层、水生生物层和锚定层；所述植物层包括漂浮框架和植物固定板；所述植物固定板安装于所述漂浮框架内，所述漂浮框架沿对角线方向设有移动通道；所述漂浮框架上安装有丝杆移动单元，所述丝杆移动单元上安装有电源单元和切割单元，所述丝杆移动单元用于带动所述切割单元沿所述移动通道移动；所述切割单元包括切割电机、传动轴和折叠刀片；所述切割电机安装于所述丝杆移动单元的滑块上，所述传动轴的一端与所述切割电机的转轴传动连接，所述传动轴的另一端穿过所述移动通道与所述折叠刀片传动连接；所述折叠刀片用于折叠切割或者展开切割所述植物固定板种植的植物根部。
9.在其中一个实施例中，所述漂浮框架为聚乙烯管框；所述聚乙烯管框的转角上连
接固定有连接耳。
10.在其中一个实施例中，所述植物固定板为三角形；所述植物固定板的周边设有围边，所述围边内设有多个种植通孔和多个隔板；多个隔板用于分隔多个所述种植通孔；所述漂浮框架内安装有两个所述植物固定板，两所述植物固定板的斜边与所述移动通道邻近布置。
11.在其中一个实施例中，所述水生生物层包括不锈钢盆和不锈钢链；所述不锈钢盆的各个端角处均设有所述连接耳；所述不锈钢链的两端均设有弹簧扣；两所述弹簧扣分别与所述聚乙烯管框的所述连接耳和所述不锈钢盆一侧的所述连接耳扣合连接。
12.在其中一个实施例中，所述锚定层包括绳索、锚钉环和锚片；所述绳索的两端分别与所述不锈钢盆一侧的所述连接耳和锚钉环连接固定；所述锚片与所述锚钉环连接固定。
13.在其中一个实施例中，所述电源单元包括电池和太阳能充电板；所述太阳能充电板的电能输出端与所述电池的电能输入端电性连接；所述电池分别与所述丝杆移动单元和切割电机电性连接。
14.在其中一个实施例中，所述丝杆移动单元包括支撑固定架、底座、传动丝杆和限位滑杆；两所述支撑固定架分别安装于所述移动通道的两端所对的所述漂浮框架的转角上；所述底座吊装于两所述支撑固定架内；所述传动丝杆转动连接于所述底座的两端，所述限位滑杆的两端与所述底座的两端固定连接；所述底座的一端安装有驱动电机，所述驱动电机的转轴与所述传动丝杆传动连接；所述滑块与所述传动丝杆螺纹连接，所述滑块与所述限位滑杆滑动连接。
15.在其中一个实施例中，所述折叠刀片包括主刀片和随动刀片；所述主刀片的两端之间设有传动环，所述传动环与所述传动轴的一端传动连接；所述主刀片的两端沿对角线方向设有限位凸块；所述主刀片的两端均设有限位柱；所述随动刀片的一端设有限位通孔；所述限位通孔与所述限位柱转动连接。
16.在其中一个实施例中，所述随动刀片的一端设有限位块，所述限位块远离所述限位通孔布置。
17.本发明的有益效果如下：
18.1、以可拆卸方式依次连接固定的植物层、水生生物层和锚定层；好处在于可灵活组合，如：植物层、水生生物层和锚定层或植物层和水生生物层等的组合方式；可通过对修复地的评估后，再决定以哪一种组合投放立体修复装置。
19.2、所述漂浮框架上安装有丝杆移动单元，所述丝杆移动单元上安装有电源单元和切割单元，所述丝杆移动单元用于带动所述切割单元沿所述移动通道移动；所述折叠刀片用于折叠切割或者展开切割所述植物固定板种植的植物根部；在所述植物固定板上的植物，植物的根部生长到一定长度后，通过移动切割单元，能够将植物根部切割，切割后的植物根部会落在所述不锈钢盆上，供水生生物食取；从而增强该立体修复装置的觅食功能，同时也为植物腐烂的根部或过长的根部，提供清理功能，促进植物的生长。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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方式，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。
21.图1是本发明的结构示意图；
22.图2是图1中的a部分的局部放大图；
23.图3是本发明植物层的俯视图；
24.图4是本发明的装置局部的轴测图；
25.图5是图4中的b部分的局部放大图；
26.图6是本发明的主刀片和随动刀片连接的局部剖面图。
27.附图标记如下：
28.1、植物层；11、漂浮框架；111、移动通道；112、连接耳；12、植物固定板；121、围边；122、种植通孔；123、隔板；
29.2、水生生物层；21、不锈钢盆；22、不锈钢链；
30.3、锚定层；31、绳索；32、锚钉环；33、锚片；
31.4、丝杆移动单元；41、支撑固定架；42、底座；43、传动丝杆；44、限位滑杆；45、驱动电机；46、滑块；
32.5、电源单元；51、电池；52、太阳能充电板；
33.6、切割单元；61、切割电机；62、传动轴；63、折叠刀片；631、主刀片；632、传动环；633、限位凸块；634、限位柱；635、随动刀片；636、限位通孔；637、限位块。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
35.立体修复装置的一个实施例如图1至图3所示，包括以可拆卸方式依次连接固定的植物层1、水生生物层2和锚定层3；植物层1包括漂浮框架11和植物固定板12；植物固定板12安装于漂浮框架11内，漂浮框架11沿对角线方向设有移动通道111；漂浮框架11上安装有丝杆移动单元4，丝杆移动单元4上安装有电源单元5和切割单元6，丝杆移动单元4用于带动切割单元6沿移动通道111移动；切割单元6包括切割电机61、传动轴62和折叠刀片63；切割电机61安装于丝杆移动单元4的滑块46上，传动轴62的一端与切割电机61的转轴传动连接，传动轴62的另一端穿过移动通道111与折叠刀片63传动连接；折叠刀片63用于折叠切割或者展开切割植物固定板12种植的植物根部。
36.有关上述水生生物层2和锚定层3，需要说明的是，水生生物层2是用于装载水生生物所需要的物质；锚定层3用于锚钉稳固植物层1或水生生物层2。
37.有关上述折叠刀片63的工作原理，需要说明的是，因折叠刀片63在丝杆移动单元4的驱动下只能沿移动通道111直线往复移动，又因移动通道111是漂浮框架11的对角线设置的，折叠刀片63在移动通道111的两端时切割的面积较小，同时防止折叠刀片63会与下文中的连接耳112干涉；所以折叠刀片63在移动通道111两端切割时为折叠状态；当折叠刀片63随着移动的距离增大，切割的面积也随之增大，在邻近移动通道111的中部时，折叠刀片63会切换至展开状态进行切割；而折叠刀片63的展开和折叠状态是通过切割电机61的正转和反转实现的，折叠刀片63于下文中有详细的介绍。
38.有关上述折叠刀片63的结构，如图2、图5和图6所示，折叠刀片63包括主刀片631和
随动刀片635；主刀片631的两端之间设有传动环632，传动环632与传动轴62的一端传动连接；主刀片631的两端沿对角线方向设有限位凸块633；主刀片631的两端均设有限位柱634；随动刀片635的一端设有限位通孔636；限位通孔636与限位柱634转动连接。随动刀片635的一端设有限位块637，限位块637远离限位通孔636布置。
39.需要说明的是，传动轴62的一端通过联轴器与切割电机61连接固定，传动轴62的另一端与传动环632通过螺栓连接固定。
40.在进行应用时，折叠刀片63在切割电机61的带动下旋转，传动轴62带动主刀片631旋转，主刀片631的旋转带动随动刀片635的展开或折叠；譬如：在切割电机61正转时，随动刀片635在离心力的作用下，限位通孔636绕限位柱634转动，直到随动刀片635的刀刃与主刀片631上的限位凸块633接触，随动刀片635打开，主刀片631和随动刀片635对植物根部进行切割；随动刀片635打开后，在切割电机61反转时，随动刀片635在离心力的作用下反转，直到随动刀片635末端的限位块637与主刀片631的刀刃接触，随动刀片635完成折叠；随动刀片635的折叠，在不需要切割植物根部时，能够避免干扰水生生物的生活。
41.有关上述漂浮框架11的结构，如图1所示，漂浮框架11为聚乙烯管框；聚乙烯管框的转角上连接固定有连接耳112。
42.在进行应用时，连接耳112的结构由一杆金属杆通过折弯的方式，制成一端为直杆，另一端为圆环；4个连接耳112通过直杆分别插入漂浮框架11的四个角中，固定连接耳112。
43.有关上述植物固定板12的结构及其安装方式，如图3所示，植物固定板12为三角形；植物固定板12的周边设有围边121，围边121内设有多个种植通孔122和多个隔板123；多个隔板123用于分隔多个种植通孔122；漂浮框架11内安装有两个植物固定板12，两植物固定板12的斜边与移动通道111邻近布置。
44.在进行应用时，两个植物固定板12通过直角边与漂浮框架11的内沿面连接固定，其连接可通过胶水或螺钉连接；而两个植物固定板12的斜边相对安装，通过两斜边和漂浮框架11对角的内沿面，围成了移动通道111，为上述切割单元6的传动轴62带动折叠刀片63在漂浮框架11中的移动通过移动通道111；在实现移动切割的同时不影响植物固定板12上植物的生长。
45.在种植时，通过将红树植物树苗与育苗袋，种入种植通孔122中。
46.有关上述水生生物层2的结构及其安装方式，如图1所示，水生生物层2包括不锈钢盆21和不锈钢链22；所述不锈钢盆21的各个端角处均设有所述连接耳112；不锈钢链22的两端均设有弹簧扣；两弹簧扣分别与聚乙烯管框的连接耳112和不锈钢盆21一侧的连接耳112扣合连接。
47.在进行应用时，弹簧扣为现有技术，常见且现有，此处便不再进行叙述；不锈钢盆21的四个角均设有连接耳112，且每个角的上下两侧均设有连接耳112，连接方式为连接耳112的直杆端与不锈钢盆21的角通过焊接连接固定。
48.在进行修复时，不锈钢盆21内会放置修复地的底质沉积物和与底栖鱼类的饵料生物，譬如当地的优势滤食性贝类等。
49.有关上述锚定层3的结构及其安装方式，锚定层3包括绳索31、锚钉环32和锚片33；绳索31的两端分别与不锈钢盆21一侧的连接耳112和锚钉环32连接固定；锚片33与锚钉环
32连接固定。
50.在进行应用时，不锈钢盆21一侧的四个连接耳112上均连接有绳索31、锚钉环32和锚片33；通过绳索31的一端与连接耳112上的耳圈连接，绳索31的另一端与锚钉环32连接；通过将锚片33沉入海底，锚片33抓紧海底的泥，使植物层1或水生生物层2随海浪起伏时起海中固定作用。锚钉层能够与植物层1或水生生物层2组合使用，从而增强立体修复装置投放于近海海上的稳定性。
51.有关上述电源单元5的组成，电源单元5包括电池51和太阳能充电板52；所述太阳能充电板52的电能输出端与所述电池51的电能输入端电性连接；电池51分别与丝杆移动单元4和切割电机61电性连接。
52.在进行应用时，通过太阳能充电板52给电池51充电
53.有关上述丝杆移动单元4的结构，此实施例如图1所示，丝杆移动单元4包括支撑固定架41、底座42、传动丝杆43和限位滑杆44；两支撑固定架41分别安装于移动通道111的两端所对的漂浮框架11的转角上；底座42吊装于两支撑固定架41内；传动丝杆43转动连接于底座42的两端，限位滑杆44的两端与底座42的两端固定连接；底座42的一端安装有驱动电机45，驱动电机45的转轴与传动丝杆43传动连接；滑块46与传动丝杆43螺纹连接，滑块46与限位滑杆44滑动连接。
54.在进行应用时，首先通过切割电机61驱动折叠刀片63进行旋转，打开折叠刀片63，然后切割电机61提高转速，同时驱动电机45驱动传动丝杆43，传动丝杆43带动滑块46进行直线移动，用于丝杆移动单元4沿移动通道111架设，底座42架设于移动通道111上方，所以滑块46能够带动折叠刀片63沿移动通道111进行移动，从而切割整个植物层1所种的植物的根部。
55.有益效果：植物层1的植物，种植的时间长了后，植物的根部会越长越长，当植物根部长到一定长度，根部当中也有一些会腐烂，且植物的根部是可以给水生生物当饵料，这样便能巩固立体修复装置的觅食功能；通过设定传动轴62的长度，来限制植物根部的长度，当植物根部长度超过折叠刀所在位置时，当启动切割时，边可以将过长的植物根部切掉，成为水生生物的食物；同时方式切割植物根部也能达到疏根的效果，能够刺激植物根部生长出更多的根，植物也长得更好。
56.立体修复装置的工作原理：植物层1，可比作漂浮的湿地系统，能够模拟自然中海边的湿地系统的效果；水生生物层2，则可作为人工底栖系统，能够人工模拟近海海底的底栖生态系统；植物层1作为初级生产力，植物光合作用产生氧气与有机物质于水中，对于海水中过多的氮磷营养物质进行吸收利用避免了藻类大量繁殖的危害，水生生物层2利用水中的营养物质利于水生生物层2内底栖生物的繁殖与生长，为鱼类提供饵料生物，鱼类与水生生物层2的生物排泄物与分泌物反过来也为植物层1的植物提供养料，游泳生物的活动也会加快立体修复装置与外界环境的循环。使用立体修复装置前需对目标水域进行鱼类资源与水环境评估，确定导致鱼类资源减少主要的环境限制因子，并根据不同的受损的限制因子和实际的水文情况，来组合本立体修复装置以达到修复受损的限制因子，最终起到鱼类养护的目的。
57.使用方法：
58.情况一：当目标水域鱼类资源的受损的限制因子为氮、磷等营养元素时，只需使用
植物层1，若水域的气象情况恶劣风浪较大，则需要锚定层3对装置进行固定，增强装置的抗风浪性。若水域的气象情况良好水文情况稳定，则不需要锚定层3；最后再放流一定量的增殖目标鱼类。
59.情况二：当目标水域鱼类资源的受损的限制因子为鱼类栖息地的底质时，只需使用水生生物层2，若水域的气象情况恶劣底层水流的流速较大，则需要锚定层3对装置进行固定，增强装置的抗风浪性。若水域的气象情况良好水文情况稳定，则不需要锚定层3。最后再放流一定量的增殖目标鱼类。
60.最后，本方案中对于丝杆移动单元4和切割电机61的控制方式为，在折叠刀片63附近处安装传感器，用以感知植物根部的长度，然后再启动丝杆移动单元4和切割电机61对过长的植物根部进行切割，而控制丝杆移动单元4和切割电机61的电子部件均为现有的单片机或继电器等电子部件，此处便不再详细介绍。
61.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。