一种可用于环境DNA采样的提拉式滤膜更换装置

一种可用于环境dna采样的提拉式滤膜更换装置
技术领域
1.本发明属于水样采集技术领域，特别涉及可用于环境dna采样的提拉式滤膜更换装置。


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采样的提拉式滤膜更换装置，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采样的提拉式滤膜更换装置，所述滤膜被环状的壳体装配为一体结构的滤饼，所述滤膜更换装置包括：底座，为具有水平上表面的平板结构；弹匣式机构，设置在所述底座上，所述弹匣式机构内设置有若干待采样的所述滤饼，所述弹匣式机构的底部设置有可通过一个所述滤饼的过饼通道；采样组件，设置在所述底座上位于所述过饼通道的一侧端口，用于对所述滤饼进行水样采集；所述采样组件包括顶盖，所述顶盖与所述底座之间形成用于夹持所述滤饼的容饼空
间；输送组件，包括滑块和卷线盘，所述滑块设置在所述底座上位于所述过饼通道的另一侧端口，所述卷线盘设置在所述顶盖的上方，所述卷线盘上缠绕有第一拉丝，所述第一拉丝的自由端垂直连接于所述顶盖，所述顶盖的底部通过一第二拉丝与所述滑块连接；其中，当所述卷线盘转动时，通过所述第一拉丝拉动所述顶盖，所述顶盖通过所述第二拉丝拉动所述滑块，所述滑块穿过所述过饼通道的另一侧端口顶推位于所述过饼通道内待采样的所述滤饼，使得所述滤饼穿过所述过饼通道的一侧端口移动至所述容饼空间。
7.在第一方面中，筒状的所述弹匣式机构的下部一对对立侧壁上对应设置一对弹匣通孔，若干待采样的所述滤饼上下交叠设置在所述弹匣式机构内；滤膜更换装置还包括：限位柱，所述限位柱竖向设置在所述顶盖上，所述限位柱上部为圆锥状；一对曲柄杠杆，所述曲柄杠杆为长杆结构，所述长杆结构的两端设置有干涉部，所述长杆结构的中部通过转轴与所述弹匣式机构的外壁连接，所述长杆结构的一端干涉部设置在对应侧的所述弹匣通孔内并与所述滤饼接触，所述长杆结构的另一端干涉部与所述限位柱的上部接触；当所述顶盖处于初始上升的初始位置时，所述长杆结构的一对干涉部对应与所述滤饼以及所述限位柱自然接触，当所述顶盖向上发生位移时，所述限位柱的圆锥状锥面推动所述长杆结构另一端干涉部，所述长杆结构绕所述转轴发生转动，使所述长杆结构的所述一端干涉部与对应侧的所述滤饼紧密接触。
8.在第一方面中，所述第一拉丝上还设置有滑轮组。
9.在第一方面中，所述滤膜更换装置还包括具有伸缩功能的弹性件，所述弹性件的一端与所述滑块远离所述弹匣式机构的一端连接，所述弹性件的另一端与所述底座连接，当所述弹性件处于自然伸长状态时，所述滑块位于初始移动位置。
10.在第一方面中，所述底座上设置有滑槽，所述滑槽的方向正对所述另一侧端口，所述滑块设置在所述滑槽内并可沿所述滑槽滑动。
11.在第一方面中，所述底座上设置有贯穿于所述底座正反面的引导通道，所述引导通道设置在所述滑槽内并与所述滑槽同向，所述滑块底部设置有滑动柱，所述滑动柱穿过所述引导通道位于所述底座的底部；所述第二拉丝的一端与所述滑动柱连接，所述第二拉丝的另一端由所述底座穿透连接于所述顶盖；所述弹性件设置在所述底座的下表面，且所述弹性件的一端与所述滑动柱连接，所述弹性件的另一端与所述底座远离所述弹匣式机构的端部连接。
12.在第一方面中，所述滑动柱的柱体上还设置有贯穿的限位孔，所述第二拉丝穿过所述限位孔与所述弹性件连接，所述第二拉丝以及所述弹簧与所述引导通道的设置方向相一致，所述限位孔与所述引导通道的方向呈45
°‑
75
°
夹角设置。
13.在第一方面中，所述弹性件为弹簧或皮筋。
14.在第一方面中，所述滤膜更换装置包括限位杆；所述限位杆垂直穿设于所述顶盖至所述底座，所述顶盖可自由沿所述限位杆上下滑动。
15.在第一方面中，所述卷线盘通过下述任意一种驱动装置进行驱动：伺服电机或步进电机。
16.有益效果：本发明提出了一种可用于环境dna采样的提拉式滤膜更换装置，通过在水平的底座上设置装有若干滤膜的弹匣式机构，以及设置在弹匣式机构一侧的采样组件，然后，通过输送组件将弹匣式机构内的滤饼逐一输送至采样组件进行水样采集，其中，弹匣
式机构为筒状，且底部设置有可通过一个滤饼的通道，而采集组件包括顶盖，且顶盖与底座之间形成空间，该空间对准通道的一侧端口，输送组件包括滑块和卷线盘，滑块设置在通道的另一侧端口，卷线盘设置在顶盖的上方，并缠绕有第一拉丝，第一拉丝的自由端与顶盖连接，还包括第二拉丝，第二拉丝的一端与顶盖底部连接，第二拉丝的另一端与滑块连接，当卷线盘转动时，拉动顶盖，使顶盖向上发生位移，进而拉动第二拉丝推动滑块位移至通道内，使位于通道内的滤饼被推动至顶盖和底座之间的空间，以进行水样采集。通过这种方式，避免了人工接触滤饼，使得由于人工手法的不同而导致的操作误差，进而避免人工进行滤膜更换的低效。
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采样的提拉式滤膜更换装置的结构图一；
19.图2为本发明实施例一中可用于环境dna采样的提拉式滤膜更换装置的结构图二。
20.附图标记说明：
21.1、弹匣式机构；
22.2、底座；
23.3、滤饼；
24.4、卷线盘；
25.5、第一拉丝；
26.6、滑块；
27.7、顶盖；
28.8、弹性件；
29.9、第二拉丝；
30.10、进水管道；
31.11、出水管道；
32.12、限位柱；
33.13、弹匣通孔；
34.14、曲柄杠杆；
35.15、转轴；
36.16、滑动柱；
37.17、限位杆；
38.18、引导通道。
具体实施方式
39.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。
40.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。
41.实施例一：
42.如图1-2所示，本实施例一提供了一种可用于环境dna采样的提拉式滤膜更换装置，滤膜被环状的壳体装配为一体结构的滤饼3，滤膜更换装置包括：底座2、弹匣式机构1、采样组件和输送组件；
43.底座2为具有水平上表面的平板结构；
44.弹匣式机构1为筒状，弹匣式机构1设置在底座2上，弹匣式机构1内设置有若干待采样的滤饼3，弹匣式机构1的底部设置有可通过一个滤饼3过饼通道；
45.采样组件设置在底座2上位于过饼通道的一侧端口，用于对待采样的滤饼3进行水样采集；采样组件包括顶盖7，顶盖7与底座2之间形成用于夹持滤饼3以对其进行采样的容饼空间，并且顶盖连接一外部的进水管道10，用于接收待采样的水源，底座连接一外部的出水管道11，用于将被滤饼过滤后的水进行排放；
46.输送组件用于将滤饼3输送至容饼空间；输送组件包括滑块6和卷线盘4，滑块6设置在底座2上位于过饼通道的另一侧端口，卷线盘4设置在顶盖7的上方，卷线盘4上缠绕有第一拉丝5，第一拉丝5的自由端垂直连接于顶盖7，顶盖7的底部通过一第二拉丝9与滑块6连接；
47.其中，当卷线盘4转动时，通过第一拉丝5拉动顶盖7，顶盖7通过第二拉丝9拉动滑块6，滑块6穿过另一侧端口顶推位于过饼通道内待采样的滤饼3，使得滤饼3穿过过饼通道的一侧端口移动至容饼空间。
48.在上述实施例一的技术方案中，通过在水平的底座2上设置装有若干滤膜的弹匣式机构1，以及设置在弹匣式机构1一侧的采样组件，然后，通过输送组件将弹匣式机构1内的滤饼3逐一输送至采样组件进行水样采集，其中，弹匣式机构1为筒状，且底部设置有可通过一个滤饼3的过饼通道，而采集组件包括顶盖7，且顶盖7与底座2之间形成容饼空间，该容饼空间对准过饼通道的一侧端口，输送组件包括滑块6和卷线盘4，滑块6设置在过饼通道的另一侧端口，卷线盘4设置在顶盖7的上方，并缠绕有第一拉丝5，第一拉丝5的自由端与顶盖7连接，还包括第二拉丝9，第二拉丝9的一端与顶盖7底部连接，第二拉丝9的另一端与滑块6连接，当卷线盘4转动时，拉动顶盖7，使顶盖7向上发生位移，进而拉动第二拉丝9推动滑块6位移至过饼通道内，使位于过饼通道内的滤饼3被推动至顶盖7和底座2之间的容饼空间，以进行水样采集。通过这种方式，避免了人工接触滤饼3，使得由于人工手法的不同而导致的操作误差，进而避免人工进行滤膜更换的低效。
49.具体来说，对于弹匣式机构1本身而言，本实施例一提出了一种实施方式，该实施方式包括：筒状的弹匣式机构1的下部一对对立侧壁上对应设置一对弹匣通孔13，若干滤饼3上下交叠设置在弹匣式机构1内；以及，对于本实施例一的滤膜更换装置而言，本实施例一
结合弹匣式机构1的弹匣通孔13，提出一种具体实施方式，该实施方式包括：限位柱12，限位柱12竖向设置在顶盖7上，限位柱12上部为圆锥状；一对曲柄杠杆14，曲柄杠杆14由弹性金属材质制备，曲柄杠杆14为长杆结构，长杆结构的两端突出设置有干涉部，长杆结构的中部通过转轴15与弹匣式机构1的外壁连接，长杆结构的一端干涉部设置在对应侧的弹匣通孔13内并与滤饼3接触，长杆结构的另一端干涉部与限位柱12的上部接触；当顶盖7处于初始上升的初始位置时，长杆结构的一对干涉部对应与滤饼3以及限位柱12自然接触，当顶盖7向上发生位移时，限位柱12的圆锥状锥面推动长杆结构另一端干涉部，长杆结构绕转轴15发生转动，使长杆结构的一端干涉部与对应侧滤饼3紧密接触，这样就使得，滤饼3在被顶推的同时，通过一对长杆结构伸入弹匣通孔13内与滤饼3侧壁接触的一端抱夹住滤饼3，使得位于通道内的滤饼3压力减小，进而使滤饼3在被顶推时降低其与底座2的摩擦力；
50.进一步地，对于上述实施例一中通过卷线盘4配合第一拉丝5进行动力输出的技术方案，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括：在第一拉丝5上设置滑轮组，以提高第一拉丝5被卷线盘4拉动时的稳定性；
51.对于上述实施例一中的滑块6被拉动用于顶推滤饼3至顶盖7与底座2之间后，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括：设置一个具有伸缩功能的弹性件8，弹性件8的一端与滑块6远离弹匣式机构1的一端连接，弹性件8的另一端与底座2连接，当弹性件8处于自然伸长状态时，滑块6位于初始移动位置，当滑块6被推动后，弹性件8被拉长，当滑块6的拉力消失，则利用弹性件8的弹力使滑块6恢复至原位。
52.进一步地，对于底座而言，本实施例一提出一种实施方式，该方式包括：底座上设置有滑槽，滑槽的方向正对另一侧端口，滑块6设置在所述滑槽内并可沿所述滑槽滑动，该滑槽起到引导和限制滑块6方向的作用。
53.在进一步地，对于地板而言，本实施例一还提出一种对其结构本身进行改进的技术方案，并以该技术方案配合滑块6提出一种新的实施方式，该实施方式包括：底座2上设置有贯穿于底座2正反面的引导通道18，引导通道18设置在滑槽内并沿与滑槽同向，滑块6底部设置有滑动柱16，滑动柱16穿过引导通道18位于底座2的底部；第二拉丝9的一端与滑动柱16连接，第二拉丝9的另一端由底座2穿透连接于顶盖7；弹性件8设置在底座2的下表面，且一端与滑动柱16连接、另一端与底座2远离弹匣式机构1的端部连接；这样就使得滑块6被拉动后可以通过该弹性件8回复原位。
54.进一步地，对于上述实施例一的滑动柱16而言，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括：滑动柱16的柱体上还设置有贯穿的限位孔，第二拉丝9穿过限位孔与弹性件8连接，第二拉丝9以及弹簧与引导通道18的设置方向相一致，限位孔与引导通道18的方向呈45
°‑
75
°
夹角设置。
55.进一步地，对于上述实施例一中的弹性件8而言，本实施例一提出一种实施方式，该实施方式包括：弹性件8包括下述装置中的一种：弹簧或皮筋。
56.对于上述实施例一中的顶盖7的上升方向来说，本实施例一还提出一种是实施方式，该实施方式包括：限位杆17；限位杆17垂直穿设于顶盖7至底座2，顶盖7可自由沿限位杆17上下滑动。
57.最后，对于卷线盘4的驱动源而言，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括：伺服电机或步进电机。
58.由于该实施例二与实施例一为同一发明构思下的一个实施例，其部分结构完全相同，因此对实施例二中与实施例一实质相同的结构不再详细阐述，未详述部分请参阅实施例一即可。
59.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。
60.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。