用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换方法及系统技术方案

本发明专利技术提供用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换方法，方法通过采样装置进行滤膜更换，该方法具体包括：通过检测装置获取滤饼的第一位置，并生成第一位置信息；通过控制装置依据第一位置信息控制夹具移动至第一位置；通过控制装置控制夹具对第一位置的滤饼进行夹取动作；通过检测装置获取采样区的第二位置，并生成第二位置信息；通过控制装置依据第二位置信息控制的夹具由第一位置移动至第二位置，以进行水样采集。解决了现有技术中通过人工进行滤饼更换采集所产生的，由于不同人工的更换手法导致的更换误差的弊端，提高了滤饼更换的精度以及水样采集的效率。水样采集的效率。水样采集的效率。

【技术实现步骤摘要】
用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换方法及系统


[0001]本专利技术属于水样采集
，特别涉及用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换方法及系统。

技术介绍

[0002]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
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取膜
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换膜
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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。
[0003]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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供的用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换方法，以至少解决上述技术问题；
[0006]为了解决上述问题，本专利技术的第一方面提供用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换方法，所述方法通过采样装置进行滤膜更换，所述滤膜被环状的壳体装配为一体结构的滤饼；所述采样装置包括弹匣式机构、夹具、采样区、检测装置和控制装置，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预留有可通过一个所述滤饼的通道，所述采样区用于接收所述滤饼，并对待采样的所述滤饼进行采样，所述控制装置对应与所述夹具和所述检测装置连接；所述方法包括：通过所述检测装置获取所述滤饼的第一位
置，并生成第一位置信息；通过控制装置依据所述第一位置信息控制所述夹具移动至所述第一位置；通过控制装置控制所述夹具对所述第一位置的所述滤饼进行夹取动作；通过所述检测装置获取所述采样区的第二位置，并生成第二位置信息；通过控制装置依据所述第二位置信息控制所述的夹具由所述第一位置移动至所述第二位置，以进行水样采集。
[0007]在第一方面中，所述通过控制装置依据所述第二位置信息控制所述的夹具由所述第一位置移动至所述第二位置后，所述方法还包括：通过所述控制装置控制所述夹具执行夹具松懈动作，以将所述滤饼放置在所述采样区。
[0008]在第一方面中，所述检测装置包括电子地图和所述电子眼，通过所述检测装置获取所述滤饼的第一位置，并生成第一位置信息包括：通过电子眼获取所述滤饼的第一图像，生成第一图像信息，并依据所述第一图像在所述电子地图上的第一坐标确定所述滤饼的所述第一位置，以生成所述第一位置信息。
[0009]在第一方面中，所述通过所述控制装置依据所述第一位置信息控制所述夹具移动至所述第一位置包括：通过所述电子眼获取所述夹具的第三头像，生成第三图像信息，并依据所述第三图像在所述电子地图上的第三坐标确定所述夹具的所述第三位置；计算所述第三坐标距离所述第一坐标的距离；控制所述夹具由第三位置移动至所述第一位置处。
[0010]在第一方面中，所述采样区包括顶盖和底板，所述顶盖上设置有进水管道，所述底板上设置有出水管道，且顶盖和所述底板之间预留有用于容纳所述滤饼的空间，所述通过所述检测装置获取所述采样区的第二位置，并生成第二位置信息包括：通过所述电子眼获取所述空间的第二图像，生成第二图像信息，并依据所述第二图像在所述电子地图上的第二坐标确定所述空间的第二位置，以生成所述第二位置信息。
[0011]在第一方面中，控制所述夹具由第三位置移动至所述第一位置处包括：生成所述夹具由所述第三位置移动至所述第一位置的第一移动路径；检测所述第一移动路径上是否存在障碍物，若是，则重新规划所述第一移动路径，若否，则继续控制所述夹具按照所述第一移动路径由所述第三位置移动至所述第一位置处。
[0012]在第一方面中，控制所述的夹具由所述第一位置移动至所述第二位置包括：生成所述夹具由所述第一位置移动至所述第三位置的第二移动路径；检测所述第二移动路径是否存在障碍物，若是，则重新规划所述第二移动路径，若否，则继续控制所述夹具按照所述第二移动路径由所述第一位置位移至所述第二位置。
[0013]在第一方面中，所述采样装置还包括：第一驱动装置和齿轮机构；所述夹具包括左爪指和右爪指，所述左爪指和右爪指的一端通过齿轮机构连接，通过控制装置控制所述夹具对所述第一位置的所述滤饼进行夹取动作包括：通过所述控制装置控制所述第一驱动装置驱动所述齿轮机构转动，使所述齿轮机构驱动所述左爪指和所述右爪指的另一端张开，并位移至所述第一位置处，使所述滤饼位于所述左爪指和所述右爪指之间；通过所述控制装置控制所述第一驱动装置驱动所述齿轮机构转动，使所述齿轮机构驱动所述左爪指和所述右爪指的另一端逐渐闭合，以夹持住所述滤饼。
[0014]在第一方面中，所述装置还包括一对压力传感器，一对所述压力传感器对应设置在所述左爪指和所述右指爪的对立侧，所述使所述齿轮机构驱动所述左爪指和所述右爪指的另一端逐渐闭合，以夹持住所述滤饼包括：检测一对所述压力传感器的压力是否达到预设压力，若是，则控制所述齿轮机构保持当前驱动位姿，使所述左爪指和所述右爪指夹持住
所述滤饼。
[0015]第二方面，本专利技术提供了一种用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换系统，所述更换系统应用于上述任意一项所述的用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换方法。
[0016]有益效果：本专利技术提出了用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换方法，先通过检测装置检测滤饼的第一位置，生成第一位置信息，在通过控制装置依据第一位置信息控制夹具移动至第一位置，以及控制夹具对第一位置的滤饼进行夹取，然后在通过检测装置获取采样区的第二位置，并生成第二位置信息，最后，通过控制装置依据第二位置信息控制夹具由第一位置移动至第二位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换方法，所述方法通过采样装置进行滤膜更换，所述滤膜被环状的壳体装配为一体结构的滤饼；所述采样装置包括弹匣式机构、夹具、采样区、检测装置和控制装置，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预留有可通过一个所述滤饼的通道，所述采样区用于接收所述滤饼，并对待采样的所述滤饼进行采样，所述控制装置对应与所述夹具和所述检测装置连接；其特征在于，所述方法包括：通过所述检测装置获取所述滤饼的第一位置，并生成第一位置信息；通过控制装置依据所述第一位置信息控制所述夹具移动至所述第一位置；通过控制装置控制所述夹具对所述第一位置的所述滤饼进行夹取动作；通过所述检测装置获取所述采样区的第二位置，并生成第二位置信息；通过控制装置依据所述第二位置信息控制所述的夹具由所述第一位置移动至所述第二位置，以进行水样采集。2.根据权利要求1所述的用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换方法，其特征在于，所述通过控制装置依据所述第二位置信息控制所述的夹具由所述第一位置移动至所述第二位置后，所述方法还包括：通过所述控制装置控制所述夹具执行夹具松懈动作，以将所述滤饼放置在所述采样区。3.根据权利要求1所述的用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换方法，所述检测装置包括电子地图和所述电子眼，其特征在于，通过所述检测装置获取所述滤饼的第一位置，并生成第一位置信息包括：通过电子眼获取所述滤饼的第一图像，生成第一图像信息，并依据所述第一图像在所述电子地图上的第一坐标确定所述滤饼的所述第一位置，以生成所述第一位置信息。4.根据权利要求3所述的用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换方法，其特征在于，所述通过所述控制装置依据所述第一位置信息控制所述夹具移动至所述第一位置包括：通过所述电子眼获取所述夹具的第三头像，生成第三图像信息，并依据所述第三图像在所述电子地图上的第三坐标确定所述夹具的所述第三位置；计算所述第三坐标距离所述第一坐标的距离；控制所述夹具由第三位置移动至所述第一位置处。5.根据权利要求3所述的用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换方法，所述采样区包括顶盖和底板，所述顶盖上设置有进水管道，所述底板上设置有出水管道，且顶盖和所述底板之间预留有用于容纳所述滤饼的空间，其特征在于，所述通过所述检测装置获取所述采样区的第二位置，并生成第二位置信息包括：通...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆苏祥，曾宏辉，熊凡，甘小妮，
申请(专利权)人：中国科学院水生生物研究所，
类型：发明
国别省市：