一种可用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换系统技术方案

本发明专利技术提供一种可用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换系统，滤膜被环状的壳体装配为一体结构的滤饼，滤膜更换系统包括：弹匣式机构，弹匣式机构的内部设置有若干待采样的滤饼；采样区，采样区用于接收待采样的滤饼，并对待采样的滤饼进行水样采集；夹取装置，夹取装置包括夹具，夹具用于将待采样的滤饼夹取至采样区进行水样采集，避免了通过人工更换滤膜由于手法不同造成的误差，通过夹具夹取滤饼的方式大大提高了滤膜更换的精度。提高了滤膜更换的精度。提高了滤膜更换的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种可用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换系统


[0001]本专利技术属于水样采集
，特别涉及一种可用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换系统。

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]本专利技术提供的一种可用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换系统，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一种可用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换系统，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，所述弹匣式机构的内部设置有若干待采样的所述滤饼；采样区，所述采样区用于接收待采样的所述滤饼，并对待采样的所述滤饼进行水样采集；夹取装置，所述夹取装置包括夹具，所述夹具用于将待采样的滤饼夹取至所述采样区。
[0007]在第一方面中，所述采样区包括半圆形的底座，所述底座的上部一侧设置顶盖，所
述底座与顶盖之间形成用于接收所述滤饼的容饼空间；所述弹匣式机构包括弹匣筒，所述弹匣筒内的若干待采样所述滤饼按照上下堆叠的方式设置，所述弹匣筒位于所述底座的上部另一侧，且所述弹匣筒距离所述底座的上部留有可通过一个滤饼高度的过饼通道；所述夹取装置还包括第一驱动装置，所述第一驱动装置用于执行转动动作，所述第一驱动装置设置在所述底座的圆心位置，并与所述夹具驱动连接，用于驱动所述夹具绕所述圆心转动；其中，所述容饼空间和所述过饼通道均位于所述夹具绕所述圆心转动的路径上；当所述第一驱动装置执行转动动作，且使所述夹具沿所述过饼通道至所述容饼空间做往复转动时，逐一将所述通道内待采样的所述滤饼夹取至所述容饼空间以进行水样采集。
[0008]在第一方面中，所述夹具包括：左爪指、右爪指和第二驱动装置，所述左爪指和所述右爪指均为弧形，所述左爪指和所述右爪指的一端与所述第二驱动装置通过齿轮组耦合，所述第二驱动装置驱动时，所述齿轮组带动所述左爪指和所述右爪指远离耦合端的一端共同开合，所述左爪指和所述右爪指共同构成与所述滤饼外棱边相适应的夹取空间。
[0009]在第一方面中，所述左爪指和所述右爪指的相对侧面均设置有防滑层。
[0010]在第一方面中，所述滤膜更换系统包括：检测装置，所述检测装置用于检测所述夹具的位置，并生成位置信息；控制装置，所述控制装置与所述检测装置连接，用于获取所述位置信息；所述控制装置还与所述第一驱动装置和所述第二驱动装置连接；其中，当所述控制装置接收到的所述位置信息为预设位置时，控制所述第一驱动装置执行所述转动动作，以及控制所述第二驱动装置发生驱动。
[0011]在第一方面中，所述检测装置包括摄像头。
[0012]在第一方面中，所述检测装置包括角度传感器，所述角度传感器设置在所述第一驱动装置的驱动端，当所述第一驱动装置执行转动动作时，检测所述第一驱动装置的转动角度是否达到预设转动角度，若是，则判定所述第一驱动装置转动至预设位置。
[0013]在第一方面中，所述滤膜更换系统包括：第三驱动装置，所述第三驱动装置的驱动端与所述夹具连接，所述第三驱动装置用于执行切向转动动作，当所述第三驱动装置执行所述切向动作时，使所述夹具沿水平切向转动。
[0014]在第一方面中，所述第一驱动装置、所述第二驱动装置和所述第三驱动装置均包括下述电机的一种：步进电机或伺服电机。
[0015]有益效果：本专利技术提出了一种可用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换系统，通过在弹匣式机构内设置若干滤饼，然后通过夹取装置对弹匣式机构内的滤饼进行夹持，以输送至采样区内进行水样采取，该夹取装置包括夹具，通过夹具的夹取方式实现了滤膜更换的机械化，解决了现有技术中通过人工进行滤膜更换由于手法不同而造成的误差。
附图说明
[0016]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专利技术的一些实施例，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。
[0017]图1为本专利技术实施例一中可用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换系统的结构图一；
[0018]图2为本专利技术实施例一中可用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换系统的结构图二；
[0019]图3为办本明实施例一中可用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换系统的俯视图；
[0020]图4为夹具夹取滤饼的位置变化示意图。
[0021]附图标记说明：
[0022]1、弹匣式机构；
[0023]101、弹匣筒；
[0024]2、底座；
[0025]3、夹具；
[0026]301、左爪指；
[0027]302、右爪指；
[0028]4、滤饼；
[0029]5、第一驱动装置；
[0030]6、第二驱动装置；
[0031]7、第四驱动装置；
[0032]8、限位杆；
[0033]9、顶盖；
[0034]10、弹簧；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换系统，所述滤膜被环状的壳体装配为一体结构的滤饼，其特征在于，所述滤膜更换系统包括：弹匣式机构，所述弹匣式机构的内部设置有若干待采样的所述滤饼；采样区，所述采样区用于接收待采样的所述滤饼，并对待采样的所述滤饼进行水样采集；夹取装置，所述夹取装置包括夹具，所述夹具用于将待采样的滤饼夹取至所述采样区。2.根据权利要求1所述的可用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换系统，其特征在于：所述采样区包括半圆形的底座，所述底座的上部一侧设置顶盖，所述底座与顶盖之间形成用于接收所述滤饼的容饼空间；所述弹匣式机构包括弹匣筒，所述弹匣筒内的若干待采样所述滤饼按照上下堆叠的方式设置，所述弹匣筒位于所述底座的上部另一侧，且所述弹匣筒距离所述底座的上部留有可通过一个滤饼高度的过饼通道；所述夹取装置还包括第一驱动装置，所述第一驱动装置用于执行转动动作，所述第一驱动装置设置在所述底座的圆心位置，并与所述夹具驱动连接，用于驱动所述夹具绕所述圆心转动；其中，所述容饼空间和所述过饼通道均位于所述夹具绕所述圆心转动的路径上；当所述第一驱动装置执行转动动作，且使所述夹具沿所述过饼通道至所述容饼空间做往复转动时，逐一将所述通道内待采样的所述滤饼夹取至所述容饼空间以进行水样采集。3.根据权利要求2所述的可用于环境DNA采样的夹取式滤膜更换系统，其特征在于，所述夹具包括：左爪指、右爪指和第二驱动装置，所述左爪指和所述右爪指均为弧形，所述左爪指和所述右爪指的一端与所述第二驱动装置通过齿轮组耦合，所述第二驱动装置驱动时，所述齿轮组带动所述左爪指和所述右爪指远离耦合端的一端共同开合，所述左爪指和所述右爪指...

【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：