一种用于喷雾实验的自动化平台

1.本发明涉及自动化设备领域技术领域，具体是涉及一种用于喷雾实验的自动化平台。


背景技术：

2.船舶航行于海洋时，甲板钢板在太阳的直射下，温度可以达到60
‑‑
80摄氏度，甲板高温对工作人员与舰载设备都有着巨大危害。目前，船舶甲板冷却降温主要依托海水喷雾技术。当进行探究海水喷雾对甲板钢板冷却效能的实验时，采用对小型钢板进行喷雾冷却并辅以不断改变小型钢板在喷雾覆盖区位置与姿态的方法，来模拟甲板钢板不同位置、姿态的冷却过程。
3.目前采用的方法需要人工频繁对小型钢板水浴加热，并在实验中不断手动调整小型钢板姿态、位置，对人力需求较大且效率低下，并且实验结果准确性难以保证。


技术实现要素：

4.发明目的：针对以上缺点，本发明提供一种用于喷雾实验的自动化平台，能够自动的调整钢板在喷雾覆盖区位置与姿态、自动设置钢板的温度来模拟甲板钢板不同位置、姿态的冷却过程，提高模拟的效率。
5.技术方案：为解决上述问题，本发明所述的一种用于喷雾实验的自动化平台，包括四根直杆形成的矩形框架、于矩形框架四个角固定的纵向杆、滑动设置于直杆上的两个第一滑块、滑杆以及两个电机，所述的滑杆的两端分别与第一滑块连接；还包括第一齿条、第二齿条、齿轮、两个配合件、加热板、第二滑块、钢板；所述的第一齿条和第二齿条相互垂直；第一齿条的两端分别固定于纵向杆内；第二齿条的两端分别固定于配合件内，所述的配合件固定于第一滑块上；第二滑块滑动设置于滑杆上，加热板安装于第二滑块上，钢板置于加热板上；每个电机的电机轴上均设有齿轮，齿轮与第一齿条、第二齿条啮合；其中一个电机固定于滑杆上，另一个电机固定于第二滑块上。
6.有益效果：本发明相对于现有技术，其显著优点是：本发明通过设置齿轮和齿条的配合，在电机的带动作用下，齿轮转动带动滑块于直杆上运动，使得放置在加热板上的钢板能够在矩形框架的长度、宽度两个方向上运动；通过调整加热板的温度可以模拟不同温度的钢板。
7.进一步的，还包括基板、涡轮、与涡轮啮合的蜗杆，所述的基板位于加热板与第二滑块之间；基板上设有至少两个支撑件，每个支撑件内安装有第一轴承，蜗杆的两端分别安装于第一轴承内；基板上还安装有一电机，涡轮位于电机的电机轴上；加热板的一端固定于蜗杆上并随着蜗杆转动而翻转，加热板上还设有固定钢板的的固定孔。通过设置涡轮与蜗杆的配合，电机带动涡轮转动，进而带动蜗杆上固定的加热板翻转，固定于加热板上的钢板的姿态随之得以调整。
8.进一步的，基板与第二滑块之间安装有旋转机构，旋转机构包括旋转底座、固定于
旋转底座上的舵机和轴承组、位于轴承组件上的旋转传动板；所述轴承组件位于舵机的外围，旋转传动板上设有供舵机的舵机轴插入的配合孔，旋转传动板与基板固定连接。通过旋转机构可以调整钢板的旋转角度。
9.进一步的，所述的配合件包括固定块、与固定块固定连接的l形插件；固定块用于与第一滑块固定；插件远离固定块的端部向外延伸出凸出块，且该凸出块具有供第二齿条插入的孔。
10.进一步的，所述的第一齿条位于直杆的正上方，配合件固定于第一滑块的底面；直杆上设有第一齿条支架，第一齿条支架用于支撑第一齿条。
11.进一步的，轴承组件包括第二轴承和承载第二轴承的第二轴承底座，第二轴承底座固定于旋转底座上，旋转传动板位于第二轴承上。
12.进一步的，滑杆上还设置有电机固定座，用于承载电机。
13.进一步的，蜗杆靠近两端的位置固定有固定轴套，加热板的一端向外延伸出两凸出块，每个凸出块与一个固定轴套固定连接。
14.进一步的，还包括温度监控模块，用于监测加热板的温度。
附图说明
15.图1所示为本发明的整体示意图；
16.图2所示为本发明的装置分解图；
17.图3所示为本发明中第一齿条、第二齿条与齿轮配合的示意图；
18.图4所示为本发明中电机安装座、第二滑块与滑杆的示意图；
19.图5所示为本发明中配合件的示意图；
20.图6所示为本发明中旋转机构的示意图；
21.图7所示为本发明中旋转机构的分解图；
22.图8所示为本发明中涡轮与蜗杆配合、蜗杆与加热板固定连接的示意图；
23.图9所示为本发明的控制系统的硬件电路框图；
24.图10所示为本发明的控制系统的控制流程图。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明所述的技术方案进一步说明。
26.如图1至图3所示，本发明所述的一种用于喷雾实验的自动化平台，包括直杆1、纵向杆2、第一滑块3、滑杆4、电机5、第一齿条6、第二齿条7、齿轮8、配合件9。所述直杆1共有四根，构成一矩形框架；纵向杆2固定于该矩形框架的四个角，纵向杆2还设置供第一齿条6插入的孔。位于矩形框架宽度方向的直杆1上设有一第一滑块3，第一滑块3于直杆1上滑动；第一轴套28通过过盈配合压入第一滑块3内，滑杆4的两端分别通过过盈配合压入第一轴套28内。如图4所示，滑杆4上还设有电机固定座25，电机5通过电机固定座26固定于滑杆4上，滑杆4上还设有第二滑块11，第二滑块11的侧面还安装有电机5。所述电机5上的电机轴上依次设置有第二轴套29、齿轮8。
27.第一齿条6沿着矩形框架的宽度方向设置且位于直杆1的正上方，第一齿条 6的两端分别固定于纵向杆2内，齿轮8与第一齿条6啮合。当固定于滑杆4上的电机5带动齿轮8转
动时，齿轮8与第一齿条6发生相对运动，从而带动第一滑块3在直杆1上进行滑动，滑杆4能够沿矩形框架的宽度方向移动。直杆1 上设有第一齿条支架18，第一齿条支架18用于支撑第一齿条6。第一滑块3的底面还固定有配合件9，如图5所示，配合件9包括于与第一滑块3底面固定连接的固定块91，与固定块91固定连接的l形插件92；插件92远离固定块91 的端部向外延伸出凸出块，且该凸出块具有供第二齿条7插入的孔。第二齿条7 沿着矩形框架的长度方向设置且两端分别插入插件92内，齿轮8与第二齿条7 啮合。当固定于第二滑块11上的电机5带动齿轮转动时，齿轮8与第二齿条7 相对运动，从而带动第二滑块11在滑杆4上沿矩形框架的长度方向移动。
28.如图1至图2所示，本发明还包括旋转机构19、基板12、加热板10、涡轮 13、蜗杆14、支撑件15、温度监控模块33，温度监控模块33用于监测加热板 10的温度。如图6至图7所示，旋转机构19包括旋转底座20、舵机21、轴承组件22、旋转传动板23，轴承组件22包括第二轴承24和承载第二轴承的第二轴承底座25。旋转底座20固定于第二滑块11上表面，舵机21和第二轴承底座 25均固定于旋转底座20上，第二轴承底座25和第二轴承24位于舵机21的外围；旋转传动板23置于轴承组件22上，旋转传动板23上设置有设有供舵机21 的舵机轴插入的配合孔231。旋转传动板23与基板12固定，基板12置于旋转传动板23上方。舵机21带动旋转传动板23水平旋转，从而带动基板12旋转。
29.如图8所示，基板12上安装有两个支撑件15，第一轴承16通过过盈配合压入每个支撑件15内，蜗杆14的两端分别通过过盈配合压入第一轴承16内。蜗杆14靠近两端的位置还固定有固定轴套27，加热板10的一端向外延伸出两凸出块，每个凸出块与一个固定轴套27固定连接。钢板30通过固定孔17与加热板10固定。基板12还设置两个加热板支撑件31，用以支撑加热板10。基板 12上还安装有一电机5，电机5的电机轴上依次安装有第三轴套32、涡轮13，涡轮13与蜗杆14啮合；当电机5带动涡轮13转动，蜗杆14与涡轮13相对运动，与蜗杆14固定的加热板10随着蜗杆14的转动而翻转。
30.此外，如图9所示，本发明所述用于喷雾实验的自动化平台的控制系统的硬件，包括：mcu主控模块，用于控制电机和舵机的转动；lcd显示模块，用于显示当前喷雾实验的自动化平台装置的运行工况；蜂鸣器，用于提示工况完成；控制按键和红外遥控模块，用于实时控制平台的运行、开始、停止、移动、加热等操作；电加热模块，用于控制加热板加热；温度监控模块可以监控小型铁板温度并反馈至mcu主控模块；
31.如图10所示，本发明所述用于喷雾实验的自动化平台的控制系统的硬件的控制方法步骤如下：
32.(1)对工作运行中用于喷雾实验的自动化平台进行初始化，恢复初始位置；
33.(2)利用控制按键和红外遥控模块向控制器中输入钢板预设的温度，钢板沿矩形框架宽度方向(设置为x轴方向)的偏移量、钢板沿矩形框架长度方向(设置为y轴方向)的偏移量、钢板预设旋转角度、钢板预设翻转角度；
34.(3)mcu主控模块驱动固定于滑杆上的电机，钢板沿x轴方向移动，判断是否达预设偏移量，若达到停止驱动固定于滑杆上的电机；否则继续驱动固定于滑杆上的电机，直至达到预设偏移量；
35.(4)驱动固定于第二滑块上的电机，钢板沿y轴方向移动，判断是否达预设偏移量，若达到停止驱动固定于第二滑块上的电机；否则继续驱动固定于滑杆上的电机，直至达到
预设偏移量；
36.(5)驱动舵机运行，判断是否达到预设的钢板旋转角度，若达到执行下一步；否则继续驱动舵机，直至达到钢板旋转角度；
37.(6)加热板进行加热，通过查看温度监控模块判断是否达到预设温度，若达到则判断是否完成所有设定动作，若完成，蜂鸣器响3s，否则返回步骤(1)；
38.此外，若需改变为预设的参数，通过对自动化平台进行初始化，再次重复上述流程输入参数，即可完成工况改变。