一种智能一体化磁力搅拌装置的制作方法

本发明涉及一种智能一体化磁力搅拌装置，属于搅拌设备技术领域。

背景技术：

随着现代高新科技的飞速发展，工业设备的技术革命与创新不断步进，搅拌设备的发展也在不断更新，由原始的手工搅拌，到后来发展的机械搅拌、气流搅拌等搅拌技术越来越多的出现在设备设计中，基于磁力搅拌技术设计的搅拌装置也正受到市场设备的热迎，而目前对磁力搅拌装置的研究大多也只是停留在装置的驱动设计上，对于搅拌装置面临的电力耗损问题和对搅拌液体的高监测上还有很大发展空间，因此设计出一种满足现有市场对液体搅拌装置的需求，具备磁力驱动和磁力发电，能实现电能自给自足的，又能实现搅拌液体进行实时监测控制，还能多台同时工作、可移动工作的液体搅拌装置是十分具备应用价值的。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明需要解决的技术问题是旨在由驱动系统、磁力搅拌系统、距离定位系统、液体搅拌监测系统、助力悬浮系统、控制系统设计的一种智能一体化磁力搅拌装置，由设置在磁钢下部的电机驱动装置对磁钢产生旋转磁场来带动承载架上的搅拌棒转动来对液体进行搅拌，由设置在承载架上的磁铁来对液体进行磁化，设置在承载架上的加热片可对搅拌液体进行加热，由设计在装置上的浓度检测装置、酵母发射装置实时对搅拌液体进行监控测定，由gps定位装置和超声波发射装置来对工作在搅拌池的搅拌装置进行距离定位测定，通过控制托盘外的螺旋桨和装置顶部的气囊工作来助力装置在搅拌池的悬浮和位移。

本发明采用的技术方案是：一种智能一体化磁力搅拌装置，其特征在于包括：电机驱动装置、磁钢、托盘、承载架、搅拌棒、磁铁、加热片、浓度检测装置、酵母发射装置、gps定位装置、螺旋桨、蓄电池、气囊、超声波发射装置、通气管、电源接线插头、控制器，电机驱动装置、浓度检测装置、酵母发射装置、gps定位装置、气囊、超声波发射装置均与控制器连接；由设置在磁钢上部的的电机驱动设置对磁钢产生旋转磁场进而来带动设置在承载架上的搅拌棒转动进而来对液体进行搅拌，由设置在承载架中部前后两端的磁铁在搅拌液体之间形成磁场来对液体进行磁化，由设置在承载架中部左右两端的加热片来对搅拌液体进行加热，由设置在承载架上的浓度检测装置实时检测搅拌液体的浓度，可由设置在承载架上的酵母发射装置实时对搅拌液体进行酵母发射，通过对装置顶部的气囊进行充气进而使装置悬浮在液体中，通过控制器控制设置在托盘上的gps装置和装置底面的超声波发射装置来对搅拌器的位置距离信息进行实时检测并通过装置的位置距离信息和搅拌的液体浓度信息控制装置的螺旋桨的工作来改变装置在搅拌池的位置。

进一步的，所述的电机驱动装置受控制器控制，电机驱动装置主要作为本装置的动力系统，电机驱动装置通过自身旋转将带动设置在上部的磁钢旋转进而在磁钢上部的托盘上部产生旋转磁场，此外，电机驱动装置还将通过控制器的控制来驱动设置在装置上的螺旋桨的正反转来控制本装置在搅拌池的位置移动。

进一步的，所述的支撑架采用矩形框式设计在底部的托盘上，搅拌棒的上端通过可旋转式链条设计在支撑架顶部的圆盘上，下部悬空在距离托盘一定距离的高度上，且搅拌棒的长度小于整个托盘圆环的直径，搅拌棒采用不锈钢铁质设计，当电机驱动装置驱动磁钢在托盘上部产生旋转磁场时，搅拌棒受到底部旋转磁场的作用进而在托盘上部对液体进行环形搅拌。

进一步的，所述的磁铁通过环形支架设置在矩形支撑架的内部空间的前后端位置，在前后端均设置一块大小相同，磁性相对的磁铁，磁铁的位置高于底部托盘，且放置磁铁的环形支架的环形直径与底部托盘的直径相同，磁铁可在支撑架的左右端的搅拌液体之间形成磁场使搅拌液体进一步磁化进而可加快液体在磁力作用下的搅拌工作，在支撑架内部左端和右端与环形支架的连接处均设置有一块加热片，该加热片主要可对搅拌液体进行加热，当搅拌液体需要加热时，由控制器来控制加热片通电导热进而来对搅拌液体进行加热。

进一步的，所述的浓度检测装置设置在矩形支撑架的侧部，该浓度检测装置可实时对发酵搅拌液体进行浓度检测，并将各个时刻的液体浓度情况发送到控制端进行记录处理，控制端通过对液体浓度的检测和搅拌液体的成分判定来控制设置在支撑架顶部位置的酵母发射装置来向搅拌液体实时发射酵母，进而来加快液体发酵，加快产品工艺制作。

进一步的，所述的gps定位装置设置在底部托盘的上部，所述的超声波发射装置设置在装置的下底面，该gps定位装置和超声波发射装置主要作为本装置的距离定位检测系统，且gps定位装置和超声波发射装置均受控制器调控，gps定位装置能实时向控制端发送该装置在搅拌池的搅拌位置信息，超声波发射装置能通过在水平方向和竖直方向均发射超声波进而来感测出装置距离搅拌池周边其余搅拌装置的水平距离和装置在搅拌池工作的高度信息。

进一步的，所述的螺旋桨设置在底部托盘的外部，在托盘的左右前后位置均设置有螺旋桨，所述的气囊设置在装置的顶部位置，在气囊的外侧连接有通气管，通气管与气囊之间还接有通气管道开关，该螺旋桨和气囊主要作为本装置的悬浮助力系统，当装置在搅拌池工作时，由控制器来控制与通气管相连的通气开关来使通气管向装置顶部的气囊进行通气来对气囊进行充气进而来使装置悬浮在搅拌池内，通过改变气囊内部的气体容量进而来改变装置在搅拌池的悬浮高度，游动在搅拌池的搅拌装置可通过螺旋桨的转动来改变自身的搅拌位置，且设置在左右前后四个角落位置的螺旋桨可配合移动工作，由控制器来控制电机驱动装置的转动来驱动螺旋桨的转动工作，可通过控制驱动装置的转速来控制螺旋桨的转速进而控制该装置在搅拌池的移动工作，由控制端通过接收到gps定位装置和超声波发射装置检测的位置距离信息和来自浓度检测装置的液体发酵浓度信息来判别此处液体发酵是否已经达标，进而控制器可控制设置在装置顶部的气囊和设置在托盘外部的螺旋桨的工作来改变该装置在搅拌池的位置移动和高度改变，进而多台搅拌装置可同时在一个搅拌池内进行搅拌工作。

进一步的，本装置的供电系统主要来自于外部电源，在装置的顶部设置有电源接线插头，在装置上还设置有蓄电池，由电源接线插头连接的外部电源来向装置的蓄电池进行充电，装置在工作时，由装置顶部的电源接线插头连接外部电源进而来向装置供电，当外界电源切断或突发中断时，由装置的蓄电池来满足装置的电能提供进而提升装置的工作时间，此外，在装置顶部还设置有由导线、数据线、通气管设计的线缆，由导线来连接外部电源和蓄电池来为装置供电，由数据线来向控制端传送本装置各个部件的数据信息，由通气管来向气囊进行通气。

进一步的，所述的控制器包括单片机、无线通讯模块、pc数据云端，无线通讯模块采用通信串口实现，在单片机上设置有通信串口，通信串口与pc数据云端进行连接，由单片机进行本装置的数据接收与信息控制，由pc数据云端进行本装置的数据处理与数据信息交流指控，进而提高了数据处理的效率，由单片机接收来自浓度检测装置、酵母发射装置的各项液体检测控制指标数据和来自gps定位装置、超声波发射装置检测的装置的位置定位和距离高度数据，通过无线通讯模块将各项接收数据传送到pc数据端来进行数据处理，pc数据端通过信息数据处理通过无线通讯模块来向单片机发送控制指令，进而单片机可控制电机驱动装置、浓度检测装置、酵母发射装置、gps定位装置、气囊、超声波发射装置的各项工作来促使搅拌装置的搅拌工作的开展。

进一步的，可对该装置做出进一步的改进，具体设置方式为：将该装置的托盘、磁钢、电机驱动装置均设置在搅拌池底部，在搅拌池底部设置铁质托盘，在托盘的下部设置一块大型磁钢，通过磁钢下部的电机驱动装置来驱动磁钢旋转，进而在搅拌池的托盘上部产生旋转磁场，进而旋转磁场可产生于整个搅拌池，只需将该装置的托盘及托盘以上部分设置在搅拌池内，通过搅拌池内形成的大型磁场作用，便可使设计在搅拌池内部的多台搅拌装置的搅拌棒一起在搅拌池内对液体进行搅拌。

一种智能一体化磁力搅拌装置，其控制方法包括如下步骤：

步骤1：由控制器控制设置在磁钢下部的电机驱动装置来使电机旋转进而带动上部的磁钢旋转进而在磁钢上部的托盘上方形成旋转磁场，进而托盘上部的搅拌棒在受到旋转磁场的作用下进行环形旋转来对液体进行搅拌。

步骤2：设置在支撑架上的前后磁铁在水平位置产生磁场，进而可使搅拌液体进行磁化，进一步加强了液体在磁力作用下的搅拌，由设置在支撑架左右位置的加热片来对需要加热搅拌的液体进行加热处理。

步骤3：由设置在支撑架侧部的液体浓度检测装置可实时检测搅拌液体的浓度数据并将该数据信息传输到控制器，由控制器接收来自浓度检测装置检测到的搅拌液体的搅拌浓度数据来获取该搅拌液体是否达到产品所需浓度要求，并实时控制设置在支撑架上方设置的酵母发射装置来对搅拌液体进行酵母发射进而加速搅拌液体的产品成型。

步骤4：由设置在托盘上的gps定位装置来实时测定该搅拌装置位于搅拌池的搅拌位置信息，由设置在装置下底部的超声波发射装置来实时检测装置在搅拌池的距离信息和高度信息，控制器通过接收来自液体搅拌浓度的判定信息来确定此处搅拌位置的液体是否达标，进而控制器通过获取装置的距离，高度信息来控制驱动装置顶部的气囊内部的气体容量和控制装置底部的螺旋桨在液体底部旋转进而控制该装置在液体中的位置移动进行液体搅拌。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、通过设置两部分磁场进而来加强液体在磁力作用下的搅拌工作，是的装置的搅拌性能更强，优于一般的磁力搅拌装置。2、通过设置液体浓度检测装置来检测液体的浓度信息进而来控制酵母发射装置的酵母发射来提高搅拌液体的产品成型，在搅拌液体成型设计上技术多样化。3、本装置采用可移动式设计，通过装置上设置的gps定位装置和超声波发射装置来实时对搅拌液体位置信息进行测定进而控制器可通过改变装置的气囊的气体容量和底部设计的螺旋桨的转动来改变装置的移动，进而满足了大搅拌池的搅拌设计工作。4、本装置在设计上简易严谨，通过浓度检测装置、酵母发射装置、gps定位装置、超声波发射装置的工作设计使得装置在结构设计上更加多样化，在功能设计上更加智能化，作用效果更强。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构设计图；

图2为本发明装置的仰视结构设计图；

图3为本发明装置的下部托盘设计简图；

图4为本发明装置的线缆设计断面图；

图5为本发明装置的系统电路工作流程设计框图；

图6为本发明装置的系统电路工作设计图；

图中各标号为：1-电机驱动装置、2-磁钢、3-托盘、4-承载架、5-搅拌棒、6-磁铁、7-加热片、8-浓度检测装置、9-酵母发射装置、10-gps定位装置、11-螺旋桨、12-蓄电池、13-气囊、14-超声波发射装置、15-通气管、16-电源接线插头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明作进一步说明。应该理解，这些描述只是实例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

请参阅图1-4，一种智能一体化磁力搅拌装置，其特征在于包括：电机驱动装置1、磁钢2、托盘3、承载架4、搅拌棒5、磁铁6、加热片7、浓度检测装置8、酵母发射装置9、gps定位装置10、螺旋桨11、蓄电池12、气囊13、超声波发射装置14、通气管15、电源接线插头16、控制器，电机驱动装置1、浓度检测装置8、酵母发射装置9、gps定位装置10、气囊13、超声波发射装置14均与控制器连接；由设置在磁钢2上部的的电机驱动设置1对磁钢2产生旋转磁场进而来带动设置在承载架4上的搅拌棒5转动进而来对液体进行搅拌，由设置在承载架4中部前后两端的磁铁6在搅拌液体之间形成磁场来对液体进行磁化，由设置在承载架4中部左右两端的加热片7来对搅拌液体进行加热，由设置在承载架4上的浓度检测装置8实时检测搅拌液体的浓度，可由设置在承载架4上的酵母发射装置9实时对搅拌液体进行酵母发射，通过对装置顶部的气囊13进行充气进而使装置悬浮在液体中，通过控制器控制设置在托盘3上的gps装置10和装置底面的超声波发射装置14来对搅拌器的位置距离信息进行实时检测并通过装置的位置距离信息和搅拌的液体浓度信息控制装置的螺旋桨11的工作来改变装置在搅拌池的位置。

所述的电机驱动装置1受控制器控制，电机驱动装置1主要作为本装置的动力系统，电机驱动装置1通过自身旋转将带动设置在上部的磁钢2旋转进而在磁钢2上部的托盘3上部产生旋转磁场，此外，电机驱动装置1还将通过控制器的控制来驱动设置在装置上的螺旋桨11的正反转来控制本装置在搅拌池的位置移动。

所述的支撑架4采用矩形框式设计在底部的托盘3上，搅拌棒5的上端通过可旋转式链条设计在支撑架4顶部的圆盘上，下部悬空在距离托盘3一定距离的高度上，且搅拌棒5的长度小于整个托盘3圆环的直径，搅拌棒5采用不锈钢铁质设计，当电机驱动装置1驱动磁钢2在托盘3上部产生旋转磁场时，搅拌棒5受到底部旋转磁场的作用进而在托盘3上部对液体进行环形搅拌。

所述的磁铁6通过环形支架设置在矩形支撑架4的内部空间的前后端位置，在前后端均设置一块大小相同，磁性相对的磁铁6，磁铁6的位置高于底部托盘3，且放置磁铁6的环形支架的环形直径与底部托盘3的直径相同，磁铁6可在支撑架4的左右端的搅拌液体之间形成磁场使搅拌液体进一步磁化进而可加快液体在磁力作用下的搅拌工作，在支撑架4内部左端和右端与环形支架的连接处均设置有一块加热片7，该加热片7主要可对搅拌液体进行加热，当搅拌液体需要加热时，由控制器来控制加热片7通电导热进而来对搅拌液体进行加热。

所述的浓度检测装置8设置在矩形支撑架4的侧部，该浓度检测装置8可实时对发酵搅拌液体进行浓度检测，并将各个时刻的液体浓度情况发送到控制端进行记录处理，控制端通过对液体浓度的检测和搅拌液体的成分判定来控制设置在支撑架4顶部位置的酵母发射装置9来向搅拌液体实时发射酵母，进而来加快液体发酵，加快产品工艺制作。

所述的gps定位装置10设置在底部托盘3的上部，所述的超声波发射装置14设置在装置的下底面，该gps定位装置10和超声波发射装置14主要作为本装置的距离定位检测系统，且gps定位装置10和超声波发射装置14均受控制器调控，gps定位装置10能实时向控制端发送该装置在搅拌池的搅拌位置信息，超声波发射装置14能通过在水平方向和竖直方向均发射超声波进而来感测出装置距离搅拌池周边其余搅拌装置的水平距离和装置在搅拌池工作的高度信息。

所述的螺旋桨11设置在底部托盘3的外部，在托盘3的左右前后位置均设置有螺旋桨11，所述的气囊13设置在装置的顶部位置，在气囊13的外侧连接有通气管15，通气管15与气囊13之间还接有通气管道开关，该螺旋桨11和气囊13主要作为本装置的悬浮助力系统，当装置在搅拌池工作时，由控制器来控制与通气管15相连的通气开关来使通气管15向装置顶部的气囊13进行通气来对气囊13进行充气进而来使装置悬浮在搅拌池内，通过改变气囊13内部的气体容量进而来改变装置在搅拌池的悬浮高度，游动在搅拌池的搅拌装置可通过螺旋桨11的转动来改变自身的搅拌位置，且设置在左右前后四个角落位置的螺旋桨11可配合移动工作，由控制器来控制电机驱动装置1的转动来驱动螺旋桨11的转动工作，可通过控制驱动装置1的转速来控制螺旋桨11的转速进而控制该装置在搅拌池的移动工作，由控制端通过接收到gps定位装置10和超声波发射装置14检测的位置距离信息和来自浓度检测装置8的液体发酵浓度信息来判别此处液体发酵是否已经达标，进而控制器可控制设置在装置顶部的气囊13和设置在托盘3外部的螺旋桨11的工作来改变该装置在搅拌池的位置移动和高度改变，进而多台搅拌装置可同时在一个搅拌池内进行搅拌工作。

本装置的供电系统主要来自于外部电源，在装置的顶部设置有电源接线插头16，在装置上还设置有蓄电池12，由电源接线插头16连接的外部电源来向装置的蓄电池12进行充电，装置在工作时，由装置顶部的电源接线插头16连接外部电源进而来向装置供电，当外界电源切断或突发中断时，由装置的蓄电池12来满足装置的电能提供进而提升装置的工作时间，此外，在装置顶部还设置有由导线、数据线、通气管15设计的线缆，由导线来连接外部电源和蓄电池12来为装置供电，由数据线来向控制端传送本装置各个部件的数据信息，由通气管15来向气囊13进行通气。

所述的控制器包括单片机、无线通讯模块、pc数据云端，无线通讯模块采用通信串口实现，在单片机上设置有通信串口，通信串口与pc数据云端进行连接，由单片机进行本装置的数据接收与信息控制，由pc数据云端进行本装置的数据处理与数据信息交流指控，进而提高了数据处理的效率，由单片机接收来自浓度检测装置8、酵母发射装置9的各项液体检测控制指标数据和来自gps定位装置10、超声波发射装置14检测的装置的位置定位和距离高度数据，通过无线通讯模块将各项接收数据传送到pc数据端来进行数据处理，pc数据端通过信息数据处理通过无线通讯模块来向单片机发送控制指令，进而单片机可控制电机驱动装置1、浓度检测装置8、酵母发射装置9、gps定位装置10、气囊13、超声波发射装置14的各项工作来促使搅拌装置的搅拌工作的开展。

可对该装置做出进一步的改进，具体设置方式为：将该装置的托盘3、磁钢2、电机驱动装置1均设置在搅拌池底部，在搅拌池底部设置铁质托盘3，在托盘3的下部设置一块大型磁钢2，通过磁钢2下部的电机驱动装置1来驱动磁钢2旋转，进而在搅拌池的托盘3上部产生旋转磁场，进而旋转磁场可产生于整个搅拌池，只需将该装置的托盘3及托盘3以上部分设置在搅拌池内，通过搅拌池内形成的大型磁场作用，便可使设计在搅拌池内部的多台搅拌装置的搅拌棒5一起在搅拌池内对液体进行搅拌。

请参阅图5-6，本发明装置的系统电路图包括：电机驱动装置1、浓度检测装置8、酵母发射装置9、gps定位装置10、起振电路、复位电路、无线通讯模块。xtal1，xtal2相接的电路为单片机工作所必须的起震电路。单片机的型号为at89c51，rst相接的是单片机开关，可通过按键控制整个电路的开关。u3为电机驱动装置1的驱动模块l278，起到放大电流的作用，单片机电流过小不能驱动电机所以需要电机驱动模块放大电流，单片机通过输出pwm波来控制电机，电机驱动螺旋桨11和磁钢2旋转，在此电机驱动螺旋桨11和驱动磁钢2旋转的电机电路相同，在电路图中用一个电机表示。与p0.0，p0.1，p0.2相接的是浓度检测仪8，通过对液体中离子浓度的检测输出模拟电压，其值与粉尘浓度成正比。故在仿真原理图中，我们用可变电阻设计的局部限压电路代替传感器。与p1.3，p1.4，p1.5，p1.6,p1.7相接的是nrf24l01无线收发模块，输出功率频道选择和协议的设置可以通过spi接口进行设置实现单片与云端后台的通讯。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块。与p2.0相接的是酵母发射器9，主要是利用电磁阀来控制酵母的发射，单片机输出一个高电平后，开关打开酵母发射，反之若输出一个低电平则开关关闭无酵母发射。与txd,rxd相接的是gps定位仪10，将获得的位置信息通过串口通信传给单片机，单片机可通过gps定位仪10对搅拌器的位置进行实时检测。

本系统电路的工作原理是：该智能一体化磁力搅拌装置，通过设置在承载架4上的浓度检测装置8实时检测搅拌液体的浓度，托盘3上的gps装置10来对搅拌器的位置进行实时检测，将测得的浓度和位置信息传给单片机。单片机再通过实时信息驱动电机驱动装置1来调节托盘3前后端位置设置的螺旋桨11转速和装置顶部的气囊13的气体容量的改变实时调节该搅拌器在搅拌池的工作位置。单片机也可通过输出高低电平控制电磁阀实现酵母发射装置9的酵母发射。同时电机驱动磁钢2旋转进而在磁钢2上部的托盘3上部产生旋转磁场带动搅拌棒5进行搅拌。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。