本发明涉及一种防水试验装置，尤其涉及一种防碰撞摆管淋水试验装置。
背景技术
在进行国际防水等级ipx试验的时候，需要将半圆形的摆管在样品两侧180°摇摆并同时向摆管圆心喷水。较小的样品会拜访在试验舱内完成，相对简单；但是较大的样品，例如尺寸在一两米左右的，无法放置在试验舱内进行，只能在比较空旷的地方用跨度在两米左右、内径约5cm的大型摆管进行淋水试验。
由于摆管的跨度较大，而又必须要对样品喷出足够的水量和水压，因此摆管内的水路占比较大。在工作状态下，充满水的摆管重量接近24kg，若在π/2每秒的速度下摆动，会对旁边的试验人员造成人身危险。同时由于重心严重偏离摆轴，摆动时的力矩很大，在0°和180°的位置发生转向时，容易时摆杆与连接处发生断裂，也会将扭矩反馈到电机而降低电机的寿命，本领域技术人员一直亟待解决而无法实现。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种重心在摆轴上的防碰撞摆管淋水试验装置。
本发明所述的一种防碰撞摆管淋水试验装置，包括：半圆形的摆管以及连接在摆管两端的支架，所述的摆管通过传动轴与支架旋转连接，在支架内设有控制传动轴转动的电机；
所述的摆管与传动轴的连接处延伸设置连杆，所述的连杆与摆管处于同一平面，连杆远离摆管的一端设置配重块；所述的连杆和配重块用于将充满液体的摆管重心平衡到传动轴所在直线。
本发明所述的一种防碰撞摆管淋水试验装置，其优点在于，不过如何转动，充满液体后的摆管重心始终维持在传动轴所在直线上。由于重心与转轴重叠，因此不会产生扭矩反馈到电机上，在0°和180°位置进行转向更加流畅和平稳，同时电机的寿命也相应得到延长。
优选地，所述的配重块在连杆上可轴向移动且通过锁止机构固定相对位置。由于防水试验的装置同时可以用于对样品进行其他液体的喷淋试验，例如喷淋酸/碱水、盐水、油等多种液体，而各种液体的密度相差较大，若只用水的密度作为配重对象，在喷淋其他液体时会导致摆管的重心出现偏差，出现背景技术中的技术缺陷。将配重块和连杆的相对位置设置为可调节的方式，可以完全适应各种不同密度的液体使用本发明所述装置。就算单单使用水一种液体，在装置长期使用后，由于管内变形、转轴偏移等各种机械原因，也会导致摆管的重心偏离转轴，因此也需要对配重块进行微调以适应重心偏离的问题。
优选地，所述的支架内设有plc控制器与电机信号连接；在传动轴设置扭矩传感器，扭矩传感器与plc控制器信号连接，用于将传动轴的扭矩信号反馈至plc控制器；所述的plc控制器收到扭矩传感器的扭矩信号后控制电机停机。在正常工作中，进行了重心调节后，除了0°和180°的转向位置之外，其他角度在旋转中不会出现扭矩的反馈。若扭矩传感器接收到非零的扭矩信号，证明摆管触碰到外部其他事物，例如碰到人或碰到其他部件。此时plc控制器会马上发送信号控制电机停机，防止进一步对人身造成伤害或损坏其他部件。通过设置plc控制器对扭矩信号的阈值，可以调节电机停机的灵敏度，根据实际工作需要作出最佳选择。
优选地，所述的支架靠近配重块的一侧设有用于检测配重块位置的红外探测器，所述的红外探测器与plc控制器信号连接。由于连杆与摆管处于同一水平面上，通过配重块的位置检测，可以推导出摆管是否在非工作状态下回复至垂直位置。在检测到摆管处于非垂直位置时，plc控制器可控制电机运作，将摆管复位至垂直。因为非工作状态时，摆管内没有液体，如果处于非垂直位置，使得配重块对连接处产生较大的扭矩影响电机寿命。
优选地，所述的红外探测器检测配重块的摆动速度，并将配重块的摆动速度反馈至plc控制器；所述的plc控制器将红外探测器反馈的摆动速度与plc控制器输出到电机的摆速信号进行比对，并实时校正对电机的摆速信号。plc控制器输出到电机的摆速信号是理论值，而红外探测器反馈的摆动速度是摆管的实际值，由于多种机械原因，理论输出值和实际值往往会有偏差，因此设置红外探测器检测配重块的摆动速度可以对理论值进行实时的闭环反馈，时试验结果更加准确。
优选地，还包括一移动小车，所述的移动小车上方通过伸缩杆固定设置一样品台。对于不同横宽比的样品，可以通过调节伸缩杆的高度进行适应。由于本发明所述的试验装置一般用于试验尺寸较大的样品，因此利用移动小车作为样品的运输工具更加方便。样品台下方的伸缩杆可以在摆管不停止摆动的情况下，将样品台和样品都下降到比摆管在0°或180°时都要低的位置，然后直接离开喷淋空间更换样品后，再重新回归到喷淋空间提升高度进行连续的试验操作。
优选地，所述的移动小车与plc控制器通讯连接；plc控制器在摆管位于0°或180°位置时，控制移动小车从远离摆管的一侧移出或移入摆管的喷淋位置；plc控制器在控制移动小车的过程中，红外探测器实时监控伸缩杆的位置并反馈至移动小车。可以在不调节伸缩杆高度，以及摆管不停机的情况下连续更换样品进行试验，适合同一批次同一尺寸型号的多个不同样品之间的替换试验工作。
优选地，所述的移动小车设有轴向转动伸缩杆的传动机构，伸缩杆带动样品台旋转；plc控制器控制移动小车调节样品台的转速。进一步提高试样的准确性。
附图说明
图1是本发明所述防碰撞摆管淋水试验装置的结构示意图；
图2是图1中a-a处的剖视结构以及摆管的摆动示意图。
附图标记：100-摆管、110-配重块、111-连杆；200-支架、201-传动轴、210-电机、220-扭矩传感器、230-plc控制器、240-红外探测器；300-移动小车、301-伸缩杆、302-样品台。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明所述的一种防碰撞摆管淋水试验装置包括：半圆形的摆管100以及连接在摆管100两端的支架200，所述的摆管100通过传动轴201与支架200旋转连接，在支架200内设有控制传动轴201转动的电机210。所述的摆管100与传动轴201的连接处延伸设置连杆111，所述的连杆111与摆管100处于同一平面，连杆111远离摆管100的一端设置配重块110；所述的连杆111和配重块110用于将充满液体的摆管100重心平衡到传动轴201所在直线。
所述的配重块110在连杆111上可轴向移动且通过锁止机构固定相对位置。所述的支架200内设有plc控制器230与电机210信号连接；在传动轴201设置扭矩传感器220，扭矩传感器220与plc控制器230信号连接，用于将传动轴201的扭矩信号反馈至plc控制器230；所述的plc控制器230收到扭矩传感器220的扭矩信号后控制电机210停机。所述的支架200靠近配重块110的一侧设有用于检测配重块110位置的红外探测器240，所述的红外探测器240与plc控制器230信号连接。
所述的红外探测器240检测配重块110的摆动速度，并将配重块110的摆动速度反馈至plc控制器230；所述的plc控制器230将红外探测器240反馈的摆动速度与plc控制器230输出到电机210的摆速信号进行比对，并实时校正对电机210的摆速信号。
还包括一移动小车300，所述的移动小车300上方通过伸缩杆301固定设置一样品台302。所述的移动小车300与plc控制器230通讯连接；plc控制器230在摆管100位于0°或180°位置时，控制移动小车300从远离摆管100的一侧移出或移入摆管100的喷淋位置；plc控制器230在控制移动小车300的过程中，红外探测器240实时监控伸缩杆301的位置并反馈至移动小车300。所述的移动小车300设有轴向转动伸缩杆301的传动机构，伸缩杆301带动样品台302旋转；plc控制器230控制移动小车300调节样品台302的转速。
本发明所述的一种防碰撞摆管淋水试验装置工作原理如下，首先根据喷淋的液体密度调节配重块110在连杆111上的相对位置，并当摆管100充满液体后重心恰好与传动轴201延伸线重合时锁止配重块110和连杆111的相对位置。根据样品尺寸选择是否使用移动小车300和样品台302承载，除了部分尺寸特殊的样品，一般使用移动小车300。plc控制器230控制移动小车300进入到两支架200中间的位置，位于垂直状态的摆管100正下方，调节伸缩杆301控制样品台302的高度，使样品可以正确到达摆管100的喷淋空间。在移动小车300进入时红外探测器240实时监控移动小车300位置并反馈至plc控制器230。
然后根据该样品的试验需要启动电机210，带动摆管100在0°和180°之间摆动并对样品进行喷淋。当一个样品试验完毕后无需停止电机210，可以降低伸缩杆301的高度，使样品最高点低于摆管100在0°或180°的位置，然后控制移动小车300移出喷淋空间。也可以维持伸缩杆301的高度不变，当摆管100位于0°或180°的位置时，由plc控制器230控制移动小车300移出喷淋空间。移动小车300移出喷淋空间后可以随意更换样品，然后以原来的方式重新进入到喷淋区间进行重复试验。
当扭矩传感器220在测试的过程中，摆管100不是位于0°或180°的位置时，检测到外来的扭矩就会将扭矩信号反馈至plc控制器230。plc控制器230立即控制电机210停机，避免摆管100撞击到其他外部事物造成损害。在整个试验过程中，红外探测器240会实时监控配重块110的摆动速度，并将摆动速度反馈至plc控制器230进行实时调整。
最后，完成所有试验时，plc控制器230控制电机210将摆管100复位至垂直状态，并通过红外探测器240检测配重块110的实际位置情况以确定摆管100是否实际复位，然后排空摆管100内的液体，结束整个试验过程。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。