水煮实验设备和水煮实验系统的制作方法

本发明涉及质量控制领域，特别是涉及一种水煮实验设备和水煮实验系统。

背景技术

在质量控制检测领域，需要对材料或产品的质量进行检测。而水煮实验则通过将待检测材料或产品放入特定的溶液中，经过特定时长的水煮过程后，通过观察经过水煮的材料或产品是否在预定情况范围内，以此判断材料或产品是否符合要求。而对于不同应用环境中的材料或产品，对其性能的要求不同，因此水煮的时间长短不同。因而在实验过程中，需要对水煮时长进行精确控制，以确保实验结果的准确性。但是现有的实验过程中通常需要实验人员人工计时和取料，无法有效保障实验的精确性，影响实验的准确性。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种水煮实验设备和水煮实验系统，以精确提高实验的准确性。

一种水煮实验设备，包括取料设备和控制系统，所述取料设备能够与水煮箱对应设置，所述控制系统包括计时模块，用于记录待检验的材料放入水煮箱中的时长，所述控制系统与所述取料设备电性连接，用于控制所述取料设备在水煮时长达到预定值时将水煮箱中的材料取出。

上述方案提供了一种水煮实验设备，使用过程中通过控制系统控制所述取料设备将水煮箱中的材料取出，能够达到水煮时间的精确控制，从而提高了实验的准确性。具体地，所述控制系统中的计时模块能够记录与所述取料设备对应的水煮箱中材料的水煮时长，当水煮时长达到预定值要求时，所述控制系统控制所述取料设备将水煮箱中的材料取出。整个过程实现了自动化，相对于人工计时，提高了精确性。而且当实验时间达到预定值时，所述取料设备自动将材料取出，无需工作人员一直守候实验过程，降低了对工作人员的依赖性，从而节约资源。

在其中一个实施例中，所述取料设备包括机械传动机构和驱动机构，所述控制系统与所述驱动机构电性连接，用于控制所述驱动机构运作，所述驱动机构与所述机械传动机构连接，用于控制所述机械传动机构运动将水煮箱中的材料取出。

在其中一个实施例中，所述驱动机构包括步进电机，所述步进电机的主轴与所述机械传动机构连接，或者所述驱动机构包括液压缸或气缸，所述液压缸或气缸的活塞杆与所述机械传动机构连接。

在其中一个实施例中，所述机械传动机构包括相互连接的传动单元和升降单元，所述传动单元与所述驱动机构连接，用于将所述驱动机构的运动传递至所述升降单元，控制所述升降单元升降。

在其中一个实施例中，所述传动单元包括丝杆，所述升降单元包括与所述丝杆匹配的螺母，所述丝杆与所述驱动机构连接，所述驱动机构能够驱动所述丝杆转动，带动所述螺母相对于所述水煮箱上下移动。

在其中一个实施例中，所述水煮实验设备还包括支撑架和悬臂，所述悬臂与所述螺母连接，且穿过所述支撑架悬设在水煮箱的上方，所述支撑架与所述驱动机构连接，用于通过所述悬臂限制所述螺母随所述丝杆转动。

在其中一个实施例中，所述支撑架包括底板和相对设置的两个侧板，所述侧板均与所述底板连接，形成安装所述驱动机构和机械传动机构的安装空间，所述驱动机构、丝杆和螺母均安装在所述安装空间中，所述悬臂穿过两个侧板之间的间隙悬设在所述水煮箱的上方。

在其中一个实施例中，两个侧板上能够与水煮箱相对的端面设有滑轨，所述滑轨沿所述丝杆的轴线方向设置，所述滑轨上设有与其匹配的滑块，所述悬臂与所述滑块连接。

在其中一个实施例中，所述水煮实验设备还包括检测开关，所述检测开关与所述机械传动机构对应设置，所述控制系统与所述检测开关电性连接，用于根据所述检测开关的信号控制所述机械传动机构的启停。

在其中一个实施例中，所述检测开关包括三个光电开关，三个光电开关沿靠近水煮箱的方向依次分布，分别作为材料已脱离水煮槽时所述机械传动机构的停止触发开关、原点和材料浸入水煮槽时所述机械传动机构的停止触发开关。

在其中一个实施例中，所述控制系统包括通讯模块和外接模块，用于与外界终端实现通信连接，所述计时模块、通讯模块和外接模块相互之间电性连接。

在其中一个实施例中，所述水煮实验设备还包括图像获取装置，所述图像获取装置与所述通讯模块电性连接，所述图像获取装置能够与水煮箱中的材料对应设置，用于将材料的图像信息经过所述通讯模块传输至外界终端。

一种水煮实验系统，包括水煮箱、用于放置材料的样品笼和上述的水煮试验设备，所述取料设备与所述样品笼连接，用于带动所述样品笼相对于所述水煮箱移动，所述水煮箱与所述样品笼对应设置，且所述水煮箱上与所述样品笼对应的位置设有用于放置样品笼的水煮槽，所述检测开关与所述机械传动机构对应设置，所述控制系统与所述检测开关电性连接，用于根据所述检测开关的信号控制所述取料设备的启停，使得所述样品笼中的材料存在浸入水煮槽和脱离水煮槽两个状态。

上述方案提供了一种水煮实验系统，主要通过采用上述任一实施例中所述的水煮实验设备，使得水煮实验过程能够通过控制系统来控制，一方面能够实现水煮时长的精确控制，另一方面当水煮时长达到预定值要求时，取料设备能够自动将与其连接的样品笼从水煮箱的水煮槽中取出，无需依赖实验人员，即能够实现实验过程的精确控制，进而提高了实验的准确性。

在其中一个实施例中，所述样品笼包括笼体和设置在所述笼体上的悬挂杆，所述取料设备通过所述悬挂杆与所述笼体可拆卸连接。

附图说明

图1为本实施例所述水煮实验设备的结构示意图；

图2为本实施例所述水煮实验设备另一视角的结构示意图。

附图标记说明：

10、水煮实验系统，20、水煮箱，30、样品笼，31、笼体，32、悬挂杆，40、水煮实验设备，41、取料设备，411、机械传动机构，4111、传动单元，4112、升降单元，412、驱动机构，42、控制系统，43、支撑架，431、底板，432、侧板，433、第一支撑板，434、第二支撑板，435、顶板，44、悬臂，45、滑轨，46、滑块，47、检测开关。

具体实施方式

如图1和图2所示，在一个实施例中提供了一种水煮实验设备40，包括取料设备41和控制系统42，所述取料设备41能够与水煮箱20对应设置，所述控制系统42包括计时模块，用于记录待检验的材料放入水煮箱20中的时长，所述控制系统42与所述取料设备41电性连接，用于控制所述取料设备41在水煮时长达到预定值时将水煮箱20中的材料取出。

上述方案提供了一种水煮实验设备40，使用过程中通过控制系统42控制所述取料设备41将水煮箱20中的材料取出，能够达到水煮时间的精确控制，从而提高了实验的准确性。具体地，所述控制系统42中的计时模块能够记录与所述取料设备41对应的水煮箱20中材料的水煮时长，当水煮时长达到预定值要求时，所述控制系统42控制所述取料设备41将水煮箱20中的材料取出。整个过程实现了自动化，相对于人工计时，提高了精确性。而且当实验时间达到预定值时，所述取料设备41自动将材料取出，无需工作人员一直守候实验过程，降低了对工作人员的依赖性，进而节约了资源。

具体地，上述方案中所述取料设备41可以是与所述控制系统42电性连接的机械臂，也可以是其他机械结构，只要在所述控制系统42的作用下，当水煮时长达到预定要求时，能够将对应的水煮箱20中的材料取出即可。

例如，在一个实施例中，如图1和图2所示，所述取料设备41包括机械传动机构411和驱动机构412，所述控制系统42与所述驱动机构412电性连接，用于控制所述驱动机构412运作，所述驱动机构412与所述机械传动机构411连接，用于控制所述机械传动机构411运动将水煮箱20中的材料取出。

使用过程中，通过所述控制系统42控制所述驱动机构412在水煮时长达到要求时运作，使得与其连接的机械传动机构411运动，将水煮箱20中的材料取出。

具体地，上述方案中的机械传动机构411可以通过升降过程将材料取出，也可以通过伸缩过程将材料取出。具体取料动作与水煮箱20的结构相适应。

例如，在一个实施例中，如图1所述，所述驱动机构412包括步进电机，所述步进电机的主轴与所述机械传动机构411连接，或者所述驱动机构412包括液压缸或气缸，所述液压缸或气缸的活塞杆与所述机械传动机构411连接。

使用过程中通过所述步进电机、液压缸或者所述气缸为所述机械传动机构411提供动力。例如，在一个实施例中，通过所述步进电机主轴的旋转过程，作用在机械传动机构411中的丝杠螺母机构上，将步进电机的旋转运动，转换为螺母的直线运动，以实现升降或伸缩的过程，从而将材料从水煮箱20中取出。

若驱动机构412主要包括液压缸或气缸，则通过液压缸或气缸的活塞杆的伸缩过程来实现材料的取出过程。具体作用方向，基于水煮箱20的结构而合理设置。例如，若水煮箱20的取料出口在上方，则可以采用升降的过程将材料取出，若水煮箱20的取料出口在侧面，则可通过伸缩过程将材料取出。

进一步具体地，在一个实施例中，如图1和图2所述，所述机械传动机构411包括相互连接的传动单元4111和升降单元4112，所述传动单元4111与所述驱动机构412连接，用于将所述驱动机构412的运动传递至所述升降单元4112，控制所述升降单元4112升降。

当水煮的材料需要通过升降过程才能从所述水煮箱20中取出时，通过所述传动单元4111，将驱动机构412的运动传递至升降单元4112，实现升降过程。即无论所述驱动机构412为何种运动形式，均可通过传动单元4111将其转化为适应水煮箱20的升降运动。

具体地，在一个实施例中，如图1所示，所述传动单元4111包括丝杆，所述升降单元4112包括与所述丝杆匹配的螺母，所述丝杆与所述驱动机构412连接，所述驱动机构412能够驱动所述丝杆转动，带动所述螺母相对于所述水煮箱20上下移动。

通过所述丝杆螺母结构，将驱动机构412的运动转换为所述螺母的上下移动，从而将水煮箱20中的材料取出。具体地，当所述驱动机构412为步进电机时，所述丝杆与所述步进电机的主轴连接，所述丝杆与所述主轴同步转动，而所述螺母的旋转运动受到限制，而发生上下移动。而所述螺母的旋转运动可以通过外接限制机构实现，也可以通过分别位于螺母两侧的限位机构来实现。

例如，在一个实施例中，如图1和图2所示，所述水煮实验设备40还包括支撑架43和悬臂44，所述悬臂44与所述螺母连接，且穿过所述支撑架43悬设在水煮箱20的上方，所述支撑架43与所述驱动机构412连接，用于通过所述悬臂44限制所述螺母随所述丝杆转动。

所述悬臂44与所述螺母连接，而所述悬臂44穿过所述支撑架43悬设在水煮箱20的上方，从而所述支撑架43对所述螺母的旋转运动进行限制，使得丝杆旋转的过程中，所述螺母带动所述悬臂44上下移动，进而使得悬臂44能够将水煮箱20中的材料取出。而且采用支撑架43在整个设备起到支撑作用的同时实现所述螺母的限位，整体上使得结构更加紧凑。

具体地，在一个实施例中，如图1所示，所述支撑架43包括底板431和相对设置的两个侧板432，所述侧板432均与所述底板431连接，形成安装所述驱动机构412和机械传动机构411的安装空间，所述驱动机构412、丝杆和螺母均安装在所述安装空间中，所述悬臂44穿过两个侧板432之间的间隙悬设在所述水煮箱20的上方。

两个侧板432和底板431形成的安装空间对所述驱动机构412、丝杆和螺母起到支撑和保护作用。具体地，在两个侧板432之间沿远离底板431的方向上以此设有第一支撑板433和第二支撑板434。所述第一支撑板433和所述第二支撑板434均横跨在两个侧板432之间。所述驱动机构412设置在所述第一支撑板433和底板431之间，第一支撑板433和底板431对所述驱动机构412起到固定作用。所述丝杆与所述驱动机构412连接，穿过所述第二支撑板434向上延伸，且所述丝杆和第二支撑板434之间设有轴承，所述轴承套设在所述丝杆上，所述轴承的内圈与所述丝杆连接，所述轴承的外圈与所述第二支撑板434连接。而且所述水煮实验设备40使用过程中需要承受较大的作用力，进而丝杆需要为螺母提供较大的支撑力，因而通过设置所述第二支撑板434提高所述丝杆的可靠性。

进一步地，在连个侧板432的顶端设有顶板435，所述丝杆穿设在所述顶板435中，进一步提高了丝杆的稳定性，进而提高所述水煮实验设备40的可靠性。

进一步地，在一个实施例中，如图2所示，两个侧板432上能够与水煮箱20相对的端面设有滑轨45，所述滑轨45沿所述丝杆的轴线方向设置，所述滑轨45上设有与其匹配的滑块46，所述悬臂44与所述滑块46连接。

通过在所述侧板432上与所述水煮箱20相对的端面设置滑轨45，使得所述侧板432在对所述悬臂44起到限位作用的同时，所述悬臂44与侧板432之间做相对滑动，减少运动阻力。具体地，如图2所示，所述悬臂44上设有横板，所述横板横设在两个侧板432之间，在与侧板432相对的位置与所述滑块46连接，在对悬臂44进行限位的同时减少侧板432对悬臂44的阻碍作用。

进一步地，在一个实施例中，如图1和图2所示，所述水煮实验设备40还包括检测开关47，所述检测开关47与所述机械传动机构411对应设置，所述控制系统42与所述检测开关47电性连接，用于根据所述检测开关47的信号控制所述机械传动机构411的启停。

通过设置所述检测开关47，对所述机械传动机构411的运动过程进行限定，确保所述机械传动机构411的启停，使得所述机械传动机构411作用的材料能够准确可靠的实现进入水煮箱20和脱离水煮箱20两种状态。即所述检测开关47的设置，使得所述控制系统42在控制所述机械传动机构411运动时，停止位置满足需求。当需要将材料放入水煮槽实施实验过程时，能确保材料浸如水煮箱20的水煮槽中。当水煮时长达到要求需要将材料取出时，能确保机械传动机构411的运动过程使得材料能够脱离水煮箱20的水煮槽，确保整个实验过程的可靠进行。

可选地，也可以将所述机械传动机构411的放料和取料路径事先设置好，使得控制系统42给与其运动指示时，所述机械传动机构411能够按照特定路径运动，完成实验过程。

具体地，在一个实施例中，如图1所示，所述检测开关47包括三个光电开关，三个光电开关沿靠近水煮箱20的方向依次分布，分别作为材料已脱离水煮槽时所述机械传动机构411的停止触发开关、原点和材料浸入水煮槽时所述机械传动机构411的停止触发开关。

使用过程中，当所述机械传动机构411运动，带动材料上升时，当所述机械传动机构411运动到触发相距水煮箱20最远的光电开关，则证明此时材料已完全脱离水煮箱20，控制系统42控制所述机械传动机构411停止移动。当机械传动机构411带动材料下降时，当所述机械传动机构411触发相距水煮箱20最近的光电开关，则证明此时材料已进入水煮槽中，则所述控制系统42控制所述机械传动机构411停止运转。具体地，当所述机械传动机构411中包括步进电机时，所述控制系统42接收到对应的光电开关的信号时，则通过控制所述步进电机的启停实现样品笼30运动的控制。

在使用前，可以通过示教的方式确定机械传动机构411运行停止的位置，即通过上述三点式光电开关，通过示教点距离各个光电开关的距离来记录停止位置，无需调整光电开关，使得适应性较广。

进一步地，在一个实施例中，所述控制系统42包括通讯模块和外接模块，用于与外界终端实现通信连接，所述计时模块、通讯模块和外接模块相互之间电性连接。

使用过程中可以通过所述通讯模块和外接模块接收外界终端的指令，同时向外界终端发送实验信息。实现水煮实验过程无人化的精确管控。

进一步地，在一个实施例中，所述水煮实验设备40还包括图像获取装置，所述图像获取装置与所述通讯模块电性连接，所述图像获取装置能够与水煮箱20中的材料对应设置，用于将材料的图像信息经过所述通讯模块传输至外界终端。

通过设置所述图像处理装置，获取实验中材料的图片，传输给外界终端，事实为工作人员提供实验数据，提高所述水煮实验设备40的使用性能。

进一步地，如图1和图2所示，在另一个实施例中提供了一种水煮实验系统，包括水煮箱20、用于放置材料的样品笼30和上述的水煮试验设备，所述取料设备41与所述样品笼30连接，用于带动所述样品笼30相对于所述水煮箱20移动，所述水煮箱20与所述样品笼30对应设置，且所述水煮箱20上与所述样品笼30对应的位置设有用于放置样品笼30的水煮槽，所述检测开关47与所述机械传动机构411对应设置，所述控制系统42与所述检测开关47电性连接，用于根据所述检测开关47的信号控制所述取料设备41的启停，使得所述样品笼30中的材料存在浸入水煮槽和脱离水煮槽两个状态。

上述方案提供了一种水煮实验系统10，主要通过采用上述任一实施例中所述的水煮实验设备40，使得水煮实验过程能够通过控制系统42来控制，一方面能够实现水煮时长的精确控制，另一方面当水煮时长达到预定值要求时，取料设备41能够自动将与其连接的样品笼30从水煮箱20的水煮槽中取出，无需依赖实验人员，即能够实现实验过程的精确控制，进而提高了实验的准确性。

进一步地，在一个实施例中，如图2所示，所述样品笼30包括笼体31和设置在所述笼体31上的悬挂杆32，所述取料设备41通过所述悬挂杆32与所述笼体31可拆卸连接。具体地，如图2所示，所述取料设备41的机械传动机构411的悬臂44插在所述挂杆的下方，对所述样品笼30起到支撑的作用，而且，可以根据需要更换样品笼30。

可选地，当所述所述取料设备41作用在材料上的部件能够浸入水煮槽中的实验液体中时，实验过程中也可以直接通过取料设备41的部件浸入水煮槽中将材料取出，实现水煮实验的自动控制过程。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。