一种基于物联网的高岭土制备装置及控制方法

技术领域

本发明涉及高岭土制备技术领域，尤其涉及一种基于物联网的高岭土制备装置及控制方法。

背景技术

高岭土是以高岭石为主要成分的黏土类矿物，俗称为“瓷土”，包括高岭石、珍珠石、地开石和埃洛石等矿物。高岭石的晶体化学式为Al4［Si

而现如今高岭土涂料的制备过程中仍然存在着许多问题，如制备出的高岭土涂料附着力差、制作出的高岭土涂布在材料上时涂层表面容易出现孔隙，影响了涂层的涂刷效果以及使用性能，再一方面，现有技术中，根本无法通过实时监测制备过程中的制备效果，即使按照了一定的时间进行制备，制备效果亦达不到要求，不但制备成本偏高，还导致涂料不合格而重新进行制备，导致涂料制备的时间过长，从而导致制备的效率低下。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种基于物联网的高岭土制备装置及控制方法。

为达上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明第一方面提供了一种基于物联网的高岭土制备装置，包括制备箱体、混合模块以及测试模块，所述混合模块包括设置于所述制备箱体底部的驱动电机，所述驱动电机的输出端接通第一齿轮，所述第一齿轮至少与两组第二齿轮啮合连接，所述第二齿轮均连通旋转轴，所述旋转轴上设置有密封圈，所述密封圈设置于所述制备箱体上，且所述旋转轴上设置有若干旋转叶片，所述旋转叶片上均设置有磁力线圈；

所述测试模块包括设置于所述制备箱体侧部的支撑座，所述支撑座上设置有第一液压缸以及第二液压缸，所述第一液压缸以及第二液压缸平行设置，且所述第一液压缸以及第二液压缸的输出端均连接检测平台，所述检测平台上设置有若干沟槽；

所述制备箱体的顶部还设置有若干线性导轨，所述线性导轨上设置有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的一端上设置有测试压块，所述测试压块上设置有压力传感器，以通过所述压力传感器获取所受到的压力值，并根据所受到的压力值判断制备箱体内的高岭土是否达到预设标准。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述检测平台的沟槽中心线正对所述测试压块中心，且所述测试压块上设置有若干刮除片。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述线性滑轨上还设置有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的伸缩部位设置于外壳体的内部，且所述第二伸缩杆的内部为中空结构。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述第二伸缩杆的一端还连接真空吸块，所述真空吸块的一端上连接有导气管。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述真空吸块上设置有若干通孔以及空腔部，所述通孔均汇集于所述空腔部，且所述空腔部上设置有通道，所述通道在垂直方向上呈螺旋状分布于所述真空吸块的上部，以通过所述通道连接所述导气管。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述制备箱体的侧部还设置有红外成像仪，以通过所述红外成像仪获取制备箱体内的图像信息，以根据所述图像信息进行启动所述测试模块以及混合模块。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述导气管贯穿于所述第二伸缩杆的内部，且所述导气管连通外部的气泵。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述制备箱体的顶部设置有若干溶液箱，所述溶液箱的一端连接控制阀门，所述控制阀门的另一端接通注流管。

本发明第二方面提供了一种基于物联网的高岭土制备装置的控制方法，应用于任一项所述的一种基于物联网的高岭土制备装置，包括以下步骤：

通过红外成像仪获取制备箱体内的图像；

基于神经网络建立图像识别模型，并将预先训练好的图像导入所述识别模型中，得到训练后的图像识别模型；

将所述制备箱体内的图像导入所述训练后的图像识别模型中，得到识别结果；

将所述识别结果与预设识别结果对比，得到偏差率；

判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值，若大于，则启动所述测试模块。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述的一种基于物联网的高岭土制备装置的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

通过压力传感器获取测试压块刮除检测平台上的高岭土涂层时所受到的压力值；

记录下该所述受到的压力值，建立剔除数据模型，并将该所述测试压力受到的压力值导入所述剔除数据模型中，以得到若干剔除预设数据后的测试压力值；

基于剔除预设数据后的测试压力值计算出平均测试压力值，并将该平均测试压力值作为涂层附着力测试值；

判断所述涂层附着力测试值是否小于预设附着力值，若小于，则发出控制信号以启动混合系统。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

本发明设置有测试模块，在制备高岭土涂料时通过采集制备过程中的图像信息，对图像进行识别，当识别结果符合预设识别结果时，对高岭土涂料进行检测，从而判定所述涂料是否满足达到预设的条件，若不满足则重新对高岭土涂料进行搅拌，这样能够有效地避免了在制备过程中制备出不符合要求的高岭土涂料，从而提高了制备效率，有利于高岭土涂料制备的产业化。本发明设置有混合模块，能够对反应的物质进行充分混合，而且设置有多个旋转叶片，利用一个驱动电机就能够带动多个旋转叶片，而且本设计简单，能够达到更好的混合效果，而且提高了驱动电机的利用效率，另一方面，驱动电机以及密封圈均设置于制备箱体的外侧，这样就有利于驱动电机的散热，从而能够延长驱动电机的使用寿命，从而能够应对驱动电机长时间工作的使用需求。而且本发明设置有红外成像仪，可通过红外成像仪来获取制备过程中的图像信息，从而判定在测试过程中的图像在检测平台上是否存在明显的空隙，若存在说明搅拌的时间还不够长，需要进行更长的搅拌时间，使得涂料混合更加均匀，提高涂刷后涂层更平整以及性能更佳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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实施例的附图。

图1示出了一种基于物联网的高岭土制备装置的整体结构示意图；

图2示出了一种基于物联网的高岭土制备装置的内部结构示意图；

图3示出了测试模块的部分结构示意图；

图4示出了一种基于物联网的高岭土制备装置的部分结构示意图；

图5示出了测试压块的结构示意图；

图6示出了一种基于物联网的高岭土制备装置的部分的剖面结构示意图；

图7示出了混合模块的部分结构示意图；

图8示出了密封圈的剖面结构示意图；

图9示出了一种基于物联网的高岭土制备装置的控制方法的方法流程图；

图10示出了一种基于物联网的高岭土制备装置的控制方法的部分方法流程图。

图中：

1.制备箱体，2.混合模块，3.测试模块，201.驱动电机，202.第一齿轮，203.第二齿轮，204.旋转轴，205.密封圈，206.旋转叶片，301.支撑座，302.第一液压缸，303.第二液压缸，304.检测平台，401.线性滑轨，402.第一伸缩杆，403.测试压块，404.压力传感器，405.刮除片，406.第二伸缩杆，407.外壳体，408.真空吸块，409.导气管，410.红外成像仪，411.溶液箱，412.控制阀门，413.注流管。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

本发明第一方面提供了一种基于物联网的高岭土制备装置，包括制备箱体1、混合模块2以及测试模块3，所述混合模块2包括设置于所述制备箱体1底部的驱动电机201，所述驱动电机201的输出端接通第一齿轮202，所述第一齿轮202至少与两组第二齿轮203啮合连接，所述第二齿轮203均连通旋转轴204，所述旋转轴204上设置有密封圈205，所述密封圈205设置于所述制备箱体1上，且所述旋转轴204上设置有若干旋转叶片206，所述旋转叶片206上均设置有磁力线圈；

需要说明的是，利用驱动电机201带动所述第一齿轮202，而第一齿轮203能够跟若干个第二齿轮203进行啮合连接，使得第二齿轮203带动所述旋转轴204，使得旋转轴204上设置的旋转叶片206能够转动，这样就能使用驱动电机201能够带动若干旋转叶片206对制备箱体1内的高岭土涂料进行制备，提高制备过程中的混合效果，而且能够利用一台驱动电机即可驱动若干个的旋转叶片206，如图示那样在第二齿轮203的侧端还可以继续连接第二齿轮203，以此类推，这样就能够充分利用驱动电机201的利用效率。另一方面，由于驱动电机201设置于制备箱体1的外部，这样就有利于驱动电机201的散热，从而提高驱动电机201的使用寿命。而且本装置设置有密封圈205，能够有效地避免制备箱体1内部的高岭土涂料泄漏的情况出现，另外，在旋转叶片206上设置有磁力线圈，所述磁力线圈能够将电能转换为热能，从而能够对制备箱体1内部的高岭土涂料进行加热，由于设置了多个旋转叶片206，使得热量能够均匀以及快速地与制备箱体1内部的高岭土涂料进行热交换，从而提高热交换的速率，使得反应物之间的反应速率增加，从而提高高岭土涂料的制备效率。

所述测试模块3包括设置于所述制备箱体1侧部的支撑座301，所述支撑座301上设置有第一液压缸302以及第二液压缸303，所述第一液压缸302以及第二液压缸303平行设置，且所述第一液压缸302以及第二液压缸303的输出端均连接检测平台304，所述检测平台304上设置有若干沟槽；

需要说明的是，一方面可以利用第一液压缸302以及第二液压缸303连通检测平台304，利用第一液压缸302以及第二液压缸303的驱动，能够在测试工作进行时，可进行交替性进行工作，利用该方式能够进行多次测量检测平台304上涂料实际的情况，此时可以通过红外成像仪获取到检测平台上的涂料涂布在检测平台304沟槽内的图像信息，此时可以通过沟槽内的涂布图像与预设涂布图像进行对比，该过程可以通过神经网络来进行识别，如可以利用卷积神经网络、深度学习算法、机器学习算法等识别出涂布图像中是否存在明显的孔隙表层，所述预设涂布图像为正常无明显孔隙的表层，当出现涂布图像为有明显孔隙的表层时，即可判断出制备高岭土涂料的过程中的时间不足，从而利用控制系统（如计算机）发出继续混合指令，继续启动混合模块2，利用该方式能够有效地避免了在制备高岭土出现颗粒粗糙的现象以及涂布在预设材料（如钢板、铝板）上产生孔隙的现象产生，使得在制备高岭土涂料的过程中，涂料的制备质量更高，在高岭土涂料涂刷在预设材料上的涂层更加平整以及性能更好。当水含量不符合时，涂料的涂层表面会残留更多的孔隙，由于制作材料为苯丙乳液，，该涂层表面残留较多的孔隙，这是因为苯丙乳液拥有良好的成膜特性，使得搅拌过程中的气泡不能上浮和破裂，涂刷后在涂层表面产生了孔隙，影响涂层的涂刷效果和使用性能，而在制作过程中增加该项检测功能能够及时对涂料继续进行搅拌，有效地减少涂刷后在涂层表面产生了孔隙的现象产生，从而使得涂料符合建筑生产、工业生产等领域中的使用。

所述制备箱体1的顶部还设置有若干线性导轨401，所述线性导轨401上设置有第一伸缩杆402，所述第一伸缩杆402的一端上设置有测试压块403，所述测试压块403上设置有压力传感器404，以通过所述压力传感器404获取所受到的压力值，并根据所受到的压力值判断制备箱体1内的高岭土是否达到预设标准。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述制备箱体1的顶部设置有若干溶液箱411，所述溶液箱411的一端连接控制阀门412，所述控制阀门412的另一端接通注流管413。

需要说明的是，利用第二伸缩杆406在线性导轨401的作用之下，所述第二伸缩杆406移动至预定位置，可在检测平台304上设置位移传感器，这样就能将第二伸缩杆406移动至预定位置，从而利用真空吸块408在制备箱体1内吸取部分涂料，并移动至检测平台304上的指定位置将吸取的涂料放置于检测平台304上，从而使得真空吸块408的弧形侧部对检测平台304上的涂料进行均匀地涂在检测平台304的沟槽内，静置一端时间后，待涂料干燥之后，此时利用第一伸缩杆402伸长，并移动至检测平台上的涂布位置，施加小于涂层表面与刮除片405之间的预设标准距离，由于涂层表面与刮除片405之间的接触面的距离不一致，因此涂层受到的刮除力亦不一致，即压力传感器所受到的压力亦不一致的，从而通过该压力值来确定高岭土涂料涂层附着在预设材料上的附着力是否满足预设附着力，当控制系统判定到高岭土涂料涂层附着在预设材料上的附着力不满足预设附着力时，此时可以理解为高岭土涂料制备的过程中水含量是不足或者过多的，从而根据附着力的实际情况来通过溶液箱411中的水溶液通过打开控制阀门412，将水经过注流管413注入合适量的水分，从而使得制备出的高岭土涂料的贴附在预设材料上的附着力强度是符合实际需求的。其中所述附着力强度可按照计算公式

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述检测平台304的沟槽中心线正对所述测试压块403中心，且所述测试压块403上设置有若干刮除片405。

需要说明的是，所述检测平台304的沟槽中心线正对所述测试压块403中心，这有利于测试块403每次都能够移动至指定的位置区域，为检测提供对位基础。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述线性滑轨401上还设置有第二伸缩杆406，所述第二伸缩杆406的伸缩部位设置于外壳体407的内部，且所述第二伸缩杆406的内部为中空结构。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述第二伸缩杆406的一端还连接真空吸块408，所述真空吸块408的一端上连接有导气管409。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述真空吸块408上设置有若干通孔以及空腔部，所述通孔均汇集于所述空腔部，且所述空腔部上设置有通道，所述通道在垂直方向上呈螺旋状分布于所述真空吸块的上部，以通过所述通道连接所述导气管409。

需要说明的是，利用外界气泵通吸取真空吸块408中的空气，使得真空吸块408与制备箱体1内部的压强形成一个负压的关系，利用真空吸块408从制备箱体1中吸取部分涂料，涂料经过通孔进入到空腔部当中，由于所述通孔在垂直方向上呈螺旋状分布于真空吸块408的上部，而在通道内可设置接近传感器，当接近传感器检测到通道内有涂料时，此时气泵保持一定的气泵量，这样就能使得每次都能够吸取一定量的涂料于空腔部中，当涂料涂到检测平台304处时，将空腔部的涂料从通孔中流出并且放置于检测平台304的沟槽表面上，并且利用真空吸块408的弧形表面对沟槽表面的涂料均匀地涂在检测平台304的沟槽内，从而能能够实现在制备高岭土涂料的过程中，实时地对高岭土涂料进行检测，当制备出的高岭土的性质不满足预设标准时，根据实际的情况进行调整，如水含量不足、搅拌的时间过短等情况，这样就能够优化制备高岭土涂料时制作工序，保证高岭土涂料的制作质量，有效地避免制作不完全的情况出现，从而避免需要对重新加工的情况出现，进而节省了制备时间，提高了制备效率。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述制备箱体的侧部还设置有红外成像仪410，以通过所述红外成像仪410获取制备箱体1内的图像信息，以根据所述图像信息进行启动所述测试模块3以及混合模块2。

需要说明的是，另一方面通过红外成像仪410获取制备箱体内的图像，如可以利用卷积神经网络、深度学习算法、机器学习算法等识别出涂布图像中是否存在明显的孔隙表层，当识别结果满足对涂料进行检测的标准之时，如拍摄的图像中涂料不存在明显的气泡现象、涂料表面无明显的孔隙等，该结果均可用以上的方式进行识别出来，当识别到该类结果时，此时启动测试模块，此时利用外界气泵通吸取真空吸块408中的空气，使得真空吸块408与制备箱体1内部的压强形成一个负压的关系，利用真空吸块408从制备箱体1中吸取部分涂料，涂料经过通孔进入到空腔部当中，当涂料涂到检测平台处时，将空腔部的涂料从通孔中流出并且放置于检测平台的沟槽表面上，并且利用真空吸块的弧形表面对沟槽表面的涂料均匀地涂在检测平台的沟槽内。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述导气管409贯穿于所述第二伸缩杆406的内部，且所述导气管409连通外部的气泵。

本发明第二方面提供了一种基于物联网的高岭土制备装置的控制方法，应用于任一项所述的一种基于物联网的高岭土制备装置，包括以下步骤：

S102:通过红外成像仪获取制备箱体内的图像；

S104:基于神经网络建立图像识别模型，并将预先训练好的图像导入所述识别模型中，得到训练后的图像识别模型；

S106:将所述制备箱体内的图像导入所述训练后的图像识别模型中，得到识别结果；

S108:将所述识别结果与预设识别结果对比，得到偏差率；

S110:判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值，若大于，则启动所述测试模块。

需要说明的是，利用红外成像仪获取制备箱体内的图像，如可以利用卷积神经网络、深度学习算法、机器学习算法等识别出涂布图像中是否存在明显的孔隙表层，当识别结果满足对涂料进行检测的标准之时，如拍摄的图像中涂料不存在明显的气泡现象、涂料表面无明显的孔隙等，该结果均可用以上的方式进行识别出来，当识别到该类结果时，此时启动测试模块，此时利用外界气泵通吸取真空吸块中的空气，使得真空吸块与制备箱体内部的压强形成一个负压的关系，利用真空吸块从制备箱体中吸取部分涂料，涂料经过通孔进入到空腔部当中，当涂料涂到检测平台处时，将空腔部的涂料从通孔中流出并且放置于检测平台的沟槽表面上，并且利用真空吸块的弧形表面对沟槽表面的涂料均匀地涂在检测平台的沟槽内，此时可以再通过红外成像仪获取到检测平台上的涂料涂布在检测平台沟槽内的图像信息，此时可以通过沟槽内的涂布图像与预设涂布图像进行对比，该过程可以通过神经网络来进行识别，如可以利用卷积神经网络、深度学习算法、机器学习算法等识别出涂布图像中是否存在明显的孔隙表层，所述预设涂布图像为正常无明显孔隙的表层，当出现涂布图像为有明显孔隙的表层时，即可判断出制备高岭土涂料的过程中的时间不足，从而利用控制系统发出继续混合指令，继续启动混合模块，利用该方式能够有效地避免了在制备高岭土出现颗粒粗糙的现象以及涂布在预设材料上产生孔隙的现象产生，使得在制备高岭土涂料的过程中，涂料的制备质量更高，在高岭土涂料涂刷在预设材料上的涂层更加平整以及性能更好。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述的一种基于物联网的高岭土制备装置的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S202:通过压力传感器获取测试压块刮除检测平台上的高岭土涂层时所受到的压力值；

S204:记录下该所述受到的压力值，建立剔除数据模型，并将该所述测试压力受到的压力值导入所述剔除数据模型中，以得到若干剔除预设数据后的测试压力值；

S206:基于剔除预设数据后的测试压力值计算出平均测试压力值，并将该平均测试压力值作为涂层附着力测试值；

S208:判断所述涂层附着力测试值是否小于预设附着力值，若小于，则发出控制信号以启动混合系统。

需要说明的是，所述剔除数据模型中含有去除趋势化算法，利用该算法能够去除漂移节点，该漂移节点可以理解为与实验数据偏差很大的检测节点，从而得到有效地测试压力值，由于真空吸块每次都能够吸取同样量的涂料，因此，测试得到的测试压力值总是能够接近的，利用一次进行多组的检测，这样就能够提高测试涂料的准确率，从而根据该有效的测试压力值计算出平均测试压力值，所述附着力强度可按照计算公式

综上所述，一方面本发明设置有测试模块，在制备高岭土涂料时通过采集制备过程中的图像信息，对图像进行识别，当识别结果符合预设识别结果时，对高岭土涂料进行检测，从而判定所述涂料是否满足达到预设的条件，若不满足则重新对高岭土涂料进行搅拌，这样能够有效地避免了在制备过程中制备出不符合要求的高岭土涂料，从而提高了制备效率，有利于高岭土涂料制备的产业化。

另一方面，本发明设置有混合模块，能够对反应的物质进行充分混合，而且设置有多个旋转叶片，利用一个驱动电机就能够带动多个旋转叶片，而且本设计简单，能够达到更好的混合效果，而且提高了驱动电机的利用效率，另一方面，驱动电机以及密封圈均设置于制备箱体的外侧，这样就有利于驱动电机的散热，从而能够延长驱动电机的使用寿命，从而能够应对驱动电机长时间工作的使用需求。而且本发明设置有红外成像仪，可通过红外成像仪来获取制备过程中的图像信息，从而判定在测试过程中的图像在检测平台上是否存在明显的空隙，若存在说明搅拌的时间还不够长，需要进行更长的搅拌时间，使得涂料混合更加均匀，提高涂刷后涂层更平整以及性能更佳。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术。