基于数据分析的氧化锆凝胶微珠制备用浆料匀和配比设备

技术领域

本发明涉及氧化锆微珠生产技术领域，尤其涉及基于数据分析的氧化锆凝胶微珠制备用浆料匀和配比设备。

背景技术

锆陶瓷磨球是氧化锆材料中一类用量很大、应用面很广的产品，对被研磨物料的研磨和分散效果好，优于氧化铝、硅酸锆和玛瑙等研磨介质球，目前，氧化锆磨球球粒尺寸根据使用要求不同，包括了从Φ0.1mm以上各种级别，然而随着科技的发展要求，磨球尺寸要求进一步减小，尤其是Φ0.1mm或以下的微珠，根据氧化锆磨球尺寸的不同，氧化锆浆料的浓度也会不同。

在制备氧化锆凝胶微珠过程中，首先需要对氧化锆粉末与液体溶剂均匀混合配制成氧化锆浆料，然后再将其与胶体混合制备成凝胶状，但现有技术为了使氧化锆粉末与液体溶剂混合均匀，通常利用电机驱动搅拌杆转动对其进行搅拌，搅拌速度过慢导致搅拌时间过长、浆料混合不均匀，而搅拌速度过快又导致浆料中气泡量过多，并因此造成氧化锆珠成型后的质量降低。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决现有技术为了使粉末与液体溶剂混合均匀，通常利用电机驱动搅拌杆转动对其进行搅拌，搅拌速度过慢导致搅拌时间过长、浆料混合不均匀，但是搅拌速度过快又导致浆料中气泡量过多，并因此造成氧化锆珠成型后的质量降低的问题，而提出基于数据分析的氧化锆凝胶微珠制备用浆料匀和配比设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：基于数据分析的氧化锆凝胶微珠制备用浆料匀和配比设备，包括混合筒，所述混合筒的上端外表面靠近中部的位置固定连接有导料框，且导料框的内表面与混合筒的内表面相通，所述混合筒的上端外表面位于导料框两侧的位置均设置有导液箱，且导液箱与混合筒之间设置有导液管，所述混合筒的底部设置有出料管，所述混合筒内表面的顶端靠近两侧的位置均固定连接有连接块，且连接块的下端外表面转动连接有转动杆，所述转动杆的外表面靠近连接块的一端固定连接有齿轮一，且齿轮一的一侧啮合有齿轮二；

所述齿轮二的内部固定连接有活动杆，且混合筒的外表面的两侧与活动杆对应的位置均设置有支撑架，所述支撑架的外表面设置有电机，且电机的输出端贯穿至混合筒的内部并与活动杆固定连接，所述电机的输出端与混合筒转动连接，且电机的输出端设置有霍尔传感器，所述转动杆的外表面设置有搅拌机构，所述混合筒的一侧设置有控制面板。

进一步的，所述搅拌机构包括连接环、弹性片以及连接板；两组所述转动杆的外表面靠近底端的位置均等距离固定连接有三组连接环，且连接环的外表面对称式固定连接有两组弹性件，每组所述弹性件包括两个弹性片，两个所述弹性片之间固定连接有连接板，所述弹性片的一端与连接板固定连接，另一端与连接环固定连接。

进一步的，所述连接板的一侧外表面开设有活动孔，且活动孔内表面的两侧均固定连接有囊片，两组所述囊片与活动孔之间形成密闭的缓冲空间，相邻两组所述转动杆对应的连接板之间在转动过程相接触。

进一步的，两组所述转动杆的外表面分别开设有滑槽一与滑槽二，且滑槽一的内部滑动连接有滑块一，两组所述滑块一之间固定连接有浮力板一，且滑槽二的内部滑动连接有滑块二，两组所述滑块二之间固定连接有活动环，且活动环的上端外表面固定连接浮力板二。

进一步的，所述浮力板二位于浮力板一侧上方，所述浮力板一与活动环的外表面分别固定连接有两组破碎叶片一与破碎叶片二，所述破碎叶片一位于破碎叶片二的下方，且滑槽一与滑槽二内表面的顶端均呈45度向外侧倾斜。

进一步的，两组所述连接块之间转动连接有连接杆，且连接杆的外表面等距离固定连接有若干组导料叶片，所述导料叶片与导料框对应，所述连接杆外表面靠近一端的位置固定连接有齿轮三，所述齿轮三与一组齿轮一相啮合。

进一步的，所述混合筒内表面的两侧嵌入式固定连接有透明观察板，且混合筒的外表面与透明观察板对应的位置设置有安装框，两组所述安装框的内表面靠近中部的位置设置分别有摄像头与照射灯。

进一步的，所述控制面板的内部设置有存储模块、浆料制备数据生成模块与控制模块；

所述浆料制备数据生成模块用于生成浆料制备标准数据组集合A，并将其传输至存储模块；

所述存储模块用于接收并存储浆料制备标准数据组集合A，同时也事先存储有氧化锆浆料的浓度；

所述控制模块用于从存储模块中调取氧化锆浆料的浓度以及浆料制备标准数据组集合A，并根据浆料制备标准数据组集合A中对应的电机转速，将电机的转速调节至该氧化锆浆料的浓度对应的电机转速，来对氧化锆浆料进行搅拌混合。

进一步的，浆料制备标准数据的生成过程具体包括以下步骤：

步骤一、取n组氧化锆浆料组，每组氧化锆浆料组中包含i份氧化锆浆料，其中n、i均为正整数，从存储模块中调取n组氧化锆浆料组的浓度，并将其标记为Jn，则第一组氧化锆浆料组的浓度均为J1，第二组氧化锆浆料组的浓度均为J2，第三组氧化锆浆料组的浓度均为J3，以此类推，且J1≠J2≠J3……≠Jn；

步骤二、分别对每组氧化锆浆料组中的i份氧化锆浆料进行配制，将i份氧化锆浆料配制时对应的电机转速设定为Xi，则每组第一份氧化锆浆料组对应的电机转速为X1，每组第二份氧化锆浆料组对应的电机转速为X2，每组第三份氧化锆浆料组对应的电机转速为X3，以此类推，且X1≠X2≠X3……≠Xi；

搅拌3min后，照射灯开启，同时摄像头对混合筒内的氧化锆浆料进行拍摄，并将拍摄的图像信息发送至控制模块；

步骤三、控制模块接收到图像信息后将图像信息标记为T，同时对图像信息T进行图像预处理得到单个图像信息的气泡的灰度值HDni，通过存储模块获取到不同浓度对应的气泡灰度范围[HDnmin，HDnmax]，其中HDni∈[HDnmin，HDnmax]；

步骤四、根据公式F＝k*(SHDz/Sni)-N得到气泡生成占比系数F，其中k和N为预设比例系数，Sni为对应的单个图像的总面积，SHDz为气泡所占面积，然后得到氧化锆浆料组中最优气泡生成占比系数Fnmin，并构建浆料制备标准数据组(Jn，Xi，F3min)，然后构建浆料制备标准数据组集合A{(J1，X1，F1min)、(J2，X2，F2min)、(J3，X3，F3min)……(Jn，Xi，F3min)}并将浆料制备标准数据组集合A发送至存储模块。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过设置浆料制备数据生成模块采集不同浓度的氧化锆浆料搅拌后的图像信息，并对图像信息进行图像预处理得到单个图像信息的气泡的灰度值，然后根据灰度值计算出气泡生成占比系数F，得到氧化锆浆料组中最优气泡生成占比系数，然后构建浆料制备标准数据组与浆料制备标准数据组集合并将其发送至存储模块存储，得到不同浓度的氧化锆浆料对应的最优搅拌速度，以便于后期在对氧化锆浆料进行配制时，能够使电机保持最优转速，进而减少气泡的产生；

2、本发明中，通过设置搅拌机构与控制模块相配合，在对氧化锆浆料进行配制时，控制模块从存储模块获取待配制的氧化锆浆料的浓度以及制备标准数据组集合A中该氧化锆浆料的浓度对应的浆料制备标准数据组，开启电机，霍尔传感器实时监控电机的转速，当电机的转速达到浆料制备标准数据组中的电机的转速时，使电机以该转速匀速转动对浆料进行搅拌，并且能够在利用连接板对氧化锆浆料进行搅拌混合的同时，利用弹性片驱动连接板自身摆动使其震荡，且在上述过程中，两组连接板表面的囊片相接触并持续运动时，囊片在缓冲空间的作用下膨胀、收缩，进而加快氧化锆浆料内部的气泡快速向上浮动，使皮泡向外排出；

3、本发明中，通过设置浮力板一与浮力板二，浮力板一与浮力板二带动破碎叶片一与破碎叶片二随氧化锆浆料的液面移动而浮动，浮力板二始终位于浮力板一的侧上方，在转动杆转动的过程中，破碎叶片一与破碎叶片二随其转动，因此将浮动至氧化钴浆料表面气泡进行戳破，进而能够有效的减少制备完成的氧化锆浆料内部的气泡量，提高氧化锆凝胶微珠的生产质量。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的图1的A区域的放大图；

图3为本发明的破碎叶片一与破碎叶片二的组合视图；

图4为本发明的搅拌机构的结构示意图；

图5为本发明的图4的B区域的放大图；

图6为本发明的控制面板内部的原理框图。

附图标记：1、混合筒；2、导料框；3、导液箱；4、出料管；5、连接块；501、转动杆；502、齿轮一；503、齿轮二；504、活动杆；505、支撑架；506、电机；507、霍尔传感器；6、搅拌机构；601、连接环；602、弹性片；603、连接板；604、活动孔；605、囊片；606、滑槽一；607、滑槽二；608、滑块一；609、浮力板一；610、滑块二；611、活动环；612、浮力板二；613、破碎叶片一；614、破碎叶片二；615、连接杆；616、导料叶片；617、齿轮三；7、透明观察板；8、安装框；9、摄像头；10、照射灯。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1-5所示，本发明提出的基于数据分析的氧化锆凝胶微珠制备用浆料匀和配比设备，包括混合筒1，混合筒1的上端外表面靠近中部的位置固定连接有导料框2，且导料框2的内表面与混合筒1的内表面相通，混合筒1的上端外表面位于导料框2两侧的位置均设置有导液箱3，且导液箱3与混合筒1之间设置有导液管，混合筒1的底部设置有出料管4，混合筒1内表面的顶端靠近两侧的位置均固定连接有连接块5，且连接块5的下端外表面转动连接有转动杆501，转动杆501的外表面靠近连接块5的一端固定连接有齿轮一502，且齿轮一502的一侧啮合有齿轮二503，两组转动杆501的转动方向相反。

齿轮二503的内部固定连接有活动杆504，且混合筒1的外表面的两侧与活动杆504对应的位置均设置有支撑架505，支撑架505的外表面设置有电机506，且电机506的输出端贯穿至混合筒1的内部并与活动杆504固定连接，电机506的输出端与混合筒1转动连接，且电机506的输出端设置有霍尔传感器507，开启电机506，霍尔传感器507实时监控电机506的转速，当电机506的转速达到浆料制备标准数据组中的电机506的转速时，使电机506以该转速匀速转动对浆料进行搅拌，在两组电机506运行的过程中，齿轮一502在齿轮二503的驱动下带动转动杆501转动。

混合筒1内表面的两侧嵌入式固定连接有透明观察板7，且混合筒1的外表面与透明观察板7对应的位置设置有安装框8，两组安装框8的内表面靠近中部的位置设置分别有摄像头9与照射灯10，照射灯10开启，同时摄像头9对混合筒1内的氧化锆浆料进行拍摄，并将拍摄的图像信息发送至控制模块，照射灯10照射的灯光会被气泡中的空气折射，空气与液体的折射率不同，因此气泡区域与浆料混合均匀的区域的灰度值不同。

两组连接块5之间转动连接有连接杆615，且连接杆615的外表面等距离固定连接有若干组导料叶片616，导料叶片616与导料框2对应，连接杆615外表面靠近一端的位置固定连接有齿轮三617，齿轮三617与一组齿轮一502相啮合，在转动杆501转动的过程中，齿轮三617在齿轮一502驱动下带动连接杆615转动，连接杆615的转速随转动杆501转速而变动，防止由于进料速率与搅拌速率不匹配而导致氧化锆浆料混合不均匀。

实施例二：

如图4和图5所示，本实施例与实施例1的区别在于，转动杆501的外表面设置有搅拌机构6，搅拌机构6包括连接环601、弹性片602以及连接板603；两组转动杆501的外表面靠近底端的位置均等距离固定连接有三组连接环601，且连接环601的外表面对称式固定连接有两组弹性件，每组弹性件包括两个弹性片602，两个弹性片602之间固定连接有连接板603，弹性片602的一端与连接板603固定连接，另一端与连接环601固定连接，在转动杆501转动的过程中，弹性片602带动连接板603转动，当两组转动杆501表面的连接板603接触时，且弹性片602在两组连接板603相对运动的过程中向一侧弯曲，直至两组连接板603分离，弹性片602在自身的弹力作用往复摆动，从而能够在利用连接板603对氧化锆浆料进行搅拌混合的同时，利用弹性片602驱动连接板603自身摆动使其震荡。

实施例三：

如图5所示，本实施例与实施例1、实施例2的区别在于，连接板603的一侧外表面开设有活动孔604，且活动孔604内表面的两侧均固定连接有囊片605，两组囊片605与活动孔604之间形成密闭的缓冲空间，相邻两组转动杆501对应的连接板603之间在转动过程相接触，在上述过程中，两组连接板603表面的囊片605相接触并持续运动时，囊片605在缓冲空间的作用下膨胀、收缩，进而加快氧化锆浆料内部的气泡快速向上浮动。

实施例四：

如图1-3所示，本实施例与实施例1、实施例2、实施例3的区别在于，两组转动杆501的外表面分别开设有滑槽一606与滑槽二607，且滑槽一606的内部滑动连接有滑块一608，两组滑块一608之间固定连接有浮力板一609，且滑槽二607的内部滑动连接有滑块二610，两组滑块二610之间固定连接有活动环611，且活动环611的上端外表面固定连接浮力板二612，浮力板一609与浮力板二612随氧化锆浆料的液面移动而浮动，浮力板二612始终位于浮力板一609的侧上方。

浮力板一609与活动环611的外表面分别固定连接有两组破碎叶片一613与破碎叶片二614，破碎叶片一613位于破碎叶片二614的下方，且滑槽一606与滑槽二607内表面的顶端均呈45度向外侧倾斜，在转动杆501转动的过程中，破碎叶片一613与破碎叶片二614随其转动，因此将浮动至氧化钴浆料表面气泡进行戳破。

实施例五：

如图1-6所示，本实施例与实施例1、实施例2、实施例3、实施例4的区别在于，控制面板的内部设置有存储模块、浆料制备数据生成模块与控制模块；

浆料制备数据生成模块用于生成浆料制备标准数据组集合A，并将其传输至存储模块，存储模块用于接收并存储浆料制备标准数据组集合A，同时也事先存储有氧化锆浆料的浓度，且氧化锆浆料的浓度为数据录入的方式存储，控制模块用于从存储模块中调取氧化锆浆料的浓度以及浆料制备标准数据组集合A，并根据浆料制备标准数据组集合A中对应的电机506转速，将电机506的转速调节至该氧化锆浆料的浓度对应的电机506转速，来对氧化锆浆料进行搅拌混合。

浆料制备标准数据的生成过程具体包括以下步骤：

步骤一、取n组氧化锆浆料组，每组氧化锆浆料组中包含i份氧化锆浆料，其中n、i均为正整数，从存储模块中调取n组氧化锆浆料组的浓度，并将其标记为Jn，则第一组氧化锆浆料组的浓度均为J1，第二组氧化锆浆料组的浓度均为J2，第三组氧化锆浆料组的浓度均为J3，以此类推，且J1≠J2≠J3……≠Jn；

步骤二、分别对每组氧化锆浆料组中的i份氧化锆浆料进行配制，将i份氧化锆浆料配制时对应的电机506转速设定为Xi，则每组第一份氧化锆浆料组对应的电机506转速为X1，每组第二份氧化锆浆料组对应的电机506转速为X2，每组第三份氧化锆浆料组对应的电机506转速为X3，以此类推，且X1≠X2≠X3……≠Xi；

搅拌3min后，照射灯10开启，同时摄像头9对混合筒1内的氧化锆浆料进行拍摄，并将拍摄的图像信息发送至控制模块；

步骤三、控制模块接收到图像信息后将图像信息标记为T，同时对图像信息T进行图像预处理得到单个图像信息的气泡的灰度值HDni，通过存储模块获取到不同浓度对应的气泡灰度范围[HDnmin，HDnmax]，其中HDni∈[HDnmin，HDnmax]；

步骤四、根据公式F＝k*(SHDz/Sni)-N得到气泡生成占比系数F，其中k和N为预设比例系数，Sni为对应的单个图像的总面积，SHDz为气泡所占面积，然后得到氧化锆浆料组中最优气泡生成占比系数Fnmin，并构建浆料制备标准数据组(Jn，Xi，F3min)，然后构建浆料制备标准数据组集合A{(J1，X1，F1min)、(J2，X2，F2min)、(J3，X3，F3min)……(Jn，Xi，F3min)}并将浆料制备标准数据组集合A发送至存储模块。

在对氧化锆浆料进行配制时，控制模块从存储模块获取待配制的氧化锆浆料的浓度以及制备标准数据组集合A中该氧化锆浆料的浓度对应的浆料制备标准数据组，开启电机506，霍尔传感器507实时监控电机506的转速，当电机506的转速达到浆料制备标准数据组中的电机506的转速时，使电机506以该转速匀速转动对浆料进行搅拌；

在两组电机506运行的过程中，齿轮一502在齿轮二503的驱动下带动转动杆501转动，两组转动杆501的转动方向相反，在转动杆501转动的过程中，弹性片602带动连接板603转动，当两组转动杆501表面的连接板603接触时，且弹性片602在两组连接板603相对运动的过程中向一侧弯曲，直至两组连接板603分离，弹性片602在自身的弹力作用往复摆动。

浮力板一609与浮力板二612随氧化锆浆料的液面移动而浮动，浮力板二612始终位于浮力板一609的侧上方，在转动杆501转动的过程中，破碎叶片一613与破碎叶片二614随其转动，因此将浮动至氧化钴浆料表面气泡进行戳破。

配制完成后，射灯开启，同时摄像头9对混合筒1内的氧化锆浆料进行拍摄，并将拍摄的图像信息发送至存储模块进行存储，同时后台显示器进行显示。

在转动杆501转动的过程中，齿轮三617在齿轮一502驱动下带动连接杆615转动，连接杆615的转速随转动杆501转速而变动，防止由于进料速率与搅拌速率不匹配而导致氧化锆浆料混合不均匀。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。