[发明专利]一种超声悬浮测试箱

说明书

本发明公开了一种超声悬浮测试箱，包括封闭的箱体，箱体内置有三维导轨单元，三维导轨单元上设有悬浮器单元；三维导轨单元包括与箱体底部接触的Y轴支架和沿Y轴支架来回移动的Z轴支架，Z轴支架上设有上下升降的X轴支架，X轴支架上设置有悬浮器单元；悬浮器单元包括两相互对称的半球状壳体，两半球状壳体内设有若干超声波换能器，超声波换能器可以通过手动控制或无线传输协议由移动终端进行控制。本发明的超声悬浮测试箱具有稳定性高和安全性好的特点。

技术领域

本发明涉及超声波悬浮测试设备仪器技术领域，具体是指一种超声悬浮测试箱。

背景技术

现有的声悬浮设备主要为开放式设备，开放条件下介质媒质的密度不变;密闭条件下介质媒质的密度会随温度变化而改变，影响测试的精度与准确性。同时，开放式条件下进行声悬浮测试，也具有一定的安全隐患，不利于实验的开展。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声悬浮测试箱，具有稳定性高和安全性好的特点。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种超声悬浮测试箱，包括封闭的箱体，箱体内置有三维导轨单元，三维导轨单元设有悬浮器单元；三维导轨单元包括与箱体底部接触的Y轴支架和沿Y轴支架来回移动的Z轴支架，Z轴支架上设有上下升降的X轴支架，X轴支架移动悬浮式设置有悬浮器单元；悬浮器单元包括两相互嵌合的半球状壳体，两半球状壳体之间通设有若干作为测试探头的超声波换能器，超声波换能器通过无线传输协议由移动终端进行控制。

进一步地，Y轴支架包括两平行设置与箱体底部接触的Y轴支撑杆，Y轴支撑杆之间设有Y轴移动电机，Y轴移动电机的输出端驱动Z轴支架来回移动。

进一步地，Z轴支架包括两平行设置的Z轴支撑杆，Z轴支撑杆的顶部设有Z轴升降电机，Z轴升降电机的输出端驱动X轴支架上下移动。

进一步地，X轴支架包括设置在两Z轴支撑杆之间的X轴支撑杆和X轴旋转步进电机，X轴旋转步进电机的输出端连接有悬浮器固定板，悬浮器单元通过悬浮器固定板旋转式设置在X轴支撑杆上。

进一步地，在悬浮器单元中，两半球状壳体通过支撑柱上下嵌合有间隙式连接成型，超声波换能器设置在两半球状壳体相对空间内部。

进一步地，超声波换能器通过驱动单元接收无线传输信号驱动控制，驱动单元包括接收按键和无线传输信号的单片机，单片机通过驱动器与超声波换能器电连接，控制非常简单便捷。

进一步地，箱体上设有若干用于外接电源的导向孔和进行箱体内部操作控制的手套孔。

进一步地，箱体上还设有透明的箱门，箱体与箱门之间设有水封槽。通过透明的箱门设置，有效提升可视化操作的视野；采用水封槽，既方便箱体开启的操作，又有效避免对其密封性造成影响。

进一步地，箱体内部还设有数据采集单元和温控单元，有效拓展温度环境模拟和实时数据采集。

本发明一种超声悬浮测试箱，具有如下的有益效果：

第一、稳定性高，通过把三维导轨单元和悬浮器单元设置在密封的箱体内部形成密封的测试空间，可以有效避免外界环境如温度等干扰到悬浮物从而影响其测试稳定性；

第二、安全性好，通过把三维导轨单元和悬浮器单元设置在密封的箱体内部形成密封的测试空间，测试过程中操作者与箱体内部的测试环境相互隔离，避免内部悬浮测试的安全隐患和对操作者造成的伤害；

第三、悬浮力好，本发明的悬浮器单元是基于超声波发射头的衰减情况模拟得出最佳的聚焦式模型，采用两半球状壳体内置超声波换能器的方式，达到最佳的超声悬浮稳定性和超声悬浮力；

第四、应用性广，本发明的测试箱可以进行无接触物料运输的实验，测试过程实现物体无接触空间运输，可应用在航空航天领域、高纯度材料加工、硅晶片生产线以及微机电系统（MEMS）装配操作等领域；