旋转式高速水洞设计开闭叶片自动机构设计(6)
第二种电控方面的想法我想到的使用光电门控制。光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。光电耦合器的种类较多，常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。工作原理是在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电一光一电的转换。想到的是在水池的某个特定周围安装光电耦合发光源，在叶片上面安装受光源。在叶片经过特定位置之时，由于光电耦合电路的作用叶片自动开启和闭合实现自动控制的作用。但是考虑到本次设计实验是在水中进行的，使用光电耦合的话会由于水流的不稳定性而形成光电信号的不稳定性，其次水中实验对于光电设备的安装也是一大难题。故而这种方案在可行性方面会大大折扣。
在机械控制方面我想到的是利用凸轮控制的自动控制系统。凸轮机构结构简单、紧凑，在自动机床自动进刀机构上料机构，内燃机配气机构，制动机构及印刷机和各种开关中都有着不同程度的应用。随着对各种机械的速度的速度效率、寿命、噪声和可靠性的各种要求的日益提高，对凸轮机构的研究也日益深化，从简单的考虑几何尺寸、运动分析和静力分析发展到考虑动力学分析、润滑分析、误差影响和弹性变形等。其研究方向已有数十个之多。我的想法就是利用凸轮设计在水中一种自动机构，就像自动火炮机构一样，在适当的位置可以利用凸轮抬起叶片，实现自动开启闭合功能。但是这种方式必须大量考虑受力方面和应力集中问题，属于纯机械机构设计，必须完整考虑整个机构具体协作位置。
综上考虑三种自动功能的设计方案，可行性各有千秋，但是必须在以下的计算当中加以论证，以作最后的决定。
3.2.2 避免干涉问题
所谓机械干涉，通俗的说就是在设计过程中，没有很好周全地考虑各个部件的互相形位关系，从而在运转过程中发生各个部件的碰撞，造成不可避免的机械损伤。
避免的干涉的措施只能从基本的设计开始，周全细致的考虑各个部件的运动关系。本次设计实验当中容易发生干涉的地方就是叶片与水池壁，叶片与试件，叶片在运动过程中与其他设计的部件产生干涉。所以避免干涉的方法，就是从设计开始注意叶片的设计尺寸，可以以叶片的设计尺寸来进行其他部件的尺寸设计。综合进行不断反复的尺寸校核，这样在每一步设计当中进行校核就可以保证设计尺寸不会互相发生干涉。
3.2.3 叶片在水中耐腐蚀功能
金属及其制品在生产和使用过程中，在周围环境因素的作用下，发生破坏变质，改变了原有的化学、物理、机械等特性，称为金属腐蚀。
对于拉伸强度达到1517MPa（220000 lbf / in2）以上的合金钢，应当用砂纸打磨或喷丸清除腐蚀产物。不能使用动力工具清除腐蚀产物，以免合金钢构件表面过热，产生未回火马氏体。也不能使用金属刷清除腐蚀产物，因为金属刷容易划伤表面，产生应力集中，降低疲劳寿命；对于拉伸强度在1517MPa以下的合金钢，可用钢丝刷，并允许用手持的动力工具或喷丸方法清除腐蚀产物。
但进给速度和动力工具转速应符合文修手册中的有关规定。如果不知道合金钢构件的热处理方式，可假定它的拉伸强度在1517MPa以上。