液化天然气海陆运输模拟展项装置及控制方法

摘要

本发明涉及组合视听显示设备技术领域，公开了液化天然气海陆运输模拟展项装置及控制方法，其中液化天然气海陆运输模拟展项装置包括地球仪、液化天然气运输船模型、轨道、屏幕和工控机，轨道绕着地球模型的外球面布置，运输船模型滑动连接在轨道上并通过内部的电机驱动，工控机内设有数据转化模块，地球模型的外球面布置有弯曲的灯条，灯条的一端接着轨道的一端布置，轨道两端的侧方位置布置有传感器，地球模型与地球仪的支架在转动连接处设置有集电环，地球模型内的电路通过集电环电路连接至数据转化模块。本发明可以生动形象的模拟液化天然气海陆运输的过程，参观者可以亲自进行实际操作，增加参观的趣味性，使参观者的印象更加深刻。

说明书

技术领域

本发明涉及组合视听显示设备技术领域，更具体地是涉及一种供参观者参与操作的液化天然气海陆运输模拟展项装置及控制方法。

背景技术

现有的展厅展项一般是由解说员带领参观者进行参观，并由解说员逐一对各个展项进行讲解。对于各个展项的控制一般也是由解说员手动按动按钮或者控制器进行操作。参观者只能被动的接受解说员的讲解和展项所示出的内容，不能进行主动操作或者进行亲身体验操作等。

例如在一些科普展厅里面展示液化天然气海陆运输的情况，参观者只能观看展项示出的文字、图片或者视频资料，不能进行任何操作，参观过程单调乏味，缺乏趣味。

此外，在现有技术中也没有能够比较形象生动的模拟液化天然气进行海上运输或者管道运输的模拟展项。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中的不足，提供了一种供参观者参与操作的液化天然气海陆运输模拟展项装置及控制方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的。

液化天然气海陆运输模拟展项装置，包括地球模型可以转动的地球仪、液化天然气运输船模型、弯曲的轨道、相互连接的屏幕和工控机，其中地球模型为球形壳体，轨道绕着地球模型的外球面布置，运输船模型滑动连接在轨道上，工控机内设有数据转化模块，地球模型的外球面布置有弯曲的灯条，灯条的一端接着轨道的一端布置，轨道两端的侧方位置布置有传感器，轨道的底面设置有磁铁，轨道是截面为矩形的扁条形轨道，轨道上设有横截面为“T”形的槽道，“T”形槽道的槽底段比开口段宽，“T”形槽道的底面设置有摩擦面，运输船模型的内部设置有电机，运输船模型的下方转动连接有导磁材料制成的滚筒，滚筒传动连接至电机的输出轴，滚筒的外圆面为摩擦面，滚筒的外圆面贴着“T”形槽道的底面，运输船模型的下方设有球体，球体卡在“T”形槽道的槽底段且球体与“T”形槽道的槽底段的两侧槽壁及“T”形槽道的底面之间留有间隙，地球模型与地球仪的支架在转动连接处设置有集电环，灯条、传感器和电机的引线穿入地球模型内部然后电路连接至集电环，集电环再电路连接至数据转化模块。

本方案中的弯曲的轨道用于模拟液化天然气运输船在海上的运输路线，弯曲的灯条用于模拟液化天然气在陆地上运输的管道路线；球体使运输船模型能够沿着轨道上的“T”形槽道滑动且不脱出“T”形槽道；轨道的底面的磁铁吸引着导磁材料制成的滚筒使得滚筒外圆面紧贴着“T”形槽道的底面，又由于“T”形槽道的底面和滚筒的外圆面均为摩擦面，所以当电机带动滚筒滚动时，运输船模型即可在电机的驱动下在轨道上滑动，从而来模拟液化天然气运输船在海上运输，电机可以通过另外设置与工控机通讯的控制按钮来启动，也可以通过工控机自动控制，或者直接由参观者手动推动液化天然气运输船模型滑行。灯条是接着轨道的一端布置的，用于模拟液化天然气由海上运输到陆地上后转为管道运输，可以通过工控机控制灯条由接着轨道的一端开始点亮来代表液化天然气从此端开始转为管道运输。传感器用于检测液化天然气运输船模型是否到达轨道的端部位置，然后传送信号给工控机，如果工控机接收到液化天然气运输船模型到达轨道的端部位置的信号则在屏幕上显示实际的液化天然气运输船在中转时的状态等信息。此外本方案中的电路通过集电环进行转接，这样就不会妨碍地球模型的转动，参观者可以随意拨动地球模型进行转动，增加参观的乐趣，使参观者更加深刻的感受人类智慧的力量。

本方案可以生动形象的模拟液化天然气海陆运输的过程，参观者可以亲自进行实际操作，增加参观的趣味性，使参观者的印象更加深刻。

作为进一步改进的结构，上述的灯条上面布置有透明塑料薄膜管，上述的轨道在远离灯条的一端布置有密封箱体，密封箱体内密封连接有第一水袋，密封箱体与第一水袋之间的空腔内预冲气，上述的运输船模型上设有空心罐，空心罐内设有第二水袋，地球模型内安装有微型水泵，微型水泵的引线通过上述的集电环电路连接至数据转化模块；当运输船模型滑至轨道的布置有密封箱体的一端时，密封箱体内的第一水袋和空心罐内的第二水袋通过一套双向密封对接阀进行插接连通；当运输船模型滑至轨道的布置有灯条的一端时，空心罐内的第二水袋和灯条上的透明塑料薄膜管通过另一套双向密封对接阀进行插接连通；当运输船模型离开轨道的两端时，第一水袋、第二水袋和透明塑料薄膜管分别通过这两套双向密封对接阀进行分离截止密封；透明塑料薄膜管的远离轨道的一端通过管路密封连通至微型水泵的进口，微型水泵的出口密封连通至第一水袋。

本方案中的密封箱体可以制作成天然气运输起点的大洲或者国家的形状，并覆盖在地球模型上相应的位置，例如澳大利亚，这样的模拟展项更加形象逼真。运输船模型上的空心罐可以制作成液化天然气运输船上的储气罐的形状，使模拟更加形象。本方案中的双向密封对接阀采用专利号为CN201520623659.2，名称为双向密封对接阀及咖啡机的中国实用新型专利公开的双向密封对接阀的结构即可实现第二水袋与第一水袋、第二水袋与透明塑料薄膜管的插接连通和分离截止密封的目的。密封箱体内的第一水袋内可以注入带有颜色的水溶液，第二水袋与第一水袋插接连通后第一水袋内的水溶液再预冲气的压力下流向第二水袋，运输船模型带着第二水袋滑至轨道的布置有灯条的一端后第二水袋与透明塑料薄膜管插接连通，此时启动微型水泵将第二水袋内的水溶液沿着透明塑料薄膜管抽出并送回第一水袋，带有颜色的水溶液在透明塑料薄膜管内流动来模拟实际的液化天然气在管道中输送的过程，模拟形象逼真，视觉效果更强烈，给参观者的印象非常深刻。另外微型水泵将水溶液送回第一水袋，形成一个循环回路，不会浪费水溶液，也无需添加水溶液，可以反复循环模拟运输过程。水溶液被送回第一水袋的流路结构位于地球模型内，参观者无法看到。整个结构简单紧凑，设计合理，成本低廉。

作为进一步改进的结构，上述的第一水袋、第二水袋和透明塑料薄膜管上分别设有气嘴，从而可以通过气嘴将第一水袋、第二水袋和透明塑料薄膜管内的空气排出，降低回路中空气的含量，有利于提高水溶液流动时的流动效果，使视觉效果更好。

作为进一步改进的结构，上述的液化天然气海陆运输模拟展项装置，还包括天然气输送沙盘模型、六个操作台和一个带触摸屏的总展台，其中天然气输送沙盘模型上设有用于模拟天然气输送管道的六段灯带，每个操作台上设有相互通讯连接的工业平板电脑和两个旋钮，灯带和工业平板电脑一一对应通讯连接，总展台上设有加载按钮和卸载按钮，加载按钮和卸载按钮均电路连接至上述的数据转化模块，上述的工控机设置在总展台内。天然气输送沙盘模型用于模拟一个城市的天然气输送，例如深圳市，天然气输送沙盘模型上用多段灯带来模拟天然气输送输送管路，每个操作台上的两个旋钮分别模拟调节输送天然气的温度和压力，同时在工业平板电脑显示相应的温度和压力信息，并且对应不同的温度和压力使灯带显示不同的亮度和颜色，总展台的触摸屏上显示所有工业平板电脑上显示的温度和压力信息及旋钮的状态信息来模拟城市天然气输送的总监控站。本方案可以供六个参观者同时操作，增加参观的趣味性。

一种上述的液化天然气海陆运输模拟展项装置的控制方法，在控制操作前先通过上述的第一水袋、第二水袋和透明塑料薄膜管上各自的气嘴将内部空气抽出，然后通过第一水袋上的气嘴向第一水袋内注入红色墨水；控制方法为：触发上述的加载按钮，上述的运输船模型在电机的驱动下滑向密封箱体，当运输船模型滑至轨道端部时此端的双向密封对接阀即可实现插接连通，密封箱体内的第一水袋内的红色墨水在预冲气的压力下流向空心罐内的第二水袋内，同时传感器检测到运输船模型并将信号发送至数据转化模块，通过工控机控制电机使运输船模型停留一段时间使第一水袋和第二水袋内的压力平衡，在此段时间内上述的屏幕上显示实际的液化天然气运输船的图片和装载液化天然气时实际的液化天然气运输船上的储气罐内温度和压力变化曲线图；触发卸载按钮，运输船模型在电机的驱动下滑向透明塑料薄膜管，当运输船模型滑至轨道端部时此端的双向密封对接阀即可实现插接连通，同时传感器检测到运输船模型并将信号发送至数据转化模块，通过工控机启动所述的微型水泵并通过工控机使灯条从接着轨道的一端开始点亮，微型水泵将第二水袋内的红色墨水沿着透明塑料薄膜管抽出并泵入第一水袋内，同时通过工控机控制电机使运输船模型停留一段时间以完成泵水工作，在此段时间内屏幕上显示实际的液化天然气运输船的图片和卸载液化天然气时实际的液化天然气运输船上的储气罐内温度和压力变化曲线图。本方法控制简单，可以为参观者提供亲身操作的机会，效果生动形象，提高了参观的趣味性。

作为进一步改进，上述的液化天然气海陆运输模拟展项装置的控制方法还包括：拧动上述的操作台上的旋钮，并在对应的工业平板电脑上显示温度和压力信息，同时使对应的灯带闪亮，且在上述的触摸屏上显示所有工业平板电脑上显示的温度和压力信息及旋钮的状态信息。

本发明与现有技术相比主要具有如下有益效果：使参观者通过实际操作来亲自体验液化天然气海陆运输的过程，增加参观过程的趣味性，使参观者更加深刻的感受人类智慧的力量，结构简单，便于制作，成本低廉。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图。

图2为本发明实施例中的地球模型及其上面的零部件的立体结构示意图。

图3为本发明实施例中的轨道起始端处的立体结构示意图。

图4为本发明实施例中的运输船模型的立体结构示意图。

图5为本发明实施例中的红色墨水循环回路的示意图。

图6为本发明实施例中的沙盘模型和总展台的立体结构示意图。

图7为本发明实施例中的操作台的台面处的局部放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

为了更简洁的说明本实施例，附图或说明中某些本领域技术人员公知的、但与本创造的主要内容不相关的零部件会有所省略。另外为便于表述，附图中某些零部件会有省略、放大或缩小，但并不代表实际产品的尺寸或全部结构。

实施例：

本实施例用来模拟液化天然气从澳大利亚经过海上运输到中国的某个港口城市，然后再经过陆地运输到中国的某个内地城市，此外还模拟某个城市的液化天然气从总站输送到各个区的用户。

如图1所示，液化天然气海陆运输模拟展项装置，包括地球模型11可以转动的地球仪1、背景墙4、相互连接的屏幕41和工控机74，屏幕41固定安装在背景墙4上，工控机74内设有数据转化模块（图中未示出）。

如图2所示，本实施例中的地球模型11为球形壳体，绕着地球模型11的外球面布置有弯曲的轨道21，轨道21上滑动连接有液化天然气运输船模型22。弯曲的轨道21用于模拟液化天然气运输船在海上的运输路线，轨道21的起始端位于地球模型11上的澳大利亚，轨道21的终止端位于地球模型11上的中国某港口城市。

如图3所示，轨道21是截面为矩形的扁条形轨道，轨道21上设有横截面为“T”形的槽道211，“T”形槽道211的槽底段比开口段宽，“T”形槽道211的底面设置成摩擦面。轨道21的底面设置有磁铁23，磁铁23是由小块磁条沿着轨道21的底面铺设形成。

如图4所示，运输船模型22的内部设置有电机（图中未示出），运输船模型22的下方转动连接有导磁材料制成的滚筒221，滚筒221传动连接至电机的输出轴，滚筒221的外圆面设置成摩擦面，滚筒221的外圆面贴着“T”形槽道211的底面。

轨道21的底面的磁铁23吸引着滚筒221使得滚筒外圆面紧贴着“T”形槽道211的底面，又由于“T”形槽道211的底面和滚筒221的外圆面均为摩擦面，所以当电机带动滚筒221滚动时，运输船模型22即可在电机的驱动下在轨道21上滑动。当然参观者可以手动推动液化天然气运输船模型22进行滑行。

运输船模型22的下方设有一个球体222，球体222卡在“T”形槽道211的槽底段且球体222与“T”形槽道211的槽底段的两侧槽壁及“T”形槽道211的底面之间留有间隙。球体222使运输船模型22能够沿着轨道21上的“T”形槽道211滑动且不脱出“T”形槽道211。

再如图2所示，地球模型11的外球面上还布置有弯曲的灯条31，灯条31的起点接着轨道21的终止端布置。弯曲的灯条31用于模拟液化天然气在陆地上运输的管道路线，灯条31的终点位于地球模型11上的中国某内地城市。通过工控机74控制灯条31由起点向终点逐渐点亮来代表液化天然气从起点开始转为管道运输。

轨道21两端的侧方位置布置有传感器24。传感器24用于检测液化天然气运输船模型22是否到达轨道21的端部位置，然后传送信号给工控机74，如果工控机74接收到液化天然气运输船模型22到达轨道21的端部位置的信号则在屏幕41上显示实际的液化天然气运输船在中转时的状态等信息。

地球模型11与地球仪1的支架在转动连接处设置有集电环（图中未示出），灯条31、传感器24和电机的引线穿入地球模型11内部然后电路连接至集电环，集电环再电路连接至数据转化模块。本实施例中的电路通过集电环进行转接，这样就不会妨碍地球模型11的转动，参观者可以随意拨动地球模型11进行转动，增加参观的乐趣，使参观者更加深刻的感受人类智慧的力量。

再如图2所示，本实施例中的灯条31上面顺着灯条31的走向布置有透明塑料薄膜管32，轨道21在起始端布置有密封箱体12，密封箱体12制作成地球模型11上的澳大利亚的形状，并覆盖在地球模型11上相应的位置，这样使模拟展项更加形象逼真。

如图5所示，密封箱体12内密封连接有第一水袋121，密封箱体12与第一水袋121之间的空腔内预冲气，运输船模型22上设有空心罐223，空心罐223内设有第二水袋224，地球模型11内安装有微型水泵13，微型水泵13的引线通过集电环电路连接至数据转化模块。运输船模型22上的空心罐223制作成液化天然气运输船上的储气罐的形状，使模拟更加形象。

当运输船模型22滑至轨道21的起始端时，密封箱体12内的第一水袋121和空心罐223内的第二水袋224通过一套双向密封对接阀进行插接连通；当运输船模型22滑至轨道21的终止端时，空心罐223内的第二水袋224和灯条31上的透明塑料薄膜管32通过另一套双向密封对接阀进行插接连通；当运输船模型22离开轨道21的两端时，第一水袋121、第二水袋224和透明塑料薄膜管32分别通过这两套双向密封对接阀进行分离截止密封；透明塑料薄膜管32的远离轨道21的一端通过管路密封连通至微型水泵13的进口，微型水泵13的出口密封连通至第一水袋121。

本实施例中的双向密封对接阀采用专利号为CN201520623659.2，名称为双向密封对接阀及咖啡机的中国实用新型专利公开的双向密封对接阀的结构即可实现第二水袋224与第一水袋121、第二水袋224与透明塑料薄膜管32的插接连通和分离截止密封的目的。

第一水袋121、第二水袋224和透明塑料薄膜管32上分别设有气嘴（图中未示出），从而可以通过气嘴将第一水袋121、第二水袋224和透明塑料薄膜管32内空气排出，降低回路中空气的含量，有利于提高水溶液流动时的流动效果，使视觉效果更好。

如图1、图6和图7所示，本实施例的液化天然气海陆运输模拟展项装置还包括天然气输送沙盘模型5、六个操作台6和一个带触摸屏71的总展台7，其中天然气输送沙盘模型5上设有用于模拟天然气输送管道的六段灯带51，每个操作台6上设有相互通讯连接的工业平板电脑61和两个旋钮62，灯带51和工业平板电脑61一一对应通讯连接，总展台7上设有加载按钮72和卸载按钮73，加载按钮72和卸载按钮73均电路连接至数据转化模块，工控机74设置在总展台7内。

天然气输送沙盘模型5用于模拟某个城市的天然气输送，天然气输送沙盘模型5上用多段灯带51来模拟天然气输送输送管路，每个操作台6上的两个旋钮62分别模拟调节输送天然气的温度和压力，同时在工业平板电脑61显示相应的温度和压力信息，并且对应不同的温度和压力使灯带51显示不同的亮度和颜色，总展台7的触摸屏71上显示所有工业平板电脑61上显示的温度和压力信息及旋钮62的状态信息来模拟城市天然气输送的总监控站。

本实施例可以供六个参观者同时操作，增加参观的趣味性。

本实施例在控制操作前先通过第一水袋121、第二水袋224和透明塑料薄膜管32上各自的气嘴将内部空气抽出，然后通过第一水袋121上的气嘴向第一水袋121内注入红色墨水。

本实施例的液化天然气海陆运输模拟展项装置的控制方法为：触发加载按钮72，运输船模型22在电机的驱动下滑向密封箱体12，当运输船模型22滑至轨道21的起始端时此端的双向密封对接阀即可实现插接连通，密封箱体12内的第一水袋121内的红色墨水在预冲气的压力下流向空心罐223内的第二水袋224内，同时传感器24检测到运输船模型22并将信号发送至数据转化模块，通过工控机74控制电机使运输船模型22停留一段时间使第一水袋121和第二水袋224内的压力平衡，在此段时间内屏幕41上显示实际的液化天然气运输船的图片和装载液化天然气时实际的液化天然气运输船上的储气罐内温度和压力变化曲线图；触发卸载按钮73，运输船模型22在电机的驱动下滑向透明塑料薄膜管32，当运输船模型22滑至轨道21的终止端时此端的双向密封对接阀即可实现插接连通，同时传感器24检测到运输船模型22并将信号发送至数据转化模块，通过工控机74启动微型水泵13并通过工控机74使灯条31从起点开始点亮，微型水泵13将第二水袋224内的红色墨水沿着透明塑料薄膜管32抽出并泵入第一水袋121内，同时通过工控机74控制电机使运输船模型22停留一段时间以完成泵水工作，在此段时间内屏幕41上显示实际的液化天然气运输船的图片和卸载液化天然气时实际的液化天然气运输船上的储气罐内温度和压力变化曲线图。本方法控制简单，可以为参观者提供亲身操作的机会，效果生动形象，提高了参观的趣味性。

本实施例的液化天然气海陆运输模拟展项装置的控制方法还包括：拧动操作台6上的旋钮62，并在对应的工业平板电脑61上显示温度和压力信息，同时使对应的灯带51闪亮，且在触摸屏71上显示所有工业平板电脑61上显示的温度和压力信息及旋钮62的状态信息。

本实施例中的密封箱体12内的第一水袋121内预先注入红色墨水，第二水袋224与第一水袋121插接连通后第一水袋121内的红色墨水在预冲气的压力下流向第二水袋224，运输船模型22带着第二水袋224滑至轨道21的终止端后第二水袋224与透明塑料薄膜管32插接连通，启动微型水泵13将第二水袋224内的红色墨水沿着透明塑料薄膜管32抽出并送回第一水袋121，红色墨水在透明塑料薄膜管32内流动来模拟实际的液化天然气在管道中输送的过程，模拟形象逼真，视觉效果更强烈，给参观者的印象非常深刻。

本实施例中的微型水泵13将红色墨水送回第一水袋121，形成一个循环回路，不会浪费红色墨水，也无需添加红色墨水，可以反复循环模拟运输过程。微型水泵13及与其直接相连的管路结构基本位于地球模型11内，参观者无法看到，这样使展项给参观者带来的视觉效果是液化天然气经过海陆运输后即消耗掉，更加贴近现实。

本实施例生动形象的模拟液化天然气海陆运输的过程，参观者可以亲自进行实际操作，增加参观的趣味性，使参观者的印象更加深刻，整体结构简单紧凑，设计合理，成本低廉。

以上仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用本发明构思对本发明做出的非实质性修改，均落入本发明的保护范围之内。