一、设计构想
由于干燥箱不同喷嘴结构方向不同，且不在同一平面上，而测试需要得到不同喷嘴不同点气体温度和流速的准确值。同时由于风速传感器的工作原理特点，在测试干燥气体风速时传感器探头需要正对风速方向即正对喷嘴。设计机械部分时首先需要考虑如何使得测试平台具有针对不同方向喷嘴的准确定位的能力。本方案硬件部分设计思路拟采用龙门架的结构模式来实现，通过控制X、Y、Z方向的电机运动来带动执行结构的协调运转，从而实现测试传感器在X、Y、Z方向的定位要求，同时再配合舵机的旋转来对不同角度的喷嘴实现四自由度准确定位，以保证实验数据的准确性和有效性。
舵机是一种角位置伺服机构，它集成减速器与内部闭环电路于一体，主要包括电动机、齿轮组、控制电路和线性电位器。减速齿轮通过电动机来带动，它的终端带动一个用来检测转过角度的比例电位器，此比例电位器把角度转换为电信号后反馈给控制电路，然后控制电路通过控制电动机的正转或者反转，进而使得齿轮组输出位置和控制期望值相符合，其控制原理如图2-3所示。舵机一般会有三根引线，分别为电源线、控制线和地线。脉宽调制信号(PWM)来作为控制信号，舵机所输出的转角和控制脉冲的宽度有着对应关系，舵机PWM控制波的周期通常为20ms，脉冲宽度为0.5~2.5 ms和舵机转角的0~180相对应。伺服舵机作为基本的输出执行机构被广泛应用于遥控航模以及机器人控制。
本方案中干燥箱放在支撑架上面，支撑架安放在龙门架的内，在测试过程中保持不动；用滚珠丝杆作为X、Y、Z方向的传动机构，传动的动力通过X、Y、Z三个方向所安装的相应步进电机来提供[13-29]；传感器安装在舵机上面，通过舵机的旋转角度的控制来调整传感器的角度，进而实现传感器探头在测试过程中针对不同方向喷嘴进行准确的调整。同时为了保证传动机构工作时尽量小的承重性以及良好的导向性，在和丝杆平行的方向加装圆柱形导轨来充当主要承重和导向部件，图2-4为本方案结构三维示意图。
二、方案可行性分析
虽然方案在构思设计过程中整体上能满足功能实现性，但是对一些主要结构细节的分析中，我们发现了一些部件的可行性存在不足：如果只针对现有凹版印刷机尺寸1000mm来说，此方案中考虑到干燥箱进风口和出风口的宽度以及在测试时保证移动框架部分不会和测试过程通入热风管子相接触，Y方向横梁实际设计宽度会超过1500mm。虽然方案结构调整后有可行地方，但是如果按照最初设计思想使得测试平台具有良好的通用性，以便同时适用于大尺寸干燥箱平台测试的话，则行程扩展至2000mm，随着滚珠丝杆长度的增加随之会产生一系列问题：
（1）丝杆太长在传动过程中振动会较大，由于测量喷嘴的宽度为3mm左右在震动较大的测试环境中很难保证传感器的定位精度，同时重复定位传动精度也难以达到要求；
（2）由于横梁跨度比较大，在运动中与丝杆传动的相对端由于没有传动动力，在运行过中很可能会处卡死在导轨上；
（3）由于舵机的外壳大部分是塑料，很难承受高温干燥气体的工作条件；同时初选风温、风速传感器的探头在使用过程中扭矩比较大，一般的舵机很难满足要求。http://www.zhenghangyq.net
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