CN101769854B - 鞋底防滑性能测试机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种鞋底防滑性能测试机。包括机体、加载装置和往复平移装置及传动装置，还包括摩擦力测试装置、起重装置和压力传感器装置；两压力传感器装置置于机体上端对称两侧，由支架插座和压力传感器组成；加载装置由负载支架、砝码等组成，负载支架插接在固定于机体的支架插座上；两摩擦力测试装置由转动座、拉力传感器等组成，分别置于对应侧压力传感器装置的一侧；起重装置由龙门、绕绳轴、吊绳、单向转动机构等组成，固定于机体上端，单向转动机构连接于绕绳轴，使之单向转动；往复平移及传动装置由平移机构和带动其运动的往复运动的机构组成。其优点是不需气动元件，结构简单、成本低，测得的摩擦力系数精确，加载装置的调试、卸载更方便。

Description

鞋底防滑性能测试机

技术领域

本发明涉及材料的摩擦性能测试设备，尤其涉及一种鞋底防滑性能测试机。

背景技术

目前鞋底的防滑性能测试设备都包含一用于加载的汽缸及提供气源的空压机，整个设备的结构较为复杂，制造成本高。而且由于有空压机的缘故，工作起来，噪音较大。

公开号为CN2927039Y的测摩擦系数的止滑试验机实用新型专利，公开了一种防滑性能测试设备，该测试机上设有砝码盘9、试件座8、试验台7、划线板20和笔头21，砝码盘9可沿导轨10上下滑动，笔头21与该砝码盘9连接。砝码盘9的全部重量压在试件座8的试件上，试件座8放置在试验台7上。划线板20与试验台7连接，试验台7可克服摩擦力相对试件作平移运动，该摩擦力由砝码盘9施加于试件正压力而形成的。而汽缸杆可克服砝码盘9的重量使砝码盘9及笔头沿导轨10向上运动，这样划线板20克服摩擦力作平移运动，砝码盘9及笔头21克服重力作向上运动，笔头相对于划线板作一近似于斜线的运动，这样笔头在划线板上画出一摩擦试验机角度的近似斜线，该斜线与试件摩擦系数相对应。通过该斜线与试件摩擦性能对照表所揭示的对应关系，最终测得试件材料的摩擦系数。

上述专利技术，除存在结构相对复杂的、制作成本较高的不足外，由于摩擦系数是通过摩擦试验机角度和摩擦系数的对照表获得，这样还存在摩擦系数的测定不够精确的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，通过直接测得正压力和由其产生的摩擦力，将测得所述两力对应的电信号传输到控制机构，进行数据处理，最终获得精确的摩擦系数。

上述目的通过下述技术方案来实施：

所述防滑性能测试机，包括机体、加载装置和往复平移装置及传动装置，还包括摩擦力测试装置、起重装置和压力传感器装置；两所述压力传感器装置置于机体上端对称两侧，主要由固定于机体一侧的支架插座和置于该插座内的压力传感器组成；所述加载装置主要由负载支架、砝码和鞋楦组成，负载支架插接在所述支架插座上，鞋楦连接在负载支架上，砝码根据所需重量配置在负载支架上；两所述摩擦力测试装置分别置于对应侧压力传感器装置的一侧，主要由转动座、承力杆和拉力传感器组成，转动座固定在机体一侧，拉力传感器两端分别连接一承力杆，该两承力杆的另一端分别与转动座和加载装置铰接和固定连接；起重装置主要由龙门、绕绳轴、吊绳、摇把和单向转动机构组成，龙门固定在机体上端，绕绳轴两端铰接在龙门上，单向转动机构及摇把连接在绕绳轴上，吊绳两端分别连接绕绳轴和加载装置，摇动摇把，绕绳轴作单向转动，使吊绳卷绕在绕绳轴上，吊绳收缩，加载装置通过摩擦力测试装置绕转动座转动，加载装置被起重；往复平移及传动装置由平移机构和往复运动机构组成，所述平移机构主要由滑台和导轨组成，滑台置于机体上端的中间位置并滑动连接在导轨上，所述往复运动机构置于机体下端内侧并与滑台的下端连接，带动滑台作往复平移。

所述负载支架由两三角形支架板、两角度调节板和一鞋楦安装板组成，所述三角形支架板为一大体上的直角三角形，该支架板上设有用于穿接连接件的竖直放置的长槽孔，在三角形支架板的一直角边下端设有插杆，该插杆插接在所述支架插座内，使三角形支架板安装在机体上，所述鞋楦固定在鞋楦安装板的下端，鞋楦安装板的两侧分别与一角度调节板连接，该调节板上设用于穿接连接件的圆孔和圆弧槽孔，调节板与对应侧的三角支架板通过所述圆孔、圆弧槽孔与所述长槽孔的不同位置的配合连接实现两角调节板与对应侧的三角支架板的可调节连接。

所述吊绳连接负载机构的一端连接有一连接销，该连接销为具有两个不同直径段的轴件，其中心设有穿接所述吊绳的孔。

两所述三角形支架板的上端有一横梁将其连接，在该横梁上设有用于固定所述砝码的砝码插销。

所述横梁相对于龙门一侧的外侧面上设有用于插接所述连接销的插接槽孔，该插接槽孔由一圆孔与长槽孔组合而成，该圆孔的直径大于所述连接销最大直径段的直径，该长槽孔的孔槽宽度小于该圆孔的直径，但大于连接销最小直径段的直径。

所述鞋楦安装板的上端面设有按十字形分布的长槽其中心位置设有十字形槽，所述长槽和十字形槽用于连接鞋楦。

所述滑台的两侧分别设有滑槽，机体内侧的对位置设有导轨，滑台通过滑槽在导轨上滑动。

所述单向转动机构为一棘轮棘齿机构，棘轮同轴连接在所述绕绳轴上，棘齿铰接在棘轮上侧的龙门对应位置上。

所述往复运动机构由二闭环传动副、一开链传动副和同步电机组成，同步电机的转动由二闭环传动副传动至开链传动副，开链传动副的传动带两端分别连接所述滑台的下端的一连接块。

本发明不需要汽缸、气源等气动元件，结构简单制作成本低，并通过拉力传感器及压力传感器直接获得摩擦力和正压力所对应的信息，经对应控制机构中计算机的处理获得精确的摩擦力系数。为加载装置而设置的起重装置，使加载装置的调试、卸载更方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1所示防滑性能测试机的俯视图。

图3是图1所示防滑性能测试机的左视图(去掉鞋楦上的鞋100)。

图4是图1所示防滑性能测试机的A-A位置的局部剖视放大图。

图5是图3所示防滑性能测试机的B部位处的局部放大图。

图6是图5所示的局部放大图中D-D位置的局部剖视放大图。

图7是图3所示防滑性能测试机的C部位的局部放大图。

图8是往复平移机构的结构示意图。

图9是加载装置随摩擦力测试装置转动而产生的转动的示意图。

图中，1平移机构，2压力传感器装置，3加载装置，4起重装置，5往复传动机构，6摩擦力测试装置，7机体，10滑台，10a滑槽，12连接块，13导轨，21支架插座，22压力传感器，30三角形支架，30b长槽孔34调节板，34a圆弧槽孔，34b圆孔，35鞋楦安装板，35a长槽孔，35b十字形槽孔，36横梁，36a插接槽孔，37砝码插销，38砝码，39鞋楦，40滑轮，42棘齿，43棘轮，44摇把，45龙门，46吊绳，47连接销，47a孔，48绕绳轴，50、52、54从动同步轮，51、53、55主动同步轮，56同步电机，57a开式同步带，57b、57c闭式同步带，60摩擦力测试装置，60拉力传感器，61转动座，62承力杆，70撑脚，71滚轮，100鞋。

具体实施方式

对照图1、图2和图3，本发明的防滑性能测试机主要由机体7、加载装置3、摩擦力测试装置6、起重装置4、压力传感器装置2和包含平移机构1和传动机构5的往复平移及传动装置组成。

加载装置3置于机体7的上端，通过插接于压力传感器装置2中的支架插座21中而安装于机体7上。上述的压力传感器装置2主要由固定于机体一侧的支架插座21和置于该插座内的压力传感器22组成，请再参见图4。两支架插座21对称置于机体7上端两侧，一压力传感器22置于该插座内的底部，负载的重量承载在该传感器22上，使传感器22感知出加载装置3通过鞋100对支撑面所施加的正压力。

而加载装置3则主要由负载支架、砝码38和鞋楦39组成。负载支架由两三角形支架板30、两角度调节板34、一鞋楦安装板35和一横梁36组成。三角形支架板30为一大体上的直角三角形，该支架板上设有用于穿接连接件的竖直放置的长槽孔30b，在三角形支架板30的一直角边下端设有插杆30a，该插杆用于插接支架插座21，使三角形支架板30能固定安装在机体7上。鞋楦固定在鞋楦安装板的下端，鞋100穿套在鞋楦上。鞋楦安装板35的上端面设有依十字形态分布的长槽孔35a，在其中心位置还设有十字形槽孔35b，长槽35a和十字形槽35b用于让连接鞋楦39的连接件(如螺栓)穿过。鞋楦安装板35的两侧分别与一角度调节板34连接，该调节板上设用于穿接连接件的圆孔34b和圆弧槽孔34a。调节板34与对应侧的三角支架板30通过圆孔34b及角度调节板34上圆弧槽孔34a与长槽孔30b的不同位置的配合，可调节安装板35安装的角度，从而调节鞋100与支承面(滑台10)的接触面积，实现调节板34与对应侧的三角支架板30之间的可调节连接，从而实现安装板35的可调节连接。横梁36连接两三角形支架板30的上端，该横梁上设有矩形的砝码插销37，砝码38上设有对应的矩形缺口，使砝码38正好插接在该插销37上，这样根据所需配置的重量，选择对应的砝码38，将其逐个插接在插销37上。在横梁36相对于龙门一侧的外侧面上设有用于插接连接销47的插接槽孔36a，该槽孔由一圆孔与长槽孔组合而成，该圆孔的直径D大于连接销47最大直径段的直径D1，该长槽孔的孔槽宽度H小于该圆孔的直径D，但大于连接销最小直径段的直径D2。

两摩擦力测试装置6分别置于对应侧压力传感器装置2的左侧(相对于图1中的位置)，主要由转动座61、承力杆62和拉力传感器60组成。转动座61固定在机体7的上端一侧，传感器60两端分别连接一承力杆62，该两承力杆62的另一端分别与转动座61铰接和与加载装置3固定连接。

起重装置4置于机体7的上端中部，主要由龙门45、绕绳轴48、吊绳46、摇把44和包含棘轮43、棘齿40的单向转动机构组成。龙门45固定在机体7的上端，绕绳轴48两端铰接在龙门45上，棘轮43同轴连接在所述绕绳轴48上，棘齿40铰接在棘轮43上侧的龙门侧面的对应位置上。吊绳46的一端连接在绕绳轴48上，另一端一连接销47。连接销47是具有两个不同直径D1、D2的轴件，其中心设有穿接吊绳46的孔47a。吊绳46的一端穿接连接销中心处的通孔47a与之连接，请再参见图5、图6。吊绳46通过连接销47与加载装置3连接。连接时，首先将连接销47的大直径段D1通过插接槽孔36a中的圆孔，在大直径段D1通过直径为D的圆孔后，再将连接销47移动到孔槽宽度为H的长槽孔中，由于孔槽宽度为H小于连接销47的大直径段D1，而连接销47受到吊绳向外的拉力，这使得吊绳与加载装置3牢牢连接。

对照图7、图8，往复平移及传动装置主要由平移机构1和往复运动机构5组成。而平移机构主要由滑台10和导轨13组成，滑台10滑动连接在机体上端的中间位置上。该滑台10的对称两侧设有滑槽10a，在机体7的内侧对应位置处设有导轨13，滑台10通过滑槽10a在导轨13上滑动。往复运动机构5主要由二闭环传动副、一开链传动副和同步电机56组成。同步电机56的转动由链轮55、54和链条57c及链轮53、52和链条57b组成的二闭环传动副传动到由主动同步带轮51、从动带轮50及开式同步带57a组成开链传动副，该开链传动副的开式的同步带57a的两端分别连接滑台10下端的一连接块12。

机体7的下端设有撑脚70和滚轮71(参见图1)，撑脚70通过螺纹旋接在机体上，通过旋动撑脚70来调节其高矮。当需要移动该测试机时，将撑脚向上调，使其低于滚轮71，就能推动测试机。

进行鞋底的防滑性能测试时，首先摇动摇把44绕绳轴48转动，吊绳46被卷绕在绕绳轴48上。由于棘轮棘齿机构的单向转动机构的作用，绕绳轴48不可能反向转动，即绕在绕绳轴48上的吊绳46不会松掉。随着吊绳46的不断张紧，吊绳46通过滑轮40将整个加载装置3向上提起，加载装置3通过摩擦力测试装置6绕转动座31上的铰接点转动，加载装置被起重，请参见图9。这时将鞋100套在鞋楦39上，拨动棘齿脱开与43棘轮的啮合，在加载装置3的重力作用下落到原始位置。加载装置使鞋受到一正压力。根据所需加载重量，配置负载支架上的砝码38，整个负载支架的重量通过砝码插销30b作用在压力传感器22上，该正压力由压力传感器22转变为电信号进而转变为数字信号送测试机的控制机构(未画出)。在往复传动机构5的作用下，滑台10作平移运动，由于正压力的存在，滑台10与鞋100的鞋底之间产生摩擦力，该摩擦力通过拉力传感器60转变为电信号进而转变为数字信号送测试机的控制机构，控制机构根据输入的正压力和摩擦力，通过其内相关的程式对对应正压力和摩擦力数据进行处理，得到在该种鞋底材料下的摩擦系数。

Claims (9)

1.鞋底防滑性能测试机，包括机体、加载装置和往复平移装置及传动装置，其特征在于还包括摩擦力测试装置、起重装置和压力传感器装置；所述压力传感器装置有两个，分别置于机体上端对称两侧，所述压力传感器装置主要由固定于机体一侧的支架插座和置于该插座内的压力传感器组成；所述加载装置主要由负载支架、砝码和鞋楦组成，负载支架插接在所述支架插座上，鞋楦连接在负载支架上，砝码根据所需重量配置在负载支架上；所述摩擦力测试装置有两个，分别置于对应侧压力传感器装置的一侧，所述摩擦力测试装置主要由转动座、承力杆和拉力传感器组成，转动座固定在机体一侧，拉力传感器两端分别连接一承力杆，该两承力杆的另一端分别与转动座铰接、与加载装置固定连接；起重装置主要由龙门、绕绳轴、吊绳、摇把和单向转动机构组成，龙门固定在机体上端，绕绳轴两端铰接在龙门上，单向转动机构及摇把连接在绕绳轴上，吊绳两端分别连接绕绳轴和加载装置，在单向转动机构的作用下，摇把带动绕绳轴作单向转动，使吊绳卷绕在绕绳轴上，吊绳收缩，加载装置通过摩擦力测试装置绕转动座转动，加载装置被起重；往复平移装置及传动装置由平移机构和往复运动机构组成，所述平移机构主要由滑台和导轨组成，滑台置于机体上端的中间位置并滑动连接在导轨上，所述往复运动机构置于机体下端内侧并与滑台的下端连接，带动滑台作往复平移。

2.根据权利要求1所述的鞋底防滑性能测试机，其特征在于所述负载支架由两三角形支架板、两角度调节板、一横梁和一鞋楦安装板组成，所述三角形支架板为一大体上的直角三角形，该三角形支架板上设有用于穿接连接件的竖直放置的长槽孔，在三角形支架板的一直角边下端设有插杆，该插杆插接在所述支架插座内，使三角形支架板安装在机体上，所述鞋楦固定在鞋楦安装板的 下端，鞋楦安装板的两侧分别与一角度调节板连接，该角度调节板上设用于穿接连接件的圆孔和圆弧槽孔，角度调节板与对应侧的三角支架板通过所述圆孔、圆弧槽孔与所述长槽孔的不同位置的配合连接实现两角度调节板与对应侧的三角支架板的可调节连接。

3.根据权利要求2所述的鞋底防滑性能测试机，其特征在于所述吊绳连接加载装置的一端连接有一连接销，该连接销为具有两个不同直径段的轴件，其中心设有穿接所述吊绳的孔。

4.根据权利要求3所述的鞋底防滑性能测试机，其特征在于两所述三角形支架板的上端有一横梁将其连接，在该横梁上设有用于固定所述砝码的砝码插销。

5.根据权利要求4所述的鞋底防滑性能测试机，其特征在于所述横梁相对于龙门一侧的外侧面上设有用于插接所述连接销的插接槽孔，该插接槽孔由一圆孔与长槽孔组合而成，该圆孔的直径大于所述连接销最大直径段的直径，该长槽孔的孔槽宽度小于该圆孔的直径，但大于连接销最小直径段的直径。

6.根据权利要求2所述的鞋底防滑性能测试机，其特征在于所述鞋楦安装板的上端面设有按十字形分布的长槽，长槽中心位置设有十字形槽，所述长槽和十字形槽用于鞋楦安装板与鞋楦的连接。

7.根据权利要求1所述的鞋底防滑性能测试机，其特征在于所述滑台的两侧分别设有滑槽，机体内侧的对应位置设有导轨，滑台通过滑槽在导轨上滑动。

8.根据权利要求1所述的鞋底防滑性能测试机，其特征在于所述单向转动机构为一棘轮棘齿机构，棘轮同轴连接在所述绕绳轴上，棘齿铰接在棘轮上侧的龙门对应位置上。

9.根据权利要求1所述的鞋底防滑性能测试机，其特征在于所述往复运动机构由二闭环传动副、一开链传动副和同步电机组成，同步电机的转动由二闭环传动副传动至开链传动副，开链传动副的同步带两端分别连接所述滑台的下端的一连接块。 

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