CN102636679B - 摩擦电压自动测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摩擦电压自动测试设备，包括机架，所述机架下部设置有基座，所述机架上设置有对基座上的被测试样进行摩擦的摩擦装置，所述摩擦装置包括与基座上被测试样接触摩擦的摩擦件和用于驱动摩擦件运动的第一驱动机构；所述的摩擦电压自动测试设备还包括用于测试所述摩擦件在被测试样上所产生摩擦电压的测试装置，所述测试装置包括静电测试仪表和用于驱动静电测试仪表运动的第二驱动机构，所述摩擦装置、测试装置连接有用于分别控制二者动作的控制装置。该设备实现了摩擦起电部分和测试装置的全自动化，保证了测试结果的准确性和可重复性。

Description

摩擦电压自动测试设备

技术领域

本发明涉及一种摩擦电压测试设备，尤其适用于测试洁净室耗品的摩擦电压。 

背景技术

摩擦电压是相互摩擦的物体发生电子转移而引起的静电压。在电子、光纤、半导体、精密仪器、航空航天、平板显示器的生产车间需严格控制所用洁净耗品(尤其是高端无尘服、擦拭布等)的摩擦电压，以避免耗品的摩擦电压过高向电子元器件释放静电，从而对产品造成伤害。标准12703.5-2010采用回转摩擦电压测试设备，基座上设有电机驱动的转鼓，转鼓壁上均匀分布有四凸块，试样固定在凸块上。标准磨料在500g负载下与试样布进行切线方向的摩擦，摩擦过后的试样转过1/4个圆周时探头测量并记录试样的摩擦电压。金属转鼓在高速运转的过程中与空气摩擦产生静电，夹在转鼓上的试样随金属转鼓一起高速运转，摩擦电压值受转鼓和周围空气中静电的影响较大，准确性不高。所以目前，大部分企业采用标准磨料(棉)人工摩擦被测试样后，再迅速用摩擦电压测试仪测量样品的摩擦电压。因人工摩擦的速度、力度、以及摩擦电压测试仪测量时的速度均是变化的，所以测试结果的准确性和重复性均比较差。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的摩擦电压测试设备和手动测试结果误差大、重复性差等问题，提供一种测试结果准确、重复性好的全自动摩擦电压测试设备。 

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种摩擦电压自动测试设备，包括机架，所述机架下部设置有基座，所述机架上设置有对基座上的被测试样进行摩擦的摩擦装置，所述摩擦装置包括与基座上被测试样接触摩擦的摩擦件和用于驱动摩擦件运动的第一驱动机构；所述的摩擦电压自动测试设备还包括用于测试被测试样上的摩擦电压的测试装置，所述测试装置包括静电测试仪表和用于驱动静电测试仪表运动的第二驱动机构，所述摩擦装置、测试装置连接有用于分别控制二者动作的控制装置。 

所述摩擦电压自动测试设备中，所述基座水平设置，所述测试装置固定或放置在基座上，或者所述测试装置放置在所述基座外，所述摩擦件设置在基座上方，且所述摩擦件通过调节机构与第一驱动机构连接并通过调节机构来调节摩擦件的高度。 

所述摩擦电压自动测试设备中，所述摩擦件包括包裹有磨料的锤心，将磨料夹紧固定在锤心上的夹持件，所述夹持件与锤心可拆卸固定连接。 

所述摩擦电压自动测试设备中，所述夹持件包括上夹持件和下夹持件，所述锤心被夹持在所述上夹持件与下夹持件之间；所述下夹持件底面开有摩擦孔，包裹磨料的锤心从摩擦孔内伸出与被测试样接触。 

所述摩擦电压自动测试设备中，所述摩擦件上可拆卸连接有用于增加摩擦件整体重量的增重件。 

所述摩擦电压自动测试设备中，所述调节机构包括与第一驱动机构连接的传动杆和与摩擦件连接的调节杆，所述调节杆插接在所述传动杆上，并通过螺接在传动杆上的锁紧钉锁紧调节杆与传动杆之间的相对位置。 

所述摩擦电压自动测试设备中，所述摩擦装置上方设有记录摩擦装置运转情况的记录器，所述记录器与所述控制装置连接。 

所述摩擦电压自动测试设备中，所述基座上设有用于夹持被测试样的夹具，所述夹具一侧边转动连接在基座上，任一其它侧边设有将夹具临时固定在所述机架上的钩挂机构；所述夹具为框架结构，将被测试样边缘压紧。 

所述摩擦电压自动测试设备中，所述测试装置还包括对静电测试仪表运动进行滑动导向的滑轨，所述滑轨通过连接件固定在基座上，或是所述滑轨通过连接件固定在一起并放置在基座上或基座外侧。 

所述摩擦电压自动测试设备中，所述静电测试仪表通过仪表架滑动配合在滑轨上，所述仪表架设置有斜板，所述静电测试仪表设置在斜板上且静电测试仪表的测试端向被测试样倾斜。 

本发明采用在机架下部设置基座，基座上设置被测试样，摩擦的被测试样处于静止状态，大大降低了外界环境以及人为因素的干扰。由于同时设置了摩擦装置和测试装置，在摩擦装置的摩擦动作完成后，测试装置中的摩擦电压测试仪测试一部分摩擦轨迹上的摩擦电压，克服了手动测试无法保证每次响应时间和测试仪表移动速度一致的问题。另外，摩擦装置和测试装置的动作是通过控制装置进行控制，实现了摩擦起电和测试的全自动化，保证了测试结果的准确性和重复性，避免了测试结果误差大、重复性差等问题。 

附图说明

图1是本发明实施例中摩擦电压自动测试设备的立体结构示图； 

图2是本发明实施例中摩擦件的爆炸图； 

图3是本发明实施例中测试装置的立体结构示意图。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步描述。 

如图1所示，一种摩擦电压自动测试设备，包括机架7，所述机架7下部设置有基座1，所述机架7上设置有对基座1上的被测试样进行摩擦的摩擦装置3，所述摩擦装置3包括与基座1上被测试样接触摩擦的摩擦件30和用于驱动摩擦件30运动的第一驱动机构4；所述的摩擦电压自动测试设备还包括用于测试被测试样的摩擦电压的测试装置5，所述测试装置5包括静电测试仪表55和用于驱动静电测试仪表55运动的第二驱动机构50，所述摩擦装置3、测试装置5连接有用于分别控制二者动作的控制装置(图中未示出)。 

所述基座1是用于放置被测试样，设置方式可以有多种：平放、倾斜放置、竖直设置，一般基座1是水平设置，基座1的形状结构不作限定，只需放置被测试样的基座1的上表面部分为平面，便于放置被测试样并利于摩擦和测试即可。本实施例中基座1为平板结构，其上表面全部为平面。 

所述测试装置5是用于配合摩擦装置3使用的，其可以是独立结构，放置在基座1上或放置在基座1外侧，测试装置5也可以固定在基座或机架1上，成为与摩擦装置位置相对固定的非独立结构。本实施例中测试装置5是固定在基座1上，并设置在摩擦装置3的一侧。 

所述摩擦件30设置在基座1上方，摩擦件30的作用是与被测试样摩擦，因此摩擦件30要求底面平滑，满足规定的重量要求，形状不限。摩擦是通过磨料进行的，磨料一般是软质的片状结构，磨料的固定方式决定了摩擦件30的结构，则所述摩擦件30包括包裹有磨料的锤心31，将磨料夹紧固定在锤心31上的夹持件，所述夹持件与锤心31可拆卸固定连接。锤心31用于支撑磨料，其 结构、形状不作限定，可以是圆柱状、棱柱状、球形等，也可以是各种异形结构，由于通过锤心31底部设置的光滑的接触面，磨料形成与被测试样接触的摩擦面，锤心31底面设置的接触面为平面。磨料至少包覆锤心31的下底面。 

夹持件的作用是为了保证摩擦时磨料不松弛，夹持件的结构有多种，一种是环形的卡箍结构，夹持件将磨料环抱夹紧并通过螺钉紧固在锤心31外壁上，卡箍可以是整体的环形结构，也可以是两部分对接在一起。第二种是套筒结构，在套筒结构底面开有摩擦孔，锤心31底面的接触面从摩擦孔内伸出，筒体直接与锤心31可拆卸固定连接。第三种是本实施例采用的上下夹持结构，所述夹持件包括上夹持件32和下夹持件33，所述锤心31被夹持在所述上夹持件32与下夹持件33之间；所述下夹持件33底面开有摩擦孔，包裹磨料的锤心31从摩擦孔内伸出与被测试样接触。上夹持件32和下夹持件33可以将锤心31完全包裹，也可以不完全包裹锤心31，只起到对磨料的夹持压紧，下夹持件33内壁形状与锤心31下部外壁形状一致，二者配合将磨料夹紧。上夹持件32与下夹持件33的可拆卸连接可以是螺接，也可以是通过卡扣卡紧固定。本实施例中上夹持件32与下夹持件33螺纹连接。 

所述摩擦件30通过调节机构与第一驱动机构4连接并通过调节机构来调节摩擦件30的高度。调节高度一方面便于更换磨料，另一方面便于将摩擦件30调整到合适压紧被测试样的高度。所述调节机构包括与第一驱动机构4连接的传动杆42和与摩擦件30连接的调节杆34，所述调节杆34插接在所述传动杆42上，并通过螺接在传动杆42上的锁紧钉422锁紧调节杆34与传动杆42之间的相对位置。具体讲，传动杆42两端中的一端与第一驱动机构4固定连接，固定连接的方式为螺接、铆接等，传动杆42另一端设有插接孔421，所述调节杆34插入插接孔421内，插接孔421径向开有与插接孔421联通的顶紧孔，所述 顶紧孔(图中未示出)内螺接有锁紧钉422，转动锁紧钉422可以顶压到插入插接孔421内的调节杆34外壁上，将其顶紧锁定。松掉锁紧钉422调整调节杆34的高度，顶紧后固定调节杆34。 

第一驱动机构4选用电机，第一驱动机构4竖直设置并固定在机架7上，其输出轴竖直与水平设置的传动杆42固定连接，第一驱动机构4启动后，输出轴转动带动传动杆42，使得传动杆42另一端的摩擦件30围绕电机的输出轴进行圆周运动。 

第一驱动机构4用于驱动摩擦件30动作，除了驱动摩擦件30进行圆周运动外，还可以驱动摩擦件30进行直线往复运动、曲线往复运动、波浪形运动、无规则运动等多种形式，对应每种运动形式，第一驱动机构4的驱动方式不同，直线往复运动可以采用电机带动的丝杠机构实现，曲线运动和波浪形运动、无规则运动分别可以通过电机、连杆机构等实现。 

所述摩擦装置3上方设有记录摩擦装置3运转情况的记录器(图中未示出)，所述记录器与所述控制装置连接。记录器用于记录摩擦装置3尤其是摩擦件30的运动状态，一般是要记录摩擦装置3的运动周期数，并将记录数据传输给控制装置，记录器采用计数传感器，本实施例中选择接近开关。记录器设置位置具体可以设置在传动杆42上方。 

为了使摩擦效果更好，或者是摩擦件30重量无法满足要求时，所述摩擦件30上就可拆卸连接有用于增加摩擦件30整体重量的增重件3`。增重件3`可以设置在摩擦件30的四周，也可以设置在摩擦件30的上方，优选将增重件3`设置在摩擦件30的上方，增重件3`与摩擦件30之间的连接方式可以是螺接、通过 连接件连接等多种方式，本发明中是采用将增重件3`设置在调节杆34的上部，调节杆34与增重件3`螺接在一起。 

由于被测试样在摩擦过程中会出现移动，不利于测试的正常进行，就在所述基座1上设有用于夹持被测试样的夹具2，夹具2将被测试样压紧在基座1上，摩擦时就不易移动。夹具2可以直接放置到基座1上，也可以转动连接到基座1上。 

本实施例中所述夹具2一侧边转动连接在基座1上，其余任一侧边设有将夹具2临时固定在所述机架7上的钩挂机构；钩挂机构包括挂钩22或挂环，对应的机架7上设置挂环或挂钩71，可以将夹具2向上翻起钩挂在机架7上，便于放置或取出被测试样。所述夹具2一般是压装在被测试样边缘，因此可以是条形结构，对称间隔设置，还可以是框架结构，将被测试样四周边缘压紧，夹具的材料可是金属。方便夹具2拉起，在夹具2上设置有拉手21。 

所述测试装置5还包括对静电测试仪表55运动进行滑动导向的滑轨54，所述滑轨54通过连接件56固定在基座1上，或是所述滑轨54通过连接件56固定在一起并放置在基座1上或基座1外。所述静电测试仪表55通过仪表架53滑动配合在滑轨54上，所述仪表架设置有斜板531，所述静电测试仪表55设置在斜板531上且测试端向被测试样倾斜。静电测试仪表55架中在斜板531两侧设置有挡板532，静电测试仪表55设置在两个挡板532之间，并且在两个挡板532上设置有顶紧钉533将静电测试仪表55顶紧固定在仪表架上，便于调节静电测试仪表55和被测试样之间的间距。 

第二驱动机构50为气动装置，包括气缸51和推杆52，推杆52与仪表架固定连接，气缸的推杆52推出或回缩带动仪表架上的静电测试仪表55沿滑轨54移动。 

控制装置设置在机架7上，控制装置为常规控制技术，在此不再赘述。 

本实施例的摩擦电压自动测试设备是这样实现摩擦电压测试的： 

(1)首先，采用标准磨料(优选棉)将锤心31包覆，并连接上夹持件32和下夹持件33将磨料紧固。通过拉手21提高夹具2，将大于夹具2尺寸的被测试样放置在基座1上，然后将夹具2放下，压在被测试样上，通过矩形框的重量将被测试样牢固固定。 

(2)然后，启动摩擦装置3，运转作为第一驱动机构4的电机，电机通过传动杆42和摩擦件30做匀速圆周运动，传动杆42每次经过计数传感器下方，传感器将信号传输给控制装置，完成设定的摩擦次数后，第一驱动机构4的电机停止。 

(3)控制装置给第一驱动机构4的电机发出停止信号的同时，发出信号启动第二驱动机构50。第二驱动机构50的推杆52收缩，带动静电测试仪表55沿滑轨54运动，并测试摩擦轨迹上的摩擦电压。测试完成后，推杆52回复原位，并将连接其上的静电测试仪表55推回原位。 

Claims (7)

1.一种摩擦电压自动测试设备，其特征在于，包括机架（7），所述机架（7）下部设置有基座（1），所述机架（7）上设置有对基座（1）上的被测试样进行摩擦的摩擦装置（3），所述摩擦装置（3）包括与基座（1）上被测试样接触摩擦的摩擦件（30）和用于驱动摩擦件（30）运动的第一驱动机构（4）；所述的摩擦电压自动测试设备还包括用于测试被测试样的摩擦电压的测试装置（5），所述测试装置（5）包括静电测试仪表（55）和用于驱动静电测试仪表（55）运动的第二驱动机构（50），所述摩擦装置（3）、测试装置（5）连接有用于分别控制二者动作的控制装置；所述基座（1）水平设置，所述测试装置（5）固定或放置在基座（1）上，或者所述测试装置（5）放置在所述基座（1）外，所述摩擦件（30）设置在基座（1）上方，且所述摩擦件（30）通过调节机构与第一驱动机构（4）连接并通过调节机构来调节摩擦件（30）的高度；

所述基座（1）上设有用于夹持被测试样的夹具（2），所述夹具（2）一侧边转动连接在基座（1）上，其余任一侧边设有将夹具（2）临时固定在所述机架（7）上钩挂机构；所述夹具（2）为框架结构，将被测试样边缘压紧；

所述钩挂机构包括挂钩（22）或挂环，所述机架（7）对应设置有挂环（71）或挂钩；

所述夹具（2）上设置有拉手（21）；

所述测试装置（5）还包括对静电测试仪表（55）运动进行滑动导向的滑轨（54）；

所述静电测试仪表（55）通过仪表架（53）滑动配合在滑轨（54）上，所述仪表架（53）设置有斜板（531），所述静电测试仪表（55）设置在斜板（531）上且静电测试仪表（55）的测试端向被测试样倾斜。

2.如权利要求1所述的摩擦电压自动测试设备，其特征在于，所述摩擦件（30）包括包裹有磨料的锤心（31），将磨料夹紧固定在锤心（31）上的夹持件，所述夹持件与锤心（31）可拆卸固定连接。

3.如权利要求2所述的摩擦电压自动测试设备，其特征在于，所述夹持件包括上夹持件（32）和下夹持件（33），所述锤心（31）被夹持在所述上夹持件（32）与下夹持件（33）之间；所述下夹持件（33）底面开有摩擦孔，包裹磨料的锤心（31）从摩擦孔内伸出与被测试样接触。

4.如权利要求1所述的摩擦电压自动测试设备，其特征在于，所述摩擦件（30）上可拆卸连接有用于增加摩擦件（30）整体重量的增重件（3^、）。

5.如权利要求1所述的摩擦电压自动测试设备，其特征在于，所述调节机构包括与第一驱动机构（4）连接的传动杆（42）和与摩擦件（30）连接的调节杆（34），所述调节杆（34）插接在所述传动杆（42）上，并通过螺接在传动杆（42）上的锁紧钉（422）锁紧调节杆（34）与传动杆（42）之间的相对位置。

6.如权利要求1所述的摩擦电压自动测试设备，其特征在于，所述摩擦装置（3）上方设有记录摩擦装置（3）运转情况的记录器，所述记录器与所述控制装置连接。

7.如权利要求1~6任意一项所述的摩擦电压自动测试设备，其特征在于，所述滑轨（54）通过连接件（56）固定在基座（1）上，或是所述滑轨（54）通过连接件（56）固定在一起并放置在基座（1）上或基座（1）外。