CN104237118A - 一种新型微控动摩擦系数测试仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型微控动摩擦系数测试仪，属于测量仪器领域，为解决人工测试体操场地或单跳板动摩擦系数，费时费力且准确度低的问题。使用本发明测试时，调平固定平台，将待测材料平铺在固定平台上，采用重物或其他方法将待测材料展平去除褶皱，然后压紧气缸将测试材料紧紧地压在平台上，测试开始，往复驱动气缸驱动测试滑块往复运动、完成一个推拉序列、在一个推拉序列的最后一次推拉运动中测试推拉力的最大值及温度值、暂停300s后再进行一个推拉序列的测试动作、测试结束。测控软件自动显示记录、拉力与时间的曲线、计算最大静摩擦系数。在完成所有的测试过程后，数据自动整理、计算，打印、存储、输出测试记录。
Description
技术领域
本发明涉及测量仪器技术领域，特别涉及一种新型微控动摩擦系数测试仪。
背景技术
现有技术中测试体操场地或者单跳板的动摩擦系数通常采用人工推拉的方法进行测试，记录的数据准确度难以保证，在推拉测试时，力的方向也难以掌握与测试块水平，再加上计算有误差，所以对韵律体操场地、单跳板动摩擦系数的测试结果与实际差别较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可自动测试体操场地或单跳板动摩擦系数的测试仪，为解决现有技术中人工推拉法测试体操场地或单跳板动摩擦系数，费时费力且准确度低的问题。
本发明的技术方案为：
一种新型微控动摩擦系数测试仪，包括测试机构、强弱电控制机构、数据采集与分析机构，所述测试机构包括：
固定平台；
往复驱动气缸，通过一竖杆固定设置在所述固定平台上，所述往复驱动气缸的输出轴与所述竖杆垂直；
丝杠，与所述往复驱动气缸的输出轴同轴设置且与所述往复驱动气缸的输出轴固定连接；
导轨，通过两竖直设置在所述固定平台上的支撑杆架设在所述固定平台上，所述导轨与所述丝杠平行设置并位于所述丝杠的下方；
活塞，设置在所述丝杠上，并与所述丝杠配合连接；
测力传感器，与所述活塞固定连接，并与所述导轨滑动连接；
测试滑块，通过高度可调的连接杆与所述测力传感器固定连接。
其中，测试滑块的质量：9.5kg±3%，附设于测试滑块底部的测试基底厚度：2.6±0.5mm，符合CEN 12503-5：αL：=47.5±0.5；测试滑块的运动速度：300mm/s±3%，测试滑块的移动距离：600mm±3%。
优选的，还包括至少四个压紧气缸，所述压紧气缸用于压紧平铺在所述固定平台上测试样品。
进一步的，还包括用于测定测试样品表面温度的温度传感器。温度传感器的时间常数：T99≤4s
进一步的，设置八个所述压紧气缸。
进一步的，所述往复驱动气缸的气动控制系统包括依次连接的压缩机、干燥器、减压阀、换向阀、调压器，所述调压器与气缸连接，所述减压阀与所述换向阀之间的管线上设有压力表。
作为优选方案，还包括用于调平所述固定平台的调平机构。
作为优选，所述数据采集与分析机构包括数据采集卡、计算机、加载于所述计算机的计算机测试与控制程序，所述数据采集卡通过计算机通信接口与所述计算机连接。
进一步的，所述数据采集卡为PCI8602板卡。
优选的，所述测力传感器通过信号放大器与所述数据采集卡连接，所述温度传感器通过温度变送器与所述数据采集卡连接。
优选的，所述往复驱动气缸气动控制系统中的压力表、调压器、换向阀均与所述数据采集卡连接，用以控制所述往复驱动气缸的运动速度及运动行程。
使用本发明的新型微控动摩擦系数测试仪测试韵律体操场地、单跳板等体育器材的动摩擦系数时，调平所述固定平台，将待测材料平铺在所述固定平台上，采用重物或其他方法将待测材料展平去除褶皱，然后压紧气缸将测试材料紧紧地压在所述平台上，测试开始，所述往复驱动气缸驱动所述测试滑块往复运动、完成一个推拉序列、在一个推拉序列的最后一次推拉运动中测试推拉力的最大值及温度值、暂停300s后再进行一个推拉序列的测试动作、测试结束。测控软件自动显示记录、拉力与时间的曲线、计算最大静摩擦系数。在完成所有的测试过程后，数据自动整理、计算，打印、存储、输出测试记录。
本发明的有益效果为：
本发明提供了一种自动测试韵律体操场地、单跳板等体育器材动摩擦系数的设备，弥补了现有技术的空白，本发明新型微控动摩擦系数测试仪的测试机构结构简单，设计巧妙，通过测试机构与数据采集分析系统共同完成鞍马环摩擦系数的全自动化测试，测试效率和测试精度相对于人工测试均有很大程度的提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明新型微控动摩擦系数测试仪中测试机构的结构示意图；
图2为本发明新型微控动摩擦系数测试仪中气缸气动控制系统的结构示意图；
图3为本发明强弱电控制机构和数据采集与分析机构的结构示意图；
图4为本发明数据采集与分析机构的结构框图；
1-导轨；2-丝杠；3-活塞；4-测力传感器；5-连接杆；6-测试滑块；7-气缸输出轴；8-往复驱动气缸；9-支撑杆；10-待测样品；11-竖杆；12-固定平台；13-强弱电控制箱；14-压紧气缸；15-调压器；16-换向阀；17-压力表；18-干燥器；19-压缩机；20-计算机主机；21-显示器；22-打印机；23-减压阀。
具体实施方式
实施例1
如图1-4所示，一种新型微控动摩擦系数测试仪，包括测试机构、强弱电控制机构、数据采集与分析机构。
测试机构包括固定平台12，固定平台12水平放置，为了保证固定平台12的水平，为固定平台12设置有调平装置。固定平台12上通过竖杆11固定连接往复驱动气缸8，往复驱动气缸的气缸输出轴7与竖杆11垂直，即，气缸输出轴7水平设置。气缸输出轴7与丝杠2固定连接，丝杠2与气缸输出轴7同轴。丝杠2上配合连接有活塞3，活塞3在往复驱动气缸8的最用下在丝杠上左右直线移动。固定平台12上竖直设置有两个支撑杆9，这两个支撑杆9架设一导轨1，导轨1与丝杠2平行设置，即导轨1也水平放置。为了使得丝杠2更加稳定，还可以将丝杠2与两支撑杆9通过轴承固定连接。活塞3的下端固定连接测力传感器4，测力传感器4通过高度可调的连接杆5固定连接测试滑块6。其中，测试滑块6的质量：9.5kg±3%，附设于测试滑块6底部的测试基底厚度：2.6±0.5mm，符合CEN 12503-5：αL：=47.5±0.5；测试滑块6的运动速度：300mm/s±3%，测试滑块6的移动距离：600mm±3%。
待测样品通过设置在固定平台12上的八个压紧气缸14压紧固定在固定平台12上。为了测试待测样品表面的温度，以获取其摩擦系数与温度的关系，在固定平台12上固定设置一温度传感器。
如图2所示，往复驱动气缸8的气动控制系统包括依次通过管线连接的压缩机19、干燥器18、减压阀23、换向阀16和调压器15。调压器15与往复驱动气缸8连通，减压阀23与换向阀16之间设置压力表17。压紧气缸14的气动控制系统相对简单，压紧气缸14的气动控制系统包括通过管线依次连接的压缩机、干燥器、减压阀和换向阀；换向阀与压紧气缸连接，减压阀与换向阀之间设置压力表。压紧气缸14的控制可以单独设置按钮，也可以利用数据采集与分析机构控制。
如图3、图4所示，数据采集与分析机构包括计算机主机20、通过通信接口与计算机主机相接的PCI8602板卡（数据采集卡）、计算机主机20外接的显示器21和打印机22。测力传感器4通过信号放大器与PCI8602板卡相接；温度传感器通过温度变送器与PCI8602板卡相接；往复驱动气缸8气动控制系统中的压力表17、换向阀16、调压器15均与PCI8602板卡相接，PCI8602板卡输出指令控制往复驱动气缸的运动速度及运动行程。
使用本发明的新型微控动摩擦系数测试仪测试韵律体操场地、单跳板等体育器材的动摩擦系数时，调平固定平台12，将待测样品10平铺在固定平台12上，采用重物或其他方法将待测样品10展平去除褶皱，然后压紧气缸14将测试样品10紧紧地压在固定平台12上，测试开始，往复驱动气缸8驱动测试滑块6往复运动、完成一个推拉序列、在一个推拉序列的最后一次推拉运动中测试推拉力的最大值及温度值、暂停300s后再进行一个推拉序列的测试动作、测试结束。测控软件自动显示记录、拉力与时间的曲线、计算最大静摩擦系数。在完成所有的测试过程后，数据自动整理、计算，打印、存储、输出测试记录。
Claims (10)
1.一种新型微控动摩擦系数测试仪，包括测试机构、强弱电控制机构、数据采集与分析机构，其特征在于，所述测试机构包括：
固定平台；
往复驱动气缸，通过一竖杆固定设置在所述固定平台上，所述往复驱动气缸的输出轴与所述竖杆垂直；
丝杠，与所述往复驱动气缸的输出轴同轴设置且与所述往复驱动气缸的输出轴固定连接；
导轨，通过两竖直设置在所述固定平台上的支撑杆架设在所述固定平台上，所述导轨与所述丝杠平行设置并位于所述丝杠的下方；
活塞，设置在所述丝杠上，并与所述丝杠配合连接；
测力传感器，与所述活塞固定连接，并与所述导轨滑动连接；
测试滑块，通过高度可调的连接杆与所述测力传感器固定连接。
2.如权利要求1所述的新型微控动摩擦系数测试仪，其特征在于：还包括至少四个压紧气缸，所述压紧气缸用于压紧平铺在所述固定平台上测试样品。
3.如权利要求2所述的新型微控动摩擦系数测试仪，其特征在于：还包括用于测定测试样品表面温度的温度传感器。
4.如权利要求3所述的新型微控动摩擦系数测试仪，其特征在于：设置八个所述压紧气缸。
5.如权利要求4所述的新型微控动摩擦系数测试仪，其特征在于：所述往复驱动气缸的气动控制系统包括依次连接的压缩机、干燥器、减压阀、换向阀、调压器，所述调压器与气缸连接，所述减压阀与所述换向阀之间的管线上设有压力表。
6.如权利要求4所述的新型微控动摩擦系数测试仪，其特征在于：还包括用于调平所述固定平台的调平机构。
7.如权利要求3所述的新型微控动摩擦系数测试仪，其特征在于：所述数据采集与分析机构包括数据采集卡、计算机、加载于所述计算机的计算机测试与控制程序，所述数据采集卡通过计算机通信接口与所述计算机连接。
8.如权利要求7所述的新型微控动摩擦系数测试仪，其特征在于：所述数据采集卡为PCI8602板卡。
9.如权利要求7所述的新型微控动摩擦系数测试仪，其特征在于：所述测力传感器通过信号放大器与所述数据采集卡连接，所述温度传感器通过温度变送器与所述数据采集卡连接。
10.如权利要求7所述的新型微控动摩擦系数测试仪，其特征在于：所述往复驱动气缸气动控制系统中的压力表、调压器、换向阀均与所述数据采集卡连接，用以控制所述往复驱动气缸的运动速度及运动行程。
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