CN104266963A - 一种高精度鞍马环摩擦系数测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度鞍马环摩擦系数测试仪，属于测量仪器领域，为解决人工测试鞍马环摩擦系数，费时费力且准确度低的问题。本发明包括测试机构、数据采集与分析机构及供电机构，测试机构包括：底座；升降机构，固定设置在底座上，由伺服电机驱动，升降机构的顶端固定设置一托盘；加载块，放置在托盘上；弹簧，其第一端部与加载块的顶端固定连接；测试带，其第一端部与弹簧的第二端部固定连接；拉力传感器，固定设置在地锚上，地锚竖直设置在地面上；测试带的第二端部固定连接拉力传感器。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。

Description

一种高精度鞍马环摩擦系数测试仪

技术领域

本发明涉及测量仪器技术领域，特别涉及一种高精度鞍马环摩擦系数测试仪。

背景技术

现有技术中通常采用人工提拉的方法测试鞍马环的摩擦系数，与测试者的经验有很大关系，记录的数据准确度难以保证，在提拉测试时，力的方向也难以掌握与测试块垂直，再加上计算有误差，所以鞍马环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鞍马环摩擦系数的测试仪，为解决现有技术中人工提拉法测试鞍马环摩擦系数，费时费力且准确度低的问题。

本发明的技术方案为： 

一种高精度鞍马环摩擦系数测试仪，包括测试机构、数据采集与分析机构及供电机构，其特征在于，所述测试机构包括：

底座；

升降机构，固定设置在所述底座上，由伺服电机驱动，所述升降机构的顶端固定设置一托盘；

加载块，放置在所述托盘上；

弹簧，其第一端部与所述加载块的顶端固定连接；

测试带，其第一端部与所述弹簧的第二端部固定连接；

拉力传感器，固定设置在地锚上，所述地锚竖直设置在地面上；所述测试带的第二端部固定连接所述拉力传感器。

优选的，所述加载块的质量为5±0.2kg。

进一步的，所述测试带的宽度为20±1mm、厚度为10±0.5mm，所述测试带在5N/cm²的压力下，其厚度能被压缩到原始厚度的75±5%，所述测试带的静摩擦系数为0.25±0.03。测试带拉力的增加比率为5±0.5N/s。

进一步的，所述测试带与所述拉力传感器可拆卸固定连接。

进一步的，所述弹簧与所述加载块可拆卸固定连接。升降机构的升降速度与弹簧的刚度系数匹配，满足拉力增加比率的需要。

作为优选方案，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。数据采集卡PCI8602板卡采用PCI总线结构，具有多通道的模拟量、数字量输入输出功能，软件控制的采样速率设置，最高的采样频率为250kHz。

作为优选，所述拉力传感器通过信号放大器与所述数据采集卡连接。

作为优选，所述数据采集卡与所述伺服电机的伺服驱动器连接，用以向所述伺服电机发送正反转速度信号以及行程限位信号。

使用本发明的高精度鞍马环摩擦系数测试仪测试鞍马环的摩擦系数时，将测试带绕过鞍马环，在升降机构的作用下测试带沿着鞍马环移动，拉力传感器将拉力数据传至数据采集卡，进一步传至计算机。本发明的高精度鞍马环摩擦系数测试仪，测试机构通过串口通信与计算机连接，在测控软件界面内完成测试仪测试动作的控制。完成一次测试过程，具体动作有：测试开始、升降机构向下运动、托盘与加载块脱离接触、升降机构停止运动、自动显示记录、拟出拉力与时间的曲线、延时10s后计算最大静摩擦系数、升降机构向上运动、托起加载块、升降机构停止运动。在完成所有的测试过程后，数据自动整理、计算、存储、输出测试记录，连接打印机，可将测试结果与记录打印。

本发明的有益效果为：

本发明提供了一种自动测试鞍马环摩擦系数的设备，弥补了现有技术的空白，本发明高精度鞍马环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为本发明高精度鞍马环摩擦系数测试仪测试机构的侧视结构示意图；

图2为本发明高精度鞍马环摩擦系数测试仪测试机构的正视结构示意图；

图3为本发明高精度鞍马环摩擦系数测试仪供电机构和数据采集与分析机构的结构示意图；

图4为本发明高精度鞍马环摩擦系数测试仪数据采集与分析机构的结构框图。

1-拉力传感器；2-测试带；3-弹簧；4-加载块；5-托盘；6-升降机构；7-伺服电机；8-底座；9-强弱电控制系统；10-鞍马环；11-计算机主机；12-显示器；13-打印机。

具体实施方式

实施例1

如图1-图4所示，本发明的高精度鞍马环摩擦系数测试仪包括测试机构、供电机构（强弱电控制系统）、数据采集与分析机构。

其中，测试机构包括底座8，底座8上面固定设置有升降机构6，升降机构6由伺服电机7驱动。升降机构6的顶端固定设置一托盘5，托盘5上放置一质量为5±0.2kg的加载块4，该加载块4为按国标要求制成的测试样块。加载块4的顶部中央位置固定设置一圆环，弹簧3的第一端部与圆环可拆卸固定连接。弹簧3的第二端部可拆卸固定连接有测试带2。测试2带的宽度为20±1mm、厚度为10±0.5mm，测试带2在5N/cm²的压力下，其厚度能被压缩到原始厚度的75±5%，测试带2的静摩擦系数为0.25±0.03，测试带2拉力的增加比率为5±0.5N/s。测试带2的另一端固定连接拉力传感器1，拉力传感器1固定在竖直安装在地面上的地锚上。

数据采集与分析机构包括PCI8602板卡（数据采集卡）、与PCI8602板卡通过通信接口连接的计算机主机11，计算机主机11外接显示器12和打印机13。计算机主机11中还加载有测试与控制程序。PCI8602板卡通过接口与伺服电机7的伺服驱动器连接，以向伺服电机7发送正反转速度信号以及行程限位信号。拉力传感器1通过信号放大器与PCI8602板卡连接并向其输入数据。

底座8的下面设置有强弱电控制箱，强弱电控制箱中设有强弱电控制系统9，强弱电控制系统9为整个系统供电。

使用本发明的高精度鞍马环摩擦系数测试仪测试鞍马环的摩擦系数时，将测试带绕过鞍马环10，在升降机构6的作用下测试带2沿着鞍马环10移动，拉力传感器1将拉力数据传至数据采集卡，进一步传至计算机。本发明的高精度鞍马环摩擦系数测试仪，测试机构通过串口通信与计算机连接，在测控软件界面内完成测试仪测试动作的控制。完成一次测试过程，具体动作有：测试开始、升降机构6向下运动、托盘5与加载块4脱离接触、升降机构6停止运动、自动显示记录、拟出拉力与时间的曲线、延时10s后计算最大静摩擦系数、升降机构6向上运动、托起加载块4、升降机构6停止运动。在完成所有的测试过程后，数据自动整理、计算、存储、输出测试记录，连接打印机13，可将测试结果与记录打印。

Claims (9)

1.一种高精度鞍马环摩擦系数测试仪，包括测试机构、数据采集与分析机构及供电机构，其特征在于，所述测试机构包括：

底座；

升降机构，固定设置在所述底座上，由伺服电机驱动，所述升降机构的顶端固定设置一托盘；

加载块，放置在所述托盘上；

弹簧，其第一端部与所述加载块的顶端固定连接；

测试带，其第一端部与所述弹簧的第二端部固定连接；

拉力传感器，固定设置在地锚上，所述地锚竖直设置在地面上；所述测试带的第二端部固定连接所述拉力传感器。

2.如权利要求1所述的高精度鞍马环摩擦系数测试仪，其特征在于：所述加载块的质量为5±0.2kg。

3.如权利要求2所述的高精度鞍马环摩擦系数测试仪，其特征在于：所述测试带的宽度为20±1mm、厚度为10±0.5mm，所述测试带在5N/cm²的压力下，其厚度能被压缩到原始厚度的75±5%，所述测试带的静摩擦系数为0.25±0.03。

4.如权利要求3所述的高精度鞍马环摩擦系数测试仪，其特征在于：所述测试带与所述拉力传感器可拆卸固定连接。

5.如权利要求4所述的高精度鞍马环摩擦系数测试仪，其特征在于：所述弹簧与所述加载块可拆卸固定连接。

6.如权利要求1或5所述的高精度鞍马环摩擦系数测试仪，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。

7.如权利要求6所述的高精度鞍马环摩擦系数测试仪，其特征在于：所述数据采集卡为PCI8602板卡。

8.如权利要求6所述的高精度鞍马环摩擦系数测试仪，其特征在于：所述拉力传感器通过信号放大器与所述数据采集卡连接。

9.如权利要求6所述的高精度鞍马环摩擦系数测试仪，其特征在于：所述数据采集卡与所述伺服电机的伺服驱动器连接，用以向所述伺服电机发送正反转速度信号以及行程限位信号。