CN105193003B - 一种可模拟多种环境下的鞋底耐磨能力测试装置 - Google Patents

Abstract

一种可模拟多种环境下的鞋底耐磨能力测试装置，包括实验台底座，其前端设置有摩擦实验装置，两组摩擦实验装置间隔安装，并在实验台底座的两端分别安装控制其运动的驱动电机、联轴器和扭矩传感器；位于实验台底座中部安装有液压加压装置，所述液压加压装置的输出端连接脚模型装置，所述脚模型装置位于摩擦实验装置的顶部。通过摩擦装置中传动滚轴的上下移动、摩擦带的间断性对鞋子摩擦、两摩擦带间留有空隙、摩擦带的可更换性两摩擦装置分别磨损前后鞋掌，液压加力装置的加力控制、脚模型的可更换性来很好的模拟人走路时脚的运动规律；通过利用扭矩传感器测扭矩的改变来间接得到摩擦系数的改变，反映磨损程度，使得得到的数据更直接，更精确。

Description

一种可模拟多种环境下的鞋底耐磨能力测试装置

技术领域

本发明涉及摩擦测试机械设备技术领域，尤其是一种可模拟多种环境下的鞋底耐磨能力测试装置，可以用来测试鞋底在多种不同的条件下的耐磨能力。

背景技术

目前，推广两型社会，节约资源和保护环境是当前之重。鞋厂在鞋子生产过程中对鞋底材料设计选择不恰当容易造成鞋底的磨损加剧，导致鞋子的报废，从而造成鞋底材料资源的极大浪费，同时废弃的鞋子不易分解和回收，容易对环境造成巨大污染。鞋底性能评价方面有助于解决这个问题。引出这个项目或者测试方法。

现有技术中对鞋底耐磨能力的测试装置主要存在以下不足：

一是测试过程只在摩擦板上不断对鞋底进行摩擦，不能对鞋跟以及前脚掌更好的测量，难以模拟人走路的状态以及不同环境对鞋不同程度的磨损，因此得出的鞋底耐磨性能往往与实际不符；

二是局限于每次测试必须同时测两只（甚至多只）鞋，因而导致设备体型略显庞大；

三是部分设备采用了机械脚的技术，装置结构复杂稳定性差，同时也导致价格过于昂贵；

四是尚未见到直接将成品鞋安置在试验机上就能简便地测定摩擦系数的设备。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种可模拟多种环境下的鞋底耐磨能力测试装置，从而可以很好的模拟不同情况下鞋子所受摩擦，进而得出鞋子在不同环境下的耐磨能力。

本发明所采用的技术方案如下：

一种可模拟多种环境下的鞋底耐磨能力测试装置，包括实验台底座，所述实验台底座的前端设置有摩擦实验装置，两组摩擦实验装置间隔安装，并在实验台底座的两端分别安装控制其运动的驱动电机、联轴器和扭矩传感器；位于实验台底座中部安装有液压加压装置，所述液压加压装置的输出端连接脚模型装置，所述脚模型装置位于摩擦实验装置的顶部。

其进一步技术方案在于：

所述摩擦实验装置的结构为：所述实验台底座的前端间隔安装有挡块，两个挡块之间安装传动滚轴，共设置有四个平行设置的传动滚轴，位于两端的传动滚轴的后端与驱动装置连接，两个传动滚轴之间转一个摩擦带，两个摩擦带间隔安装，两个摩擦带分别用来与鞋底的前掌和后掌接触；所述挡块中部安装升降支架，所述升降支架通过手动液压升降台控制，所述实验台底座上安装有手轮，所述手轮驱动手动液压升降台；位于传动滚轴两端的挡块上还安装有摩擦带防松装置和弹簧卡；所述实验台底座上还设置有散热槽，所述散热槽上装有风扇；

摩擦带倾斜安装，位于前掌处的摩擦带的安装坡度为0-40°，位于后掌处的摩擦带的坡度为0-25°；

摩擦带的外表面采用粗糙摩擦材料制成的粗糙表面与光滑材料制成的光滑表面相间隔分布；

所述液压加压装置的结构为：包括底座，所述底座通过紧固螺钉固定于实验台底座上，所述底座上延伸有液压箱，所述液压箱中部形成有导向滑动槽，位于导向滑动槽两侧的液压箱上设置有法向导轨，所述导向滑动槽的顶面安装有加力杆；

所述脚模型装置的结构为：包括固定块，所述固定块后端延伸有连接块，所述连接块中部设置有导向滑块，所述导向滑块在导向滑动槽内滑动，所述加力杆与导向滑块顶面抵接，所述连接块的两端分别设置有与法向导轨配合连接的法向滑槽，所述固定块的底部通过第一螺栓和第二螺栓安装有连接杆，所述连接杆的底部通过键安装脚模型；

所述实验台底座的底部还安装有调平螺钉。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，该装置利用“人不动，地面动”的转换，通过摩擦装置中传动滚轴的上下移动、摩擦带的间断性对鞋子摩擦、两摩擦带间留有空隙、摩擦带的可更换性两摩擦装置分别磨损前后鞋掌，液压加力装置的加力控制、脚模型的可更换性来很好的模拟人走路时脚的运动规律；通过利用扭矩传感器测扭矩的改变来间接得到摩擦系数的改变，从而反映磨损程度，使得得到的数据更直接，更精确。

本发明所述的摩擦带可更换，通过更换不同材质的摩擦带，可模拟鞋子在不同材质路面的耐磨损能力。

本发明所述的摩擦带采用粗糙的摩擦材料与光滑材料相间隔分布，利用这种间断性摩擦，可以模拟人在行走时前掌后掌交替与地面进行摩擦，避免出现持续磨损产生热量对鞋底材料影响，更好模拟真实情况，避免出现实验误差。

本发明采用前后两个可控的摩擦装置分别来对一只鞋的前后掌进行摩擦实验，更好的模拟现实情况中鞋子几乎只有前后掌进行摩擦，脚中间的一小部分几乎不受力，避免出现正常行走中不可能出现的摩擦对实验的干扰。

由于鞋子的前后掌有微小的坡度，通过手动液压升降台调节摩擦带的坡度有效地模拟人走路时前后脚掌依次紧密地接触地面。

通过液压加力装置对待测鞋施加不同大小的压力，模拟不同体重的人穿鞋子时，对鞋子耐磨损性能的影响。

通过更换脚模型，来测试不同尺码的鞋子以及左右脚之间耐磨损能力的差异。

本发明引用扭曲传感器在驱动电机和磨损装置之间，当鞋底磨损时，鞋底与摩擦带之间的摩擦系数会发生变化，从而改变鞋底与摩擦带之间的摩擦力，使得传动滚轴在转动时所受阻力减小从而改变了扭矩大小，而扭矩传感器可以捕捉到这一变化，通过换算，从而更直接准确的测出鞋底磨损程度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图（另一视角）。

图3为本发明摩擦实验装置的结构示意图。

图4为本发明摩擦带的结构示意图。

图5为本发明液压加压装置的结构示意图。

图6为本发明脚模型装置的结构示意图。

其中：1、实验台底座；2、驱动电机；3、联轴器；4、扭矩传感器；5、液压加压装置；501、液压箱；502、加力杆；503、导向滑动槽；504、法向导轨；505、底座；506、紧固螺钉；6、脚模型装置；601、固定块；602、连接块；603、导向滑块；604、法向滑槽；605、第一螺栓；606、连接杆；607、第二螺栓；608、键；609、脚模型；7、摩擦实验装置；8、手动液压升降台；9、调平螺钉；10、手轮；11、挡块；12、传动滚轴；13、散热槽；14、摩擦带；15、弹簧卡；16、摩擦带防松装置；17、升降支架；18、粗糙表面；19、光滑表面。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实施例的可模拟多种环境下的鞋底耐磨能力测试装置，包括实验台底座1，实验台底座1的前端设置有摩擦实验装置7，两组摩擦实验装置7间隔安装，并在实验台底座1的两端分别安装控制其运动的驱动电机2、联轴器3和扭矩传感器4；位于实验台底座1中部安装有液压加压装置5，液压加压装置5的输出端连接脚模型装置6，脚模型装置6位于摩擦实验装置7的顶部。

如图3所示，摩擦实验装置7的结构为：实验台底座1的前端间隔安装有挡块11，两个挡块11之间安装传动滚轴12，共设置有四个平行设置的传动滚轴12，位于两端的传动滚轴12的后端与驱动装置连接，两个传动滚轴12之间转一个摩擦带14，两个摩擦带14间隔安装，两个摩擦带14分别用来与鞋底的前掌和后掌接触；挡块11中部安装升降支架17，升降支架17通过手动液压升降台8控制，实验台底座1上安装有手轮10，手轮10驱动手动液压升降台8；位于传动滚轴12两端的挡块11上还安装有摩擦带防松装置16和弹簧卡15；实验台底座1上还设置有散热槽13，散热槽13上装有风扇。

如图4所示，摩擦带14倾斜安装，位于前掌处的摩擦带14的安装坡度为0-40°，位于后掌处的摩擦带14的坡度为0-25°。

摩擦带14的外表面采用粗糙摩擦材料制成的粗糙表面18与光滑材料制成的光滑表面19相间隔分布。

如图5和图6所示，液压加压装置5的结构为：包括底座505，底座505通过紧固螺钉506固定于实验台底座1上，底座505上延伸有液压箱501，液压箱501中部形成有导向滑动槽503，位于导向滑动槽503两侧的液压箱501上设置有法向导轨504，导向滑动槽503的顶面安装有加力杆502；脚模型装置6的结构为：包括固定块601，固定块601后端延伸有连接块602，连接块602中部设置有导向滑块603，导向滑块603在导向滑动槽503内滑动，加力杆502与导向滑块603顶面抵接，连接块602的两端分别设置有与法向导轨504配合连接的法向滑槽604，固定块601的底部通过第一螺栓605和第二螺栓607安装有连接杆606，连接杆606的底部通过键608安装脚模型609。

实验台底座1的底部还安装有调平螺钉9。

本发明通过前后两个摩擦带14同时对鞋底的前掌和后掌进行摩擦。

本发明风扇的设计，在摩擦带14开始工作时启动，进行散热工作。

本发明所述的摩擦带防松装置16通过弹簧卡15来固定位置，升降支架17与手动液压升降台8连接，通过手轮10的控制，调节传动滚轴12的高度。从而实现可更换式摩擦带14坡度的改变。此摩擦实验装置7结构简单，紧凑合理，功能丰富。

实际使用过程中，本发明将实验台底座1固定后，用调平螺钉9将实验台底座1调平，用脚模型609固定好待测鞋子（类似于人穿鞋一样，将鞋子套在脚模型609上），用手轮10调节手动液压升降台8将摩擦实验装置7调整到适当的位置使其与鞋子充分接触，液压加压装置5给鞋子施加一定的压力，预紧摩擦带14，通过驱动电机2带动联轴器3带动摩擦实验装置7转动，测试进行。在测试过程中，扭矩传感器4起到间接测试磨损程度的作用。

本发明通过摩擦实验装置7中传动滚轴12的上下移动、摩擦带14的间断性摩擦、两摩擦带间留有空隙、摩擦带14的可更换性，液压加压装置5的加力控制、脚模型609的可更换性来很好的模拟人走路时脚的运动规律；通过利用扭矩传感器4测扭矩的改变来间接得到摩擦系数的改变，从而反映磨损程度，这样使得得到的数据更直接，更精确。这些创新可以极大的提升效率，降低成本，简化模拟过程与测试流程，并解决当前鞋底摩擦测试工艺的发展。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (5)

1.一种可模拟多种环境下的鞋底耐磨能力测试装置，其特征在于：包括实验台底座（1），所述实验台底座（1）的前端设置有摩擦实验装置（7），两组摩擦实验装置（7）间隔安装，并在实验台底座（1）的两端分别安装控制其运动的驱动电机（2）、联轴器（3）和扭矩传感器（4）；位于实验台底座（1）中部安装有液压加压装置（5），所述液压加压装置（5）的输出端连接脚模型装置（6），所述脚模型装置（6）位于摩擦实验装置（7）的顶部；所述摩擦实验装置（7）的结构为：所述实验台底座（1）的前端间隔安装有挡块（11），两个挡块（11）之间安装传动滚轴（12），共设置有四个平行设置的传动滚轴（12），位于两端的传动滚轴（12）的后端与驱动装置连接，两个传动滚轴（12）之间转一个摩擦带（14），两个摩擦带（14）间隔安装，两个摩擦带（14）分别用来与鞋底的前掌和后掌接触；所述挡块（11）中部安装升降支架（17），所述升降支架（17）通过手动液压升降台（8）控制，所述实验台底座（1）上安装有手轮（10），所述手轮（10）驱动手动液压升降台（8）；位于传动滚轴（12）两端的挡块（11）上还安装有摩擦带防松装置（16）和弹簧卡（15）；所述实验台底座（1）上还设置有散热槽（13），所述散热槽（13）上装有风扇。

2.如权利要求1所述的一种可模拟多种环境下的鞋底耐磨能力测试装置，其特征在于：摩擦带（14）倾斜安装，位于前掌处的摩擦带（14）的安装坡度为0-40°，位于后掌处的摩擦带（14）的坡度为0-25°。

3.如权利要求1所述的一种可模拟多种环境下的鞋底耐磨能力测试装置，其特征在于：摩擦带（14）的外表面采用粗糙摩擦材料制成的粗糙表面（18）与光滑材料制成的光滑表面（19）相间隔分布。

4.如权利要求1所述的一种可模拟多种环境下的鞋底耐磨能力测试装置，其特征在于：所述液压加压装置（5）的结构为：包括底座（505），所述底座（505）通过紧固螺钉（506）固定于实验台底座（1）上，所述底座（505）上延伸有液压箱（501），所述液压箱（501）中部形成有导向滑动槽（503），位于导向滑动槽（503）两侧的液压箱（501）上设置有法向导轨（504），所述导向滑动槽（503）的顶面安装有加力杆（502）；

所述脚模型装置（6）的结构为：包括固定块（601），所述固定块（601）后端延伸有连接块（602），所述连接块（602）中部设置有导向滑块（603），所述导向滑块（603）在导向滑动槽（503）内滑动，所述加力杆（502）与导向滑块（603）顶面抵接，所述连接块（602）的两端分别设置有与法向导轨（504）配合连接的法向滑槽（604），所述固定块（601）的底部通过第一螺栓（605）和第二螺栓（607）安装有连接杆（606），所述连接杆（606）的底部通过键（608）安装脚模型（609）。

5.如权利要求1所述的一种可模拟多种环境下的鞋底耐磨能力测试装置，其特征在于：所述实验台底座（1）的底部还安装有调平螺钉（9）。