CN108267376B - 一种滚滑扭实验装置 - Google Patents

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Abstract

一种滚滑扭实验装置。它是包括实验台、上实验件和下实验件，所述的上实验件与下实验件上下配套放置安装在实验台上，在所述实验台上设有滚滑装置和扭转装置，滚滑装置水平安装在实验台的上方并与上实验件固定连接，扭转装置竖直安装在实验台的下方并与下实验件相连，上实验件与下实验件的接触面还设有压力传感器。本发明能够对滚动，滑动、滚滑、扭转以及滚滑扭复合运动的多种运动形式进行模拟，结构简单，易操作，运行稳定，运动方式可调，测试准确，使用寿命长。

Description

一种滚滑扭实验装置
技术领域
本发明涉及一种模拟实验装置，尤其是一种可以实现测量接触材料在滚动、滑动、滚滑、扭转及滚滑扭组合运动时的接触力学特性及其摩擦磨损特性的滚滑扭实验装置。
背景技术
滚滑扭装置主要存在于以滚动作为运动主要形式的结构中，例如车辆的轮胎、滑轮以及人体的下肢关节等等。滚滑扭装置的实验可以对产生滚动、滑动、滚滑、扭转以及滚滑扭等多种运动形式进行模拟，确定接触材料的力学性质及假体外形的几何尺寸。因此，能够实现滚滑扭复合运动特性的实验设备对验证材料的力学性能和外形设计至关重要。
目前的实验装置大多是单一的滑动、滚动或单纯的扭转，将多种运动形式综合考量的实验机数量不多，由此带来实验数据的不完全性会对后续的设计环节产生一定的影响，同时对机器的重复采购还会造成经费和实验空间的浪费。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种滚滑扭实验装置，该实验装置能够对滚动，滑动、滚滑、扭转以及滚滑扭复合运动的多种运动形式进行模拟，结构简单，易操作，运行稳定，运动方式可调，测试准确，使用寿命长。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括实验台、上实验件和下实验件，所述的上实验件与下实验件上下配套放置安装在实验台上，在所述实验台上设有滚滑装置和扭转装置，滚滑装置水平安装在实验台的上方并与上实验件固定连接，扭转装置竖直安装在实验台的下方并与下实验件相连，在下实验件的底部设有压力传感器。
相比现有技术，本发明的一种滚滑扭实验装置，通过单独的滚滑装置带动上实验件正反转，使上实验件与下实验件的接触面实现滚滑作用；通过单独的扭转装置带动下实验件运动，实现了上实验件与下实验件之间的扭转运动；同时启动滚滑装置和扭转装置，则接触面间实现了滚滑扭复合接触状态，从而模拟了对滚动，滑动、滚滑、扭动以及滚滑扭复合运动的多种运动形式。进而还可以通过对旋转角度和速率、扭转角度和速率的调节，实现不同的实验参数匹配。综上可见，本发明结构简单，易操作，运行稳定，运动方式可调，测试准确，使用寿命长。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一个实施例的主视图。
图2是图1的右视图。
图中，1、实验挡板，2、显示屏，3、上实验件，4、下实验件，5、实验台，6、垂直T型杆，7、水平丝杠，8、联轴器B，9、步进电机Ⅱ，10、摆轴，11、联轴器A，12、步进电机Ⅰ。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
图1和图2示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，图中的一种滚滑扭实验装置，包括实验台5、上实验件3和下实验件4，所述的上实验件3与下实验件4上下配套放置安装在实验台5上，在所述实验台5上设有滚滑装置和扭转装置，滚滑装置水平安装在实验台5的上方并与上实验件3固定连接，扭转装置竖直安装在实验台5的下方并与下实验件4相连，在下实验件4的底部还设有压力传感器。
其中，所述的滚滑装置包括摆轴10和步进电机Ⅰ12，步进电机Ⅰ12固定在实验台5上并通过联轴器A11与摆轴10相连，摆轴10的前端固定安装上实验件3，直接通过对步进电机Ⅰ12进行控制实行上实验件3的正反转，优选地，旋转运动角度定为±30°；所述的扭转装置包括丝杆升降机和步进电机Ⅱ9，丝杆升降机包括通过蜗轮蜗杆方式啮合的水平丝杠7和垂直T型杆6，步进电机Ⅱ9固定在实验台5上并通过联轴器B8与水平丝杠7连接，下实验件4固定连接在垂直T型杆6的上端部。步进电机Ⅱ9通过联轴器B8带动水平丝杠7旋转，水平丝杠7通过齿啮合带动垂直T型杆6进行上下运动，同时进行一定扭转运动，最终为下实验件4提供实验所需的转速及扭矩。
作为本实施例的进一步改进设计是，在所述实验台5上还安装有实验挡板1，实验挡板1上设有显示屏2，压力传感器通过显示屏2进行载荷显示。当实验挡板1是安装在实验台5的上方时，摆轴10可以从中无接触地穿过或者由轴承支撑通过，通过压力传感器测得所需实验载荷达到标准后进行实验。
实验原理：实验机工作时，根据载荷的不同，通过调节升降机的水平丝杆的移动距离来控制。当实验件固定不动，下实验件4通过滚滑装置实现扭转运动试验；当下实验件4固定，上实验件3进行转动时实现可控角度的滑动实验；当上实验件3和下实验件4同时运动时实现滚滑扭的复合实验。
本发明的结构较为简单，运行稳定，运动方式可调，实验参数可实时测量记录，使用寿命长，并且能够根据实际的实验对象和要求进行多种组合设计，能够完成关于滚滑扭组合运动方式下材料的摩擦磨损情况的实验研究，其与现有技术相比具有如下优点：1)扭摆装置，能够完成可控角度的实验；2)采用扭转装置配合滚动装置能够实现复杂的滚滑扭的复杂运动。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种滚滑扭实验装置，包括实验台(5)、上实验件(3)和下实验件(4)，所述的上实验件(3)与下实验件(4)上下配套放置并安装在实验台(5)上，其特征是：在所述实验台(5)上设有滚滑装置和扭转装置，滚滑装置水平安装在实验台(5)的上方并与上实验件(3)固定连接，扭转装置竖直安装在实验台(5)的下方并与下实验件(4)相连，在下实验件(4)的底部还设有压力传感器；所述的扭转装置包括丝杆升降机和步进电机Ⅱ(9)，丝杆升降机包括通过蜗轮蜗杆方式啮合的水平丝杠(7)和垂直T型杆(6)，所述水平丝杠(7)通过齿啮合带动垂直T型杆(6)进行上下运动，同时进行一定扭转运动；步进电机Ⅱ(9)固定在实验台(5)上并通过联轴器B(8)与水平丝杠(7)连接，下实验件(4)固定连接在垂直T型杆(6)的上端部；通过单独的滚滑装置带动上实验件正反转，使上实验件与下实验件的接触面实现滚滑作用；通过单独的扭转装置带动下实 验件运动，实现了上实验件与下实验件之间的扭转运动；同时启动滚滑装置和扭转装置，则 接触面间实现了滚滑扭复合接触状态。
2.根据权利要求1所述的一种滚滑扭实验装置，其特征是：所述的滚滑装置包括摆轴(10)和步进电机Ⅰ(12)，步进电机Ⅰ(12)固定在实验台(5)上并通过联轴器A(11)与摆轴(10)相连，摆轴(10)的前端固定安装上实验件(3)，步进电机Ⅰ(12)控制上实验件(3)实现一定角度的正反转。
3.根据权利要求2所述的一种滚滑扭实验装置，其特征是：所述上实验件(3)的旋转运动角度为±30°。
4.根据权利要求3所述的一种滚滑扭实验装置，其特征是：在所述实验台(5)上还安装有实验挡板(1)，实验挡板(1)上设有显示屏(2)，压力传感器通过显示屏(2)进行载荷显示。
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