CN108444904A - 动静摩擦系数智能测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种动静摩擦系数智能测量装置，包括待测试的材料板和材料块；其创新在于：所述动静摩擦系数智能测量装置由底座、支撑座、传动装置、条形滑座、滑块、加速度传感器、磁力锁、挡板、角度传感器、配重块和位移传感器组成；本发明的有益技术效果是：提出了一种动静摩擦系数智能测量装置，该测量装置能自动、高效地完成多次测量，测量结果较为准确。

Description

动静摩擦系数智能测量装置
技术领域
本发明涉及一种动摩擦系数测量技术，尤其涉及一种动静摩擦系数智能测量装置。
背景技术
摩擦系数测量对材料领域和装备制造领域都有重要的技术意义；现有的摩擦系数测量装置自动化程度较低，操作较为麻烦，测量过程中，人工操作占比较大，测量准确性较差，而且测量效率较低，难以在一次操作中获取到多组测试数据。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种动静摩擦系数智能测量装置，包括待测试的材料板和材料块；其创新在于：所述动静摩擦系数智能测量装置由底座、支撑座、传动装置、条形滑座、滑块、加速度传感器、磁力锁、挡板、角度传感器、配重块和位移传感器组成；
所述挡板设置在条形滑座上侧面的左端；所述磁力锁设置在条形滑座上侧面的右端；挡板和磁力锁之间的区域形成测量区；所述角度传感器设置在条形滑座上，角度传感器位于测量区外；条形滑座上侧面上与测量区对应的区域设置有安装槽；所述材料板设置在安装槽内；
所述滑块的下端面上设置有凹槽和两组滚轮，两组滚轮分别位于凹槽两侧，滚轮的轴向与滑块下端面垂直；滑块的横向侧壁上设置有连接板，连接板下端与配重块连接，配重块位于滚轮下侧，两个配重块分别位于滑块两侧；所述加速度传感器设置在滑块的上端面上；所述材料块和位移传感器设置在凹槽的底面上；所述滑块设置在条形滑座上方，滑块的位置与测量区对应，所述滚轮与条形滑座的横向侧壁接触，所述材料块的下端面与材料板的上端面接触，位移传感器与材料板之间留有间隙，位移传感器的传感部与材料板上端面相对；
所述支撑座的上部设置有转动支承；所述传动装置固定在条形滑座的下侧面上，传动装置与转动支承转动连接，传动装置的转动平面与水平方向垂直；传动装置的输出轴与转动支承的转轴同轴，所述输出轴与转动支承传动连接；所述支撑座的下端与底座固定连接。
前述测量装置中，角度传感器用于检测条形滑座的倾斜角度，加速度传感器用于检测滑块运动时的加速度，位移传感器用于检测滑块是否处于运动状态，配重块用于为材料板和材料块提供压力(可通过加装不同重量的配重块来改变压力大小)，挡板和磁力锁可对滑块的运动范围进行限制，防止滑块脱离测量区；
应用时，将测量装置置于水平面上，然后将待测试的材料板和材料块分别安装在条形滑座和滑块上并装配好合适的配重块，并通过传动装置将条形滑座调节至水平状态；
对静摩擦系数进行测量时，通过传动装置传动条形滑座缓慢倾斜，条形滑座倾斜过程中，角度传感器对条形滑座的倾斜角度进行实时检测，位移传感器对滑块的运动状态进行实时检测，当滑块从静止状态跳变为运动状态时，我们就能得到条形滑座当前的倾斜角度；然后，受位移传感器的触发，传动装置又传动条形滑座反向转动，待位移传感器检测到滑块从运动状态跳变为静止状态时，传动装置又传动条形滑座以更低的速度倾斜，重新获取滑块状态跳变时的条形滑座倾角，当达到设定的时长或操作次数后，我们就能获得多个倾角数据用于后期数据处理，通过相应计算，就能得到逐步精确的静摩擦系数；
对动摩擦系数进行测量时，先使滑块靠在磁力锁上，通过磁力锁将滑块吸附住，然后通过传动装置将条形滑座传动至设定的倾角(通过角度传感器检测倾角是否达到设定状态)，然后将磁力锁断电，使滑块自然滑落，滑块滑落过程中，通过加速度传感器对加速度数据进行检测，如此，就能获取到某一倾角条件下的加速度数值，通过相应计算，即可得到动摩擦系数；滑块自然滑落后，延迟一定时间，通过传动装置传动条形滑座反向倾斜，使滑块滑落至磁力锁处，用磁力锁将滑块重新吸附，然后再按前述方式重新进行新的动摩擦测试操作；
采用本发明的测量装置后，装置可自动对摩擦系数进行测量，测量过程中，认为干预较少，测量结果较为准确，测量效率较高。
考虑到摩擦系数计算是现有理论，故本文不再对具体的计算方式进行赘述。
优选地，所述底座为T形结构体，所述支撑座位于T形结构体竖向段的中部；底座下端面上设置有两个固定支撑座和一个电动伸缩支撑座；第一固定支撑座位于T形结构体竖向段外端，第二固定支撑座位于T形结构体横向段一端，所述电动伸缩支撑座位于T形结构体横向段另一端。应用时，控制装置根据角度传感器对测量装置的放置状态进行检测，如测量装置放得不平，则控制装置可控制电动伸缩支撑座对底座的位置进行调节，从而使测量装置具备横向自动找平功能。
优选地，所述传动装置由电动机和减速装置组成；所述电动机的输出轴与减速装置的输入轴传动连接，减速装置的输出轴即为传动装置的输出轴。
优选地，所述挡板的右端面上设置有橡胶垫。橡胶垫可以起到缓冲作用，避免挡板和滑块剧烈碰撞。
优选地，所述磁力锁的左端面上设置有微动开关。设置了微动开关后，滑块被磁力锁吸住时，就会触发微动开关，如此，就能使控制部能够自动识别出滑块是否已被磁力锁吸住。
优选地，所述条形滑座的横向侧壁上设置有霍尔传感器。霍尔传感器可设置在挡板右方靠近挡板的位置处，控制部可通过霍尔传感器对滑块的位置进行识别，以确定滑块是否已经接近挡板，比如在测量静摩擦时，如滑块已经接近挡板，无法继续进行试验，需要重新调整条形滑座的倾斜角度。
本发明的有益技术效果是：提出了一种动静摩擦系数智能测量装置，该测量装置能自动、高效地完成多次测量，测量结果较为准确。
附图说明
图1、本发明的结构示意图；
图2、材料块位置处的断面结构示意图；
图3、滑块结构示意图；
图中各个标记所对应的名称分别为：底座1、固定支撑座1-1、电动伸缩支撑座1-2、支撑座2、电动机3-1、减速装置3-2、条形滑座4、滑块5、滚轮5-1、加速度传感器6、磁力锁7、挡板8、角度传感器9、配重块10、位移传感器11、材料板A、材料块B、固定压块C。
具体实施方式
一种动静摩擦系数智能测量装置，包括待测试的材料板和材料块；其创新在于：所述动静摩擦系数智能测量装置由底座1、支撑座2、传动装置、条形滑座4、滑块5、加速度传感器6、磁力锁7、挡板8、角度传感器9、配重块10和位移传感器11组成；
所述挡板8设置在条形滑座4上侧面的左端；所述磁力锁7设置在条形滑座4上侧面的右端；挡板8和磁力锁7之间的区域形成测量区；所述角度传感器9设置在条形滑座4上，角度传感器9位于测量区外；条形滑座4上侧面上与测量区对应的区域设置有安装槽；所述材料板设置在安装槽内；
所述滑块5的下端面上设置有凹槽和两组滚轮，两组滚轮分别位于凹槽两侧，滚轮的轴向与滑块5下端面垂直；滑块5的横向侧壁上设置有连接板，连接板下端与配重块10连接，配重块10位于滚轮下侧，两个配重块10分别位于滑块5两侧；所述加速度传感器6设置在滑块5的上端面上；所述材料块和位移传感器11设置在凹槽的底面上；所述滑块5设置在条形滑座4上方，滑块5的位置与测量区对应，所述滚轮与条形滑座4的横向侧壁接触，所述材料块的下端面与材料板的上端面接触，位移传感器11与材料板之间留有间隙，位移传感器11的传感部与材料板上端面相对；
所述支撑座2的上部设置有转动支承；所述传动装置固定在条形滑座4的下侧面上，传动装置与转动支承转动连接，传动装置的转动平面与水平方向垂直；传动装置的输出轴与转动支承的转轴同轴，所述输出轴与转动支承传动连接；所述支撑座2的下端与底座1固定连接。
进一步地，所述底座1为T形结构体，所述支撑座2位于T形结构体竖向段的中部；底座1下端面上设置有两个固定支撑座1-1和一个电动伸缩支撑座1-2；第一固定支撑座1-1位于T形结构体竖向段外端，第二固定支撑座1-1位于T形结构体横向段一端，所述电动伸缩支撑座1-2位于T形结构体横向段另一端。
进一步地，所述传动装置由电动机3-1和减速装置3-2组成；所述电动机3-1的输出轴与减速装置3-2的输入轴传动连接，减速装置3-2的输出轴即为传动装置的输出轴。
进一步地，所述挡板8的右端面上设置有橡胶垫。
进一步地，所述磁力锁7的左端面上设置有微动开关。
进一步地，所述条形滑座4的横向侧壁上设置有霍尔传感器。
参见图1、图3，具体实施时，还可通过固定压块将材料板压紧在安装槽内。

Claims (6)

1.一种动静摩擦系数智能测量装置，包括待测试的材料板和材料块；其特征在于：所述动静摩擦系数智能测量装置由底座(1)、支撑座(2)、传动装置、条形滑座(4)、滑块(5)、加速度传感器(6)、磁力锁(7)、挡板(8)、角度传感器(9)、配重块(10)和位移传感器(11)组成；
所述挡板(8)设置在条形滑座(4)上侧面的左端；所述磁力锁(7)设置在条形滑座(4)上侧面的右端；挡板(8)和磁力锁(7)之间的区域形成测量区；所述角度传感器(9)设置在条形滑座(4)上，角度传感器(9)位于测量区外；条形滑座(4)上侧面上与测量区对应的区域设置有安装槽；所述材料板设置在安装槽内；
所述滑块(5)的下端面上设置有凹槽和两组滚轮，两组滚轮分别位于凹槽两侧，滚轮的轴向与滑块(5)下端面垂直；滑块(5)的横向侧壁上设置有连接板，连接板下端与配重块(10)连接，配重块(10)位于滚轮下侧，两个配重块(10)分别位于滑块(5)两侧；所述加速度传感器(6)设置在滑块(5)的上端面上；所述材料块和位移传感器(11)设置在凹槽的底面上；所述滑块(5)设置在条形滑座(4)上方，滑块(5)的位置与测量区对应，所述滚轮与条形滑座(4)的横向侧壁接触，所述材料块的下端面与材料板的上端面接触，位移传感器(11)与材料板之间留有间隙，位移传感器(11)的传感部与材料板上端面相对；
所述支撑座(2)的上部设置有转动支承；所述传动装置固定在条形滑座(4)的下侧面上，传动装置与转动支承转动连接，传动装置的转动平面与水平方向垂直；传动装置的输出轴与转动支承的转轴同轴，所述输出轴与转动支承传动连接；所述支撑座(2)的下端与底座(1)固定连接。
2.根据权利要求1所述的动静摩擦系数智能测量装置其特征在于：所述底座(1)为T形结构体，所述支撑座(2)位于T形结构体竖向段的中部；底座(1)下端面上设置有两个固定支撑座(1-1)和一个电动伸缩支撑座(1-2)；第一固定支撑座(1-1)位于T形结构体竖向段外端，第二固定支撑座(1-1)位于T形结构体横向段一端，所述电动伸缩支撑座(1-2)位于T形结构体横向段另一端。
3.根据权利要求1所述的动静摩擦系数智能测量装置其特征在于：所述传动装置由电动机(3-1)和减速装置(3-2)组成；所述电动机(3-1)的输出轴与减速装置(3-2)的输入轴传动连接，减速装置(3-2)的输出轴即为传动装置的输出轴。
4.根据权利要求1所述的动静摩擦系数智能测量装置其特征在于：所述挡板(8)的右端面上设置有橡胶垫。
5.根据权利要求1所述的动静摩擦系数智能测量装置其特征在于：所述磁力锁(7)的左端面上设置有微动开关。
6.根据权利要求1所述的动静摩擦系数智能测量装置其特征在于：所述条形滑座(4)的横向侧壁上设置有霍尔传感器。
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