CN109282964B - 一种可实现仿生非光滑表面固固/固液壁面间摩擦阻力的测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可实现仿生非光滑表面固固/固液壁面间摩擦阻力的测试装置，该测试装置包括动力传输装置、固固壁面测试装置、固液壁面测试装置、移动装置以及试验平台，动力传输装置的动力输出轴与固固壁面测试装置水平连接，与固液壁面测试装置竖直连接，移动装置包括水平移动装置与竖直升降装置，固固壁面测试装置安装在水平移动装置上，固液壁面测试装置安装在竖直升降装置上，动力传输装置和水平移动装置均安装在试验平台上。本发明的装置体积小、结构紧凑简单、所需成本低、操作简单、试验能力强、功能多、安全、绿色无污染、不受周围试验环境限制，方便试验样件装卸。

Description

一种可实现仿生非光滑表面固固/固液壁面间摩擦阻力的测 试装置

技术领域

本发明涉及一种流体阻力测试装置，具体涉及一种可实现仿生非光滑表面固固/固液壁面间摩擦阻力的测试装置。

背景技术

能源是当今世界不可或缺的一种资源。然而，在人类社会的快速发展过程中，对能源的大肆使用导致不必要的浪费，加上能源再生周期过长，能源愈发缺乏，故节能问题愈发重要。据调查，常规水上运输体和船舶摩擦阻力约占总阻力的50％，而水下运动的航行体如潜艇、鱼雷等摩擦阻力可占总阻力的70％。因此，减阻节能一直是各个国家最重视的问题之一，而减阻技术发展至今，大都以仿生非光滑表面减阻技术、柔性表面减阻技术、表面涂层减阻技术、微气泡减阻技术、聚合物减阻技术、大涡破碎减阻技术等为主。其中仿生非光滑表面减阻技术是基于仿生学原理来改变壁面局部表面结构的一种减阻方法，通过研究仿生非光滑表面减阻技术，改变了人们对传统的光滑表面减阻的观念。

随着对减阻技术的不断深入研究，不可避免地需要借助于风洞、水洞和水槽等阻力测试装置，但是由于这些装置占地大、成本高、操作复杂、不易装卸、试验条件高以及不能随时随地进行试验等因素影响，难以在普通实验室普及。

发明内容

针对现有的流体阻力测试装置占地大、成本高、操作繁琐、不易装卸、功能有限等问题，本发明提出一种可实现仿生非光滑表面固固/固液壁面间摩擦阻力的测试装置。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种可实现仿生非光滑表面固固/固液壁面间摩擦阻力的测试装置，其特征在于，该测试装置包括动力传输装置、固固壁面测试装置、固液壁面测试装置、移动装置以及试验平台，所述的动力传输装置的动力输出轴与所述的固固壁面测试装置水平连接，与所述的固液壁面测试装置竖直连接，所述的移动装置包括水平移动装置与竖直升降装置，所述的固固壁面测试装置安装在所述的水平移动装置上，所述的固液壁面测试装置安装在所述的竖直升降装置上，所述的动力传输装置和所述的水平移动装置均安装在所述的试验平台上。

进一步地，所述的动力传输装置包括电机、扭矩信号耦合器、动力轴、第一轴固定组件以及第一锥齿轮，所述的电机的输出轴与所述的扭矩信号耦合器的一端固定连接，所述的扭矩信号耦合器的的另一端与所述的动力轴的一端固定连接，所述的动力轴贯穿并支撑在所述的第一轴固定组件内，所述的第一锥齿轮固定连接在所述的动力轴上，并与所述的固液壁面测试装置垂直在竖直方向上固定连接，所述的动力轴的另一端与所述的固固壁面测试装置水平连接，所述的电机、所述的扭矩信号耦合器和所述的第一轴固定组件固定支撑在所述的试验平台上。

进一步地，所述的固固壁面测试装置包括水平输出轴、固固壁面样件支撑架、非光滑壁面盖板、固固壁面压紧装置、第二轴固定装置和显示屏，所述的水平输出轴贯穿所述的第二轴固定装置，其与所述的动力轴一端连接，另一端与所述的固固壁面样件支撑架固定连接，所述的非光滑壁面盖板一端与所述的固固壁面样件支撑架固定，所述的非光滑壁面盖板的另一端的端面为非光滑壁面，与所述的固固壁面压紧装置接触，所述的第二轴固定装置和固固壁面压紧装置安装在所述的水平移动装置上，所述的显示屏与所述的固固壁面压紧装置连接电连接。

进一步地，所述的固液壁面测试装置包括竖直输出轴、竖直轴固定装置、第二锥齿轮、固液壁面样件支撑架、非光滑壁面圆筒、固液壁面压紧装置以及可移动水槽装置，所述的竖直输出轴的上端固定所述的第二锥齿轮，所述的第二锥齿轮与所述的第一锥齿轮啮合，所述的竖直输出轴贯穿固定在所述的竖直轴固定装置上，所述的竖直轴固定装置安装在所述的移动装置的竖直升降装置上，所述的竖直输出轴的下端固定连接所述的固液壁面样件支撑架，所述的固液壁面样件支撑架外部套接所述的非光滑壁面圆筒，所述的非光滑壁面圆筒的外壁面为非光滑壁面，所述的固液壁面压紧装置周向贴合在所述的非光滑壁面圆筒上，所述的固液壁面压紧装置固定在所述的可移动水槽装置的水槽底座上。

进一步地，所述的试验平台包括动力试验平台、测试试验平台，所述的动力传输装置安装在所述的动力试验平台上，所述的水平移动装置安装在所述的测试试验平台上。

进一步地，所述的水平移动装置包括第一V型导轨平台、第一V型导轨平台把手、第二V型导轨平台、第二V型导轨平台把手、V型导轨，所述的V型导轨固定在所述的测试试验平台上，所述的第一V型导轨平台和第二V型导轨平台从右到左依次固定在所述的V型导轨上，且可沿导轨左右滑动，所述的第二轴固定装置通过肋板固定在所述的第二V型导轨平台上，所述的固固壁面压紧装置通过肋板固定在所述的第一V型导轨平台，所述的第一V型导轨平台把手固定在所述的第一V型导轨平台上，所述的第二V型导轨平台把手固定在所述的第二V型导轨平台上，用于推动导轨平台沿导轨的左右滑动。

进一步地，所述的竖直升降装置用于固液壁面测试装置的竖直升降，其包括顶座、把手、竖直升降螺杆、导柱、移动支座、底座，所述的导柱平行设置在所述的竖直升降螺杆的前后位置，所述的顶座固定在所述的竖直升降螺杆和导柱的顶端，所述的底座固定在所述的竖直升降螺杆和导柱的底端，所述的移动支座套设在所述的竖直升降螺杆和导柱上，可沿所述的竖直升降螺杆和导柱上下移动，所述的固液壁面测试装置的竖直轴固定装置固定在所述的移动支座上，所述的把手固定在所述的竖直升降螺杆的顶端。

进一步地，所述的可移动水槽装置包括水槽、升降平台、底部支座、中部带有导轨的底部平台、铰链杆、螺栓杆、转盘，所述的底部支座通过下表面的滑槽套设在所述的底部平台的导轨上，所述的底部支座上表面的前后两边均设置铰链杆滑槽，所述的铰链杆有两个，且均为X型，铰链杆下端的支撑在所述的铰链杆滑槽中，所述的铰链杆上端支撑在所述的升降平台下表面的滑槽中，且两个铰链杆的中部通过连接杆连接固定，所述的水槽固定在所述的升降平台的上表面；所述的螺栓杆、转盘均为两个，所述的螺栓杆一端固定连接转盘，另一端穿过所述的底部平台与所述的铰链杆抵接。

进一步地，所述的固固壁面压紧装置包括光滑壁面压板、压板支撑筒、第一压力传感器、压紧螺杆、压紧把手，所述的光滑壁面压板的上下端均设置径向的凸起，所述的压板支撑筒的上下两端均开设沿轴向延伸的滑槽，所述的光滑壁面压板的凸起嵌套在所述的压板支撑筒的滑槽内，且外周与所述的压板支撑筒的内壁抵接，所述的光滑壁面压板可沿所述的压板支撑筒轴向滑动；所述的第一压力传感器固定在所述的光滑壁面压板的右端面上，所述的压紧螺杆抵接在所述的第一压力传感器上，所述的压紧把手与所述的压紧螺杆连接，所述的第一压力传感器与所述的显示屏电连接；

所述的固液壁面压紧装置包括施压装置、第二压力传感器、施压装置支撑筒、施压螺杆，所述的施压装置包括固定连接的半圆形圆筒和顶端带凸起的圆盘，所述的半圆形圆筒与所述的非光滑壁面圆筒的外周贴合，所述的圆盘在所述的施压圆筒支撑筒内部滑动，所述的第二压力传感器固定在所述的圆盘的端面，所述的第二压力传感器与所述的显示屏电连接，所述的施压螺杆一端与所述的第二压力传感器抵接，另一端伸出所述的施压圆筒支撑筒的外部。

进一步地，所述的动力轴和所述的水平输出轴通过牙嵌式联轴器连接。

本发明的有益效果是：体积小、结构紧凑简单、所需成本低、操作简单、试验能力强、功能多、安全、绿色无污染、不受周围试验环境限制以及方便试验样件装卸等优点；通过锥齿轮实现固固壁面与固液壁面不同环境下摩擦阻力的测试功能，同时通过V型导轨装置和手摇升降装置可以控制仿生非光滑表面固固壁面与仿生非光滑表面固液壁面摩擦阻力单独进行或者同时进行，两者不相互干涉影响；压力传感器与压力传感器显示屏使测试装置中的压紧力可以通过数据具体化，有利于数据分析；水槽升降平移装置通过简单的铰链杆、螺栓杆、方形导轨、导槽和转盘实现了调整水平方向与竖直方向位置的功能，有利于试验样件的装卸。

附图说明

图1为本发明的测试装置的整体结构示意图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3为图1的B-B剖面图；

图4为图1的Ⅰ处局部放大图；

图5为图1的Ⅱ处局部放大图；

图6a为手摇升降装置的右视图；

图6b为手摇升降装置的俯视图；

图7为光滑壁面压板和压板支撑筒的端面配合图；

图8为V型导轨装置的右视半剖图；

图9a为图1的C-C剖视图；

图9b为图9a的俯视图；

其中，电机1、第一联轴器2、扭矩信号耦合器支座3、扭矩信号耦合器4、第二联轴器5、第一左轴承盖6、第一直筒7、第一右轴承盖8、动力轴9、第一锥齿轮10、齿轮固定螺母11、止推端盖12、第二锥齿轮13、牙嵌式联轴器14、第二左轴承盖15、第二直筒16、水平输出轴17、第二右轴承盖18、固固壁面样件支撑架19、锁紧螺母20、非光滑壁面盖板21、光滑壁面压板22、第一压力传感器23、压板支撑筒24、压紧螺杆25、压紧把手26、第一V型导轨平台把手27、第一V型导轨平台28、V型导轨29、显示屏30、限位挡板31、第二V型导轨平台32、第二V型导轨平台把手33、水槽34、测试试验平台35、转盘36、螺栓杆37、铰链杆38、升降平台39、底部支座40、固液壁面压紧装置41、底部平台42、竖直升降装置43、密封端盖44、非光滑壁面圆筒45、固液壁面样件支撑架46、竖直轴固定装置47、竖直输出轴48、动力试验平台49、径向施压装置41-1、第二压力传感器41-2、施压装置支撑筒41-3、施压螺杆41-4、顶座43-1、把手43-2、竖直升降螺杆43-3、移动支座43-4、导柱43-5、底座43-6、第一套筒47-1、轴承上端盖47-2、第三直筒47-3、轴承下端盖47-4和第二套筒47-5。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明所述的一种可实现仿生非光滑表面固固/固液壁面间摩擦阻力的测试装置，包括动力传输装置、固固壁面测试装置、固液壁面测试装置、移动装置以及试验平台，所述的动力传输装置的动力输出轴与所述的固固壁面测试装置水平连接，与所述的固液壁面测试装置竖直连接，所述的移动装置包括水平移动装置与竖直升降装置，所述的固固壁面测试装置安装在所述的水平移动装置上，所述的固液壁面测试装置安装在所述的竖直升降装置上，所述的动力传输装置和所述的水平移动装置均安装在所述的试验平台上。

结合附图1、2和5，对动力传输装置进行详细地说明：电机1为整个测试装置提供动力，其动力输出轴与第一联轴器2通过平键连接，第一联轴器2的另一端与扭矩信号耦合器4通过平键连接，扭矩信号耦合器4固定在扭矩信号耦合器支座3上，扭矩信号耦合器支座安装在动力试验平台49上，扭矩信号耦合器4的另一端通过第二联轴器5与动力轴9一端连接，第一直筒7通过肋板直接焊接在动力试验平台49上，动力轴9为阶梯轴，动力轴9贯穿过第一直筒7，从左往右，在第一直筒7的内部，动力轴9的第三段和第五段分别套上轴承，并分别在第一直筒7的两端通过螺钉固定第一左轴承盖6和第一右轴承盖8，其第七段通过平键和齿轮固定螺母11固定安装第一锥齿轮10，第一锥齿轮10与第二锥齿轮13啮合，锥齿轮可以带给运转的平稳性、低噪声、大扭力，并且它运转时具有稳定性能好用的特色，同时可实现水平转动与垂直转动的连接，动力轴9的第八段通过平键和轴用弹性挡圈安装牙嵌式联轴器14的一端，牙嵌式联轴器14的另一端同样通过平键和轴用弹性挡圈安装在水平输出轴17上，牙嵌式联轴器14结构简单，外廓尺寸小，接合后所联接的两轴不会发生相对转动；操作方便，能传递较大的转矩，连接或者分离需要在静止时进行。

结合附图1、5和7，对仿生非光滑表面固固壁面测试装置进行详细地说明：水平输出轴17为阶梯轴，从左向右，其第一段与牙嵌式联轴器14的另一端连接，在其第三段和第五段各安装一个轴承，第七段通过平键和齿轮固定螺母20固定安装固固壁面样件支撑架19，水平输出轴17贯穿第二直筒16，并且两个轴承都被安装在第二直筒16内部，在第二直筒16的两端分别通过螺钉安装第二左轴承盖15和第二右轴承盖18，第二直筒16通过肋板固定在第二V型导轨平台32上，固固壁面样件支撑架19轴向方向的端面共开有5个孔，中心孔用于安装，其余4个绕圆心均匀分布，减少固固壁面样件支撑架19的重量，非光滑壁面盖板21通过沉头螺钉固定在固固壁面样件支撑架19上，非光滑壁面盖板21的右端面上为凸出的非光滑壁面，与光滑壁面压板22的左端面上凸出的光滑壁面接触，两者的圆心在同一轴线上，光滑壁面压板22上下分别有凸槽，光滑壁面压板22的右端面与第一压力传感器23一端面接触，光滑壁面压板22和第一压力传感器23都安装在压板支撑筒24内部，由于压板支撑筒24的上下筒体上分别开有一道凹槽，通过凸槽与凹槽结构使光滑壁面压板22不能旋转却能够水平平移，压板支撑筒24通过肋板直接焊接固定在第一V型导轨平台上，压紧螺杆25一端穿过压板支撑筒24与第一压力传感器23的另一端面接触，在压紧螺杆25的另一端安装压紧把手26，将旋转运动转化成直线运动，方便试验，第一压力传感器23连接显示屏30，两者的设计有利于将测试所用的压紧力通过数据直接表示出来，可以进行对照试验分析摩擦阻力的性质。

结合附图1、3-5，对仿生非光滑表面固液壁面测试装置进行详细地说明：竖直输出轴48与动力轴9成90°通过第一锥齿轮10和第二锥齿轮13啮合连接，竖直输出轴48由上向下分布，第一段通过平键和轴肩固定第二锥齿轮13，并在竖直输出轴48最上端面钻有螺纹孔，用于安装止推端盖12，防止第二锥齿轮13与竖直输出轴48脱落，竖直输出轴48穿过竖直轴固定装置47，竖直轴固定装置47包括第一套筒47-1、轴承上端盖47-2、第三直筒47-3、轴承下端盖47-4和第二套筒47-5，第三直筒47-3的下端与移动支座43-4连接，并保持第三直筒47-3与竖直输出轴48同轴；第三直筒47-3的上下端部固装用于套在竖直输出轴48上的第一套筒47-1和第二套筒47-5，并且两个套筒内嵌装用于套在竖直输出轴48上的轴承，且每个轴承外端面分别配装轴承上端盖47-2和轴承下端盖47-4，用于限制竖直输出轴48的轴向移动；竖直输出轴48穿过第三直筒47-3以及轴承的轴向通孔，用于竖直输出轴48的固定与定位，使其可绕自身中心轴周向旋转，竖直输出轴48的最下端通过平键和内六角螺母固定固液壁面样件支撑架46，非光滑壁面圆筒45直接套在固液壁面样件支撑架46上，在固液壁面样件支撑架46下端面上安装密封端盖44，密封端盖44可以防止液体进入固液壁面样件支撑架46内部和限制固定非光滑壁面圆筒45，非光滑壁面圆筒45筒体外端面上为非光滑结构，与固液壁面压紧装置41接触，固液壁面压紧装置41包括径向施压装置41-1、第二压力传感器41-2、施压圆筒支撑架41-3和施压螺杆41-4，径向施压装置41-1左端为半圆筒结构，右端为圆盘结构，左端与竖直输出轴48保持同轴线与非光滑壁面圆筒45筒体外端面接触，右端圆盘上部有一个凸槽，嵌入施压圆筒支撑架41-3上部的凹槽，径向施压装置41-1右端圆盘结构与第二压力传感器41-2的左端面接触，第二压力传感器41-2也安装在施压圆筒支撑架41-3的内部，其右端面与穿过施压圆筒支撑架41-3的施压螺杆41-4接触，施压圆筒支撑架41-3通过肋板直接焊接在水槽34底面上。

结合附图1和8，对移动装置中的V型导轨装置进行详细地说明：V型导轨29两侧开有凹槽，第一V型导轨平台28和第二V型导轨平台32两侧开有通孔，通过螺栓、螺母和弹簧垫片使第二V型导轨平台32和第一V型导轨平台28依次从左往右固定在V型导轨29上，在V型导轨29的非滑动区域通过螺栓安装一个防止两个V型导轨平台脱出的限位挡板31，同时在第二V型导轨平台32的左端两侧分别安装第二V型导轨平台把手33，在第一V型导轨平台28的右端两侧分别安装第一V型导轨平台把手27，V型导轨平台把手的设计在移动V型导轨平台时更加省力，当开始固固壁面摩擦阻力测试时，只需把第一V型导轨平台28和第二V型导轨平台32同时向右移动，第二V型导轨平台32的右端面与第一V型导轨平台28的左端面接触时，第二V型导轨平台32上的非光滑壁面盖板21与第一V型导轨平台28上的光滑壁面压板22初步接触，然后转动压紧把手26，两者紧密接触。

结合附图1和6，对移动装置中的竖直升降装置43进行详细地说明：竖直升降螺杆43-3的上端与顶座43-1连接，下端与底座43-6连接，并在顶座43-1与底座43-6之间以竖直升降螺杆43-3为对称轴安装两根导柱43-5，并在导柱43-5上下两端用螺栓固定，移动支座43-4的一端穿过竖直升降螺杆43-3与导柱43-5，两根导柱43-5可以限制移动支座43-4旋转并提供支持力，在竖直升降螺杆43-3的上端安装把手43-2，移动支座43-4另一安装面上通过螺栓和螺母固定第三直筒47-3。

结合附图1和9，对可移动水槽装置进行详细地说明，可移动水槽装置包括水槽34、升降平台39、底部支座40、中部带有导轨的底部平台42、铰链杆38、螺栓杆37、转盘36，底部支座40通过下表面的滑槽套设在底部平台42的导轨上，底部支座40上表面的前后两边均设置铰链杆滑槽，铰链杆38有两个，且均为X型，铰链杆38下端的支撑在铰链杆滑槽中，铰链杆38上端支撑在升降平台39下表面的滑槽中，且两个铰链杆38的中部通过连接杆连接固定，水槽34固定在升降平台39的上表面；螺栓杆37、转盘36均为两个，螺栓杆37一端固定连接转盘36，另一端穿过底部平台42与铰链杆38抵接。可移动水槽装置可以控制水槽上下左右移动，先左右移动使径向施压装置41-1与竖直输出轴48处于同一轴线，再上下移动使径向施压装置41-1与非光滑壁面圆筒45能够大部分面积接触，也有利于固液壁面测试装置中的试验样件的装卸。

结合附图1，试验平台包括动力试验平台49、测试试验平台35，动力传输装置安装在动力试验平台49上，水平移动装置安装在测试试验平台35上，显示屏30可以直接显示固固壁面测试装置和固液壁面测试装置中压紧力的大小。

测试装置的工作原理是：仿生非光滑表面固固壁面摩擦阻力测试时，固固壁面包括仿生非光滑表面与光滑表面、光滑表面与光滑表面以及仿生非光滑表面与仿生非光滑表面三种情况，先拧开第一V型导轨平台28与第二V型导轨平台32上两侧的螺栓与螺母，通过第一V型导轨平台把手27和第二V型导轨平台把手33向左移动，直到牙嵌式联轴器14完全接触，拧紧第一V型导轨平台28与第二V型导轨平台32两侧的螺栓与螺母，再转动压紧把手26，压紧螺杆25向左推动第一压力传感器23与光滑壁面压板22，使光滑壁面压板22与非光滑壁面盖板21接触，通过第一压力传感器23和显示屏30可以测出并控制光滑壁面压板22与非光滑壁面盖板21之间的压紧力，确定好压紧力之后，再打开电机1，动力轴9通过联轴器带动水平输出轴17旋转，光滑壁面压板22与非光滑壁面盖板21接触之后的扭矩通过动力轴9传递给扭矩信号耦合器4，从而测出扭矩，完成一次摩擦阻力测试。试验结束时，关闭电机1，再拧开第一V型导轨平台27与第二V型导轨平台32两侧的螺栓与螺母，通过第一V型导轨平台把手27和第二V型导轨平台把手33向右移动，移动到原来的位置后，拧紧第一V型导轨平台28与第二V型导轨平台32两侧的螺栓与螺母。更换固固壁面测试装置中的试验样件时，先拧开第一V型导轨平台27上的螺栓和螺母，通过第一V型导轨平台把手27将第一V型导轨平台28向右端移动，移动到合适的位置后拧紧第一V型导轨平台28上的螺栓和螺母，在拧开非光滑壁面压板22与固固壁面支撑架19连接的螺钉，拆下非光滑壁面压板22，换上另一壁面压板，拧紧壁面压板与固固壁面支撑架19之间的螺钉，将第一V型导轨平台28移回原处，完成更换。

仿生非光滑表面固液壁面摩擦阻力测试时，固液壁面包括仿生非光滑表面与光滑表面、光滑表面与光滑表面以及仿生非光滑表面与仿生非光滑表面三种情况，先转动竖直升降装置43中的把手43-2，带动整个固液壁面测试装置向上移动，使动力轴9上的第一锥齿轮10与竖直输出轴48上的第二锥齿轮13啮合，再转动推动可移动水槽装置中的底部支座40，使底部支座40左端面与底部平台42的左端面凸起挡板接触，接着转动转盘36，使水槽34上升到合适的位置，然后往水槽34里注满水，转动施压螺栓41-4，推动第二压力传感器41-2和径向施压装置41-1向左移动，径向施压装置41-1与非光滑壁面圆筒45接触，通过第二压力传感器41-2和显示屏30控制径向施压装置41-1与非光滑壁面圆筒45接触之后的压紧力，再打开电机1，动力9通过动力轴9、第一锥齿轮10和第二锥齿轮13传递给竖直输出轴48，使之旋转，径向施压装置41-1与非光滑壁面圆筒45接触之后的扭矩通过动力轴9传递给扭矩信号耦合器4，从而测出扭矩，完成一次摩擦阻力测试。试验结束时，关闭电机1，先转动转盘36，使水槽34下降到最低位置，再转动升降装置把手43-2，使第一锥齿轮10与第二锥齿轮13分离。更换固液壁面测试装置中的试验样件时，先转动升降装置把手43-2，使固液壁面测试装置中的密封端盖44的下端面在水槽34的上端面上，再移动底部支座40到底部平台42的右端，然后拧开密封端盖44与固液壁面样件支撑架46之间的螺钉，更换非光滑壁面圆筒45之后，重新拧上密封端盖44与固液壁面样件支撑架46之间的螺钉，完成更换工作。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可实现仿生非光滑表面固固/固液壁面间摩擦阻力的测试装置，其特征在于，该测试装置包括动力传输装置、固固壁面测试装置、固液壁面测试装置、移动装置以及试验平台，所述的动力传输装置的动力输出轴与所述的固固壁面测试装置水平连接，与所述的固液壁面测试装置竖直连接，所述的移动装置包括水平移动装置与竖直升降装置，所述的固固壁面测试装置安装在所述的水平移动装置上，所述的固液壁面测试装置安装在所述的竖直升降装置上，所述的动力传输装置和所述的水平移动装置均安装在所述的试验平台上；

所述的动力传输装置包括电机（1）、扭矩信号耦合器（4）、动力轴（9）、第一轴固定组件以及第一锥齿轮（10），所述的电机（1）的输出轴与所述的扭矩信号耦合器（4）的一端固定连接，所述的扭矩信号耦合器的（4）的另一端与所述的动力轴（9）的一端固定连接，所述的动力轴（9）贯穿并支撑在所述的第一轴固定组件内，所述的第一锥齿轮（10）固定连接在所述的动力轴（9）上，并与所述的固液壁面测试装置垂直在竖直方向上固定连接，所述的动力轴（9）的另一端与所述的固固壁面测试装置水平连接，所述的电机（1）、所述的扭矩信号耦合器（4）和所述的第一轴固定组件固定支撑在所述的试验平台上；

所述的固固壁面测试装置包括水平输出轴（17）、固固壁面样件支撑架（19）、非光滑壁面盖板（21）、固固壁面压紧装置、第二轴固定装置和显示屏（30），所述的水平输出轴（17）贯穿所述的第二轴固定装置，其与所述的动力轴（9）一端连接，另一端与所述的固固壁面样件支撑架（19）固定连接，所述的非光滑壁面盖板一端与所述的固固壁面样件支撑架固定，所述的非光滑壁面盖板（21）的另一端的端面为非光滑壁面，与所述的固固壁面压紧装置接触，所述的第二轴固定装置和固固壁面压紧装置安装在所述的水平移动装置上，所述的显示屏（30）与所述的固固壁面压紧装置连接电连接；

所述的固液壁面测试装置包括竖直输出轴（48）、竖直轴固定装置（47）、第二锥齿轮（13）、固液壁面样件支撑架（46）、非光滑壁面圆筒（45）、固液壁面压紧装置（41）以及可移动水槽装置，所述的竖直输出轴（48）的上端固定所述的第二锥齿轮（13），所述的第二锥齿轮（13）与所述的第一锥齿轮（10）啮合，所述的竖直输出轴（48）贯穿固定在所述的竖直轴固定装置（47）上，所述的竖直轴固定装置（47）安装在所述的移动装置的竖直升降装置上，所述的竖直输出轴（48）的下端固定连接所述的固液壁面样件支撑架（46），所述的固液壁面样件支撑架（46）外部套接所述的非光滑壁面圆筒（45），所述的非光滑壁面圆筒（45）的外壁面为非光滑壁面，所述的固液壁面压紧装置（41）周向贴合在所述的非光滑壁面圆筒（45）上，所述的固液壁面压紧装置（41）固定在所述的可移动水槽装置的水槽（34）底座上；

所述的动力轴（9）和所述的水平输出轴（17）通过牙嵌式联轴器（14）连接。

2.根据权利要求1所述的可实现仿生非光滑表面固固/固液壁面间摩擦阻力的测试装置，其特征在于，所述的试验平台包括动力试验平台（49）、测试试验平台（35），所述的动力传输装置安装在所述的动力试验平台（49）上，所述的水平移动装置安装在所述的测试试验平台上。

3.根据权利要求2所述的可实现仿生非光滑表面固固/固液壁面间摩擦阻力的测试装置，其特征在于，所述的水平移动装置包括第一V型导轨平台（28）、第一V型导轨平台把手（27）、第二V型导轨平台（32）、第二V型导轨平台把手（33）、V型导轨（29），所述的V型导轨（29）固定在所述的测试试验平台（35）上，所述的第一V型导轨平台（28）和第二V型导轨平台（32）从右到左依次固定在所述的V型导轨（29）上，且可沿导轨左右滑动，所述的第二轴固定装置通过肋板固定在所述的第二V型导轨平台（32）上，所述的固固壁面压紧装置通过肋板固定在所述的第一V型导轨平台（28），所述的第一V型导轨平台把手（27）固定在所述的第一V型导轨平台（28）上，所述的第二V型导轨平台把手（33）固定在所述的第二V型导轨平台（32）上，用于推动导轨平台沿导轨的左右滑动。

4.根据权利要求2所述的可实现仿生非光滑表面固固/固液壁面间摩擦阻力的测试装置，其特征在于，所述的竖直升降装置（43）用于固液壁面测试装置的竖直升降，其包括顶座（43-1）、把手（43-2）、竖直升降螺杆（43-3）、导柱（43-5）、移动支座（43-4）、底座（43-6），所述的导柱（43-5）平行设置在所述的竖直升降螺杆(43-3)的前后位置，所述的顶座（43-1）固定在所述的竖直升降螺杆（43-3）和导柱（43-5）的顶端，所述的底座（43-6）固定在所述的竖直升降螺杆（43-3）和导柱（43-5）的底端，所述的移动支座（43-4）套设在所述的竖直升降螺杆（43-3）和导柱（43-5）上，可沿所述的竖直升降螺杆（43-3）和导柱（43-5）上下移动，所述的固液壁面测试装置的竖直轴固定装置（47）固定在所述的移动支座（43-4）上，所述的把手（43-2）固定在所述的竖直升降螺杆（43-3）的顶端。

5.根据权利要求2所述的可实现仿生非光滑表面固固/固液壁面间摩擦阻力的测试装置，其特征在于，所述的可移动水槽装置包括水槽（34）、升降平台（39）、底部支座（40）、中部带有导轨的底部平台（42）、铰链杆（38）、螺栓杆（37）、转盘（36），所述的底部支座（40）通过下表面的滑槽套设在所述的底部平台（42）的导轨上，所述的底部支座（40）上表面的前后两边均设置铰链杆滑槽，所述的铰链杆（38）有两个，且均为X型，铰链杆（38）下端的支撑在所述的铰链杆滑槽中，所述的铰链杆（38）上端支撑在所述的升降平台（39）下表面的滑槽中，且两个铰链杆（38）的中部通过连接杆连接固定，所述的水槽（34）固定在所述的升降平台（39）的上表面；所述的螺栓杆（37）、转盘（36）均为两个，所述的螺栓杆（37）一端固定连接转盘（36），另一端穿过所述的底部平台（42）与所述的铰链杆（38）抵接。

6.根据权利要求1所述的可实现仿生非光滑表面固固/固液壁面间摩擦阻力的测试装置，其特征在于，所述的固固壁面压紧装置包括光滑壁面压板（22）、压板支撑筒（24）、第一压力传感器（23）、压紧螺杆（25）、压紧把手（26），所述的光滑壁面压板（22）的上下端均设置径向的凸起，所述的压板支撑筒（24）的上下两端均开设沿轴向延伸的滑槽，所述的光滑壁面压板（22）的凸起嵌套在所述的压板支撑筒（24）的滑槽内，且外周与所述的压板支撑筒（24）的内壁抵接，所述的光滑壁面压板（22）可沿所述的压板支撑筒（24）轴向滑动；所述的第一压力传感器（23）固定在所述的光滑壁面压板（22）的右端面上，所述的压紧螺杆（25）抵接在所述的第一压力传感器（23）上，所述的压紧把手（26）与所述的压紧螺杆（25）连接，所述的第一压力传感器（23）与所述的显示屏（30）电连接；

所述的固液壁面压紧装置（41）包括径向施压装置（41-1）、第二压力传感器（41-2）、施压装置支撑筒（41-3）、施压螺杆（41-4），所述的径向施压装置（41-1）包括固定连接的半圆形圆筒和顶端带凸起的圆盘，所述的半圆形圆筒与所述的非光滑壁面圆筒的外周贴合，所述的圆盘在所述的施压装置支撑筒（41-3）内部滑动，所述的第二压力传感器（41-2）固定在所述的圆盘的端面，所述的第二压力传感器（41-2）与所述的显示屏（30）电连接，所述的施压螺杆（41-4）一端与所述的第二压力传感器（41-2）抵接，另一端伸出所述的施压装置支撑筒（41-3）的外部。