CN110883715B - 摩擦发射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种摩擦发射装置，包括框架组件和夹持组件，夹持组件可滑动地设置于框架组件上，其二者之间设置有弹性件；夹持组件和框架组件分别夹持第一摩擦元件和第二摩擦元件，夹持组件在弹性件作用下滑动并能够带动第一摩擦元件靠近第二摩擦元件，使得二者发生接触和摩擦发射。与现有的摩擦发射装置中平夹类或卡盘类夹持装置不同，本发明所提供的夹持组件体积小，结构紧凑，原理简单易实施，可以根据不同需求实现不同尺寸及规格的样品夹持任务，快速协助完成不同摩擦发射任务的测量工作。

Description

摩擦发射装置

技术领域

本发明涉及摩擦发射领域，特别是涉及一种摩擦发射装置。

背景技术

摩擦是人们日常生产生活中极为常见的一种物理现象，据统计，地球上大约有33％的能源被摩擦耗散掉，而摩擦发射作为能量耗散的重要组成部分，近年来被国内外科研人员广泛研究。摩擦发射的装置在研究过程中扮演着极为重要的作用，因摩擦发射现象的产生及其发射的强弱很大程度上取决于摩擦过程参数的把控，诸如压力，摩擦副相对滑动速度等，因此一个合理优秀的摩擦夹持装置显得尤为重要。

目前已经有摩擦发射夹持装置被开发出来，典型的有平夹类和卡盘类：平夹类夹持装置通常由两个对偶夹持爪组成，大多结构复杂，尺寸较大，且在需要保持夹持力的情况下通常需要尺寸较大的固定装置来维持，使得装置所占空间较大，不利于发射探测光纤的摆放。卡盘类夹持装置一般都由三爪组成，通过螺纹状调节盘来实现卡爪的径向运动从而实现抓取运动。但这种卡盘通常用于圆柱体的夹持，很难实现平面样品的夹持。而且多个卡盘会封闭大部分的摩擦区域，对探测发射的光纤探头位置的摆放造成困难。

发明内容

基于此，有必要针对目前的摩擦发射用夹持装置所存在的不利于检测、操作不便的问题，提供一种摩擦发射装置。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种摩擦发射装置，包括框架组件和夹持组件，所述夹持组件包括底座、两个夹持部、差动螺纹杆和连接部；两个所述夹持部均可滑动地设置于所述底座，所述夹持部具有夹持平面，两个夹持平面互相平行并能够在两个所述夹持部互相靠近时夹持第一摩擦元件；两个所述夹持部均通过螺纹连接于所述差动螺纹杆，所述差动螺纹杆转动带动两个所述夹持部互相靠近或远离；所述连接部一端上设置有卡接孔，所述底座固定于所述卡接孔内；

所述框架组件包括夹持平台，所述夹持平台用于夹持第二摩擦元件；所述夹持平台能够带动所述第二摩擦元件并与所述第一摩擦元件发生摩擦；

所述框架组件上设置有连接板，所述连接板上设置有安装孔，所述连接部远离所述底座的一端装入所述安装孔内，并可相对于所述连接板滑动；所述安装孔内设置有弹性件，所述弹性件使得所述第一摩擦元件向所述第二摩擦元件运动或具有向所述第二摩擦元件运动的趋势。

在其中一个实施例中，所述差动螺纹杆包括螺纹段和限位段，所述夹持部通过螺纹连接于所述螺纹段，所述限位段直径大于所述螺纹段直径。

在其中一个实施例中，所述夹持组件还包括卡接部，所述卡接部能够卡接于所述限位段并限制所述差动螺纹杆沿其自身轴向的滑动，所述卡接部设置于所述卡接孔内；所述卡接部上设置有弧形槽，所述弧形槽和所述差动螺纹杆的外形相匹配。

在其中一个实施例中，所述夹持平面为一个连续平面，或是位于同一平面上的多个平面。

在其中一个实施例中，所述夹持部的截面积沿远离所述底座方向逐渐减小。

在其中一个实施例中，所述安装孔孔壁上设置有紧定孔，所述紧定孔用于穿设紧定螺钉，以使所述连接部相对固定于所述连接板。

在其中一个实施例中，所述连接部远离所述底座的端部设置安装槽，所述安装槽用于安装柔性垫块。

在其中一个实施例中，所述底座上设置有“T”形或燕尾形的滑槽，所述夹持部安装于所述滑槽内。

在其中一个实施例中，所述摩擦发射装置还包传感器，所述传感器包括压力传感器和光传感器，所述压力传感器能够检测摩擦组件间的压力，所述光传感器能够检测摩擦发射的强度。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种摩擦发射装置，包括框架组件和夹持组件，夹持组件可滑动地设置于框架组件上，其二者之间设置有弹性件；夹持组件和框架组件分别夹持第一摩擦元件和第二摩擦元件，夹持组件在弹性件作用下滑动并能够带动第一摩擦元件靠近第二摩擦元件，使得二者发生接触和摩擦发射。与现有的摩擦发射装置中平夹类或卡盘类夹持装置不同，本发明所提供的夹持组件体积小，结构紧凑，原理简单易实施，可以根据不同需求实现不同尺寸及规格的样品夹持任务，快速协助完成不同摩擦发射任务的测量工作。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的摩擦发射装置中夹持组件的主视图；

图2为图1当中的夹持组件另一视向的立体图；

图3为图1当中的夹持组件的分解图；

图4为本发明一实施例提供的摩擦发射装置中差动螺纹杆的结构示意图。

其中：

底座110；滑槽111；夹持部120；夹持平面121；安装槽122；差动螺纹杆130；螺纹段131；限位段132；光轴段133；旋转把手134；卡接部140；弧形槽141；连接部150；卡接孔151；连接板210；安装孔211。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明提供一种摩擦发射装置，包括框架组件和夹持组件，框架组件作为整个装置的基座，通常固定连接于其他固定平台；夹持组件可滑动地设置于框架组件上；夹持组件和框架组件分别夹持第一摩擦元件和第二摩擦元件，夹持组件滑动能够带动第一摩擦元件靠近第二摩擦元件，使得二者发生接触和摩擦发射。与现有的摩擦发射装置中平夹类或卡盘类夹持装置不同，本发明所提供的夹持组件体积小，结构紧凑，原理简单易实施，可以根据不同需求实现不同尺寸及规格的样品夹持任务，快速协助完成不同摩擦发射任务的测量工作。

具体的，如图1至图3所示，夹持组件包括底座110、两个夹持部120、差动螺纹杆130；两个夹持部120均可滑动地设置于底座110，夹持部120具有夹持平面121，两个夹持平面121互相平行并能够在两个夹持部120互相靠近时夹持第一摩擦元件；两个夹持部120均通过螺纹连接于差动螺纹杆130，差动螺纹杆130转动带动两个夹持部120互相靠近或远离；夹持组件可相对于框架组件滑动。需要夹持第一摩擦元件时，首先将第一摩擦元件放置于两个夹持平面121之间，之后转动差动螺纹杆130，差动螺纹杆130动过螺纹驱动两个夹持部120互相靠近，以使两个夹持平面121夹持第一摩擦元件。夹持组件还包括连接部150，底座110固定安装于连接部150，连接部150可相对于框架组件滑动。当夹持组件完成对第一摩擦元件的夹持后，可通过滑动连接部150调整整个夹持组件的位置，使得第一摩擦元件和第二摩擦元件接触。

框架组件上包括夹持平台和连接板210，夹持平台用于夹持第二摩擦元件，连接板210一端固定连接于框架组件，另一端上设置有安装孔211，连接部150可滑动地安装于安装孔211内；连接部150和安装孔211之间设置有弹性件，弹性件使得第一摩擦元件向第二摩擦元件运动或具有向第二摩擦元件运动的趋势。夹持组件夹持第一摩擦元件后，在弹性件作用下沿着框架组件滑动，使得第一摩擦元件和第二摩擦元件接触并产生摩擦发射。

在其中一个实施例当中，如图2和图4所示，差动螺纹杆130包括螺纹段131和限位段132，夹持部120通过螺纹连接于螺纹段131，限位段132直径大于螺纹段131直径。转动差动螺纹杆130时，两个夹持部120在差动螺纹杆130的螺纹驱动下互相靠近或远离，当夹持部120移动一定距离后，抵接于限位段132并形成止挡，防止两夹持部120过于靠近，导致对第一摩擦元件施加的压力过大，或是防止两夹持部120脱出差动螺纹杆130。

两个夹持部120的相对靠近方式有两种：

一、其中一个夹持部120固定，另一个夹持部120浮动，相对固定的夹持部120和差动螺纹杆130的光轴段133连接，当差动螺纹杆130转动时，不带动该夹持部120；相对浮动的夹持部120和差动螺纹杆130的螺纹段131连接，当差动螺纹杆130转动时，带动该夹持部120远离或靠近相对固定的夹持部120。

二、两个夹持部120均浮动，两个夹持部120均与差动螺纹杆130的螺纹段131连接，但应注意两个夹持部120的螺纹旋向应当相反。当差动螺纹杆130转动时，同步带动两个夹持部120，由于螺纹旋向相反，两夹持部120的沿差动螺纹杆130轴向的运动方向也相反，从而实现两夹持部120之间的互相靠近和远离。

为了避免上述两种方式中，差动螺纹杆130移动从而导致夹持部120未发生移动的情况发生，如图2至图4所示，夹持组件内还设置有卡接部140，卡接部140能够卡接于限位段132并限制差动螺纹杆130沿其自身轴向的滑动。由于差动螺纹杆130是通过螺纹连接于夹持部120，对于上述方式一，存在转动差动螺纹杆130时，相对浮动的夹持部120实际上未发生运动，而是差动螺纹杆130相对于两夹持部120发生运动，两夹持部120之间的距离并不变化；对于方式二，可能存在其中一个夹持部120未发生运动，而另一个夹持部120和差动螺纹杆130运动，导致最终的夹持位置发生变化。为避免这些意外发生，在夹持组件内设置卡接部140，卡接部140相对于底座110固定，卡接部140可以抵接差动螺纹杆130上的轴肩、端面等结构，如限位段132，以限制差动螺纹杆130沿自身轴向的运动。

进一步的，为了减小整个夹持组件的体积，且保证差动螺纹杆130的旋转精度，如图3所示，在卡接部140上设置有弧形槽141，弧形槽141的外形和差动螺纹杆130上的光轴段133外形相匹配。卡接部140设置在底座110和差动螺纹杆130之间，卡接部140相对于底座110固定；相应的，差动螺纹杆130上具有两个限位段132，两个限位段132之间为一段光轴，当该段光轴卡入与其外形相匹配的弧形槽141后，两个限位段132卡接于卡接部140的两个侧面。

连接部150和框架组件之间通过弹性件(图中未示出)连接，连接部150可在弹性件的作用下，使得第一摩擦元件向第二摩擦元件移动，或是具有向第二摩擦元件移动的趋势。当第二摩擦元件进行转动和第一摩擦元件发生摩擦时，由于第一摩擦元件和第二摩擦元件接触面平面度影响，在不同区域接触会产生不同大小的摩擦力，为了平衡该摩擦力，防止局部摩擦力过大导致摩擦元件受损，或是防止两摩擦元件在某处脱离接触，在连接部150和框架组件设置弹性件，以消除该影响。

同时，为了便于安装，且为了适应某些不允许第一摩擦元件和第二摩擦元件之间距离发生变化的场合，在框架组件上开设有通孔，通过在通孔内安装紧定螺钉、销钉等定位件，使得连接部150固定于框架组件。例如，为了保证第一摩擦元件和第二摩擦元件之间的摩擦力，在安装孔211孔壁上设置有紧定孔，紧定孔用于穿射紧定螺钉。当夹持组件在弹性件作用下使得第一摩擦元件和第二摩擦元件接触，并获得一定的接触力后，为避免摩擦过程中弹性件发生较大幅度形变，导致接触力不稳定，在安装孔211孔壁上开设紧定孔，装入紧定螺钉，使得夹持组件和连接板210保持固定，并保持第一摩擦元件和第二摩擦元件间的距离不会发生变化，以保证接触力稳定。

在其中一个实施例当中，如图3所示，夹持部120上的夹持平面121为一个连续的平面，此时夹持组件适用于夹持片状、柱状等两端面为互相平行平面的摩擦元件。为了增加夹持组件的适用性，夹持平面121也可是多个处于同一平面内的多个平面。例如，夹持平面121可以由两个不连续的长方形的平面组成，两个长方形平面处于同一平面内，且两长方形平面之间存在一定距离；需要夹持圆柱形摩擦元件时，可以利用两个长方形平面直接夹持圆柱形摩擦元件，此时两个长方形平面和摩擦元件之间通过两处线接触保持夹紧。或利用四个长方形平面的边线夹紧圆柱形摩擦元件，此时四个长方形平面和摩擦元件之间通过四处线接触保持夹紧。对于需求夹紧力不大的圆柱形摩擦元件，可以使用两个长方形平面夹紧，对摩擦元件的损伤较小；对于需求夹紧力较大的圆柱形摩擦元件，可以使用四个长方形平面的边线夹紧，能够提供较大的夹紧力。需要夹持不规则形状摩擦元件时，可以利用两个长方形平面直接夹持不规则形状摩擦元件，此时两个长方形平面和摩擦元件之间通过三处或多处点接触保持夹紧。或利用四个长方形平面的边线夹紧不规则形状摩擦元件，此时四个长方形平面和摩擦元件之间通过至少四处点接触或线接触保持夹紧。对于需求夹紧力不大的不规则形状摩擦元件，可以使用两个长方形平面夹紧，对摩擦元件的损伤较小；对于需求夹紧力较大的不规则形状摩擦元件，可以使用四个长方形平面的边线夹紧，能够提供较大的夹紧力。

在其中一个实施例当中，摩擦发射装置配套设置有传感器，传感器包括压力传感器和光传感器(图中未示出)。压力传感器能够实时监控第一摩擦元件和第二摩擦元件之间的作用力，既可以在摩擦发射开始前将摩擦副间的作用力调整至合适范围，又能够在摩擦发射过程当中监控摩擦副间作用力是否过大，提醒相关人员及时进行操作，避免摩擦元件的损坏。光传感器能够实时监控摩擦发射的强度并记录相关数据。

进一步的，如图2和图3所示，夹持部120的截面面积沿远离底座110方向逐渐减小。由于现有的摩擦发射装置当中，加持设备为平夹类或卡盘类，平夹类夹持摩擦元件时遮挡住大部分测量角度，只留有两个平夹板中间的缝隙供光传感器监测；卡盘类由于自身体积较大，也会封闭大部分摩擦区域，不便于光传感器的监测。本发明提供的夹持组件，通过夹持部120夹持第一摩擦元件，夹持部120的截面面积在远离底座110方向，即靠近摩擦元件方向逐渐减小，夹持部120对第一摩擦元件的遮挡较小，使得摩擦副大部分都能够被方便地观测，能够很好地与光传感器配合使用。

在其中一个实施例当中，如图3所示，夹持部120远离底座110的端部，即夹持部120靠近第一摩擦元件的端部上设置有安装槽122，安装槽122用于安装柔性垫块，如橡胶等常见柔性材料制成的垫块。当设置有柔性垫块的夹持平面121夹持第一摩擦元件时，由于柔性材料的弹性，可以增加摩擦元件的受力面积，增强加紧效果，同时减少摩擦元件由于夹紧力产生的损伤。例如，对于不规则形状摩擦元件的夹紧，柔性材料能够将点接触转化为线接触或面接触。

在其中一个实施例当中，如图3所示，在底座110上设置有“T”形或燕尾形的滑槽111，相应的，夹持部120上设置有“T”形或燕尾形的凸起，夹持部120上的凸起卡入底座110上的滑槽111内，使得夹持部120可沿着底座110滑动。

本发明所提供的摩擦发射装置，与现有技术相比，至少具备以下优点：

1、夹持组件体积小，从而减少了整个摩擦发射装置的尺寸和重量，提升了便携性。

2、夹持组件体积小，从而减少了夹持组件对摩擦发射元件的遮挡，便于各类传感器的工作。

3、夹持组件操作方便，能够快速装卸摩擦元件，提高样品的装卸速度。

实施例一：

本实施例提供了一种摩擦发射装置，如图1至图3所示，其包括夹持组件和框架组件，夹持组件用于夹持第一摩擦元件，框架组件上设置有夹持平台，用于夹持第二摩擦元件，夹持组件可相对于框架组件滑动，使得第一摩擦元件和第二摩擦元件靠近并接触。夹持平台可以旋转，带动第二摩擦元件转动从而产生摩擦发射。

夹持组件包括底座110、两个夹持部120、差动螺纹杆130；两个夹持部120均通过燕尾形滑槽111可滑动地设置于底座110，夹持部120具有夹持平面121，两个夹持平面121互相平行并能够在两个夹持部120互相靠近时夹持第一摩擦元件；两个夹持部120均通过螺纹连接于差动螺纹杆130，差动螺纹杆130转动带动两个夹持部120互相靠近或远离；夹持组件可相对于框架组件滑动。

如图4所示，差动螺纹杆130沿自身轴向依次为旋转把手134、轴颈段、螺纹段131、轴颈段、限位段132、光轴段133、限位段132、轴颈段、螺纹段131，其中，螺纹段131用于连接并驱动夹持部120。

夹持部120的截面面积沿远离底座110方向逐渐减小，夹持部120远离底座110的端部，即夹持部120靠近第一摩擦元件的端部上设置有安装槽122，安装槽122内安装柔性垫块。

连接部150上设有一个卡接孔151，卡接孔151内安装有底座110和卡接部140，底座110和卡接部140整体的外形和卡接孔151的内表面形状相匹配，底座110上设置有螺纹孔，卡接部140和连接部150上设置有通孔，三者之间通过螺钉固定连接为一体。卡接孔151靠近夹持部120的一端设置有开口，卡接部140朝向开口的一端设置有弧形槽141，弧形槽141形状和差动螺纹杆130中间光轴段133外形相匹配，差动螺纹杆130安装于开口内并和弧形槽141接触。

框架组件包括夹持平台(图中未示出)、连接板210和壳体(图中未示出)，夹持平台用于夹紧并带动第二摩擦元件旋转，连接板210上设置有安装孔211，安装孔211形状和尺寸与连接部150的形状和尺寸相同，二者为间隙配合关系。安装孔211为盲孔，其底面和连接部150之间设置有弹簧，弹簧使得第一摩擦元件向第二摩擦元件运动或具有向第二摩擦元件运动的趋势；壳体用于隔绝外部光源。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种摩擦发射装置，其特征在于，包括框架组件和夹持组件，所述夹持组件包括底座、两个夹持部、差动螺纹杆和连接部；两个所述夹持部均可滑动地设置于所述底座，所述夹持部具有夹持平面，两个夹持平面互相平行并能够在两个所述夹持部互相靠近时夹持第一摩擦元件；两个所述夹持部均通过螺纹连接于所述差动螺纹杆，所述差动螺纹杆转动带动两个所述夹持部互相靠近或远离；所述连接部一端上设置有卡接孔，所述底座固定于所述卡接孔内；

所述框架组件包括夹持平台，所述夹持平台用于夹持第二摩擦元件；所述夹持平台能够带动所述第二摩擦元件并与所述第一摩擦元件发生摩擦；

所述框架组件上设置有连接板，所述连接板上设置有安装孔，所述连接部远离所述底座的一端装入所述安装孔内，并可相对于所述连接板滑动；所述安装孔内设置有弹性件，所述弹性件使得所述第一摩擦元件向所述第二摩擦元件运动或具有向所述第二摩擦元件运动的趋势。

2.根据权利要求1所述的摩擦发射装置，其特征在于，所述差动螺纹杆包括螺纹段和限位段，所述夹持部通过螺纹连接于所述螺纹段，所述限位段直径大于所述螺纹段直径。

3.根据权利要求2所述的摩擦发射装置，其特征在于，所述夹持组件还包括卡接部，所述卡接部能够卡接于所述限位段并限制所述差动螺纹杆沿其自身轴向的滑动，所述卡接部设置于所述卡接孔内；所述卡接部上设置有弧形槽，所述弧形槽和所述差动螺纹杆的外形相匹配。

4.根据权利要求1所述的摩擦发射装置，其特征在于，所述夹持平面为一个连续平面，或是位于同一平面上的多个平面。

5.根据权利要求1所述的摩擦发射装置，其特征在于，所述夹持部的截面积沿远离所述底座方向逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的摩擦发射装置，其特征在于，所述安装孔孔壁上设置有紧定孔，所述紧定孔用于穿设紧定螺钉，以使所述连接部相对固定于所述连接板。

7.根据权利要求1所述的摩擦发射装置，其特征在于，所述差动螺纹杆一端设置有把手或滚花。

8.根据权利要求1所述的摩擦发射装置，其特征在于，所述连接部远离所述底座的端部设置安装槽，所述安装槽用于安装柔性垫块。

9.根据权利要求1所述的摩擦发射装置，其特征在于，所述底座上设置有“T”形或燕尾形的滑槽，所述夹持部安装于所述滑槽内。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的摩擦发射装置，其特征在于，所述摩擦发射装置还包传感器，所述传感器包括压力传感器和光传感器，所述压力传感器能够检测摩擦组件间的压力，所述光传感器能够检测摩擦发射的强度。

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