CN112067485B - 一种多功能载流摩擦磨损实验装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多功能载流摩擦磨损实验装置及其操作方法，其包括设置在底座上的机架，机架上设置有转动组件，设置在转动组件底端的转动支架以及设置在转动支架底端的接触线；底座上设置有升降组件、设置在升降组件上的压力检测组件、设置在压力组件顶端的夹持件以及设置在夹持件上的受电弓滑块，受电弓滑块位于接触线下方；底座上设置有气体环境模拟舱，气体环境模拟舱内设置有数据采集机构、湿度调节装置、温度调节装置、实验气体调节装置和压力调节装置，实验气体调节装置用于注入不同种类的实验气体；底座上设置有控制机构以及与控制机构连接的电源。解决了现有实验环境中气体组分比例保持不变以及现有实验装置昂贵的问题。

Description

一种多功能载流摩擦磨损实验装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及实验测试设备技术领域，特别是涉及一种多功能载流摩擦磨损实验装置及其操作方法。

背景技术

近年来，随着轨道交通的高速重载化、电力行业电力输送的高压化及控制行业的微型化，载流摩擦副不但服役条件日益苛刻，而且使用可靠性要求越来越高。从作用和功能来看，载流摩擦副不仅具备传动、承载等机械作用，而且兼具电能输送功能；其运行可靠性已成为交通、能源等行业技术进步的瓶颈。目前，工程实践中比较典型的载流摩擦副有轨道交通系统(包括受电弓和铁轨回流系统、接触靴和地面钢轨回流系统)、开关系统(包括高压开关和继电器)以及电刷系统。其中，轨道交通系统所用的受电弓和接触线受流系统是载流摩擦副中工作环境最恶劣的一种，正常工作时不仅要承载机械作用和电能输送作用，还需要承受恶劣环境下带来的腐蚀。

实际的运行过程中，载流摩擦副一般发生在复杂的气候条件下，而不同的环境因素会给摩擦副载流摩擦磨损带来不同程度的影响，因此有必要对不同环境下的载流摩擦磨损学行为进行研究和分析；具有一定的普适性和实践价值。

目前载流摩擦副实验设备多为直接控制转速、接触压力以及载荷等变量的实验设备，现有实验中实验设备所处环境大多为开放式环境或者为单一环境，实验环境成分保持不变，缺乏能够在不同温度、湿度、压力以及其他气体氛围环境下的实验设备，并且现有温度湿度是通过外加仪器控制，精确度较低。现有载流摩擦实验设备体积庞大，成本昂贵，无法模拟复杂多变的特殊环境。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种多功能载流摩擦磨损实验装置及其操作方法，解决了现有实验环境中气体组分比例保持不变以及现有实验装置昂贵的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供一种多功能载流摩擦磨损实验装置，其包括设置在底座上的机架，机架上设置有转动组件，转动组件底端设置有转动支架，且转动支架底端设置有接触线；

底座上设置有升降组件、升降组件上设置有压力检测组件、压力组件顶端设置有夹持件，夹持件上设置有受电弓滑块，受电弓滑块位于接触线下方；

底座上设置有气体环境模拟舱，且转动支架、接触线及受电弓滑块均位于气体环境模拟舱内，气体环境模拟舱内设置有数据采集机构、湿度调节装置、温度调节装置、实验气体调节装置和压力调节装置；

底座上设置有控制机构和与控制机构连接的电源，数据采集机构、湿度调节装置、温度调节装置、实验气体调节装置、压力调节装置和压力检测组件均与控制机构相连。

进一步地，转动组件包括与机架转动连接的转动轴，转动轴的一端连接有转动电机，且转动轴的另一端与转动支架顶端固定连接。

进一步地，升降组件包括设置在底座上的升降泵、设置在升降泵上的升降台、设置在升降台顶面的连接杆以及设置在连接杆顶端的受电弓滑块底板，夹持件设置在受电弓滑块底板上，压力检测组件设置在升降台与连接杆之间。

进一步地，压力检测组件包括压力传感器底座、设置在压力传感器底座顶面的压力传感器以及设置在压力传感器底座底面的弹性支撑件，压力传感器顶面与连接杆底端连接，压力传感器底座底面与升降台顶面连接。

进一步地，转动轴穿过气体环境模拟舱顶部和底部，且转动轴上套有与气体环境模拟舱转动连接的密封轴承，转动轴上套有密封盖，且密封盖底面与密封轴承顶面贴合；

连接杆穿过气体环境模拟舱底部，且连接杆上套有柔性密封套，柔性密封套的两端分别与连接杆和气体环境模拟舱底面密封连接；

转动轴和连接杆上均套有绝缘环，且绝缘环位于气体环境模拟舱外。

进一步地，数据采集机构包括温度传感器、湿度传感器、舱内压力传感器和气体含量检测仪。

进一步地，湿度调节装置包括加湿组件和干燥组件，加湿组件包括设置在气体环境模拟舱内的雾化喷嘴，雾化喷嘴与供水管路连通，且供水管路上设置有供水泵，干燥组件包括热风机，热风机通过供风管路与气体环境模拟舱连通；

进一步地，温度调节装置包括设置在气体环境模拟舱内的加热板和贯穿气体环境模拟舱的降温管道，降温管道与供冷系统连通；

进一步地，压力调节装置包括与气体环境模拟舱内连通的真空泵，真空泵与抽气管路相连。

进一步地，实验气体调节装置包括与气体环境模拟舱内连通的若干输气管，且输气管上设置有气体流量控制器，输气管与实验气体气源系统连通。

进一步地，控制机构包括控制台、设置在控制台上的显示屏、设置在控制台内的计算机终端、与转动电机连接的转动控制模块、与电源连接的电源控制模块、与升降组件连接的升降控制模块、与显示屏电连接的数据显示模块、与压力检测组件和数据采集机构均连接的数据采集模块以及与湿度调节装置、温度调节装置、实验气体调节装置、压力调节装置均连接的模拟参数调节模块，且转动控制模块、电源控制模块、升降控制模块、数据显示模块、数据采集模块和模拟参数调节模块均与计算机终端连接。

一种多功能载流摩擦磨损实验装置的操作方法，包括以下步骤：

S1、接收压力检测组件检测到的压力数据，判断接触线与受电弓滑块间的法相接触力是否等于预设接触力，若是，则进入步骤S5，否则，进入步骤S5；

S2、根据压力检测组件采集的压力数据，判断法相接触力是否大于预设接触力，若是，进入步骤S3，否则，进入步骤S4；

S3、控制升降泵带动受电弓滑块相对接触线向下运动，同时根据压力检测组件实时采集到的数据，判断法相接触力是否等于预设接触力，若是，则进入步骤S5，否则继续向下运动；

S4、控制升降泵带动受电弓滑块相对接触线向上运动，同时根据压力检测组件实时采集到的数据，判断法相接触力是否等于预设接触力，若是，则进入步骤S5，否则继续向上运动；

S5、接收数据采集机构采集到的舱内压力数据，判断舱内压力数据是否等于真空环境压力值，若是，则进入步骤S7，否则进入步骤S6；

S6、控制真空泵抽取气体环境模拟舱内的气体，根据数据采集机构实时采集到的舱内压力数据，判断舱内压力数据是否等于真空环境压力值，若是，则进入步骤S7，否则继续抽真空动作；

S7、控制实验气体调节装置向气体环境模拟舱内的注入若干种不同种类的实验气体，根据气体含量检测仪实时采集到的实验气体含量数据，判断实验气体含量数据是否等于预设值，若是，则进入步骤S8，否则，继续注入实验气体，直至实验气体含量数据等于预设值后，再进入步骤S8；

S8、接收数据采集机构采集到的温度数据和湿度数据，判断温度数据和湿度数据是否等于预设值，若是，则进入步骤S10，否则，进入步骤S9；

S9、判断温度数据和湿度数据是否大于预设值，若是，则控制温度调节装置和湿度调节装置降低温度和湿度，直至温度数据和湿度数据等于预设值后，再进入步骤S10；否则，控制温度调节装置和湿度调节装置调高温度和湿度，直至温度数据和湿度数据等于预设值后，再进入步骤S10；

S10、控制转动电机带动接触线转动，使接触线与受电弓滑块产生相对摩擦，当接触线转动速度达到预设参数时记录实验数据；

S11、通过控制实验气体调节装置改变实验气体含量数据或者改变温度数据和湿度数据，重复预定次数的步骤S7至S10。

本发明具有以下有益效果：

接触线固定安装在转动支架上，转动组件带动接触线转动，使接触线与受电弓滑块相对摩擦，模拟出与实际偏差极小的载流摩擦磨损工况。升降组件驱动受电弓滑块相对接触线做往复直线运动，受电弓滑块与接触线之间的法向接触力可调，通过压力检测组件检测出法向接触力，为实验提供数据支撑，除此之外，可以模拟不同法向接触力下的载流摩擦磨损工况。

接触线与受电弓滑块做相对摩擦时，通过实时改变气体环境模拟舱中的温度和湿度，实验在复合环境下的磨损工况。通过实验气体调节装置改变气体环境模拟舱中实验气体的种类以及不同实验气体之间的比例，同时实验气体比例调节可实时改变，可以得到载流摩擦副在不同实验气体下的磨损数据以及变化的实验气体下的磨损数据。除此之外，还可以同时调节温度、湿度和实验气体，模拟复杂环境，尽可能的符合实际工况，提高数据的准确度，为载流摩擦磨损性能研究提供多元化的数据支撑。

通过数据采集机构和压力检测组件，对实验过程中气体环境模拟舱中的温度、湿度、舱内压力数据以及压力数据等数据进行实时采集并记录，为磨损性能研究提供可靠支撑。并且本方案整体结构简单，可靠性高，实验结果准确度高、体积小、制造成本低。

附图说明

图1为一种多功能载流摩擦磨损实验装置的剖视示意图。

图2为一种多功能载流摩擦磨损实验装置的受电弓滑块与接触线配合的正视图。

图3为一种多功能载流摩擦磨损实验装置的受电弓滑块与接触线配合的俯视图。

图4为一种多功能载流摩擦磨损实验装置的升降组件示意图。

图5为一种多功能载流摩擦磨损实验装置的数据采集机构示意图。

图6为一种多功能载流摩擦磨损实验装置的柔性密封套示意图。

其中，1、底座；2、机架；3、转动支架；4、接触线；5、夹持件；6、受电弓滑块；7、气体环境模拟舱；8、转动轴；901、升降泵；902、升降台；903、连接杆；904、受电弓滑块底板；1001、压力传感器底座；1002、弹性支撑件；1101、密封轴承；1102、密封盖；12、绝缘环；1301、雾化喷嘴；1302、热风机；1303、加热板；1304、真空泵；14、支撑杆；15、输气管；16、温度传感器；17、湿度传感器；18、舱内压力传感器；19、气体含量检测仪；20、降温管道。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1-6所示，本方案提供了一种多功能载流摩擦磨损实验装置，其包括设置在底座1上的机架2，底座1和机架2可采用普通碳素钢板铸成，以保证其结构牢固。机架2上设置有转动组件，转动组件底端设置有转动支架3，且转动支架3底端设置有接触线4。转动组件包括与机架2转动连接的转动轴8，转动轴8的一端连接有转动电机，且转动轴8的另一端与转动支架3顶端固定连接。机架2呈L形，机架2的竖直端与底座1顶面固定连接，机架2的水平端与转动轴8转动连接，且转动轴8贯穿机架2的水平端，机架2用于支撑转动组件，转动支架3为圆盘结构，且接触线4为环形状。转动电机通过转动轴8和转动支架3驱动接触线4绕其轴线方向转动，进而实现摩擦磨损工况的模拟。

底座1上设置有升降组件、升降组件上设置有压力检测组件、压力组件顶端设置有夹持件5，夹持件5上设置有受电弓滑块6，受电弓滑块6位于接触线4下方。如图1、图2和图4所示，升降组件包括设置在底座1上的升降泵901、设置在升降泵上的升降台902、设置在升降台902顶面的连接杆903以及设置在连接杆903顶端的受电弓滑块底板904，夹持件5设置在受电弓滑块底板904上。受电弓滑块底板904用于支撑受电弓滑块6，同时在升降泵901的作用下带动受电弓滑块6相对接触线4作往复直线运动，目的是改变法向接触力。

如图4所示，压力检测组件设置在升降台902与连接杆903之间，压力检测组件包括压力传感器底座1001、设置在压力传感器底座1001顶面的压力传感器以及设置在压力传感器底座1001底面的弹性支撑件1002，弹性支撑件1002包括两端分别与升降台902和压力传感器底座1001底面固定连接的伸缩杆以及套在伸缩杆上的弹簧。压力传感器顶面与连接杆903底端连接，压力传感器底座1001底面与升降台902顶面连接，升降台902中部设置有连接柱，连接柱与压力传感器底座1001底面连接。连接柱的目的是传递升降泵901的升降力，弹性支撑件1002用于支撑压力传感器底座1001，确保压力传感器两侧的力中心线重合。

进一步地，如图1所示，转动轴8穿过气体环境模拟舱7顶部，转动轴8上套有与气体环境模拟舱7转动连接的密封轴承1101，转动轴8上套有密封盖1102，且密封盖1102底面与密封轴承1101顶面贴合，转动轴8上套有绝缘环12，且绝缘环12位于气体环境模拟舱7外。如图6所示，连接杆903穿过气体环境模拟舱7底部，且连接杆903上套有柔性密封套，柔性密封套的两端与连接杆903和气体环境模拟舱7底面密封连接，柔性密封套采用橡胶材质，可压缩，柔性密封套用于保证连接杆903与气体环境模拟舱7连接处的密封性，外密封轴承1101和密封盖1102确保气体环境模拟舱7的密封性良好，实验气体不泄露。通过绝缘环12实现电气隔离。

如图1所示，底座1上设置有气体环境模拟舱7，且转动支架3、接触线4及受电弓滑块6均位于气体环境模拟舱7内，气体环境模拟舱7主体可采用工字钢骨架、普通碳素钢板焊接而成，气体环境模拟舱7底部设置有多个支撑杆14，支撑杆14使气体环境模拟舱7与底座1顶面之间具有空隙，升降组件位于空隙内，同时支撑杆14用于支撑气体环境模拟舱7。

气体环境模拟舱7内设置有数据采集机构、湿度调节装置、温度调节装置、实验气体调节装置和压力调节装置，实验气体调节装置用于注入不同种类的实验气体。

如图5所示，数据采集机构包括温度传感器、湿度传感器、舱内压力传感器和气体含量检测仪，舱内压力传感器可以采用压力表。

如图5所示，湿度调节装置包括加湿组件和干燥组件，加湿组件包括设置在气体环境模拟舱7内的雾化喷嘴1301，雾化喷嘴1301与供水管路连通，且供水管路上设置有供水泵，干燥组件包括热风机1302，热风机通过供风管路与气体环境模拟舱7连通。

如图5所示，温度调节装置包括设置在气体环境模拟舱7内的加热板1303和贯穿气体环境模拟舱7的降温管道20，降温管道20与供冷系统连通。降温管道20位于气体环境模拟舱7下方，降温管道20内流通有冷水或者吸热液体。压力调节装置包括与气体环境模拟舱7内连通的真空泵1304，真空泵1304与抽气管路相连。真空泵1304用于抽取舱内气体以及调节舱内压力。实验气体调节装置包括与气体环境模拟舱7内连通的若干输气管15，且输气管15上设置有气体流量控制器，输气管15与实验气体气源系统连通。

底座1上设置有控制机构和与控制机构连接的电源，数据采集机构、湿度调节装置、温度调节装置、实验气体调节装置、压力调节装置和压力检测组件均与控制机构相连。

具体地，控制机构包括控制台、设置在控制台上的显示屏、设置在控制台内的计算机终端、与转动电机连接的转动控制模块、与电源连接的电源控制模块、与升降组件连接的升降控制模块、与显示屏电连接的数据显示模块、与压力检测组件和数据采集机构均连接的数据采集模块以及与湿度调节装置、温度调节装置、实验气体调节装置、压力调节装置均连接的模拟参数调节模块，且转动控制模块、电源控制模块、升降控制模块、数据显示模块、数据采集模块和模拟参数调节模块均与计算机终端连接。计算机终端通过控制转动电机、升降泵903、气体流量控制器、供冷系统、热风机、供水管路以及加热板实现对舱内温度、湿度、法向接触力以及实验气体比例的控制。

本方案还提供一种多功能载流摩擦磨损实验装置的操作方法，包括以下步骤：

S1、接收压力检测组件检测到的压力数据，判断接触线4与受电弓滑块6间的法相接触力是否等于预设接触力，若是，则进入步骤S5，否则，进入步骤S2；

S2、根据压力检测组件采集的压力数据，判断法相接触力是否大于预设接触力，若是，进入步骤S3，否则，进入步骤S4；

S3、控制升降泵901带动受电弓滑块6相对接触线4向下运动，同时根据压力检测组件实时采集到的数据，判断法相接触力是否等于预设接触力，若是，则进入步骤S5，否则继续向下运动；

S4、控制升降泵901带动受电弓滑块6相对接触线4向上运动，同时根据压力检测组件实时采集到的数据，判断法相接触力是否等于预设接触力，若是，则进入步骤S5，否则继续向上运动；

S5、接收数据采集机构采集到的舱内压力数据，判断舱内压力数据是否等于真空环境压力值，若是，则进入步骤S7，否则进入步骤S6；

S6、控制真空泵1304抽取气体环境模拟舱7内的气体，根据数据采集机构实时采集到的舱内压力数据，判断舱内压力数据是否等于真空环境压力值，若是，则进入步骤S7，否则继续抽真空动作；

S7、控制实验气体调节装置向气体环境模拟舱7内的注入若干种不同种类的实验气体，根据气体含量检测仪实时采集到的实验气体含量数据，判断实验气体含量数据是否等于预设值，若是，则进入步骤S8，否则，继续注入实验气体，直至实验气体含量数据等于预设值后，再进入步骤S8；

S8、接收数据采集机构采集到的温度数据和湿度数据，判断温度数据和湿度数据是否等于预设值，若是，则进入步骤S10，否则，进入步骤S9；

S9、判断温度数据和湿度数据是否大于预设值，若是，则控制温度调节装置和湿度调节装置降低温度和湿度，直至温度数据和湿度数据等于预设值后，再进入步骤S10；否则，控制温度调节装置和湿度调节装置调高温度和湿度，直至温度数据和湿度数据等于预设值后，再进入步骤S10；

S10、控制转动电机带动接触线4转动，使接触线4与受电弓滑块6产生相对摩擦，当接触线4转动速度达到预设参数时记录实验数据；

S11、通过控制实验气体调节装置改变实验气体含量数据或者改变温度数据和湿度数据，重复预定次数的步骤S7至S10。

进一步地，气体环境模拟舱7顶部开有泄气孔，当完成后实验后，通过泄气孔将舱内气体排出。

本方案可在实验气体一定的前提下，测量不同温度和湿度下的磨损数据。也可在温度和湿度一定的前提下，测量不同实验气体比例下的磨损数据，且可动态测量磨损数据。以及可同时改变温度、湿度和实验气体，测量复杂环境下的磨损数据，为载流摩擦磨损性能研究提供多元数据支撑。

Claims (6)

1.一种多功能载流摩擦磨损实验装置，其特征在于，包括设置在底座(1)上的机架(2)，所述机架(2)上设置有转动组件，所述转动组件底端设置有转动支架(3)，且所述转动支架(3)底端设置有接触线(4)；

所述底座(1)上设置有升降组件、所述升降组件上设置有压力检测组件、所述压力组件顶端设置有夹持件(5)，所述夹持件(5)上设置有受电弓滑块(6)，所述受电弓滑块(6)位于接触线(4)下方；

所述底座(1)上设置有气体环境模拟舱(7)，且所述转动支架(3)、接触线(4)及受电弓滑块(6)均位于气体环境模拟舱(7)内，所述气体环境模拟舱(7)内设置有数据采集机构、湿度调节装置、温度调节装置、实验气体调节装置和压力调节装置；

所述底座(1)上设置有控制机构和与控制机构连接的电源，所述数据采集机构、湿度调节装置、温度调节装置、实验气体调节装置、压力调节装置和压力检测组件均与控制机构相连；

所述转动组件包括与机架(2)转动连接的转动轴(8)，所述转动轴(8)的一端连接有转动电机，且转动轴(8)的另一端与转动支架(3)顶端固定连接；

所述升降组件包括设置在底座(1)上的升降泵(901)、设置在升降泵上的升降台(902)、设置在升降台(902)顶面的连接杆(902)以及设置在所述连接杆(903)顶端的受电弓滑块底板(904)，所述夹持件(5)设置在受电弓滑块底板(904)上，所述压力检测组件设置在升降台(902)与连接杆(902)之间；

所述数据采集机构包括温度传感器、湿度传感器、舱内压力传感器和气体含量检测仪；

所述湿度调节装置包括加湿组件和干燥组件，所述加湿组件包括设置在气体环境模拟舱(7)内的雾化喷嘴(1301)，所述雾化喷嘴(1301)与供水管路连通，且所述供水管路上设置有供水泵，所述干燥组件包括热风机(1302)，所述热风机通过供风管路与气体环境模拟舱(7)连通；

所述温度调节装置包括设置在气体环境模拟舱(7)内的加热板(1303)和贯穿气体环境模拟舱(7)的降温管道，所述降温管道与供冷系统连通；

所述压力调节装置包括与气体环境模拟舱(7)内部连通的真空泵(1304)，所述真空泵(1304)与抽气管路相连。

2.根据权利要求1所述的多功能载流摩擦磨损实验装置，其特征在于，所述压力检测组件包括压力传感器底座(1001)、设置在压力传感器底座(1001)顶面的压力传感器以及设置在压力传感器底座(1001)底面的弹性支撑件(1002)，所述压力传感器顶面与连接杆(903)底端连接，所述压力传感器底座(1001)底面与升降台(902)顶面连接。

3.根据权利要求2所述的多功能载流摩擦磨损实验装置，其特征在于，所述转动轴(8)穿过气体环境模拟舱(7)顶部和底部，且转动轴(8)上套有与气体环境模拟舱(7)转动连接的密封轴承(1101)，所述转动轴(8)上套有密封盖(1102)，且所述密封盖(1102)底面与密封轴承(1101)顶面贴合；

所述连接杆(903)穿过气体环境模拟舱(7)底部，且连接杆(903)上套有柔性密封套，所述柔性密封套的两端与连接杆(903)和气体环境模拟舱(7)底面密封连接；

所述转动轴(8)和连接杆(903)上均套有绝缘环(12)，且所述绝缘环(12)位于气体环境模拟舱(7)外。

4.根据权利要求1所述的多功能载流摩擦磨损实验装置，其特征在于，所述实验气体调节装置包括与气体环境模拟舱(7)内部连通的若干输气管(15)，且所述输气管(15)上设置有气体流量控制器，所述输气管(15)与实验气体气源系统连通。

5.根据权利要求1所述的多功能载流摩擦磨损实验装置，其特征在于，所述控制机构包括控制台、设置在控制台上的显示屏、设置在控制台内的计算机终端、与转动电机连接的转动控制模块、与电源连接的电源控制模块、与升降组件连接的升降控制模块、与显示屏电连接的数据显示模块、均与压力检测组件和数据采集机构连接的数据采集模块以及均与湿度调节装置、温度调节装置、实验气体调节装置、压力调节装置连接的模拟参数调节模块，且所述转动控制模块、电源控制模块、升降控制模块、数据显示模块、数据采集模块和模拟参数调节模块均与计算机终端连接。

6.一种权利要求1-5任一所述的多功能载流摩擦磨损实验装置的操作方法，包括以下步骤：

S1、接收压力检测组件检测到的压力数据，并判断接触线(4)与受电弓滑块(6)间的法相接触力是否等于预设接触力，若是，则进入步骤S5，否则，进入步骤S2；

S2、根据压力检测组件采集的压力数据，判断法相接触力是否大于预设接触力，若是，进入步骤S3，否则，进入步骤S4；

S3、控制升降泵(901)带动受电弓滑块(6)相对接触线(4)向下运动，同时根据压力检测组件实时采集到的数据，判断法相接触力是否达到预设接触力，若是，则进入步骤S5，否则继续向下运动；

S4、控制升降泵(901)带动受电弓滑块(6)相对接触线(4)向上运动，同时根据压力检测组件实时采集到的数据，判断法相接触力是否达到预设接触力，若是，则进入步骤S5，否则继续向上运动；

S5、接收数据采集机构采集到的舱内压力数据，判断舱内压力数据是否达到真空环境压力值，若是，则进入步骤S7，否则进入步骤S6；

S6、控制真空泵(1304)抽取气体环境模拟舱(7)内的气体，根据数据采集机构实时采集的舱内压力数据，判断舱内压力数据是否等于真空环境压力值，若是，则进入步骤S7，否则继续抽真空动作；

S7、控制实验气体调节装置向气体环境模拟舱(7)内的注入若干种不同种类的实验气体，根据气体含量检测仪实时采集到的实验气体含量数据，判断实验气体含量数据是否等于预设值，若是，则进入步骤S8，否则，继续注入实验气体，直至实验气体含量数据等于预设值后，再进入步骤S8；

S8、接收数据采集机构采集到的温度数据和湿度数据，判断温度数据和湿度数据是否等于预设值，若是，则进入步骤S10，否则，进入步骤S9；

S9、判断温度数据和湿度数据是否大于预设值，若是，则控制温度调节装置和湿度调节装置降低温度和湿度，直至温度数据和湿度数据等于预设值后，再进入步骤S10；否则，控制温度调节装置和湿度调节装置调高温度和湿度，直至温度数据和湿度数据等于预设值后，再进入步骤S10；

S10、控制转动电机带动接触线(4)转动，使接触线(4)与受电弓滑块(6)产生相对摩擦，当接触线(4)转动速度达到预设参数时记录实验数据；

S11、通过控制实验气体调节装置改变实验气体含量数据或者改变温度数据和湿度数据，重复预定次数的步骤S7至S10。

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