CN203705322U - 果实表面摩擦系数测定仪 - Google Patents

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宋欣
单慧勇
李艳聪
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Abstract

本实用新型涉及一种果实表面摩擦系数测定仪，包括底座、线性滑块导轨、主平移台、从平移台、推拉力计、驱动推拉力计的驱动装置以及果实夹紧组件，所述底座上表面横向平行对称固装线性滑块导轨，该线性滑块导轨上横向滑动安装由驱动装置驱动的主平移台，该主平移台上固装推拉力计，该推拉力计带动滑动安装在线性滑块导轨上的从平移台运动，该从平移台上固装摩擦试片，对应该摩擦试片的底座上固装果实夹紧组件。本测定仪可准确地测量出不同负载或者不同拉动速度下，果实表面与不同摩擦试片间的动、静摩擦系数，从而在机械采摘、储运设备的设计以及果实储运方式的选择中，为摩擦力的计算提供依据。

Description

果实表面摩擦系数测定仪
技术领域
本实用新型属于摩擦系数测量仪器技术领域，尤其是一种果实表面摩擦系数测定仪。
背景技术
在果实采摘、运输、加工和储存的过程中，果实会与其他不同材质的表面接触，或者果实之间产生摩擦。这种摩擦作用会导致果实的机械损伤，从而也降低了机械采摘的效果和果实自身的品质，而摩擦系数是其中的重要决定因素。另外，果实的品种、成熟度、表面承压情况及保鲜温度等因素还会对果实表面的摩擦系数产生影响。
所以，果实表面静、动摩擦系数的测定对于机械采摘、储运设备的设计以及果实储运方式的选择都具有重要的意义。
经过检索，尚未发现可以准确测试果实表面摩擦力的测试仪器。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便的果实表面摩擦系数测定仪，该测定仪可准确测量不同拉动速度下或不同负载情况下果实与摩擦试片间的动、静摩擦系数。
本实用新型的方案是这样实现的：
一种果实表面摩擦系数测定仪，包括底座、线性滑块导轨、主平移台、从平移台、推拉力计、驱动推拉力计的驱动装置以及果实夹紧组件，所述底座上表面横向平行对称固装线性滑块导轨，该线性滑块导轨上横向滑动安装由驱动装置驱动的主平移台，该主平移台上固装推拉力计，该推拉力计带动滑动安装在线性滑块导轨上的从平移台运动，该从平移台上固装摩擦试片，对应该摩擦试片的底座上固装果实夹紧组件。
而且，所述驱动装置包括滚珠螺杆和步进电机，所述滚珠螺杆横向安装在主平移台下部，该滚珠螺杆通过安装在基板一端部的步进电机驱动。
而且，所述果实夹紧组件包括支撑架、夹紧板以及螺柱，所述支撑架竖直对称安装在基板外侧的底座上，两个支撑架上部竖直对称制有U型槽，该U型槽内竖直相对滑动安装一对螺柱，两个螺柱的相对端部分别固装用于夹紧被测物体的夹紧板，夹紧板将被测物体夹紧后通过螺母锁紧。
而且，所述两个支撑架上纵向放置一负载板，该负载板的两端部分别安装在支撑架上部制有的U型槽内，所述负载板上放置砝码。
而且，所述推拉力计通过拉钩与从平移台连接在一起。
而且，所述推拉力计为数字式推拉力计，该数字式推拉力计通过数据线与计算机连接。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本测定仪的主平移台通过采用滚珠螺杆配合步进电机驱动的方式，使得主、从平移台直线匀速运动，不仅导向精度高、运动平稳，而且推拉力计施加给从平移台的拉力均匀，有效保证了测量数据的准确性。
2、通过果实夹紧组件可固定不同直径的果实，通过负载板的设计可测量不同负载下的摩擦系数。
3、本实用新型结构简单、设计科学合理，可以准确地测量出不同负载或者不同拉动速度下，果实表面与不同摩擦试片间的动、静摩擦系数，从而在机械采摘、储运设备的设计以及果实储运方式的选择中，为摩擦力的计算提供依据。
附图说明
图1是本实用新型的主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的左视图；
图4是本实用新型的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述。
一种果实表面摩擦系数测定仪，如图1至3所示，包括底座2、基板3、线性滑块导轨4、主平移台6、从平移台13、数字式推拉力计7、滚珠螺杆5、驱动滚珠螺杆的步进电机1以及果实夹紧组件，所述底座上表面横向固装基板，该基板上表面横向平行对称固装线性滑块导轨，该两个线性滑块导轨上横向滑动安装主平移台，该主平移台通过安装在其下方的滚珠螺杆传动使其进行匀速直线运动，该滚珠螺杆通过安装在基板一端部的步进电机驱动，对应该步进电机的基板另一端部通过线性滑块导轨横向滑动安装从平移台，该从平移台上固装一固定板14，该固定板上固装摩擦试片15，该摩擦试片上放置被测试的果实12，为了固定果实，在基板两侧的底座上安装果实夹紧组件，通过固装在主平移台上的数字式推拉力计与固定板连接，使得数字式推拉力计带动摩擦试片运动，从而与果实产生摩擦力，通过数字式推拉力计可测得果实表面的摩擦系数。
本实施例中，所述果实夹紧组件包括支撑架9、夹紧板17以及螺柱11，所述支撑架竖直对称安装在基板外侧的底座上，两个支撑架上部竖直对称制有U型槽，该U型槽内竖直相对滑动安装一对螺柱，两个螺柱的相对端部分别固装用于夹紧果实的夹紧板，夹紧板将果实夹紧后通过螺母锁紧。有些试验需要果实承受负载，因此，在两个支撑架上纵向放置一负载板10，该负载板的两端部分别安装在支撑架上部制有的U型槽内，根据试验需求在负载板上放置所需重量的砝码16进行加载。
所述数字式推拉力计通过拉钩8与固定板连接在一起，使得两者连接或拆卸方便。
为了测得准确的摩擦系数及拉力曲线，所述数字式推拉力计通过数据线与计算机18连接。
本实用新型的工作原理为：
通过步进电机驱动主平移台运动，使其带动数字式推拉力计沿线性滑块导轨进行匀速直线运动，从而对从平移台施加一个拉力，随着匀速直线运动的进行，该拉力逐渐增大。当数字式推拉力计拉动从平移台的瞬间(即果实与摩擦试片即将发生相对滑动时)，记录下此时的拉力值F1。根据摩擦力计算公式：F＝μN=μ(m果+m砝)g，可以得到μ=F1/(m果+m砝)g，此时的摩擦系数μ为静摩擦系数，此时的拉力值F1为最大静摩擦力。随着数字式推拉力计继续对摩擦试片施加拉力，使得果实与摩擦试片间产生相对滑动，平稳运动一段行程后，读取拉力值F2，该拉力值应略低于最大静摩擦力。同样根据摩擦力计算公式，可以得到μ=F2/(m果+m砝)g，此时的摩擦系数μ为动摩擦系数。整个运动过程中，拉力随时间变化的曲线可以通过数字式推拉力传输至计算机中进行实时显示，其中拉力的峰值即为最大静摩擦力，用于计算静摩擦系数。随后拉力略有降低，且趋于恒定，该拉力值为动摩擦力，用于计算动摩擦系数。
本实用新型结构简单、设计科学合理，可以准确地测量出不同负载或者不同拉动速度下，果实表面与不同摩擦试片间的动、静摩擦系数，从而在机械采摘、储运设备的设计以及果实储运方式的选择中，为摩擦力的计算提供依据。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种果实表面摩擦系数测定仪，其特征在于：包括底座、线性滑块导轨、主平移台、从平移台、推拉力计、驱动推拉力计的驱动装置以及果实夹紧组件，所述底座上表面横向平行对称固装线性滑块导轨，该线性滑块导轨上横向滑动安装由驱动装置驱动的主平移台，该主平移台上固装推拉力计，该推拉力计带动滑动安装在线性滑块导轨上的从平移台运动，该从平移台上固装摩擦试片，对应该摩擦试片的底座上固装果实夹紧组件。
2.根据权利要求1所述的果实表面摩擦系数测定仪，其特征在于：所述驱动装置包括滚珠螺杆和步进电机，所述滚珠螺杆横向安装在主平移台下部，该滚珠螺杆通过安装在基板一端部的步进电机驱动。
3.根据权利要求1或2所述的果实表面摩擦系数测定仪，其特征在于：所述果实夹紧组件包括支撑架、夹紧板以及螺柱，所述支撑架竖直对称安装在基板外侧的底座上，两个支撑架上部竖直对称制有U型槽，该U型槽内竖直相对滑动安装一对螺柱，两个螺柱的相对端部分别固装用于夹紧被测物体的夹紧板，夹紧板将被测物体夹紧后通过螺母锁紧。
4.根据权利要求3所述的果实表面摩擦系数测定仪，其特征在于：所述两个支撑架上纵向放置一负载板，该负载板的两端部分别安装在支撑架上部制有的U型槽内，所述负载板上放置砝码。
5.根据权利要求1或2所述的果实表面摩擦系数测定仪，其特征在于：所述推拉力计通过拉钩与从平移台连接在一起。
6.根据权利要求1或2所述的果实表面摩擦系数测定仪，其特征在于：所述推拉力计为数字式推拉力计，该数字式推拉力计通过数据线与计算机连接。
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