CN208902589U - 探究滑动摩擦系数大小的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及测量装置技术领域，具体涉及一种探究滑动摩擦系数大小的装置，包括匀速检测装置、测试台和测力计，测试台包括底板和滑块，底板为水平直板，匀速检测装置设置在底板的一侧，包括壳体，壳体内设置有声波测速器，声波测速器的声波发射与接收组件设置于朝向滑块的壳体的表面，壳体内设置有处理器，壳体表面设置有指示灯和人机交互装置，匀速检测装置、指示灯和人机交互装置均与处理器相连接，滑块在底板上滑动，测力计的一端与滑块相连接，测力计的另一端与人体手部或者驱动装置相连接作直线运动。本实用新型可准确判定被测物是否在做匀速运动，避免将匀加速或者匀减速运动误判为匀速运动，导致测试结果出现错误。

Description

探究滑动摩擦系数大小的装置

技术领域

本实用新型涉及测量装置技术领域，具体涉及一种探究滑动摩擦系数大小的装置。

背景技术

在探究平面滑动摩擦系数时，需要保持研究对象保持匀速直线运动才能得到准确的摩擦力大小，进而再研究对象重力大小相比得出滑动摩擦系数，现如今对于摩擦系数的试验，大多是选择将测力计连接在被测物体上，然后手动或者采用机械传动的方式进行拉动，对滑块进行最大摩擦力试验，由于在拉动物体运动时，物体在匀速、匀加速或匀减速时测力计的示数也保持稳定，通过观察弹簧测力计示数是否稳定，无法判断物理是否在做匀速运动，继而无法得出最大摩擦力，从而计算出摩擦技术，因此需要一种可准确检测物体是否处于匀速运动状态下的探究滑动摩擦系数大小的装置。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷和不足，本实用新型公开了一种探究滑动摩擦系数大小的装置。

本实用新型解决其技术问题所使用的技术方案是：探究滑动摩擦系数大小的装置，包括匀速检测装置、测试台和测力计，所述测试台包括底板和滑块，所述底板为水平直板，所述匀速检测装置设置在所述底板的一侧，包括壳体，所述壳体内设置有声波测速器，所述声波测速器的声波发射与接收组件设置于朝向所述滑块的一侧的所述壳体的表面，所述壳体内还设置有处理器，所述壳体表面设置有指示灯和人机交互装置，所述匀速检测装置、所述指示灯和所述人机交互装置均与所述处理器相连接，所述滑块在所述底板上沿其长度延伸方向滑动，所述测力计的一端与所述滑块远离所述匀速检测装置的一端相连接，所述测力计的另一端与人体手部或者驱动装置相连接作直线运动。

作为优选，所述驱动装置为微型低速电机，其动力输出端设置有绞盘，所述绞盘上缠绕设置有拉线，所述测力计远离所述滑块的一端通过所述拉线与所述驱动装置相连接。

作为优选，所述底板上表面右侧水平设有滑槽，所述滑槽的内腔左右两侧分别设置有滑轨，所述测力计左右两端分别设置有固定转轴，所述固定转轴两端设置有导轮，所述导轮在所述滑轨内滚动。

作为优选，所述底板上靠近所述滑槽的一端上表面，设置有限位块，所述限位块背向所述滑槽的一侧设置有控制开关，所述控制开关与所述微型低速电机相连接，所述控制开为弹簧按钮开关，按压时为断开状态，弹开时为闭合状态。

作为优选，所述滑块包括上块体和下块体，所述上块体与所述下块之间通过滑槽卡接结构可拆卸连接，所述滑槽卡接结构的滑动方向与所述滑块移动方向垂直，所述下块体下表面设置有第一贴片。

作为优选，所述上块体上表面设置有若干盲孔，所述盲孔内插接有砝码。

作为优选，所述匀速检测装置与所述限位块之间的所述底板上设置有方形开口，所述开口内设置有摩擦面更换装置，所述摩擦面更换装置为翻转结构，包括，滚动分体、转轴、链条和旋钮；所述开口靠近所述匀速检测装置的一端和靠近所述滑块的一端分别设置有所述链条，所述旋钮的一端设置有驱动链轮，所述驱动链轮与所述链条相连接；所述滚动分体为三面棱柱或者四面棱柱结构，所述转轴沿其内部轴线位置设置，所述转轴的两端分别设置有被动链轮，所述被动链轮与所述链条相连接，所述滚动分体外表面分别设置有不同材质的第二贴片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型在使用时，先通过人机交互装置确定速度测试精度，测试精度是指速度的变化区间的大小，而后用手拉动滑块远离匀速检测装置做直线运动，设置在壳体内的声波测速器发出超声波检测滑块的运动速动，并将速度数据传递给处理器，处理器将速度信息输出给人机交互装置装置显示，同时根据之前设定的速度测试精度进行检测，判断在一段时间内速度的变化量是否在预设的速度变化量范围内；如果是，则控制指示灯点亮，提醒操作者可进行测力计的数值读取，本实施例中滑块的质量为已知量，再通过计算公式即可得出摩擦系数的大小，本实施例可通过更换滑块来改变重量或者材质，以及拖动速度，来探究不同因素对摩擦系数大小的影响。

本实用新型匀速测试装置的设置，使得在测试时，可清楚的知道，滑块是否在做匀速运动，避免通过观察测力计数值是否稳定，为参考依据，将匀加速或者匀减速运动误判为匀速运动，导致测试结果出现错误。

2.本实用新型采用微型低速电机为驱动动力，使得速度控制更加稳定，测试结果更加精确。

3.本实用新型测力计在滑槽内滑动，保证了测力计运动的稳定性，进一步提高测试精度，本实施例使用时，首先要对空载的测力计进行测试，以便减去在后续测试时减去测力计自身在滑轨内滑动所形成的摩擦力带来的影响。

4.本实用新型限位块以及限位块背向所述滑槽的一侧控制开关的设置使得，当滑块运动到末端时首先接触到限位块避免撞击到测力计，对测力计造成损坏，同时滑块接触到限位块时会触摸到控制开关，本实施例的控制开关为弹簧按钮开关，按压时为断开状态，弹开时为闭合状态，以此控制驱动装置停止工作，以免造成损坏。

5.本实用新型滑块采用滑槽卡接结构的方式实现分体的设置，使得在测试时，可快速更换不同的下块体来改变与底板接触面的材质，同时所述滑槽卡接结构的滑动方向与所述滑块移动方向垂直使得，在滑块移动时，上块体与下块体之间不会脱落。

本实用新型上块体上的盲孔设置，使得可在其内放置砝码，可精确改变滑块的质量，省去更换滑块来改变质量参数的麻烦，效率更高。

本实用新型摩擦面更换装置的设置，使得在需要更换底板摩擦面的材质时，只需要扭动旋钮，带动驱动链轮旋转，继而带动链条运动，从而带动被动链轮转动，使得滚动分体转动，来更换与滑块的接触面灵活改变接触面的材质，探究接触面的材质对摩擦系数的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例一提供的探究滑动摩擦系数大小的装置的结构图；

图2为本实用新型实施例二提供的驱动装置连接示意图；

图3为本实用新型实施例三提供的滑槽结构图；

图4为本实用新型实施例四提供的探究滑动摩擦系数大小的装置的结构图；

图5为本实用新型实施例五提供的滑块的结构图；

图6为本实用新型实施例五提供的摩擦面翻转装置的结构图；

图中1.匀速检测装置；2.测试台；3.测力计；4.驱动装置；1-1.壳体； 1-2.声波测速器；1-3.处理器；1-4.指示灯；1-5.人机交互装置；2-1.底板；2-2.滑块；2-21.上块体；2-212.盲孔；2-22.下块体；2-23.第一贴片；2-4.滑槽；2-31.滑轨；2-4.限位块；2-41.控制开关；2-5.开口；2-6. 摩擦面更换装置；2-61.滚动分体；2-62.转轴；2-63.链条；2-64.旋钮；2-65. 驱动链轮；2-66.被动链轮；2-7.第二贴片。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做进一步描述。

实施例一

如图1所示，在本实施例中，探究滑动摩擦系数大小的装置，包括匀速检测装置1、测试台2和测力计3，所述测试台2包括底板2-1和滑块2-2，所述底板2-1为水平直板，所述匀速检测装置1设置在所述底板2-1的一侧，包括壳体1-1，所述壳体1-1内设置有声波测速器1-2，所述声波测速器1-2的声波发射与接收组件设置于朝向所述滑块2-2的一侧的所述壳体1-1的表面，所述壳体1-1内还设置有处理器1-3，所述壳体1-1表面设置有指示灯1-4和人机交互装置1-5，在本实施例中，人机交互装置为触摸显示屏，处理器1-3为MCS-51 系列单片机，所述匀速检测装置1、所述指示灯1-4和所述人机交互装置1-5均与所述处理器1-3相连接，所述滑块2-2在所述底板2-1上沿其长度延伸方向滑动，所述测力计3的一端与所述滑块2-2远离所述匀速检测装置1的一端相连接，手持所述测力计3的另一端拉动作直线运动。

本实施例在使用时，先通过人机交互装置1-5确定速度测试精度，测试精度是指速度的变化区间的大小，而后用手拉动滑块2-2远离匀速检测装置1做直线运动，设置在壳体1-1内的声波测速器1-2发出超声波检测滑块2-2的运动速动，并将速度数据传递给处理器1-3，处理器1-3将速度信息输出给人机交互装置装置显示，同时判断在2秒内速度的变化量是否在预设的速度变化量范围内；如果是，则控制指示灯1-4点亮，提醒操作者可进行测力计3的数值读取，本实施例中滑块的质量为已知量，再通过计算公式即可得出摩擦系数的大小，本实施例可通过更换滑块来改变重量或者材质，以及拖动速度，来探究不同因素对摩擦系数大小的影响。

本实施例匀速测试装置1的设置，使得在测试时，可清楚的知道，滑块2-2 是否在做匀速运动，避免通过观察测力计数值是否稳定，为参考依据，将匀加速或者匀减速运动误判为匀速运动，导致测试结果出现错误。

实施例二

如图2所示，在本实施例中，滑块2-2采用驱动装置4拉动，所述驱动装置4为微型低速电机，其动力输出端设置有绞盘4-1，所述绞盘4-1上缠绕设置有拉线4-2，所述测力计3远离所述滑块2-2的一端通过所述拉线4-2与所述驱动装置4相连接。

本实施例，采用微型低速电机为驱动动力，使得速度控制更加稳定，测试结果更加精确。

实施例三

如图3所示，在本实施例中，所述底板2-1上表面右侧水平设有滑槽2-3，所述滑槽2-3的内腔左右两侧分别设置有滑轨2-31，所述测力计3左右两端分别设置有固定转轴3-1，所述固定转轴3-1两端设置有导轮3-2，所述导轮3-2 在所述滑轨2-31内滚动。

本实施例中，测力计3在1滑槽2-3内滑动，保证了测力计3运动的稳定性，进一步提高测试精度，本实施例使用时，首先要对空载的测力计3进行测试，以便减去在后续测试时减去测力计3自身在滑轨2-31内滑动所形成的摩擦力带来的影响。

实施例四

如图4所示，在本实施例中，所述底板2-1上靠近所述滑槽2-3的一端上表面，设置有限位块2-4，所述限位块2-4背向所述滑槽2-3的一侧设置有控制开关2-41，所述控制开关2-41与所述微型低速电机相连接，所述控制开关2-41 为弹簧按钮开关，按压时为断开状态，弹开时为闭合状态。

本实施例限位块2-4以及限位块2-4背向所述滑槽2-3的一侧控制开关2-41 的设置使得，当滑块2-2运动到末端时首先接触到限位块2-4避免撞击到测力计3，对测力计3造成损坏，同时滑块2-2接触到限位块2-4时会触摸到控制开关2-41，本实施例的控制开关2-41为弹簧按钮开关，按压时为断开状态，弹开时为闭合状态，以此控制驱动装置4停止工作，以免造成损坏。

实施例五

如图5至图6所示，在本实施例中，所述滑块2-2包括上块体2-21和下块体2-22，所述上块体2-21与所述下块体2-22之间通过滑槽卡接结构可拆卸连接，所述滑槽卡接结构的滑动方向与所述滑块2-2移动方向垂直，所述下块体 2-22下表面设置有第一贴片2-23。

在本实施例中，所述上块体2-21上表面设置有若干盲孔2-212，所述盲孔 2-212内插接有砝码。

在本实施例中，所述匀速检测装置1与所述限位块2-4之间的所述底板2-1 上设置有方形开口2-5，所述开口2-5内设置有摩擦面更换装置2-6，所述摩擦面更换装置2-6为翻转结构，包括，滚动分体2-61、转轴2-62、链条2-63和旋钮2-64；所述开口2-5靠近所述匀速检测装置1的一端和靠近所述滑块2-2 的一端分别设置有所述链条2-63，所述旋钮2-64的一端设置有驱动链轮2-65，所述驱动链轮2-65与所述链条2-63相连接；所述滚动分体2-61为三面棱柱或者四面棱柱结构，所述转轴2-62沿其内部轴线位置设置，所述转轴2-62的两端分别设置有被动链轮2-66，所述被动链轮2-66与所述链条2-63相连接，所述滚动分体2-61外表面分别设置有不同材质的第二贴片2-7。

本实施例滑块2-2采用滑槽卡接结构的方式实现分体的设置，使得在测试时，可快速更换不同的下块体2-22来改变与底板接触面的材质，同时所述滑槽卡接结构的滑动方向与所述滑块2-2移动方向垂直使得，在滑块2-2移动时，上块体2-21与下块体2-22之间不会脱落。

本实施例上块体2-21上的盲孔设置，使得可在其内放置砝码，可精确改变滑块2-2的质量，省去更换滑块2-2来改变质量参数的麻烦，效率更高。

本实施例摩擦面更换装置2-6的设置，使得在需要更换底板摩擦面的材质时，只需要扭动旋钮2-64，带动驱动链轮2-65旋转，继而带动链条2-63运动，从而带动被动链轮2-66转动，使得滚动分体2-61转动，来更换与滑块2-2的接触面灵活改变接触面的材质，探究接触面的材质对摩擦系数的影响。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围。

Claims (7)

1.探究滑动摩擦系数大小的装置，其特征在于，包括匀速检测装置(1)、测试台(2)和测力计(3)，所述测试台(2)包括底板(2-1)和滑块(2-2)，所述底板(2-1)为水平直板，所述匀速检测装置(1)设置在所述底板(2-1)的一侧，包括壳体(1-1)，所述壳体(1-1)内设置有声波测速器(1-2)，所述声波测速器(1-2)的声波发射与接收组件设置于朝向所述滑块(2-2)的一侧的所述壳体(1-1)的表面，所述壳体(1-1)内还设置有处理器(1-3)，所述壳体(1-1)表面设置有指示灯(1-4)和人机交互装置(1-5)，所述匀速检测装置(1)、所述指示灯(1-4)和所述人机交互装置(1-5)均与所述处理器(1-3)相连接，所述滑块(2-2)在所述底板(2-1)上沿其长度延伸方向滑动，所述测力计(3)的一端与所述滑块(2-2)远离所述匀速检测装置(1)的一端相连接，所述测力计(3)的另一端与人体手部或者驱动装置(4)相连接作直线运动。

2.根据权利要求1所述的探究滑动摩擦系数大小的装置，其特征在于，所述驱动装置(4)为微型低速电机，其动力输出端设置有绞盘(4-1)，所述绞盘(4-1)上缠绕设置有拉线(4-2)，所述测力计(3)远离所述滑块(2-2)的一端通过所述拉线(4-2)与所述驱动装置(4)相连接。

3.根据权利要求2所述的探究滑动摩擦系数大小的装置，其特征在于，所述底板(2-1)上表面右侧水平设有滑槽(2-3)，所述滑槽(2-3)的内腔左右两侧分别设置有滑轨(2-31)，所述测力计(3)左右两端分别设置有固定转轴(3-1)，所述固定转轴(3-1)两端设置有导轮(3-2)，所述导轮(3-2)在所述滑轨(2-31)内滚动。

4.根据权利要求3所述的探究滑动摩擦系数大小的装置，其特征在于，所述底板(2-1)上靠近所述滑槽(2-3)的一端上表面，设置有限位块(2-4)，所述限位块(2-4)背向所述滑槽(2-3)的一侧设置有控制开关(2-41)，所述控制开关(2-41)与所述微型低速电机相连接，所述控制开关(2-41)为弹簧按钮开关，按压时为断开状态，弹开时为闭合状态。

5.根据权利要求1所述的探究滑动摩擦系数大小的装置，其特征在于，所述滑块(2-2)包括上块体(2-21)和下块体(2-22)，所述上块体(2-21)与所述下块体(2-22)之间通过滑槽卡接结构可拆卸连接，所述滑槽卡接结构的滑动方向与所述滑块(2-2)移动方向垂直，所述下块体(2-22)下表面设置有第一贴片(2-23)。

6.根据权利要求5所述的探究滑动摩擦系数大小的装置，其特征在于，所述上块体(2-21)上表面设置有若干盲孔(2-212)，所述盲孔(2-212)内插接有砝码。

7.根据权利要求4所述的探究滑动摩擦系数大小的装置，其特征在于，所述匀速检测装置(1)与所述限位块(2-4)之间的所述底板(2-1)上设置有方形开口(2-5)，所述开口(2-5)内设置有摩擦面更换装置(2-6)，所述摩擦面更换装置(2-6)为翻转结构，包括，滚动分体(2-61)、转轴(2-62)、链条(2-63)和旋钮(2-64)；所述开口(2-5)靠近所述匀速检测装置(1)的一端和靠近所述滑块(2-2)的一端分别设置有所述链条(2-63)，所述旋钮(2-64)的一端设置有驱动链轮(2-65)，所述驱动链轮(2-65)与所述链条(2-63)相连接；所述滚动分体(2-61)为三面棱柱或者四面棱柱结构，所述转轴(2-62)沿其内部轴线位置设置，所述转轴(2-62)的两端分别设置有被动链轮(2-66)，所述被动链轮(2-66)与所述链条(2-63)相连接，所述滚动分体(2-61)外表面分别设置有不同材质的第二贴片(2-7)。