CN209199424U - 一种摩擦力测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种摩擦力测试装置，包括支撑机构和测试机构，所述测试机构固定安装在支撑机构的上端，所述支撑机构包括测试平台和支撑组件，所述测试平台呈水平设置，支撑组件位于测试平台的一端，所述测试机构包括测试组件和动力组件，所述测试组件和动力组件均安装在测试平台的上端且测试组件和动力组件固定连接，所述测试平台的上端设有安装槽，所述安装槽的长度方向与测试平台的长度方向一致，所述安装槽内设有与其卡接配合的滑板，所述测试组件包括可滑动地支撑在滑块、连接绳、定滑轮和弹簧测力计，所述弹簧测力计悬挂在支撑组件的顶端，所述定滑轮固定在测试平台上且位于弹簧测力计的正下方，所述连接绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连，另一端绕过定滑轮与滑块相连。本实用新型的有益效果是能够保持滑块呈匀速运动，能够测量处更准确的摩擦力。

Description

一种摩擦力测试装置

技术领域

本实用新型涉及实验设备领域，具体是一种摩擦力测试装置。

背景技术

摩擦力实验是一项中学生普遍都要操作的实验，现有的摩擦力实验是用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动。根据二力平衡原理，可知弹簧测力计对木板的拉力与木板受到的滑动摩擦力大小相等。这样，读出弹簧测力计的拉力就可以得到木块与长木板之间的滑动摩擦力，但是这其中存在以下不足之处：1、认为控制很难保证木块在木板上做匀速直线运动，2、弹簧测力计水平放置会影响其测量的准确度并且影响读数。

中国专利号为CN203465873U的专利公布了一种改进的摩擦力测试装置，能够实现机械控制木块相对于木板做直线运动且能够保持弹簧测力计处于竖直状态，但是该装置需要很长的连接绳和木板来实验，从而导致使用占用空间较大，而中学生实验室一般较小且人数较大，不便于放置过多的该装置，其次，该专利中的摩擦力测试装置不便于保存，占用储藏空间较大。

此外，现有的摩擦力测试装置不便于更换木板的材质，只能更换木块的材质，不便于做多种不同材质之间的摩擦力实验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种摩擦力测试装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型的技术方案是：包括支撑机构和测试机构，所述测试机构固定安装在支撑机构的上端，所述支撑机构包括测试平台和支撑组件，所述测试平台呈水平设置，支撑组件位于测试平台的一端，所述测试机构包括测试组件和动力组件，所述测试组件和动力组件均安装在测试平台的上端且测试组件和动力组件固定连接，所述测试平台的上端设有安装槽，所述安装槽的长度方向与测试平台的长度方向一致，所述安装槽内设有与其卡接配合的滑板。

优选地，所述支撑机构包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆呈中空结构且第一支撑杆的下端与测试平台的一端铰接，所述第二支撑杆的下端插接在第一支撑杆内，所述第一支撑杆的侧壁上设有连接孔，所述连接孔内设有与其螺纹配合的固定旋钮，所述第二支撑杆的侧壁上设有若干个自下而上呈等间距设置的固定孔，固定旋钮与固定孔选择性地配合。

优选地，所述第二支撑杆的上端设有与其固定连接的连接板，所述连接板的前侧设有悬挂柱，所述测试组件包括滑块、连接绳、定滑轮和弹簧测力计，所述弹簧测力计悬挂在悬挂柱上，定滑轮位于弹簧测力计的下方且定滑轮固定安装在测试平台的上方，所述连接绳的一端与弹簧测力计的下端固定连接，连接绳的另一端绕过定滑轮与滑块上端的动力组件固定连接。

优选地，所述动力组件包括固定块，所述固定块安装在滑块的上端，固定块内设有控制器，所述固定块的前端设有第一压线辊、第二压线辊和卷线电机，所述第一压线辊位于第二压线辊的正上方且第一压线辊和第二压线辊的两端均与固定块转动连接，卷线电机的输出端与第二压线辊的一端固定连接。

优选地，与第一压线辊同轴地设置有第一齿轮，且第一齿轮与第一压线辊能够一起转动，与第二压线辊同轴地设置有第二齿轮，且第二齿轮与第二压线辊能够一起转动，所述第一齿轮和第二齿轮相互啮合。

优选地，所述固定块上设有收线槽，所述收线槽位于第一压线辊和第二压线辊的旁侧，所述固定块的上端设有用于关闭收线槽的连接门。

优选地，所述固定块的下端设有四个卡扣，滑块的上端设有四个卡槽，四个卡扣和四个卡槽一一对应卡接配合。

优选地，所述测试平台的前侧设有气泡水平仪。

与现有技术相比，具有如下改进及优点：

该装置采用电机控制，便于实现匀速前进，能够测量出更加准确的摩擦力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步解释:

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的拆分结构示意图；

图3为本实用新型的局部拆分结构示意图；

图4为本实用新型的局部剖视图；

图5为本实用新型的局部正视图；

附图标记说明：支撑机构1，测试平台1a，支撑组件1b，第一支撑杆1b1，第二支撑杆1b2，连接孔1b3，固定旋钮1b4，固定孔1b5，测试机构2，测试组件2a，滑块2a1，连接绳2a2，定滑轮2a3，弹簧测力计2a4，动力组件2b，固定块2b1，第一压线辊2b2，第二压线辊2b4，卷线电机2b3，安装槽3，滑板4，连接板5，悬挂柱6，气泡水平仪8，卡槽9，卡块10，收线槽11，连接门12，第一齿轮13，第二齿轮14。

具体实施方式

下面将结合附图1至图5对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

一种摩擦力测试装置，如图1-4所示，包括支撑机构1和测试机构2，所述测试机构2固定安装在支撑机构1的上端，所述支撑机构1包括测试平台1a和支撑组件1b，所述测试平台1a呈水平设置，支撑组件1b位于测试平台1a的一端，所述测试机构2包括测试组件2a和动力组件2b，所述测试组件2a和动力组件2b均安装在测试平台1a的上端且测试组件2a和动力组件2b固定连接，所述测试平台1a的上端设有安装槽3，所述安装槽3的长度方向与测试平台1a的长度方向一致，所述安装槽3内设有与其卡接配合的滑板4；通过动力组件2b提供动力，使得测试组件2a和滑板4之间相对滑动进而产生摩擦力并通过测试组件2a将产生的摩擦力大小测量出来。

所述支撑机构1包括第一支撑杆1b1和第二支撑杆1b2，所述第一支撑杆1b1呈中空结构且第一支撑杆1b1的下端与测试平台1a的一端铰接，所述第二支撑杆1b2的下端插接在第一支撑杆1b1内，所述第一支撑杆1b1的侧壁上设有连接孔1b3，所述连接孔1b3内设有与其螺纹配合的固定旋钮1b4，所述第二支撑杆1b2的侧壁上设有若干个自下而上呈等间距设置的固定孔1b5，工作状态下，固定旋钮1b4与其中一个固定孔1b5螺纹配合；第二支撑杆1b2与第一支撑杆1b1的插接便于调节支撑组件1b的高度，通过旋转固定旋钮1b4将其与不同的固定孔1b5连接，从而固定第二支撑杆1b2的位置。

所述第二支撑杆1b2的上端设有与其固定连接的连接板5，所述连接板5的前侧设有悬挂柱6；悬挂柱6用于悬挂下述的测试组件2a的弹簧测力计2a4。

所述测试组件2a包括滑块2a1、连接绳2a2、定滑轮2a3和弹簧测力计2a4，所述弹簧测力计2a4悬挂在悬挂柱6上，定滑轮2a3位于弹簧测力计2a4的正下方且定滑轮2a3固定安装在测试平台1a的上方，所述连接绳2a2的一端与弹簧测力计2a4的下端固定连接，连接绳2a2的另一端绕过定滑轮2a3与滑块2a1上端的动力组件2b固定连接；通过动力组件2b提供动力使得滑块2a1向定滑轮2a3滑动，在匀速滑动过程中滑块2a1与滑板4的摩擦力等于连接绳2a2上的拉力，通过弹簧测力计2a4测量连接绳2a2上的拉力。

所述动力组件2b包括固定块2b1，所述固定块2b1安装在滑块2a1的上端，固定块2b1内设有控制器，所述固定块2b1的前端设有第一压线辊2b2、第二压线辊2b4和卷线电机2b3，所述第一压线辊2b2位于第二压线辊2b4的正上方且第一压线辊2b2和第二压线辊2b4的两端均与固定块2b1转动连接，卷线电机2b3的输出端与第二压线辊2b4的一端固定连接；控制器能够控制卷线电机2b3旋转，控制器可以采用现有技术中的51单片机，通过卷线电机2b3工作带第二压线辊2b4转动，第二压线辊2b4与第一压线辊2b2之间的距离小于连接绳2a2的直径，第二压线辊2b4转动时和第一压线辊2b2压紧连接绳2a2，使得连接绳2a2从两者之间向后传输，从而使得连接绳2a2拉动固定块2b1和滑块2a1移动，固定块2b1内设有用于供电的电池。

所述固定块2b1上位于第二压线辊2b4的后方设有收线槽11，所述收线槽11用以回收从第一压线辊2b2和第二压线辊2b4拉出的连接绳2a2。所述固定块2b1的上端设有用于关闭收线槽11的连接门12。

所述测试平台1a还包括遥控器，所述遥控器与控制器通讯连接；通过遥控器能够遥控卷线电机2b3的转动以及转动速度，遥控器上设置有显示器，能够显示滑块的设定速度，便于学生观察速度与摩擦力之间的关系。所述遥控器采用现有技术。

所述固定块2b1的下端设有四个卡扣，滑块2a1的上端设有四个卡槽9，四个卡扣和四个卡槽9一一对应卡接配合；通过卡槽9与卡扣的卡接配合能快速将滑块2a1和固定块2b1快速拆卸和组装，便于更换不同材质的滑块2a1，进而能够检测不同材料与滑板4的摩擦力。

所述测试平台1a的前侧设有气泡水平仪8；通过气泡水平仪8能够观察测试平台1a是否处于水平位置，防止测试平台1a倾斜，导致重力影响测试结果。

该实施例的工作原理：在使用时，先将第一支撑杆1b1旋转至竖直状态并将其固定，之后调节第二支撑杆1b2的高度并将第二支撑杆1b2的位置固定，在悬挂柱6上悬挂弹簧测力计2a4，安装槽3内装上滑板4，调节测试平台1a至水平位置，连接绳2a2的一端与弹簧测力计2a4固定连接，通过遥控器控制卷线电机2b3工作带动第二压线辊2b4转动，第二压线辊2b4转动时和第一压线辊2b2压紧连接绳2a2，使得连接绳2a2从两者之间向后传输到收纳槽11内，从而使得连接绳2a2拉动固定块2b1和滑块2a1移动，从而在滑块2a1与滑板4之间产生摩擦力，通过弹簧测力计2a4读取摩擦力大小，通过遥控器7能够控制卷线电机2b3的转动速度。

实施例二

如图5所示，该实施例与实施例一的不同在于，

考虑到只有第二压线辊2b4是由卷线电机2b3驱动的，如果第二压线辊2b4和第一压线辊2b2与连接绳2a2之间打滑，可能会导致检测的摩擦力不准确，因此，可以在第二压线辊2b4和卷线电机2b3之间添加第一齿轮13，在第一压线辊2b2的一侧设有与第一齿轮13啮合的第二齿轮14，通过卷线电机2b3驱动第一压线辊2b2和第二压线辊2b4同步转动，第一压线辊2b2和第二压线辊2b4在转动过程中通过摩擦力带动连接绳2a2向后输送，能够减小第一压线辊2b2和第二压线辊2b4与连接绳2a2之间打滑的概率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种摩擦力测试装置，其特征在于：包括支撑机构和测试机构，所述测试机构固定安装在支撑机构的上端，所述支撑机构包括测试平台和支撑组件，所述测试平台呈水平设置，支撑组件位于测试平台的一端，所述测试机构包括测试组件和动力组件，所述测试组件和动力组件均安装在测试平台的上端且测试组件和动力组件固定连接，所述测试平台的上端设有安装槽，所述安装槽的长度方向与测试平台的长度方向一致，所述安装槽内设有与其卡接配合的滑板，所述测试组件包括可滑动地支撑在滑块、连接绳、定滑轮和弹簧测力计，所述弹簧测力计悬挂在支撑组件的顶端，所述定滑轮固定在测试平台上且位于弹簧测力计的正下方，所述连接绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连，另一端绕过定滑轮与滑块相连。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦力测试装置，其特征在于，所述支撑机构包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆呈中空结构且第一支撑杆的下端与测试平台的一端铰接，所述第二支撑杆的下端插接在第一支撑杆内，弹簧测力计悬挂在第二支撑杆的顶端。

3.根据权利要求2所述的一种摩擦力测试装置，其特征在于，所述第一支撑杆的侧壁上设有连接孔，所述连接孔内设有与其螺纹配合的固定旋钮，所述第二支撑杆的侧壁上设有若干个自下而上呈等间距设置的固定孔，固定旋钮与固定孔选择性地配合。

4.根据权利要求2所述的一种摩擦力测试装置，其特征在于，所述第二支撑杆的上端且位于定滑轮的正上方设置有连接板，所述连接板上与定滑轮对应的位置处设置有悬挂柱，所述弹簧测力计悬挂在悬挂柱上。

5.根据权利要求1所述的一种摩擦力测试装置，其特征在于，所述动力组件包括固定块，所述固定块安装在滑块的上端，固定块内设有控制器，所述固定块的前端设有第一压线辊、第二压线辊和卷线电机，所述第一压线辊位于第二压线辊的正上方且第一压线辊和第二压线辊的两端均与固定块转动连接，卷线电机的输出端与第二压线辊的一端固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种摩擦力测试装置，其特征在于，与第一压线辊同轴地设置有第一齿轮，且第一齿轮与第一压线辊能够一起转动，与第二压线辊同轴地设置有第二齿轮，且第二齿轮与第二压线辊能够一起转动，所述第一齿轮和第二齿轮相互啮合。

7.根据权利要求5所述的一种摩擦力测试装置，其特征在于，所述固定块上设有收线槽，所述收线槽位于第一压线辊和第二压线辊的旁侧，所述固定块的上端设有用于关闭收线槽的连接门。

8.根据权利要求5所述的一种摩擦力测试装置，其特征在于，所述固定块的下端设有四个卡扣，滑块的上端设有四个卡槽，四个卡扣和四个卡槽一一对应卡接配合。

9.根据权利要求1所述的一种摩擦力测试装置，其特征在于，所述测试平台的前侧设有气泡水平仪。