[發明專利]測量球面與球面接觸下潤滑液膜厚度的實驗裝置

有效

• 申請號: 201210502539.8
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102997855A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 張洪玉;雒建斌;郭丹;張韶華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 哈達

1.一種測量球面與球面接觸下潤滑液膜厚度的實驗裝置，包括支撐系統、加載系統、承載系統及光學測量系統，該支撐系統包括一工作臺面，該加載系統及該承載系統固定于該工作臺面，其特征在于，該加載系統包括擺動機構、加載機構及加載球，該加載機構連接于該擺動機構和該加載球之間，該擺動機構用于使該加載機構產生以加載球球心為圓心且在同一平面上的擺動，該加載機構的擺動使所述加載球轉動，并且該加載機構通過該加載球對該承載系統施加過加載球球心的恒定的載荷，該承載系統包括承載盤及固定件，該承載盤具有凹球面，該凹球面用于承載該加載球且該承載盤在加載球轉動時固定設置。

2.如權利要求1所述的測量球面與球面接觸下潤滑液膜厚度的實驗裝置，其特征在于，該擺動機構包括伺服電機、轉動塊、連桿機構、滑塊及圓弧導軌，該滑塊與該圓弧導軌為滑動連接，該連桿機構一端設置在該轉動塊上，另一端設置在該滑塊上，該伺服電機用于驅動該轉動塊進行轉動，并通過該連桿機構帶動該滑塊沿該圓弧導軌做往復滑動。

3.如權利要求2所述的測量球面與球面接觸下潤滑液膜厚度的實驗裝置，其特征在于，該圓弧導軌的圓弧所在的平面垂直于該工作臺面。

4.如權利要求2所述的測量球面與球面接觸下潤滑液膜厚度的實驗裝置，其特征在于，該連桿機構為長度可調節的剛性桿。

5.如權利要求2所述的測量球面與球面接觸下潤滑液膜厚度的實驗裝置，其特征在于，該加載球的球心設置于該圓弧導軌所在圓弧的圓心。

6.如權利要求1所述的測量球面與球面接觸下潤滑液膜厚度的實驗裝置，其特征在于，該加載機構包括同軸設置的固定桿、彈簧、調節螺桿、轉接軸、壓力傳感器及連接軸，該彈簧套設于該固定桿外，該調節螺桿包括具有光孔的第一端及具有螺紋孔的第二端，該第一端套設在該固定桿外并與該彈簧的一端相抵靠，該第二端套設在該轉接軸外并與該轉接軸通過螺紋連接，該壓力傳感器設置在該轉接軸與該連接軸之間，該連接軸與該加載球連接。

7.如權利要求6所述的測量球面與球面接觸下潤滑液膜厚度的實驗裝置，其特征在于，該加載機構進一步包括鎖緊螺母，該鎖緊螺母套設于該轉接軸外并靠近該調節螺桿的第二端，用于對該調節螺桿及該轉接軸進行鎖緊。

8.如權利要求1所述的測量球面與球面接觸下潤滑液膜厚度的實驗裝置，其特征在于，該承載系統進一步包括承載盤定位機構，該承載盤定位機構設置于該工作臺面，包括水平旋轉皿、垂直旋轉皿及調節桿，該水平旋轉皿及該垂直旋轉皿均為環形結構，且同軸設置，該水平旋轉皿套設于該垂直旋轉皿外，該垂直旋轉皿套設于該承載盤外并與該承載盤固定連接，該垂直旋轉皿的外側面與該水平旋轉皿的內側面為相互配合的球面，使該垂直旋轉皿與該水平旋轉皿之間以球鉸形式結合，該垂直旋轉皿的外側面與該水平旋轉皿的內側面的球心為該凹球面的球心，該水平旋轉皿具有沿該水平軸的通孔，該調節桿插入該通孔，并與該垂直旋轉皿固定連接。

9.如權利要求1所述的測量球面與球面接觸下潤滑液膜厚度的實驗裝置，其特征在于，該光學測量系統包括光學顯微鏡、光源及顯微鏡移動平臺，該光源設置在該光學顯微鏡附近，該光學顯微鏡的物鏡與該承載盤的底部相對設置，該顯微鏡移動平臺用于固定該光學顯微鏡并對該光學顯微鏡的觀測點進行微調。

10.如權利要求1所述的測量球面與球面接觸下潤滑液膜厚度的實驗裝置，其特征在于，進一步包括溫控系統及自動控制系統。