[發明專利]一種在磁場調控下測量功能表面滾動角的實驗裝置

在審

• 申請號: 201811377012.0
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109282733A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 劉明;彭志龍;姚寅;陳少華
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01B5/24
• 分類號: G01B5/24
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 郭德忠;仇蕾安

本發明公開了一種在磁場調控下測量功能表面滾動角的實驗裝置，屬于仿生材料力學與功能化表面設計及制備技術領域，包括：支架組件、直柄滑塊組件、旋轉組件及磁鐵組件；所述支架組件用于提供所述實驗裝置的安裝平臺；所述磁鐵組件用于給試驗件提供均勻或非均勻的磁場；所述旋轉組件用于安裝試驗件及帶動試驗件和磁鐵組件在水平面的偏轉運動，以測量試驗件在水平面的偏轉運動方向的滾動角，且所述旋轉組件能夠驅動所述試驗件和磁鐵組件同時轉動或單獨驅動試驗件或磁鐵組件轉動；所述直柄滑塊組件用于帶動試驗件在水平面的俯仰運動，以測量試驗件在水平面的俯仰方向的滾動角。該裝置能夠填補在磁場作用下測量功能表面在兩個方向上滾動角的空白。

技術領域

本發明屬于仿生材料力學與功能化表面設計及制備技術領域，具體涉及一種在磁場調控下測量功能表面滾動角的實驗裝置。

背景技術

自然界中許多生物體表面具有一些特殊的潤濕功能，如水滴在荷葉上呈露珠狀，而在玻璃表面鋪展開來，這些潤濕現象與生物表面微觀結構密切相關。因此，研究并仿生這類具有特殊浸潤現象的表面可為功能化表面的設計及制備提供創新源泉。

接觸角和滾動角的測量是衡量功能表面潤濕性程度的標準，尤其在外場作用下，功能表面的微觀結構可發生非對稱變形，這對接觸角和滾動角的測量提出了更高的要求。現有的接觸角測量儀只能測量功能比較單一的表面，而實驗中外場的作用，使功能表面展現出更符合實際的情況，尤其在外加磁場的作用下，現有儀器無法展開對兩個方向上滾動角的測量。因此，設計一種可在磁場調控下，測量功能表面滾動角的實驗裝置有很重要的科學研究意義和工程應用價值。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種在磁場調控下測量功能表面滾動角的實驗裝置，能夠填補在磁場作用下測量功能表面在兩個方向上滾動角的空白。

本發明是通過下述技術方案實現的：

一種在磁場調控下測量功能表面滾動角的實驗裝置，包括：支架組件、直柄滑塊組件、旋轉組件及磁鐵組件；

所述支架組件用于提供所述實驗裝置的安裝平臺，為直柄滑塊組件、旋轉組件、旋轉驅動組件及磁鐵組件提供安裝基座；

所述磁鐵組件用于給試驗件提供均勻或非均勻的磁場；

所述旋轉組件用于安裝試驗件及帶動試驗件和磁鐵組件在水平面的偏轉運動，以測量試驗件在水平面的偏轉運動方向的滾動角，且所述旋轉組件能夠驅動所述試驗件和磁鐵組件同時轉動或單獨驅動試驗件或磁鐵組件轉動；

所述直柄滑塊組件用于帶動試驗件在水平面的俯仰運動，以測量試驗件在水平面的俯仰方向的滾動角。

進一步的，所述支架組件包括：底座、支架座、支撐塊、左支架、右支架、長立桿及短立桿；

所述支架座放置于固定在底座上的支撐塊上，左支架和右支架沿豎直方向平行固定在支架座上表面左右兩端；長立桿的底端固定在底座上，短立桿的底端固定在支架座上，長立桿的頂端與短立桿的頂端通過銷軸銷接。

進一步的，所述直柄滑塊組件包括：滑塊、滑道、第一絲杠、絲杠驅動機構、驅動塊、方塊、第一直銷、圓頭直柄、U型塊及第二直銷；

所述滑道固定在底座上，滑塊套在滑道上，與滑道滑動配合，可沿滑道的長度方向運動；驅動塊固定在滑塊上；方塊固定在滑道的末端；第一絲杠的一端穿過驅動塊后，與安裝在底座上的絲杠驅動機構連接，絲杠驅動機構用于驅動第一絲杠轉動；且第一絲杠與驅動塊中心孔的內螺紋螺紋配合，第一絲杠的另一端通過軸承安裝在方塊內；所述驅動塊的頂面加工有半圓槽；圓頭直柄的一端通過第一直銷安裝在半圓槽內，另一端通過第二直銷與倒置的U型塊的兩個豎直部分銷接；U型塊的水平部分上表面與支架座的下表面固定連接。

進一步的，所述旋轉組件包括：內桿、套筒、凸形塊、第一螺桿、第二螺桿及第三螺桿；