[發(fā)明專利]一種靜摩擦系數(shù)測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910336742.4
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110031396B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鄭;苑明海;黃偉俊
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了材料摩擦測量技術(shù)領(lǐng)域的一種靜摩擦系數(shù)測量裝置及方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中靜摩擦系數(shù)測量需要單獨(dú)提供樣品，對于被測量物體有著尺寸、質(zhì)量、位置上的限制，手持式摩擦系數(shù)測量裝置只能用于水平方向被測表面測量的技術(shù)問題。所述裝置包括推板、滑塊、施壓部、傳感部；傳感部包括第一傳感器和第二傳感器；推板包括頂面和側(cè)面，頂面通過施壓部和第一傳感器與滑塊接觸，第一傳感器設(shè)于施壓部與滑塊之間；側(cè)面包括第一側(cè)面，第一側(cè)面通過第二傳感器與滑塊接觸；第二傳感器能夠采集施加于滑塊的橫向外力，所述橫向外力平行于被測表面；第一傳感器能夠采集施加于滑塊的縱向外力，所述縱向外力垂直于被測表面。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種靜摩擦系數(shù)測量裝置及方法，屬于材料摩擦測量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行靜摩擦系數(shù)測量大多需要單獨(dú)提供樣品，或者對于被測量物體有著尺寸、質(zhì)量、位置上的限制，無法滿足實(shí)際需要。例如：在一些工程現(xiàn)場，無法及時進(jìn)行測量；對正常使用的大型機(jī)床導(dǎo)軌做定期靜摩擦系數(shù)檢測以確保其精度時，則難以采樣進(jìn)行測量。手持式摩擦系數(shù)測量裝置基本上只能用于水平方向被測表面的測量，限制了其適用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷或缺陷之一，提供了一種靜摩擦系數(shù)測量裝置，包括推板、滑塊、施壓部、傳感部；

所述滑塊底面與被測表面接觸，所述傳感部與外部模塊電連接，傳感部包括第一傳感器和第二傳感器；

所述推板包括頂面和側(cè)面，頂面通過施壓部和第一傳感器與滑塊接觸，第一傳感器設(shè)于施壓部與滑塊之間；

所述側(cè)面包括第一側(cè)面，第一側(cè)面通過第二傳感器與滑塊接觸；

所述第二傳感器能夠采集施加于滑塊的橫向外力，所述橫向外力平行于被測表面；

所述第一傳感器能夠采集施加于滑塊的縱向外力，所述縱向外力垂直于被測表面。

進(jìn)一步地，所述側(cè)面還包括第二側(cè)面，所述傳感部還包括第三傳感器；

所述第二側(cè)面設(shè)于第一側(cè)面的對面，第二側(cè)面通過第三傳感器與滑塊接觸。

進(jìn)一步地，所述推板連接有滾輪，推板通過滾輪與被測表面接觸。

進(jìn)一步地，所述施壓部包括銷釘和彈簧，所述推板頂面設(shè)有圓形通孔，所述銷釘通過圓形通孔與推板螺紋連接，所述彈簧設(shè)于銷釘與第一傳感器之間。

進(jìn)一步地，所述推板為三段彎折結(jié)構(gòu)，每相鄰兩段之間彎折角為90度且彎折方向相同；

所述滑塊為立方體，滑塊設(shè)于三段彎折內(nèi)側(cè)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種靜摩擦系數(shù)測量方法，包括如下步驟：

通過施壓部對滑塊施加所述縱向外力；

通過推板對滑塊施加所述橫向外力，直至滑塊由靜止轉(zhuǎn)為運(yùn)動；

通過傳感部采集縱向外力值和橫向外力最大值；

通過外部模塊根據(jù)傳感部采集數(shù)據(jù)和被測表面與水平面夾角運(yùn)算獲取被測表面的靜摩擦系數(shù)；

所述傳感部采集數(shù)據(jù)包括縱向外力值和橫向外力最大值。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述夾角已知時，所述靜摩擦系數(shù)包括如下計算公式：

式中，μ為靜摩擦系數(shù)，F(xiàn)為橫向外力最大值，N為縱向外力值，G為滑塊所受重力，θ為測物體表面與水平面夾角，sin()為正弦函數(shù)，cos()為余弦函數(shù)。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述夾角未知時，所述方法還包括如下步驟：