一種高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀，屬于測(cè)量?jī)x器領(lǐng)域，為解決人工測(cè)試鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且準(zhǔn)確度低的問題。本發(fā)明包括測(cè)試機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集與分析機(jī)構(gòu)及供電機(jī)構(gòu)，測(cè)試機(jī)構(gòu)包括：底座；升降機(jī)構(gòu)，固定設(shè)置在底座上，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，升降機(jī)構(gòu)的頂端固定設(shè)置一托盤；加載塊，放置在托盤上；彈簧，其第一端部與加載塊的頂端固定連接；測(cè)試帶，其第一端部與彈簧的第二端部固定連接；拉力傳感器，固定設(shè)置在地錨上，地錨豎直設(shè)置在地面上；測(cè)試帶的第二端部固定連接拉力傳感器。通過測(cè)試機(jī)構(gòu)與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)共同完成鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)的全自動(dòng)化測(cè)試，測(cè)試效率和測(cè)試精度相對(duì)于人工測(cè)試均有很大程度的提高。
【專利說明】一種高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)量?jī)x器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中通常采用人工提拉的方法測(cè)試鞍馬環(huán)的摩擦系數(shù)，與測(cè)試者的經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系，記錄的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度難以保證，在提拉測(cè)試時(shí)，力的方向也難以掌握與測(cè)試塊垂直，再加上計(jì)算有誤差，所以鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)的測(cè)試結(jié)果與實(shí)際差別較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種可自動(dòng)測(cè)試鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)的測(cè)試儀，為解決現(xiàn)有技術(shù)中人工提拉法測(cè)試鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且準(zhǔn)確度低的問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀，包括測(cè)試機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集與分析機(jī)構(gòu)及供電機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述測(cè)試機(jī)構(gòu)包括:
底座；
升降機(jī)構(gòu)，固定設(shè)置在所述底座上，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述升降機(jī)構(gòu)的頂端固定設(shè)置一托盤;
加載塊，放置在所述托盤上；
彈簧，其第一端部與所述加載塊的頂端固定連接；
測(cè)試帶，其第一端部與所述彈簧的第二端部固定連接；
拉力傳感器，固定設(shè)置在地錨上，所述地錨豎直設(shè)置在地面上；所述測(cè)試帶的第二端部固定連接所述拉力傳感器。
[0005]優(yōu)選的，所述加載塊的質(zhì)量為5±0.2kg。
[0006]進(jìn)一步的，所述測(cè)試帶的寬度為20 土 1mm、厚度為10 ± 0.5mm,所述測(cè)試帶在5N/cm2的壓力下，其厚度能被壓縮到原始厚度的75±5%，所述測(cè)試帶的靜摩擦系數(shù)為0.25 ±0.03。測(cè)試帶拉力的增加比率為5±0.5N/s。
[0007]進(jìn)一步的，所述測(cè)試帶與所述拉力傳感器可拆卸固定連接。
[0008]進(jìn)一步的，所述彈簧與所述加載塊可拆卸固定連接。升降機(jī)構(gòu)的升降速度與彈簧的剛度系數(shù)匹配，滿足拉力增加比率的需要。
[0009]作為優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)采集與分析機(jī)構(gòu)包括數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)、加載于所述計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)測(cè)試與控制程序，所述數(shù)據(jù)采集卡通過計(jì)算機(jī)通信接口與所述計(jì)算機(jī)連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集卡為PCI8602板卡。數(shù)據(jù)采集卡PCI8602板卡采用PCI總線結(jié)構(gòu)，具有多通道的模擬量、數(shù)字量輸入輸出功能，軟件控制的采樣速率設(shè)置，最高的采樣頻率為250kHz。
[0011]作為優(yōu)選，所述拉力傳感器通過信號(hào)放大器與所述數(shù)據(jù)采集卡連接。
[0012]作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述伺服電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器連接，用以向所述伺服電機(jī)發(fā)送正反轉(zhuǎn)速度信號(hào)以及行程限位信號(hào)。
[0013]使用本發(fā)明的高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀測(cè)試鞍馬環(huán)的摩擦系數(shù)時(shí)，將測(cè)試帶繞過鞍馬環(huán)，在升降機(jī)構(gòu)的作用下測(cè)試帶沿著鞍馬環(huán)移動(dòng)，拉力傳感器將拉力數(shù)據(jù)傳至數(shù)據(jù)采集卡，進(jìn)一步傳至計(jì)算機(jī)。本發(fā)明的高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀，測(cè)試機(jī)構(gòu)通過串口通信與計(jì)算機(jī)連接，在測(cè)控軟件界面內(nèi)完成測(cè)試儀測(cè)試動(dòng)作的控制。完成一次測(cè)試過程，具體動(dòng)作有:測(cè)試開始、升降機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動(dòng)、托盤與加載塊脫離接觸、升降機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)、自動(dòng)顯示記錄、擬出拉力與時(shí)間的曲線、延時(shí)1s后計(jì)算最大靜摩擦系數(shù)、升降機(jī)構(gòu)向上運(yùn)動(dòng)、托起加載塊、升降機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)。在完成所有的測(cè)試過程后，數(shù)據(jù)自動(dòng)整理、計(jì)算、存儲(chǔ)、輸出測(cè)試記錄，連接打印機(jī)，可將測(cè)試結(jié)果與記錄打印。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明提供了一種自動(dòng)測(cè)試鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)的設(shè)備，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的空白，本發(fā)明高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀的測(cè)試機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)巧妙，通過測(cè)試機(jī)構(gòu)與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)共同完成鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)的全自動(dòng)化測(cè)試，測(cè)試效率和測(cè)試精度相對(duì)于人工測(cè)試均有很大程度的提聞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本發(fā)明高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀測(cè)試機(jī)構(gòu)的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀測(cè)試機(jī)構(gòu)的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀供電機(jī)構(gòu)和數(shù)據(jù)采集與分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀數(shù)據(jù)采集與分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]1-拉力傳感器；2_測(cè)試帶；3-彈簧；4_加載塊；5-托盤；6_升降機(jī)構(gòu)；7_伺服電機(jī)；8_底座；9_強(qiáng)弱電控制系統(tǒng)；10_鞍馬環(huán)；11-計(jì)算機(jī)主機(jī)；12_顯不器；13_打印機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
如圖1-圖4所示，本發(fā)明的高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀包括測(cè)試機(jī)構(gòu)、供電機(jī)構(gòu)(強(qiáng)弱電控制系統(tǒng))、數(shù)據(jù)采集與分析機(jī)構(gòu)。
[0019]其中，測(cè)試機(jī)構(gòu)包括底座8，底座8上面固定設(shè)置有升降機(jī)構(gòu)6，升降機(jī)構(gòu)6由伺服電機(jī)7驅(qū)動(dòng)。升降機(jī)構(gòu)6的頂端固定設(shè)置一托盤5,托盤5上放置一質(zhì)量為5±0.2kg的加載塊4，該加載塊4為按國(guó)標(biāo)要求制成的測(cè)試樣塊。加載塊4的頂部中央位置固定設(shè)置一圓環(huán)，彈簧3的第一端部與圓環(huán)可拆卸固定連接。彈簧3的第二端部可拆卸固定連接有測(cè)試帶2。測(cè)試2帶的寬度為20 ± 1mm、厚度為10 ±0.5mm，測(cè)試帶2在5N/cm2的壓力下，其厚度能被壓縮到原始厚度的75±5%，測(cè)試帶2的靜摩擦系數(shù)為0.25±0.03，測(cè)試帶2拉力的增加比率為5±0.5N/s。測(cè)試帶2的另一端固定連接拉力傳感器1，拉力傳感器I固定在豎直安裝在地面上的地錨上。
[0020]數(shù)據(jù)采集與分析機(jī)構(gòu)包括PCI8602板卡(數(shù)據(jù)采集卡)、與PCI8602板卡通過通信接口連接的計(jì)算機(jī)主機(jī)11，計(jì)算機(jī)主機(jī)11外接顯示器12和打印機(jī)13。計(jì)算機(jī)主機(jī)11中還加載有測(cè)試與控制程序。PCI8602板卡通過接口與伺服電機(jī)7的伺服驅(qū)動(dòng)器連接，以向伺服電機(jī)7發(fā)送正反轉(zhuǎn)速度信號(hào)以及行程限位信號(hào)。拉力傳感器I通過信號(hào)放大器與PCI8602板卡連接并向其輸入數(shù)據(jù)。
[0021 ] 底座8的下面設(shè)置有強(qiáng)弱電控制箱，強(qiáng)弱電控制箱中設(shè)有強(qiáng)弱電控制系統(tǒng)9，強(qiáng)弱電控制系統(tǒng)9為整個(gè)系統(tǒng)供電。
[0022]使用本發(fā)明的高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀測(cè)試鞍馬環(huán)的摩擦系數(shù)時(shí)，將測(cè)試帶繞過鞍馬環(huán)10，在升降機(jī)構(gòu)6的作用下測(cè)試帶2沿著鞍馬環(huán)10移動(dòng)，拉力傳感器I將拉力數(shù)據(jù)傳至數(shù)據(jù)采集卡，進(jìn)一步傳至計(jì)算機(jī)。本發(fā)明的高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀，測(cè)試機(jī)構(gòu)通過串口通信與計(jì)算機(jī)連接，在測(cè)控軟件界面內(nèi)完成測(cè)試儀測(cè)試動(dòng)作的控制。完成一次測(cè)試過程，具體動(dòng)作有:測(cè)試開始、升降機(jī)構(gòu)6向下運(yùn)動(dòng)、托盤5與加載塊4脫離接觸、升降機(jī)構(gòu)6停止運(yùn)動(dòng)、自動(dòng)顯示記錄、擬出拉力與時(shí)間的曲線、延時(shí)1s后計(jì)算最大靜摩擦系數(shù)、升降機(jī)構(gòu)6向上運(yùn)動(dòng)、托起加載塊4、升降機(jī)構(gòu)6停止運(yùn)動(dòng)。在完成所有的測(cè)試過程后，數(shù)據(jù)自動(dòng)整理、計(jì)算、存儲(chǔ)、輸出測(cè)試記錄，連接打印機(jī)13，可將測(cè)試結(jié)果與記錄打印。
【權(quán)利要求】
1.一種高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀，包括測(cè)試機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集與分析機(jī)構(gòu)及供電機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述測(cè)試機(jī)構(gòu)包括: 底座； 升降機(jī)構(gòu)，固定設(shè)置在所述底座上，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述升降機(jī)構(gòu)的頂端固定設(shè)置一托盤; 加載塊，放置在所述托盤上； 彈簧，其第一端部與所述加載塊的頂端固定連接； 測(cè)試帶，其第一端部與所述彈簧的第二端部固定連接； 拉力傳感器，固定設(shè)置在地錨上，所述地錨豎直設(shè)置在地面上；所述測(cè)試帶的第二端部固定連接所述拉力傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀，其特征在于:所述加載塊的質(zhì)量為 5±0.2kg。
3.如權(quán)利要求2所述的高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀，其特征在于:所述測(cè)試帶的寬度為20±lmm、厚度為10±0.5mm,所述測(cè)試帶在5N/cm2的壓力下,其厚度能被壓縮到原始厚度的75 ±5%，所述測(cè)試帶的靜摩擦系數(shù)為0.25 ± 0.03。
4.如權(quán)利要求3所述的高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀，其特征在于:所述測(cè)試帶與所述拉力傳感器可拆卸固定連接。
5.如權(quán)利要求4所述的高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀，其特征在于:所述彈簧與所述加載塊可拆卸固定連接。
6.如權(quán)利要求1或5所述的高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集與分析機(jī)構(gòu)包括數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)、加載于所述計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)測(cè)試與控制程序，所述數(shù)據(jù)采集卡通過計(jì)算機(jī)通信接口與所述計(jì)算機(jī)連接。
7.如權(quán)利要求6所述的高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集卡為PCI8602板卡。
8.如權(quán)利要求6所述的高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀，其特征在于:所述拉力傳感器通過信號(hào)放大器與所述數(shù)據(jù)采集卡連接。
9.如權(quán)利要求6所述的高精度鞍馬環(huán)摩擦系數(shù)測(cè)試儀，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集卡與所述伺服電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器連接，用以向所述伺服電機(jī)發(fā)送正反轉(zhuǎn)速度信號(hào)以及行程限位信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01N19/02GK104266963SQ201410534127
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】卞志良, 賈振東, 馬忠禮, 卞志勇, 龍國(guó)榮, 文玉峰, 張瑞林 申請(qǐng)人:泰山體育產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司, 山東泰山體育器材有限公司